научная статья по теме ПОЗДНЕЧЕТВЕРТИЧНЫЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ГЕЙЗЕРИТЫ ПРИОЛЬХОНЬЯ (БАЙКАЛЬСКАЯ РИФТОВАЯ ЗОНА): ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ И МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, СОСТАВ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ Геология

Текст научной статьи на тему «ПОЗДНЕЧЕТВЕРТИЧНЫЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ГЕЙЗЕРИТЫ ПРИОЛЬХОНЬЯ (БАЙКАЛЬСКАЯ РИФТОВАЯ ЗОНА): ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ И МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, СОСТАВ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ»

ПЕТРОЛОГИЯ, 2014, том 22, № 6, с. 580-591

УДК 551.1/.4(571.53/.55)

ПОЗДНЕЧЕТВЕРТИЧНЫЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ГЕЙЗЕРИТЫ

ПРИОЛЬХОНЬЯ (БАЙКАЛЬСКАЯ РИФТОВАЯ ЗОНА): ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ И МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, СОСТАВ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ

© 2014 г. Е. В. Скляров*, ****, Т. М. Сковитина*, О. А. Склярова**, ****, А. Б. Котов***,

Е. В. Толмачева***, С. Д. Великославинский***

*Институт земной коры СО РАН ул. Лермонтова, 128, Иркутск, 664033, Россия; e-mail: skl@crust.irk.ru, skovit@crust.irk.ru

**Институт геохимии СО РАН ул. Фаворского, 1а, Иркутск, 664033, Россия; e-mail: oly@igs.irk.ru ***Институт геологии и геохронологии докембрия РАН наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034, Россия; e-mail: abkotov-spb@mail.ru ****Дальневосточный федеральный университет ул. Суханова, 8, Владивосток, 690950, Россия; e-mail: skl@crust.irk.ru Поступила в редакцию 10.06.2014 г.

Позднечетвертичные гейзериты Приольхонья (Байкальская рифтовая зона) относятся к уникальным геологическим и петрологическим объектам, изучение которых позволяет получить информацию о характере проявления гидротермальных процессов в ходе формирования современных риф-товых зон. Характерной особенностью гейзеритов этого региона является присутствие необычных для гейзеритов минералов — высококристаллического графита, образование которого обычно происходит в высокотемпературных условиях, и природной модификации углерода — а-карбина, который до этого в чистом виде был получен только в ходе экспериментальных исследований. Кроме того, среди новообразованных минералов в гейзеритах отмечены равновесные с халцедоном тальк и тремолит. Все это позволяет предполагать, что условия их формирования значительно отличались от условий образования классических гейзеритов областей современного вулканизма. Скорее всего, исходными для гейзеритов Приольхонья послужили насыщенные кремнеземом и обогащенные некоторыми рудными компонентами (Fe, Mn, Sb, As, Y) высокотемпературные растворы, температура которых была около 400°С.

DOI: 10.7868/S0869590314060041

ВВЕДЕНИЕ

К гейзеритам обычно относят сложенные преимущественно опалом хемогенные породы, которые отлагаются из гидротерм современных вулканических областей. Классическими примерами регионов, где широко проявлены процессы формирования гейзеритов, являются Камчатка (На-боко и др., 1999; Сугробов и др., 2009 и др.), Йело-устоун (Waring, 1965; T. Scott, 2008 и др.), Исландия (Barth, 1950; Waring, 1965; T. Scott, 2008 и др.) и Новая Зеландия (Waring, 1965; Houghton, Scott, 2002 и др.). Гейзеры и их отложения известны в пределах Кенийского и Эфиопского рифтов, а также в грабене Альбертин Восточно-Африканской внутриконтинентальной рифтовой системы (Gouin, 1979; T. Scott, 2008; Renaut et al., 2008, 2013; Williams, Mohr, 2011 и др.). В Байкальской рифтовой зоне гейзериты описаны у гидротермальных источников Алла в правом борту Баргу-

зинской впадины и Кулиные Болота на перешейке у п-ва Святой Нос, а также в Могойском и некоторых других источниках Баунтовской впадины (Ломоносов, 1974; Писарский, 1987) (рис. 1). Сравнительно недавно выходы гейзеритов позднечетвертичного возраста обнаружены в Приольхонье (Скляров и др., 2004, 2007).

