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

зернистый или пойкилобластовый кварцево-полевошпатовый агрегат, образующийся в результате перекристаллизации стекловатого базиса и придающий структуре вторичный об­ лик. Реже встречаются структуры девитрификации, которые в отличие от структур перекристаллизации имеют относи­ тельно более мелкозернистый характер — криптокристалли­ ческий или фельзитовый. Они характеризуются тем, что ос­ новная масса оказывается сложенной криптокристалличе­ ским слабополяризующим кварцево-полевошпатовым агре­ гатом — продуктом расстеклования витрофирового базиса. О первичном витрофировом характере базиса говорят отсут­ ствие реликтов магматических кристаллических элементов и наличие в породе перлитовой отдельности.

Распространенные в силурийских и девонских вулкано­ генных породах Южного Урала метасферолитовые структуры не являются результатом девитрификации стекла, а образу­ ются за счет первичных сферолитов. В противоположность первым они имеют четкие очертания, которые для метасферолитов, образующихся в результате девитрификации, не характерны. Доказательством того, что метасферолиты в си­ луро-девонских субмаринных лавовых породах Южного Ура­ ла не являются следствием девитрификации стекловатой массы, служит и то, что метасферолитовые структуры никог­ да не сочетаются с перлитовой отдельностью, а следователь­ но, первично они, вероятно, не были стекловатыми. В боль­ шей части пород метасферолиты ассоциируют раздельно с микролитами и не отмечено, чтобы они вторично накладыва­ лись на микролиты.

О СИСТЕМАТИКЕ И ДВОЙНОЙ НОМЕНКЛАТУРЕ ДЛЯ ПАЛЕОТИПНЫХ СТРУКТУР

Выше мы отмечали, что породы кислого состава уже на начальной стадии регионального метаморфизма под влияни­ ем процессов девитрификации и перекристаллизации приоб­ ретают палеотипный облик, и это прежде всего выражается в изменении их первичных структур. Наряду с элементами, определяющими первичный облик структуры, появляются новообразования, усложняющие ее общий рисунок, а порой полностью перекрывающие и уничтожающие (перерабаты­ вающие) первичные магматические элементы структур. Как мы уже отмечали, наименее подверженными вторичной пе­

20

реработке оказываются микролиты плагиоклаза, взаимное расположение которых, количество, состав и габитус опреде­ ляют наименование структуры большинства кайнотипных вулканитов. Всем хорошо известны витрофировые, гиалопилитовые, пилотакситовые, микролитовые и другие первичные структуры, возникающие в породах при кристаллизации из магматического расплава. Реликты этих и другого типа структур нередко сохраняются и в палеотипных кремнекис­ лых вулканитах. Они как бы просвечивают через рисунок вторичной структуры, усложненной, в сравнении с первичной, появлением зернистых, пойкилитовых и других новообразова­ ний, возникающих вследствие девитрификации и перекристал­ лизации преимущественно неравновесных составных частей основной массы. Для наименования таких новообразован­ ных структур, в которых отмечается сочетание элементов пер­ вичной структуры с наложенными для нее вторичными эле­ ментами, определяющими палеотипный облик породы, пред­ лагается двойная номенклатура. Ее первый член указывает характер первичной структуры, а второй — в сочетании с первым — ее палеотипный облик. Так, например, выделяют­ ся: гиалопилито-зернистая, гиалопилито-пойкилобластовая и другие структуры. В настоящее время, когда многие геологи отказываются от двойной номенклатуры для наименования палеотипных вулканогенных пород и переходят на кайнотипную терминологию, рациональность применения которой ши­ роко пропагандировалась Е. К. Устиевым, двойная номенк­ латура структур без дополнительных пояснений указывает на палеотипный характер породы. Одновременно она нахо­ дится в соответствии с двойной номенклатурой наименования вулканитов, прошедших стадию пале'отипного перерождения, поборником которой являлся А. Н. Заварицкий и которая в настоящее время все еще находит широкое применение в на­ шей стране.

