ГЕОХИМИЯ, 2003, № 2, с. 162-171
О ГЕОХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЯХ ТУФФИЗИТОВ КРАСНОВИШЕРСКОГО КОМПЛЕКСА (СЕВЕРНЫЙ УРАЛ)
© 2003 г. Э. А. Ланда, Л. И. Лукьянова
Всероссийский научно-исследовательский геологический институт 199006 Санкт-Петербург, Средний просп., 74 Поступила в редакцию после доработки 07.05.2001 г.
Приводятся первые данные о геохимических особенностях туффизитов - образований, представляющих собой особую фацию калиевых щелочных пород и предположительно связанных с алмазо-носностью региона. Поскольку туффизиты нацело аргиллизированы, их первичная магматогенная природа устанавливается на основе петролого-минералогических данных. Выявленные геохимические особенности туффизитов конвергентны. По многим параметрам эти породы отвечают составу верхней коры континентов. В то же время они имеют ряд отличий (содержания У, весьма высокие в ряде случаев содержания РЗЭ) и сходны с некоторыми породами из группы мадупитовых лам-проитов, в частности низкохромистыми орендитами Италии, а также лампроитами Южного Урала. Это сходство проявляется в особенностях распределения как петрогенных элементов, так и РЗЭ, тугоплавких литофилов. Делается вывод о том, что ряд геохимических черт туффизитов являются остаточными и обусловлены магматогенной первичной природой этих пород.
Проблема коренных источников алмазов на Урале обсуждается давно [1, 2]. В последние годы там обнаружены т. н. "ксенотуффизиты" и "туффизиты" - своеобразные породы, которые предположительно могут быть алмазоносными или представлять собой специфическую фацию алмазоносных пород [1, 2]. Вообще термином "туффи-зит" обозначают аналог туфов или туфобрекчий, возникающий в связи с интрузиями, вулканическими каналами, диатремами как продукт процессов, обусловливающих появление сильно флюи-дизированных магматогенных систем, способных к весьма тонким, в том числе послойным инъекциям во вмещающие осадочные породы, а также к захвату, химической и механической переработке фрагментов вмещающих пород [3]. По П. Никсону [4], тела межслоевых пирокластов (т.е. тела туффизитов, по нашей терминологии) представляют существенный интерес как возможный в будущем источник алмазов.
Туффизиты, найденные (рис. 1) в Краснови-шерском районе Пермской области (краснови-шерский комплекс), слагают маломощные пластовые тела, иногда жилы и мелкие трубки взрыва [1, 2] в осадочной карбонатно-терригенной толще (кварцевые песчаники, доломиты) венд-карбоно-вого возраста. Сложность идентификации этих пород состоит в том, что они практически нацело замещены глинистыми минералами и представляют собой, по сути дела, аргиллизиты. Их первичная природа устанавливается, однако, достаточно определенно - по секущим местами контактам с вмещающими осадочными породами, по набору специфических реликтовых минералов (ильме-
нит, хромит, натриевый рихтерит, флогопит, гранаты, в т.ч. пироп), по некоторым текстурно-структурным признакам, таким как брекчиевид-ность, флюидальность, по насыщенности ксено-генным материалом [1]. Геохимические особенности туффизитов красновишерского комплекса пока должным образом не обсуждались. К настоящему времени по ним получен обширный геохимический материал (табл. 1-3) и установлены важнейшие особенности их химического состава.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Предполагаемый авторами первично магматический глубинный генезис туффизитов и в то же время существенное влияние на их состав типично коровых процессов обусловили целесообразность сопоставления при необходимости полученных данных с кларками магматической породы, средней глины и верхней коры, рассчитанной в большой мере с учетом состава глин [6].
Петрогенные элементы. Минеральный состав наблюдаемых полностью измененных туффизитов и ксенотуффизитов соответствует составу глин с существенной примесью кварцевого материала: они богаты алюминием, кремнием, калием, железом, содержания которых, однако, варьируют в достаточно широких пределах (табл. 1, рис. 2). Содержания других элементов - низкие. Фиксируемое насыщение кварцем естественно увеличивает в породах содержание БЮ2 и уменьшает содержания части других петрогенных элементов (А1, Бе), а также величину п.п.п. Другие
Рис. 1. Положение района развития туффизитов красновишерского комплекса (заштриховано). Пермская область, Северный Урал.
