Помощь студентам в учебе
ПЕТРОЛОГИЯ УЛЬТРАМАФИТОВ ВЕРХНЕКИНГАШСКОГО МАССИВА (Северо-запад Восточного Саяна)
|
РЕФЕРАТ 3
ВВЕДЕНИЕ 7
Общая часть
1. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА 11
1.1 Стратиграфия 12
1.2 Магматизм 17
1.3 Тектоника 18
1.4 История геологического развития .................. 19
1.5 Полезные ископаемые 19
Специальная часть
2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ КАНСКОГО БЛОКА И ИДАРСКОГО ТЕРРЕЙНА 22
3. ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРОД . 25
3.1 Породы правобережья Верхнекннгашского массива
3.1.1 Амфиболиты
3.1.2 Лерцолиты
3.1.3 Гранито-гнейсы
3.1.4 Серпентиниты
3.2 Породы леЕообережья Верхнекингатпского массива............ 29
3.2.1 Гарцбургиты 29
3.2.2 Амфиболиты 30
3.2.3 Серпентиниты......... 31
4. ОСОБЕННОСТИ МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА... 33
5. ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ 37
6. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ 40
7. ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ 45
8 ПЕТРОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ВЫВОДЫ 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 55
ВВЕДЕНИЕ 7
Общая часть
1. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА 11
1.1 Стратиграфия 12
1.2 Магматизм 17
1.3 Тектоника 18
1.4 История геологического развития .................. 19
1.5 Полезные ископаемые 19
Специальная часть
2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ КАНСКОГО БЛОКА И ИДАРСКОГО ТЕРРЕЙНА 22
3. ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРОД . 25
3.1 Породы правобережья Верхнекннгашского массива
3.1.1 Амфиболиты
3.1.2 Лерцолиты
3.1.3 Гранито-гнейсы
3.1.4 Серпентиниты
3.2 Породы леЕообережья Верхнекингатпского массива............ 29
3.2.1 Гарцбургиты 29
3.2.2 Амфиболиты 30
3.2.3 Серпентиниты......... 31
4. ОСОБЕННОСТИ МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА... 33
5. ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ 37
6. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ 40
7. ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ 45
8 ПЕТРОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ВЫВОДЫ 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 55
Данная магистерская диссертация написана по материалам, предоставленным научным руководителем И.Ф. Гертнером.
Актуальность работы. Канский и Идарский зеленокаменные пояса являются одними из важных структурных элементов Канской глыбы в Восточном Саяне (Красноярский край, Восточная Сибирь). В строении данных поясов диагностируются аллохтиниризованные тела и интрузии разной формационной принадлежности и генезиса, которые отнесены к кингашскому, идарскому, таланжинскому и кулибинскому комплексам. Например, предполагается наиболее продуктивный на никелиевое сульфидное оруденение кингашский комплекс, для которого разведаны реальные запасы на примере одноименного массива. По мимо никелевого сульфидного оруденения, в данном объекте предполагаются значительные запасы платины, палладия и золота. Пространственное положение Верхнекингашского массива определяется его непосредственной близостью (7-8 км на юг) от, собственно, Кингашского месторождения (Рис.1). Однако петрографический состав данного объекта, в большей степени, соответствует идарскому гипербазитовому комплексу, интерпретируемую в качестве реститовых гипербазитов [16]. Структура данного геологического объекта предполагает наличие двух автономных тел, которые расположены на правом и левом берегах в верховьях реки Кингаш. Согласно результатам геологической съемки они представляют собой единое геологическое тело, разделенное тектоническим нарушением вдоль долины реки Кингаш. Его петрографический состав отвечает, в большей степени, идарскому комплексу, что позволяет провести более детальные исследования в области вещественного состава пород и оценки их вероятного формационного статуса.
Объектом исследования являются ультрамафиты Верхнекингашского массива. Предмет исследования - петрология ультрамафитов Верхнекингашского массива и анализ их вещественного состава.
Цель исследования - Детальная петрографическая диагностика горных пород правого и левого берега Верхнекингашского массива, оценка генезиса и формационного статуса данных горнопородных ассоциаций.
Задачи поставленные для достижения цели:
1) Провести петрографическую диагностику основных разновидностей горных пород
2) Провести анализ химического состава основных породообразующих минералов
3) Провести геохимическую аттестацию горных пород
4) Реконструировать геодинамические условия образования пород
Рисунок 1 - Расположение Кингашского рудного района в региональной
геологической структуре: 1 - плита Сибирской платформы; 2 - перикратонные прогибы;
3 - выступы докембрийского фундамента (глыбы): Канская (1) и Бирюсинская (2); 4 -
раннепротерозойская Дербинская складчатая система; 5 - Салаирские складчатые
системы Алтае-Саянской области; 6 - наложенные структуры палеозойской, мезозойской и кайнозойской активизации; 7 - глубинные разломы; 8 - Кингашский рудный район; 9 - Кингашское месторождение и Верхнекингашское рудопроявление[14].
