ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2011, № 1, с. 33-44
УДК 552.11
ДРЕВНИЕ ВУЛКАНИЧЕСКИЕ СТЕКЛА УРАЛА
© 2011 г. В. Г. Кориневский
Институт минералогии УрО РАН 456317 г. Миасс Челябинской обл., e-mail: @kor@ilmeny.ac.ru Поступила в редакцию 08. 02. 2010 г.
Систематизированы сведения о находках неизмененных вулканических стекол в палеозойских (от позднего ордовика по поздний девон включительно) вулканогенных толщах Уральского складчатого пояса. По составу они отвечают толеитовым базальтам, калиевым щелочным базальтоидам, андезитам и рио-литам. Реликтовые участки стекол кайнотипного облика сохраняются в толстых стекловатых корках подушечных потоков, в обломках среди гиалокластитов, в бомбах из туфов, в экструзивных телах и дайках. Определение их химического состава показало, что толеитовая магма изначально бедна растворенной водой (1—1.3 мас. %), тогда как магма, продуцировавшая островодужные гиалобазальты, калиевые щелочные базальтоиды, андезиты и риолиты, содержала большие (около 8—10 мас. %) количества растворенной воды.
ВВЕДЕНИЕ
По литературным данным большинство описанных местонахождений кайнотипых вулканических стекол Казахстана, Сибири, Дальнего Востока, Алтая, Саян, Кавказа, Кипра, Шотландии, США, Африки и др. имеют относительно молодой — мезозой—кайнозойский возраст [Нарвайт, Руденко, 1964]. И.И. Бок [1967] привел сводку о вулканических стекловатых породах Казахстана, в которой отметил их преимущественно послепермский возраст. Уникальным в этом ряду выглядит упоминание о присутствии кайнотипных ультрабазитов и стекол базальтового состава в районе месторождения Еш-кеульмес, которым приписан рифейский возраст. Б.Н. Лапин [1972] указал на присутствие в ранне-кембрийских эффузивах Тувы на р. Ак—Хем палео-андезита с почти нераскристаллизованным бурым вулканическим стеклом. В целом же, находки свежих стекол более древнего, чем карбон—пермь, возраста остаются единичными. Это дало повод [Бок, 1967, стр. 48] заявить, что "... чем древнее ... лавы, тем меньше шансов для нахождения среди них стекловатых разностей". Такое утверждение казалось вполне справедливым и для таких складчатых поясов, каковым является Урал.
Между тем, уже более 100 лет тому назад Ф.Ю. Ле-винсон—Лессинг [1949] на южном окончании Уральских гор (Мугоджарах) впервые описал среди сферо-литовых (вариолитовых) базальтовых подушечных лав на горе Бохтыбай стекловатые разновидности. Впоследствии А.А. Чумаков [1941] из той же толщи базальтовых лав на р. Шулдак привел результаты изучения обнаруженных им здесь кайнотипных стекол. Подобные образования на р. Сарлыбай детально описали Г.Э. Нарвайт и Б.М. Руденко [1964]. Состав и геохимические особенности базальтовых стекол с р. Шулдак подробно исследовали Н.А. Румянцева и
Е.Л. Розинова [1975]. Долгое время эти породы считались силурийскими, но затем их возраст по фауне конодонтов в пластах яшм был определен как сред-недевонский [Кориневский, 1987а]. Неизмененные вулканические стекла слагают толстые корки и на поверхности своеобразных по минеральному составу подушечных потоков калиевых щелочных ба-зальтоидов (чанчаритов) среднего девона в Сакмар-ской зоне казахстанской части Урала [Кориневский, 1999]. В этом же комплексе обнаружены и стекловатые разновидности порфировых трахиба-зальтов. Взаимоотношения перлитовых стекол и ва-риолитов в составе подушечных потоков базальтов Мугоджар изучил Г.И. Водорезов [1961]. Подобные породы он обнаружил и значительно севернее — в Магнитогорской зоне Южного Урала, где гиалокла-ститы ошибочно принимались за конгломераты. Эта работа послужила основой для дальнейших петрографических исследований вулканических стекол, вариолитов и спилитов Южного Урала [Нар-вайт, Руденко, 1964; Румянцева, Розинова, 1975; Кориневский, 1987].
В пределах Главной вулканогенной зоны Среднего Урала в Павдинском районе Свердловской области в составе силурийской эффузивной толщи ТВ. Дианова [1958] впервые описала андезиты кай-нотипного облика. В этой же полосе севернее в Ив-дельском районе по р. Шегультан В.Н. Авдонин [1963] обнаружил толщу гиалобазальтов с неизмененным стеклом. Совместно с Э.Ф. Емлиным [Авдонин, Емлин, 1969] им же описаны обнажения стекловатых андезитов в верхнесилурийской толще в окрестностях пос. Старая Ляля и по р. Бобровка. В бассейне р. Северная Сосьва (долина р. Нахора) РГ Язевой встречены натровые перлиты, кайнотип-ный облик которых сохраняется в эндоконтактовой кайме вокруг жерла экструзивного тела кали-натро-
Рис. 1. Разновидности стекловатых пород, в которых сохраняются участки неизмененного стекла. а — кровлевая часть базальтового подушечного потока с вариолями в матрице вулканического стекла (черное). Мугод-жарская толща среднего девона. Обрывы р. Шулдак; б — обеленная с поверхности толстая кайма вулканического стекла на поверхности подушечного потока чанчаритов. Чанчарская свита среднего девона. Правый берег р. Чанчар; в — среднеобломочный десквамационный гиалокластит базальтового состава. Прослой между потоками подушечных лав. Темное — обломки вулканического стекла. Мугоджарская толща среднего девона. Обрывы р. Шулдак; г — перлитовая отдельность в глобулях вулканического стекла из пульверизационных гиалокластитов мугоджарской толщи среднего девона. Обрывы р. Шулдак.
