Геохимия и петрогенезис позднемезозойских вулканитов Торейской и Харанорской впадин (Восточное Забайкалье)
Изучение вулканитов трахибазальтовой серии Харанорской и Торейской впадин. Сочетание процессов фракционной кристаллизации и коровой контаминации в их генезисе. Единый масштабный процесс проявления внутриплитного постаккреционного магматизма в регионе.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.11.2020 |
Размер файла | 3,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Геохимия и петрогенезис позднемезозойских вулканитов Торейской и Харанорской впадин (Восточное Забайкалье)
Ю.С. Андреева, С. И. Дриль, Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН; С.А. Сасим, Иркутский государственный университет
Аннотация
В составе Ононского террейна Агинской мегазоны выделяются Харанорская и Торейская рифтогенные впадины, в которых локализованы позднеюрско-раннемеловые вулканические породы. В разрезе Харанорской впадины выделяются две толщи вулканитов - нижняя и верхняя, сходные по многим петрохимическим характеристикам и отличные по содержанию ТЮ2 и геохимическим особенностям; верхняя сопоставляется с вулканитами Торейской впадины. Исследования петрохимических и геохимических характеристик рассматриваемых вулканитов показали, что нижняя вулканическая толща Харанорской впадины относится к шошонит-латитовой серии и ведущим петрогенетическим процессом в их формировании является процесс фракционной кристаллизации.
Данные вулканиты по вещественным характеристикам сопоставляются с средне-позднеюрскими вулканитами шошонит-латитовой серии нижней пачки кайласской свиты Александрово-Заводской впадины. Вулканиты Торейской впадины и верхней толщи Харанорской впадины относятся к трахибазальтовой серии и имеют близкие петрогеохимические характеристики, которые уверенно сопоставляются с вулканитами верхней пачки кайласской свиты Александрово-Заводской впадины, отличаясь от них уровнями накопления отдельных крупноионных литофильных элементов (Тй и и). Проведенные исследования вулканитов трахибазальтовой серии Харанорской и Торейской впадин демонстрируют сочетание процессов фракционной кристаллизации и коровой контаминации в их генезисе. Сходимость петрогеохимических характеристик исследуемых пород с позднемезозойскими вулканитами Александрово-Заводской впадины Восточного Забайкалья отражает единый масштабный процесс проявления внутриплитного постаккреционного магматизма в данном регионе.
Ключевые слова: геохимия магматических пород, петрогенезис, поздний мезозой, трахибазальтовая серия, рифтогенные впадины, Восточное Забайкалье.
Abstract
Geochemistry and Petrogenesis of Late Mesozoic Volcanites of the Torey and Kharanor Depressions (Eastern Transbaikalia)
Yu.S. Andreeva, S.I. Dril, Vinogradov Institute of Geochemistry SB RAS; S.A. Sasim, Irkutsk State University
Geological structure of the Late Jurassic - Early Cretaceous volcanic rocks of the Kharanor and Torey rift depressions of Eastern Transbaikalia are considered. Rock classification and features of differentiation of their melts on the basis of chemical data are shown. We concluded the main petrogenetic process in the formation of volcanic depressions is fractional crystallization. As part of the Onon terrane of the Agin megazone, the Kharanor and Torey rift basins are distinguished, in which late Jurassic-early Cretaceous volcanic rocks are localized. The lower and upper volcanic layers are devided in the Kharanor depression.
Their rocks are similar in many petrochemical characteristics and different in TiO2 content and geochemical features. The upper volcanic layer is correlated with the Torey depression volcanic rocks. Our studies of the petrochemical and geochemical characteristics of the rocks have shown that the lower volcanic suits of the Kharanor depression classified as the shoshonite-latite series and the process of fractional crystallization is main petrogenetic process in their genesis. These volcanites are correlated with the middle-late Jurassic shoshonite-latite volcanites of the lower Kailas suit of the Alexandrovo-Zavodskaya depression.
The Torey depression volcanic rocks of the and the upper layer of Haranor depression related to trachybasaltic series and have similar geochemical characteristics the volcanic rocks of the upper part Kailas suite Aleksandrovo- Zavodskoy depression, but having low concentration of the some large ion lithophile elements (Th and U). Assimilation-fractional crystallization processes are recognized in genesis trachi- basalt volcanic rock series of the Kharanor and Torey depressions by this study. Similar petro- geochemical characteristics Kharanor and Torey volcanic rocks and the late Mesozoic volcanic rocks of the Alexandrovo-Zavodskaya depression of the reflects a single large-scale process of intraplate post-accretion magmatism in Eastern Transbaikalia.
Keywords: Mongolia-Okhotsk orogenic belt, Late Mesozoic, Kharanor depression, Torey depression, intraplate magmatism, trachybasalt series.
Введение
Мезозойские постаккреционные магматические комплексы центральной части Монголо-Охотского орогенного пояса представляют собой важные объекты для определения роли различных мантийных и коровых источников вещества, вовлеченных во внутриплитный магматический процесс, завершавший его развитие. Выяснение вещественных характеристик подобных образований и выявление процессов эволюции магматических расплавов, формирующих данные магматические породы, являются важным шагом к пониманию особенностей проявления и характера источников внутриплитного магматизма. С другой стороны, исследование генетических аспектов формирования пород шошонит-латитовой и трахибазальтовой серий Восточного Забайкалья представляет собой важную задачу, направленную на углубленное осмысление процессов магмо- и рудообразования, свойственных данному типу магматических комплексов.
В составе Центрально-Азиатского складчатого пояса выделяется Агинская мегазона Монголо-Охотской складчато-надвиговой системы, ограниченная Онон-Туринским, Монголо-Охотским и Восточно-Агинским глубинными разломами. Она представлена коллажем различных по размерам террейнов, сложенных осадочными и вулканогенно-осадочными образованиями окраинных морей, формировавшихся на разных этапах и при различных геодинамических режимах (рис. 1) [Государственная геологическая ... , 2010].
