Колоджульский массив адамеллитов (Хакасия)

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 165 1969

КОЛОДЖУЛЬСКИЙ МАССИВ АДАМЕЛЛИТОВ

Г. А. ИВАНКИН, Е. В. ВЛАДИМИРОВА, Р. М. ГОЛЬД, А. Д. ГЛАЗУНОВА

В последние годы изучению интрузивных пород Кузнецкого Алатау и его восточной части, в частности, уделяется большое внимание, /которое оправдывается установленной связью ряда видов минерального сырья с определенными комплексами или формационными типами этих пород. Однако различными исследователям« предлагаются резко отличные схемы развития магматизма на этой территории, неоднозначно проводится сопоставление конкретных интрузивных образований. Основной причиной разногласий при сопоставлении и установлении генетического сродства интрузивных образований Кузнецкого Алатау является .недостаточная, часто односторонняя, .изученность конкретных плутонов. Нами предприняты попытки к осуществлению комплексного изучения ряда массивов. Ниже приводится краткое изложение результатов изучения Колоджульского гранитоидного штока с учетом данных * других исследователей. В обработке материала, кроме авторов, приняли участие В. Г. Звягин и Л. А. Суханова.

Колоджульский массив гранитоидных пород, обнажающихся з районе одноименной речки к югу от тракта Шира-Коммунар и в 5 км к ЮЗ от пос. Марченгаш, выделялся в качестве обособленного тела еще Я. С. Эделыптейном. Более поздние исследователи причленяли его или. к Белоиюсскому или Тигертызскому интрузивным комплексам.

Массив имеет небольшие (около 13 кв. км) размеры и представляет собою »шток овальной формы в современном эрозионном срезе. Правильное округлое очертание массива в мелком плане нарушается лишь с С.-В. стороны, где он перекрывается более молодыми девонскими и четвертичными образованиями. При картировании границ штока в крупном масштабе выявляется нередко сильная изрезаиность их, обусловленная -наличием многочисленных апофиз, отходящих от основного тела во вмещающие породы. Апофизы часто переходят в типичные дайки. Вдали от контакта среди вмещающих толщ отмечен также ряд дайковых тел, сложенных породами, вполне аналогичными породам массива. Эти тела представляют собою дайковую фацию и являются синхронными с формированием штока. Кроме того, неотъемлемую часть Колоджульского массива составляют дайки аплита и аплит-пег-матита, размещающиеся преимущественно в пределах поля выходаего.

Массив в основном обнажается среди пород Кошкулакской эффузивной толщи, залегающей на размытой поверхности фаунистически охарактеризованных существенно карбонатных отложениях среднего

КёмбрМ. На севере он контактирует (и прорывает ,йх) с таржульскими строшгголитовыми доломитами, подстилающими карбонатные, карбо-натно-эффузивные и карбонатно-терригенные толщи с фауной нижнего кембрия. На ВСВ на размытой поверхности массива залегают эффузивная толща, возраст которой считается нижнедевонским, и пролюви-ально-аллювиальные четвертичные отложения.

Сложен массив адамеллитами, макроскопический облик которых является своеобразным и позволяет легко отличать их от сходных по составу пород соседнего Белоиюсского плутона. Адамеллиты массива представляют собою среднезернистые породы с характерной пестрой в общем розовой или красной окраской. Пестрота окраски обусловлена резким обособлением белых зерен плагиоклаза на общем фоне агрегата зерен калиевых полевых шпатов и кварца. Структура этих пород варьирует от слабопорфировидной (южная часть массива) до ясно порфировидной (северная его часть).

Под микроскопом установлен следующий минералогический состав пород: ортоклаз, микроклин, плагиоклаз, кварц, биотит, роговая обманка. Из акцессорных минералов установлены сфен, апатит, магнетит, циркон и ортит, а из вторичных — хлорит, серицит, эпидот, лей-коксен и пелитовый агрегат.

Обращает на себя внимание постоянство минералогического состава пород массива, которое установлено подсчетом на интеграционном столике количественных соотношений главнейших породообразующих минералов (табл. 1).