вых риолитов [Язева, 1971], прорывающих отложения верхнего девона (франского яруса). По данным В.И. Сигова и В.И. Забелина (1959 г.) в этом же районе стекловатые риолиты слагают широтную дайку мощностью 6—8 м [Авдонину и Емлин, 1969].
Таким образом, на Урале выявлены стекловатые вулканические породы кайнотипного облика, отвечающие по составу толеитовым и щелочным базальтам, андезитам и риолитам. Они содержатся в эффу-зивно—осадочных толщах, охватывающих временной интервал от позднего ордовика по верхний девон включительно. Их изучение позволит точнее оценить состав родоначальных магм и их эволюцию во времени.
ОБСТАНОВКА НАХОЖДЕНИЯ НЕИЗМЕНЕННЫХ ВУЛКАНИЧЕСКИХ СТЕКОЛ
Наиболее часто древние вулканические стекла базальтового состава слагают корки на поверхности подушечных потоков подводного происхождения. Толщина этих корок редко превышает 1—2 см. Таковой
она является и у большинства подушечных потоков на дне рифтовых долин современных океанов. Стекла в корках обычно подвергнуты вторичным изменениям, замещаясь тонкозернистыми агрегатами хлорита, эпидота, актинолита, альбита, кварца, цеолитов, па-лагонита и др. Как правило, неизмененные участки в столь тонких корках стекла не наблюдаются.
Нередко стекла также слагают заметные скопления в своеобразных обломочных породах — гиалок-ластитах, которые представляют собой нагромождение фрагментов раздробленных стекловатых корок подводных потоков (рис. 1в) или продуктов подводного фонтанирования жидкой лавы [Кори-невский, 1987б]. В последнем случае возникают шарообразные зональные по строению стекловатые глобули с характерной перлитовой отдельностью (см. рис. 1г), внешне похожие на гальку в конгломератах. Эти образования в литературе описываются также как стекловатые бомбовые туфы, дезинтегрированные эффузивы и т.п. На Урале гиалокластиты известны из отложений от докембрия по триас включительно [Кориневский, 1987б].
Несмотря на относительно широкое распространение стекловатых пород среди вулканогенных толщ Урала, участки стекол кайнотипного облика среди них встречаются редко. Большинство из них приурочено к центральным частям наиболее крупных перлитовых обособлений в гиалокластитах либо к необычайно мощным (более 5-10 см) корковым частям подводных лавовых потоков (см. рис. 1а, 1б).
По нашему мнению [Кориневский, 1999], такие мощные стекловатые корки возникают лишь у тех потоков, которые продуцированы порциями лавы, изначально обогащенными летучими компонентами, растворенными в лаве и оставшиеся в ней. Слабая степень полимеризации стекла [Горох, 1992] способствует аномально длительной его сохранности (несколько сот млн лет!). Обилие летучих, их концентрация в прикровлевых зонах потоков благоприятствует проявлению здесь процессов ликвации, что отражается в присутствии вариолитов. Наличие изначально газонасыщенных стекловатых потоков обусловливает сохранение в них участков неизмененных стекол. На Урале они зафиксированы в интервале ордовик-триас включительно. Этому способствует их нахождение в островодужных либо рифтогенных образованиях, которые не претерпели метаморфических изменений выше зеленосланце-вой фации. К последним следует отнести и породы мугоджарской толщи, слагающих недеформирован-ный фрагмент ложа среднедевонского палеоокеана Южного Урала [Кориневский, 1984].
Кайнотипные стекла андезитового состава, обнаруженные как среди верхнесилурийских вулканитов бобровской свиты Среднего Урала [Дианова, 1958; Авдонин, Емлин, 1969], так и среди среднеде-вонских пород милыашинской толщи Мугоджар [Кориневский, 1984], слагают вулканические бомбы в пачках туфов подводного происхождения.
Свежее вулканическое стекло трахибазальтово-го, трахиандезитового и андезитового состава неоднократно наблюдалось нами в виде основной массы стекловатых порфировой структуры пород в вулканических телах среднего ордовика и среднего девона в пределах казахстанской части Сакмарской зоны Южного Урала (Кос-Истекский район Актю-бинской обл. Казахстана).
Стекловатые риолиты образуют либо секущие дайки, либо каймы по периферии экструзивных тел риолитов, прорывающих эффузивно-осадочные толщи морского генезиса [Дианова, 1958; Авдонин, Емлин, 1969; Язева, 1971].
Ниже будут рассмотрены примеры древних вулканических стекол из палеозойских толщ Урала, основанные на литературных источниках и оригинальных данных автора.
Южный Урал
Основная масса находок вулканических стекол на Урале происходит из среднедевонских вулканогенных толщ. В первую очередь это касается мугод-жарской толщи базальтоидов толеитовой серии, а также чанчарской толщи калиевых щелочных ба-зальтоидов и милыашинской порфиритовой толщи Мугоджар.
Мугоджарская толща
Южная оконечность Уральского складчатого пояса располагается в пределах Актюбинской области Казахстана и носит название Мугоджарских гор (Мугалжар). Они представляют
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.