Научная новизна работы: в ходе выполнения данной работы автором впервые были изучены петрохимические и геохимические особенности, а также особенности минералогического состава пород Верхнекингашского массива в сравнении с породами кингашского и идарского комплексов, а также с породами Кингашского, Йоко- Довыренского и Оспинского массивов. Также впервые были реконструированы геодинамические условия образования ультрамафитов и мафитов Верхнекингашского массива.
Защищаемые положения:
1. Петрографический состав ультрамафитов Вернекингашского массива как левобережной, так правобережной части отражает особенности набора главных типов пород, характерных как для Кингашского массива, так и образований идарского комплекса, в составе которых фиксируются дуниты и метабазиты. В отличие от кингашского комплекса, здесь получили преимущественное развитие гацбургиты, что предполагает их связь с идарскими реститовыми гипербазитами. Однако присутствие плагиоклаза и клинопироксена в их составе позволяет говорить о магматической природе данных образований, близких к продуктам бонинитовых магм.
2. Геохимические особенности фрагментов ультрамафитов право - и левобережья верховьев р. Кингаш позволяют допускать автономность их происхождения.
В данном случае предполагается тектоническое совмещение структур из разных фрагментов древнего океанического бассейна.
Практическая значимость: установлена геодинамическая обстановка формирования пород массива, а также обоснован автономное происхождение пород лево и правобережной частей массива.
Практическая апробация результатов работы: Апробация работы была осуществлена в виде одной статьи, «Петрография Верхнекингашского массива», представленной на Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Геология в развивающемся мире» (г. Пермь). Публикация материалов планируется в сентябре 2020 года.
Фактический материал. Основной материал для работы представлял собой образцы, которые были отобраны в процессе экспедиционных работ НИЛ структурной петрологии и минерагении ГГФ в 1995 году, а также результаты их лабораторных исследований, проведенные в последние годы. Всего было изучено около 50 образцов и, соответственно, 50 прозрачных шлифов. Петрохимические (23 химических анализов) и геохимические (15 ICP-MS анализов) исследования, которые предполагали сравнение двух фрагментов самого Верхне-Гингашского массива и ряда образцов Кингашского и
Оспинского массивов в качестве эталонов магматического и реститового происхождения данного региона, а также Йоко-Довыренского расслоенного плутона.
Изучение шлифов производилось на поляризационном микроскопе AxioScope-40 фирмы Carl Zeiss на кафедре петрографии ТГУ. Вещественный состав породообразующих минералов определялся специалистами ЦКП «Аналитический центр геохимии природных систем» при ТГУ микрорентгеноспектральным анализом, выполненным с помощью растрового электронного микроскопа «VEGA II LMU»
В ходе выполнения работы было задействовано следующее программное обеспечение: CorelDRAW, MS Excel, STATISTICA.
Автор выражает особую благодарность за помощь в написании данной магистерской диссертации своему научному руководителю доценту Гертнеру Игорю Федоровичу, а также всем консультантам.
Актуальность работы. Канский и Идарский зеленокаменные пояса являются одними из важных структурных элементов Канской глыбы в Восточном Саяне (Красноярский край, Восточная Сибирь). В строении данных поясов диагностируются аллохтиниризованные тела и интрузии разной формационной принадлежности и генезиса, которые отнесены к кингашскому, идарскому, таланжинскому и кулибинскому комплексам. Например, предполагается наиболее продуктивный на никелиевое сульфидное оруденение кингашский комплекс, для которого разведаны реальные запасы на примере одноименного массива. По мимо никелевого сульфидного оруденения, в данном объекте предполагаются значительные запасы платины, палладия и золота. Пространственное положение Верхнекингашского массива определяется его непосредственной близостью (7-8 км на юг) от, собственно, Кингашского месторождения (Рис.1). Однако петрографический состав данного объекта, в большей степени, соответствует идарскому гипербазитовому комплексу, интерпретируемую в качестве реститовых гипербазитов [16]. Структура данного геологического объекта предполагает наличие двух автономных тел, которые расположены на правом и левом берегах в верховьях реки Кингаш. Согласно результатам геологической съемки они представляют собой единое геологическое тело, разделенное тектоническим нарушением вдоль долины реки Кингаш. Его петрографический состав отвечает, в большей степени, идарскому комплексу, что позволяет провести более детальные исследования в области вещественного состава пород и оценки их вероятного формационного статуса.
Объектом исследования являются ультрамафиты Верхнекингашского массива. Предмет исследования - петрология ультрамафитов Верхнекингашского массива и анализ их вещественного состава.
Цель исследования - Детальная петрографическая диагностика горных пород правого и левого берега Верхнекингашского массива, оценка генезиса и формационного статуса данных горнопородных ассоциаций.
