ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2009, № 6, с. 646-658
УДК 551
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ВУЛКАНОГЕННО-ОСАДОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ В РАННЕМ
ДОКЕМБРИИ
© 2009 г. О. Г. Лазур
Геологический институт РАН 119017 Москва, Пыжевский пер, 7
E-mail: lazur@ilran.ru Поступила в редакцию 02.06.2008 г.
Главная задача исследований - определение направления развития и основных черт эволюции вулканизма и осадконакопления в вулканических активных зонах раннего докембрия. Анализ реставрированных типовых разрезов глубокометаморфизованных и зеленокаменных осадочно-вулкано-генных комплексов показал общее сходство их строения и постоянное присутствие двух основных вулканических ассоциаций - контрастной и дифференцированной, которые снизу вверх сменяют друг друга [Лазур, 2006]. Завершаются вулканические комплексы присутствием существенно осадочных толщ с проявлением бимодального (базальт-риолит) или кислого (дацит-риолит) вулканизма [Лучицкий и др., 1982]. Следует отметить, что в работе мы оперируем комплексами, в которых первичная природа глубокометаморфмзованных образований раннего докембрия реконструирована с использованием геологических, минералогических, геохимических и др. методов [Лазур, 1986; Розен и др., 2005].
Контрастная вулканическая парагенетическая ассоциация представлена ультраосновными-основными вулканитами, включающими в верхних частях разреза незначительные объемы кислых вулканических пород и осадочных отложений, главным образом кремнистых сланцев и граувакк. Дифференцированная ассоциация состоит из продуктов циклических излияний базальтов-андези-тов-риолитов, пород ультраосновного состава (реже) и осадочных (кластогенных и др.) образований. На примере разреза осадочно-вулканогенного комплекса южной части Анабарского массива видно, что выделяемые ассоциации постепенно сменяют друг друга в разрезе. Корректность подразделения единого вулканического комплекса на две параге-нетические ассоциации, соответствующие далдын-ской и верхнеанабарской сериям, подтверждается закономерным изменением роли различных типов вулканических пород в их составе и петрохимиче-скими признаками.
В составе вышележащей хапчанской серии, по данным О.М. Розена с соавторами [2006], преобладают метаосадочные породы - гиперстеновые гнейсы с гранатом, кальцифиры, мраморы, высокоглиноземистые и графитсодержащие гнейсы, кварциты, соответстветствующие метатерриген-ным, карбонатным, карбонатно-терригенным и кремнистым отложениям. Доля основных и средних-кислых вулканитов в составе серии не превышает, видимо, 30%. Нами эта толща, завершающая разрез глубокометаморфизованного вулка-
нического комплекса, отнесена к осадочной с проявлениями бимодального (базальт-риолито-вого) вулканизма. Следует оговориться, что на рисунке мощности вулканических комплексов и существенно осадочных толщ не учтены, показано лишь их строение (рисунок). Мощности нижнеархейских комплексов Анабарского массива и Барбертонского (ЮАР) поясов сопоставимы и составляют 15-20 км (с учетом существенно осадочных толщ).
Изменение петрохимических характеристик вулканических пород, сменяющих друг друга в разрезе вулканических ассоциаций, рассмотрим на примере базальтов, которые присущи всем па-рагенетическим ассоциациям и являются как бы сквозными. Вместе с тем, петрохимические характеристики базальтов различных геотектонических обстановок и геодинамических режимов довольно хорошо изучены.
В табл. 1 приведены петрохимические характеристики метабазальтов контрастной и дифференцированной ассоциаций, а также осадочной толщи с проявлениями бимодального вулканизма, развитых в южной части Анабарского массива. При расчетах петрохимических параметров были выбраны алюминий, кальций, титан, фосфор, хром, цирконий, барий и стронций (в меньшей мере) как элементы наименее подвижные при метаморфизме (включая гранулитовую фацию). Для сравнения в таблице 2 приведены аналогичные петрохимические параметры совре-
менных или близких к современным базальтов различных геотектонических обстановок и геодинамических режимов. Анализ петрохимиче-ских параметров метабазальтов контрастной и дифференцированной ассоциаций Анабарского массива (см. табл. 1) в сравнении с данными табл. 2 показывает, что характеристики метабазальтов контрастной ассоциации сопоставимы с усредненными параметрами базальтов толеито-вых серий океанических обстановок, дифференцированной - с базальтами известково-щелочных серий островных дуг и активных континентальных окраин. Петрохимические параметры метабазальтов существенно осадочной толщи с бимодальным вулканизмом отражают состав базальтов как толеитовых, так и известково-щелочных серий.
Базальты контрастной ассоциации характеризуются петрохимическими параметрами океанических толеитовых базальтов и контрастируют с базальтами толеитовых серий континентальных обстановок. Из типичных океанических обстановок они наиболее близки базальтам срединно-океанических хребтов по алюминий-кальциевому, титан-фосфорному и хром-циркониевому отношениям. Базальты дифференцированной ассоциации резко отличаются от базальтов известково-щелочных серий континентальных обстановок и наиболее близки базальтам толеитовых и известково-щелочных серий островных дуг и активных континентальных окраин. Наиболее показательны те же отношения - алюминий-кальциевое, титан-фосфорное и хром-циркониевое. Базальты существенно осадочной толщи по значениям этих же отношений и содержаниям титана, фосфора и хрома близки к базальтам контрастной ассоциации. С базальтами дифференцированной ассоциа-
I II III IV
Схема строения зеленокаменных и глубокометамор-физованных осадочно-вулканогенных комплексов. Зеленокаменные комплексы: I - Барбертон, II - Ко-стамукша, III - Анабарский массив, IV-V - Балтийский щит (IV - гранулито-гнейсовый комплекс, V -серия полмос-порос).