Переход орогенного пояса к внутриконтинентальному этапу своего развития сопровождался на рубеже средней юры - раннего мела широким развитием магматизма различных геохимических типов [Геохимия и Sr- изотопные ... , 2001]. Для территории Юго-Восточного Забайкалья позднемезозойский этап тектонического развития подразделяется на две стадии - средне-позднеюрскую и позднеюрско-раннемеловую [Захаров, 1972; Геохимия, изотопная геохронология ... , 2003].
Рис. 1. Схема расположения Монголо-Охотского орогенного пояса в системеЦентрально-Азиатского складчатого пояса [по: Парфенов, Попеко, Томуртогоо, 1999].На схеме показано положение объектов исследования - вулканитов Харанорскойи Торейской рифтогенных впадин
Для первой стадии характерно развитие субщелочных эффузивов повышенной калиевости, относимых к геохимическому типу шошонит-латитовых серий [Геохимия и Sr-изотопные ... , 2001; Геохимия, изотопная геохронология ... , 2003]. На второй стадии формируются породы бимодальной трахибазальт-трахириолитовой ассоциации, включающей трахибазальты повышенной титанистости, дациты, трахидациты, риолиты и трахириолиты и субщелочные риолиты, свойственные обстановкам континентального рифтогенеза. Этот магматизм является типоморфным для многочисленных рифтогенных впадин Монголо-Охотского пояса [Захаров, 1972; Геохимия и Sr-изотопные ... , 2001; Petrology, Structural ... , 2015; Воронцов, Ярмолюк, Комарицына, 2016].
По этой причине авторами в качестве объектов исследования выбраны слабо изученные позднемезозойские вулканические породы, локализованные в Харанорской и Торейской рифтогенных впадинах.
1. Методы исследования
В маршрутных исследованиях впадины было отобрано 69 штуфных проб из коренных выходов пород. Полированные шлифы были изучены с помощью поляризационного микроскопа Olympus BX53F в научно-учебной лаборатории экспериментальной геологии геологического факультета ИГУ.
Исследование состава пород на содержание основных петрогенных элементов, Sr, Zr, Nb, Ba и Y выполнялось методом рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) в Институте геохимии им. А. П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наук (ИГХ СО РАН). Силикатный состав пород определялся на рентгенофлуоресцентном спектрометре CPM-25 (аналитик - А.Л. Финкельштейн), содержания Sr, Zr, Nb, Ba и Y были измерены на приборе S4 Pioneer (аналитик - Е.В. Чупарина). Измерение микро- элементного состава пород (Rb, Sr, Y, Zr, Ta, Nb, Cs, Ba, РЗЭ, Hf, Pb, Th, U) производилось методом ICP MS на приборе Element-2 (аналитики - В.И. Ложкин и Е.В. Смирнова) в ИГХ СО РАН.
2. Геологическое строение объектов исследования
Позднемезозойские вулканические породы локализованы в пределах Торейской и Харанорской впадин, входят в состав Ононского террейна, расположенного в юго-западной части Агинской мегазоны. Исследуемые породы согласно [Государственная геологическая ... , 2010] относятся к шадо- ронской серии и тургинской свите. Вулканиты шадоронской серии развиты в пределах Харанорской впадины, а вулканиты тургинской свиты - главным образом в Торейской.
В стратиграфическом разрезе исследуемые вулканиты в составе Харанорской впадины с угловым несогласием залегают на раннедевонских метаосадочных породах чинданской свиты и раннекаменноугольных вулканогенно-осадочных образованиях уртуйской свиты (рис. 2).
Рис. 2. Схема геологического строения района Харанорской и Торейской рифтогенных впадин [по: Государственная геологическая ... , 2010]: 1 - аллювиальные отложения четвертичного периода, 2 - озерные отложения среднего плиоцена, 3 - позднемеловые галечники, 4 - раннемеловые умеренно-щелочные вулканические породы тургинской свиты, 5 - раннемеловые терриген- ные породы кутинской свиты, 6 - позднеюрские лейкограниты кукульбейского комплекса, 7 - средне-позднеюрские вулканические и вулканогенно-осадочные породы шадоронской серии, 8 - средне-позднеюрские гранодиориты шахтаминского комплекса, 9 - среднепозднеюрские субвулканические образования шадоронской серии, 10 - ранне- и среднеюрские конгломераты, 11 - терригенные породы позднетриасового периода тыргетуйской свиты, 12 - триасовые (?) габбро и долериты чингильтуйского комплекса, 13 - среднепозднепермские терригенные отложения, 14 - раннекаменноугольные терригенные и вулканогенные породы уртуйской свиты, 15 - раннекаменноугольные субвулканические образования основного и кислого состава верхнеуртуйского комплекса, 16 -девонские метаосадочные породы чинданской и усть-борзинской свит, 17 - разломы, 18 - схематические контуры Торейской (а) и Харанорской (б) впадин; 19 - схематическое расположение мест отбора проб
В строении вулканических пород с учетом [Государственная геологическая ... , 2010] можно выделить две толщи, разделенные между собой осадочно-вулканогенными и терригенными породами. Нижняя толща представлена вулканитами основного - среднего состава, при подчиненном количестве кислых разностей. Верхняя толща представлена главным образом массивными вулканитами среднего и основного состава, чередуемыми прослоями вулканитов кислого состава.
В Торейской впадине изучаемые позднемезозойские вулканиты с несогласием залегают на средне-верхнедевонских метаосадочных породах чинданской и усть-борзинской свит.
Для вулканитов Харанорской и Торейской впадин характерны афировые структуры. Редкопорфировые структуры развиты в меньшей степени. Вкрапленники представлены преимущественно клинопироксеном и плагиоклазом. Эти же минералы, а также рудные минералы слагают основную микролитовую массу пород. Типичные структуры пород приведены на рис. 3 и 4.
