Щелочно-габброидная формация (Жусалинские щелочно-габброидные интрузии)

Щелочные породы на территории Центрального Казахстана не образуют самостоятельных магматических комплексов, а всегда парагенетически сочетаются в естественных ассоциациях с одним из трех типов изверженных пород: с ультрабазитами, с габброидами или с гранитоидами. Соответственно этому выделяются три магматические формации: 1) щелочно-ультраосновная, типичным представителем которой является охарактеризованный выше красномайский интрузивный комплекс, 2) щелочно-габброидная, к которой может быть условно отнесен Дубровский массив (см. выше) и описываемые ниже Жусалинские щелочно-габброидные интрузии в Улутауском районе, и 3) щелочно-гранитоидная, представленная интрузивными комплексами щелочных гранитов, щелочных и нефелиновых сиенитов Баянульского и Чингиз - Тарбагатайского районов.

При характеристике златогорского перидотит-пироксенит - норитового комплекса указывалось, что условно отнесенный к этому комплексу Дубровский массив обладает рядом признаков интрузий щелочно-габброидной формации. Наиболее полно эти признаки проявлены в Жусалинских массивах щелочных габброидов, образующих два изолированных выхода в нижнем течении р. Жусалы (правый приток р. Ащису) на северном погружении Улутауского антиклинория. Эти массивы были обнаружены в 1950 г. Н.В. Литвинович и кратко описаны при обработке петрографического материала Е.А. Кузнецовым. На основании присутствия в составе массивов слюдяных перидотитов они до последнего времени объединялись с интрузиями улутауского перидотит-пироксенитового комплекса.

В 1962 г. Жусалинские массивы были обследованы Ю.Л. Семеновым, которым установлено, что по составу и условиям залегания они резко отличаются от других ультраосновных интрузий Улутауского района и являются, вероятно, южным продолжением ишимского щелочного комплекса, с ранней фазой которого имеют определенное петрографическое сходство. Однако, в отличие от ишимского комплекса, где широким развитием пользуются породы лейцит-базальтового ряда и связанные с ними сиениты и нефелиновые сиениты, Жусалинские массивы сложены только щелочными габброидами и перидотитами. Поэтому в настоящее время нам представляется более правильным рассматривать их как проявления щелочно-габброидной формации в пределах Улутауского геоантиклинального поднятия, сложенного метаморфическими образованиями докембрия.

Как уже указывалось, щелочными породами сложены два изолированных массива. Габброиды Северного массива (рис. 80) обнажаются в правом и левом обрывах русла р. Жусалы в 3,5 км к запад-северо-западу от совхоза Коктальский. Общая протяженность выходов около 450 м. Южный Жусалинский массив находится в 1,2 км ниже предыдущего по течению реки и обнажается в обрыве ее правого берега на протяжении 120 м.

Преимущественным распространением в составе Северного Жусалинского массива пользуются эссекситовые и шонкинитовые порфириты, различающиеся в основном по содержанию темноцветных минералов и плагиоклаза. Значительно реже встречаются слюдяные перидотиты и шрисгеймиты, которые обнажаются в нескольких местах в пойме реки и слагают небольшое изометрическое тело среди эссекситовых порфиритов. Южный массив целиком сложен шонкинитовыми порфиритами, среди которых имеется небольшой выход крупнозернистых оливиновых шонкинитов.

Приведем краткое петрографическое описание главных разновидностей пород Жусалинских массивов.

Эссекситовые порфирит — темно-зеленые породы, порфировое строение которых улавливается с трудом, так как более крупные кристаллы пироксена едва различимы на фоне темно-зеленой основной массы. Под микроскопом ясно устанавливается порфировая структура породы, состоящей из вкрапленников пироксена (40—50%) и тонкозернистой основной массы. Оптические константы пироксена; 2V = +54, cNg—46°, Ng = 1,714, Np = 1,687, позволяют считать его изоморфной смесью диопсида и авгита. Диопсид-авгит в различной степени замещен уралитовой роговой обманкой, которая образует либо каймы вокруг кристаллов, либо замещает их полностью. Кроме пироксена в породе, вероятно, имелись вкрапленники оливина, нацело замещенные актинолитом и биотитом, образующими миндалевидные псевдоморфозы размерами до 2—2,5 мм, иногда имеющие таблитчатые или вытянутые шестигранные очертания (рис. 81). Центральные части псевдоморфоз выполнены актинолитом и окружены каймой 0,1-0,3 мм, состоящей из биотита и сине-зеленой роговой обманки, среди которых встречаются отдельные мелкие кристаллы турмалина. Иногда биотит-актинолитовые псевдоморфозы примыкают к кристаллам диопсид-авгита, поэтому можно предполагать, что некоторые вкрапленники в породе были представлены сростками пироксена и оливина. Тонкозернистая основная масса породы состоит из плагиоклаза и калиевого полевого шпата, находящихся примерно в равных количествах, а также довольно многочисленных очень мелких кристалликов апатита. Кроме того, в основной массе присутствуют изометрические зерна пироксена и несколько вытянутые пластинки биотита. Плагиоклаз соссюритизирован и альбитизирован, двойниковое строение наблюдается очень редко, по тем не менее он хорошо отличается от слегка буроватого в проходящем свете калиевого полевого шпата.

