авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |

Вулканогенно-осадочный литогенез в наземной рифтовой зоне исландии

-- [ Страница 5 ] --

Высокотемпературные зоны гидротермального преобразования

Породы, измененные в высокотемпературной зоне, известны в районах активной вулканической деятельности и для многих из них устанавливается связь с роями разрывных нарушений, с кальдерами и крупными вулканическими центрами, включающими средние и кислые вулканиты. Для этих районов характерно большое количество даек и других малых интрузий, остывающих на верхних уровнях земной коры.

На поверхности земли зоны высокотемпературного преобразования вскрываются в разрезах эродированных вулканов. В ядрах таких построек развита зона пропилитизации, окаймлённая по периферии полосой интенсивной кальцитизации. Эпидот наиболее характерный минерал этой зоны. Он обычно заполняет полностью или частично газовые полости в лавах, образует каёмки на стенках пустот, позднее заполненных кальцитом. Характерно распространение эпидота и пластинчатых выделений кальцита по узким вертикально ориентированным зонам трещиноватости в толще вулканитов. Здесь же регистрируется гранат, однако его формирование может быть связано с проявлением контактового метаморфизма при внедрении даек [Гептнер, Петрова, 1988]. Внешняя граница высокотемпературной зоны проводится на уровне исчезновения эпидота и появления минеральной ассоциации, включающей кальцит, ломонтит и комплекс других цеолитов.

Преобразование пород в высокотемпературной зоне гидротермального изменения рассматривается на примере вулкана Крабла в северном и геотермальной зоны Рейкьянес в юго-западном секторах современной рифтовой зоны.

Высокотемпературная зона вулкана Крабла располагается в пределах крупной кальдеры центрального вулкана Крабла, пересекающейся активным трещинным роем (Armannsson et al, 1987). Геотермальные проявления на поверхности занимают площадь около 15 км2. На глубине 2 км встречены породы с температурой 350°С. Предполагается, что магматическая камера в районе корней кальдеры располагается на глубине 38 км.

Изученный по скважинам разрез состоит из двух основных частей: верхняя его половина мощностью 5001000 м сложена переслаиванием лав и гиалокластитов, а нижняя интрузивными породами. В верхней половине – это в основном базальты, реже кислые породы (гранофир), а в нижней части разреза вскрыты габбро. Субпараллельно ориентированные границы зон вторичной минерализации, вскрытые в скважинах на разных уровнях, секут стратифицированные, горизонтально залегающие толщи базальтов и гиалокластитов. Сопоставляя зафиксированные в скважинах температуры и минеральные ассоциации видно, что зоны вторичной минерализации не всегда соответствуют распространению современных температур. В пределах активно живущего роя трещин проницаемость пород и пути миграции горячих вод меняются достаточно быстро. С этим связано сосуществование минералов, формирующихся в разных температурных зонах.

Геотермальная зона Рейкьянес, преобразование пород нагретыми морскими рассолами. Здесь скважины вскрыли разрез, верхние 1000 м которого состоят в основном из гиалокластитов, а лавы составляют только одну треть. В нижней части разреза лавы составляют 80% разреза. Здесь установлена сходная с другими районами Исландии вертикальная зональность гидротермального метаморфизма [Tomason, Kristmannsdottir, 1972]. Сверху вниз по разрезу выделены следующие зоны изменения: (1) смектит-цеолит-кальцитовая; (2) смешанослойных минералов и (3) хлорит-эпидотовая. Эти зоны не всегда устанавливаются чётко, минералы, типичные для высокотемпературной зоны, встречены в верхней низкотемпературной смектит-цеолит-кальцитовой зоне. Основными компонентами (по степени распространения и интенсивности развития) гидротермально изменённых пород на разбуренной территории являются глинистые минералы. Содержание их в вулканокластитах и вулканогенно-осадочных породах достигает 7090%, а в лавах 3040%. Главными представителями слоистых силикатов являются смектит, хлорит и смешанослойные минералы хлорит-смектитового состава. Смектиты располагаются в самой верхней части разреза, в породах с температурой ниже 200°С. В нижней, наиболее сильно прогретой части разреза преобладают хлориты. Промежуточная зона неупорядоченно смешанослойных смектит-хлоритовых минералов приурочена к горизонтам с температурами 200270°С. Помимо глинистых минералов в рассматриваемом разрезе установлены: ангидрит, цеолиты, опал, кварц, кальцит, пренит, эпидот, альбит, калиевый полевой шпат, пирит, гидроксиды железа, амфиболы, сфен [Гептнер и др., 1987, Tomason, Kristmannsdottir, 1972]. Зона распространения цеолитов в зависимости от температуры прогрева в разных скважинах располагается на различной глубине, на уровне 230°С цеолиты исчезают. Цеолиты представлены морденитом, стильбитом, мезолитом, анальцимом. Опал и халцедон встречаются в самых верхних частях разреза и ниже замещаются кварцем, который распространяется до самых глубоких (до 1750 м) уровней, пройденных скважинами. Температура опал-кварцевой границы располагается около 100°С. Кальцит отмечен во всех изменённых породах, максимальное количество его приурочено к верхним 500700 м разреза.

