IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Ксенолит (греч. «чужой камень») - обломок горной породы, захваченный магмой. Ксенолиты характерны для интрузивных тел разного состава. Они являются важнейшими источниками информации о составе недр Земли, так как могут быть доставлены магматическими расплавами с глубин, недоступных для непосредственного изучения, т.е. являются «вестниками глубин». Вынос ксенолитов к земной поверхности осуществляется магматическим расплавом по разломам земной коры или по трубкам взрыва. По ходу движения расплав захватывает обломки вмещающих горных пород и руд с различных глубин. На основе изучения рудных ксенолитов в послерудных дайках профессором ТПУ К.В. Радугиным и аспирантом Е.В. Ярошинским были разработаны методики поиска «слепых» рудных тел на железорудных месторождениях Горной Шории и на полиметаллических месторождениях Забайкалья. Однако наиболее интересны мантийные ксенолиты из базанитовых и кимберлитовых трубок взрыва в связи с их потенциальной алмазоносностью. Оливиновые ксенолиты в андезитах вулкана Авача на Камчатке, очаг которого расположен в мантии на глубине 60 км при мощности коры 17 км, безусловно, являются мантийными («оливиновый пояс» А.Н. Толстого). Щелочные базальты (базаниты) содержат ксенолиты мантийных пород, поднятые с глубин 60-80 км, а в кимберлитах встречаются ксенолиты, принесенные с глубин 100-200 км. Ксенолиты из кимберлитов представляют собой наиболее глубинные горные породы, изученные человеком.

Вулканические трубки являются одним из основных проявлений расплавов на поверхности Земли. В настоящее время в Северо-Минусинской впадине известно более 40 базанитовых трубок, которые размещаются в основном среди верхнедевонских отложений. Исключение составляет трубка Инколь, находящаяся в нижнекаменноугольных отложениях. Возраст трубок Северо-Минусинской котловины составляет 74-79 млн. лет [4]. Первое их описание было дано Я.С. Эдельштейном в 1907 г. В 1930-е годы трубки изучались более детально. В ряде трубок были обнаружены мантийные ксенолиты, содержащие хромдиопсид, магнезиальный оливин и пироп, выявленный в 1959 году Н.А. Охапкиным [3] в трубке Тергешская. А.В. Крюковым [1] было установлено,  что Северо-Минусинские трубки взрыва имеют некоторое сходство с типичными кимберлитовыми трубками по морфологии, механизму образования, минералогическому и химическому составу включений мантийных пород.

Аналогично кимберлитовым, данные базанитовые трубки образуют поля и локализуются вдоль глубинных разломов. Пиропы Северо-Минусинских трубок имеют определенное сходство с пиропами якутских алмазоносных кимберлитов. В связи с этим базанитовые трубки долгое время рассматривались как потенциально алмазоносные, но позднее А.В. Крюков выделил их в особый тип, который назвал «северо-минусинским», т.к., по его мнению, трубки этого типа являются переходными к кимберлитовым, как бы недоразвившимися кимберлитовыми трубками, формирование которых приостановилось на самых ранних стадиях. В 1990-х годах Хакасгеолком выдал лицензию на поиски алмазов в районе трубки Тергешской [2]. Это позволяет говорить о том, что проблема алмазоносности трубок Хакасии до сих пор не закрыта и является достаточно актуальной. В поиски алмазов включились и студенты ТПУ, проходящие учебную геологическую практику в Хакасии. Мой брат Денис Кобелев в 2003 году привез с практики образец базанита с ксенолитами и мелкими бесцветными зернами, похожими на алмазы. Спустя 8 лет мы приняли эту эстафету и в порядке подготовки к учебной практике изучали имеющуюся на кафедре Общей геологии и землеустройства ТПУ коллекцию ксенолитов из базанитовой трубки взрыва Красноозерской, а также шлихи из делювия эруптивных брекчий I фазы и базанитов II фазы на предмет их алмазоносности. Целью данной работы является исследование ксенолитов трубки Красноозерской, определение их состава и принадлежности к определенным структурным этажам.

