Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Геохимические науки >> Петрология >> Горные породы >> Магматические | Диссертации
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Особенности строения и состава трапповой формации обрамления Хантайско-Рыбнинского вала (Норильский район)

Рудакова Антонина Викторовна
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
содержание

Глава 6. Трапповая формация Норильского района на периферии Хантайско-Рыбнинского вала.

6.1. Стратиграфия. Всего было изучено семь из одиннадцати свит траппов Норильского района. Наиболее полные разрезы вулканогенной толщи представлены в Норильской мульде и на Микчангдинской площади. Общая мощность трапповой формации в изученных разрезах колеблется от 350 до 1040 м.

Норильская мульда. Разрез траппов Норильской мульды изучен по двум скважинам: ОМ-6 (1100 м) на севере и ОМ-25 (700 м) на юго-востоке района. Выбор скважин связан с тем, что в первой вскрыта максимальная мощность вулканической толщи, а вторая вскрывает среди вулканитов маломощный силл норильского плутонического комплекса, что дает возможность получения дополнительной информации о взаимосвязи рудоносных массивов и вмещающих пород. Скважина ОМ-6 вскрывает 7 свит базальтоидов общей мощностью 1039 м (Рудакова, Криволуцкая, 2009) (снизу-вверх): ивакинскую, сыверминскую, гудчихинскую, хаканчанскую, туклонскую, надеждинскую и моронговскую. Верхняя часть общего разреза, сложенная ещё 4 свитами (Дюжиков и др., 1988), однообразна по составу и аналогична моронговской свите (Налдретт, 2003). Мощности всех свит (за исключением туклонской) уменьшаются от центра мульды к её восточной окраине (Криволуцкая, Рудакова, 2009).

Ивакинская свита, сложенная трахибазальтами темно-серого цвета, залегает со слабым угловым несогласием на тунгусской серии. В центральной части мульды свита состоит из 8 потоков, слагающие две подсвиты, разделенные туфами. Общая мощность свиты достигает 100 м с коэффициентом эксплозивности (Kэкс) 2%. В составе сыверминской свиты установлено 19 потоков базальтов толеитовой структуры, общей мощностью 129,5 метров в центре и не менее 65,1 м - на востоке мульды, Kэкс=2%. Гудчихинская свита отличается темным цветом пикритовых полифировых и редкопорфировых базальтов за счет сильно измененного оливина. Свита разделяется на три подсвиты, суммарная мощность которых достигает 60 метров, Kэкс=25%. Нижняя подсвита представлена порфировыми и полифировыми базальтами, средняя - пикритовыми, верхняя - редкопорфировыми, выделяющимися только в центральной части мульды. Хаканчанская свита представлена преимущественно туфогенными породами и редкими базальтами с толеитовой структурой с общей мощностью до 20 метров и Kэкс=29% и 100% в центральной и восточной части мульды соответственно. Вулканиты туклонской свиты представлены светло-зеленовато-серыми базальтами с толеитовой структурой. Мощность увеличивается от центра к борту мульды от 12,4 до 50,2 м. Туфогенных образований в ней нет. Надеждинская свита сложена мощными потоками темно-серых до черных афировых базальтов. Полная мощность толщи, вскрытая в центральной части мульды, составляет 488,1 м, Kэкс в центральной и восточной части мульды составляет 18% и 0,2% соответственно. В составе моронговской свиты наряду с афировыми и редкпорфировыми базальтами существенную роль играют пирокластические породы (Kэкс=44%), что выделяет её на фоне остальных свит. Общая неполная мощность свиты - 103,2 м.

Хараелахская мульда изучена по двум участкам: в центральной (скв. КС-56 (760 м)) и юго-восточной (разрез <Красные камни> (КК), 366 м) частях мульды. Эти разрезы вскрывают пять свит, отличительной особенностью которых является очень низкая степень эксплозивности. Ивакинская свита состоит из порфировых, афировых и гломеропорфировых базальтов субщелочной серии (Kэкс=0%). Мощность свиты увеличивается от центральной зоны к периферии от 114,2 до 135 м. Сыверминская свита сложена пойкилоофитовыми, чаще афировыми базальтами с толеитовой структурой (Kэкс=0%). От центральной части мульды к её периферии отмечается уменьшение мощности (от 114,6 до 91 м). Гудчихинская свита в скважине КС-56 представлена нижней и средней подсвитами, состав которых сходен с составом свиты в скважине ОМ-6, но Kэкс=0%. Мощность свиты уменьшается к краевой части от 137,5 до 115 м. Хаканчанская свита мощностью 10-20 м состоит исключительно из туфов. Туклонская свита в пределах Хараелахской мульды выпадает из разреза. Надеждинская свита в обоих разрезах вскрыта не полностью (157,5 м) и сложена базальтами с единичными маломощными прослоями туфогенных пород (Kэкс близок к 0%).