Задачи поставленные для достижения цели:
1) Провести петрографическую диагностику основных разновидностей горных пород
2) Провести анализ химического состава основных породообразующих минералов
3) Провести геохимическую аттестацию горных пород
4) Реконструировать геодинамические условия образования пород
Рисунок 1 - Расположение Кингашского рудного района в региональной
геологической структуре: 1 - плита Сибирской платформы; 2 - перикратонные прогибы;
3 - выступы докембрийского фундамента (глыбы): Канская (1) и Бирюсинская (2); 4 -
раннепротерозойская Дербинская складчатая система; 5 - Салаирские складчатые
системы Алтае-Саянской области; 6 - наложенные структуры палеозойской, мезозойской и кайнозойской активизации; 7 - глубинные разломы; 8 - Кингашский рудный район; 9 - Кингашское месторождение и Верхнекингашское рудопроявление[14].
Научная новизна работы: в ходе выполнения данной работы автором впервые были изучены петрохимические и геохимические особенности, а также особенности минералогического состава пород Верхнекингашского массива в сравнении с породами кингашского и идарского комплексов, а также с породами Кингашского, Йоко- Довыренского и Оспинского массивов. Также впервые были реконструированы геодинамические условия образования ультрамафитов и мафитов Верхнекингашского массива.
Защищаемые положения:
1. Петрографический состав ультрамафитов Вернекингашского массива как левобережной, так правобережной части отражает особенности набора главных типов пород, характерных как для Кингашского массива, так и образований идарского комплекса, в составе которых фиксируются дуниты и метабазиты. В отличие от кингашского комплекса, здесь получили преимущественное развитие гацбургиты, что предполагает их связь с идарскими реститовыми гипербазитами. Однако присутствие плагиоклаза и клинопироксена в их составе позволяет говорить о магматической природе данных образований, близких к продуктам бонинитовых магм.
2. Геохимические особенности фрагментов ультрамафитов право - и левобережья верховьев р. Кингаш позволяют допускать автономность их происхождения.
В данном случае предполагается тектоническое совмещение структур из разных фрагментов древнего океанического бассейна.
Практическая значимость: установлена геодинамическая обстановка формирования пород массива, а также обоснован автономное происхождение пород лево и правобережной частей массива.
Практическая апробация результатов работы: Апробация работы была осуществлена в виде одной статьи, «Петрография Верхнекингашского массива», представленной на Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Геология в развивающемся мире» (г. Пермь). Публикация материалов планируется в сентябре 2020 года.
Фактический материал. Основной материал для работы представлял собой образцы, которые были отобраны в процессе экспедиционных работ НИЛ структурной петрологии и минерагении ГГФ в 1995 году, а также результаты их лабораторных исследований, проведенные в последние годы. Всего было изучено около 50 образцов и, соответственно, 50 прозрачных шлифов. Петрохимические (23 химических анализов) и геохимические (15 ICP-MS анализов) исследования, которые предполагали сравнение двух фрагментов самого Верхне-Гингашского массива и ряда образцов Кингашского и
Оспинского массивов в качестве эталонов магматического и реститового происхождения данного региона, а также Йоко-Довыренского расслоенного плутона.
Изучение шлифов производилось на поляризационном микроскопе AxioScope-40 фирмы Carl Zeiss на кафедре петрографии ТГУ. Вещественный состав породообразующих минералов определялся специалистами ЦКП «Аналитический центр геохимии природных систем» при ТГУ микрорентгеноспектральным анализом, выполненным с помощью растрового электронного микроскопа «VEGA II LMU»
В ходе выполнения работы было задействовано следующее программное обеспечение: CorelDRAW, MS Excel, STATISTICA.
Автор выражает особую благодарность за помощь в написании данной магистерской диссертации своему научному руководителю доценту Гертнеру Игорю Федоровичу, а также всем консультантам.
Автором работы, под руководством научного руководителя И.Ф. Гертнера, впервые было проведено комплексное петрологическое исследование пород Верхнекингашского массива. Главное внимание уделялось петрографичеким, петрохимическим и геохимическим особенностям изучаемых пород, а также их сходства и отличия от пород идарского и кингашского коплексов. Много внимания было уделено установке геодинамических условий формирования мафит-ультрамафитов Верхнекингашского массива.
В Верхнекингашском массиве большим распростронением пользуются перидотиты и их серпентинизированные разности, а также амфиболиты и габброиды. Важнейшим отличием лерцолитов правобережья от гарцбургитов левобережья служит наличие плагиоклаза в гарцбургитах.
