ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2009, том 426, № 5, с. 644-648
ГЕОЛОГИЯ
УДК 552.3(263)
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ РУДНЫХ ГАББРОИДОВ В ТРЕТЬЕМ СЛОЕ ОКЕАНИЧЕСКОЙ КОРЫ
© 2009 г. А. Е. Ескин
Представлено академиком Ю.М. Пущаровским 10.09.2008 г. Поступило 11.09.2008 г.
Изучению габброидов, слагающих третий слой океанической коры в зонах срединно-океаниче-ских хребтов (СОХ), посвящено относительно мало работ. Особенно это касается рудных габброидов, которые имеют не столь широкое распространение и в небольшом количестве встречаются на многих участках главным образом медленноспре-динговых СОХ.
Происхождение рудных габброидов связывается с фракционной дифференциацией расплавов и поздней стадией становления расслоенного комплекса [1] или с взаимодействием наиболее поздних и уже охлажденных порций расплава с ранее выделившимися силикатными фазами [2-4], а иногда с метаморфической рекристаллизацией исходных пород при участии флюида морского происхождения [5]. Структурно-вещественный анализ рудных габброидов и рассмотрение их взаимоотношения с другими породами позволяют выявить некоторые закономерности их формирования в океанической коре и восстановить тектоно-маг-матические условия кристаллизации. Полученные данные могут быть использованы при дальнейшем восстановлении тектонической, магматической и геодинамической истории отдельных районов СОХ, а также при изучении особенностей рудообразования на уровне третьего слоя океанической коры.
В данной работе приводятся основные результаты структурно-вещественного исследования рудных габброидов, полученных в 22-м рейсе нис "Академик Николай Страхов", в 10-м рейсе нис "Академик Иоффе" и в 22-м рейсе нис "Профессор Логачев" [6, 7] на 9 станциях драгирования (45 образцов) в районе нетрансформного смещения Сьерра-Леоне, расположенного между 5° и 7°10' с.ш. Срединно-Атлантического хребта, а также рудных габброидов из разломной зоны Марафон (Срединно-Атлантический хребет, 13° с.ш.) (рис. 1), полученных на трех станциях драгирова-
Геологический институт Российской Академии наук, Москва
ния (13 образцов) в 22-м рейсе нис "Профессор Логачев".
Габброиды с деформационными структурами пластического, хрупко-пластического и катакла-зического течения присутствуют в большинстве районов медленноспрединговых СОХ. Деформации отмечаются как в рудных, так и в нерудных разностях, обнаруженных в разломных зонах Ат-лантис [8], Зеленого Мыса [1, 5], Вима [3], Сьерра-Леоне [9], Атлантис II [10] и многих других. Во многих габброидах наблюдается тенденция к увеличению количества рудных минералов в наиболее деформированных разностях. Рудные габброиды в большинстве случаев в той или иной степени подвержены высокотемпературным (часто субсолидусным) деформациям. В районе нарушения Сьерра-Леоне деформационные структуры в габброидах формировались вблизи разрывных зон на разных глубинных уровнях, главным образом в регрессивных метаморфических условиях при уменьшении температуры и увеличении влияния водного флюида в процессе выведения пород к поверхности [11]. Подобные метаморфические условия отмечаются также для магматических пород из разломных зон Зеленого Мыса [2] и Атлантис II [10].
В районе нарушения Сьерра-Леоне рудные габброиды распространены в бортах глубоких рифтовых впадин в ассоциации с обычными (нерудными) габброидами, ультрабазитами, диоритами и плагиогранитами. Рудные минералы в них представлены ильменитом, титаномагнетитом и магнетитом, иногда сульфидом железа и сульфидом железа и никеля. В пределах одного образца часто присутствуют несколько из перечисленных минералов. Их средние содержания составляют 5-10% объема породы, но иногда достигают 20, реже 50%. Исследования с использованием микрозонда показывают, что титаномагнетит и магнетит в данных породах возникали главным образом при вторичных процессах распада ильменита. Титан из ильменита в результате распада переходил на формирование акцессорных выделений сфена. В районе разлома Марафон рудные габброиды подняты в ассоциации с базальтами, доле-
-70° -60° -50° -40° -30° -20° -10'
...... * * * 1 2 3 ш
Рис. 1. Тектоническое положение района разлома Марафон и района нетрансформного смещения Сьерра-Леоне. 1 ■ рифтовая долина; 2 - трансформные разломы; 3 - демаркационные разломы; 4 - районы исследований.
ритами и с габбро. Средние содержания рудных минералов в них составляют 10-15%.