Рис. 3. Микрофотографии структур трахиандезитобазальтов Харанорской впадины: А - резорбированный вкрапленник плагиоклаза в микролитовой основной массе, николи скрещены, образец 99-20-6; Б - гломеропорфировый сросток зерен плагиоклаза в микролитовой основной массе, николи скрещены, образец 99-20-6; В - вкрапленник клинопироксена, частично замещенный хлоритовым агрегатом, николи параллельны, образец 99-20-7; Г - строение микролитовой основной массы, сложенной микролитами плагиоклаза, клинопироксена, рудного минерала и хлорита, николи параллельны, образец 99-20-5
Рис. 4. Микрофотографии структур трахибазальтов и трахиандезитобазальтов Харанорской и Торейской впадин: А - микролитовая структура афирового трахибазаль- та, николи скрещены, образец 99-20-2; Б - порфировый трахиандезитобазальт с микро- литовой структурой основной массы, клинопироксен вкрапленников замещен хлоритом, николи параллельны, образец 99-21-5; В - порфировый трахибазальт с микролитовой структурой основной массы, клинопироксен вкрапленников замещен хлоритом, николи скрещены, образец 99-27-2; Г - плагиопорфировый трахиандезитобазальт с микролитовой структурой основной массы, николи скрещены, образец Тр-1/2
Возраст вулканитов Харанорской впадины, полученный калий- аргоновым и рубидий-стронциевым методами, варьирует от 127 до 146 млн лет [Антипин, 1992]. По сумме геологических данных для них принят [Антипин, 1992] раннемеловой возраст. В пределах Торейской впадины вулканиты тургинской свиты характеризуются рубежом поздней юры - раннего мела.
3. Классификация и петрохимические особенности вулканитов
В таблице приведены составы петрогенных и редких элементов представительных проб позднемезозойских вулканитов Харанорской и Торей- ской впадин. Содержание кремнезема в вулканитах Харанорской впадины варьирует от 46,5 до 63,6 мас. % при сумме оксидов натрия и калия от 4,0 до 6,7 мас. %, а вулканиты Торейской впадины имеют более узкий диапазон составов по содержанию SiO2 (от 49,9 до 51,9 мас. %) и сумме щелочей (Na2O+K2O от 4,7 до 5,9 мас. %). На классификационной диаграмме TAS (рис. 5, А) фигуративные точки составов вулканитов Харанорской впадины располагаются выраженным сериальным трендом, локализованным на границе умеренно-щелочного и нормально-щелочного рядов, преимущественно сосредотачиваясь в первом.
Они соответствуют трахибазальтам, трахи-ндезибазальтам, трахиандезитам, андезибазальтам, андезитам и дацитам. Вулканиты Торейской впадины (тургинская свита) локализуются в умеренно-щелочном ряду и соответствуют трахибазальтам и трахиандезитам. Величины K2O/Na2O в вулканитах Харанорской впадины преимущественно варьируют в пределах 0,59-1,00, а в вулканитах Торейской впадины - 0,470,65, соответствуя на диаграмме K2O-Na2O (рис. 5, Б) шошонит-латитовой серии. Отдельная проба вулканитов Харанорской впадины имеет значение K2O/Na2O, равное 0,30, и располагается в области известково-щелочной серии. Несмотря на то что согласно традиционным критериям все исследуемые вулканиты могут быть отнесены к шошонит-латитовой серии (учитывая их принадлежность к известково-щелочному ряду [Классификация и номенклатура ... , 1981], относительно высокое содержание K2O [Peccerillo, Taylor, 1976], отношение K2O/Na2O, варьируемое в пределах 0,5-2,0), принципиальными оказываются уровни содержания в породах оксида титана. Именно концентрации TiO2, согласно [Morrison, 1980], позволяют выделять нам в исследуемых вулканитах шошонит-латитовую (низкие концентрации TiO2 - для вулканитов основного состава менее 1,3 мас. %) и трахибазальтовую серии (содержание TiO2 в вулканитах основного состава более 1,3 мас. %).
Наглядно продемонстрировать сериальное различие исследуемых пород позволяет диаграмма TiO2-SiO2 (рис. 5, В), где вулканиты Харанорской впадины характеризуются двумя выраженными трендами - дискретным высокотитанистым, соответствуя вулканитам рифтогенных областей, и низкотитанистым, располагаясь в области составов вулканитов островных дуг (стратиграфически является верхней вулканической толщей впадины) и активных континентальных окраин (стратиграфически являются нижней вулканической толщей впадины). Вулканиты Торейской впадины имеют высокотитанистый состав и полностью лежат в поле рифтогенной области, протягиваясь субвертикальным трендом с элементами отрицательной корреляции между оксидами титана и кремния.
Рис. 5. Классификационные диаграммы TAS, K20-Na20 и TiO2-SiO2 для вулканитов Харанорской и Торейской впадин. А - классификационная диаграмма TAS [по: Петрографический кодекс ... , 2009]. Пунктирными линиями показаны границы области распространения составов магматических пород; поля составов пород: АНБ - андезибазаль- ты, АН - андезиты, Д - дациты, ТБ - трахибазальты, ТАБ - трахиандезибазальты, ТА - трахиандезиты, ТД - трахидациты. Б - диаграмма K20-Na20 для выделения вулканитов известково-щелочной, шошонит-латитовой и ультракалиевой серий [по: Post-collision, Shoshonitic ..., 1996]. В - диаграмма Ti02-Si02 для подразделения вулканитов на вулканиты островных дуг (ОД) и активных континентальных окраин (АКО) [по: Первов, 1988]
На рисунке 6 показаны вариации петрогенных компонентов исследуемых вулканических пород. Вулканиты шошонит-латитовой серии Харанор- ской впадины (нижняя толща) характеризуются эволюционными трендами составов с четко выраженными отрицательными корреляционными связями между MgO, Ре2Озобщ, CaO, MnO, P2O5 - c одной стороны и SiO2 - c другой, при положительной корреляции между оксидами щелочей и кремнеземом. Подобные тренды отчетливо характеризуют процесс кристаллизационной дифференциации при эволюции расплавов, формирующих вулканиты нижней вулканогенной толщи Харанорской впадины.
