Петрохимические особенности Улутауского перидотит-пироксенитового комплекса Центрального Казахстана

Для петрохимической характеристики улутауского перидотит-пироксенитового комплекса мы приведем 32 химических анализа ультра-основных пород, взятых почти изо всех массивов, указанных в табл. 10. Часть этих анализов производилась в лабораториях ВСЕГЕИ, Ленинградского горного института и Архангельской экспедиции Северо-Западного геологического управления в 1961—1965 гг., часть — заимствована из материалов других исследователей. Данные всех этих анализов пересчитаны по методу А.Н. Заварицкого; кроме того, для них рассчитаны дополнительные параметры Н.Д. Соболева (табл. 11). В обеих таблицах анализы размещены в порядке убывания количества атомов, входящих в фемические компоненты породы, т. е. в порядке уменьшения значений параметра «в» числовой характеристики.

Как видно из приведенных данных анализов и результатов их пересчета, все анализированные породы, за исключением четырех последних (№№ 29—32), обнаруживают в общем обычные для бесполевошпатовых ультраосновных пород петрохимические признаки. Они относятся к подгруппе голомелапократовых бедных щелочами и ненасыщенных кремнеземом пород (класс 6, группа 23, подгруппа В). Для них характерна устойчивая высокая магнезиальность (значения параметра m' обычно больше 80; лишь в единичных случаях 75—76), типичная для всех офиолитовых ультрабазитов. Обособленно в этой группе стоят последние четыре анализа (№№ 29—32) пироксенитов и апопироксенитовых пород, относящиеся к голомеланократовым породам 5-го или даже 4-го класса классификации А.Н. Заварицкого, хотя по своей природе и минеральному составу они должны были попадать в ту же группу (и даже подгруппу), что и все остальные породы рассматриваемого комплекса. Это является следствием одного из недостатков метода пересчета А.Н. Заварицкого, отмеченных С.Д. Четвериковым. Поскольку большая часть анализов (28 из 32) относится к полностью серпентинизированным ультраосновным породам, а одной из особенностей массивов улутауского комплекса, выявленной при петрографическом изучении, является широкое развитие в их составе пироксенитов, мы сделали попытку проанализировать приведенные в табл. 10 и 11 данные на векторной барицентрической диаграмме с целью установить типы исходных пород для возникших серпентинитов.

Известно, что метод А.Н. Заварицкого, являющийся одним из наиболее совершенных способов пересчета химических анализов магматических горных пород, оказывается трудно применимым для бесполевошпатовых ультраосновных пород. Поэтому от использования векторных петрохимических диаграмм А.Н. Заварицкого пришлось отказаться. В этом отношении, казалось бы, более рациональным должен явиться предложенный Н.Д. Соболевым специально для ультраосновных пород способ расчета дополнительных параметров, позволяющий получить соотношение между количествами нормативных оливина (z), ромбического пироксена (у) и моноклинного пироксена (x), т. е. именно те соотношения, которыми и определяется состав ультраосновной бесполевошпатовой породы. Изображение этих дополнительных параметров (x, у, z) векторами в правой половине диаграммы вместо обычных дополнительных параметров А.Н. Заварицкого (f', m', с', а'), но идее И. Д. Соболева, должно наглядно показать главнейшие особенности химического и минерального состава ультрабазитов. Действительно, длина и направление вектора в правой части диаграммы дают в этом отношении вполне определенные указания. Вертикальные векторы: длинные — дуниты, короткие — верлиnы; горизонтальные векторы: длинные — энстатиты, бронзититы, короткие — вебстериты, диаллагиты; наклонные векторы: длинные — гарцбургиты, короткие — лерцолиты. Однако оказывается, что все это справедливо лишь для несерпентинизированных или очень слабо серпентинизированных ультраосновных пород. На рис. 45 представлена барицентрическая векторная диаграмма химических составов ультраосновных пород улутауского комплекса, где в правой части от фигуративных точек «а» нанесены векторы (направленные вверх) по методу Н.Д. Соболева. Здесь хорошо обособляется лишь группа пироксенитов (анализы 29—32). Однако из них только горизонтальный вектор 31 точно отражает состав свежего почти мономииерального бронзитита; остальные же векторы значительно отклонены от горизонтали, и поэтому, по идее И.Д. Соболева, они должны показывать присутствие в породе оливина (которого там фактически нет). Все остальные 28 анализов на диаграмме дают удивительно однообразную картину: почти все они имеют длинные наклонные векторы, что, по Н.Д. "Соболеву, должно указывать на гарцбургитовый состав пород. На самом же деле эти породы, как показывают данные микроскопического изучения, представлены серпентинитами, происшедшими за счет и перидотитов и пироксенитов. Однако на диаграмме усмотреть различия между теми и другими невозможно. Причина этого заключается в том, что в построениях Н.Д. Соболева за основу принимаются соотношения главных породообразующих окислов (Mg, Fe) О : CaO : SiO2, что справедливо для неизмененных вторичными процессами ультраосновных пород. В серпентинитах же содержание кремнекислоты всегда будет отличаться от такового в исходных породах, а потому эти соотношения будут нарушены. Так, при серпентинизации существенно оливиновых пород содержание кремнекислоты будет повышаться. Н.Д. Соболев этого обстоятельства не учитывает и весь избыточный после расчета величины «z» кремнезем относит к коэффициенту «у», в результате чего при пересчете анализов этим методом всегда получается несколько завышенное количество нормативного ромбического пироксена. По этой причине анализ, например, полностью серпентинизированного дунита на диаграмме никогда не даст нормального вертикального вектора, а будет несколько отклонен вправо, т. е. принят за гарцбургит. С другой стороны, серпентинизация энстатитита или бронзитита ведет к уменьшению общего количества кремнекислоты в породе, и потому векторы будут отклоняться от горизонтальной оси в сторону поля гарцбургитов, указывая на присутствие нормативного оливина, которого на самом деле в породе нет. Таким образом, на значения параметров Н.Д. Соболева (х, у, г) сильно влияет степень серпентинизации, приводящая к некоторому «усреднению» состава серпентинизированных дунитов (оливинитов) и пироксенитов в отношении содержания SiCV Это легко можно видеть из отношений (Mg, FeО)О:SiО2 в стехиометрических формулах оливина, серпентина и ромбического пироксена, которые соответственно равны 2, 1,5 и 1. Следовательно, приходится сделать вывод, что метод Н.Д. Соболева для определения типа родоначальной породы серпентинитов не пригоден.

В левой части диаграммы (см. рис. 45), согласно рекомендации Н.Д. Соболева, вместо вектора, характеризующего величину параметра «п» А.Н. Заварицкого (которая, как уже отмечалось, для ультраосновных пород вообще не может быть использована), пунктирными направленными вверх векторами показаны содержания конституционной воды, отражающие степень серпентинизации пород. Эти векторы наглядно показывают, что мы имеем дело здесь с почти полностью серпентинизированными породами, что соответствует данным микроскопического изучения и что, как было только что показано, является причиной однообразного характера векторов в правой половине диаграммы.