. Следует, однако, подчеркнуть, что двойная номенклатура предлагается не для всех видов и типов структур, а только для тех, в которых удается расшифровать реликты первич­ ного базиса. В классификационной схеме (табл. 1) выделя­ ются четыре основных типа (семейства) микроструктур. Это структуры крипто-микрозернистого, микролито-зернистого, микропойкилитового и сферолитового типов. Наименование типов произведено по их характерному внешнему виду с уче­ том первичного и, где в этом есть необходимость, вторичного облика структуры. Каждый тип включает в себя несколько видов. Между видами не всегда имеются резкие отличия, поскольку в одном и том же геологическом теле нередко наблюдаются породы со структурами переходного облика. Однако эти виды являются самостоятельными. Они широко развиты в вулканитах кремнекислого ряда, принадлежащих

21

Таблица I

Структуры основной массы палеотипных раннегеосинклинальных пород кремнекислого состава

П о р о д ы

22

различным фациям и формациям геосинклиналей, в кото­ рых породы прошли стадию палеотипного перерождения.

Двойная номенклатура предлагается для структур трех типов: микролито-зернистого, микропойкилитового и частич­ но сферолитового. Для структур крипто-микрозернистого и некоторых разновидностей сферолитового типа характер первичного базиса обычно не устанавливается. Это те струк­ туры, для которых наиболее вероятной являлась как витрофировая, так и первично фельзитовая основа. Поэтому дан­ ные структуры именуются в основном по характеру вторич­ ного базиса (криптокристаллическая, фельзитовая, микрозернистая и микрозернисто-метасферолитовая структуры). Нет также надобности в двойной номенклатуре для метасферолитовой структуры, поскольку вполне ясно, что она обра­ зуется по первичной сферолитовой.

Кроме указанных выше четырех типов структур в атласе приведены некоторые структуры, характерные для субвул­ канических, корневых частей жерловых и экструзивных по­ род (микроаллотриом'орфнозернистая, микрозернистая, мик- ропегматито-зернистая и интерсертально-гранофировая струк­ туры) .

Ниже мы рассмотрим морфогенетические особенности пе­ речисленных выше структур.

23

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СТРУКТУР

структуры крипто-микрозернистого ТИПА

К этой группе структур относятся: криптокристаллическая, фельзитовая и микрозернистая структуры. Все эти структу­ ры характеризуются отсутствием микролитов и сферолитов в основной массе или наличием их в небольшом количестве (до 5%), что указывает в основном на первичный стеклова­ тый характер основной массы. Как уже отмечалось, вулкани­ ческое стекло, являющееся составной частью большинства кайнотипных эффузивов, в палеотипных породах не сохра­ няется. При девитрификации кислого стекла образуется вто­ ричный фельзитовый или криптокристаллический агрегат кварцево-полевошпатового состава, который в процессе даль­ нейших превращений перекристаллизовывается в микрозернистую основную массу.

К р и п т о к р и с т а л л и ч е с к а я структур а не является широко распространенной. Она нередко сочетается с перли­ товой текстурой, что указывает на первично стекловатый ха­ рактер пород. Стекловатая основная масса при палеотипном перерождении превращается в неделимый, слабо поля­ ризующий криптокристаллический агрегат кварцево-полево­ шпатового состава с примесью тонкодисперсного хлорита.

Породы с криптокристаллической структурой обычно со­ держат незначительное количество вкрапленников. В приме­ рах по Уральскому региону •— это породы дацитового и липаритового состава с фенокристаллами в количестве 1—2%.

Ф е л ь з и т о в а я структура может быть как первичной, образовавшейся при кристаллизации из расплава, так и вто­ ричной. Отличить первую от последней практически невоз­ можно. По-видимому, в лавовых потоках она чаще представ­ ляет собой результат девитрификации стекловатой массы, а в субвулканических породах может быть и первичной. Фель­ зитовая структура наиболее характерна для пород липаритового и липарито-дацит'ового состава и значительно реже встречается в дацитовых порфиритах. Структура характери­ зуется тем, что основная масса сложена агрегатом мельчай­ ших (менее 0,01 мм), плохо различимых зерен кварца и аль­ бита с примесью мелкочешуйчатого хлорита (см. рис. 5—13). Фельзитовые структуры в палеотипных геосинклинальных вулканитах встречаются сравнительно редко. Это в сущест­ венной степени связано с тем, что фельзитовый агрегат неус­ тойчив. В процессе палеотипного перерождения пород он ис­ пытывает дальнейшее изменение, связанное с процессом пе­ рекристаллизации. Этот процесс способствует образованию вторичных микрозернистых структур.