Микчангдинская площадь изучена по скважине МД-52, расположенной на юго-западной её окраине. Трапповая толща представлена здесь шестью свитами: ивакинской, сыверминской, гудчихинской, туклонской и надеждинской. Общая мощность трапповой формации в данном районе составляет 464,4 метров, коэффициент эксплозивности варьирует от 0 (в сыверминской и гудчихинской свитах) до 68% (в надеждинской свите) и 100% (в хаканчанской).

Тунгусская синеклиза. Наиболее полный разрез трапповой формации восточного обрамления Хантайско-Рыбнинского вала (ХРВ) представлен обнажениями в районе оз. Глубокое. В этом районе было изучено 4 разреза по разным берегам озера Глубокое: три (Г, Гл и Цр) на южном берегу и один (<Красная шапка>, КШ) - на северном. Кроме того, были использованы материалы Н.А. Криволуцкой полевого сезона 2007 года по разрезу горы Сундук (СУ), который является цельным и наиболее полным в данном районе. На основе этих материалов была составлена геологическая карта и разрезы к ней (рис. 2).

Рис. 2. Геологическая карта и разрез по линии ГД района оз. Глубокое

Всего было выделено шесть свит: ивакинская, сыверминская, гудчихинская, хаканчанская, туклонская и надеждинская. Мощность покровов трапповой формации в целом составляет от первых метров до 47 метров.

Ивакинская свита, отмеченная только в разрезе СУ, представлена тремя потоками субщелочных порфировых, афировых и гломеропорфировых базальтов, общей мощностью 105 м (Kэкс=24%). Сыверминская свита, описанная в разрезах СУ и частично в КШ, сложена типичными для неё афировыми базальтами с толеитовой структурой. Общая мощность свиты 165 м при Kэкс=0. Гудчихинская свита, развитая только в разрезах южного берега оз. Глубокое, сложена пикритовыми базальтами, слагающими один поток мощностью 15 м. Хаканчанская свита, также известная только на южном берегу озера, представлена одним слоем туфов мощностью 24 м. Туклонская свита, отмеченная в каждом разрезе, сложена базальтами с пойкилоофитовой структурой. Мощность свиты здесь существенно больше, чем в других структурах, и достигает 207,5 м (Kэкс=11-31%).

Разрез вулканогенной толщи на северо-восточном берегу оз. Лама сложен самыми верхними свитами. Низы его, представленные верхней частью надеждинской свиты, сложены афировыми базальтами с четкой подушечной отдельностью. Моронговская свита сложена 24 потоками афировых, редкопорфировых, гломеропорфировых и пойкилоофитовых базальтов с редкими маломощными прослоями туфов мощностью 0,8-2 м. Общая мощность этого неполного разреза составляет 369,5 м (Kэкс=1%).

В каждом потоке трапповой формации четко выделяются верхние и нижние миндалекаменные зоны, позволяющие различать эти потоки. При этом кровля верхних миндалекаменных зон на западных отрогах ХРВ имеют красные окраски, в разрезах восточнее вала зоны преимущественно зелёные.

При анализе усредненных значений коэффициента эксплозивности для каждой свиты по всем разрезам обнаруживается, что максимальное количество эксплозивного материала было извержено в хаканчанское время, далее в моронговское и следующее по значимости - в туклонское. По частоте извержений отмечается постепенное увеличение вулканической активности от начала трапповых излияний (ивакинская свита) до максимального в хаканчанское время, после чего периодичность извержений снова постепенно и равномерно уменьшалась вплоть до моронговского времени.