Таблица 1

Процентные соотношения породообразующих минералов в колоджульских адамеллитах

Процентные содержания минералов по подсчетам в шлифах

Минералы

10104 10106 10113 10115 10118 8070 102610 8056 10242 среднее

ОртоклазЧ-4- микроклин 32 31 36 37 36 36 36 32 34 34,4

Плагиоклаз 36 33 35 30 33 35 31 38 38 34,3

Кварц 29 ' 32 27 27 28 25 30 25 22 27,2

Темноцветные и проч. 3 4 2 6 3 4 3 3 6 3,8

NNPI 32 29 35 28 34 33 31 30 32

Приведем краткую характеристику минералов, входящих в состав ада-меллитов.

Ортоклаз и микроклин составляют в среднем 33,4% от общего объема породы и , находятся в примерно равных количествах. При этом микроклин редко обнаруживает решетчатое строение, чаще он представлен нерешетчатой разностью его и отличается в этом случае от ортоклаза главным образом по величине 2У, колеблющейся по замерам на^столике Федорова от —74° до —86° (у ортоклаза 2У колеблется около —60°). Минералы образую^ зерна размером до 2—3 мм (чаще мельче). В ряде случаев отмечается пертитовое и микроперти-товое'строение зерен ортоклаза. Характерно обильное развитие пели-товых продуктов по зернам калиевых полевых шпатов, особенно для красных разностей адамеллитов северной части массива.

Плагиоклаз представлен олигоклаз-андезином (табл. 1) и образует сравнительно крупные (до 5 мм) зерна, иногда обнаруживаю-з*.  35

щие зонарное строение (эти зерна нередко полностью замещены серицитом и эпидотом, особенно центральные части их) и мелкие зерна. Последние сложены более кислым плагиоклазом (№ 26—28) и являются более свежими. В наиболее сильно измененных разностях ада-меллитов иногда наблюдается развитие альбит-олигоклазовой оторочки вокруг зерен плагиоклаза. Угол оптических осей плагиоклазов колеблется от +80° до +86°.

Кварц проявляется обычно в виде мелких зерен (до 1 мм), иногда прорастает зерна ортоклаза и содержит мелкие включения биотита, полевых шпатов и акцессорных минералов.

Биотит является главным темноцветным минералом и образует пластинчатые зерна размером до 2—3 мм, отчетливо плеохроирующие от бурой и красновато-бурой (пoNg) до светло-желтой (поЫр) окраски;

—Мр = 0,049. Обычно в той или иной степени биотит замещен хлоритом, иногда полностью. Характерной особенностью биотита является то, что акцессорные минералы в подавляющем большинстве случаев встречаются в виде включений в зернах его.

Роговая обманка встречается лишь в виде единичных зерен, зеленая, 2У —от —66° до —82°, С^=10—17°, Ир = 0,030—0,033; плеохроирует от светло-зеленой с чуть заметным синеватым оттенком (по до светло-желтой (по Мр) окраски. Схема абсорбции прямая: > N111 > Ыр.

Хлорит, серицит и эпидот являются обычными вторичными минералами в описываемых адамеллитах. Хлорит развивается по биотиту и роговой'обманке, эпидот и серицит — по плагиоклазу. При этом наблюдается закономерное возрастание степени замещения вторичными минералами первичных в направлении с юга на север массива.

Структура всех разностей пород — гранитная, гипидиоморфно-зернистая слабо порфировадная. Зерна калиевых ¡полевых шпатов и плагиоклазов обладают примерно равной степенью идиоморфизма, кварц — резко ксеноморфен по отношению к ним. В направлении с юга на север в пределах массцва заметны закономерные изменения структуры пород от равномернозернистой (в общем более крупнозернистой) к более мелкозернистой порфировидной.

Для изучения качественного состава и количественных соотношений акцессорных минералов, содержащихся в породах массива, было приготовлено 56 проб-протолочек и одна шлиховая проба, полученная промывкой 1,5 м3 элювиальной дресвы адамеллитов. Для приготовления проб-протолочек с площади выхода массива отбирались образцы весом около 1 кг. Пробы-протолочки после обработки и разделения на фракции подверглись минералогическому изучению под бинокуля-ром. При выполнении этих исследований в породах плутона был выявлен ряд "типичных акцессорных минералов -и минералов, образование которых связано, вероятно, с постмагматической стадией развития плутона (табл. 2).