Как правило, после прекращения активной гидротермальной деятельности гейзериты очень быстро разрушаются и чрезвычайно редко встречаются в ископаемом состоянии. В этом плане палеогейзериты Приольхонья по праву можно отнести к уникальным геологическим и петрологическим объектам, изучение которых позволяет получить дополнительную информацию о характере проявления гидротермальных процессов в ходе формирования современных рифтовых зон. В настоящей статье систематизированы полученные на сегодняшний день материалы о геологиче-

Рис. 1. Современные гидротермальные проявления и минералообразование в Байкальской рифтовой зоне (тектоническая основа по (Логачев, 2003) с упрощениями).

1 — Сибирский кратон; 2 — Центрально-Азиатский складчатый пояс; 3 — рифтовые впадины; 4 — вулканические поля; 5 — граница Сибирского кратона и Центрально-Азиатского складчатого пояса; 6 — разломы разной кинематики; 7 — источники (а) и скважины (б) с температурой воды выше 42°С, по (Писарский, 1987); 8 — выходы гейзеритов (а) и тра-вертинов (б). Использована цифровая модель рельефа 8КТМ (http://srtm.csi.cgiar.org).

ском положении, возрасте, петрографических и минералогических особенностях и составе гейзеритов Приольхонья и на этой основе обсуждаются условия их формирования.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ГЕЙЗЕРИТОВ ПРИОЛЬХОНЬЯ

Район Приольхонья находится в пределах Байкальской рифтовой зоны (рис. 1), структурное положение, история геологического развития и геодинамика которой детально описаны в работах (Байкальский рифт, 1975; Мац и др., 2001; Логачев, 2003; Русинек и др., 2013 и др.). Вместе с горстом о. Ольхон и подводным Академическим хребтом этой район относится к диагональной перемычке, разделяющей озеро Байкал на крупные эшелонированные сегменты — Южно-Бай-

кальскую и Северо-Байкальскую впадины. Формирование этой структуры, как свидетельствуют многочисленные данные, связано с процессами кайнозойского рифтогенеза (Байкальский рифт, 1975; Зоненшайн и др., 1992; Бухаров, 1996; Мац и др., 2001; Логачев, 2003 и др.).

Сведения о геологическом строении и геоморфологических особенностях Приольхонья приведены в работах (Розен, Федоровский, 2001; Мац и др., 2001; Федоровский, 2004; Fedorovsky et а1., 2005; Сковитина, Федоровский, 2007; Лопатин, Сковитина, 2008; О^кос^Ь et а1., 2008; Уфим-цев и др., 2010; Федоровский, Скляров, 2010; Лопатин, Сковитина, 2011а, 2011б; Донская и др., 2013 и др.).

Основной структурный план этого района, который рассматривается как один из фрагментов раннепалеозойского коллизионного орогена Цен-

106°18' в.д.

106°54'

52°42' -

106°18'

Рис. 2. Схема расположения выходов гейзеритов в Приольхонье.

1 — Сибирский кратон; 2 — эскарп кайнозойского Приморского разлома; 3 — раннепалеозойский коллизионный шов; 4 — раннепалеозойские метаморфические и магматические комплексы; 5 — унаследованные кайнозойские разломы; 6 — выходы гейзеритов (а) и травертинов (б); 7 — источники. Использована цифровая модель рельефа 8КТМ (http://srtm.csi.cgiar.org).

трально-Азиатского складчатого пояса, определяется системой тектонических пластин различной мощности, которые ограничены разрывными нарушениями север—северо-восточного простирания, выраженными бластомилонитовыми швами (Добржинецкая и др., 1992; Федоровский и др., 1995, 2010; Fedorovsky et al., 2005).

