Сайт Уральской геологической практики МГУ

Перейти к карте объектов
Перейти к главе "Геохимическая характеристика пород Сыростанского и Тургоякского массивов и возможные источники магм"

Сыростанский массив аллохтонных гранитоидов

В ходе маршрута изучаются два ключевых участка: карьер у пос. Хребет в юго-западной части Сыростанского плутона (рис.1) и зона восточного контакта в районе пос. Сыростан (рис.8). Известны также протяженные выходы гранитоидов в железнодорожных выемках, но изучать их затруднительно.

Рис.1. Панорама карьера Хребет (Дешифрирование)
Показать крупнее

В плане Сыростанский плутон немного вытянут в северо-восточном направлении (размеры 11х12 км, площадь 120 км²). Породы массива охватывают широкий спектр составов – от габброидов до лейкогранитов. Вмещающие породы в окрестностях карьера Хребет представлены массивными кварцитами, а в районе с. Сыростан – субвертикально залегающими кварц-хлорит-серицитовыми сланцами и мраморами рифейской уреньгинской свиты. На фоне регионального метаморфизма фации зеленых сланцев (температурный диапазон 350-550°С) экзоконтактовые изменения почти

Рис.2. Фазы внедрения Сыростанского интрузива
Показать крупнее
I - габброиды; II - гранодиориты; IV - дайка пегматитов

незаметны. Морфология западного контакта не установлена. Для восточного контакта типичны многочисленные апофизы мелко-среднезернистых биотитовых гранитов мощностью от 10 см до 5 м и протяженностью в десятки метров. В гранитах присутствуют маломощные (до 5 см) пегматоидные жилы, а на участках непосредственного контакта с вмещающими мраморами развиваются известковые скарноиды, подвергшиеся среднетемпературным эпидот-хлоритовым изменениям. Мощность зон скарнирования достигает 20 см. В 100-200 м вглубь массива в элювио-делювиальных развалах мелкозернистые граниты резко, без постепенного перехода сменяются крупнозернистыми – вероятно, мелкозернистые граниты слагают фазовое тело, приуроченное к контактовой зоне.

В карьере Хребет интрузивные породы весьма разнообразны по структуре и составу. Структурные взаимоотношения, наблюдаемые в стенках карьера и в крупных обломках, позволяют выделить следующие фазы (рис.1):

I. Габброиды – от мелкозернистых с диабазовой структурой до крупно- и гигантозернистых, обычно амфиболизированные. Нередко удается наблюдать существенное изменение размера кристаллов на интервале 5-10 см. Текстура пород разнообразная – массивная, такситовая, гнейсовидная. Темноцветные минералы представлены роговой обманкой и биотитом в переменных соотношениях; вместе они занимают от 40 до 65 % объема породы. Характерно повышенное содержание акцессорного сфена, видимого невооруженным глазом. (показать описание микроструктуры габброидов)

Амфиболизированные габброиды (рис.I) сложены плагиоклазом (20-60 %) и роговой обманкой (40-80 %). Нередко породы содержат биотит (до 20%); акцессорные минералы представлены обильным (до 3 %) сфеном, апатитом и цирконом.

Плагиоклаз (гипидиоморфные кристаллы от десятых долей миллиметра до 3-4 мм) зональный, от андезин-лабрадора An₅₁ в центральных частях зерен до олигоклаза An_20-24 по краям. По данным зондового микроанализа, состав зерен может изменяться весьма нерегулярно (рис.II), что свидетельствует об интенсивном постмагматическом изменении пород. Очевидно, частичная деанортизация плагиоклаза, полная амфиболизация пироксенов и широкое распространение биотита связаны с воздействием флюидов, выделявшихся из гранитоидных расплавов. Амфибол образует гипидиоморфные призматические кристаллы, синевато-зеленые по Ng. По данным микроанализа (Попов и др., 2001), он принадлежит ряду паргасит – роговая обманка, а его железистость [f = 100xFe/(Fe+Mg)] варьирует от 35 до 54. Биотит представлен ксеноморфными выделениями, красновато-бурыми по Ng. Его железистость (42-64) несколько выше, чем у амфибола.