Таблица 1. Содержание петрогенных (мас. %) и редких (мкг/г) элементов в вулканитах Харанорской и Торейской впадин
Объект |
Харанорская впадина |
Торейская впадина |
|||||||||||||||
Проба |
99-20-2 |
99-20-5 |
99-20-6 |
99-20-7 |
99-21 |
99-21-1 |
99-21-3 |
99-21-5 |
99-27-1 |
99-27-2 |
99-27-3 |
99-23-1 |
ТЯ-1/2 |
ТЯ-2/3 |
ТЯ-2/8 |
ТЯ-3 |
|
Тип породы |
ТАБ |
ТАБ |
ТАБ |
ТАБ |
ТА |
Д |
АНБ |
ТАБ |
АН |
ТБ |
АН |
Д |
ТАБ |
ТБ |
ТБ |
ТБ |
|
бю2 |
52,61 |
52,95 |
51,35 |
51,76 |
61,86 |
63,55 |
55,37 |
53,92 |
57,57 |
46,45 |
58,36 |
63,41 |
51,87 |
50,36 |
50,18 |
49,96 |
|
тю2 |
2,16 |
2,23 |
2,31 |
2,25 |
1,35 |
1,39 |
1,07 |
1,15 |
0,96 |
1,73 |
0,94 |
1,12 |
2,88 |
2,02 |
3,36 |
3,50 |
|
А12Оз |
15,49 |
15,55 |
16,00 |
15,68 |
15,45 |
16,17 |
14,82 |
14,80 |
15,50 |
14,94 |
15,56 |
16,50 |
14,93 |
16,37 |
14,14 |
14,18 |
|
Бе2Оз |
2,57 |
3,91 |
2,72 |
3,14 |
4,56 |
5,41 |
3,73 |
3,45 |
2,71 |
5,03 |
2,12 |
2,53 |
4,64 |
4,90 |
3,07 |
4,30 |
|
БеО |
7,36 |
6,29 |
7,36 |
7,18 |
1,08 |
0,18 |
3,23 |
3,77 |
3,14 |
4,49 |
3,41 |
1,62 |
5,48 |
5,75 |
7,63 |
6,82 |
|
МпО |
0,17 |
0,16 |
0,18 |
0,18 |
0,09 |
0,20 |
0,09 |
0,12 |
0,09 |
0,14 |
0,08 |
0,06 |
0,12 |
0,15 |
0,15 |
0,14 |
|
1^0 |
4,00 |
3,59 |
3,61 |
3,65 |
2,75 |
0,45 |
6,61 |
8,20 |
5,79 |
9,36 |
4,64 |
1,68 |
3,48 |
4,32 |
3,94 |
3,49 |
|
СаО |
6,28 |
6,23 |
6,92 |
6,58 |
3,77 |
3,33 |
6,63 |
7,08 |
5,88 |
8,53 |
5,54 |
4,21 |
6,68 |
7,41 |
7,38 |
7,39 |
|
Ыа20 |
3,28 |
3,56 |
3,42 |
3,31 |
3,59 |
3,38 |
3,12 |
3,27 |
3,56 |
3,09 |
3,72 |
4,10 |
3,60 |
3,89 |
2,91 |
2,94 |
|
к2о |
2,66 |
2,62 |
2,59 |
2,63 |
3,15 |
3,39 |
2,35 |
2,48 |
2,39 |
0,92 |
2,21 |
2,58 |
2,33 |
1,83 |
1,81 |
1,85 |
|
Р205 |
0,99 |
1,03 |
0,98 |
1,01 |
0,45 |
0,46 |
0,30 |
0,34 |
0,29 |
0,56 |
0,30 |
0,42 |
1,41 |
0,80 |
1,48 |
1,79 |
|
ппп |
1,34 |
0,89 |
1,44 |
1,48 |
1,50 |
1,98 |
2,00 |
0,77 |
1,55 |
3,95 |
2,39 |
1,22 |
1,70 |
1,23 |
2,72 |
2,47 |
|
Сумма |
98,91 |
99,01 |
98,88 |
98,85 |
99,60 |
99,89 |
99,32 |
99,35 |
99,43 |
99,19 |
99,27 |
99,45 |
99,12 |
99,03 |
98,77 |
98,83 |
|
Ыа20+К20 |
5,94 |
6,18 |
6,01 |
5,94 |
6,74 |
6,77 |
5,47 |
5,75 |
5,95 |
4,01 |
5,93 |
6,68 |
5,93 |
5,72 |
4,72 |
4,79 |
|
К20/Ыа20 |
0,81 |
0,74 |
0,76 |
0,79 |
0,88 |
1,00 |
0,75 |
0,76 |
0,67 |
0,30 |
0,59 |
0,63 |
0,65 |
0,47 |
0,62 |
0,63 |
|
ЯЪ |
57,74 |
50,57 |
58,69 |
63,25 |
103,89 |
113,42 |
47,14 |
73,20 |
101,89 |
12,05 |
131,81 |
83,45 |
58,41 |
33,68 |
52,89 |
49,38 |
|
Бг |
747,36 |
799,11 |
755,86 |
752,58 |
841,17 |
822,06 |
831,32 |
817,94 |
1058,78 |
1099,04 |
1033,21 |
961,66 |
1041,23 |
744,59 |
1096,92 |
1048,33 |
|
гг |
355,92 |
361,94 |
300,11 |
314,47 |
203,65 |
214,90 |
182,39 |
175,03 |
181,02 |
243,42 |
184,82 |
179,05 |
498,54 |
267,48 |
376,61 |
435,17 |
|
иг |
7,35 |
7,20 |
6,35 |
6,78 |
4,77 |
4,68 |
4,07 |
4,11 |
4,31 |
4,98 |
4,55 |
4,06 |
9,73 |
5,61 |
7,68 |
8,78 |
|
Та |
1,63 |
1,83 |
2,19 |
1,67 |
0,59 |
0,62 |
0,57 |
0,62 |
0,51 |
1,13 |
0,55 |
0,24 |
1,29 |
1,30 |
0,59 |
0,71 |
|
ЫЪ |
33,22 |
36,76 |
39,37 |
31,10 |
9,57 |
10,11 |
8,84 |
9,23 |
8,10 |
16,45 |
8,48 |
6,52 |
27,16 |
25,37 |
14,49 |
15,80 |
|
Ва |
878,85 |
926,62 |
828,93 |
819,40 |
808,67 |
836,82 |
713,55 |
