ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2007, том 412, № 2, с. 257-261
= ГЕОГРАФИЯ =
УДК 551.23(282.256.341)
ГИДРОТЕРМАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ В БАЙКАЛЬСКОЙ РИФТОВОЙ ЗОНЕ: ГОРЯЧИЕ ИСТОЧНИКИ И ПРОДУКТЫ ОТЛОЖЕНИЯ ПАЛЕОТЕРМ
© 2007 г. Член-корреспондент РАН Е. В. Скляров, В. С. Федоровский, О. А. Склярова, Т. М. Сковитина, Ю. В. Данилова, Л. А. Орлова, Н. Н. Ухова
Поступило 28.06.2006 г.
Термальные источники широко распространены в пределах Байкальской рифтовой зоны (БРЗ), формируя полосу северо-восточного простирания от верховьев р. Олекмы на северо-востоке до устья р. Селенги на юго-западе (рис. 1). Западнее Байкала известны единичные выходы термальных вод. Источники представлены главным образом азотными термами варьирующего состава и фиксируют современную гидротермальную активность БРЗ [1, 2]. К этой же полосе приурочены продукты отложений из палеотер-мальных вод, представленные травертинами и гейзеритами [2, 3]. Травертины могут отлагаться в широком интервале температур, в том числе из холодных вод, однако наиболее часто их отложение связано с термальными водами [2], температура которых может варьировать в хорошо изученных случаях от 20 до 70°С [4]. Что касается гейзеритов, то минимальные температуры их образования не опускаются ниже 70°С [2]. Авторами гейзериты обнаружены на западном побережье оз. Байкал [5] на юго-западном продолжении отмеченной выше полосы гидротермальной активности. Масштабы проявления кремнистых отложений в Ольхонском регионе значительно выше, чем в описанных ранее гейзеритовых проявлениях на восточном побережье Байкала, где отмечаются только тонкие корочки опаловидно-го халцедона на обломках коренных пород и присутствие кремнезема в качестве цементирующего
Институт земной коры
Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
Геологический институт Российской Академии наук, Москва Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
Институт геологии и минералогии
Сибирского отделения Российской Академии наук,
Новосибирск
обломки субстрата [1]. В последние годы в Ольхонском регионе были выявлены травертины, которые ассоциируют с гейзеритами, а также образуют самостоятельные жилы.
В большинстве случаев гейзериты - плотные опаловидные породы, сложенные халцедоном разных оттенков коричневого цвета, представлены элювиальными крупноглыбовыми развалами, компактно расположенными на площади в первые десятки метров, реже до 100-150 м. Глыбы размером от десятков сантиметров до первых метров, как правило, практически не окатаны, однако их микроповерхность производит впечатление оплавленной за счет процессов поверхностного растворения. Весьма характерна ноздреватость, обусловленная выщелачиванием фрагментов силикатов и карбонатов в халцедоновом матриксе. Иногда в крупноглыбовых развалах вместе с гейзеритами встречены породы, сложенные преимущественно гидроксидами железа и травертины. В коренных выходах разных участков обнаружено налегание гейзеритов на ультра-базиты, мраморы и гнейсы с жилами гранитов и прорывание гейзеритами мраморов. Как видно из табл. 1, состав вмещающих пород определяет геохимические особенности гейзеритов. Так, например, гейзериты на ультрабазитах характеризуются повышенными содержаниями никеля и кобальта. Содержания же практически всех редких и редкоземельных элементов из гейзеритов в мраморах значительно ниже, чем в других проявлениях гидротермалитов. В гейзеритах шовной зоны между Сибирским кратоном и Ольхонским террейном (анализ 2 в табл. 1) наблюдаются резко повышенные концентрации РЬ, Zn, Си, Ag, Sb, ТЪ, Y, As, РЗЭ. Что касается главных компонентов, то содержание SiO2 в гейзеритах составляет 82-99.7%, FeO + Fe2O3 варьируют от 0.7 до 10%, СаО + MgO - от 0.04 до 2.96%. Концентрации остальных петрогенных компонентов пренебрежительно малы (см. табл. 1).