Красноозерская трубка - типичный пример сдвоенных диатрем, состоящих из главной трубки и сателлита. Обе трубки сложены эруптивными брекчиями 1 фазы и базанитами 2 фазы внедрения. Главное тело представляет собой коническую сопку высотой 110 м и основанием 220×160 м. Острая вершина сопки представляет собой шток базанитов, обладающий радиальной отдельностью. Базаниты насыщены обломками осадочных пород и глубинными ксенолитами. В брекчиях взрыва на долю мантийных ксенолитов приходится лишь 5%, остальной объем занимают ксенолиты вмещающих пород. Возраст трубки Красноозерской 74±3.9 млн. лет [4].

Изученные нами ксенолиты из базанитов и вулканических брекчий взрыва трубки Красноозерской можно разделить на три группы по принадлежности их к породам различных структурных комплексов, имеющихся в этом районе Северо-Минусинской впадины.

I группа - ксенолиты местные, или малоглубинные, принадлежащие породам верхнего, герцинского структурного комплекса (D₁-C₁), выполняющего Северо-Минусинскую впадину и имеющего мощность 4-5 км. Соответственно глубина их выноса от 5 км для вулканитов D₁ до первых метров для окремненных аргиллитов D₃ (рис. 1), непосредственно вмещающих трубку на современном эрозионном срезе.

II группа - ксенолиты среднеглубинные, принадлежащие породам нижнего, салаиро-каледонского, структурного комплекса (R₁-Є₂) и прорывающим их гранитоидным интрузиям (рис. 2). Мощность этого структурного комплекса более 12 км и глубина выноса ксенолитов, соответственно, от 5 до 17 км, но не более 40 км (мощность земной коры).

III группа - ксенолиты глубинные, мантийные, принадлежащие ультраосновным породам (рис. 3), состоящим из оливина, шпинели, хромдиопсида, авгита. Глубина их выноса более 40 км (из мантии).

О том, что обломки изученных нами пород из трубки Красноозерской действительно являются чужеродными по отношению к базанитовому магматическому расплаву, свидетельствуют сложность и разнородность их состава, остроугольность обломков и наличие реликтовых тектоноструктур, не выходящих за пределы обломков.

При изучении шлихов из делювия трубки Красноозерской были выделены монофракции хромдиопсида (рис. 4), шпинели, оливина, авгита, титанавгита, магнетита, ильменита, граната (пироп).

В связи с поисковой направленностью на алмазы особое внимание было уделено диагностике мелких бесцветных водяно-прозрачных, обладающих ярким блеском шарообразных кристаллов кубической сингонии (тетрагонтриоктаэдры), похожих на алмазы или бесцветные кристаллы граната (гроссуляр). Однако при разделении в тяжелой жидкости этот минерал полностью оказался в легкой фракции и был определен как анальцим. Диагностика анальцима подтверждена с помощью рентгеноструктурного анализа в лаборатории ТГУ (25.02.11, V-20kN, I-7mA, Cu-анод, при скорости съемки 4 град/ мин с шагом 1град.), с использованием электронной библиотеки. Таким образом, нами впервые была выявлена ассоциация анальцим-карбонаты, с которой связаны также битумы, образующие тонкие пленки на анальциме (рис. 5) и черные пластичные окатыши с кальцитом. Эта ассоциация минералов связана с более поздним воздействием гидротермальных растворов на породы трубок взрыва. При этом более проницаемые вулканические брекчии претерпели более глубокую гидротермальную проработку в сравнении с плотными базанитами. В них на обломках осадочных горных пород выросли кристаллы анальцима (рис. 6).

         

Литература

1. Крюков А.В., Крюкова З.В.Пиропы из трубки Тергешской // Материалы по геологии и полезным ископаемым Красноярского края. Красноярск. 1962. Вып. 3. С. 131-140.
2. Минерально-сырьевые ресурсы Республики Хакасия. Состояние и перспективы развития / Под ред. А.А. Булатова. - Абакан: Издательская группа «Всем, всем, всем!» - 2008. - 140 с.
3. Охапкин Н.А., Чубугина В.Л. О пиропах и хромдиопсиде в базальтовых трубках Минусинского межгорного прогиба. / ДАН СССР, т. 132, № 2, 1960. С. 12-15.
4. Izokh A.E., Fedoseev G.S., Kutolin V.A. Late Cretaceous intracontinental alkali basaltic magmatism of the Chebaki-Balakhta Basin: The Tergesh Complex. / Guidebook of field excursion B / International Symposium «Large igneous provinces of Asia; Mantle plumes and metallogeny». Novosibirsk, Russia, August 13-16, 2007. - p. 69-82.

Код для цитирования: Скопировать