Геология машакской свиты Ямантауского антиклинория (Южный Урал)

Глава 3. Петрогеохимические особенности вулканитов машакской свиты.

Проблема формирования вулканитов машакской свиты неоднократно обсуждалась. Однако, в северных районах Ямантауского антиклинория вулканиты не были детально охарактеризованы геохимическими данными.

Среди основных пород наибольшим распространением (68%) пользуются базальты нормального ряда, меньшая часть (32%) представлена субщелочными разновидностями. На диаграмме SiO₂ - (FeO + Fe₂O₃/MgO) большинство фигуративных точек составов базальтов нормального ряда попадают в поле толеитовой серии. Среди главных петрохимических особенностей основных вулканических пород рассматриваемой выборки следует выделить высокую железистость (f = 40-55, а ∑FeO = 13,5-16,0%).

По величине отношения K₂O/Na₂O вулканогенные породы машакской свиты относятся к двум контрастным типам. Большинство проб базальтов обнаруживает принадлежность к натриевому типу, небольшая их часть занимает пограничное положение между натриевым и K-Na типом. Кислые эффузивы, напротив, практически полностью попадают в поле калиевого типа.

По петрохимическим характеристикам базальты различных уровней машакской свиты обнаруживают как сходства, так и различия. Вулканиты близки по составу и практически полностью соответствуют умеренно-высокотитанистым толеитам. Наиболее специфичен химический состав базальтов верхнего уровня, выделяющихся своей щелочностью, высоким содержанием окиси титана.

Внутри каждой из рассмотренных толщ по отношению TiO₂ - (K₂O+Na₂O) породы группируются в два типа, каждому из которых соответствует свой тренд дифференциации. Первый тренд объединяет составы базальтов с более высокими содержаниями TiO₂ (1,5 - 3,0%), но несколько меньшей суммарной щелочностью (менее 3%), а во втором группируются породы с более высокими показателями K₂O+Na₂O (2,5 - 6,5%) и более низким содержанием окиси титана (1,0 - 2,5%). При этом отмечается приуроченность фигуративных точек вулканитов "верхней базальтовой толщи" (хр. Машак) к вершинам обоих трендов.

На диаграмме al' - TiO₂ базальты машакской свиты образуют относительно компактное поле, вытянутое вдоль ординаты (TiO₂). Оно полностью входит составной частью в поле, объединяющее составы внутриплитных базальтов (траппов, океанических плит и островов) и частично перекрывается с полем составов базальтов континентальных рифтов, отличаясь от них более низкой глиноземистостью.

По соотношениям содержания TiO₂ с суммой щелочей и относительной глиноземистостью базальты машакской свиты с достаточной долей уверенности идентифицируются с образованиями внутриплитных и континентально-рифтогенных обстановок.

По содержанию сидерофильных элементов-примесей (кобальта, никеля, хрома) базальты рассматриваемого комплекса также близки к основным вулканогенным породам геодинамических обстановок траппам, КР, ОО и СОХ.

Анализ данных по геохимии вулканических пород машакской свиты позволяет сделать ряд предварительных выводов:

1. Базальты машакской свиты характеризуются дифференцированным составом РЗЭ, концентрация их варьирует в значительном диапазоне значений: TR = 5,5-168,9 г/т, РЗЭ_N = 1-100 ед. Скорее всего это связано как с различием во флюидном режиме в различных частях потоков, так и с процессами кристаллизационной дифференциации.

2. В базальтах свиты в значительной степени преобладает тип распределения РЗЭ, характеризующийся постепенным уменьшением хондрит-нормированных значений от легких (La, Ce) к тяжелым (Yb, Lu). Наряду с данным типом распределения, в ограниченных масштабах распространены породы с W-образной формой кривой и низкими концентрациями лантаноидов и тип N-MORB.

3. Значительное преобладание (более 65%) вулканических пород, обогащенных легкими РЗЭ по отношению к тяжелым и высокими содержанием в них лантаноидов (La_N = 30-900 ед.), указывает на внутриплитный или континентально-рифтогенный характер вулканизма и что источником для них служило неистощенная континентальная мантия.

4. По большинству геохимических характеристик базальты машакской свиты близки к толеитам трапповой формации. Для них характерны повышенные содержания TiO₂, суммарного железа, преобладание Na₂O над К₂О, низкая глиноземистость. Вместе с тем, с образованиями континентальных рифтов их сближает присутствие в вулканогенной толще кремнекислых эффузивов, их калиевая специализация, увеличение суммарного содержания щелочей вверх по разрезу вулканогенной толщи и проявление субщелочного вулканизма.

5. По содержанию малых элементов машакские базальты схожи с толеитовыми базальтами океанического дна, но по количеству Zr, Y и характеру распределения редкоземельных элементов они сходны с континентальными рифтогенными вулканитами.

6. По многим петрогеохимическим особенностям условия образования базальтов машакской свиты соответствуют внутриплитным геодинамическим обстановкам и условиям континентальных рифтов. Снизу вверх по разрезу наблюдается отчетливая тенденция в изменении химизма пород от типично траппоидных толеитов к континентально-рифтогенным субщелочным базальтам.