ГЕОХИМИЯ, 2003, № 4, с. 425-442
ГЕОХИМИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОЗДНЕКАЙНОЗОЙСКИХ ВУЛКАНИЧЕСКИХ СЕРИЙ
МАЛОГО КАВКАЗА
© 2003 г. Назим А. Имамвердиев
Бакинский государственный университет Геологический факультет 370148 Баку, ул. 3. Халилова, 23, Азербайджан e-mail: nasim1959@yahoo.com
Поступила в редакцию после доработки 22.01.2002 г.
В статье рассматриваются особенности распределения редкоземельных элементов в позднекайно-зойских вулканических сериях Малого Кавказа. На основе распределения этих элементов сделан вывод о происхождении пород андезит-дацит-риолитовой (верхний миоцен-нижний плиоцен), тра-хириолитовой (верхний плиоцен-нижнечетвертичный) и трахибазальт-трахиандезитовой (верхне-плиоцен-четвертичный) формаций. Считается, что повышенные содержания РЗЭ, а также Sr, Ba, U, Th, Rb в рассматриваемых породах обусловлены относительно низкими степенями селективного плавления на больших глубинах метасоматически измененного вещества мантии. Риолит и трахи-риолит трахириолитовой формации образуют глубокий европиевый минимум. Появление глубокого Eu минимума в этих породах может свидетельствовать о сравнительно невысоких ступенях плавления субстрата, при которых значительная часть плагиоклаза и акцессориев оставалась в рестите. Мантийный компонент верхнеплиоцен-четвертичных субщелочных и щелочных базальтоидов Малого Кавказа представляет собой метасоматизированный гранатовый лерцолит, степень плавления слабометасоматизированного источника составляла 2.5-10%.
Позднекайнозойский вулканизм Средиземноморского подвижного пояса охватывает огромную площадь на территории Турции, Закавказья, Ирана, Афганистана и накладывается на разновозрастные тектонические структуры, имеющие длительное развитие.
Анализ тектоно-магматических процессов, закономерностей пространственного размещения вулканических ассоциаций показывает, что позднекайнозойский магматизм проявился в зоне Транскавказского поперечного поднятия и в Восточной вулканической зоне, расположенной к востоку от него и представляющей собой поперечный прогиб, осложненный горстами и грабенами.
В Азербайджанской части Восточного Кавказа неоген-четвертичные вулканические образования распространены в пределах Кельбаджар-ского и Карабахского нагорий, Кельбаджарской наложенной мульды, Лачинского антиклинория, Гочасского и Сарыбабинского синклинориев. Неоген-четвертичные вулканогенные образования слагают верховье р.р. Тертер, Акеры и характеризуются поперечным строением в отношении меловых структур (рис. 1).
ПЕТРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ТИПЫ И ТИПОМОРФНЫЕ ОСОБЕННОСТИ МИНЕРАЛЬНЫХ ПАРАГЕНЕЗИСОВ ПОЗДНЕКАЙНОЗОЙСКИХ ВУЛКАНИТОВ
Позднекайнозойские вулканические породы изучаемой части Малого Кавказа образуют следующие петрогеохимические серии:
1. Известково-щелочная калиево-натриевая и субщелочная калиево-натриевая, редко калиевая серии среднекислого состава (верхний миоцен-нижний плиоцен), составляющие андезит-дацит-риолитовую формацию.
2. Известково-щелочная и субщелочная калие-во-натриевая серии ультракислого состава (верхний плиоцен-нижнечетвертичный), принадлежавшие трахириолитовой формации.
3. Субщелочная калиево-натриевая, редко калиевая серии основного-среднего состава (верхний плиоцен-четвертичный), объединяющиеся в составе трахибазальт-трахиандезитовой формации [1].
Верхнемиоцен-нижнеплиоценовая высококалиевая известково-щелочная серия характеризуется андезит-дацит-риодацит-риолитовым рядом с их субщелочными разновидностями. Более основные породы - базальты и андезибазальты в пределах исследуемого района не обнаружены и от-
Рис. 1. Геологическая карта неоген-четвертичных вулканических комплексов центральной части Малого Кавказа (Азербайджан) (масштаб 1 : 500000).
1 - континентальные отложения; 2 - трахибазальты, трахиандезибазальты, трахиандезиты; 3 - трахириолиты, риолиты, перлит, обсидианы; 4 - андезиты, дациты, риолиты; 5 - вулканогенный флиш; 6 - андезиты и базальты (а), сланцы (•), известняки (в); 7 - вулканокластические отложения; 8-9 - интрузивные образования; 10 - офиолиты; 11 - разломы; 12 - центры излияния вулканов.
мечены лишь в пределах Нахчыванского магматического района, Западного Даралагеза.
Для пород формации характерна высокая пор-фировость с наличием минералов-вкрапленников разных генераций: плагиоклазы I генерации, калиевый полевой шпат, роговая обманка, биотит, авгит. Эти минералы представлены как во вкрапленниках, так и в микролитах. Из акцессорных минералов присутствуют магнетит, сфен, апатит, циркон.
Ранняя кристаллизация магнетита, роговой обманки, биотита, опацитизация последних свидетельствует о кристаллизации их при высоком общем и водном давлениях, что показывает повышенное содержание летучих компонентов и высокую окисленность расплава. В породах не встречены неравновесные парагенезисы - например, оливин и кварц, ксеногенные плагиоклазы, минералы метаморфических пород - силлиманит, корунд, дистен, кордиерит, гранат (за исключени-
ем ксеногенных включений - кварцполевошпато-вая порода, габбро-амфиболит и др.). Более распространены родственные включения.