Эпигенетические изменения пород вполне обычны для габброидов: соссюритизация и серицитизация плагиоклаза, хлоритизация железо-магнезиальных минералов, лейкоксенизация сфена, развитие вторичного альбита, мусковита, кварца и эпидота. Обычно новообразованные минералы занимают не более 10 % породы, но встречаются прожилки мощностью до 1 см, полностью выполненные минералами гидротермальной ассоциации, чаще всего кварцем, хлоритом, эпидотом и пиритом. Скрыть

Рис.I. Амфиболизированное и биотитизированное субщелочное габбро первой фазы Сыростанского массива.
Шлиф, без анализатора Рис.II. Фотография габброидов первой фазы Сыростанского массива (электронный микроскоп, отраженные электроны).

Темные участки в зернах плагиоклаза обогащены Na, светлые – Ca. Нормальная магматическая зональность (с ростом Na/Ca от центра зерна к краю) сохранилась лишь фрагментарно, и состав плагиоклаза существенно изменялся на постмагматической стадии.

Габброиды слагают серию тел размером до нескольких десятков метров, рассеченных многочисленными дайками и жилами более поздних фаз (рис.2). В карьере не обнаружены

Рис.3. Угловатые ксенолиты габброидов в гранитоидном матриксе
Показать крупнее

активные интрузивные контакты базитов, за исключением контактов даек микродолеритов и диорит-порфиритов жильной серии. Вместе с тем, наряду с угловатыми ксенолитами габброидов в гранитоидном матриксе (рис.3) нередко встречаются включения округлые, округло-уплощенные, с извилистыми контактами – свидетельство смешения двух расплавов (рис.4).

Крупно- и гигантозернистые габброиды («габбро-пегматиты») обычно слагают жилы и тела неправильной формы (до 80 см) в более мелкозернистых габброидах; контакты тел нерезкие. Почти всегда крупнозернистые породы более лейкократовые, чем вмещающие их породы, и по

Рис.4. Амебовидные ксенолиты габброидов в гранитоидном матриксе
Показать крупнее

составу соответствуют диоритам и габбро-диоритам. Обычны псевдоморфозы биотита по амфиболу. Вероятно, эти образования являются продуктом преобразования габброидов под воздействием гранитных флюидов.

Среди габброидов выделяются участки монцонитов, кварцевых монцонитов и диоритов (показать описание микроструктур пород).

Монцониты – серые, темно-серые, розовато-серые породы массивной, реже такситовой и трахитоидной текстуры, сложенные плагиоклазом (35-50 %), калиевым полевым шпатом – ортоклаз-пертитом или нерешетчатым микроклином (30-35 %), биотитом (15 %), роговой обманкой (10 %), пироксеном (до 10 %). Плагиоклаз состава An_30-50 часто зонален (более основной в ядре, до олигоклаза An_18-20 в краевой части), пироксен – авгит, реже диопсид. Биотит железистый (f = 50). Темноцветные минералы составляют от 15 до 40 % объема породы. Структура породы гипидиоморфнозернистая, участками монцонитовая. Характерно повышенное содержание акцессорных минералов (ильменита, магнетита, сфена и апатита).

Кварцевые монцониты, в отличие от монцонитов, содержат до 15 % кварца и характеризуются отсутствием пироксена.

Монцодиориты – серые, темно-серые, зеленовато-серые породы, средне- мелкозернистые, иногда порфировидные. Состав: калишпат (20-25 %), плагиоклаз (35-40 %), биотит (15 %), авгит (15 %), роговая обманка (до 10 %). Плагиоклаз представлен An_35-55, калиевый полевой шпат – ортоклаз-пертитом или нерешетчатым микроклином. Акцессорные минералы – магнетит, апатит, сфен, циркон. Структура породы гипидиоморфнозернистая.

Диориты и кварцевые диориты – зеленовато-серые, темно-серые породы, равномерно-зернистые, реже порфировидные. Текстура их массивная, гнейсовидная, изредка такситовая. Главные минералы – плагиоклаз An_30-50 (55-60 %), роговая обманка, биотит, реже авгит (вместе до 30-35 %). Авгит обычно обрастает амфиболом или биотитом. В кварцевых диоритах около 5-20 % кварца. Из акцессорных минералов наиболее обычны магнетит, апатит, сфен, реже ильменит, циркон, ортит. Скрыть

II. Гранодиориты и биотитовые граниты – серые среднезернистые породы массивной, такситовой, полосчатой и гнейсовидной текстуры. Содержат многочисленные включения габброидов первой фазы, содержание которых участками достигает 30-35 % общего объема. (показать описание микроструктуры гранодиоритов).