Шонкинитоеые порфириты являются преобладающей разновидностью щелочных пород в Жусалинских массивах. Макроскопически это темные грязно-зеленые породы, на свежем изломе которых хорошо видны крупные (до 4 мм) пластинчатые кристаллы пироксена. Под микроскопом также ясно устанавливается общее порфировое строение шонкинитовых порфиритов, но, в отличие от ранее описанных пород, вкрапленники темноцветных минералов резко преобладают над основной массой, составляя 70—80% объема породы. Вкрапленники представлены крупными кристаллами моноклинного пироксена размерами от 0,5 до 4 мм, для которых характерны короткопризматические формы и восьмигранные поперечные сечения. Пo оптическим константам (2V = +56, cNg=45°, Ng'—Np' = 0,025) он может быть определен как диопсид-авгит. Наряду с пироксеном в ряде шлифов отмечены миндалевидные образования, подобные описанным выше, состоящие из перекрещивающихся мелких кристаллов актинолита в центральной части и каймы, сложенной мелкочешуйчатой слюдой, но без турмалина и роговой обманки. Основная масса породы более крупнозернистая (0,1—0,3 мм), чем в эссекситовых порфиритах, состоит из калиевого полевого шпата (Np = 1,530, Ng = 1,536), биотита и подчиненного количества соссюритизированиого плагиоклаза, заполняющих промежутки между крупными, местами соприкасающимися кристаллами пироксена. В отдельных случаях плагиоклаз отсутствует и основная масса состоит только из калишпата, темноцветных минералов и акцессорного апатита.

Оливиновые шонкиниты слагают один небольшой выход в основании обрыва р. Жусалы среди шонкинитовых порфиритов Южного массива. Это темно-зеленые порфировидные породы, в которых хорошо видны крупные кристаллы черного пироксена, погруженные в серо-зеленый базис, состоящий из разложенного оливина, полевого шпата и бурой слюды. Под микроскопом устанавливается следующий состав породы: моноклинный пироксен (40—50%), серпентино-тальковые псевдоморфозы по оливину (20—25%), калишпат (15—20%) и биотит (8—10%). В незначительном количестве отмечаются плагиоклаз, апатит и рудный минерал. Преобладающим развитием в породе пользуется моноклинный пироксен, образующий короткостолбчатые кристаллы размерами от 1,5—2 мм до 5 мм. Характерно неравномерное угасание и аномальные синевато-серые окраски в сечениях с пересекающейся спайностью. В ряде случаев наблюдалось тонкозональное строение кристаллов и расплывчатая фигура «песочных часов» при скрещенных николях. Определены оптические константы: 2V = +50, cNg = 45°, Np = 1,699, Nm = 1,713, Ng = 1,729, судя по которым пироксен относится к группе авгита и, вероятно, является титан-авгитом.

Реликтов оливина в породе не сохранилось, однако о его присутствии в ее первоначальном составе можно судить по многочисленным округлым серпентино-тальковым псевдоморфозам, пересеченным переплетающимися прожилками магнетита. По краям псевдоморфоз часто наблюдаются оторочки (толщиной 0,05—0,08 мм) зеленой слюды, частично замещенной хлоритом. С оливином и пироксеном ассоциируются пластинчатые кристаллы биотита, окрашенные в красно-бурый цвет с резким плеохроизмом от светлого буровато-желтого до темно-бурого почти черного цвета. Все промежутки между пироксеном и оливином заполнены несколько вытянутыми кристаллами калишпата с неправильными неровными краями, имеющими глубокие западины и выступы. Размеры отдельных кристаллов колеблются от 0,5—1 мм до 1,5—2 мм. В калишпате, слабо буроватом в проходящем свете, содержатся разноориентированные лейстовидные включения кристаллов серицитизированного плагиоклаза и, реже, мелких кристаллов оливина и пироксена. Судя по показателям преломления (Np = 1,528, Nm = 1,530, Ng = 1,534), несколько высоким для калишпатов, пятнистому угасанию, а также по значительному содержанию бария в породах можно предполагать, что полевой шпат является бариевым ортоклазом. Вместе с плагиоклазом в калишпате наблюдаются мелкие игольчатые кристаллы апатита.

