ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2004, № 3, с. 271-285
УДК 550.42:552.16(571.53)
ГЕОХИМИЯ ИЗВЕСТКОВО-СИЛИКАТНЫХ ПОРОД ХАРАГОЛЬСКОЙ СВИТЫ (ЮЖНОЕ ПРИБАЙКАЛЬЕ)
© 2004 г. Л. 3. Резницкий, С. И. Школьник, В. И. Левицкий*
Институт земной коры Сибирского отделения РАН 664033 Иркутск, ул. Лермонтова, 128;
E-mail: sink@crust.irk.ru * Институт геохимии Сибирского отделения РАН 664033 Иркутск, ул. Фаворского, 1;
E-mail: vlevit@igc.irk.ru
Поступила в редакцию 23.12.2002 г.
Впервые получена полная геохимическая характеристика известково-силикатных пород хараголь-ской свиты. Эта свита является маркирующей в пределах хамардабанского полиметаморфического композитного террейна (Южное складчатое обрамление Сибирской платформы, Байкал-Хубсу-гульский регион). Исследовалась высокоградная (гранулитовая) область террейна, известная как слюдянский кристаллический комплекс Ю.Прибайкалья. Породы харагольской свиты здесь представлены разнообразными диопсидовыми, скаполит-диопсидовыми и волластонит-скаполит-диоп-сидовыми гнейсами и кристаллическими сланцами с переменным количеством кальцита. На основе анализа петрогеохимических данных протолит известково-силикатных пород реконструируется как туффоиды в разной степени известковистые. Вулканокластическая компонента туффоидов по геохимическим характеристикам наиболее близка известково-щелочным андезитам Андийского типа. Сделан вывод, что палеобассейн "харагольского" времени располагался на активной континентальной окраине. В разрезе метаморфических толщ региона харагольская свита фиксирует резкую смену условий седиментогенеза и может рассматриваться как граница субтеррейнов, протоли-ты которых формировались в разных палеогеодинамических обстановках. Геохимическими индикаторами свиты в разных зонах метаморфизма могут служить Cr, Ni и Ba, одновременно повышенные концентрации которых характерны для харагольских известково-силикатных пород.
Харагольская свита - одна из метаморфических толщ южного складчатого обрамления Сибирской платформы, широко распространенная в Байкал-Хубсугульском регионе, где она входит в состав Хамардабанского композитного террейна [УазПуеу й а1., 1998]. Большая часть харагольской свиты сложена известково-алюмосиликат-ными породами. В средне-высокотемпературных метаморфических зонах они представлены своеобразными "зелеными" диопсидовыми гнейсами и сланцами, по которым свита хорошо распознается. Но в низкотемпературных зонах, где извест-ково-силикатные породы представлены разнообразными слюдисто-карбонатными, карбонатно-актинолитовыми и т.п. сланцами, диагностика свиты нередко проблематична. Харагольская свита непрерывно прослеживается от южного побережья оз. Байкала вдоль южного борта Тун-кинской долины до северной оконечности оз. Хубсугула, более чем на 200 км; ее аналоги с разной степенью достоверности выделяются в Центральном Хамар-Дабане, Восточном Прихубсугу-лье, левобережье р. Иркута (выше пос. Монды),
возможно, в Тункинских гольцах и ряде других областей региона [Шафеев, 1970; Эволюция..., 1988; Боос, 1991; Васильев и др., 1999 и др.].
В наиболее детально изученной части региона -Ю. Прибайкалье (Слюдянский комплекс), установлено специфичное положение харагольской свиты в общем разрезе метаморфических толщ. Последние разделяются на две серии - слюдян-скую и перекрывающую ее хангарульскую. Граница между сериями структурно дисгармонична, что трактуется как общее, структурное и стратиграфическое несогласие [Васильев и др., 1981а], хотя нельзя полностью исключить и вероятность тектонического контакта по дометаморфическо-му надвигу. Составы и строение серий резко различны. В слюдянской серии в значительных объемах присутствуют основные кристаллические сланцы, реконструируемые как низкокалиевые толеитовые базальты. В хангарульской - в основании залегает харагольская свита, известково-силикатные породы которой по генезису прото-литов рассматриваются как терригенно-хемоген-но-вулканогенные. Вулканогенный материал
этих пород по составу отвечает известково-ще-лочным андезитам и андезитобазальтам с калиевым уклоном. Вышележащая толща - безымян-ская свита, составляющая большую часть ханга-рульской серии, сложена преимущественно метатерригенными породами. В рамках геосинклинальной парадигмы приведенные факты интерпретировались как следствие закономерной эволюции эвгеосинклинали - от начальной, с инициальным магматизмом, до зрелой ("флишоид-ный период") стадии. Для протолитов слюдян-ской серии предполагался верхнеархейский возраст, для хангарульской - нижнепротерозойский, как и возраст гранулитового метаморфизма, охватившего обе серии [Васильев и др., 1981а].
Из изложенного следует, что в геологии региона харагольская свита имеет индикаторное значение. С одной стороны, она является региональным маркером, стратиграфической "связкой" крупного полиметаморфического террейна. С другой - свита должна фиксировать резкое изменение обста-новок седиментогенеза - либо последовательное, либо (при тектонической границе) близкоодновре-менное, в латерально разобщенных палеобассей-нах, но в любом случае может рассматриваться как предполагаемая граница субтеррейнов.
