ПЕТРОЛОГИЯ, 2015, том 23, № 5, с. 490-520
УДК 552.323
ПРОЦЕССЫ ФРАКЦИОННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И СМЕШЕНИЯ МАГМ В ФОРМИРОВАНИИ ТРАХИБАЗАЛЬТ-ТРАХИТОВОЙ БИМОДАЛЬНОЙ СЕРИИ МАЛО-ХАМАРДАБАНСКОЙ ВУЛКАНОТЕКТОНИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ, ЮГО-ЗАПАДНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ
© 2015 г. В. Б. Хубанов*, **, Т. Т. Врублевская*, **, Б. Ц. Цыренов*, А. А. Цыганков*, **
*Геологический институт СО РАН ул. Сахьяновой, 6а, г. Улан-Удэ, 670047, Россия; e-mail: khubanov@mail.ru **Бурятский государственный университет, ул. Смолина, 24а, г. Улан-Удэ, 670000, Россия; e-mail: tsygan@gin.bscnet.ru Поступила в редакцию 16.05.2014 г.
Получена после доработки 12.08.2014 г.
Мало-Хамардабанская вулканогенная ассоциация является одной из наиболее крупных и типо-морфных структур для юрско-мелового рифтогенного магматизма Западного Забайкалья. Породы, слагающие подавляющую часть ее объема, составляют бимодальную вулканогенную трахибазальт-трахитовую серию с подчиненным количеством трахиандезитов, трахириодацитов и трахириоли-тов. Геохимическое моделирование дает основание считать кристаллизационное фракционирование трахибазальтовой магмы ведущим процессом при образовании трахитовых расплавов. Минера-лого-петрографические, минералого-геохимические и геохимические особенности трахиандезитов и части сиенит-порфиров (субвулканических аналогов трахитов) свидетельствуют об их гибридной природе, которая обусловлена: для трахиандезитов — смешением трахибазальтовой с трахитовой магмой (эндогибридизация) и трахибазальтовой с контаминированной трахитовой магмой; для гибридных сиенит-порфиров — контаминацией трахитовой магмы вмещающими породами (поздне-палеозойскими гранитоидами зазинского комплекса). Предполагается, что эволюция трахибазаль-товой магмы до формирования дочернего трахитового расплава и контаминация последнего вмещающими гранитоидами происходили в условиях зональной магматической камеры, в которой дифференцированный салический расплав апикальной части взаимодействовал с породами рамы. Образование гибридной трахиандезитовой магмы обусловлено смешением базальтовых и трахитовых магм при их одновременной инъекции в одну полость.
DOI: 10.7868/S0869590315040032
ВВЕДЕНИЕ
Специфика бимодальных вулканических серий повышенной щелочности, широко распространенных в областях континентального рифтогенеза и в тыловых зонах активных континентальных окраин, заключается в том, что салическая часть в них представлена породами среднего состава — трахитами и их субвулканическими аналогами. Собственно кислые разности в таких сериях распространены незначительно и в большинстве случаев являются продуктами эволюции трахитовых магм (Ярмолюк, Коваленко, 1991; Занвиле-вич и др., 1994; Литвиновский и др., 1996; Козловский и др., 2007; 1аеиш1п й а1., 1998; РеееегШо й а1., 2003).
Наиболее дискуссионными в проблеме бимо-дальности являются два главных вопроса: 1) происхождение салических членов и 2) природа дискретности состава пород этих серий. Существует
две основные точки зрения на формирование салических вулканитов: 1) они представляют собой продукты дифференциации базитовых магм (Ка-дик и др., 1986; Богатиков, Цветков, 1988; Литвиновский и др., 1996; Литвиновский, Занвилевич, 1998; Bailey, 1974; 1978; Gill, 1981; Baker, 1987; Pec-cerillo, 2005); либо 2) это самостоятельные коро-вые выплавки, возможно, с той или иной долей базитовой "добавки". При этом первая модель хорошо согласуется с явными признаками генетического родства базитовых и салических членов бимодальных ассоциаций, но не раскрывает природы бимодальности, так называемого "разрыва Дэли", а также часто противоречит объемным соотношениям кислых и основных разностей. Однако требует объяснения явной генетической связи базитовых и кислых магм одних и тех же серий. В случае трахитового состава салической части бимодальных ассоциаций эта проблема приобретает более общий характер. Суть ее заключа-
ется в том, что до сих пор нет убедительных доказательств непосредственного выплавления значительных объемов трахитовых (сиенитовых) магм из каких-либо реально существующих субстратов при приемлемых Р, Т, Хпараметрах. Вместе с тем трахиты и их плутонические аналоги — сиениты распространены весьма широко.
Геологические соотношения базитов и салических членов бимодальных вулканических ассоциаций вполне определенно указывают на то, что родоначальные для них расплавы существовали одновременно (переслаивание в разрезе). Геохимические, в том числе изотопные, данные свидетельствуют о генетическом родстве кислых (в широком смысле) и основных магм. Из этих установленных фактов следует, что кислые и основные магмы должны были каким-то образом взаимодействовать. Результаты такого взаимодействия могут быть весьма различны — от образования пород промежуточного состава (Попов, 1983; Пле-чов и др., 2008; Анфилогов, 2010; 8сЫапо й а1., 2010; Врублевская, Хубанов, 2010; Врублевская и др., 2013), заполняющих "разрыв Дэли", до только минералого-петрографических и минера-лого-геохимических "эффектов", существенно не влияющих на валовой состав пород. Как правило, вопросы взаимодействия основных и кислых магм в бимодальных ассоциациях не привлекают особого внимания исследователей. Вероятно, это связано с незначительным объемом пород промежуточного состава, проблема происхождения которых отходит на второй план, а также с отсутствием очевидных свидетельств такого взаимодействия в главных разновидностях пород, составляющих рассматриваемые образования.