Клинопироксены, амфиболы пород формации более железистые, менее кальциевые и характеризуются низкими содержаниями Са-А1 чермаки-тового минала, что указывает на кристаллизацию при относительно низкой температуре [2]. Магне-титы пород формации содержат больше титана, чем амфиболы и биотиты. Ранняя кристаллизация магнетита обусловлена низкой железистос-тью темноцветных минералов.
Полевые шпаты пород формации характеризуются промежуточным, неупорядоченным структурным состоянием, что свидетельствует об их образовании при относительно низких температурах в промежуточных очагах в условиях земной коры.
В химическом отношении породы андезит-да-цит-риолитовой формации высокоглиноземистые, низкомагнезиальные, в составе пород присутст-
вуют нормативный кварц, гиперстен, иногда корунд. Породы формации принадлежат высококалиевой известково-щелочной или известково-щелоч-ной и субщелочным сериям. Петрохимической особенностью пород высококалиевой известково-щелочной серии является медленное увеличение щелочности и железистости при возрастании крем-некислотности, что отличает их от типичных изве-стково-щелочных серий.
В геохимическом отношении породы серий обогащены крупноионными литофильными элементами. В процессе эволюции основной магмы в кислом остаточном расплаве увеличивается содержание несовместимых элементов, таких как ЯЪ, К, и, ТИ, а содержание элементов группы железа, щелочноземельных и редких элементов уменьшается [1].
Вышеуказанные данные говорят о незначительной роли ассимиляции (смешения), контаминации и гибридизма при формировании пород формации.
По сравнению с базальтами Срединно-Океа-нических Хребтов (СОХ) типа К-МОЯБ [3] породы формации обогащены Бг, ЯЪ, Ба, Ьа, Се, обеднены высокозарядными элементами (Та, ЫЪ, 2г, Ш, Т1, У, УЪ) (рис. 2).
Как видно из рис. 2, распределение микроэлементов, нормализованное по Ы-МОЯБ, для андезитов, кварцевых латитов, дацитов и трахириодаци-тов повторяется в общих чертах, что свидетельствует об их генетической общности. Следует отметить наличие глубокого минимума Та в породах формации, что отмечено в аналогичных породах, формировавшихся в различных геодинамических обстановках [4]. Причина появления Та и ЫЪ минимума объяснена этими авторами. По нашему мнению, благодаря окисленным флюидам первым кристаллизуется магнетит, который, удаляясь из расплава, выносит и редкие элементы, в том числе Та и ЫЪ, которые легко входят в структуру титаномагнетитов. Породы этой серии являются аналогами известково-ще-лочной и, частично, субщелочной миоплиоцено-вой серий Малого Кавказа.
Верхнеплиоцен-нижнечетвертичная субщелочная и, частично, известково-щелочная серии (трахи-риолитовая формация) характеризуются присутствием ультракислых вулканитов - риолитов, трахио-риолитов и их вулканических стекол - перлитов, обсидианов, образуя изолированные купольные вулканы.
Породы формации представлены порфировыми и афировыми разновидностями. Вкрапленники представлены олигоклаз-андезином, кварцем, калиевым полевым шпатом, биотитом и роговой обманкой. Эти минералы присутствуют в стекловатой массе вулканических стекол. Для них отмечены также сферолиты.
Рис. 2. Распределение микроэлементов, нормализованных по Ы-МОЯБ, в породах андезит-дацит-риоли-товой (1-4) и трахириолитовой (5) формаций Малого Кавказа, по [3].
1 - кварцевый латит; 2 - андезит; 3 - дацит; 4 - трахи-риодацит; 5 - трахириолит.
Породы формации от однотипных пород предыдущей формации отличаются большей лейко-кратовостью, обедненностью фемическими компонентами, более низким содержанием элементов группы железа, высокозарядных элементов и обогащенностью рудными элементами земной коры, а также ЯЪ, ТИ, И.
Распределение микроэлементов, нормализованное по Ы-МОЯБ, для трахириолита показало, что, как и породы предыдущей формации, трахириолит обогащен литофильными и обеднен высокозарядными элементами (рис. 2). Однако характер графика трахириолита отличается от графика пород предыдущей формации и говорит об ином генезисе трахириолитов формации. Породы серии являются продолжением и аналогом риоли-товой формации Армении.
Верхнемиоцен-нижнечетвертичная субщелочная серия образует дифференцированный ряд: субщелочной оливиновый базальт-трахибазальт-
Порода/К-МОЯВ
Рис. 3. Распределение микроэлементов, нормализованных по К-МОЯВ в породах трахибазальт-трахиан-дезитовой формации Малого Кавказа, по [3]. 1 - трахиандезит; 2 - трахит; 3 - трахибазальт; 4 - субщелочной оливиновый базальт.
трахиандезибазальт-трахиандезит, редко латит-кварцевый латит-трахит-кварцевый трахит. Иногда к этим породам присоединяются трахидаци-ты, трахириодациты.
Характерной особенностью серии является переход от оливинсодержащих нефелин-нормативных членов основного состава к членам среднего состава - нормативным гиперстенам. Породам серии свойственен определенный набор минералов, составляющих в различных отношениях па-рагенезисы: оливин, авгит-салит, плагиоклаз, паргасит, апатит, мегакристы санидина, авгита, флогопита.
В эволюционном ряду пород оливин-салит-пл
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.