6.2. Петрография базальтоидов. По петрографическим описаниям шлифов и аншлифов были установлены афировые и порфировые структуры платобазальтов с гиалопилитовой, пойкилитовой, толеитовой и интерсертальной структурой основной массы. Главными породообразующими минералами являются плагиоклаз, клинопироксен, оливин с переменным количеством титаномагнетита, ильменита, раскристаллизованного стекла и вторичных минералов (боулингита, кальцита, хлорита и палагонита). При анализе основных характеристик пород по всем изученным разрезам были обнаружены основные закономерности хода кристаллизации расплава, которые сводятся к следующему.

Структура основной массы в мощных потоках более крупнозернистая, чем в маломощных потоках. Кроме того, отмечается, что чем мельче основная масса, тем больше в ней стекла, что вполне закономерно для быстро кристаллизующейся лавы. Несколько выпадают из этой закономерности базальты туклонской и сыверминской свит. В целом по разрезу наблюдается отчетливая отрицательная корреляция между размером зерен основной массы, с одной стороны, и размером и количеством вкрапленников, с другой. В тонкозернистой основной массе присутствует наибольшее количество вкрапленников и они имеют максимальные размеры. Это, безусловно, свидетельствует об их интрателлурическом происхождении.

Соотношение количества плагиоклаза и пироксена в базальтоидах прямо коррелируется с размером зерен основной массы. Это может означать, что при быстрой кристаллизации в основной массе резко преобладает пироксен, а лейкократовая компонента уходит в стекло. При постепенной кристаллизации количество плагиоклаза в основной массе возрастает, главным образом, за счет уменьшения количества стекла.

6.3. Геохимическая характеристика базальтоидов. Петрогенные элементы. Составы рассматриваемых свит Норильского района в обрамлении ХРВ свидетельствуют о наличии здесь достаточно широкого спектра пород. По содержанию SiO2, которое колеблется в пределах от 46 до 55%, устанавливается непрерывный ряд пород от базальтов до андезитов. Суммарное количество щелочей меняется от 0,4 до 6%, а содержание MgO - от 3 до 20% (рис. 3). Даже по этим нескольким параметрам породы достаточно четко разделяются по свитам.

Ивакинская и сыверминская свиты представлены преимущественно трахибазальтами и трахиандезибазальтами, а в ивакинской свите встречаются даже высококалиевые разности. Базальтоиды всех остальных свит имеют нормальную щелочность. Уверенно различаются породы и по содержанию MgO. Повышенным содержанием оксида магния обладают породы гудчихинской свиты, в которых оно достигает 20 мас. %, а наименьшими концентрациями (3-5 %) характеризуются нижние свиты. По содержанию оксида титана все вулканиты трапповой формации более или менее четко делятся на три большие группы: 1 - высокотитанистые (>2%) - ивакинская свита; 2 - повышенной титанистости (1,5-2%) - сыверминская и гудчихинская свиты; умереннотитанистые (0,8-1,5%) - все остальные породы. На детальной диаграмме TiO2 - MgO четко разделяются поля фигуративных точек надеждинской (выше титан - ниже магний) и туклонской (ниже титан - выше магний) свит.

Рис. 3. Геохимические особенности базальтоидов Норильского района

Содержание Al2O3 в базальтоидах трапповой формации не достигает и 17%. При этом наиболее вариативный спектр содержаний и оксида алюминия и оксида магния демонстрируют базальтоиды гудчихинской свиты. Резкий наклон тренда фигуративных точек пород гудчихинской свиты свидетельствует о постепенной кристаллизации плагиоклаза. Ни дискриминационной диаграмме Al-(Fet+Ti)-Mg фигуративные точки гудчихинской свиты полностью попадают в область коматиитовых базальтов. Вариации содержаний главных петрогенных элементов в стратиграфической последовательности пород вулканической толщи указывают на различие между верхней её частью, имеющей однородное строение, по сравнению с нижней, более разнообразной по составу. Согласно распределению фигуративных точек на диаграмме AFM большая часть базальтов района (за исключением субщелочных базальтоидов сыверминской и частично - ивакинской свит) относится к толеитовой серии.