671,11 |
954,59 |
663,43 |
861,97 |
756,39 |
1082,78 |
707,47 |
943,95 |
1019,17 |
|
РЪ |
9,66 |
9,46 |
7,07 |
7,77 |
12,95 |
13,60 |
11,88 |
7,94 |
14,75 |
7,08 |
15,63 |
18,30 |
14,72 |
5,92 |
11,87 |
13,19 |
|
и |
0,91 |
0,92 |
0,93 |
0,87 |
1,86 |
1,61 |
1,56 |
1,58 |
2,04 |
1,27 |
2,08 |
2,44 |
1,28 |
0,45 |
0,85 |
0,90 |
|
ти |
3,40 |
3,47 |
3,49 |
3,21 |
8,72 |
9,64 |
7,24 |
6,52 |
7,63 |
5,19 |
7,80 |
8,49 |
4,48 |
2,00 |
2,73 |
2,83 |
|
La |
48,00 |
50,37 |
43,62 |
46,88 |
39,03 |
41,04 |
31,80 |
28,77 |
31,26 |
40,66 |
31,62 |
32,07 |
84,71 |
37,82 |
63,00 |
71,44 |
|
Ce |
107,47 |
108,08 |
92,87 |
98,16 |
69,53 |
74,78 |
61,08 |
59,64 |
61,59 |
83,61 |
60,44 |
59,24 |
181,42 |
82,08 |
137,45 |
160,13 |
|
Pr |
13,42 |
13,99 |
11,49 |
12,47 |
8,43 |
9,07 |
7,18 |
6,86 |
7,10 |
9,88 |
7,27 |
7,06 |
22,88 |
10,69 |
18,42 |
21,71 |
|
Nd |
57,57 |
59,17 |
49,69 |
53,73 |
32,99 |
34,33 |
28,34 |
27,66 |
27,69 |
39,90 |
28,55 |
27,95 |
90,99 |
45,80 |
79,40 |
92,29 |
|
Sm |
11,92 |
12,17 |
10,39 |
11,21 |
5,80 |
6,04 |
5,36 |
5,29 |
5,16 |
7,63 |
5,28 |
5,03 |
15,85 |
9,46 |
14,87 |
17,37 |
|
Eu |
3,11 |
3,16 |
2,91 |
2,97 |
1,70 |
1,76 |
1,50 |
1,62 |
1,52 |
2,28 |
1,52 |
1,47 |
4,06 |
2,73 |
4,03 |
4,58 |
|
Gd |
10,10 |
10,18 |
9,23 |
9,57 |
4,16 |
4,16 |
4,05 |
4,36 |
4,00 |
6,27 |
3,96 |
3,46 |
11,01 |
8,87 |
10,67 |
12,48 |
|
Tb |
1,57 |
1,62 |
1,37 |
1,45 |
0,56 |
0,59 |
0,61 |
0,65 |
0,59 |
0,93 |
0,60 |
0,52 |
1,51 |
1,28 |
1,51 |
1,73 |
|
Dy |
8,96 |
9,57 |
7,83 |
8,89 |
3,06 |
3,04 |
3,29 |
3,46 |
3,00 |
4,75 |
3,13 |
2,64 |
7,31 |
6,99 |
7,04 |
8,12 |
|
Ho |
1,74 |
1,78 |
1,52 |
1,64 |
0,52 |
0,51 |
0,61 |
0,62 |
0,57 |
0,92 |
0,58 |
0,47 |
1,20 |
1,39 |
1,22 |
1,38 |
|
Er |
4,91 |
5,08 |
3,99 |
4,38 |
1,32 |
1,28 |
1,65 |
1,71 |
1,51 |
2,37 |
1,56 |
1,28 |
2,90 |
3,82 |
2,95 |
3,35 |
|
Tm |
0,69 |
0,69 |
0,56 |
0,62 |
0,18 |
0,17 |
0,23 |
0,23 |
0,21 |
0,32 |
0,22 |
0,16 |
0,36 |
0,53 |
0,36 |
0,42 |
|
Yb |
4,25 |
4,44 |
3,61 |
3,79 |
1,08 |
1,09 |
1,45 |
1,44 |
1,36 |
1,90 |
1,30 |
1,01 |
2,26 |
3,36 |
2,21 |
2,52 |
|
Lu |
0,63 |
0,66 |
0,54 |
0,60 |
0,17 |
0,16 |
0,21 |
0,20 |
0,20 |
0,29 |
0,20 |
0,16 |
0,32 |
0,48 |
0,33 |
0,35 |
|
Y |
50,29 |
52,04 |
42,93 |
45,76 |
15,48 |
14,20 |
17,64 |
17,11 |
15,71 |
25,32 |
16,03 |
13,17 |
32,72 |
39,01 |
33,04 |
37,45 |
|
^REE |
357,95 |
368,54 |
313,33 |
336,16 |
203,32 |
213,25 |
181,60 |
176,31 |
178,11 |
250,59 |
179,96 |
172,43 |
505,00 |
284,54 |
420,83 |
486,29 |
|
La/Yb (N)* |
8,10 |
8,14 |
8,66 |
8,89 |
25,83 |
26,91 |
15,70 |
14,38 |
16,55 |
15,33 |
17,43 |
22,77 |
26,84 |
8,09 |
20,42 |
20,37 |
|
Eu/Eu* |
0,87 |
0,87 |
0,91 |
0,88 |
1,06 |
1,07 |
0,98 |
1,03 |
1,02 |
1,01 |
1,02 |
1,08 |
0,94 |
0,91 |
0,98 |
0,95 |
|
Th/Yb |
4,64 |
4,53 |
5,60 |
4,92 |
46,65 |
51,09 |
28,88 |
26,36 |
32,62 |
15,82 |
34,77 |
48,71 |
11,48 |
3,45 |
7,16 |
6,51 |
|
Nb/Yb |
5,40 |
5,72 |
7,53 |
5,68 |
6,10 |
6,39 |
4,21 |
4,45 |
4,13 |
5,97 |
4,51 |
4,46 |
8,29 |
5,23 |
4,52 |
4,34 |
Примечание. Принятые сокращение типов пород: ТАБ - трахиандезибазальт; ТА - трахиандезит; Д -дацит; АНБ - андезибазальт; АН - андезит; ТБ - трахибазальт. Величина европиевой аномалии [по: Тейлор, 1988].
