книги из ГПНТБ / Шарфман, В. С. Структуры кислых вулканитов

В. С. Шарфман, Р. И. Костина

СТРУКТУРЫ

кислых

ВУЛКАНИТОВ

ИЗДАТЕЛЬСТВО

МОСКОВСКОГО

УНИВЕРСИТЕТА

1 9 7 4

УДК 522. 12:

Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета

Московского университета

Вработе характеризуются структуры вулкано­ генных кремнекислых пород, слагающих формации ранних этапов развития геосинклинальных зон. Рассматриваются вопросы генезиса, причины раз­ нообразия структур и их классификация. Харак­ теризуются главные типы структур эффузивных, субвулканических и экструзивных пород кислого состава. В конце книги помещен атлас, в котором структуры сгруппированы по типам и по пре­ обладающему развитию в вулканогенных фациях (преимущественно в пределах Уральского региона

иМугоджар). Приведены отдельные иллюстрации

сгомеогенными включениями, к которым в по­ следние годы отмечается повышенный интерес.

©Издательство Московского университета, 1974 г.

20805—069

Ш184—74

077(02)—74

ВВЕДЕНИЕ

Диагностика магматических пород, и особенно вулканоген­ ных, опирается как на состав породообразующих минералов, так и на структурные взаимоотношения между ними. При этом, как неоднократно подчеркивали Е. С. Федоров, Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, В. Н. Лодочников и А. Н. Заварицкий, структура является ведущим критерием характеристики и диагностики горной породы. Особенно большим разнообра­ зием структур характеризуются палеотипные вулканиты ряда дацит—липарит.

Создание атласа кремнекислых вулканогенных пород, сла­ гающих формации ранних этапов развития геосинклиналей, преследовало цель показать специфические особенности этих пород, с которыми на Урале, в Мугоджарах и в других ре­ гионах ассоциируют колчеданные, полиметаллические и дру­ гие месторождения. Кроме того, изучение микроструктур по­ могает выявить фациальную и генетическую специализацию вулканитов и совершенствовать классификацию пород не только на базе минерального состава и химизма, но и на базе микроструктурных признаков.

Предлагаемая читателю работа базируется на исследова­ ниях, проведенных в пределах Уральского региона и Мугоджар, являющихся классическими зонами развития раннегеосинклинальных формаций натрового ряда.

К числу этих формаций относятся контрастные и непрерывные. Первые именуются как спилито-альбитофиро- вые, диабазо-альбитофировые, спилито-кератофировые или базальт-липаритовые. Все эти термины характеризуют вулка­ ногенные серии одного и того же состава, в которых преоб­ ладающим развитием пользуются крайние члены формаций— диабазы и спилиты, с одной стороны, и кремнекислые члены дацитового и липаритового состава — с другой. Промежу­ точные звенья формации, представленные породами андези­ тового состава, распространены ограниченно. Вторые имену­ ются как базальт-андезит-дацит-липаритовые, базальт-анде- зит-дацитовые и андезит-дацит-липаритовые. Эти формации включают в себя непрерывный ряд ассоциаций, между кото­ рыми не фиксируются резкие различия в содержании кремне­ зема и других петрогенных окислов.

Кремнекислые вулканиты всех перечисленных формаций ранних этапов развития подвижных зон характеризуются бедностью минерального состава. Кварц и альбит — это два компонента, различные количественные сочетания которых с небольшой примесью вторичных минералов (хлорита, эпидота, актинолита, серицита и др.) определяют состав кремнекислых

3

вулканитов формаций натрового ряда, начиная от андезитодацитов и завершая липаритовыми порфирами. Калиевый полевой шпат встречается как исключение. Отсутствие пос­ леднего является специфической чертой раннегеосинклинальных вулканитов. Встречающиеся изредка реликты пироксена и амфибола, а также акцессорные минералы, извлечение ко­ торых сложно, не могут удовлетворить исследователей в решении повседневно возникающих вопросов генезиса, строе­ ния и фациальной принадлежности геологических тел, сло­ женных породами кремнекислого состава. Все это заставляет нас обратиться к изучению структурных особенностей кислых вулканитов, которые в той или иной мере являются индика­ тором условий кристаллизации родоначального магматиче­ ского расплава и в отдельных случаях позволяют судить о фациальной принадлежности пород, что важно для быстрого решения конкретных задач, возникающих в процессе геоло­ госъемочных и поисковых работ. Кроме того, структуры по­ могают выявить петрохимическую специализацию вулкани­ тов, позволяют более дробно расчленить их по составу, а также судить о характере их палеотипного перерождения (на основании изучения реликтовых первичных и возникающих по ним вторичных структур).

