760

Тимина Т. Ю., Шарыгин В. В., Мадюков И. А.

 

Введение.

Проявления мезозойского и кайнозойского щелочно-базальтоидного вулканизма широко распространены в Центрально-Азиатской складчатой области, включающей южные территории Сибири, в том числе и Хакасию, где расположены многочисленные вулканические трубки с глубинными ксенолитами. Эти образования связаны с этапом новейшей тектономагматической активизации региона, которая наиболее интенсивно развивалась в течение кайнозойского времени, но ее первые признаки локально фиксируются уже в конце мезозоя. Ведущим тектоническим процессом, обусловившим магматизм, был рифтогенез континентальной литосферы, сопровождающийся щелочно-базальтовым вулканизмом [3]. Географически трубки можно условно разделить на северную и южную группы.

Трубка Красноозерская относится к южной группе трубок. Она является типичным примером сдвоенной диатремы, подобно кимберлитовым трубкам Сибирской платформы. Согласно недавним Ar-Ar датировкам возраст базанитов главного тела трубки Красноозерская составляет 77 ± 3.9 млн. лет, а малого тела (Красноозерская-сателлит) – 74 ± 5.5 млн. лет. Трубка Конгаровская относится к северной группе трубок, возраст ее базанитов составляет 74 ± 5.5 млн. лет [1].

Породы, слагающие Конгаровскую и Красноозерскую трубки, относятся к щелочным базальтам базанитового типа (табл. 1). Их щелочной характер отражается в нефелин-нормативном составе (до10% нефелина) и отсутствии модального и нормативного ортопироксена. В качестве вкрапленников (около 15% от объема породы) базаниты трубки Красноозерская содержат оливин (Fo_75-71), зональный клинопироксен, и реже плагиоклаз (An_62-58). Состав центральных зон некоторых крупных вкрапленников клинопироксена соответствует диопсиду (Mg# = Mg/(Mg+Fe) – 0.87-0.90) с относительно высокими содержаниями Cr₂O₃ (0.6-0.8 мас.%). Краевые зоны фенокристов клинопироксена по составу отвечают Ti-авгитам (Mg# – 0.70-0.76, Al₂O₃ – 6-6.5 мас.%, TiO₂ – 2.4-3 мас.%). Основная масса имеет структуру от среднезернистой до крупнозернистой и представлена микрофенокристами и идиоморфными зернами оливина (Fo_74-65), клинопироксена (Ti-авгита, Mg# – 0.72-0.76), плагиоклаза (An_60-55) и Ti-магнетита (TiO₂ – 21-23 мас.%). Интерстиции между минералами основной массы заполнены тонкораскристаллизованным агрегатом, в котором диагностируются отдельные зерна апатита, магнетита, анальцима. Для краевых зон фенокристов клинопироксена характерно присутствие кристаллитов плагиоклаза и магнетита. Состав кристаллитов плагиоклаза имеет сходный состав с плагиоклазом основной массы. Кристаллиты магнетита значительно отличаются от зерен магнетита основной массы повышенными содержаниями Al₂O₃ (~ 6.5 мас.%) и Cr₂O₃ (0.8-0.9 мас.%), и более низкими концентрациями TiO₂ (14.7-17.3 мас.%).

Фенокристы в базанитах тр. Конгаровская (до 10 об.%) представлены оливином (Fo_84-72), реже встречаются зональные вкрапленники клинопироксена. Состав центральных зон наиболее крупных вкрапленников клинопироксена отвечает Cr-диопсидам (Mg# = 0.80-0.91, Cr₂O₃ – до 1.2 мас.%) с низкими содержаниями Al₂O₃ (2.4-4 мас.%) и TiO₂ (0.1-0.5 мас.%). Внешняя зона фенокристов относится к высокоглиноземистым Ti-авгитам (Mg# – 0.73-0.78, Al₂O₃ – 5.5-7.7 мас.%, TiO₂ – до 3 мас.%). Некоторые фенокристы оливина содержат отдельные сульфидные глобулы размером от 5 до 10 мкм. Основная масса базанитов состоит из оливина (Fo_75-70), клинопироксена (Ti-авгита, Mg# – 0.71-0.76), плагиоклаза (An_60-50), Ti-магнетита, F-апатита. Структура основной массы от мелко- до среднезернистой.