Рис. 6. Вариационные диаграммы петрогенных элементов вулканитов Харанорской и Торейской впадин: 1 - вулканиты шошонит-латитовой серии нижней вулканогенной толщи Харанорскойвпадины, 2 - вулканиты трахибазальтовой серии верхней толщи Харанорской впадины,3 - вулканиты трахибазальтовой серии Торейской впадины
Более сложный характер распределения фигуративных точек составов в вулканических породах трахибазальтовой серии Харанорской впадины (верхняя толща) отражает смешанный характер петрогенетических процессов, в который, очевидно, процесс кристаллизационной дифференциации играет доминирующую роль (также наблюдаются тренды отрицательных корреляций между MgO, Fe2O3o64, CaO, MnO, P2O5 и кремнеземом), на который накладывается, вероятно, процесс коровой контаминации. Последняя подтверждается в резорбции вкрапленников породообразующих минералов (главным образом плагиоклазов, см. рис. 3, В) и наличии ксеноморфных включений зерен кварца, а также отсутствии выраженных корреляционных связей между оксидами натрия и калия - с одной стороны и кремнеземом - с другой.
4. Обсуждение результатов и выводы
Вулканиты нижней толщи Харанорской впадины имеют высокие суммарные содержания редкоземельных элементов (РЗЭ), варьирующие в пределах 176-251 мкг/г при величине La/Yb(N) = 14,4-17,4, отражая умеренную степень фракционирования легких РЗЭ над тяжелыми (рис. 7) и отсутствие европиевых аномалий в составах пород. Вулканиты верхней толщи характеризуются подобным распределением РЗЭ, выраженным в более высоких суммарных содержаниях лантаноидов от 172-368 мкг/г при La/Yb(N) = 8,1-26,9 и наличии слабовыраженных отрицательных европиевых аномалий, соответствующих значениям Eu/Eu* = 0,87-0,91.
Вулканиты Торейской впадины имеют в целом аналогичные с вулканитами верхней толщи Харанорской впадины спектры распределения лантаноидов со значением Ьа/УЬ(к) = 8,1-26,9, однако уровни накопления легкой части спектра РЗЭ отличаются более высокими значениями при более низких значениях содержаний тяжелых РЗЭ. Суммарные содержания РЗЭ в них варьируют в пределах 285-505 мгк/г, а величины Еи/Еи* составляют в среднем 0,95.
На рисунке 8, А показан спектр распределения редких элементов вулканитов нижней толщи Харанорской впадины, которые имеют выраженные минимумы высокозарядных элементов (ИЕ8Е), таких как №, Та, Р, и максимумы по свинцу, а также в целом характеризуются обогащением крупноионных литофильных элементов.
Рис. 7. Диаграмма распределения редкоземельных элементов в вулканитах Харанорской и Торейской впадин. Условные обозначения: 1 - вулканиты Торейской впадины. Состав OIB приведен по [Sun, McDonough, 1989]; состав ВКК приведен по [Rudnick, Gao, 2003], состав углистого хондрита - по [Тейлор, МакЛеннан, 1989]
Отдельные части спектра в первом приближении имеют сходство с верхней континентальной корой и отчасти с вулканитами океанических островов. С другой стороны, распределение редких элементов наиболее близко к магматитам, связанным с субдукционными обстановками (минимумы №, Та, Р и максимумы РЬ). Отметим, что позднемезозойский возраст исследуемых вулканитов с учетом принятых геодинамических реконструкций для данной территории исключает возможность субдукции в данный этап. Подобное противоречие может быть снято, если предполагать, что магматические источники, сформировавшие данные вулканиты, испытали метасоматическое обогащение водным флюидом, предшествующими процессами субдукции, широко проявившимися в прошлом в пределах рассматриваемой территории. Сравнивая данные вулканиты с близковозрастными вулканитами шошонит-латитовой серии Александрово-Заводской впадины, локализованной восточнее в Аргунском террейне, можно заключить, что спектры распределения вулканитов нижней толщи Харанорской впадины и шошонит-латитовой серии Александрово- Заводской впадины полностью совпадают.
Вулканические породы Торейской впадины и верхней толщи Харанор- ской впадины сходны с распределением в базальтах океанических островов (01В), отличаясь от последних в поведении некоторых крупноионных элементов (бариевым максимумом), отсутствием свинцового минимума и наличием небольших ниобий-танталовых минимумов (рис. 8, Б). Также можно заметить весьма хорошую сходимость в распределении редких элементов между вулканитами Торейской впадины и верхней толщи Харанорской впадины с магматитами Александрово-Заводской впадины.
Сравнение геохимических характеристик приводит к выводу о том, что исследуемые вулканиты Торейской и Харанорской впадин хорошо коррелируются с позднемезозойскими вулканитами Александрово-Заводской впадины, отражая единый масштабный процесс проявления внутриплитного постаккреционного магматизма в данном регионе.
На вариационной диаграмме Th/Yb-Nb/Yb вулканиты нижней толщи располагаются субвертикальным трендом от мантийной последовательности с широкой вариацией Th/Yb-отношения по направлению параллельно векторам, отвечающим за субдукционное обогащение или процесс коровой контаминации (рис. 9).
Вулканиты Торейской впадины характеризуются локальным расположением фигуративных точек. Вулканиты верхней толщи локализованы близко к вулканитам Торейской впадины, но характеризуются диагональным трендом параллельно векторам внутриплитного обогащения и фракционной кристаллизации.
