Результаты петрографических исследований раннемеловых гранитоидов Японского моря

Размещено на http://allbest.ru

12

Результаты петрографических исследований раннемеловых гранитоидов Японского моря

Т.С. Якимов, Д.А. Ахмедов

Аннотация

Проведены петрографические исследования гранитоидов раннемелового комплекса, установлены минералого-структурные и тектонические особенности. Основными методами подводных геологических экспедиционных исследований магматизма Японского моря являлись драгирование, глубоководное бурение, опробование коробчатыми пробоотборниками и дночерпателями при обязательном исследовании рельефа дна и геофизических полей. В результате анализа фактического материала авторами определены морфологические типы цирконов, которые помогают исследовать этапность гранитоидного магматизма. Выделены два этапа возможного формирования гранитоидов плато Уллын: первый этап - становление гранитоидов в условиях континентальной коры, второй - подъем территории в верхнем меле и дальнейшее разрушение окраины Азии в процессе образования Японского моря в кайнозое. На первом этапе в процессе развития очагов коровой магмогенерации как результат пластических деформаций формировались разнообразные директивные текстуры, выраженные в ориентировке кварца, темноцветных минералов и полевых шпатов, сложно сочетающиеся с массивными текстурами, характерными для полностью переплавленных фаз. На втором этапе как в директивных, так и в массивных текстурах проявляются разнообразные формы катаклаза. На стадии консолидированной коры происходят процессы метасоматических преобразований и последующего возможного протрузивного течения, проявленного в виде дислокации и катаклаза.

Ключевые слова: возвышенность Гэбасс, возвышенность Криштофовича, плато Уллын, петрография, гранитоиды

Abstract

Results of petrographic research of Early Cretaceous granitoids of the Sea of Japan

T.S. Iakimov, D.A. Akhmedov

Petrographic research of granitoids of the Early Cretaceous complex have been carried out, mineralogical-structural and tectonic features have been established. The main stages of underwater geological studies of magmatism of the Sea of Japan were dredging, deep-water drilling, box corers and bottom-grabs sampling during obligatory investigation of bottom relief and geophysical fields. As a result of the analysis of actual material, the authors determined morphological types of zircons, which help investigating the stages of granitoid magmatism. Two stages of the possible formation of granitoids of the Ulleung Plateau are identified: the first stage - the formation of granitoids in the conditions of the continental crust and the second stage - the rise of the territory in the Upper Cretaceous and further destruction of the outskirts of Asia during the formation of the Sea of Japan in the Cenozoic. At the first stage, during the development of foci of crustal magmogeneration, as a result of plastic deformations, various directive textures were formed, expressed in the orientation of quartz, dark-colored minerals and feldspars, which are difficult to combine with massive textures typical for completely melted phases. In the second stage, various forms of cataclase appear in both directive and massive textures. At the stage of the consolidated crust, the processes of metasomatic transformations and the subsequent, possible, protrusive flow occur, manifested in the form of dislocation and cataclase.

Keywords: Gabass Rise, Kryshtofovich Rise, Ulleung Plateau, petrography, granitoids

Введение

В 1970-1980-е годы на многочисленных станциях драгирования в Японском море были опробованы выходы горных пород на склонах подводных гор и возвышенностей, благодаря чему составлена геологическая карта одноименного моря [1].

Гранитоиды возвышенности Гэбасс и Криштофовича рассматриваются как раннемеловой комплекс возрастом 100-110 млн лет [2]. Местоположение данных морфоструктур отражено на схеме (рис. 1).

Возвышенность Криштофовича в Японском море была открыта и исследована в 1973 г. в ходе 20-го рейса НИС «Первенец». Она была названа в честь выдающегося советского ученого-геолога, палеоботаника и ботаника Африкана Николаевича Криштофовича (1885-1953 гг.), внесшего существенный вклад в изучение геологии Дальнего Востока и Восточной Азии. петрографический плато уллын гранитоид гэбасс

В настоящее время данное название возвышенности официально не принято, и она рассматривается как плато Уллын южной части Корейского плато (принято в 2007 г. Международным подкомитетом по наименованию подводных структур (GBCOSCUFN)) [3, 4].

На западе плато отделено от Восточно-Корейской возвышенности трогом Усан, на юго-востоке - трогом Уллын от банки Оки, на северо-востоке склоны плато переходят в основание Японской глубоководной котловины, на юге - в основание Цусимской котловины. Плато Уллын представляет собой изометричный свод с хребтами и межгорными впадинами [2].

