Магматизм и магматические горные породы

Возрастные соотношения и петрогенетические характеристики пород Среднеприднепровской ГЗО отвечают тектонической модели развития этой мегаструктуры на мощной (более 30 км) базитовой коре под воздействием системы малоглубинных конвекционных ячей, порожденных подъемом мантийного плюма (механизм плюмтектоники) (Самсонов и др., 1995).

Иная картина развития восстанавливается для Карельской ГЗО. З

десь вкрест простирания региональной структуры с востока на запад устанавливается последовательное омоложение вулканитов зеленокаменных поясов с 3,40 до 2,80 млрд. лет. Накопление супракрустальных толщ отдельных зеленокаменных поясов было сравнительно быстрым (менее 100 млн. лет).

Источником базальт-коматиитовых расплавов служила сильно деплетированная мантия, в то время как кислые расплавы генерировались за счет смешанных мантийных и кислых коровых источников. Имеющиеся данные предполагают формирование Карельской ГЗО в ходе латеральной аккреции разновозрастных зеленокаменных поясов с их гранитоидным обрамлением, что имеет ряд аналогий с механизмом роста современной континентальной коры в островодужных системах (механизм плейтектоники).

Мы предполагаем, что при формировании зеленокаменных поясов Карельской гранит-зеленокаменной области определяющую роль играли два процесса:

1) аккреция океанического плато, сформированного над обширным мантийным плюмом, и

2) аккреция океанической островной дуги в зоне субдукции, близкой по типу к Марианской.

Типичным представителем фрагмента океанического плато, обдуцированного на блок ранней континентальной коры, является Костомукшский зеленокаменный пояс (рис. 2). Установлено, что он состоит из двух тектонически совмещенных блоков: основного-ультраосновного и осадочного. Sm-Nd изотопный возраст коматиитов и базальтов равен 2843±39 млн. лет и близок к U-Pb возрасту цирконов из прорывающих пояс риолитов 2795±29 млн. лет. Коматииты и базальты выявляют геохимические особенности, близкие к таковым в наиболее примитивных вулканитах современных океанических плато (положительные величины Nd(T) = +3, обедненность сильно несовместимыми элементами Th, LREE, положительные Nb – аномалии) и коренным образом отличающиеся от океанических и континентальных островодужных вулканитов. Расчеты показали, что изученные коматииты сформировались из расплавов с температурой порядка 1550 °С, что отвечает температуре в области магмогенерации около 1770 °С. Согласно данным Маккензи и Бикля (1988), при плавлении мантии со столь высокой температурой формируется океаническая кора мощностью около 50 км, которая из-за избыточной плавучести не может быть субдуцирована. Блок этой коры, по-видимому, при попытке субдукции был обдуцирован на древнюю континентальную конвергентную окраину и таким образом превратился в новый фрагмент континентальной коры. Мы полагаем, что Костомукшский зеленокаменный пояс был сформирован в тектонической обстановке, типичной для архейских гранит-зеленокаменных областей (Пухтель и др., 1995).

Обзор данных по изученным и другим ГЗО показывает, что возможная смена плюмтектонического режима развития раннеархейских областей (около 3,5 млрд. лет: блок Пилбара, Западная Австралия; Капваальский кратон, Южная Африка) на плейтектонические режимы формирования позднеархейских областей (3,0–2,7 млрд. лет: блок Иилгарн, Западная Австралия; Канадский кратон) происходила постепенно в течение среднего архея.

Протерозойский срез

Бураковский интрузив в юго-восточной части Балтийского щита является крупнейшим раннепротерозойским (~2,45 млрд. лет) расслоенным интрузивом основных и ультраосновных пород в России. Его площадь достигает 630 км2, мощность 4–6 км, объем извергнутого расплава – порядка 3200 км3 (рис. 3).

В массиве выделяются Расслоенная и Краевая серии. В разрезе Расслоенной серии устанавливается 5 зон (снизу вверх): Ультраосновная (3–3,5 км мощностью); Пироксенитовая (100–200 м); Габброноритовая (1100 м), подразделяемая на нижнюю – Полосчатую – с единичными прослоями ультрабазитов, и Верхнюю подзоны; Пижонитовых габброноритов (1200 м) и Феррогаббронорит-диоритов (760 м). Массив имеет автономную внутреннюю структуру, характеризующуюся пологим залеганием образований Расслоенной серии и умеренно-крутым, согласным с контактами – Краевой группы.

Для интрузива характерно наличие разнообразного оруденения. Он перспективен на ряд полезных ископаемых, включая Cr, Mg, Ni, Ti, V, PGE и, возможно, Au. Выделяются два типа сингенетической PGE минерализации. Первый связан с их накоплением при формировании хромититовых горизонтов; особенностью Бураковского массива является преобладание в Главном Хромитовом горизонте тугоплавких платиноидов (Os, Rh, Ir). Отношение Os+Rh+Ir/Pt+Pd = 2, Pt/Pd = 0,2–0,4. Сходный тип оруденения наблюдался только в некоторых хромитовых горизонтах Бушвельда и Стиллуотера. Второй тип – обычная для расслоенных интрузивов малосульфидная платиново-палладиевая минерализация стиллуотерского типа – приурочен к Пироксенитовой зоне и Полосчатой подзоне Габброноритовой зоны. Здесь отношение Pt/Pd = 0,2–0,9 при содержании платиноидов до 2–5 г./т. Важной особенностью этой минерализации является то, что платиновые металлы образуют соединения с разнообразными лигандами – это висмутотеллуриды, соединения со свинцом и оловом, селеном и серой. Характерны широкие вариации составов с большим набором примесей, особенно устойчивых по всему изученному разрезу повышенных концентраций ртути и селена.

Имеющиеся данные о наличии ультрабазитовых маркирующих горизонтов среди габброидов, обратной зональности в плагиоклазах и двух компактных максимумов составов пироксенов, различия в характере платинометальной минерализации, очевидно, свидетельствуют о том, что формирование интрузива происходило за счет неоднократного внедрения новых порций расплава в кристаллизующуюся камеру. Об этом же свидетельствует также характер распределения РЗЭ в породах ультраосновной и габброидной частей разрезов, указывающий на невозможность происхождения габброидов за счет дифференциации магмы, сформировавшей ультраосновную зону (рис. 4). Таким образом, здесь можно выделить по крайней мере два типа (группы) магм – ультрамафитовую и обогащенную глиноземом мафитовую, характерных для раннепротерозойской кремнеземистой высокомагнезиальной (бонинитоподобной) серии. Судя по изотопным данным, в формировании базитовых расплавов существенную роль играли породы нижней коры.

Интересно, что двум типам магм, образовавшимся в камере интрузива, соответствуют два типа магматических зон (серий): ультраосновная и основная. Первая (нижняя) по характеру оруденения, связанного с тугоплавкими платиноидами Главного хромитового горизонта, весьма напоминает оруденение классического плутона Бушвельд. Вторая (верхняя) содержит платиново-палладиевое оруденение, связанное с бедной сульфидной вкрапленностью, близкое к типу массива Стиллуотер. Таким образом, в одном Бураковском массиве совмещаются как бы два типа рудообразования, характерных для двух различных и весьма удаленных интрузивов (Ю. Африка и Сев. Америка).

 Скачать реферат