Структура шонкинитов порфировидная гипидиоморфно-зернистая, характеризующаяся резким идиоморфизмом крупных кристаллов пироксена и оливина по отношению к полевому шпату. Вместе с тем имеются элементы венцовой и пойкилитовой структур, так как вокруг серпентино-тальковых псевдоморфоз часто наблюдаются тонкие слюдяные каймы, а калишпат содержит пойкилитовые вростки темноцветных минералов и плагиоклаза.

Слюдяные перидотиты. В северо-западной части Северного массива в пойме р. Жусалы имеется несколько отдельных выходов размерами до 15—20 м в поперечнике черных очень крупнозернистых перидотитов, обладающих характерной глыбовой отдельностью. На свежем изломе хорошо видно строение породы, состоящей из крупных зерен зеленого серпентинизированного оливина, черного пироксена и многочисленных чешуек темно-коричневой слюды. Под микроскопом устанавливается, что порода состоит из оливина (45%), флогопита (19%), пироксена (17%) и роговой обманки (13%), которые в значительной степени замещены серпентином и хлоритом. Довольно часто наблюдаются резко идиоморфные вытянутые кристаллы апатита. Структура породы гипидиоморфнозернистая (рис. 82), участками пойкилитовая. Она характеризуется резким идиоморфизмом оливина и пироксена по отношению к флогопиту, в крупных кристаллах которого часто наблюдаются пойкилитовые вростки.

Оливин образует изометрические кристаллы размерами от 0,3 до 3 мм, полностью замещенные серпентином. Последний представлен двумя разностями: лизардитом, образующим сеть ветвящихся прожилков, и антигоритом, тонколистозатый агрегат которого заполняет пространство между жилками лизардита. С лизардитом ассоциируется серпентинизационный магнетит. Моноклинный пироксен образует также изометрические, иногда сдвойникованные кристаллы размерами от 0,2 до 1 мм, желтоватые в проходящем свете. По оптическим константам (2V = +52, cNg=45°, Ng'—Np' = 0,023) и окраске он может быть определен как авгит. Зерна пироксена в значительной степени замещены бесцветным тремолитом и хлоритом.

Наиболее характерным минералом в породе является слюда, образующая ксеноморфные кристаллы, содержащие включения оливина и пироксена, с ясно выраженным плеохроизмом от коричневого (по Ng) до розоватого (по Np). Судя по окраске, плеохроизму и показателю преломления (Ng = 1,582), слюда, вероятно, является флогопитом. Иногда в краевых частях кристаллы слюды обесцвечены, что указывает на вермикулитизацию флогопита. Довольно широко в породе распространен бесцветный или слабо зеленоватый актинолит, развивающийся по пироксену. Вместе с тем он в ряде случаев образует и самостоятельные скопления или прерывистые каемки вокруг реликтов оливина. Апатит наблюдается в виде немногочисленных, но крупных кристаллов, которые встречаются в виде включений во всех минералах породы.

В табл. 37 приведены результаты двух химических анализов пород Жусалинских интрузий, выполненных в химической лаборатории ВСЕГЕИ М.О. Ручкиной. Эти анализы хорошо подтверждают (при сопоставлении со средними составами по Дэли) отнесение описанных пород к щелочным габброидам эссексит-шонкинитовой группы и слюдяным перидотитам. Обращает внимание присутствие в породах бария, вероятно содержащегося в виде изоморфной примеси в калиевом полевом шпате и слюде. Спектральными анализами в щелочных породах жусалинских интрузий установлены следующие элементы-примеси: медь, никель, кобальт, хром, ванадий, бериллий, скандий, галлий, иттрий, цирконий, стронций, барий, литий, бор и фтор.

Данными о геологическом возрасте Жусалинских щелочно-габброидных массивов мы не располагаем, так как они залегают в метаморфических породах докембрия и не имеют контактов с более молодыми отложениями. Единственное определение радиологического возраста, произведенное по биотиту аргоновым методом в лаборатории ВСЕГЕИ, показало возраст слюдяных перидотитов 360 млн. лет, что соответствует границе девона и карбона. Естественно, что эта цифра одного только анализа не может быть надежным критерием для установления абсолютного возраста интрузии. Однако она не противоречит имеющимся представлениям о постконсолидационной природе интрузий щелочно-габброидной формации, образование которых в данном случае можно, по-видимому, связывать с позднекаледонской активизацией древних структур Улутауского поднятия. Возможно, что Жусалинские интрузии щелочных габброидов по времени образования являются близкими к интрузивно-эффузивному ишимскому щелочному комплексу.