Минералогические исследования показали, что особенности оливинов (хризолит) лерцолитов соответствуют их магматическому происхождению, по уровню железистости, а также гипабиссальным условиям формирования по уровню CaO. Оливины гарцбургитов соответствуют форстериту и по уровню CaO условия их формирования определяются как глубинные. Также гарцбургиты левобережной части Верхнекингашского массива показывают большую магнезиальность, по отношению к лерцолитам того же массива.
Петрохимический анализ ультрамафитов Верхнекингашского массива показал низкое соотношение MgO/SiO2, чем в перидотитах идарского и кингашского комплексов. Низкое соотношение MgO/SiO2 является характерным для надсубдукционных перидотитов. На построенных диаграммах отмечаются обособленные поля вариативных точек для лерцолитов и гарцбургитов, которые демонстрируют различие петрохимических характеристик как друг от друга, так и от пород идарского и кингашского комплексов.
Геохимический анализ изучамых пород проводился по редкоземельным элементам и редким металлам. На диаграммах РЗЭ породы образуют обособленные тренды. Для лерцолитов характерно высокое содержание РЗЭ, что характерно для пород магматического происхождения. Напротив, в гарцбургитах содержание РЗЭ понижено и варьируется от образца к образцу. Вместе с тем в гарцбургитах наблюдаются положительная и отрицательная аномалия Eu, что указывает на плавление в присутствии воды и фракционирование плагиоклаза.
Для установки геодинамических условий формирования пород были построены двойные и тройные диаграммы, а также спайдер-диаграмма РЗЭ. Двойные и тройные диаграммы показывают тяготение изучаемых пород к полям соответствующим островодужным толеитам и бонинитам. Спайдер-диаграмма отражает сходство геохимических особенностей пород с бонинитами, но также наблюдаются и отличия, что характерно для пород сформировавшихся в островодужной геодинамической обстановке и позволяет отнести породы верхнекингашского массива к продуктам бонинитовых магм и островодужных толеитов.
В ходе работы было установлено, что лево, и правобережная части Верхнекингашского массива имеют автономное происхождение и в последствии были тектонически совмещены при закрытии древнего океана. Также были установлены признаки позволяющие определить геодинамическую обстановку формирования пород, как близкую к островодужной и обстановке формирования бонинитов.
Более детальные и точные исследования требуют дополнительного изучения химического состава и особенностей породообразующих минералов.
В Верхнекингашском массиве большим распростронением пользуются перидотиты и их серпентинизированные разности, а также амфиболиты и габброиды. Важнейшим отличием лерцолитов правобережья от гарцбургитов левобережья служит наличие плагиоклаза в гарцбургитах.
Минералогические исследования показали, что особенности оливинов (хризолит) лерцолитов соответствуют их магматическому происхождению, по уровню железистости, а также гипабиссальным условиям формирования по уровню CaO. Оливины гарцбургитов соответствуют форстериту и по уровню CaO условия их формирования определяются как глубинные. Также гарцбургиты левобережной части Верхнекингашского массива показывают большую магнезиальность, по отношению к лерцолитам того же массива.
Петрохимический анализ ультрамафитов Верхнекингашского массива показал низкое соотношение MgO/SiO2, чем в перидотитах идарского и кингашского комплексов. Низкое соотношение MgO/SiO2 является характерным для надсубдукционных перидотитов. На построенных диаграммах отмечаются обособленные поля вариативных точек для лерцолитов и гарцбургитов, которые демонстрируют различие петрохимических характеристик как друг от друга, так и от пород идарского и кингашского комплексов.
Геохимический анализ изучамых пород проводился по редкоземельным элементам и редким металлам. На диаграммах РЗЭ породы образуют обособленные тренды. Для лерцолитов характерно высокое содержание РЗЭ, что характерно для пород магматического происхождения. Напротив, в гарцбургитах содержание РЗЭ понижено и варьируется от образца к образцу. Вместе с тем в гарцбургитах наблюдаются положительная и отрицательная аномалия Eu, что указывает на плавление в присутствии воды и фракционирование плагиоклаза.
Для установки геодинамических условий формирования пород были построены двойные и тройные диаграммы, а также спайдер-диаграмма РЗЭ. Двойные и тройные диаграммы показывают тяготение изучаемых пород к полям соответствующим островодужным толеитам и бонинитам. Спайдер-диаграмма отражает сходство геохимических особенностей пород с бонинитами, но также наблюдаются и отличия, что характерно для пород сформировавшихся в островодужной геодинамической обстановке и позволяет отнести породы верхнекингашского массива к продуктам бонинитовых магм и островодужных толеитов.
В ходе работы было установлено, что лево, и правобережная части Верхнекингашского массива имеют автономное происхождение и в последствии были тектонически совмещены при закрытии древнего океана. Также были установлены признаки позволяющие определить геодинамическую обстановку формирования пород, как близкую к островодужной и обстановке формирования бонинитов.
Более детальные и точные исследования требуют дополнительного изучения химического состава и особенностей породообразующих минералов.