Задачей наших исследований было получение полной геохимической характеристики известко-во-силикатных пород свиты с целью: 1 - реконструкции наиболее вероятной природы протолита и обстановки его накопления, 2 - выявления индикаторных геохимических особенностей, которые позволили бы более надежно диагностировать свиту в разнотемпературных метаморфических зонах и проводить корреляции. Полигоном исследований на данном этапе послужила высокоград-ная (гранулитовая) область региона, уже традиционно выделяемая как слюдянский кристаллический комплекс (рис. 1). В его пределах харагольская свита включает стратиформные месторождения волластонита, в связи с чем еще одной задачей было установление особенностей протолита, наиболее благоприятного для образования метаморфогенных волластонитовых руд.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХАРАГОЛЬСКОЙ СВИТЫ
В СЛЮДЯНСКОМ КОМПЛЕКСЕ
В сводной стратиграфической колонке слю-дянского комплекса мощность харагольской свиты оценена в 1200 м, из которых 10% занимают метатерригенные породы (биотитовые гнейсы), 15% - карбонатные (мраморы и кальцифиры) и 75% - известково-силикатные (диопсидовые гнейсы и кристаллические сланцы). В частных разрезах мощность свиты обычно меньше, и количественные соотношения пород сильно варьируют, как благодаря фациальной изменчивости,
так и вследствие тектонического разлинзования. В отдельных разрезах доля известково-силикат-ных пород превышает 90%. Метатерригенные породы больше распространены в нижней части свиты, а карбонатные - в верхней подсвите, в целом более известковистой. В верхней же подсвите присутствуют горизонты и пачки специфичных марганцевых пород (гондиты, кодуриты) [Васильев и др., 1981а; Конева, 1998], причем переслаивающиеся с ними гнейсы и сланцы в среднем характеризуются заметно повышенной мар-ганцовистостью. Все значительные проявления волластонита также приурочены к верхней подсвите.
Известково-силикатные породы полиминеральны. Общий для всех типов минерал - клино-пироксен (от железистого диопсида до салита); другие породообразующие минералы - кварц, плагиоклазы, микроклин, основной скаполит, кальцит, волластонит; иногда в их число входят уграндитовые гранаты, биотит, роговая обманка (чаще диафторическая), минералы эпидот-клино-цоизитового ряда (ретрометаморфические); постоянный акцессорий - сфен. По сочетанию и количественному соотношению породообразующих минералов можно выделить большое число разновидностей или петротипов, обычно связанных переходными разностями. Для них типичны слоисто-полосчатые текстуры, отчетливее всего выраженные вариациями по меланократовости и известковистости. Размерность полосок-слойков - от миллиметров до нескольких сантиметров. Породы с однородным массивным сложением не встречены. Между известково-силикатными и карбонатными породами есть как резкие контакты, так и постепенные переходы: сланец (гнейс)-известковистый сланец-кальцифир-мрамор.
СОСТАВЛЕНИЕ ПРЕДСТАВИТЕЛЬНОЙ ВЫБОРКИ И АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Систематическое опробование пород харагольской свиты произведено в ходе детального геологического картирования по серии разрезов от рек Утулик-Солзан на востоке до Бол. и Мал. Тибельти и Еловского отрога (Тункинская долина) на западе, т.е. на протяжении около 70 км по основному простиранию толщ. Большая часть образцов волластонитсодержащих пород отбиралась из горных выработок при разведке месторождений и рудопроявлений (Малобыстринское, Тултуйское и др.).
При подготовке выборки для анализов из обширной коллекции (сотни образцов) и систематизации проб авторы столкнулись с проблемой методологического плана, обусловленной типом исследуемых пород. Их минеральные ассоциации сформированы в результате серии реакций, большинство из которых относятся к реакциям декар-
1 5
2 6
3 7
4 8
Рис. 1. Схематическая геологическая карта Слюдянского комплекса [Васильев и др., 1981а].
1 - кайнозойские отложения и кайнозойские базальты; 2, 3 - хангарульская серия: 2 - безымянская свита, 3 - хара-гольская свита; 4-6 - слюдянская серия: 4 - перевальная свита, 5 - култукская свита, 6 - основные кристаллические сланцы (метабазиты) в слюдянской серии; 7 - граниты и сиениты; 8 - разрывные смещения.
бонатизации, приводящим к потере С02 и пропорциональному возрастанию концентраций других компонентов в метаморфических породах относительно протолитов. Эффект декарбонати-зации легко продемонстрировать на примере вол-ластонита, образующегося по реакции кальцит + + кварц = волластонит + С02. На 10 вес % образованного волластонита потери С02 составляют 3.8 вес %. Если, например, в породе 30% волластонита, а протолит содержал 50% БЮ2 и 20% СаО, то в метаморфите, в результате потери 11.4% С02, концентрации БЮ2 и СаО составят уже 56.4 и 22.6%, соответственно. Количественно оценить степень декарбонатизации в общем случае невозможно, а при отсутствии кальцита в породе не всегда даже можно достоверно судить, содержался ли он в исходном осадке. Последнее однозначно д
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.