Коренные и элювиальные выходы гейзеритов группируются в протяженные узкие зоны (рис. 2),
0 100 200 км
1_I_I_I_I
52°
л - ,
л оз. Хубсугул 4 }
5 1ПП: 6 ^Ъ О 7 а 8 |рис. 2|
Рис. 1. Современные гидротермальные проявления и минералообразование в Байкальской рифтовой зоне (тектоническая основа по [9] с упрощениями). 1 - Сибирский кратон; 2 - Саяно-Байкальская складчатая область; 3 - рифтовые впадины; 4 - вулканические поля; 5 - граница кратона и складчатой области; 6 - разломы разной кинематики; 7 - источники (а) и скважины (•) с температурой воды выше 42°С (по [2]); 8 - гейзериты (а) и травертины (•); 9 - положение рис. 2.
[77:31 ^2 ^3 И4^5Е£ай]бШ7ГСИ8
Рис. 2. Схема распространения гейзеритов, травертинов и источников в Приольхонье (а) и на о. Ольхон (б). 1 - Сибирский кратон; 2 - эскарп Приморского разлома; 3 - коллизионный шов; 4 - Ольхонский террейн (раннепалеозойский коллизионный комплекс); 5 - унаследованные кайнозойские разломы; 6 - гейзериты (а) и травертины (•); 7 - источники; 8 - датированные объекты. Номера на рисунке соответствуют номерам проб в табл. 2.
которые отчетливо обнаруживают связь с ранне-палеозойской и кайнозойской тектоникой. Эти зоны конформны главной сутуре региона - Приморскому разлому и многочисленным линейным бластомилонитовым швам север-северо-восточного простирания. Последние фиксируют заключительные стадии формирования раннепалеозой-ского коллизионного орогена и соответствуют
сдвигам, главным образом правосторонним [6]. При заложении и развитии БРЗ по этим швам развивались унаследованные разломы сдвиговой и сбросовой природы [7, 8]. Излияния гидротерм контролировались унаследованными разломами север-северо-восточного простирания, связанными с эволюцией Байкальского рифта.
Таблица 1. Представительные анализы гейзеритов и травертинов Ольхонского района
Компонент 1 2 3 4 5 6 7 8 9
SiO2 94.30 84.53 95.45 93.42 58.16 8.94 3.44 1.91 0.23
0.003 0.031 0.003 0.02 0.02 0.02 0.08 0.06 0.05
0.06 0.69 0.10 0.43 0.53 0.43 0.46 <0.04 <0.04
Fe2Oз 2.66 10.15 2.16 1.62 2.75 2.31 12.09 2.75 0.26
FeO Не обн. Не обн. Не обн. 0.84 0.38 0.55 0.92 0.26 Не обн.
MnO 0.02 0.03 0.02 0.13 0.06 0.05 0.04 0.11 0.003
MgO 0.05 0.02 0.05 0.56 1.40 1.92 1.62 1.50 1.92
CaO 0.07 0.17 0.04 0.34 19.60 46.48 43.72 50.65 53.99
Na2O 0.02 0.05 0.01 0.01 0.01 0.01 0.05 0.04 0.04
K2O 0.03 0.14 0.03 0.01 0.01 0.01 0.13 0.08 0.10
P2O5 0.017 0.100 0.024 0.040 0.030 0.030 0.004 0.002 0.002
CO2 Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. 35.18 40.56 40.70
H2O » » » » » » 0.21 0.18 0.05
П.п.п. 1.31 2.59 0.94 1.97 16.71 38.64 2.551 1.712 3.119
Сумма 98.55 98.50 98.83 99.39 99.66 99.39 100.50 99.81 100.47
As 2.38 45.8 1.51 1.72 1.43 1.22 3.96 5.68 6.73
V 19.3 131.5 64.7 10.5 19.1 46.0 37.3 11.2 0.2
Co 1.56 4.61 0.83 13.45 69.81 73.77 2.04 2.27 0.93
Ni 7.58 28.99 11.34 167 1055 973 19.33 22.32 7.56
Cu 8.9 60.1 16.7 9.9 2.1 1.4 7.8 2.8 2.4
Zn 6.4 349 16.5 17.1 7.5 5.4 11.6 10.9 10.2
Rb 0.3 3.5 0.5 0.9 0.4 0.3 6.7 1.0 0.1
Sr 4 11 3 16 119 132 176 105 234
Y 0.82 10.01 9.70 0.95 0.05 0.06 1.45 2.51 2.28
Ag 0.19 21.9 0.13 0.02 0.04 0.04 2.24 0.45 1.86