%
30 20 10
30 20 10
(а)
• У
Ре203 + Бе0
А120
2^3
40
К20/А1203
50
60
70
80 БЮ2 %
0.1 0.2 0.3 0.4 М§0/А1203
Рис. 2. Некоторые особенности распределения петро-генных элементов и их отношений в туффизитах красновишерского комплекса:
а) зависимости содержаний А1203 и БеО + Бе203 от содержания 8Ю2;
б) диаграмма Mg0/Al20з-K20/Al20з, по [5]. 1 - тип изменений с увеличением относительного содержания магния; 2 - тип изменений с уменьшением относительного содержания калия и с увеличением относительного содержания алюминия. К- каолинит.
элементы (К, Са, Mg) не обнаруживают четкой корреляционной зависимости от содержания кремнезема. На их распределение, судя по всему, повлиял процесс аргиллизации, в ходе которого элементы выносились. Устанавливаются, как минимум, два геохимически отличных типа подобных изменений (рис. 2). В ходе первого - практически не изменялась величина отношения К/А1, но увеличивалось относительное и абсолютное содержание Mg (вхождение Mg в состав иллитоподоб-ных продуктов?). В ходе второго - уменьшалось относительное (не абсолютное) содержание К и увеличивалось содержание глинозема, так что величина К/А1 уменьшалась. Отмечаются некоторые локальные различия состава туффизитов. Специфичны они, в частности, на участке Ю. Рассольная, там для них характерна слабая положительная корреляция между содержаниями БЮ2 и К20, а также в целом особо высокое содержание Бе203 (табл. 1).
Сидерофильные и транзитные элементы (Сг,
8е, Со, V). Данные по сидерофильным элементам,
особенно хрому (табл. 2, 3), важны в генетическом плане, т. к. в процессе аргиллизации они ведут себя достаточно инертно. Относительно низкие содержания хрома, промежуточные между значениями кларка верхней земной коры (35 г/т) и кларка средней магматической породы (83 г/т) -типичная черта туффизитов (табл. 2, рис. 3). Содержания кобальта заметно разнятся от участка к участку: на участке Волынка они выше кларков средней глины и верхней коры, а на участке Ю. Рассольная - в целом ниже. Содержания скандия и ванадия в основном невысокие и соответствуют уровню средней магматической породы, средней глины и верхней коры [6]. Несколько особо выделяются породы участка Ю. Рассольная, в которых содержания скандия в большинстве проб ниже, чем в породах других участков (табл. 2).
Редкоземельные элементы. Уровень накопления редкоземельных элементов в туффизитах умеренный, подобный таковому как в средней глине, так и в средней магматической породе. Однако в некоторых случаях содержания РЗЭ весь-
Таблица 1. Содержания петрогенных окислов (мас. %) в туффизитах красновишерского комплекса
Номер участка SiÜ2 TiÜ2 A12O3 Fe2Ü3 FeÜ MnÜ MgÜ CaÜ Na2Ü K2Ü P2Ü5 nnn X
1 67.88 0.8 9.45 5.16 0.14 0.0033 3.45 2.6 0.13 2.62 0.06 6.55 98.9
2 71.25 1 11.58 4.21 0.14 0.0043 3.25 1.25 0.12 3.32 0.06 4.26 100.4
3 63.15 0.82 16.25 4.21 0.1 0.0044 3.65 1.54 0.04 4.15 0.05 6.35 100.3