Гейзериты Приольхонья представляют собой плотные тонкокристаллические кремнистые (опаловидные) породы разных оттенков коричневого и реже белесовато-белого цвета (Скляров и др., 2004, 2007). В настоящее время в Приольхонье известно более 100 выходов гейзеритов

(рис. 2). Большая часть из них представлена элювиальными крупноглыбовыми развалами (рис. 3). Ширина таких развалов изменяется от одного до десяти метров, а протяженность по простираню — от десяти до тысячи метров.

Размеры глыб гейзеритов в элювиальных развалах изменяются от десятков сантиметров до первых метров в поперечнике. Они имеют изо-метричную или уплощенную форму и практически не окатаны. Более мелкие обломки гейзеритов встречаются в небольших количествах. В некоторых случаях в элювиальных развалах вместе с гейзеритами присутствуют довольно крупные

Рис. 3. Крупноглыбовый элювиальный развал гейзеритов (район пос. Тонта).

глыбы (до 2 м в поперечнике) и обломки пород, сложенные преимущественно гидрооксидами железа и марганца.

В коренных обнажениях гейзеритов, которые встречаются гораздо реже, их контакты с кристаллическими породами, чаще всего, крутые и резкие. В единичных случаях отмечается субгоризонтальное налегание гейзеритов на кристаллические породы или рыхлые четвертичные отложения. Иногда наблюдается почти полное замещение вмещающих гейзериты силикатных пород (гнейсов, гранитов, ультраосновных пород) кремнистым веществом (рис. 4).

Элювиальные развалы и коренные обнажения гейзеритов расположены в полях распространения практически всех пород, закартированных в При-ольхонье: гнейсов, мраморов, кварцитов, амфиболитов, гранитов, ультраосновных пород и рыхлых четвертичных отложений. Как правило, выходы гейзеритов приурочены к кайнозойским разрывным нарушениям север—северо-восточного простирания (рис. 2), которые во многих случаях на-

следуют более древние разрывные нарушения — раннепалеозойские швы бластомилонитов, трассирующие границы синметаморфических сдвиговых тектонических пластин (Федоровский и др., 2001; Склярова и др., 2002). В современном рельефе, который определяется чередованием узких, но протяженных горстов и грабенов, гейзериты всегда располагаются в отрицательных структурах.

Наиболее крупный из известных в Приольхонье коренной выход гейзеритов расположен на вершине небольшого холма (Красная Горка) вблизи дороги Еланцы — МРС (рис. 2, 5, 6). Здесь наблюдаются соотношения гейзеритов с рыхлыми отложениями, представленными щебнистыми супесями (рис. 6). В нижней части обнажения виден коренной выход гранитогнейсов. В перекрывающем их "слое" мощностью 20—30 см супеси насыщены неокатанными обломками амфиболитов. Выше по разрезу находится горизонт (мощностью около 1 м) щебнистых супесей голубовато-серого цвета. В его верхней части супеси приобретают красно-коричневый цвет, причем их мощность очень не выдержана, вплоть до

Рис. 4. Бластомилониты по гнейсам, замещенные гейзеритами (район пос. Еланцы).

полного выклинивания (рис. 6). На щебнистых супесях залегает "слой" гейзеритов мощностью 5— 20 см, который в свою очередь перекрывается маломощным почвенно-растительным слоем. В данном случае не вызывает сомнений, что этот "слой" гейзеритов не относится к делювиальным образованиям, а действительно перекрывает рыхлые отложения. В пользу этого свидетельствуют отчетливо проявленная конформная контакту полосчатость в гейзеритах, закономерное уменьшение их мощности вплоть до полного выклинивания в сторону от вершины холма и полное отсутствие фрагментов гейзеритов в нижележащих рыхлых отложениях.

Полученные к настоящему

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.

Показать целиком