Вершины хребтов оконтурены изобатами 1100-1300 м; общий цоколь выделяется на глубине 2000 м; минимальная глубина, зафиксированная в южной части плато, около 550 м [5].

Геологический фундамент плато сложен позднеархейским-раннепротерозойским метаморфическим комплексом, включающим в себя гнейсы, граниты, мигматиты, сланцы, прорванным в ряде мест раннемеловыми гранитоидами и перекрытым окраинно-континентальными вулканитами (базальтами, трахилипаритами, игнимбритами, спекшимися туфами позднеолигоцен-раннемиоценового возраста). Осадочный чехол сложен верхнекайнозойскими породами различного генезиса - озерными и морскими туфогенно-осадочными породами [4].

Возвышенность Гэбасс в Центральной глубоководной котловине Японского моря была описана в 1977 г. в ходе 28-го и 29-го рейсов НИС «Первенец». Возвышенность Гэбасс располагается в юго-западной части котловины на приподнятом на 500-600 м относительно фундамента блоке и представляет собой вулканический хребет, вытянутый в субмеридиональном направлении. Возвышенность сложена в основном оливин-плагиоклазовыми, плагиоклазовыми базальтами, ферробазальтами, трахиандезитами и гранитоидами, слагающими ее цокольную часть [6].

Цели и задачи. Цель работы - с помощью петрографического метода уточнить условия формирования гранитоидов плато Уллын и Гэбасс в контексте ранее выделенного раннемелового комплекса в Японском море. Задача петрографических исследований - установление минерального состава пород и взаимоотношений составляющих эти породы минералов, т.е. их структуры и текстуры, что позволяет произвести диагностику пород до разновидности.

Материалы и методы

Материал для исследований получен из коллекции ТОИ ДВО РАН. Петрографические исследования проводились с помощью микроскопа Nikoneclipse 50i с увеличением от 5x до 60x.

Петрографический метод изучения магматических горных пород с применением поляризационного микроскопа остается первичным, несмотря на интенсивное развитие в последнее время аналитических методов.

Важнейшую роль в изучении геологического строения дна Японского моря выполнили экспедиционные геолого-геофизические исследования под руководством И.И. Берсенева, Е.П. Леликова, А.Н. Маляренко, И.Б. Цой, Ф.Р. Лихта, Б.Я. Карпа, Р.Г. Кулинича и других ученых ТОИ ДВО РАН, а также иных организаций, в процессе которых изучались глубинное строение, блоковая структура литосферы, тектоника, вулканизм, магматизм, геохимия и петрография магматических образований и др.

Среди методов геологического опробования лидировало драгирование коренных пород с помощью стальной скальной драги разных типов (цилиндрическая и др.).

В настоящее время на смену драгированию пришли современные методы глубоководного опробования скальных пород: глубоководное бурение, гидравлические грейферы с ТВ контролем, малые глубоководные буровые установки и др.

В аналитических исследованиях поднятого каменного материала для определения типоморфизма цирконов использовался микроскоп Nikon eclipse 50i с увеличением от 5x до 60x. Кристаллы циркона, сохранившие элементы огранки, изучены с помощью широко используемой типологической диаграммы Ж.-П. Пупена [7], в которой кристаллы циркона классифицируются в соответствии с развитием в огранении индивида призматических {100} и {110} и пирамидальных {211} и {101} форм. Ж.-П. Пупен связал относительное развитие призматических граней главным образом с температурой кристаллизации, пирамидальных граней - с химизмом и степенью неоднородности среды кристаллизации (индекс агпаитности I.A.), а призматических - с температурой и водонасыщенностью материнских и дифференцированных расплавов (температурный индекс Temperature, индекс водонасыщенности I.T.).

Он обратил внимание на то, что типологические параметры популяции циркона могут использоваться для описания эволюции магматической системы, и предложил несколько генетических интерпретаций диаграммы, адаптированных для изучения кристаллов циркона гранитного плутонического происхождения, эффузивных и метаморфических пород.

Выделение цирконов из гранитоидов производилось по стандартной методике с использованием магнитной сепарации тяжелых жидкостей.

Результаты и обсуждение

Коллекция образцов гранитоидов плато Уллын представлена тремя типами пород: ортоклазовые, микроклиновые биотитовые граниты и гранит-порфиры, возвышенности Гэбасс-лейкократовыми гранитами.