Редкие и рассеянные элементы. Все породы трапповой формации Норильского района характеризуется схожестью спектров распределений рассеянных элементов. В этих спектрах по всему разрезу отмечается в разной степени выраженная отрицательная тантал-ниобиевая аномалия, наиболее четко проявленная в базальтоидах верхних свит. Вместе с тем, нельзя не отметить и вертикальную геохимическую неоднородность трапповой формации. Субщелочные породы ивакинской и сыверминской свит обогащены всеми рассеянными элементами, особенно крупноионными литофильными. Базальты гудчихинской свиты занимают промежуточное положение между ними и вышележащими породами. Они не обогащены крупноионными элементами, но сохраняют повышенное Gd/Yb отношение. Все вышележащие разновидности пород характеризуются более пологим наклоном линий распределения в области тяжелых редких земель.

Различаются вулканиты туфо-лавовой толщи и по спектрам редкоземельных элементов. По отношениям редкоземельных элементов разрез туфо-лавовой толщи также разбивается на две части: нижняя характеризуется повышенным значениями отношения Gd/Yb (до 2,3) и относительно низкими La/Sm (до 1,2), а верхняя - пониженными Gd/Yb (< 1,6) и средними La/Sm (около 3).

Существенно обогащены легкими лантаноидами субщелочные эффузивы ивакинской свиты. Промежуточное положение занимают трахибазальты сыверминской свиты, а толеитовые и пикритовые породы гудчихинской, туклонской и надеждинской свит незначительно обеднены по сравнению с нижними свитами, как легкими, так и тяжелыми лантаноидами. Веерообразное в сторону легких лантаноидов распределение РЗЭ в породах надеждинской свиты говорит о вероятных вариациях степени плавления в одном и том же источнике. Очень слабая отрицательная европиевая аномалия, свидетельствующая о незначительном фракционировании плагиоклаза, проявлена, главным образом, в породах двух нижних свит, а также частично в базальтах надеждинской свиты.

Таким образом, выясняется, что при указанных выше общих закономерностях, каждая свита имеет свои геохимические особенности.

6.4. Минералогическая характеристика базальтоидов

Плагиоклаз. Во всех свитах, кроме самых молодых (надеждинской и моронговской), преобладают плагиоклазы среднего состава (лабрадор, реже андезин). В двух верхних свитах кроме лабрадора присутствует битовнит и даже анортит An80-90. По аналитическим данным о составе центральных частей зерен плагиоклазов установлены тренды их изменения по разрезу. От ивакинской к сыверминской свитам состав плагиоклаза становится более кислым, к туклонской - более основным, а к моронговской снова постепенно окисляется. При этом в надеждинской свите во вкрапленниках плагиоклаз обладает большей основностью, чем в основной массе, кроме того, при детальном рассмотрении гудчихинской и надеждинской свит по подсвитам отмечается сохранение тенденции к увеличению основности плагиоклаза от нижних подсвит к верхним.

В каждой свите отмечается преимущественно прямая зональность плагиоклазов, характеризующаяся увеличением железистости при потере основности от центра к краю зерна, что свидетельствует о процессах кристаллизационного фракционирования, происходивших при остывании расплава. Неравномерная и асимметричная зональность в некоторых вкрапленниках указывает на процесс растворения кристаллов под воздействием более основных свежих горячих расплавов, поступавших в камеру, где формировались интрателлурические вкрапленники. Повторение зональности и ее ритмический характер говорит о пульсационном поступлении свежей магмы. То есть остывание и фракционирование системы происходило, по всей видимости, на фоне смешения расплавов.

Пироксен. Пироксен в породах изучался и из вкрапленников, и из основной массы. Снизу вверх (от ивакинской до верхней части гудчихинской свиты) в пироксене растет магнезиальность. Обычно во вкрапленниках пироксена магнезиальность уменьшается от центра к краевым частям зерен, и только в единичных зернах из ивакинской свиты отмечена обратная ситуация: в центре минерал более магнезиален, чем на его крае. По вариациям состава пироксенов верхние свиты четко отделяются от нижних, в которых понижены содержания оксида титана. Выявлена отрицательная корреляция содержаний TiO2 и MnO и положительная корреляция остальных оксидов по отношению к Mg# пироксенов.