24

Из всех структур данной группы наиболее распростра­

фельзитовым кварцево-полевошпатового материала с разме­ ром зерен 0,02—0,1 мм. С кварцем и альбитом в небольшом количестве ассоциируют минералы группы хлорита, эпидота и др. Микрозернистая структура в том понимании, в кото­ ром мы используем этот термин, всегда является вторичной, образовавшейся за счет перекристаллизации стекловатого1 базиса, криптокристаллического или фельзитового агрегата как первичного, так и вторичного. Какая из родоначальных структур служила первичной основой, установить не всегда возможно. При наличии перлитовой текстуры полагают, что родоначальная структура носила витрофировый характер.

Микрозернистые структуры встречаются в породах раз­ ного состава—от андезито-дацитов до липаритов независимо' от их фациальной принадлежности (см. рис. 14, 15).

Породы с микрозернистой структурой так же, как и с фельзитовой, могут содержать отдельные микролиты плагио­ клаза (менее 5%) и в незначительном количестве вторичные минералы из группы хлорита, эпидота и др., не влияющие на характер структуры. При интенсивной перекристаллиза­ ции микрозернистые структуры переходят в гранобластовые, но они встречаются редко.

СТРУКТУРЫ МИКРОЛИТО-ЗЕРНИСТОГО ТИПА

Наиболее распространенными структурами основной массы палеотипных кислых эффузитов являются структуры, содержащие в своем составе микролиты плагиоклаза как первичные образования и кварцево-полевошпатовый вторич­ ный агрегат зерен, сформировавшийся за счет девитрифика­ ции и перекристаллизации стекловатого базиса.

Микролиты плагиоклаза встречаются почти во всех вул­ канитах кислого состава независимо от их фациальной при­ надлежности. Своим расположением и количеством они фик­ сируют первичную структуру. При палеотипном перерожде­ нии пород микролиты плагиоклаза, как правило, не меняют

четкость очертаний, приобретают расщепленные и зазубрен­ ные края. Новообразованный кристаллический агрегат, в ко­ торый погружены микролиты альбита, состоит обычно из не­ четко индивидуализированных зерен кварца и полевого шпа­ та, размером не более 0,1 мм, с примесью вторичных мине­ ралов: хлорита, эпидота, серицита и др. Кроме микролитов,

25

яе нарушая общего рисунка структуры, могут присутствовать метасферолиты, размеры которых обычно не более 0,1 мм.

В группе структур микролито-зернистого типа выделяют­ ся: микролитовая, микролито-зернистая, пилотаксито-зерни- ■стая, интерсертально-зернистая, гиалопилито-зернистая и гиалопилито-фельзитовая. Все эти структуры развиваются как в эффузивных, так и в субвулканических породах, но особенно они характерны для покровных андезито-дацито- вых, дацитовых и липарито-дацитовых порфиритов. Их отли­ чительной особенностью в сравнении с другими типами яв­ ляется то, что в них, как правило, видны реликты первичных структур, которые помогают выяснению первоначального сос­

ских телах. Микролиты, как правило, имеют четкие грани и не несут следов перекристаллизации. С ними могут ассоции­ ровать мелкие зерна кварца и плагиоклаза с относительно четкими ограничениями, что может указывать на их первич­ ность. Небольшое количество этих зерен не меняет общий микролитовый характер структуры.