Рис. 8. Диаграмма распределения редких элементов в вулканитах нижней толщи Харанорской впадины (А), вулканитах верхней толщи Харанорской и Торейской впадин (Б). А: 1 - вулканиты нижней толщи Харанорской впадины, 2 - вулканиты Александрово-Заводской впадины. Б: 1 - вулканиты верхней толщи Харанорской впадины, 2 - вулканиты Торейской впадины, 3 - представительный состав трахибазаль- та Александрово-Заводской впадины. Состав OIB приведен по [Sun, McDonough, 1989]; состав ВКК приведен по [Rudnick, Gao, 2003]
Рис. 9. Диаграмма Th/Yb-Nb/Yb для позднемезозойских вулканитов Харанорской и Торейской впадин.
Векторами отмечено возможное влияние процессов: S - обогащения субдукционным компонентом, C - коровой контаминации, W - обогащения внутриплатным (плюмовым) компонентом, F - фракционной кристаллизации. Точки средних составов нормального базальта срединноокеанических хребтов (N-MORB), обогащенных базальтов срединноокеанических хребтов (E-MORB), базальтов океанических островов (OIB) приведены по [Sun, McDonough, 1989]; валовой состав верхней континентальной коры (ВКК) - по [Тейлор, Мак-Леннан, 1988]; поля составов островных дуг (ОД) и активных континентальных окраин (АКО) приведены по [Wilson, 1989], адаптированному - по [Geochemical and ... , 2009]
Таким образом, в составе позднеюрско-раннемеловых вулканических пород Харанорской впадины выделяются две толщи, нижняя по классификационным критериям относится к шошонит-латитовой серии, а верхняя к трахибазальтовой. Позднеюрские - раннемеловые вулканиты Торейской впадины хорошо сопоставляются по вещественным характеристикам с вулканитами верхней толщи Харанорской впадины, но менее дифференцированы по составу петрогенных элементов. Главную роль в эволюции магматических расплавов, сформировавших вулканиты как Торейской, так и Харанорской впадины, играет процесс фракционной кристаллизации. В вулканитах верхней толщи Харанорской впадины по вещественным характеристикам, помимо доминирующего процесса фракционной кристаллизации, устанавливается определенная роль процесса коровой контаминации.
В региональном плане отмечается уверенное сопоставление исследуемых пород с хорошо изученными одновозрастными вулканитами шошонит-латитовой и трахибазальтовой серии Александрово-Заводской впадины, что отражает единый масштабный процесс проявления внутриплитного постаккреционного магматизма в данном регионе. Дальнейшее изучение рассматриваемых толщ вулканитов Харанорской и Торейской впадин, направленное на выяснение геохронологических рубежей формирования магматических серий и анализ изотопного состава стронция, неодима и свинца, позволит надежно судить об источниках вещества, реконструкции магматических событий в регионе и обосновать их геодинамическую позицию.
магматизм вулканит фракционный кристаллизация
Список литературы
1. Антипин В.С. Геохимическая эволюция известково-щелочного и субщелочного магматизма. Новосибирск: Наука, 1992. 223 с.
2. Воронцов А.А., Ярмолюк В.В., Комарицына Т.Ю. Позднемезозойский-раннекайнозойский рифтогенный магматизм Удинского сектора (Западное Забайкалье) // Геология и геофизика. 2016. Т. 61, № 5. С. 920-946.
3. Геохимия, изотопная геохронология и генетические черты Верхнеудинского гранитного батолита (Восточное Забайкалье) / В. Д. Козлов [и др.] // Геохимия. 2003. № 4. С. 408-424.
4. Геохимия и Sr-изотопные характеристики магматических пород Западно-Усуглинской бимодальной вулкано-плутонической ассоциации (J3-K1, Забайкалье) / М.Э. Казимировский [и др.] // Геология и геофизика. 2001. Т. 42, № 6. С. 951-967.
5. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Лист M-5. Борзя, 2010.
6. Захаров М.Н. Петрология и геохимия Акатуевского эффузивно-интрузивного комплекса в Приаргунской структурной зоне Восточного Забайкалья: автореф. дис. ... канд. геол. наук. Иркутск, 1972. 22 с.
7. Классификация и номенклатура магматических горных пород : справ. пособие / О.А. Богатиков [и др.]. М.: Недра, 1981. 160 с.
8. Парфенов Л.М., Попеко Л.И., Томуртогоо О. Проблемы тектоники МонголоОхотского орогенного пояса // Тихоокеанская геология. 1999. Т. 18, № 5. С. 24-43.
9. Первов В.А. Петрология позднемезозойских субщелочных вулканических пород Юго-Восточного Забайкалья и Монголии : автореф. дис. ... канд. геол.-минерал. наук. М., 1988. 24 с.
10. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасома- тичсекие, импактные образования. СПб.: Изд.-во ВСЕГЕИ, 2009. 200 с.
11. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора, ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 380 с.
12. Petrology, structural setting, timing, and geochemistry of Cretaceous volcanic rocks in eastern Mongolia: Constraints on their tectonic origin / B. Dash, A. Yin, N. Jiang, B. Tseveendorj, B. Han // Gondwana Research. 2015. Vol. 27. P. 281-299.
13. Morrison G.W. Characteristics and tectonic setting of shoshonite rock association // Lithos. 1980. Vol. 13, N 1. P. 97-108.
14. Peccerillo A., Taylor S.R. Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Nothern Turkey // Contrib. Mineral. Petrol, 1976. Vol. 58, N 1. P. 63-81.
15. Rudnick R.L., Gao S. Composition of the continental crust // Theasure on Geochemistry / ed. D. Holland, K.K. Turekian. Amsterdam : Elsevier, 2003. Vol. 3: The Crust. P. 1-64.
16. Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Magmatism in Ocean Basins.Geol. Soc. London Spec. Publ. 1989. Vol. 42. P. 313-346.
17. Post-collision, Shoshonitic Volcanism on the Tibetan Plateau: Implications for Convective Thinning of the Lithosphere and the Source of Ocean Island Basalts / S. Turner, N. Arnaud, J. Liu, N. Rogers, C. Hawkesworth, N. Harris, S. Kelley, P. Van Calsteren, W. Deng // Journal of petrology, 1996. Vol. 37, N. 1. P. 45-71.
