4. Магматические формации

Это обширная группа формаций, среди которых некоторые авторы выделяют конкретные ф., соответствующие интрузивным комплексам и сериям (свитам) вулканитов и абстрактные ф. (формационные типы), которые отражают обобщенные схемы эволюции магматизма на разных этапах геологического развития Земли или отдельных частей континентов (регионов).

Магматические ф. выделяются по следующим основным критериям:

а) по набору главных видов пород, слагающих единые или соседствующие массивы;

б) по общности минералогических (включая акцессории), петроструктурных и петрохимических признаков;

в) по сходной геолого-структурной приуроченности и близости определений абсолютного или геологического возраста, что позволяет связать породные тела с единым этапом магматической деятельности.

На геологических картах интрузивные породы имеют фоновую раскраску и индексацию, отражающие их принадлежность к определенному комплексу. Это понятие объединяет сопряженные тела магматитов, имеющие близкий возраст, одинаковое геолого-структурное положение, петрологические и петрохимические особенности. Комплексу присваивается собственное название (по типичному и хорошо изученному плутону), после которого указываются одна-три ведущие породы. Например, Манский габбро-плагиогранитный, Столбовский граносиенитовый и т.п. Выделение конкретной магматической формации – это по сути частичная перекодировка интрузивного комплекса с отбрасыванием собственного названия (соответственно, габбро-плагиогранитная, граносиенитовая ф.).

Вулканические породы (вулканиты) картируются подобно осадочным с выделением серий и свит. Формационное определение вулканитов будет состоять в компоновке наименований самых распространенных видов пород (базальт-андезит-дацитовая ф. и т.п.).

Основоположником учения о магматических формациях Ю.А. Кузнецовым предложена классификационная схема, основанная на геотектоническом принципе, которой мы будем придерживаться.

4.1. Формации геосинклинального этапа

Спилито-кератофировая ф. – ассоциация основных и кислых эффузивов, их пирокластов и генетически близких субвулканических и гипабиссальных пород, которые в совокупности претерпели зеленокаменное перерождение (натриевый метасоматоз). Для спилитов характерна подушечная или шаровая отдельности. Пирокластические аналоги чаще соответствуют кератофирам. Субвулканические и гипабиссальные породы представлены диабазами, габбро-диабазами и альбитофирами. Они образуют силлы и реже штоки. Среди вулканитов могут встречаться линзы и пачки фтанитов, филлитов, граувакк и реже известняков.

Количественные соотношения основных и кислых эффузивов значительно изменяются, в связи с чем возможно проявление либо спилито-диабазовой ф., почти лишенной кератофиров, либо кварц-кератофировой ф., в которой нет основных пород.

Габбро-пироксенит-дунитовая ф. – сочетание основных и ультраосновных пород, слагающих штоки, этмолиты и небольшие батолиты (длиной до 150 км при ширине до 30-40 км). Патрические породы многообразны и в различной степени изменены (амфиболизированы, серпентинизированы, эгиринизированы). Преобладают разновидности габбро, широко распространены оливиновые габбро, габбро-перидотиты. Встречаются габбро-диориты и реже гранодиориты. Многие плутоны являются расслоенными. С ними связаны месторождения титаномагнетита.

Габбро-диорит-плагиогранитная ф. – ассоциация пород от перидотитов и пироксенитов (редки) до плагиогранитов и гранодиоритов. Среди патрических пород могут резко преобладать габброиды, диориты или плагиограниты. Формы тел, как правило, вытянутые (акмолиты, батолиты). Взаимоотношения габбро и кварцсодержащих пород различны. Чаще они образуют самостоятельные массивы, но встречаются единые многообразные массивы. С этими интрузиями связаны месторождения апатита с невысокими содержаниями Р₂О₅ (2,5-4 %), но с крупными суммарными запасами. Это сырье хорошо обогащается.

Гипербазитовая ф. – парагенез гарцбургитов (в т.н. альпитонипных гипербазитах) и серпентинитов. Встречаются дуниты, лерцолиты. Серпентиниты являются вторичными образованиями и нередко полностью слагают массивы. Плутоны имеют разные размеры (от десятков и сотен метров в поперечнике до 7-10 км при длине 0,1-150 км). Тела всегда имеют тектонические ограничения и представляют из себя пластины, клинья и части покровов, связанные с разломами. А.В. Пейве считал, что это фрагменты основания океанической коры, выдавленные при складкообразовании и скольжении пластин, сорванных со своего основания. С альпинотипными гипербазитами связаны хромиты, рассеянные выделения платины, месторождения серпентина. Платина при размыве коренных пород концентрируется в аллювиальных россыпях.