Рудные габброиды из района Сьерра-Леоне резко отличаются от обычных габброидов высокими содержаниями титана (ТЮ2 1.2-4.54%), железа (Бе0* 6.9-18.8%), натрия (№20 2.8-6.8%), калия (К20 0.1-0.8%) и фосфора (Р205 0.03-1.44%), низкими содержаниями глинозема (А1203 11.518.5%) и магния (М§0 2.16-8.95%). Плагиоклазы в них имеют высокую кислотность (Ап30-43 - в биотитсодержащих, Ап51-55 - в не содержащих биотит), а клинопироксены (Еп26-39) и оливины (Ро22-29) - высокую железистость. Рудные габброиды из района разлома Марафон имеют еще более высокие концентрации титана (ТЮ2 3.36.4%), железа (Бе0* 19.6-23.8%) и более низкие содержания глинозема (А1203 10.2-12.1%) и натрия (Ка20 2.1-2.7%). Содержания фосфора (Р205 0.04-0.85%), калия (К20 0.1-0.19%) и магния (М§0 4.3-6.2%) в них остаются примерно на таком же уровне. Различия в составе рудных габброидов из рассматриваемых районов связаны с большим содержанием в породах из района разлома Марафон рудных и темноцветных минералов относительно плагиоклаза. Широкое распространение в рудных габброидах из обоих районов акцессорных зерен апатита и циркона, высокие концентрации редкоземельных элементов, а также то, что составы рудных габбро на вариационных диаграммах завершают общий петрохимиче-ский тренд состава габброидов, свидетельствуют об их кристаллизации из сильно дифференцированных магматических расплавов. Резкое увеличение содержаний титана и железа в рудных габброидах связано с выпадением из расплава ильменита, а резко повышенные концентрации фосфора - с кристаллизацией апатита.
Почти все обогащенные рудными минералами габброиды из района нарушения Сьерра-Леоне в той или иной степени подвержены высокотемпературным пластическим деформациям с образованием необластов плагиоклаза, оливина и пи-роксенов. В некоторых образцах присутствуют признаки интенсивной субсолидусной рекристаллизации. Иногда наблюдается метаморфическая линейность, образованная большим количеством разноразмерных удлиненных порфирокластов плагиоклаза и клинопироксена в основной массе необластов этих же минералов. В отдельных образцах рудных габбро сохранилась магматическая линейность, образованная удлиненными зернами породообразующих минералов. В районе разлома Марафон связь рудных габброидов с высокотемпературной рекристаллизацией прослеживается не всегда. Здесь на нескольких станциях драгирования присутствуют недеформированные рудные габбро с первичными магматическими структурами. В некоторых из них (образцы Ь1066/3 8, 39) наблюдается переход от недефор-мированных участков к деформированным. Данный переход не очень резкий, образован постепенным увеличением количества необластов и уменьшением размера зерен породообразующих минералов. При этом изменения количественного содержания рудного минерала на уровне отдельных образцов не наблюдается.
В районе нарушения Сьерра-Леоне в глубоководной рифтовой впадине Маркова обнаружен особый вид рудных габброидов - интенсивно ре-кристаллизованные гибридные рудные пироксен-оливин-плагиоклазовые породы. По составу они меняются от существенно плагиоклазовых (плагиоклаза до 70%) до состоящих почти целиком из оливина (до 80-90%). В разной степени в них присутствуют клинопироксен (до 10-15%), ортопи-
(а)
Рис. 2. Интенсивно рекристаллизованная рудная пи-роксен-оливин-плагиоклазовая порода. Ширина изображения 4.5 мм. Николи скрещены. а - прослои необластов плагиоклаза, оливина (01) и клинопирок-сена чередуются с неровными линейными прослоями милонитов такого же состава. Присутствуют порфи-рокласты клинопироксенов (Срх), обр. П063/14; б -сигмоидальные структуры вращения порфирокласта ортопироксена (Орх) в милонитовом матриксе, обр. П063/27.
роксен (до 10-15%), амфибол (до 5-10%) и рудные минералы (от 0 до 15%). Породы интенсивно деформированы, сложены преимущественно ре-кристаллизованными зернами и порфирокласта-ми (рис. 2а), имеют метаморфическую линзовид-но-полосчатую и шлирово-полосчатую текстуру. Полосчатость образована резким изменением размера зерен или неравномерным чередованием полос и линз с разным содержанием породообразующих минералов. Полосы очень неровные, часто извилистые, имеют непостоянную, резко меняющуюся от первых миллиметров до более 5 см мощность. На границе полос наблюдается уменьшение размера рекристаллизованных зерен вплоть до появления тонких зон милонитов. В породах присутствуют признаки будинирования и пластического обтекания порфирокластов пироксена мелкозернистым агрегатом рекристаллизованных зерен. Субзерновые структуры в порфирокластах отсутствуют, но иногда наблюдаются хорошо выраженные структуры вращения (рис. 26). Это указывает на пластическое течение породы в условиях простого сдвига, при котором порфирокласты пассивно вращались в рекристаллизованном мат-
Рис. 3. Пойкилитовые включения необластов плагиоклаза (Р1) в ксеноморфном зерне амфибола (Лш!). Рудная пироксен-оливин-плагиоклазовая порода, обр. П063/7. Ширина изображения 1.2 мм; при одном николе.
риксе [12]. В тенях давления некоторых порфирокластов присутствуют бороды нарастания. Они заполнены рудными минералами с включениями необластов клинопироксена и плагиоклаза. Магматический амфибол и рудные минералы в гибридных рудных породах распространены неравномерно и встречаются, как правило, вместе. Иногда они образуют интерстициальные выделения, цементирующие необласты плагиоклаза (рис. 3) и пироксена, что указывает на присутствие в зонах рекристаллизации наряду с твердыми фазами порций расплава, обогащенных летучими и рудными компонентами. В некоторых случаях рудные минералы и амфиболы слагают в породе отдельные полосы.
Основной особенностью гибридных пород является то, что в них присутствует два минеральных парагенезиса. Один парагенезис
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.