Введение к работе
Актуальность темы, ria обширных площадях Алтая распространены- вулканогенные толщи дзвона, среди которых выделяется особый петрохимический тип зулкано-плутонической ассоциации, вмещающей магнетит-гематитовоэ оруденение. Эта ассоциация широко развита на территории Холзунско-Белорецкой железорудной зоны, одной из самых продуктивных зон Алтайской железорудной провинции, являющейся сеногной рудной базой местного сырья для металлургических заводов Кузбасса. Актуальность проведенных исследований определяется необходимостью изучения вещественного состава срэднедево-нской ву/іканогенной ассоциации, с которой парагенетически и генетически связывается яелезоорудеяеяие. Решение проблемы связи последнего с кислым, вулканизмом опирается на результаты общетеоретических исследований петрографического, петрохимического и геохимического состава вулканической ассоциации Холзунско-Бело-рецкой зоны Горного Алтая, а также на изучение вопросов ее генезиса.
Цель работы состоит в изучении состава среднедавонсной ассоциации вулканических пород Холзунско-Белорецкой зоны для решения петрогенетических вопросов и выявления связи кислого вулканизма с железоорудененивм. В ходе исследования решались следующие вопросы:
раскрытие особенностей химизма главных типов эффузивов;
выявление генетических связей между различными типами вулканических пород и их субинтрузивных комагматов в аспекте геологической, геохимической и метаморфической эволюции;
решение вопросов петрогенеза и выявление роли железа в салических расплавах;
изучение геолого-петрохимического состава зулкаяогенных т олщ, вмещающих желез ооруденение;
сопоставление петрохимических особенностей вулканических пород, входящих в состав продуктивных и непродуктивных на желе-зооруденение толщ, в пределах Холзунско-Белорецкой зоны, а также сравнение петрохимического состава вулканических ассоциаций различных структурио-формационных зон Алтая.
Основные защищаемые положения. Проведенные исследования позволяют сформулировать следующие основные защищаемые положения:
-
Вариации химического состава вулканических пород средне-девонских вулканогенных толщ Холзунско-Белорецкой зоны, включающих железооруденаяие, обусловлены процессами магматической дифференциации и калиевым или натровым метасоматозом.
-
Своеобразие петрохимического' состава эффузивов среднеде-вонской вулканогенной ассоциации определяется ее коровым происхождением. Генетическое родство риолитов с андезитами, образую-щими самостоятельные поля, объясняется механизмом П0рЦИ0Н_НОГ0 плавления субстрата коры, представленного, в основном, параслан-цами.
-
Разные генетические типы железооруденения связаны с вулканогенными толвдми, отличианцимися по геолого-петрохимическому составу.
Скарновоа оруденение вмещают натровые, высоконатровые толщи, сложенные метавулканитами и метасоматитами по лавам и туфам андезитов, реже риолитов. Состав толщ и оруденение связаны с процессами натрового метасоматоза, который приводит к ремобилизации рудного компонента.
Вулканогенно-осадочное железооруденение, в образовании которого преобладают осадочные процессы, парагенетически связано с высококалиевыми, калиевыми и натрокалиевши толщами. Состав первых определяется характером вулканизма, а также проявлением площадного и локального калиевого метасоматоза. Состав вторых - обусловлен контрастным базальт-риолнтовым вулканизмом.
Вулканогенно-осадочные месторождения, в формировании которых существенную роль играли процессы магматической дифференциации, связаны с толщами, включающими контрастные по составу разрезы, в которых наблюдается перемежаемость эффузивов разной основности, щелочности и келезистости.
Фактический материал, объемы и методы исследований. Фактическую основу работы составляет материал, собранный автором в период полевых работ 1984-1988 гг., в составе тематического отряда СНИИГГиМСа. Изучение вулканогенных отложений выполнено по десяти геолого-петрохимичесшм профилям, пересекающим вкрест простирания всю Холзунско-Белорецкую железорудную зону, что позволило планомерно протести опробование вулканогенных толщ. Вмещающая толща Инского скарнового месторождения изучалась на протяжении ряда лет по снважинам разведочного бурения.
