Габбро-гипербазитовые комплексы зоны сочленения Южного и Среднего Урала: строение и условия формирования

Глава 5. Состав хромшпинелидов.

Хромшпинелиды являются типоморфным минералом-индикатором петрологических процессов, протекающих в ультрабазитах (Павлов, 1949; Irvine, 1965 и др.). Так, при оценке степени деплетированности мантийного вещества, представленного в современном эрозионном срезе в виде массивов гипербазитов, важное значение имеет величина отношения Cr/Al в хромшпинелиде (Паланджян, 1992; Перевозчиков, 1998 и др.), а при изучении метаморфизма - величина железистости минерала (Макеев, Брянчанинова, 1999 и др.). В пределах рассматриваемых массивов проведено изучение акцессорных и рудных хромшпинелидов из пород ультрабазитового комплекса.

Акцессорные хромшпинелиды из гарцбургитов и дунитов всех рассматриваемых массивов на классификационной диаграмме Н.В. Павлова (1949) делятся на два типа - первично мантийные (хромпикотит-хромит) и вторичные (хроммагнетит-магнетит). Составы первичных хромшпинелидов Таловского массива перекрывают области как деплетированных реститов, так и железистых хромшпинелидов платиноносной ассоциации. Шпинелиды второго типа представлены небольшим количеством. На Карабашском массиве оба типа хромшпинелидов распространены в равной степени. Большая часть акцессорных хромшпинелидов Уфалейского и Сугомакского массивов относятся к ряду хроммагнетит - магнетит и лишь несколько образцов Сугомакского массива принадлежат алюмохромиту. Акцессорные хромшпинелиды из гипербазитовых массивов каганского комплекса представлены преимущественно группой феррихромит-магнетитов и редко хромитов, алюмохромитов и хромпикотитов. Все пробы баикского комплекса на классификационной диаграмме попали в поле магнетита.

Хромистость (#Cr=Cr/(Cr+Al)) в акцессорных хромшпинелидах из ультрабазитов является одним из важнейших показателей степени их деплетирования (Савельева, 1987; Паланджян, Дмитриенко, 1990; Паланджян, 1990 и др.). Анализ данных по акцессорным хромшпинелидам из пород различных современных геодинамических обстановок (ГДО) позволил установить четкую корреляцию между ГДО формирования пород и отношением #Cr в хромшпинелидах (Паланджян, 1992). Минимальные значения рассматриваемого отношения (0,08 - 0,25) характерны для ксенолитов гипербазитов в щелочных базальтах внутриплитных обстановок континентальных и океанических областей, пассивных окраин океанов, а из древних комплексов - для массивов корневых зон. Повышение хромистости до 0,3-0,5 происходит в ультрабазитах срединно-океанических хребтов и трансформных разломов. Максимальная хромистость шпинелидов (0,5-0,8) характерна для ультраосновных реститов глубоководных желобов и островных дуг.

На диаграмме Т. Ирвайна (Cr/(Cr+Al) - Mg/(Mg+Fe²⁺) основные различия между шпинелидами перидотитов СОХ и ГЖ определяются наличием среди первых из них высокоглиноземистых разновидностей с #Cr - 0,1-0,3 и преобладанием среди последних высокохромистых шпинелидов с #Cr - 0,5-0,8. В пограничной же области наблюдается некоторое перекрытие полей составов.

При сопоставлении состава акцессорных хромшпинелидов сакмарского комплекса на диаграмме Т. Ирвайна (Cr/(Cr+Al) - Mg/(Mg+Fe²⁺) выделяется два типа распределения параметров: первый характеризуется высокой хромистостью и магнезиальностью; второй, представленный меньшим количеством проб, отличается более низкой хромистостью и более высокой магнезиальностью, при этом попадая в поле глубоководных желобов. Количество образцов второго типа возрастает от Уфалейского массива к Карабашскому. Составы шпинелей из Таловского массива имеют довольно значительный разброс составов, но в большинстве своём ложатся в поле глубоководных желобов и близки по распределению параметров Cr/(Cr+Al) и Mg/(Mg+Fe²⁺) со шпинелями второго типа сакмарского комплекса.

Фигуративные точки составов акцессорных хромшпинелидов каганского комплекса образуют поле, характеризующееся хромистостью более 0,8 единиц. Магнезиальность в них находится на уровне 0,5-0,7 единиц, часть образцов близка к шпинелидам первого типа сакмарского комплекса.

Таким образом, изучение составов акцессорных и рудных хромшпинелидов рассматриваемых гипербазитовых массивов позволило сделать ряд следующих выводов:

1. Для первично-мантийных хромшпинелидов массивов Тагило-Магнитогорской мегазоны характерна средняя и высокая хромистость, почти все они попадают в поле алюмохромитов, что говорит о достаточно высокой степени деплетирования вмещающих ультрабазитов и принадлежности к офиолитовой ассоциации.

2. Хромшпинелиды Таловского массива образуют поле, перекрывающее как область деплетированных реститов, так и железистых хромшпинелидов платиноносной ассоциации. Подобное совмещение различных типов хромшпинелидов в пределах одного массива не характерно для Южного Урала. Близкая ситуация зафиксирована лишь на восточном фланге Магнитогорской мегазоны, где пространственно сближены Сахаринский дунит-пироксенит-габбровый и Куликовский дунит-гарцбургитовый массивы. Акцессорные хромшпинелиды первого из них по составу сопоставимы с таковыми Платиноносного пояса, а второго - с деплетированными реститами офиолитов. Среди ультрабазитов современных геодинамических обстановок совмещение двух указанных типов хромшпинелидов отмечается в системе глубоководный желоб - островная дуга - окраинное море. По распределению параметра 100*Cr/(Cr+Al) шпинели Таловского массива сходны с таковыми глубоководных желобов.

3. Первичные хромшпинелиды других массивов Тагило-Магнитогорской мегазоны близки по химическому составу и на диаграмме Т. Ирвайна образуют поле, наиболее соответствующее составам шпинелей из глубоководных желобов.

4. При метаморфизме в коровых условиях из хромшпинелидов практически полностью выносится алюминий, магний и значительная часть хрома; данный процесс сопровождается привносом железа и переходом его из двухвалентного в трехвалентное состояние. Судя по изученным акцессорным хромшпинелидам, наименее интенсивно метаморфизм проявлен в ультрабазитах Таловского массива, а максимальная его интенсивность характерна для Сугомакского и Уфалейского массивов, а также для пород баикского и каганского комплексов. Первичные и вторичные хромшпинелиды примерно в равной степени сохранились в породах Карабашского массива.

5. Рудные хромшпинелиды Уфалейского, Карабашского, Таловского и Иткульского массивов характеризуются приимущественно высокой хромистостью, довольно выдержанным химическим составом. На классификационной диаграмме Н.В. Павлова (1949) они ложатся в поля хромитов, субферрихромитов и алюмохромитов.