Гранодиориты (рис.III) – равномернозернистые и слабо порфировидные породы, включают плагиоклаз (50-60 %), кварц (20-25 %), биотит и роговую обманку (в переменных соотношениях, вместе от 8 до 30 %), калий-натровый полевой шпат (5-10 %), акцессорные сфен, циркон, ортит и магматический эпидот. Плагиоклаз представлен гипидиоморфными кристаллами (до 4 мм) олигоклаза An_28-15 со слабо проявленной осцилляционной зональностью.

В меланократовых разностях – кварцевых диоритах – центральные части зерен плагиоклаза более кальциевые, до An₄₅, и имеют более отчетливую зональность. Амфибол и биотит по составу практически не отличаются от минералов, входящих в состав габброидов. Магматическая природа некоторых выделений эпидота подтверждается его структурными взаимоотношениями с кристаллами высокотемпературных минералов, а также находками графических агрегатов кварца, плагиоклаза и эпидота (рис.III-в), свидетельствующими об их совместной эвтектической кристаллизации.

Эпигенетические изменения пород вполне обычны для гранитоидов: соссюритизация и серицитизация плагиоклаза, хлоритизация железо-магнезиальных минералов, лейкоксенизация сфена, развитие вторичного альбита, мусковита, кварца и эпидота. Обычно новообразованные минералы занимают не более 10 % породы, но встречаются прожилки мощностью до 1 см, полностью выполненные минералами гидротермальной ассоциации, чаще всего кварцем, хлоритом, эпидотом и пиритом. Скрыть

Рис.III. Среднезернистый гранодиорит второй фазы Сыростанского массива.
Шлиф: а – без анализатора, б – с анализатором; в - графические срастания кварца, эпидота и плагиоклаза (электронный микроскоп, отраженные электроны).

Ориентировка включений и полосчатости указывает на субвертикальное движение расплава (и, соответственно, на субвертикальное положение контакта массива). Нередко встречаются следы ассимиляции базитового вещества гранитоидным расплавом: вариации содержания темноцветных минералов, нечеткие границы включений, «теневые» ксенолиты. Происхождение гнейсовидности и полосчатости гранодиоритов, очевидно, связано с процессами смешения магм контрастного состава при их совместном движении (рис.5).

Рис.5. Гнейсовидность и полосчатость в гранодиоритах
Показать крупнее

Породы двух первых разновидностей слагают не менее 95 % объема вскрытой карьером юго-западной части Сыростанского массива.

III (и далее). Дайки различного состава – от ультракислого (аплиты) до средне-основного (диорит-порфириты) и основного (микродолериты) (показать описание микроструктуры пород).

Жильные граниты (рис.IV) – как правило, мелкозернистые, сложены кварцем (25-35 %), кислым плагиоклазом (30-40 %), микроклином и микроклин-пертитом (15-25 %), биотитом (1-5 %). Акцессорные минералы те же, что в гранодиоритах, но присутствуют в меньших количествах. Калий-натровый полевой шпат иногда образует порфировидные выделения (порфиробласты ?) до 1 см, с мелкими включениями остальных минералов.

Во всех кислых породах нередко встречаются мирмекиты (рис.V) – тонкие срастания кварца с альбитом, формирующиеся на глубинах свыше 1 км на заключительных стадиях магматической кристаллизации (Попов, 2000).

