2014

Ультракалиевые породы нижней части базальтового покрова (Средний Тиман)

Удоратина О.В.¹, Варламов Д.A.²

¹Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия

udoratina@geo.komisc.ru

²Институт экспериментальной минералогии РАН, Черноголовка, Россия

dima@iem.ac.ru

В двух карьерах Вежаю-Ворыквинской группы бокситовых месторождений (Средний Тиман, верховья р. Верхняя Ворыква) в процессе их разработки была вскрыта подошва Верхне-Ворыквинского базальтового покрова и обнаружены необычные высококалиевые породы проблематичного (наиболее вероятно – магматического) генезиса.

В приподошвенной части покрова (обнаженного здесь на всю мощность 10-12 м) обнаружен четко отслеживаемый слой щелочных (высококалиевых) пород, предположительно базальтоидов, мощностью 40-50 см (рис.1), отделенный от вышерасположенных базальтов маломощным 5-10 см прослоем рыхлых дезинтегрированных базальтов. Верхний контакт повсеместно задернован, а нижний прослеживается на большом протяжении и можно наблюдать, как покров налегает на бокситы. В разрезе «Базальтового карьера» данные образования (щелочные «базальты») наблюдаются в секущем по отношению к покровным базальтам дайкообразном теле (обр. 13-5/11).

Порода (С3/10) в подошвенной части покрова светло-коричневого цвета, мелкозернистая, афировая. Под микроскопом наблюдается порфировая структура, вкрапленники сложены тонкими игольчатыми лейстами трудно диагностируемого салического минерала, основная масса представлена микролитами этого же минерала. Согласно микрозондовым исследованиям и данным Рамановской спектроскопии этот минерал – калиевый полевый шпат, погруженный в матрицу стекла. По химическому составу эти породы отличаются от остальных пород покрова. Содержание SiO₂ составляет 53 мас.%, порода умеренно высокотитанистая, высокоглиноземистая, содержание оксида калия достигает 11 мас. %, что позволяет отнести изучаемые породы к щелочным (таблица).

Однако, отсутствие типичных щелочных минералов как салических, так и фемических, в составе породы, возможно, указывает на её интенсивные постмагматические изменения, обусловленные расположением в подошве покрова. На всех диаграммах положение точек состава – аномальное. Содержание РЗЭ относительно высокое. Спектры распределения РЗЭ разительно отличаются от спектров вышележащих базальтов, имеют отрицательный наклон и слабо проявленный отрицательный европиевый минимум. Наблюдается обеднение легкими редкими землями относительно тяжелых. Генезис обнаруженной породы пока неясен.

Породы (С4/10, С4а/10, С5/10) промежуточной зоны между породами подошвенной части и собственно базальтами покрова представлены сыпучим материалом разной окраски, представляющим собой песок, сложенный обломками базальта и минералов, его слагающих. По своему химическому составу они также соответствуют базальтам (табл. 1).

Вышезалегающие базальты (С6/10) – неполнокристаллическая порода темно-серого цвета с зеленоватым оттенком. Текстура массивная, структура порфировая. Вкрапленники представлены клинопироксеном 0.1-0.3 мм (в поперечнике) и плагиоклазом – удлиненной формы, в длину 0.3-0.5 мм, до 1 мм. Под микроскопом наблюдается порфировая структура породы, обусловленная наличием вкрапленников плагиоклаза и пироксена, интерсертальная для основной массы. Вкрапленники плагиоклаза (15-45 об.%) и пироксена (5-30 об.%); матрикс плагиоклаз-пироксеновый, рудный минерал (титаномагнетит (?)), стекло (палагонит). Структуру породы формируют вкрапленники плагиоклаза, располагающиеся как в виде единичных кристаллов, так и образующими скопления, погруженные в микролитовый матрикс, сформированный мелкими лейстами плагиоклаза и близизометричными кристаллами пироксена. Вулканическое стекло составляет 7-30 об.% породы и слагает межзерновые промежутки между кристаллами плагиоклаза и пироксена. Рудный минерал занимает до 10 об.% породы, форма выделений, различна: угловатая, неправильная, часты скелетные формы роста, выделения «елочкой» и другие, размер 0.3–0.5 мм. Рудные минералы (магнетит и ильменит) являются продуктами распада первичного титаномагнетита. Базальты нормально щелочного ряда, содержание кремнезема SiO₂ на уровне 50 мас.%, суммарное содержание Na₂O+K₂O составляет 2 мас.%. Базальты относятся к умеренно низкотитанистым, низкоглиноземистые. На диаграммах разделения известково-щелочных и толеитовых серий точки составов изученных базальтов лежат в поле толеитовых пород. На диаграммах, использованных для реконструкции геодинамических обстановок формирования, составы изученных нами базальтов попадают в разные поля, и, в основном, соответствуют полям развития базальтов континентальных рифтов.

Таблица. Химический (мас.%) состав пород.

Примечание: Химический состав определен методом «мокрой» химии в ИГ Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар).

Покровы базальтов и дайки долеритов рассматриваются в составе канино-тиманского комплекса средне-верхнедевонского возраста (D_2-3). В более ранних работах предшественников в приподошвенной части не было отмечено присутствия высокощелочных базальтов, обнаруженных нами. Высокие содержания калия минералогически подтверждаются наличием исключительно калиевого полевого шпата и калиевого же стекла. Их наличие, а также отсутствие признаков замещения, на наш взгляд не позволяет говорить о калиевом метасоматозе базальтов.

Возможный генезис подобных пород: (1) это первая порция базальтового расплава, обогащенного щелочами, из верхней части магматической камеры; (2) это породы (подошвенной) приконтактовой зоны, где происходит остеклование (обжиг), источник калия – возможно подстилающие породы (бокситы). По разным авторам содержание оксида калия в бокситах Вежаю-Ворыквинского месторождения сильно варьирует, в основном находится на уровне 0.01–0.3 мас. %, но может достигать 5 мас. %.