К адакитовому типу вулканитов (AD) относятся специфические эффузивные породы, преимущественно, андезитового и андези-дацитового состава. К числу таких признаков относятся очень низкие концентрации иттрия (менее 18 г/т), иттербия (менее 1,8 г/т), повышенные содержания ванадия и хрома, высокие нормированные к хондриту отношения лантана к иттербию (более 8-10). Актуальность изучения вулканогенных и субвулканических адакитов обусловлена тем, что с ними связаны различные типы оруденения в Горном Алтае (медно-золото-порфировое, эпигенетическое золото-серебряное и другие). Цель исследования – изучение геохимических особенностей и петрологии эффузивных адакитов р. Байгол.
Геохимия и петрология вулканогенных адакитов саганской свиты
В районе реки Байгол на Алтае среди девонских вулканитов саганской свиты выявлены породы, обнаруживающие близость к адакитам. Они представлены андезитами андезитовыми порфиритами и андези-дацитами, слагающими потоки лав, перемежающихся с пирокластолитамии, лавами андези-базальтов и базальтов. Мощности потоков составляют несколько десятков метров. Местами эти породы слагают палеовулканические постройки и в районе р. Байгол эти ареалы вулканитов нередко образуют кольцевые постройки. В пространственной связи с ними отмечаются проявления медно-молибден-золото-порфирового типа, ассоциирующие с эпигенетическими золото-серебряными и самородной меди проявлениями [1-3].
Андезиты характеризуются обилием интрателлурических вкрапленников андезина (№ 31–38) – 32–45 %, авгита – 5–8 %, редко – ромбического пироксена (1-2 %). Чаще ромбический пироксен замещается агрегатными псевдоморфозами серпентина 6–8 % и магнезита 3–4 %. Микропойкилитовая основная масса состоит из кварца (10 %) с многочисленными микролитовыми вростками плагиоклаза и редкими выделениями пироксена. Кроме них присутствуют хлорит 5–6, клиноцоизит и эпидот 3–4 и рудный минерал 5–6 % (пирит, магнетит).
Андези-дациты, в отличие от андезитов, имеют большее количество кварца в основной ткани породы и меньшее количество темноцветных минералов. Иногда кварц появляется в составе интрателлурической фазы в виде округлых выделений.
Химический состав пород представлен в таблице.
Представительные анализы андезитов и андези-дацитов саганской свиты р. Байгол (оксиды в масс. %, элементы в г/т)
|
Компоненты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
SiO2 |
58,31 |
57,81 |
59,21 |
59,01 |
56,12 |
59,32 |
66,7 |
|
TiO2 |
1,2 |
1,21 |
1,31 |
0,9 |
0,81 |
0,82 |
0,4 |
|
Al2O3 |
16,27 |
19,67 |
16,85 |
17,41 |
