ГЕОТЕКТОНИКА, 2013, № 4, с. 31-46
УДК 552.321.6:552.164
ПЕТРОСТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ УЛЬТРАМАФИТОВ КАЛНИНСКОГО ХРОМИТОНОСНОГО МАССИВА В ЗАПАДНОМ САЯНЕ
© 2013 г. А. И. Чернышов, А. Н. Юричев
Томский государственный университет, 634050, Томск, пр. Ленина, д. 36 Поступила в редакцию 16.07.2012 г.
Калнинский ультрамафитовый массив является фрагментом нижней части Куртушибинского офи-олитового пояса и картируется в крайней северо-восточной части Западного Саяна. Он сложен, главным образом, породами дунит-гарцбургитового полосчатого комплекса. Северо-восточную часть массива слагают преимущественно дуниты, среди которых устанавливаются линейные хроми-тоносные зоны северо-западного простирания, размещение которых контролируется исходной полосчатостью дунит-гарцбургитового субстрата. Гарбургиты и дуниты отличаются неоднородностью структурно-текстурных особенностей, обусловленных неравномерными пластическими деформациями, что находит отражение в проявлении неоднородного погасания, полос пластического излома, синтектонической и отжиговой рекристаллизации. Установленные петроструктурные узоры оливина в гарбургитах и дунитах, отражают три этапа их пластической деформации. На первом этапе в глубинных мантийно-коровых условиях пластическое течение ультрамафитов протекало, главным образом, в режиме осевого сжатия, высокой температуры (более 1000°С), низких скоростей (е < 10 с-1) и реализовывалось трансляционным скольжением по системам (010)[100] и (100)[001] соответственно в оливине и энстатите, при подчиненной роли синтектонической рекристаллизации. В результате породы приобретали среднезернистую мезогранулярную микроструктуру. На втором этапе, связанным с термическим воздействием на ультрамафиты, пластическое течение в уль-трамафитах протекало в условиях низких скоростей (менее 10 с-1) и возрастающей температуре свыше (1000°С). Трансляционное скольжение в оливине осуществлялось преимущественно по (010)[100] и сопровождалось диффузионной ползучестью. При дальнейшем повышении температуры, пластические деформации сменяются вторичной рекристаллизацией отжига, способствующей росту свободных от дислокаций зерен оливина за счет поглощения неблагоприятно ориентированных к направлению сжатия и насыщенных дислокациями деформированных индивидов. В результате формируются дуниты и гарцбургиты с крупнозернистыми порфиробластовыми микроструктурами. Третий этап пластического течения ультрамафитов, очевидно, связан с процессами их перемещения по глубинным надвигам и осуществлялся в условиях интенсивных сдвиговых деформаций при высоких температурах (~1000°С) и значительных скоростях (е > 10-4 с-1). Пластическое течение в оливине осуществлялось неоднородным трансляционным скольжением по (010)[100] и сопровождалось интенсивной синтектонической рекристаллизацией с образованием порфирокластовых микроструктур. В дунитах массива хромитовое оруденение контролируется полосчатой внутренней структурой. В таких зонах происходило интенсивное пластическое течение и рестирование мантийного субстрата, которые способствовали метаморфической сегрегации хромшпинелидов в рудные линейно-полосчатые обособления. Таким образом, результаты петроструктурного исследования свидетельствуют, что ультрамафиты Калнинского массива в процессе перемещения в верхние этажи литосферы, претерпели как осевые, так и сдвиговые пластические деформации в условиях верхней мантии — нижней коры, которые являются рудоконтролирующими для хромитового оруденения.
Б01: 10.7868/80016853X13040036
ВВЕДЕНИЕ
Ультрамафиты в составе офиолитовых и других комплексов повсеместно обнаруживают признаки пластических деформаций, которые сформировались в процессе их длительной эволюции, предусматривающей рубежи многократно наложенных трансформаций в оливинах, предполагающих закономерное изменение структурной организации и вещественного состава [1—3, 7, 13, 15, 18]. В статье рассматриваются результаты пет-
роструктурного изучения дунитов и гарцбургитов Калнинского массива и формулируется вывод о ведущей роли пластических деформаций в локализации хромитового оруденения.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ КАЛНИНСКОГО МАССИВА
Исследуемый Калнинский ультрамафитовый массив относится к иджимскому комплексу и,
Рис. 1. Расположение Калнинского массива в региональных структурах Западного Саяна [14]
1 — ультрамафиты; 2 — габброиды, комплекс параллельных даек; 3 — спилит-диабазовая формация, углисто-кремнистые сланцы (чингинская свита); 4 — посторогенные граниты нижне-среднедевонского возраста; 5 — Калнинский уль-трамафитовый массив
очевидно, является фрагментом нижней части Куртушибинского офиолитового пояса (рис. 1), выделенного в северо-восточной части Западного Саяна [10]. Массив имеет субизометричную форму (рис. 2), его площадь составляет примерно 35 км2 [4, 5]. Он является тектоническим блоком и сложен метаморфическими перидотитами, которые представляют собой реститовые породы дунит-гарцбургитового полосчатого комплекса. По периферии Калнинский массив окаймляется тектоническим серпентинитовым меланжем.