Пренит впервые появляется в зоне промежуточной от цеолитовой к эпидотовой и встречается до максимальных разбуренных глубин. Распределение эпидота контролируется температурой, а на его рост влияет проницаемость пород. Начальная стадия альбитизации плагиоклаза встречена на различных уровнях разреза. Постоянными компонентами изменённых пород являются пирит и гидроксиды железа

Преобразование базальтов и гиалокластитов п-ова Рейкьянес происходило в результате многократного промывания погружающихся толщ нагретыми морскими водами. Широкое развитие в гиалокластитах метасоматических и синтезированных из раствора минералов указывает на активное перераспределение основных петрогенных компонентов в процессе гидротермального преобразования пород. Слабо подвижным в хлорит-эпидотовой зоне изменения остаётся титан. Здесь этот элемент обнаружен в составе сфена, концентрирующегося в межзерновом и поровом пространстве гиалокластитов, а количество титана по породе в целом совпадает с данными для свежих базальтов. В зоне более низких температур большая часть выделений сфена не выходит за пределы фрагментов изменённого стекла.


Низкотемпературные зоны гидротермального преобразования

Цеолиты в базальтах Исландии развиты чрезвычайно широко. Это один из главных и характерных компонентов низкотемпературной зоны регионального гидротермального изменения, охватывающий мощные толщи пород разного возраста. В базальтовых толщах наиболее широко распространены кальциевые и кальций-натриевые цеолиты (шабазит, томсонит, мезолит, сколецит, стильбит, гейландит, ломонтит). Часто встречаются натриевые типы цеолитов (анальцим, натролит), реже содержащие калий (филлипсит). Зональность в измененных породах, выявлена при изучении распространения цеолитов в мощных разрезах плиоцен-миоценовых базальтовых толщ (Kristmannsdottir, 1975, Saemundsson et al., 1980, Mehegan et al., 1982 и др.). Смена в разрезе одной ассоциации цеолитов другой объясняется изменением геотермического градиента при погружении мощных толщ платобазальтов. Приблизительные температурные интервалы формирования различных типов цеолитов установлены на основе сопоставления с современными температурными интервалами гидротермальной деятельности (см. таблицу).

По данным, полученным при бурении в Рейдарфьорде (платобазальты Восточной Исландии) ниже уровня моря в верхних 500 м вскрытого разреза в цеолитовой ассоциации установлены: ломонтит, гейландит, эпистильбит, стильбит, морденит и вайракит. Хлорит, встреченный в этой части разреза, располагается в виде каёмок на стенках газовых полостей. В тех случаях, когда в составе гидротермальной ассоциации присутствует селадонит, структурные взаимоотношения свидетельствует о его формировании раньше хлорита, кварца и кальцита (вероятно, почти одновременно с смектитами). Ломонтит, постоянный компонент ассоциации вторичных минералов в толще базальтов, появляется с глубины 100 м ниже уровня моря, был прослежен до основания скважины (1900 м). Ниже уровня 1200 м содержание ломонтита в изменённых лавах снижается. Здесь он встречается в составе высокотемпературной ассоциации, включающей хлорит, кварц, кальцит, эпидот пренит, ангидрит и гарнет.

В районе Эйьяфьордура (платобазальты Северной Исландии) по естественным разрезам и глубоким скважинам вскрыта 3,5 км толща наземных лав базальтов, включающих маломощные горизонты тефры и осадков. Самые верхние части базальтовой толщи здесь остаются неизменёнными, без вторичных минералов. Почти в километровой толще базальтов сверху вниз установлены шабазит-томсонитовая и мезолит-сколецитовая зоны цеолитизации, сменяющиеся вниз ломонтитовой зоной [Palmason et al., 1979].

Совместно с цеолитовой ассоциацией в полостях и трещинах разного размера встречаются смектиты, селадонит, кремнистые минералы (опал, халцедон, реже кварц) и кальцит. На уровне цеолитовой ассоциации в породах с наиболее густой системой трещин, в трещинно-дайковых роях, локально распространён кварц-селадонит-кальцитовый комплекс. Выделения селадонита по сравнению с смектитовой минерализацией на разных участках занимают более ранние или более поздние позиции.