М и к р о л и т о - з е р н и с т а я структура характерна для дацитовых и липарито-дацитовых порфиритов, а также плагиопорфиров как эффузивных, так и субвулканических (см. рис. 16—18). Структура характеризуется наличием в основ­ ной массе большого количества, не менее 60%, микролитов плагиоклаза и, в подчиненном количестве, микрозернисгого кварцево-полевошпатового агрегата, образовавшегося за счет стекла, цементировавшего микролиты. Иногда в микролито­ зернистой основной массе отмечается относительное увеличе­ ние количества микролитов у больших вкрапленников, где они приобретают определенную ориентировку. В основном же микролиты размещены беспорядочно. Отдельные микро­ литы альбита могут плотно примыкать друг к другу или разделяться микрозернистым агрегатом кварца и полевого шпата (альбита), зерна которых не имеют четких очертаний. Микролиты также часто не имеют отчетливых граней, осо­ бенно когда они плотно примыкают друг к другу. В этом слу­ чае не всегда удается различить отдельные индивиды. Для микролитовой и микролито-зернистой структур характерны как удлиненные,' тонкие, иногда иголковидные микролиты, так и брусковидные, в которых зачастую можно увидеть двойниковое строение. Последние чаще наблюдаются в суб­ вулканических породах, тогда как первые встречаются в эф­ фузивных.

П и л о т а к с и т о - з е р н и с т а я с т р у к т у р а . Структура, близкая по содержанию микролитов к микролито-зернистой,

.26

но отличающаяся от последней определенным расположени­ ем микролитов. Основная масса пород, обладающих такой структурой, состоит из преобладающего количества микроли­ тов альбита и небольшого количества микрозернистого квар­ цево-полевошпатового агрегата, разделяющего в некоторых участках микролиты.

Для структуры характерны плотное расположение микро­ литов, зачастую «спутанное», и ориентировка их в одном направлении, подчеркивающая направление течения распла­ ва. Причем характерна не только пространственная ориен­ тировка микролитов, но и одинаковая их оптическая ориен­ тировка. Микролиты имеют удлиненные нечеткие очертания, иногда изогнутые, двойникового строения не обнаруживают.

Пилотаксито-зернистая структура менее типична, чем пре­ дыдущая. Она наблюдается в потоках дацитовых, андезито-

структура наблюдалась нами в эффузивных дацитовых порфиритах и является для них в некоторой степени аномальной. Она обладает первичной интерсертальноподобной ориенти­ ровкой микролитов альбита. Микролиты, составляющие в основной массе преобладающее количество, характеризуют­ ся удлиненной формой и расположены так, что касаются друг друга краями, образуя остроугольные интерстиции. Промежутки между микролитами заняты вторичным кварце­ во-полевошпатовым зернистым материалом, причем строгого ограничения размеров зерен нет. Зерна могут быть крупнее отдельных промежутков, занимать промежуток полностью или пересекать микролиты и выходить за их пределы. Такое размещение кварцево-полевошпатовых зерен подчеркивает их вторичный характер.

Рассматриваемый тип структур является необычным для кислых пород. Нами он наблюдался только в породах конт­ растных формаций, которые отличаются еще целым рядом особенностей, вытекающих из специфики магматического рас­ плава. Породы, о которых идет речь, представлены обычно редкопорфировыми (2—3%) плагиоклазовыми дацитовыми порфиритами с единичными фенокристаллами пироксена. На примере одного из участков Уральского региона, располо­ женного в районе оз. Банного в Магнитогорском мегасинклинории, они образуют потоки мощностью до 100 м и длиной до 3 км, что, как известно, не характерно для кислых отно­ сительно вязких лав. Кроме того, они обладают отчетливой миндалекаменной текстурой, количество миндалин в них может составлять 10—20%• Еще одной отличительной осо­ бенностью этих пород является наличие двух генераций

27

вкрапленников плагиоклаза, поздняя из которых обладает весьма характерным габитусом. Это фенокристаллы пла­ гиоклаза, имеющие резко удлиненную призматическую фор­ му. Такие фенокристаллы по удлинению достигают 4 мм, по короткой стороне не превышают 0,4 мм (см. рис. 22). Иногда они бывают изогнутыми. Микролиты в основной массе также характеризуются удлиненными формами. Все эти черты—зна­ чительная протяженность потоков, миндалекаменные тексту­ ры, удлиненные лейстовидные микролиты, резко асимметрич­ ные изогнутые фенокристаллы плагиоклаза и др.— говорят о том, что расплав, из которого происходила кристаллизация, поступал на поверхность в относительно перегретом состоя­ нии и представлял наиболее глубинные коровые выплавки,, формирующиеся в относительно сухих условиях при Рн2о~0,5 кб. Эти условия обусловили сохранение летучих

врасплаве до излияния магмы на поверхность, что привело

вконечном итоге к образованию миндалекаменных текстур.