17,62 |
16,55 |
15,33 |
|
Fe2O3 |
9,5 |
6,69 |
4,83 |
5,82 |
6,2 |
5,18 |
2,11 |
|
FeO |
0,95 |
1,04 |
3,2 |
1,01 |
1,03 |
0,97 |
1,01 |
|
MnO |
0,09 |
0,06 |
0,08 |
0,11 |
0,09 |
0,15 |
0,16 |
|
MgO |
2,03 |
1,52 |
2,85 |
3,84 |
2,75 |
3,05 |
0,6 |
|
CaO |
1,68 |
1,96 |
1,55 |
1,57 |
3,84 |
4,45 |
1,3 |
|
Na2O |
6,45 |
6,11 |
6,14 |
5,32 |
6,18 |
5,0 |
6,12 |
|
K2O |
1,02 |
1,65 |
0,42 |
1,77 |
1,08 |
1,7 |
1,8 |
|
P2O5 |
0,38 |
0,3 |
0,33 |
0,2 |
0,21 |
0,22 |
0,16 |
|
Cr |
60 |
62 |
59 |
58 |
60 |
57 |
45 |
|
V |
130 |
131 |
126 |
125 |
130 |
127 |
111 |
|
Ni |
39 |
40 |
34 |
33 |
38 |
32 |
21 |
|
Co |
16 |
17 |
17 |
15 |
18 |
16 |
14 |
|
Cu |
131 |
128 |
132 |
135 |
127 |
130 |
95 |
|
Zn |
153 |
143 |
155 |
160 |
140 |
152 |
141 |
|
Sb |
5,1 |
4,0 |
5,0 |
4,5 |
4,1 |
5,0 |
7,5 |
|
Rb |
59 |
70 |
65 |
62 |
60 |
63 |
72 |
|
Ba |
263 |
253 |
265 |
260 |
255 |
262 |
280 |
|
Sr |
159 |
155 |
160 |
152 |
148 |
155 |
175 |
|
Nb |
6,3 |
6,0 |
6,8 |
6,5 |
6,1 |
6,2 |
6,0 |
|
Ta |
0,37 |
0,36 |
0,4 |
0,35 |
0,34 |
0,33 |
0,4 |
|
Zr |
128 |
127 |
130 |
123 |
125 |
124 |
135 |
|
Hf |
3,2 |
3,2 |
3,5 |
3,4 |
3,3 |
3,3 |
3,8 |
|
Y |
12,5 |
10,5 |
14,8 |
16,8 |
12,6 |
11,8 |
10,2 |
|
Th |
3,0 |
2,1 |
1,9 |
1,92 |
2,05 |
2,3 |
2,5 |
|
U |
1,45 |
1,33 |
0,85 |
0,95 |
1,07 |
1,1 |
1,3 |
|
La |
13,5 |
9,3 |
13,8 |
10,5 |
9,4 |
10,6 |
18,8 |
|
Ce |
28,1 |
21,5 |
29,0 |
23,5 |
21,6 |
24,0 |
35,5 |
|
Pr |
3,3 |
2,7 |
3,45 |
3,11 |
2,8 |
3,13 |
4,11 |
|
Nd |
13,7 |
11,5 |
14,0 |
13,3 |
11,8 |
13,5 |
14,8 |
|
Sm |
3,2 |
2,3 |
3,1 |
4,15 |
2,5 |
4,2 |
2,41 |
|
Eu |
0,95 |
0,82 |
1,02 |
1,03 |
0,83 |
0,95 |
0,81 |
|
Gd |
3,3 |
2,9 |
3,0 |
4,1 |
2,72 |
4,0 |
2,2 |
|
Tb |
0,42 |
0,55 |
0,4 |
0,75 |
0,41 |
0,74 |
0,3 |
|
Dy |
2,3 |
2,3 |
2,2 |
3,93 |
2,3 |
3,91 |
1,8 |
|
Ho |
0,56 |
0,43 |
0,45 |
0,76 |
0,44 |
0,75 |
0,35 |
|
Er |
1,5 |
1,32 |
1,23 |
1,8 |
1,33 |
1,75 |
1,11 |
|
Tm |
0,25 |
0,19 |
0,17 |
0,28 |
0,18 |
0,29 |
0,17 |
|
Yb |
1,14 |
1,22 |
1,12 |
1,52 |
1,38 |
1,41 |
1,2 |
|
Lu |
0,25 |
0,22 |
0,2 |
0,23 |
0,19 |
0,2 |
0,2 |
|
ΣREE |
84,97 |
67,75 |
87,94 |
85,76 |
70,48 |
81,23 |
93,96 |
|
Th/U |
2,06 |
1,58 |
2,23 |
2,02 |
1,91 |
2,09 |
1,92 |
|
(La/Yb)N |
7,82 |
5,03 |
8,14 |
4,56 |
4,5 |
4,96 |
10,34 |
|
Sr/Y |
12,7 |
14,7 |
10,8 |
9,0 |
11,7 |
13,1 |
17,1 |
|
Eu/Eu* |
0,94 |
0,98 |
1,02 |
0,76 |
0,98 |
0,71 |
1,07 |
|
Mg# |
0,17 |
0,19 |
0,37 |
0,4 |
0,31 |
0,37 |
0,22 |
Примечание. Значения РЗЭ нормированы по хондриту по [5].1-6 - андезиты, 7 - андези-дацит. Mg#=[Mg/(Mg+Fet)].