В верхней части ломонтитовой зоны, вскрытой глубокими скважина, селадонит встречается совместно с хлоритом, кварцем, эпистильбитом и ломонтитом. Формирование каёмок селадонита, выстилающих стенки газовых полостей, указывает на раннюю стадию их образования по сравнению с более поздней минеральной ассоциацией, упомянутой выше. Совместное нахождение в мощных толщах миоценовых платобазальтов гидротермальных минералов, представляющих разные температурные зоны, позволяет говорить о полицикличном изменении медленно погружающихся толщ.

По способу образования среди вторичных компонентов смектит-цеолитовой зоны различаются метасоматические минералы и минералы, синтезированные из растворов или образовавшиеся при раскристаллизации гелей. Минералы, выпавшие из раствора, располагаются в газовых полостях лав, в трещинках, в межзерновом пространстве вулканокластики и вулканотерригенных пород. Характерны чёткие контакты трещинной минерализации с вмещающей породой и отсутствие или слабое изменение первичных компонентов вмещающих пород. В смектит-цеолитовой зоне первичный состав основных компонентов вулканитов за исключением стекла, оливина и частично плагиоклазов изменён слабо. Стекло в гиалокластитах замещено палагонитом и слоистыми силикатами, по оливину развиты смектиты, в плагиоклазах в основном по трещинкам сформировались опал, цеолиты, кальцит и смектиты, а пироксены не имеют признаков изменения.

Существует предположение, что на состав образующихся цеолитов большое влияние оказывают вмещающие породы (Walker, 1960). Образование высококремнистых цеолитов связывается преимущественно с преобразованием безоливиновых толеитов, а высокоалюминиевых с изменением оливиновых базальтов, отличающихся пониженным содержанием кремнезема. Эта точка зрения не допускает возможность значительной миграции петрогенных элементов с нагретыми подземными водами и предполагает в целом изохимический способ гидротермального изменения базальтов.

Исследование, выполненное автором, указывает на возможность иного варианта формирования региональной цеолитовой минерализации, учитывающего миграцию ряда петрогенных элементов с подземными водами. К такому решению позволило придти рассмотрение положения цеолитовой минерализации, образующей в платобазальтах субгоризонтально расположенные стратиформные зоны. Эти зоны являются секущими по отношению к более ранней региональной смектит-селадонитовой зоне, располагающейся согласно с напластованием лав. Смектит-селадонитовую и цеолитовую зоны пересекает наложенная по трещинно-дайковым роям зона высокотемпературной кремнистой минерализации.

Подробнее соотношение образования зон гидротермальной минерализации и разрывных нарушений рассматривается ниже.

Глава 8. Тектонический контроль формирования минеральных

концентраций

При детальных полевых и лабораторных исследованиях было установить, что интенсивность проявлений и распространение гидротермальной деятельности в зоне рифтогенеза контролируется тектономагматической активностью, в составе которой существенную роль играют процессы формирования разрывных нарушений и протяженных зон проницаемости в трещинно-дайковых роях. Разрывы, протяженные зоны трещиноватости (трещинные рои) и дайки (дайковые рои), характерные элементы структуры Исландии, широко распространены в толще миоцен-плиоценовых платобазальтов и в плейстоценовых вулканогенных отложениях современной рифтовой зоны. Распространение и развитие этих структурных элементов определяет направление и характер движения подземных вод, локализацию, интенсивность и некоторые особенности гидротермальной минерализации.

Прерывистое формирование разрывных нарушений

Разрывы, трещины разного масштаба и парагенетически связанные с ними дайки, изучались в зоне современного рифтогенеза и за пределами этой зоны в плиоцен-миоценовых платобазальтах. Анализ распространения и морфологии разрывов и трещин, а также даек, входящих в состав трещинно-дайковых роёв и их взаимоотношения с вмещающими породами показал, что процесс растяжения, приводящий к формированию этих нарушений, имеет непрерывно-прерывистый характер.

Взаимоотношение даек и вмещающей породы определенно указывает на более раннее по сравнению со временем внедрения расплава формирование брекчий в зоне разлома. Зоны приразломных брекчий особенно часто наблюдаются там, где происходило смещение крупных блоков пород, а в зону брекчирования последовательно внедрилось несколько даек. Дайки, внедрившиеся раньше, испытали сильный стресс и несут следы рассланцевания и брекчирования.