Как известно, у геологов часто возникают разногласия в определении наименования той или иной структуры, что не­ редко приводит к значительным затруднениям при увязке геологических карт и разрезов. Нередки случаи, когда со­ седние разрезы и даже разрезы по двум соседним скважи­ нам, описанным разными лицами, не могут быть увязаны без проведения дополнительных специальных исследований. Сос­ тавление атласа структур преследовало цель создания более или менее унифицированной систематики микроструктур кис­ лых вулканитов, поскольку вулканиты ранних этапов разви­ тия геосинклинальных зон характеризуются определенными специфическими чертами и большим разнообразием струк­ тур. Вот почему недавно переизданный и хорошо оформлен­ ный атлас структур горных пород Ю. И. Половинкиной (1966) не смог отразить все разнообразие структур и в дол­ жном объеме учесть особенности структур раннегеосинклинальных вулканитов.

Таким образом, предлагаемая работа не дублирует трех­ томную монографию Ю. И. Половинкиной. Она затрагивает более узкую группу пород и рассматривает структуры вулка­ нитов как в морфологическом, так и в генетическом аспекте. Последний особенно важен, так как, начиная со специально посвященных кислым вулканитам статей американского пет­ рографа Дж. Иддингса (18981i2, 1909), в большей части петрографических работ затрагивались в основном морфоло­ гические особенности структур. В необходимости создания

4

петрографического атласа кремнекислых вулканогенных по­ род начальных этапов развития геосинклинальных прогибов убедили нас работы Б. Н. Лапина (1965), опубликовавшего атлас микроструктур горных пород Алтая, а также работы Е. Б. Яковлевой (1967), которые показали возможность для вулканитов орогенных формаций Алтая и Казахстана раз­ граничивать по характеру микроструктур субаэральные и подводные фации кремнекислых вулканитов и решать ряд других вопросов генезиса и фациального расчленения пород орогенного этапа вулканизма.

Прежде чем ознакомить читателя с главными типами микроструктур палеотипных кислых вулканитов, мы поме­ стили небольшой словарь терминов, определяющих основные известные структуры и текстуры. Эти термины хотя и явля­ ются широко распространенными, все же не всегда толкуются однозначно. Словарные данные заимствованы в основном из работы Ю. И. Половинкиной (1966) и петрографического словаря Ф. Ю. Левинсон-Лессинга и Э. Л. Струве (1963). В характеристику некоторых из них внесены изменения и до­ полнения, учитывающие специфику палеотипных вулканоген­ ных пород. Для удобства пользования структурные и тек­ стурные термины приведены в алфавитном порядке.

В первом разделе работы рассматриваются некоторые вопросы генезиса структур, подвергнувшихся в процессе ре­ гионального метаморфизма вторичной переработке вследст­ вие девитрификации и перекристаллизации. Изучение струк­ тур палеотипных пород убедило нас в необходимости пред­ ложить для их наименования двойную номенклатуру. Эта номенклатура, о которой подробнее сказано ниже, учитыва­ ет первичный и вторичный характер структур. Она находит­ ся в соответствии с двойной номенклатурой палеотипных вул­ каногенных пород, прочно вошедшей в литературу после ра­ бот А. Н. Заварицкого, и не противоречит кайнотипной но­ менклатуре, принятой во многих странах за рубежом и кото­ рой в последние годы начали пользоваться в нашей стране, особенно после работ Е. К. Устиева (1959).

В последние два десятилетия у исследователей появился повышенный интерес ко всякого рода включениям в мине­ ралах и породах, которые позволяют получить дополнитель­ ную информацию об их генезисе, характере и источниках ро­ доначальных магматических расплавов. В вулканитах крем­

отнесения тех или иных включений к гомеогенным, которые нередко путают с ксеногенными, ксенолитами или другими

5

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ СТРУКТУР И ТЕКСТУР

Поскольку в работе речь идет о структурах и текстурах вулканогенных пород, мы прежде всего дадим определения терминам «структура» и «текстура» в том виде, в котором они нами принимаются.

Большинство советских петрографов в определении поня­

Под структурой А. Н. Заварицкий подразумевает «те осо­ бенности строения горной породы, которые обусловливаются размерами, формой и взаимными отношениями составных частей пород (минералов, а также стекла)». Структура зави­ сит: 1) от степени кристалличности, т. е. индивидуализации кристаллических элементов и относительного количества стекла, 2) от величины составных частей, 3) от формы сос­ тавных частей.