Sb 0.11 32.7 0.14 0.12 0.10 0.07 0.10 0.02 <0.02
Ba 19.1 142 7.9 146 13.7 8.8 49.3 44.4 8.5
La 0.597 3.712 0.635 0.275 0.061 0.059 1.102 0.731 0.457
Ce 0.802 3.821 1.085 0.371 0.079 0.066 2.026 0.455 0.228
Pr 0.131 0.880 0.152 0.091 0.012 0.013 0.254 0.125 0.118
№ 0.521 3.821 0.635 0.389 0.042 0.039 0.966 0.512 0.539
Sm 0.107 0.876 0.166 0.105 0.008 0.008 0.211 0.125 0.137
Eu 0.040 0.244 0.059 0.053 0.002 0.002 0.062 0.039 0.020
Gd 0.111 0.954 0.214 0.136 0.006 0.006 0.216 0.178 0.184
Tb 0.024 0.212 0.067 0.025 0.001 0.001 0.032 0.029 0.030
Dy 0.129 1.351 0.700 0.181 0.006 0.006 0.203 0.184 0.197
Er 0.074 0.928 0.645 0.123 0.004 0.005 0.113 0.111 0.121
Tm 0.011 0.135 0.105 0.022 0.001 0.002 0.015 0.015 0.016
Yb 0.077 0.884 0.027 0.162 0.021 0.021 0.093 0.094 0.105
Lu 0.013 0.142 0.118 0.031 0.006 0.006 0.014 0.014 0.016
W 0.26 1.02 0.14 0.46 0.66 0.44 0.19 0.07 0.03
Pb 0.57 5.45 0.97 0.10 0.28 0.02 0.98 0.30 0.07
Th 0.039 0.212 0.034 0.097 0.027 0.024 0.44 0.07 0.01
U 1.48 1.89 0.76 3.65 1.31 2.55 7.22 1.42 1.18
Примечание. Гейзериты (1-4) и травертины (5-9) в разных вмещающих породах: мраморах (1), бластомилонитах (2), амфиболитах (3), ультрабазитах (4-6), гнейсах (7-9). Анализы основных компонентов (мас. %) выполнены в Аналитическом центре ИЗК СО РАН. Содержания элементов-примесей (г/т) выполнены на масс-cпектрометре с индуктивно связанной плазмой "ELEMENT-2" в ИГХ СО РАН.
\
1 Ч
30 см
1 2 3 \\ \
Рис. 3. Фотография (а) и рисунок по фотографии (б) фрагмента травертиновой жилы. 1-3 - травертины первой (1), второй (2) и третьей (3) фаз; 4 - вмещающие гнейсы. Пояснения в тексте.
Травертины встречаются в регионе гораздо реже, чем гейзериты, однако это может быть обусловлено тем, что масштабы их реального распространения сильно недооценены в связи со сложностью их распознавания среди широко распространенных мраморов кристаллического фундамента. Достоверно установлены два проявления травертинов.
1. Небольшие тела неопределенной формы среди гейзеритов Красной горки (см. рис. 2), сложенные тонкокристаллическим светло-серым до белого кальцитом, нередко с желтоватыми от-
тенками. Их соотношения с гейзеритами в коренных выходах не наблюдаются. Следует отметить, что в измененных ультрабазитах кристаллического фундамента, вскрытых бульдозерными расчистками, отмечена зона, пронизанная сетчатыми прожилками игольчатого и шестоватого кальцита, которую можно рассматривать в качестве подводящего канала термальных растворов. Мощность прожилков и жилок кальцита варьирует от 1 мм до 3 см.
2. Субвертикальная жила мощностью до 30 см среди гнейсов на северной оконечности о. Ольхон (азимут простирания 340°). Жила имеет зональное строение, отражающее три фазы отложения карбонатов (рис. 3). Первая фаза представлена сильно ожелезненными криптокристаллически-ми карбонатами бурого цвета, слагающими небольшие фрагменты в краевой части жилы мощностью до 5 см, а также прямоугольные обломки до 2 х 5 х 6 см среди светло-коричневато-желтых тонкокристаллических карбонатов второй фазы. И, наконец, третья фаза представлена светл
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.