Петрохимические и геохимические особенности габбро-перидотитовых комплексов Центрального Казахстана
Вопросы петрохимии ультраосновных и основных пород казахстанских габбро-перидотитовых комплексов достаточно подробно рассмотрены в двух опубликованных работал автора, где приведены данные 75 химических анализов этих пород и результаты их пересчета по методам А.Н. Заварицкого и Н.Д. Соболева. Поэтому ограничимся здесь приведением только сводной векторной диаграммы химических составов пород габбро-перидотитовых комплексов Центрального Казахстана. Составы бесполевошпатовых ультраосновных пород на этой диаграмме нанесены по методу А.Н. Заварицкого с дополнениями Н.Д. Соболева в виде направленных вверх векторов.
Рассматривая на этой диаграмме (рис. 26) положение фигуративных точек и характер векторов, можно отметить следующие петрохимические особенности ультраосновных и основных пород габбро-перидотитовых комплексов Центрального Казахстана. В нижней части диаграммы располагается большая группа фигуративных точек и векторов» соответствующих составам существенно оливиновых пород — дунитов и перидотитов. В химизме пород здесь наглядно видны те особенности их петрографического состава, которые были отмечены в предыдущем разделе. Наиболее многочисленный и густой рой образуют векторы, длина и направление которых определяют типичный состав гарцбургитов. Длинные и круто направленные вверх векторы указывают на значительное преобладание в гарцбургитах оливина над ромбическим пироксеном при ничтожном содержании или отсутствии моноклинного пироксена. Несколько выше располагается пучок менее многочисленных векторов, имеющих несколько меньшую длину и больший наклон вправо, что указывает на уменьшение в составе пород роли оливина и появление моноклинного пироксена, т. е. на их лерцолитовый состав.
Довольно резко на диаграмме (в верхней части ультрабазитов) выделяются единичные анализы верлитов, укороченные и круто направленные вверх, векторы которых отчетливо отображают преобладание в составе породы моноклинного пироксена над оливином при ничтожном содержании ромбического пироксена. Наконец, наиболее верхнее положение в этой группе занимают почти горизонтальные векторы пироксенитов (короткий — вебстерит, длинный — энстатитит). Пунктирные векторы левой части диаграммы отображают степень серпентинизации ультраосновных пород. Здесь видно, что все анализированные породы по-существу представляют собой серпентиниты; только немногие из них оказываются слабо серпентинизированными. При этом также видно, что степень серпеитинизации убывает по мере уменьшения основности породы (от гарцбургитов и лерцолитов к верлитам и пироксенитам).
Анализы пород группы габбро, пространственно и генетически тесно связанных с ультрабазитами, пересчитаны целиком по методу А.Н. Заварицкого, так как в силу особенностей химизма габброидов дополнительные параметры Н.Д. Соболева (х, у, z и h) здесь теряют свое значение и наглядность.
Как видно на диаграмме, составы габброидов характеризуются обособленной группой фигуративных точек, значительно более удаленных от осевой линии SB, чем точки ультрабазитов, что отмечает большее значение коэффициентов а и с, связанное с наличием в породах полевых шпатов. Химический состав габброидов, кроме того, больше подвержен колебаниям, чем состав ультраосновных пород, что видно в большем разбросе фигуративных точек. Здесь намечается довольно ясный непрерывный дифференциационный ряд от составов, близких к меланократовому оливиновому габбро, до нормальных габбро, причем по мере уменьшения основности пород увеличивается содержание в них щелочей (коэффициент «а») при одновременном уменьшении отношения а: с, что связано с более кислым составом плагиоклаза в менее меланократовых разностях габброидов. Характерно при этом, что даже наиболее кислые разности габброидов не достигают состава кварцевого габбро.