Для пород саганской свиты характерны повышенные концентрации циркония, ванадия, хрома, никеля, кобальта и пониженные – Y, Yb, Rb. Колебания суммы редких земель составляют от 67,75 до 93,96. Нормированные к хондриту отношения (La/Yb)N относительно повышенные (от 4,5 до 10,34) и указывают на дифференцированный тип распределения редкоземельных элементов (РЗЭ). Варьирование отношений Eu/Eu* указывает на слабую негативную аномалию Eu (0,71-0,98), или на слабую позитивную аномалию Eu (1,02-1,07) (таблица). Коэффициент Mg# сравнительно низок и варьирует от 0,17 до 0,4, указывая на сравнительно низкую магнезиальность пород.
Отношения Th/U превышают 1 (от 1,58 до 2,23), указывая на то, что проанализированные породы могут рассматриваться не изменёнными наложенными процессами (таблица).
На канонических диаграммах все вулканогенные породы саганской свиты локализуются в поле метаалюминиевых разностей (рис. 1.а), а также железистых и магнезиальных пород (рис. 1, б).
На диаграмме соотношений Sr/Y – Y вулканиты саганской свиты попадают в поле адакитов и лишь один анализ андезитов – в поле перекрытия адакитов и нормальных типичных островодужных вулканических пород (рис. 2).
Рис. 2. Диаграмма Sr/Y – Y по [7] для вулканогенных пород р. Байгол. Условные обозначения как на рис. 1
На большинстве экспериментальных диаграмм все породы саганской свиты попадают или тяготеют к полю плавления амфиболитов и только по соотношениям (Na2O+K2O)/(FeO+MgO+TiO2) - (Na2O+K2O+ FeO+MgO+TiO2) андези-дациты попадают в поле плавления метаграувакк (рис. 3).
По соотношениям A/CNK – SiO2 все фигуративные точки составов пород саганской свиты выстраиваются вдоль тренда известково-щелочных вулканических пород орогенических регионов (рис. 3, d).
На диаграмме соотношений La/Nb – Ce/Y фигуративные точки составов пород тяготеют к обоим трендам – плавления мантии и смешения с материалом коры (рис. 4).
Рис. 3. Экспериментальные диаграммы: (a), (b), (c) – диаграммы композиционных экспериментальных расплавов из плавления фельзических пелитов (мусовитовых сланцев), метаграувакк и амфиболитов для пород саганской свиты; (d) – диаграмма SiO2 – A/CNK) для пород саганской свиты. Тренд известково-щелочного фракционирования вулканических пород орогенных регионов, по [8, 9]. A – Al2O3, CNK – Сумма CaO, Na2O, K2O. Остальные условные те же, что на рис. 1
Рис. 4. Диаграмма соотношений Ce/Y – La/Nb по [6] для породных типов cаганской свиты. Остальные условные те же, что на рис. 1
Интерпретация результатов
Приведенные данные показывают, что среди средне-девонских эффузивов Уймено-Лебедского прогиба Горного Алтая, выявляются адакиты, представленные андезитами и андези-дацитами, показывающими признаки образования за счёт плавления амфиболитов. Эти данные подтверждают основную закономерность генерации интрузивных адакитовых гранитоидов Алтае-Саянской складчатой области [4]. Формирование эффузивных адакитов происходило сложным путём: проявлено плавление мантийного субстрата и смешение с материалом земной коры. Соотношение нормированных к хондриту (La/Yb)N к (Yb)N однозначно указывает на плавление верхнемантийных кварцевых эклогитов и амфиболитов с небольшим содержанием граната (3-5 %) (рис. 5).
Заключение
Таким образом, в девонском этапе развития Горного Алтая получил развитие адакитовый магматизм в эффузивной и субвулканической фазах. Его генерация связана с плавлением мантийного субстрата (кварцевых эклогитов и амфиболитов) и смешение с материалом земной коры. Процессы мантийно-корового взаимодействия при изученных генерации адакитовых сопровождались формированием связанных с ними медно-молибден-золото-порфировых и эпитермальных золото-серебряных типов оруденения.