«Текстура определяется распространением и расположе­ нием составных частей в пространстве». Она зависит: 1) от расположения и распределения частей, 2) от способа выпол­ нения пространства массой горной породы, 3) от формы от­ дельности, возникающей вследствие охлаждения застываю­

рактеризуется тем, что минералы, слагающие породу, не име­ ют характерных кристаллографических очертаний (Розенбуш, 1887). Ее микроаллотриоморфная разновидность харак­

стекловатых вулканических пород, характеризующаяся нали­ чием аксиолитов—сферолитовых образований, в которых во­ локна группируются радиально-лучисто вокруг прямой или изогнутой линии, а не вокруг центра, как в сферолитах. Как отмечает Е. Б. Яковлева (1967), аксиолитовая структура может быть не только первичной, но и структурой девитри­

7

Г и а л о п и л и т о в а я с т р у к т у р а —структура основной массы эффузивных пород с обильным стеклом, представляю­ щим собой основной фон. Микролиты почти всюду отделе­ ны друг от друга стеклом (Лодочников, 1926—1927). Термин может быть применим ко всем структурам, содержащим мик­ ролиты в меньшем количестве, чем стекло, и в которых мик­ ролиты не имеют какой-либо ориентировки, а расположены беспорядочно.

Гл о м е р о п о р ф и р о в а я с т р у к т у р а — разновид­ ность порфировой структуры, при которой фенокристаллы образуют сростки или скопления (Judd, 1886).

Гр а н о б л а с т о в а я с т р у к т у р а — разновидность

кристаллобластовой структуры, характеризующаяся тем, что порода состоит из более или менее изометричных зерен, мо­ гущих иметь округлую, полиэдрическую или зубчатую фор­

му.

Г р а н о ф и р о в а я с т р у к т у р а — структура основной массы некоторых кислых пород, состоящей из закономерных сростков полевого шпата и кварца, имеющих тенденцию к радиально-лучистому расположению. Происхождение такой структуры ранее связывалось с кристаллизацией по принци­

положенных лейст плагиоклаза, образующих как бы решетку с угловатыми замкнутыми промежутками, заполненными стекловатым мезостазисом или продуктами его девитрифи­ кации. Структура считается характерной для базальтов и ба­ зальтовых порфиритов. В интерстициях между лейстами пла­ гиоклаза помимо стекла допускается присутствие первичных минералов. Интерсертальноподобная реликтовая структура с характерным расположением микролитов или лейст пла­ гиоклаза нами наблюдалась и в некоторых кислых вулкани­ тах.

К р и п т о к р и с т а л л и ч е с к а я с т р у к т у р а — тон­ козернистая структура, отдельные минеральные индивиды ко­ торой с трудом различимы под микроскопом и кристалличе­ ский характер обнаруживается только благодаря суммарно­ му действию минеральных агрегатов на поляризованный свет.

М е т а с ф е р о л и т о в а я с т р у к т у р а—термин А. Н. Заварицкого, примененный для обозначения структуры изме­ ненной основной массы кератофиров Блявы. Структура ха­ рактеризуется присутствием в породе сферолитов кварца и альбита, которые подверглись собирательной перекристалли­ зации и превратились в округлые зерна с расплывчатыми очертаниями.

8

М и к р о з е р н и с т а я с т р у к т у р а — микрокристалли­ ческая структура породы, состоящей из очень мелких кри­ сталлических зерен, различимых только под микроскопом и имеющих более или менее одинаковые размеры. Термин «микрозернистая структура» мы применяем для обозначения структур перекристаллизации основной массы палеотипных кислых эффузивов, состоящей из вторичного кварцево-поле­ вошпатового агрегата зерен, имеющих размеры 0,02—0,1 мм и нечеткие очертания отдельных индивидов.

М и к р о л и т о в а я с т р у к т у р а — структура основной массы порфировых пород, состоящей из микролитов и незна­ чительного количества стекла. Такого толкования придержи­ вались А. Н. Заварицкий (1929, 1955), В. Н. Лодочников

(1926—1927), Г. Розенбуш (1908) и др. Ф'. Ю. Левинсон-Лес­ синг (1933) такую структуру называет микролититовой, а под термином «микролитовая» объединяет все структуры, харак­ теризующиеся наличием микролитов, в том числе и гиалопи-

обусловленная наличием мелких закономерных сростков двух минералов, обычно кварца и полевого шпата, обнаруживае­

ных зерен одного минерала, образующего мезостазис, и пойкилитовых вростков в них другого. Для кремнекислых пород,, охарактеризованных в атласе, это преимущественно вростки беспорядочно расположенных микролитов альбита в кварце.

(Розенбуш, 1887). Допускается присутствие в этой структуре небольшого количества стекла, «склеивающего» войлокооб­ разный агрегат микролитов (Вейншенк, 1906).

П о й к и л о б л а с т о в а я с т р у к т у р а — структура пе­ рекристаллизации, характеризующаяся тем, что более круп­ ные индивиды минералов породы содержат мелкие, неори­ ентированные и незакономерные включения других. Струк­ тура имеет внешнее сходство с пойкилитовой, но отличается от нее генетически, будучи структурой вторичной. Микропойкилобластовая разновидность этой структуры характерна для основной массы некоторых палеотипных эффузивов кис­

лого состава.

П о р ф и р о в а я с т р у к т у р а — неравномернозерни­ стая структура изверженных пород, характеризующаяся на­

9