Спектральные (полуколичественные) анализы ультраосновных и основных пород габбро-перидотитовых комплексов устанавливают в них значительно более ограниченный набор элементов-примесей по сравнению с породами интрузивных комплексов платформенного типа. Постоянными («сквозными») элементами-примесями во всех габбро-перидотитовых комплексах являются: Na, К, Mn, Ti, V, Cr, Ni, Co и Cu. В единичных пробах ультрабазитов были отмечены Ba, Sr, Sc и Y; в габбро постоянно наблюдается галлий и отмечаются повышенные содержания титана и ванадия, тогда как в группе ультраосновных пород обращает на себя внимание резко пониженное против кларка содержание этих элементов или даже отсутствие их. Общими для всех разновидностей пород габбро-перидотитовых комплексов являются постоянно пониженные против кларковых содержания натрия, калия и мар-ганца и в большинстве случаев повышенные содержания никеля. Содержания остальных элементов в среднем или остаются в пределах кларка для данного типа пород, или колебания их не подчиняются каким-либо закономерностям.
Для петрохимической характеристики натровых гранитоидов малых интрузий мы используем опубликованные нами ранее 18 химических анализов этих пород из четырех габбро-перидотитовых комплексов Центрального Казахстана: чу-балхашского, итмурундинского, чулькызыл-тюлькуламского и тектурмасского. Результаты этих анализов, пересчитанные на числовые характеристики и дополнительные параметры по А.Н. Заварицкому, нанесены на барицентрическую векторную диаграмму химических составов (рис. 27), из рассмотрения которой можно вывести следующие основные особенности химизма этих пород:
а) по своей кислотности породы соответствуют составам гранит-гранодиорит-кварцевого диорита, т.е. они относятся к пересыщенным кремнеземом и умеренно богатым щелочами породам. Исключение составляют лишь три анализа кварцевого диорита (1, 6, 17) и один анализ габбро-диорита, представляющие, видимо, гибридные контаминированные образования;
б) в правой части диаграммы фигуративные точки почти всех анализов значительно отклоняются влево от вариационной линии нормального известково-щелочного ряда гранит-гранодиорит-кварцевый диорит (за исключением трех анализов альбитизированных пород №№ б, 10, И), а в левой части — вправо. Кроме того, векторы левой половины диаграммы имеют более крутой наклон, чем соответствующие векторы средних составов пород известково-щелочного ряда. Все это указывает на то, что при общей обеднснности щелочами, по сравнению с соответствующими им по кислотности средними составами гранитов, гранодиоритов и кварцевых диоритов, наши породы характеризуются более низким отношением — (за счет пониженного содержания полевошпатовой извести), т. е. более кислым составом плагиоклаза при резком преобладании натрия над калием;
в) в то же время рассматриваемые породы по сравнению с нормальными диоритами, кварцевыми диоритами и гранодиоритами отличаются меньшими значениями коэффициента «b» (т. е. более лейкократовым характером) при соответственно повышенном содержании кремнекислоты.
Указанные особенности химического состава, как можно видеть на векторной диаграмме (см. рис. 27), являются общими для всей рассматриваемой серии пород и характеризуют ее в целом как обособленную в петрохимическом отношении группу существенно натровых гранитоидов, довольно значительно отличающуюся от средних типов пород нормального известково-щелочного ряда.
Обработка данных спектральных анализов гранитоидных порол малых интрузий показала, что рассматриваемые породы характеризуются постоянным и своеобразным набором элементов-примесей, что и определяет их некоторые геохимические особенности. Bcs они отличаются резко повышенными (против Марковых для кислых изверженных пород) содержаниями таких типоморфных элементов ультрабазитов, как Cr, Ni, Co, Cu, а также часто Ti и V. Повсеместно в них наблюдается содержание Ga, в несколько раз превышающее кларк этого элемента для гранитов. Довольно характерными элементами-примесями для этих гранитоидов является бериллии и цирконий, часто присутствующие в количествах, несколько больших кларка. Следует отметить также постоянное пониженное содержание в них таких породообразующих элементов, как калий и марганец, а также пониженное содержание или отсутствие свинца, иттрия, стронция и бария.