4 76.26 0.85 10.1 1.62 0.14 0.0029 3.22 1 0.15 3.76 0.06 3.04 100.2
5 60.8 0.85 13.65 6.62 0.93 0.0051 4.22 0.42 0.13 5.48 0.2 6.38 99.7
6 53.5 1.1 18.4 11.7 0.47 0.095 1.7 1.6 <0.2 5 0.28 6.4 100.2
7 56.4 1.2 22.3 5.2 <0.1 <0.010 1.2 0.58 <0.2 6.8 0.38 6 100.1
8 71.8 0.71 18.20 3.50 <0.30 <0.01 1.4 0.26 <0.20 3.5 0.059 0.67 99.9
9 68.1 0.69 18.00 4.30 0.26 <0.01 1.4 0.29 <0.20 3.4 0.078 3.5 100.0
10 77.4 0.36 8.90 4.10 1.5 <0.01 2.2 0.42 <0.20 1.8 0.38 2.5 99.6
11 92.2 0.089 4.7 0.4 0.4 <0.010 0.28 0.038 <0.2 1.1 <0.050 0.8 100.0
12 71.3 0.52 18.3 0.99 0.47 <0.010 0.92 0.09 <0.2 4.6 0.077 2.9 100.2
13 81.8 0.19 5.4 5.5 <0.1 1.4 0.8 0.22 <0.2 1.3 0.2 2.6 99.5
14 67.6 0.71 15.8 4.3 0.03 2.5 1.4 0.14 3.6 0.32 3.5 99.8
15 58.8 0.99 19.9 7.6 0.14 2.1 0.21 <0.050 5.4 0.3 4.1 99.5
16 73.5 0.67 16.3 3.9 <0.030 0.25 0.18 <0.050 0.92 0.33 3.5 99.6
17 66.3 0.93 17.9 4.6 <0.030 1.3 0.2 <0.050 4.3 0.23 3.6 99.4
18 59.8 0.62 16.7 11.9 <0.030 0.94 0.18 <0.050 3.9 0.18 2.9 97.0
19 66.1 0.87 19.1 2.8 <0.030 1.5 0.3 <0.050 4.7 0.13 3.8 99.2
20 63.7 0.75 18.2 5 <0.030 2 0.59 0.11 4.2 0.25 4.6 99.3
21 84.8 0.27 6.4 2.1 <0.030 0.92 0.44 0.71 1.2 0.36 1.3 98.5
22 68.1 0.61 15.50 6.90 <0.30 <0.01 1.5 0.47 <0.20 2.6 0.21 3.6 99.6
23 65.8 0.70 16.30 4.80 2.0 0.016 2.2 0.38 1.1 2.1 0.072 4.0 99.5
24 61.9 0.80 17.80 9.40 <0.30 <0.01 1.9 0.28 <0.20 3.4 0.052 5.0 100.6
25 60.6 0.80 17.50 10.20 <0.30 0.013 2.2 0.41 <0.20 3.2 0.057 5.7 100.5
26 61.5 0.73 18.9 5.1 0.56 0.033 1.5 0.58 1.2 3.3 0.28 6.4 100.1
27 56.8 0.89 22.5 2.6 3.8 0.024 2.1 0.4 0.64 3.8 0.079 6.4 100.1
Примечание. Анализ рентгено-спектральный, выполнен в лаборатории ВСЕГЕИ. Участки: 1-7 - Волынка, 8-10 - Сырая Волынка, 11-21 - Южная Рассольная, 22-25 - Илья-Вож, 26-27 - Чурочная.
ма высокие, такие же, как в щелочных породах, лампроитах и кимберлитах (табл. 2). Главная же особенность - это характер распределения элементов. Преобладание во всех случаях легких лантаноидов сочетается с близостью относительных содержаний тяжелых и средних РЗЭ (рис. 3), а увеличение общего содержания элементов влечет уменьшение величины отношения легких и тяжелых РЗЭ (рис. 4). Наличие европиевого минимума относительно частая, но не обязательная черта распределения РЗЭ в туффизитах. Состав же РЗЭ в некоторых образцах участка Ю. Рассольная характеризуется наличием цериевого максимума (табл. 2).
Другие литофильные элементы с большим ионным радиусом. Содержания этих элементов в целом низкие (табл. 2, 3). Особенно мало содер-
жание стронция (табл. 3, рис. 3). Оно значительно меньше, чем в средней магматической породе (340 г/т), верхней коре (350 г/т) или в средней модельной глине (200 г/т). Только на участке Ю. Рассольная в одной из скважин в интервале 3-13 м отмечены высокие содержания Бг (до 1600 г/т). Содержания ТИ, и находятся на уровне соответствующих кларков глины,
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.