В процессе лабораторной обработки материала просмотрено около IOOO шлифов, проинтерпретировано 300 полных силикатных анализов, 56 количественных спектральных анализов, 13 анализов пламенной фотометрии вулканогенных пород. Кроме того в работе приводятся оригинальные данные 17 представительных образцов на широкий спектр редких и рассеянных элементов, включая редкоземельные и радиоактивные элементы, определение которых выполнено атомно-абсорбционяым и нетронно-активациояным методами. Аналитические данные статистически обработаны.
Автором использованы данные геологосъемочных работ коллектива геологов Западно-Сибирского геологического управления (ю.В. Робертуса, 1972-1984 гг., Н.Н.Лихачева, Л.Я.Доронина, В.В.Миронова, 1976-1979 гг. и др.).
Научная новизна выполненных исследований состоит в следующем.
-
Впервые выявлены особенности среднедевонских эффузивов Холзунско-Белореикой зоны и их субвулканических комагматов на уровне корреляционных связей между породообразующими окислами.
-
Выделен средний уровень содержания редкоземельных элементов и показано их поведение в вулканических породах Холзунско-Белорецкой зоны.
-
На основе оригинальных геохимических данных доказано ко-ровое происхождение вулканической ассоциации. Определено генетическое родство риолитов и андезитов через механизм порционного плавления вещества земной коры. Показана относительная роль субстрата в формировании петрогеохимического состава вулканических пород.
-
Предложена модель эволюции кислого магматического расплава, объясняющая связь железа с салическими вулканитами.
Предшествующие исследователи определили повышенные щелочность и калиевость вулканитов, вмещающих магнетит-гематитовое орудене-ние. Автором работы на новом конкретном материале показаны вариации щелочности в отдельных железорудных районах Холзунско-Бело-рецкой зоны. Выделено 4 геолого-петрохимических типа вулканогенных толщ,включающих эндогенное (скарновое) и вулканогенно-оса-дочное железооруденение. Проведен сравнительный анализ разных структурно-формавдонных зон Алтая, продуктивных и непродуктивных на железооруденение.
Практическая значимость. Изучение вулканогенных толщ с помощью геолого-яетрохимических профилей является оригинальной методикой исследования геологических объектов, совмещающей геологический, петрографический и петрохимический метода. Геолого-пе-' трохимические профили позволили наблвдать вариащш химизма пород в региональном плане и уточнить состав Еулканитов в конкретних геологических разрезах. Полученные данные могут быть использованы при крупномасштабном геологическом картировании. Выявленные геолого-петрохимические типы вулканогенных толщ, вмещакшие желе-зооруденение, могут применяться при оценке потенциальной железо-носности вулканических образований.
Апробация работы. Основные результаты работы вошли в два отчета СНйИГГиМСа. Отдельные вопросы по петрографии и геохимии вулканитов докладывались на Геологических научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов Сибири (1985,1988гг.) в НТО "Горное" в Новосибирске, на конференции 'Теология, геохимия и металлогения", посвященной 100-летию со дня рождения И.К. Баженова (1990 г.) в Томском госуниверситете.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав и заключения. Содержание работы изложено на 137 страницах машинописного текста и сопровождается 52 рисунками, 18 таблицами и списком литературы из 105 наименований.
Работа выполнена под научным руководством доктора геолого-минералогических наук А.П.Кривенко, которому автор благодарен за постоянное внимание и поддержку. Автор признателен доктору геол-минерал. науд Л.И.Шебалину за руководство и помощь в проведении полевых исследований и обработке фактического материала. В процессе выполнения работы автор пользовался консультациями доктора геол.минерал.наув С.С.Долгушина и кандидата геол.-минерал.наук В.И.Иванова, которым автор также признателен.