По результатам измерений центральной части вкрапленников выявлена повышенная титанистость пироксенов ивакинской и сыверминской свит, при этом зерна из основной массы в ивакинской свите отчетливо делятся на две популяции: высокотитанистые (2,5-3% TiO2) и умеренно титанистые (0,7-1%). Наименьшей титанистостью обладают пироксены моронговской свиты. Плавная и едва заметная зональность наблюдается как у вкрапленников пироксенов, так у зерен из основной массы. Асимметричная и неравномерная зональность, проявленная в пироксенах из основной массы, аналогичная плагиоклазам, подтверждает вывод о пульсационном характере поступления свежих расплавов во время кристаллизации минеральных зерен.

6.5. Расслоенные покровы. В изученных разрезах трапповой формации на южном берегу оз. Глубокое были обнаружены три расслоенных покрова базальтов мощностью первые десятки метров. Наиболее четкая расслоенность отмечается в покрове базальтов туклонской свиты мощностью 39 м в среднем ручье (Гл-101). Расслоенность выражается в плавном переходе от тонкозернистых афировых базальтов к крупнозернистым пойкилоофитовым, при этом на разных уровнях отмечается тонкая расслоенность в виде чередования тонких светлых (3-4 мм) и мощных (10-15 см) темных (меланократовых) полос.

Два других расслоенных покрова прослежены в надеждинской свите по обоим бортам восточного ручья южного берега оз. Глубокое. На правом борту (покров Г-5) расслоенность выражена в переходе от тонкозернистых афировых базальтов, к мелкозернистым и далее к гломеропорфировым базальтам; общая мощность потока 34 метра. Приблизительно на этом же гипсометрическом уровне на левом борту ручья отмечен поток Г-8 (мощностью 11-15 м), обладающий сходным, но несколько более сложным строением.

Туклонский покров, наиболее сложный и мощный, имеет симметричное строение. В средней части потока наблюдаются два тонких "прослоя" меланократовых пойкилоофитовых оливинсодержащих базальтоидов и соответствующие им двойные пики повышенной основности пироксенов и плагиоклазов. Оливин присутствует в виде кристаллов и скоплений (3-7%). Эти же разности пород обладают повышенным содержанием TiO2 в пироксенах и Al2O3 в плагиоклазах. Минералогические исследования зерен пироксенов и плагиоклазов показали как во вкрапленниках, так и в основной массе, на фоне преимущественно прямой зональности обоих минералов, наличие решетчатой структуры в зернах пироксена и ритмическую зональность в плагиоклазах. В подошве и в кровле покрова породы имеют более кислый состав и повышенную щелочность относительно базальтоидов его центральной части.

Надеждинские расслоенные потоки характеризуются значительными вариациями размерности основной массы и, как следствие, количества вулканического стекла. Зональность минералов в основной массе выражена значительно слабее, чем в расслоенных потоках туклонской свиты, и проявляется исключительно в крупных зернах пироксена и во вкрапленниках плагиоклаза. В верхней части потока ойкокристаллы пироксенов имеют сложное зональное строение (в центральной части состав имеет большую основность, но меньшую магнезиальность по сравнению с переходной частью), в краевой же части покровов состав пироксенов становится более основным и менее магнезиальным.

Изучение расслоенных покровов позволяет сделать вывод о том, что основной причиной расслоенности не может быть кристаллизационная дифференциация внутри остывающего потока, поскольку не отмечается классического для такого случая осаждения тяжёлых минералов, кроме того, все породы имеют высокие (> 1) отношения Lan/Ybn. В подошве каждого расслоенного потока отмечается преобладание плагиоклаза, а оливин (в случае Гл-101) и пироксен концентрируются в верхней части покрова и в отдельных прослоях, вследствие чего они приобретают меланократовый вид. Кроме того, в краевых частях туклонского потока (особенно - в подошве) состав пироксенов, плагиоклазов и пород в целом значительно кислее по сравнению с участками из центральной части. И ровно противоположная ситуация наблюдается в потоках надеждинской свиты (более основной состав пород и минералов в целом отмечается в краевых частях).