В трубке Красноозерская включения расплава были обнаружены во вкрапленниках оливина и клинопироксена. Размеры включений варьируют от 5 до 60 мкм. Фазовый состав включений расплава в оливине – стекло + флюид ± дочерние фазы ± сульфидная глобула. В некоторых случаях стекло тонкораскристаллизованно. Дочерние фазы представлены клинопироксеном, амфиболом, апатитом. В зональных вкрапленниках клинопироксена выявлены первичные расплавные включения, располагающиеся в основном в краевых зонах. Их размеры от 5 до 70 мкм. Фазовый состав включений расплава в клинопироксене: стекло + флюид ± апатит ± ксеногенный Ti-магнетит (рис.1).

В трубке Конгаровская расплавные включения были выявлены в фенокристах оливина. Размеры включений варьируют от 5 до 40 мкм. Их фазовый состав: стекло + флюид ± дочерние фазы. Среди дочерних фаз наиболее распространенны клинопироксен, амфибол, апатит. В нескольких включениях качественно был диагностирован редкий для базанитов минерал – перовскит. Взаимоотношение минералов во включениях свидетельствует о том, что перовскит является самой ранней фазой. Следует отметить, что в трубках данного региона этот минерал обнаружен впервые.

Стекловатые включения во вкрапленниках оливина из базанитов тр. Красноозерская имеют следующий состав (в мас.%): SiO₂ 52.7-58.6, Al₂O₃ 19.3-22.5, TiO₂ 1.9-2.8, FeO 3.2-4.7, MgO 0.5-1, CaO 7-10.48, P₂O₅ 0.4-1, Na₂O 2.6-4.4, K₂O 1.4-2.5 и Cl 0.08-0.3. Остаточные стекла расплавных включений в клинопироксене, в целом, имеют близкий состав, однако характеризуются пониженными содержаниями TiO₂ (0.4-0.7) и более высокими концентрациями P₂O₅ и K₂O (1-2.3 и 2.5-3.4 мас.% соответственно). Качественная оценка по энергодисперсионным спектрам показала, что в сульфидных глобулах из расплавных включений в оливине из базанитов Fe преобладает над Cu, в незначительных количествах присутствует Ni. Для магнетитов из расплавных включений в клинопироксене характерно пониженное содержание TiO₂ (15.5-19 мас.%) и повышенные концентрации Al₂O₃ и Cr₂O₃ (8.4-10.6 и до 1 мас.%, соответственно) по сравнению с магнетитом основной массы. Их состав наиболее близок к кристаллитам магнетита из внешних зон вкрапленников клинопироксена.

Состав расплавных включений в оливине из тр. Конгаровская очень близок к составу включений в клинопироксене из тр. Красноозерская (в мас.%): SiO₂ 59.2-61.2), Al₂O₃ 26.5-28, TiO₂ 0.13-0.16, FeO 0.7-0.9, MgO 0.1-0.3, CaO 0.1-0.3, P₂O₅ 0.14-0.3, Na₂O 2.3-5.6, K₂O 4-4.5 и Cl до 0.25. Дочерний амфибол из включений тр. Конгаровская соответствует керсутиту (Mg# = 0.68, Ti ~ 0.7 ф. е.). Одиночные сульфидные глобулы в фенокристах оливина тр. Конгаровская состоят в основном из пирротина. К сожалению, из-за маленьких размеров дочерних фаз апатит и перовскит определены только качественно (рис. 2).

Согласно петрографическим данным, возможный порядок начала образования фаз в базанитах тр. Красноозерская был следующим: фенокристы – оливин → клинопироксен, плагиоклаз; основная масса – оливин → клинопироксен, плагиоклаз, магнетит → апатит. Для базанитов трубки Конгаровская порядок кристаллизации минералов был следующим: фенокристы оливин → клинопироксен; основная масса: оливин → клинопироксен, плагиоклаз, магнетит → апатит.