мущественно для эффузивных дацитовых порфиритов и менее типична для субвулканических. Основная масса таких пород характеризуется реликтовой гиалопилитовой структурой, ко­ торая обусловлена тем, что микролиты альбита свободно размещены в преобладающем зернистом или фельзитовом кварцево-полевошпатовом материале, развившемся по пер­ вичному стекловатому базису.

В отличие от описанных выше двух структур, в данной —

ских породах. Количество их не превышает 40%. Микрозернистый агрегат, составляющий базис структуры,,

образованный нечетко обособленными зернами кварца и альбита, зачастую содержит значительное количество хлори­ та, эпидота, серицита.

В гиалопилито-зернистой основной массе могут присутст­ вовать единичные мелкие метасферолиты размером 0,02 — 0,04 мм.

Структурой, близкой к только что описанной, является гиалопилито-фельзитовая. Она отличается от первой тем, чтопервичный стекловатый базис породы испытал девитрифика­ цию и не подвергся дальнейшей перекристаллизации (см. рис. 21). Фельзитовая часть структуры является здесь вто­ ричной. Не исключено, что фельзитовый материал в основ­ ной массе может в отдельных случаях иметь и первичную природу. Для такой структуры характерна сравнительно вы­ сокая степень раскристаллизации основной массы, которая состоит из микролитов в количестве около 30% и фельзито-

28

вого тонкозернистого материала с отдельными более крупны­ ми зернами кварца и альбита, которые образуются также при кристаллизации из расплава. Микролиты размером 0,03 мм обладают часто отчетливой призматической формой (см.

рис. 20).

СТРУКТУРЫ ПОЙКИЛИТОВОГО ТИПА

Эта группа структур, так же как и предыдущая, широко представлена в палеотипных кислых породах геосинклинальных формаций и по типу реликтовых первичных структур близка к вышеописанным, отличаясь от них лишь «пойкилобластовым» характером перекристаллизации стекловатого ба­ зиса. Структуры в общем характеризуются наличием микро­ литов альбита, погруженных в кварцево-полевошпатовый пойкилобластовый мезостазис. Пойкилобластовый характер перекристаллизации выражается в появлении в фельзитовой основной массе разноориентированных обособлений вторич­ ного кварца, с включениями мельчайших зерен полевого шпата (альбита), «замутняющих» его. Эти мельчайшие вростки альбита в процессе перекристаллизации постепенно ук­ рупняются и обосабливаются, а кварц как бы очищается. Пойкилобластовые обособления не имеют четких очертаний. Они наблюдаются только в скрещенных николях благодаря разной оптической ориентировке отдельных образований. При одном николе «пятнистое» строение основной массы ис­ чезает полностью.

В структурах, обусловленных наличием в основной массе микролитов и стекла, пойкилобластовый базис, развиваю­ щийся по стеклу, накладывается на первичную «микролитовую» структуру. В результате формируются характерные палеотипные структуры, основная масса которых состоит из разногаснущих, пятнообразных обособлений вторичного квар­ ца, содержащих пойкилитовые вростки микролитов плагио­ клаза. Поскольку-микролиты могут находиться в различной пространственной ориентировке и в различном количестве, то в зависимости от характера первичной структуры (микролитовой, пилотакситовой, гиалопилитовой) образуются палеотипные микролито-пойкилобластовая, пилотаксито-пой- килобластовая, гиалопилито-пойкилобластовая, интерсерталь- но-пойкилобластовая структуры.

В этой группе мы рассматриваем также микропойкили-

микропойкилитовая структура основной массы, не испытав­ шая перекристаллизации, встречается редко (см. рис. 23—25).

29