Ритмическая зональность прослеживается исключительно в крупных вкрапленниках, что говорит о дополнительном поступлении свежих горячих расплавов в промежуточные камеры в момент формирования в них этих интрателлурических вкрапленников. Отсутствие зональности плагиоклазов в основной массе в потоках надеждинской свиты и четкая прямая зональность пироксенов и плагиоклазов в потоке туклонской свиты указывает на равномерное кристаллизационное фракционирование, отличающееся только скоростью кристаллизации, что не может не зависеть и от мощностей потоков. Асимметричное и неравномерное строение расслоенных потоков по геохимическим и петрографическим особенностям совместно с решетчатой структурой в некоторых пироксенах может свидетельствовать об изначальной дифференцированности лав с участием нескольких несовместимых струй расплава с различной основностью, магнезиальностью и титанистостью.

6.6. Габброиды Норильского района. В разрезе трапповой формации помимо вулканитов было описано несколько интрузивных тел, локализованных в породах разных стратиграфических уровней. По строению, формам и геохимическим особенностям данные тела можно отнести к трём типам: силл габбро-долеритов норильского комплекса, дайка долеритов туклонского возраста и дайки далдыканского комплекса.

К первому типу относится апофиз Масловского интрузива (силл мощностью 12 м), вскрытый скважиной ОМ-25 на глубине 427,3 м. Несмотря на свою небольшую мощность, силл отчетливо дифференцирован от оливиновых габбро-долеритов в нижней части до лейкогаббро в верхней части. Для аргументированного отнесения этого интрузива именно к норильскому комплексу был изучен состав пород эталонного массива Норильск 1 (Криволуцкая, Рудакова, 2009). В строении последнего установлены все главные разновидности пород, слагающие массивы данного типа. Фигуративные точки составов пород Масловского силла и массива Норильск 1 ложатся в одно поле на бинарных диаграммах отношений легких и тяжёлых лантаноидов, четко отличаясь от вмещающих вулканитов трапповой формации низкими значениями La/Sm (2-2,6) и Th/U (0,5-0,7) при низких значениях Gd/Yb (1,5-1,6).

К туклонскому комплексу была отнесена вертикальная дайка базальтов мощностью 3-4 м, прорывающая базальты туклонской свиты в разрезе на южном берегу оз. Глубокое (разрез ЦР). Распределение редких элементов в базальтах дайки идентично таким спектрам в породах Масловского интрузива, но кардинально отличается от норильского комплекса более высокими содержаниями и лёгких, и тяжелых элементов. По отношениям La/Sm и Gd/Yb породы дайки в рарезе ЦР близки к породам моронговской и туклонской свит, но имеют более основной состав (SiO2 51,7 мас.%), умеренными магнезиальностью (MgO 7,73%) и титанистостью (TiO2 0,93%), что близко показателям туклонской свиты. Таким образом, эта дайка являлась, по всей видимости, подводящим каналом.

К третьему типу отнесены субвертикальные дайки, встреченные в разрезах района оз. Лама (Тунгусская синеклиза) и <Красные камни> (юго-восток Хараелахской мульды). Дайки прорывают надеждинскую (разрез КК) и моронговскую (разрез L) свиты, образуя тела мощностью первые метры без видимых эндоконтактовых зон.

6.2. Закономерности строения трапповой формации

По совокупности всех новых данных, полученных в работе, выявляются следующие закономерности строения трапповой формации Норильского района.

Толща в изученных разрезах состоит из семи свит, основной объем вулканитов из которых приходится на надеждинскую свиту, а самый незначительный - на хаканчанскую. Большинство лавовых покровов изливалось на неэродированную поверхность предыдущих излияний, на что указывает наличие в них и нижних, и верхних миндалекаменных зон. Часто повторявшиеся излияния лав способствовали сохранению тепла в ранее излившихся покровах, что обеспечивало хорошую раскристаллизованность базальтов даже в маломощных покровах. Помимо миндалекаменных зон характерной особенностью состава толщи является наличие в подошвах каждой из свит туфогенных пород, максимальные объемы которых соответствуют минимальным объемам миндалекаменных зон. Таким образом, намечается ритмичное чередование типов извержений: каждый ритм начинался с эксплозивной деятельности, которая, в условиях нарастающего растяжения, сменялась массовыми излияниями.

Платобазальты имеют афировую и порфировую структуры с гиалопилитовой, пойкилитовой, толеитовой и интерсертальной структурой основной массы. В разрезе каждой из свит снизу вверх отмечается постепенное уменьшение зернистости пород и увеличение количества стекла, за исключением туклонской свиты и верхненадеждинской подсвиты. Прерывистость линий трендов структуры основной массы указывает на пульсационное развитие магматизма для свит с ивакинской по нижненадеждинскую, тогда как, начиная со средненадеждинского времени, условия кристаллизации выравниваются.