В настоящей статье на примере бимодальной трахибазальт-трахитовой ассоциации Мало-Ха-мардабанской вулканотектонической структуры (МХД ВТС) мы намерены рассмотреть минералогические и геохимические свидетельства, указывающие на гибридное происхождение "промежуточных" трахиандезитов, а также некоторых разновидностей трахитов, их субвулканических аналогов — сиенит-порфиров, представляющих основной объем салической части вулканогенной структуры.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ
Заложение и развитие юрско-меловых рифто-генных структур Северной Монголии и Забайкалья сопровождалось субщелочным и щелочным магматизмом, в результате которого образовались обширные поля трахибазальтов, бимодальные вулканические серии, выполняющие рифтоген-ные впадины, а также многочисленные субвулканические и интрузивные тела близкого состава.
Среди мезозойских вулканотектонических структур наиболее крупной и хорошо изученной является Мало-Хамардабанская структура, располагающаяся к югу от оз. Байкал в левобережной части р. Джиды на южных и юго-восточных склонах хребта Малый Хамар-Дабан. Поле вулканических пород протягивается в северо-восточном направлении на 100—110 км от долины р. Улятуй до бассейна р. Иро (рис. 1). Его средняя ширина составляет 17—20 км, площадь превышает 1800 км2. Приводимое ниже краткое геологическое описание базируется в основном на материалах Ю.М. Холода, А.С. Киреева, В.П. Маняхина, В.В. Скрипкиной, полученных во время проведения крупномасштабных геолого-съемочных и тематических работ 1963—1970 годов. Кроме того, были использованы опубликованные результаты более поздних исследований, проводившихся сотрудниками ГИН СО РАН, ИГЕМ РАН и ИГХ СО РАН (Шадаев, 1989; Литвиновский и др., 1996; Иванов, Ярмолюк, 1996; Воронцов и др., 1999, 2002), дополненные нашими наблюдениями.
В фундаменте МХД ВТС залегают позднепа-леозойские гранитоиды зазинского комплекса, а также разнообразные метаосадочные и вулкано-генно-осадочные породы позднего докембрия-палеозоя. Юрско-меловая вулканогенная толща МХД ВТС сложена породами лавовой и субвулканической фаций с подчиненным количеством туфов и осадочных пород. Лавы представлены в основном трахибазальтами, в подчиненном количестве присутствуют трахиты и трахириодациты. Вся вулканическая толща подразделяется на несколько частей: в основании разреза залегают позднеюрские трахибазальты и трахиты худогин-ской свиты, среди лавовых горизонтов которой отмечаются прослои терригенного материала. Соотношение базальтов и трахитов примерно 1 : 1. Выше залегают вулканиты ичетуйской свиты ^3), представленные в основном трахибазальтами. В обеих свитах присутствуют единичные потоки трахиандезитов, какой-либо закономерности их расположения в разрезе не установлено. В южной части структуры трахибазальты ичетуйской свиты перекрываются меловыми вулканитами тефрит-фонолитового состава и щелочными базальтами. Трахибазальты ичетуйской свиты занимают не менее 90% площади МХД ВТС; породы худогин-ской свиты обнажаются в ее северо-восточной части (рис. 1). На границе двух свит фиксируются признаки размыва, свидетельствующие о перерыве в вулканической деятельности. Тем не менее залегание вулканических покровов, несмотря на этот перерыв, по всей вулканогенной толще остается согласным. Близость возрастных данных (Воронцов и др., 2002) и вещественных характеристик базальтов обеих свит, в том числе изотопно-геохимических, позволяет считать их производными единого магматического очага (Литви-
новский и др., 1996). В целом соотношение мафических (трахибазальты) и салических пород (трахиты, трахидациты) составляет приблизительно 10 : 1, доля промежуточных разностей (трахиан-дезиты), по-видимому, не превышает первых процентов от общего объема вулканогенных образований. Суммарная мощность вулканогенной толщи достигает 3000 м, она имеет моноклинальное залегание с падением на юг-юго-восток под углом 10°-20°.
Эффузивные образования интрудированы субвулканическими телами, тяготеющими к южной части структуры. Это, главным образом, дайки мощностью от 1-2 до 30 м, протягивающиеся на сотни метров, иногда до 4-5 км. Большим распространением пользуются силлы, внедрившиеся между базальтовыми покровами. Субвулканические интрузии сложены трахидолеритами, микро-монцонитами, минеттами, вогезитами, микросиенитами, микрогранитами, комендитами и сиенит-порфирами. Среди пород субвулканической фации последние распространены наиболее широко. Сиенит-порфирами сложен крупный Бу-ринханский силл площадью порядка 20 км2, обнажающийся на склонах горы Барун-Бурин-Хан в северо-восточной части вулканотектонической структуры (рис. 1). Судя
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.