4.2. Формации протоорогенного этапа

Андезитовая (порфиритовая) ф. – ассоциация андезитов, андезито-базальтов, андезитовых порфиритов их туфов. Присутствуют базальты, риолиты, туфы кислого состава. По времени эта формация приурочивается к началу орогенного этапа, предшествуя главной складчатости и внедрению гранитных батолитов. Породы этой формации, как правило, имеют кайнотипный облик, но они могут быть диагенезированы (приобрести красноватую окраску за счет развития дисперсного гематита). Разновидностью данной является трахиандезитовая ф., отличающаяся развитием порфиритов повышенной щелочности с преобладанием натрия.

Риолитовая ф. – сочетание кислых эффузивов и их туфов. Присутствуют андезиты. Генетически с этими породами связаны субвулканические тела и дайки, породы которых очень напоминают эффузивы, но слагают явно секущие тела. Данная формация пространственно связана с порфиритовой, сменяя ее в вертикальном ряду. В ряде случаев кислые вулканиты служат породами кровли гранитоидных интрузий, но фаза вулканизма может быть и послебатолитовой.

Диорит-гранодиоритовая ф. – сочетание умеренно кислых магматитов, являющихся интрузивным аналогом андезитовой ф. Плутоны (штоки, гарполиты, батолиты) контролируются разломами и образуют пояса значительной протяженности. Для этих тел характерна многофазность, причем сначала внедряются породы повышенной основности (габбро-диориты, монцониты). Главную фазу слагают гранодиориты, а завершающую – граниты или граносиениты. Позднее образуются породы жильной фазы – диабазы, микродиориты и лампрофиры. С этой формацией могут быть связаны скарновые месторождения железа, вольфрама, меди и молибдена.

Габбро-сиенитовая ф. – ассоциация основных и щелочных пород, обычно приуроченная к зонам ранней консолидации (срединным массивам, геоантиклиналям I-й генерации). Состав плутонов отличается непостоянством. Кроме преобладающих габбро и сиенитов развиваются нефелинсодержащие породы (нефелиновые сиениты, уртиты, ийолиты, тералиты), а также щелочные граниты. Тела небольшие и средние по размерам, представлены акмолитами, этмолитами, штоками, отличаются многофазностью становления. Поздние фазы характеризуются повышенной щелочностью.

Гранитные ф. – семейство гранитоидных ассоциаций, слагающих батолиты, штоки, акмолиты и гарполиты. Состав варьирует от диоритов и гранодиоритов (тоналитов) до граносиенитов и сиенитов. Преобладающим развитием пользуются граниты 1-3 фаз (краевой с порфировидными разностями, центральной равномернозернистой, поздней крупнозернистой или пегматоидной). Батолиты, обычно, сопровождаются мощными контактовыми ореолами с развитием роговиков, скарнов, а на удалении – гидротермально-метасоматических пород. Если глубина эрозионного среза является небольшой, встречаются разнообразные плутоногенные месторождения, локализованные главным образом в породах кровли.

В зависимости от петрологических особенностей Ю.А. Кузнецов различал отдельные батолитовые формации: собственно гранитную, гранодиоритовую и пестрого состава. Их становление он связывал с процессом магматического замещения осадочных пород и вулканитов.

С позиций геодинамики А. Уайтом и Б. Чеппелом выделены четыре класса гранитоидов, становление которых проходило в разное время и за счет различных источников кислой магмы: I – массивы мантийного происхождения в островодужных системах (за счет андезитовой магмы), М – близкие к ним петрохимически, но образованные далеко от предыдущих в срединно-океанических хребтах и активных окраинах Андийского типа, S – коровые, возникшие при плавлении осадочных пород при складкообразовании, А – анорогенные поздние, связанные с тектоно-магматической активизации земной коры. Различить эти классы гранитоидов и выделить разновозрастные и отличающиеся по режимам тектогенеза формации возможно при количественном определении содержаний редких и редкоземельных элементов и построении дискриминантных диаграмм.