В базальтах всех свитах отмечается прямая либо ритмическая зональность во вкрапленниках плагиоклаза, что говорит о равномерном остывании расплава с прямым кристаллизационным фракционированием, а также о процессах смешения магм с пульсационным поступлением свежих расплавов при формировании интрателлурических вкрапленников в промежуточных магматических очагах. Состав пироксенов в вулканитах трапповой формации полностью отражает изменчивость состава пород и характеризуется высокими показателями титанистости для трёх нижних свит и низкой титанистостью для верхних свит.

Детальное описание многочисленных разрезов по обрамлению Хантайско-Рыбнинского вала (ХРВ) дало возможность провести структурно-фациальный и палеовулканологический анализ всех свит трапповой толщи на территории работ. Ивакинская свита изливалась на всей территории Норильского района, сохраняя устойчивый состав; центр излияния находился на северо-востоке территории, а максимальные объемы эксплозивного материала отмечаются на его востоке. Максимально прогнута в это время Норильско-Хараелахская мульда. Роль ХРВ в это время не очень ясна. Сыверминская свита однородна по строению и сложена базальтами с толеитовой структурой в нижней части и пойкилоофитовой в верхней (только западнее вала!); вулканогенно-обломочные породы в ней отсутствуют. Мощность свиты увеличивается с запада на восток, появляются первые признаки воздымания ХРВ. Большая частота излияний, структура базальтов, отсутствие туфов указывают на трещинный тип излияния, а красно-бурый оттенок верхних миндалекаменных зон - на наземный харакетер. Гудчихинская свита кардинально отличается от предыдущих свит северо-восточным простиранием изопахит с равномерным увеличением мощности на северо-запад, при этом в маломощных разрезах на востоке территории присутствует только верхняя часть разреза свиты (пикритовые базальты). Максимальные объемы туфогенного материала приурочены к максимальным мощностям свиты. Влияние ХРВ в это время очень велико - он четко отделяет мощные и полные западные разрезы от маломощных и неполных восточных. Хаканчанская свита наименее выдержана по мощности, по её изопахитам также отчетливо отмечается присутствие вала. Состав свиты преимущественно туфогенный с редкими прослоями толеитовых базальтов. При этом весь туфогенный материал хорошо и средне окатан, что указывает на общую обводненность территории с большим количеством озёр. Туклонская свита, подобно гудчихинской, имеет северо-восточное простирание изопахит, однако её мощность увеличивается на юго-восток, в сторону Тунгусской синеклизы. В маломощных же разрезах на западе района (Норильская мульда) проявлена только нижняя часть разреза. Есть основание полагать, что базальты с толеитовой структурой приурочены трещинным излияниям, а пойкилоофитовые - вулканам центрального типа. Туфогенный материал концентрируется преимущественно в наиболее мощных разрезах на востоке территории. Надеждинская и моронговская свиты наиболее выдержаны по составу на всей территории Норильского района. Анализ распределения их мощностей сделать не удалось в силу неполноты разрезов. Из анализа изопахит всех свит Норильского района вытекает следующий вывод: Хантайско-Рыбнинский вал является долгоживущей, периодически проявлявшей активность структурой, заложенной до начала излияния траппов и возрождавшейся как минимум трижды за время траппового магматизма (в постивакинское, постгудчихинское и в середине туклонского времени).