Северо-восточная часть массива сложена, главным образом, дунитами; в юго-западной части — дунит-гарцбургитовым полосчатым комплексом. Дуниты и гарцбургиты имеют довольно свежий облик, а в тектонически ослабленных зонах они обычно преобразованы в серпентиниты. Среди дунитов северо-восточной части массива встречаются линейные тела полосчатых хромити-тов. Также среди ультрамафитов устанавливаются дайкообразные тела ортопироксенитов, клино-пироксенитов и мелкозернистых габбро.
Изучение распределения плоскостных структурных элементов в массиве (рис. 2, 3) позволили выявить некоторые закономерности их распределения. В гарцбургитах отмечается полосчатость, которая подчеркивается струйчато-плоскостным распределением сгущений зерен ортопироксена и их субпараллельной ориентировкой. Полосчатость в гарцбургитах имеет северо-западное простирание, преимущественно, с крутым падением как на северо-восток, так и на юго-запад (см. рис. 2, 3а). Она отражает внутреннюю структуру исходного полосчатого дунит-гарцбургитового
субстрата. Полосчатость часто подчеркивается трещинками кливажа с близкой ориентировкой, которые наблюдаются как в гарцбургитах, так и дунитах. На диаграмме (рис. 3б) отчетливо устанавливается растягивание полюсов кливажа по дуге малого круга, что, вероятно, свидетельствует о вовлечении дунитов и гарцбургитов в пластические деформации [6], которые, очевидно, осуществлялись в условиях субгоризонтального сдвига вдоль региональной структуры, контролирующей залегание массива. Распределение жилок хромшпинелидов в дунитах является аналогичным ориентировке полосчатости в гарцбургитах (рис. 3в), что указывает на структурный контроль хромитового оруденения полосчатой структурой дунит-гарцбургитового комплекса массива, которая сформировалась на ранних этапах его становления в процессе рестирования [17].
Дуниты массива, представляющие наибольший металлогенический интерес, имеют обычно довольно свежий облик, их структура средне- и крупнозернистая. В них часто проявляется кливаж пластического течения. На желтых корочках выветривания в дунитах постоянно отмечается заметная акцессорная вкрапленность хромшпи-нелидов, ее содержание обычно достигает 5%. Нередко зерна хромшпинелидов обособляются в цепочки, струйки, жилки, которые ориентируются в северо-западном направлении, согласно внутренней полосчатой структуре массива.
В дунитах в зонах оруденения количество хромшпинелидов существенно возрастает и значительно варьирует от 10 до 50—70%, с образованием от убого вкрапленных до густо вкрапленных
Рис. 2. Схема геологического строения Калнинского ультрамафитового массива (составлена по [4] с дополнениями авторов)
1 — нижнедевонская актуругская свита: андезиты, трахиандезиты, лаво- и пирокластиты, реже трахиандезибазальты, андезибазальты, базальты; 2 — верхнесилурийская федоровская свита: разнозернистые песчаники, гравелиты, конгломераты, алевролиты, аргиллиты; 3 — венд-нижнекембрийская джебашская серия: метабазальты, метаморфические сланцы кварцевые, серицит-альбит-кварцевые, хлорит-альбит-кварц-карбонатные, серицит-хлорит-кварц-альбито-вые, прослои и линзы мраморов, кальцифиров; 4 — венд-нижнекембрийская чингинская свита: базальты, трахиба-зальты, глинисто-кремнистые, углеродисто-глинисто-кремнистые, хлорит-кремнистые сланцы, микрокварциты, прослои и линзы метаалевролитов, метапесчаников, метагравелитов, метаконгломератов; 5—7 — венд-нижнекембрийский Калнинский ультрамафитовый массив: 5 — дунит-гарцбургитовый полосчатый комплекс, 6 — дуниты, 7 — серпентинизи-рованные ультрамафиты нерасчлененные; 8 — серпентиновый меланж; 9 — разрывные нарушения, разломы (а), геологические границы (б), 10 — элементы залегания: а — полосчатости в гарцбургитах, б — минеральной уплощенности, в — хромитовых жилок; 11 — место отбора образцов для петроструктурного анализа с указанием их номера
руд. Зоны оруденения имеют линейное северо-западное простирание, их мощность, как правило, не превышает 10—15 м. Для них характерно полосчатое строение, обусловленное различной концентрацией хромшпинелидов в дунитовом субстрате. Ширина отдельных полосок обычно менее 10 см, нередко внутри них отмечается согласное директивное расположение как отдельных зерен хромшпинелидов, так и их агрегатов.
Полосчатость в рудных зонах согласна с внутренней структурой массива.
ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГАРЦБУРГИТОВ И ДУНИТОВ
Гарцбургиты. Структура гарцбургитов преимущественно среднезернистая, мезогранулярная, нередко крупнозернистая, протогранулярная, ча-
Рис. 3. Диаграммы ориентировок плоскостных структурных элементов в гарцбургитах и дунитах Калнин-ского массива: а — полосчатости (крестики) и минеральной уплощенности (кружочки); б — кливажа; в — жилок хромшпинелидов
сто наблюдаются признаки порфирокластеза (рис. 4а). Текстура обычно однородная, нередко полосчатая, подчеркиваемая струйчато-плос-костной ориентировкой зерен ортопироксена и трещинками кливажа. Количественно-минералогический состав: оливин ~80—90%, энстатит соответственно ~10—20%, отмечаются хромшпи-нел
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.