18. Wilson M. Igneous petrogenesis. London : Unwin Hyman, 1989. 446 p.
19. Geochemical and Sr-Nd-Pb-O isotopic composition of the post-collisional ultrapotassic magmatism in SW Tibet: Petrogenesis and implications for India intra-continental subduction beneath Southern Tibet / Z. Zhao [et al.] // sLithos. 2009. Vol. 113. P. 190-212.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Структурное положение конусов выноса. Разведка и освоение месторождений. Роль гидрогеологической зональности месторождений при поисково-разведочных работах. Особенности водозабора в бассейнах межгорных впадин, на предгорных шлейфах и конусах выноса.
курсовая работа [70,2 K], добавлен 06.12.2013Краткая характеристика вмещающих структур и корундсодержащих пород Хитоострова. Изучение данных о генезисе корундовых пород и содержания изотопно-легкого кислорода в них. Минералогия и петрология данных пород. Геохимия изотопов благородных газов.
дипломная работа [10,9 M], добавлен 27.11.2017Древние кристаллические щиты, синеклизы, заполненные осадочными и вулканическими породами, в основе Бразильского плоскогорья. Поверхность бразильского щита. Полоса впадин меридионального простирания. Этапы геологического развития Бразильского плоскогорья.
презентация [2,3 M], добавлен 06.08.2015Главные черты строения океанических впадин. Действительная картина подводного рельефа на современных картах Мирового океана. Особенность строения океанского ложа и хребтов. Осадки Мирового океана. Будущее освоение океана. Основные типы донных осадков.
реферат [17,4 K], добавлен 16.03.2010Строение Земной коры материков и океанических впадин. Тектонические структуры. Литосферные плиты Земли и типы границ между ними. Зоны активного разрастания океанического дна. Рифтогенез на дивергентных границах. Рифтогенез на дивергентных границах.
презентация [5,1 M], добавлен 23.02.2015Общие сведения и история открытия таких химических элементов, как титан и свинец. Минералогия и геохимия. Основные минералы титанового и свинцового сырья. Промышленные типы месторождений. Природные и технологические типы руд. Разработка месторождений.
реферат [39,8 K], добавлен 25.02.2011Исследование особенностей образования минералов в природе. Характеристика процессов роста кристаллов в переохлажденном расплаве. Анализ влияния числа центров кристаллизации на структуру агрегата. Схема последовательной кристаллизации гомогенной жидкости.
реферат [2,5 M], добавлен 05.01.2014Геологическое строение мегаблока магнитной аномалии. Стратифицированные образования магматизма. Минералогия, петрография, геохимия и условия метаморфизма конгломератов игнатеевской свиты. Кристаллохимические коэффициенты мусковита из конгломератов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 27.04.2018Наиболее распространенные взгляды на предмет и содержание геохимии. Роль железа в биосфере. Наличие у элемента нескольких степеней окисления. Руды и минералы, содержащие железо. Основные месторождения железных руд. Круговорот железа на земле.
реферат [5,2 M], добавлен 09.06.2011Процесс контактового метасоматоза, приводящий к образованию скарновых месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых. Метасоматический процесс и условия залегания скарнов. Морфология, вещественный состав, строение месторождения полезных ископаемых.
реферат [25,4 K], добавлен 25.03.2015Определение понятия магматизма, формы, виды и причины возникновения вулканических процессов. Магматогенные месторождения полезных ископаемых, условия их формирования. Промышленное значение добычи апатитовых руд. Торфяные ресурсы РФ и республики Беларусь.
контрольная работа [759,2 K], добавлен 30.08.2011Характеристика геологического строения территории листа №29 в масштабе 1:100000 и с сечением рельефа через 20 м. Орография и гидрография района. Проявления магматизма в виде серых слюдяных и биотитовых гранитных батолитов палеозойского возраста.
курсовая работа [31,0 K], добавлен 09.06.2011Географо-экономичесая характеристика Валявкинского месторождения железистых кварцитов. Рассмотрение стратиграфии, магматизма и метаморфизма, гипергенеза и геоморфологии района. Изучение истории геологического развития. Характеристика полезных ископаемых.
дипломная работа [74,6 K], добавлен 28.02.2015Понятие и процесс образования магмы, ее состав и основные компоненты, их взаимодействие. Разновидности магматизма и причины его возникновения, последствия для жизни людей и хозяйства. Магматизм и геодинамика главных возрастных этапов истории Земли.
реферат [29,4 K], добавлен 22.04.2010Подробная характеристика кварца как минерального вида, изучение отличительных свойства кварца и халцедона. Описание образца, представляющего собой частично сколотый агатовый сферолит, рассмотрение его происхождение, этапов и условий кристаллизации.
курсовая работа [27,0 K], добавлен 20.06.2011Общие понятия о магме. Температура магмы, процесс охлаждения. Природа и происхождение ультраосновной, базальтовой, гранитной магм. Химические и минералогические различия, наблюдающиеся в магматических горных породах. Закономерности кристаллизации магмы.
учебное пособие [81,7 K], добавлен 01.06.2010Характеристика месторождений магматогенной серии, классификация основных групп. Что представляют собой магматические месторождения. Описание пегматитовых, карбонатитовых, скарновых, гидротермальных месторождений, гипотезы происхождения, свойства породы.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 19.03.2011Условия проявления капиллярных сил. Промысловые исследования капиллярных процессов при заводнении нефтеносных пластов. О механизме капиллярной пропитки в нефтеносных пластах. Характеристика капиллярных противотоков в микронеоднородной пористой среде.
курсовая работа [5,9 M], добавлен 17.01.2011Характеристика универсальной аппаратуры серии ЭРА и аппаратуры аудиомагнитотеллурического зондирования АКФ для проведения электроразведочных работ. Электроразведка методом переходных процессов. Геофизические исследования методами ГМТЗ, МТЗ и АМТЗ.
реферат [303,6 K], добавлен 29.05.2012Определение понятия эффузивного магматизма как выброса на земную поверхность газообразных, жидких и твердых магматических продуктов. Стадии развития вулкана: субвулканическая, извержения и фумарольная. Географическое распространение действующих вулканов.
реферат [21,9 K], добавлен 29.08.2011