Химический состав центральных зон вкрапленников клинопироксена отвечают по составу малоглиноземистым Cr-диопсидам, а краевые зоны – соответствуют Тi-авгиту основной массы базанита (рис. 3). Таким образом, центры некоторых зональных фенокристов, по-видимому, являются ксеногенным материалом для базанитовой магмы (реликты дезинтегрированных мантийных или коровых ксенолитов).

На графиках вариаций состава остаточных стекол включений в сопоставлении с базанитами трубок Конгаровская и Красноозерская (рис. 4) видно, что в процессе кристаллизации эволюция исходного базанитового расплава имела миаскитовый характер и была направлена в сторону повышения SiO₂, Al₂O₃ и щелочей, и снижения фемических компонентов. Ранее подобный характер эволюции был выявлен для базанитов трубок Беле и Тергешская, Хакасия [2, 4].

 

 

Литература

1. Брагин В.Ю., Реутский В.Н., Литасов К.Д., Мальковец В.Г. Позднемеловой эпизод внутриплитного магматизма в Северо-Минусинском прогибе по палеомагнитным и геохронологическим данным // Геология и геофизика, 1999, Т. 40, № 4. С. 576-582.

2. Головин А.В., Шарыгин В.В., Мальковец В.Г. Эволюция расплава в процессе кристаллизации базанитов трубки Белё, Минусинская котловина // Геология и геофизика, 2000, Т. 41, № 12. С. 1760-1782.

3. Соболев Н.В., Кепежинскас В.В., Овчинников Ю.И., Похиленко Н.П. Мантийные ксенолиты мезо-кайнозойских вулканических трубок Хакасии. Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1988,76 с.

4. Тимина Т.Ю., Шарыгин В.В., Головин А.В., Эволюция расплава в процессе кристаллизации базанитов трубки Тергешская, Северо-Минусинская впадина // Геохимия, 2006, № 8.

 

                                                                                                                   Таблица 1.

 Химический состав (мас.%) базанитов трубок Конгаровская и Красноозерская.

 

 

Примечание: образцы Кг-2, Кг-127 – РФА, тр. Конгаровская; КЗ-1 – РФА, тр. Красноозерская, главное тело; ппп – потери при прокаливании. Нормативный состав (CIPW) рассчитывался по анализам, приведенным к 100 мас.% без учета ппп.

 

Подрисуночные подписи  к материалам Тиминой Т.Ю. и др.«Включения расплава в фенокристах базанитов трубок Конгаровская и Красноозерская (Хакасия, Россия)»

 

Рис.1. Расплавные включения в фенокристах из базанитов трубки Красноозерская. A – стекловатое расплавное включение в фенокристе оливина; Б – раскристаллизованное расплавное включение в фенокристе оливине; В – расплавное включение во вкрапленнике клинопироксена. Gl – стекло; g – газ; Amph – амфибол; Mgt – магнетит. Образец Kz-2.

 

Рис. 2. Карта распределения по элементам для первичного расплавного включения в оливине из базанитов трубки Конгаровская. Фотография включения сделана во вторичных электронах на сканирующем микроскопе JSM-6360la. Gl – стекло, g – газ, Amph – амфибол, Apt – апатит, Prv – перовскит. Образец Кг-709.

 

Рис. 3.Вариации состава клинопироксенов из базанитов. 1-3 – тр. Красноозерская: 1 – центральные зоны вкрапленников; 2 – краевые зоны вкрапленников; 3 – клинопироксен основной массы; 4-6 – тр. Конгаровская: 4 – центральные зоны вкрапленников; 5 – краевые зоны вкрапленников; 6 – клинопироксен основной массы.

 

Рис. 4. Вариации состава стекол включений в сопоставлении с базанитами. 1 – базаниты тр. Красноозерская; 2 – базаниты тр. Конгаровская; 3 и 4 – стекла включений в фенокристах оливина и клинопироксена, соответственно, тр. Красноозерская; 5 – стекла включений в фенокристах оливина тр. Конгаровская.