Эпигенетические изменения пород вполне обычны для габброидов и гранитоидов: соссюритизация и серицитизация плагиоклаза, хлоритизация железо-магнезиальных минералов, лейкоксенизация сфена, развитие вторичного альбита, мусковита, кварца и эпидота. Обычно новообразованные минералы занимают не более 10 % породы, но встречаются прожилки мощностью до 1 см, полностью выполненные минералами гидротермальной ассоциации, чаще всего кварцем, хлоритом, эпидотом и пиритом. Скрыть

Рис.IV. Биотитовый гранит третьей фазы Сыростанского массива.
Шлиф, с анализатором Рис.V. Мирмекитовые срастания кварца и альбита в биотитовых гранитах третьей фазы Сыростанского массива.
Шлиф, с анализатором

Мощность от первых сантиметров до первых метров. Выделяется несколько генераций даек (рис.6). Наиболее ранние отличаются невыдержанной мощностью, неровными контактами и отсутствием зон закалки, что, по-видимому, объясняется внедрением расплава в вязкий, не полностью раскристаллизованный субстрат. Более поздние тела имеют

Рис.6. Образования жильной серии (три генерации), секущие гранодиориты и габброиды ранних фаз
Показать крупнее

резкие ровные контакты и, по-видимому, заполняют контракционные прототектонические трещины (преимущественно диагональные и субгоризонтальные, D- и Q-систем).

Нередко эти дайки ветвятся, одновременно следуя нескольким системам трещин. Наиболее молодые дайки микродолеритов и диорит-порфиритов характеризуются максимальной выдержанностью мощности и простирания и четко выраженными зонами эндоконтактовой закалки. В отличие от остальных жильных образований, они секут пегматоидные тела, что указывает на существенный отрыв во времени от образования большей части массива.

Вопрос о механизме становления Сыростанского массива в настоящее время продолжает дискутироваться. По мнению Е.Н. Граменицкого (1990), массив является результатом метамагматического замещения толщи амфиболитов. В.С. Попов с соавторами (2001) указывают на преобладание кварцитов во вмещающей массив толще и на реликты первично-магматических восточного контакта плутона, вторая точка зрения выглядит намного предпочтительнее.

В.С. Попов с соавторами (2001) выделяют пять интрузивных ритмов, каждый из которых включает близодновременно внедрившиеся основные и кислые образования, а также

Рис.7. Включение крупнозернистых габброидов в мелкозернистых (Показать крупнее)
Включение может являться свидетельством присутствия еще одной, более ранней, фазы внедрения в пределах Сыростанского массива, либо же быть привнесенным внедряющейся магмой с глубины, где скорость кристаллизации позволяет образовывать более крупные кристаллы

продукты их смешения. Различия в составе пород различных ритмов незначительны, и для некоторых ритмов роль ведущего диагностического признака отводится текстурным особенностям пород (гнейсовидности). Вместе с тем, нельзя исключить, что в синхронно формирующейся группе фазовых тел в зависимости от локальных условий могут проявляться разные текстуры. Кроме того, внедрение гранитоидной магмы непосредственно вслед за

Рис.8. Антиклинальная складка в метаморфитах вмещающей Уреньгинской толщи
(Показать крупнее)

становлением габбрового интрузива (до окончания кристаллизации последнего) должно привести к тому, что в кислом матриксе будут присутствовать как угловатые обломки габброидов, так и застывшая эмульсия базитового расплава, и этот факт можно ошибочно интерпретировать как результат двухфазного внедрения габброидов (до гранитоидов и синхронно с ними). Отсутствие секущих контактов габброидов по отношению к гранитоидам (за исключением самых поздних даек) дает основания для построения альтернативной модели формирования массива, предполагающей последовательное, но близкое во времени внедрение двух главных фаз – габброидов и гранодиоритов (с широкими проявлениями гибридизма), за которыми последовало становление жильной серии, включающей: 1) дайки и жилы биотитовых гранитов и лейкогранитов, 2) дайки и жилы аплитов и пегматитов, 3) дайки диорит-порфиритов и микродолеритов.

Перейти к карте объектов

Перейти к главе "Геохимическая характеристика пород Сыростанского и Тургоякского массивов и возможные источники магм"


Рис.III. Среднезернистый гранодиорит второй фазы Сыростанского массива. Шлиф: а – без анализатора, б – с анализатором; в - графические срастания кварца, эпидота и плагиоклаза (электронный микроскоп, отраженные электроны).


Рис.IV. Биотитовый гранит третьей фазы Сыростанского массива. Шлиф, с анализатором	Рис.V. Мирмекитовые срастания кварца и альбита в биотитовых гранитах третьей фазы Сыростанского массива. Шлиф, с анализатором