Биотитовые граниты плато Уллын. Микроклиновые и ортоклазовые биотитовые граниты различаются только наличием или отсутствием определенного калиевого полевого шпата.

Граниты характеризуются в основном гранитовой структурой, участками пойкилитовой, катакластической и гранобластовой (рис. 2). Количественный минеральный состав, %: кварц - 20-30; плагиоклаз - 25-35; калиевый полевой шпат (КПШ) - 20-30; биотит - 10-12; амфибол - 5-7.

Кварц распределен неравномерно, образует скопления ксеноморфных зерен размером 0,3-0,5 мм (реже больше 1 мм), часто с волнистым погасанием.

Рис. 2. Шлиф биотитового гранита плато Уллын в прямых (а) и скрещенных (б) николях. Увеличение 4-кратное. Q - кварц, Fsp - калиевый полевой шпат, Pl - плагиоклаз, Bt - биотит

Также отмечается регенерационный кварц в зонах катаклаза первой фазы (0,5-3 мм). Количество кварца возрастает пропорционально степени катаклаза пород.

Встречаются четыре морфологические разновидности: крупные (1-3 мм) и средние (0,2-0,8 мм) ксеноморфные зерна, мелкие (0,02-0,1 мм) округлые вростки в полевых шпатах, тонкозернистый (0,02-0,04 мм) агрегат в составе прожилков, зон дроблений и в межзерновом пространстве.

Микроклин образует таблитчатые или неправильной формы выделения размером до 3-4 мм.

В отдельных шлифах отмечаются крупные (3-4 мм) таблитчатые зерна нерешетчатого микроклина, содержащего мелкие участки (0,08 мм) с четко проявленным микроклиновым решетчатым эффектом. Данное явление может свидетельствовать о наличии двух генераций микроклина: более упорядоченного и менее упорядоченного. Более упорядоченный микроклин, вероятно, является наложенным, т.е. более низкотемпературным, что может быть результатом автометасоматоза.

Ортоклаз образует таблитчатые и неправильной формы зерна размером до 3-5 мм, иногда наблюдается двойникование.

В отдельных шлифах отмечаются крупные (3-5 мм) таблитчатые зерна, содержащие альбит (размером 0,1--0,5 мм).

Часто зерна пелетизированы в процессе пертитового распада, нередко в результате образуются кристаллы с шахматной структурой. Нередко плагиоклаз обрастает ортоклазом, а на границе сред образует реакционные каймы.

Плагиоклаз образует таблитчатые кристаллы (до 3 мм). Отмечаются интенсивная серитизация и пелитизация, не дающие возможности установить анортитовую компоненту, выраженную в номере плагиоклаза. Полевые шпаты образуют на периферии зерен реакционные каймы при реакциях между собой или с кварцем.

Роговая обманка является второстепенным минералом. Образует как кристаллы до 3 мм, чаще чешуйки (0,1--0,4 мм), пространственно связанные с зонами катаклаза, так и скопления зерен с ориентировкой по трещинам. В нескольких шлифах присутствовал неизменный амфибол, формировавший как полисинтетические двойники, так и срастания.

Нередко отмечаются скелетные кристаллы, переполненные гранулированными включениями кварца или же в плагиоклазовой матрице. В некоторых шлифах отмечалась слабая эпидотизация роговой обманки. Встречается также лейкоксенизированный титанистый амфибол, что, вероятно, свидетельствует о быстром остывании магмы.

Биотит образует удлиненные чешуйки (размером до 5 мм), пространственно связанные с роговой обманкой. Также наблюдается в зонах катаклаза наряду с амфиболом.

Нередко зерна послойно хлоритизированы.

Акцессорные минералы представлены апатитом, цирконом, пиритом.

Апатит встречается в виде прозрачных удлиненных и короткостолбчатых призматических зерен размером до 0,1 мм.

Циркон встречается в виде идиоморфных зерен (размером 0,01-0,08 мм). Редко наблюдаются кристаллы более или менее изометричной формы.

Встречаются короткопризматические кристаллы с плеохроическими двориками. Пирит представляет собой рудную россыпь по трещинам.

Гранит-порфиры плато Уллын. Гранит-порфиры плато Уллын имеют структуру порфировую с микрографической, участками катакластическую (рис. 3) и следующий минеральный состав, %: кварц - 30-40; ортоклаз - 40-45; плагиоклаз - 10-15; биотит - 3-5.