1, 2 - контрастные ассоциации, подассоциации: 1 -ультрабазит-базитовая, 2 - дацит-базальтовая; 3,4 -дифференцированные ассоциации, подассоциации: 3 - базитовая, 4 - базальт-андезит-риолитовая; 5 -вулканогенно-осадочные толщи с эпизодическими бимодальными вулканитами.
ции их сближает алюминий-кальциевое отношение.
Такое петрохимическое сопоставление дает основание в первом приближении говорить о мантийной природе магм вулканитов контрастной ассоциации и мантийно-коровой - дифференцированной вулканической ассоциации. Судя по петрохимиче-
Таблица 1. Петрохимическая характеристика базальтов вулканических ассоциаций южной части Анабарского массива
Параметры Вулканические ассоциации
Контрастная КА Дифференцированная ДА Осадочная толща с вулканитами
Д1203/Са0 1.37 1.65 1.63
Д1203/ТЮ2 11.4 16.9 12.4
ТЮ2 (вес. %) 1.4 1.0 1.45
Р205 (вес. %) 0.16 0.19 0.12
ТЮ2/Р2О5 9 5 12
Сг (г/т) 215 155 320
гг (г/т) 90 85 70
Сг/гг 2.4 1.8 4.6
Ва (г/т) 100 375 300
Бг (г/т) 180 195 420
Ва/Бг 0.55 1.9 0.71
Таблица 2. Петрохимическая характеристика базальтов толеитовых и известково-щелочных серий различных геотектонических обстановок и геодинамических режимов [Лутц, 1980]
Толеитовые серии (преобладающее растяжение) Известково-щелочные серии (преобладающее сжатие)
Параметры СОХ ОО ОП среднее по океан. ОД КР КТ средн. по конт. ОД и АКО КР КТ средн. по конт.
обстан. обстан. обст.
Д1203/Са0 1.39 1.36 1.29 1.35 1.50 1.48 1.47 1.48 1.62 1.38 1.00 1.59
Д1203/ТЮ2 10.7 6.9 15.3 11.0 23.0 7.8 10.5 9.2 20.4 5.6 2.7 4.1
ТЮ2 (%) 1.5 2.2 1.2 1.6 0.75 2.0 1.5 1.74 0.8 2.50 4.3 3.4
Р2О5 10 9 11 10 6 5 7 6 3 5 7 6
ТЮ2/Р2О5 300 200 320 270 40 300 300 300 60 240 300 270
Сг 35 160 115 125 25 150 100 125 90 180 400 290
Сг/гг 3.2 1.2 2.8 2.4 1.6 2.0 3.0 2.5 0.7 1.3 0.75 0.9
Ва 130 280 110 160 180 380 400 320 400 580 515 500
Бг 0.15 0.43 0.25 0.28 0.35 0.65 0.50 0.50 0.62 0.75 0.91 0.80
Примечание. СОХ - срединно-океанические хребты; ОО - океанические острова; ОП - океанические плато; ОД - островные дуги; АКО - активные континентальные окраины; КР - континентальные рифты; КТ - континентальные траппы.
ским параметрам, можно также говорить о господстве обстановок, близких океаническим в период накопления вулканитов контрастной ассоциации и смене их подобием островодужных во время формирования вулканической толщи дифференцированной ассоциации. В дальнейшем, при формирования осадочной толщи, видимо, происходил эпизодический прорыв мантийных магм (базальты), сопровождавшийся проявлениями кислого магматизма коровой природы. Следует отметить, что вулканиты щелочных серий в составе дифференцированной и контрастной ассоциаций на Анабарском массиве не установлены. Отмечаемое на ряде диаграмм [Лазур, 1986] отклонение малого количества точек составов гранулитов, особенно кислых, в поле щелочных серий вызвано, видимо, наложенными процессами мигматизации и гранитизации. К тому же те же точки составов метаморфитов по инертным компонентам попадают чаще в поля толеитовых и реже - известково-щелочных серий.
В составе каждой парагенетической ассоциации отмечается определенная закономерность в распределении вулканитов по основности - смена существенно базитовой нижней части разреза на кислые вулканиты в верхних его частях. Это позволило выделить подассоциации в составе контрастной и дифференцированной ассоциаций - коматиит-базаль-товую и базальт-дацитовую в первой и существенно базальтовую и базальт-андезит-риолитовую во второй ассоциации (табл. 3). Интересно проследить, как меняются петрохимические параметры базальтов в пределах каждой ассоциации в зависимости от принадлежности к различным подассоциациям.
Приведенные петрохимические параметры метабазальтов контрастной и дифференцирован-
ной ассоциаций Анабарского массива наглядно показывают подобие смены океанических обстановок формирования вулканических толщ на ост-роводужные (см. табл. 3). Причем, если для контрастной ассоциации это подобие зародышевых островодужных обстановок (океаническая стадия развития островной дуги по Т.И. Фроловой, или толеитовая серия островных дуг и активных континентальных окраин по Б.Г. Лутцу [Лутц, 1980; Фролова и др., 1985]), то в дифференцированной ассоциации представлены типичные известково-щел
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.