Последовательное прерывистое внедрение расплава в зону растяжения может быть продемонстрировано на примере строения дайкового роя, рассекающего платобазальты в Эйьяфьорде (Северная Исландия). Здесь изучена серия мощных даек сложного строения. Максимальная наблюдавшаяся мощность одной дайки составляет 30 м. Дайки состоят из серии плотно прилегающих пластин разной мощности. Зоны закалки у пластин, составляющих одну мощную дайку, расположены симметрично только с внешней стороны пластины. В центральной части даек иногда видна маломощная зона дробления или порода вмещающих базальтов. Дайки такого типа известны в разных районах распространения миоцен-плиоценовых платобазальтов и могут рассматриваться как свидетельство процесса растяжения и последовательного внедрения расплава в одну дискретно расширяющуюся зону разрыва. Субпараллельные пластины в теле дайки возникли за один период последовательного внедрения расплава в результате разрыва еще пластичной центральной части дайки и внедрения новой порции магмы. Многократное повторение этого процесса привело к формированию сложно построенных даек. Периодичность внедрения магмы (несколько сот дней) сопоставляется с данными о скорости продвижения магмы и процесса растяжения во время современного рифтинга на севере Исландии в районе кальдеры вулкана Крабла [Gumundsson, 1984].

Элементы последовательного формирования расширяющегося разрыва или трещины не всегда удаётся выявить в породах, не содержащих гидротермальной минерализации. Тончайшие детали, свидетельствующие о дискретном расширении трещин и прерывистом характере их заполнения минералами, можно зафиксировать в породах, испытавших гидротермальную минерализацию.


Региональная гидротермальная активность

Высокотемпературные проявления приурочены к областям рифтогенеза и активного вулканизма. Поля низкотемпературных гидротермальных проявлений в настоящее время известны во многих районах, сложенных плейстоценовыми, плиоценовыми и миоценовыми породами. В зоне трещинно-дайковых роёв на низкотемпературную зону накладывается локальная высокотемпературная минерализация. Это предопределяет возможность существования пород, в которых сочетаются и замещают друг друга продукты гидротермального изменения разной интенсивности и времени проявления.

В низкотемпературной смектит-цеолитовой зоне установлен ряд вариантов последовательности заполнения открытых полостей и трещин в зависимости от интенсивности и длительности поступления в зону минералообразования подземных вод. Ассоциация, состоящая из смектитов, селадонита, цеолитов, кремнистых минералов и кальцита, характеризует минералообразование при миграции подземных вод по относительно длительно существовавшей системе трещин. Значительно чаще гидротермально изменённые базальты в жилах содержат только слоистые силикаты и цеолиты или цеолиты, кальцит и в подчинённом количестве кремнистые минералы. Нередко одна система трещин заполнена только слоистыми силикатами или цеолитами, а рядом другая содержит кремнистые минералы или кальцит. Поликомпонентный состав минералов, заполняющих трещины, вероятно, свидетельствует о смене состава раствора в процессе формирования жильной минерализации. Мономинеральный состав в пределах одной системы трещин предполагает одноактное осаждение из раствора вторичных минералов.

Стратиформные зоны вторичной минерализации

Влияние разрывов и трещин на процесс формирования и размещения вторичных минералов в региональном масштабе может быть продемонстрировано при рассмотрении зон стратиформной минерализации. Эти зоны широко распространены в толще платобазальтов плиоцен-миоценового возраста. В одних случаях они располагаются согласно с напластованием пород, в других секут толщи моноклинально залегающих платобазальтов.

Формирование стратиформно залегающих зон минерализации первого типа происходило при латеральной циркуляции нагретых подземных вод и постепенном погружении пород в зону более высоких температур. В толщах платобазальтов циркуляция подземных вод осуществлялась главным образом по границам раздела лавовых пластов шлаковые и агломератовые зоны или по пористым прослоям тефры, гиалокластики и вулканотерригенных пород. Особенно отчетливо стратиформное расположение зон гидротермальной минерализации видно при анализе распространения слоистых силикатов и цеолитов.

При картировании зон гидротермальной минерализации в толщах моноклинально залегающих платобазальтов (Восточная Исландия, Брейддалур) установлено, что смектит-селадонитовый комплекс образует протяженные зоны (от нескольких десятков до 100 м мощности), располагающиеся согласно с напластованием лав. Здесь же стратиформно располагающиеся зоны цеолитов секут моноклиналь платобазальтов и зону смектит-селадонитовой минерализации.

Сопоставление условий распространения смектит-селадонитового и цеолитового комплексов указывает на то, что формирование глинистых минералов происходило до формирования моноклинального залегания платобазальтов и отделено от цеолитовой стратиформной минерализации значительным периодом времени,



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.