Вариации геохимического состава пород туфо-лавовой толщи Норильского района показали разделение трапповой формации минимум на три принципиально разных типа, отвечающих каждый своему источнику магм. В качестве главных критериев отличия были приняты: щелочность, титанистость, магнезиальность, а также отношения тяжелых и легких редких элементов (Gd/Yb и La/Sm). К первому типу относятся высокотитанистые субщелочные базальты (ивакинская и сыверминская свиты), ко второму типу - пикритовые высокомагнезиальные коматиитоподобные базальты повышенной титанистости (гудчихинская свита), а к третьему - умереннотитанистые толеиты нормальной щелочности верхних (с хаканчанской по моронговскую) свит. Первый тип, характеризуясь обогащенным составом, невыраженным Ta-Nb минимум, локализацией фигуративных точек диаграмм в области щелочных базальтов океанических островов. Он формировался из расплавов обогащенных глубинных источников первичной мантии без существенного влияния корового вещества. Второй тип, обладая параметрами коматиитовых базальтов, обеднением крупными катионами, высоким отношением Gd/Yb и существенно заниженными значениями La/Sm, формировался из глубинного обедненного источника примитивной мантии, в рестите которого находился гранат, концентрировавший тяжелые редкие элементы. Породы третьего типа имеют малоглубинные источники, поставлявшие толеитовые расплавы с различной степенью контаминированности коровым веществом (максимальные показатели отмечаются в нижненадеждинской свите).

Содержание главных элементов отчетливо меняется по латерали в породах надеждинской и гудчихинской свит (с запада на восток падает основность, титанистость и увеличивается магнезиальность пород). Породы туклонской свиты имеют обратную тенденцию.

На фоне общей эволюции траппового вулканизма выделяются эпизоды формирования расслоенных покровов, отмеченных в туклонской и надеждинской свитах (по Рябову, 2000 - также в гудчихинской свите). Асимметричная расслоенность выражена в полосовом распределении минералов, пород с разной структурой, а также - геохимических параметров. Она была сформирована, вероятнее всего, вследствие кристаллизационного фракционирования изначально дифференцированных лав с участием нескольких несовместимых струй расплава с различной магнезиальностью, основностью и титанистостью.

Несмотря на кратковременность траппового магматизма северо-запада Сибирской платформы, в формировании туфо-лавовой толщи Норильского района отчетливо выделяются три тектономагматических этапа, различающихся типами источников, характером вулканитов и условиями извержений.

Первый этап связан с глубинным обогащенным источником (первый тип пород - ивакинская и сыверминская свиты). Для ранней фазы этого этапа характерны бурные начальные извержения, формировавшие мощные покровы трахибазальтов, а для поздней - частые трещинные излияния маломощных трахиандезибазальтов. На втором этапе из единого глубинного истощенного источника, претерпевшего фракционную дифференциацию с осаждением оливина в нижней части камеры, изливались коматиитоподобные лавы гудчихинской свиты (второй тип пород). Третий этап, связанный с малоглубинными источниками (третий тип пород), разделяется на три фазы. Ранняя фаза является переходной к собственно трапповой стадии магматизма и характеризуется дифференцированными тектоническими движениями и преимущественно эксплозивным магматизмом к западу от Хантайско-Рыбнинского вала (хаканчанская свита). Активный рост Хантайско-Рыбнинского вала сопровождался опусканием территории по его бортам и образованием озер, в которых происходило формирование слоистой вулканогенно-осадочной толщи. Местами в подводных условиях происходили излияния толеитовых базальтов с образованием подушечных лав (Рябов, 2000). В среднюю фазу, при активном растяжении, извержения толеитовых базальтов из трещин и вулканов центрального типа происходили уже к востоку от вала (туклонская и нижненадеждинская свиты), а в позднюю - повсеместно (средненадеждинская и моронговская свиты).

В модельных построениях А.Дж. Налдретта, П.Лайтфута и других авторов (Lightfoot et al, 1994, Naldrett et al, 1992) породам туклонской свиты придается большое значение в образовании руд, поскольку они рассматриваются в качестве продуктов кристаллизации родоночальной для рудоносных интрузивов магмы. Нижненадеждинскую свиту, в свою очередь, рассматривают как генетически связанную с туклонскими базальтами, поскольку обедненность цветными металлами нижненадеждинской свиты обуславливают осаждением сульфидов из контаминированного вмещающими породами туклонского расплава.

Приведенные данные по строению и составу туфо-лавовых и интрузивных пород, вскрытых скважинами в пределах Норильской мульды, свидетельствуют об отсутствии комагматичности между рудоносными массивами и породами туклонской и надеждинской свит. Это определяется тем, что силл Масловского интрузива прорывает вулканиты указанных свит, а также различиями в их геохимическом составе.


<< пред. след. >>

Полные данные о работе И.С. Фомин/Геологический факультет МГУ

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   
TopList Rambler's Top100