Таким образом, основными акцессорными минералами адамеллитов Колоджульского плутона являются магнетит,- ильменит, циркон и ортит. При этом магнетит и отчасти ильменит количественно резко преобладают над другими минералами; их количества предопределяют собою размеры общего «выхода» акцессорных минералов из проб-протолочек. Сфен, апатит, монацит и др. встречаются в весьма небольших количествах и в большинстве случаев в ограниченном числе проб. Обращает на себя внимание отсутствие по существу в породах сфена и заметное содержание ортита во всех пробах.

В целом состав и количественные соотношения, а также процент общего выхода тяжелой фракции выдерживаются по всей площади массива. Однако несколько в большем количестве акцессорные минералы находятся в пробах с южного участка и в наименьшем — в ада.-меллитах вблизи контакта с доломитами.

В табл. 3 приведены результаты химического анализа образцов адамеллитов Колоджульского массива, отобранных с различных участков его. Как видно из упомянутой таблицы, плутон сложен породами, химический состав которых является практически постоянным (анали-

Таблица 2

Содержание рассеянных минералов в адамеллитах Колоджульского массива

Минералы Кол-во проб, содерж. минерал Кол-во минералов, г/10 кг Результаты спектрального анализа

Магнетит 56 0,35-6,60 Т1, гг—0,3; Мп—0,06;

Ильменит 56 0,06—0,75 V—0,03; РЬ, N1, Сг, Си—сл.

Гематит 47 ед. зн. —1,20

Сфен 13 ед. зн.—0,02 Т1—0,6; Мп, Ьа—0,01; Си, V—сл.

Ортит 56 ед. зн.—0,06 Се, Ьа>1,0; Т1— 0,06;

Монацит 22 ед. зн. Мп, У—0,1; V, УЬ—0,006 РЬ—сл.

Циркон 56 0,01—0,13 2г>1,0; Т1—0,003; Си, Мп—0,001;

Апатит 56 ед. зн.—0,02 Р>1,0, Ьа—0,03; Мп—0,006; Си—0,003; Т1, Бп—0,001 А£—СЛ.

Анатаз 1 0,01

Ксенотим 10 ед. зн.

Лейкоксен 26 ед. зн.—0,002

Турмалин 1 ед. зн.

Флюорит 1 ед. зн.

Галенит 7 ед. зн.

Пирит 13 ед. зн.

Молибден 1 ед. зн.

Шеелит 17 ед. зн.

Самородная медь 1 ед. зн.

Самородный цинк 6 ед; зн.

Свинец самородный 2 ед. зн.

зы 1—6). Исключение составляют анализы 7-й и 8-й. Первый из них (образец Г-129) характеризует состав адамеллитов вблизи контакта их с доломитами и показывает повышенное содержание в породе СаО, М§0, повышенный процент я/я и заниженное количество БЮг, что, вероятно, можно объяснить влиянием процесса ассимиляции магмой вмещающих пород. Второй (образец Г-153)—отражает состав сильно березитизированных пород.

В целях выявления состава рассеянных элементов и элементов-примесей были произведены спектральные анализы пород и мономинеральных фракций. Все пробы анализировались на большой комплекс элементов (РЬ, Ва, Ве, Аэ, Си, 2п, №, Сю, V, Мп, Т1, Ъх, Бп, Мо, Сг, С(1, Щ, Бс, БЬ, В1, W, Аи, Ag, Се, У, УЬ, N5, Та, 1п, ве, Т1, Бг, Re,

Об), хотя в табл. 4 приведены результаты анализа лишь на те элементы, наличие которых было зарегистрировано в значительном количестве проб.

В дополнение к табл. 4 отметим, что кобальт обнаружен в 44 пробах (из 51) биотита, среднее содержание его около 0,001%. Из большого числа спектральных анализов (всего около 300) других мономинеральных фракций (и пород в целом) только в двух случаях было установлено низкое содержание кобальта. Интересным фактом является приуроченность (хотя и очень небольших количеств) серебра к ортоклазу и плагиоклазу, олова — к ортиту и ильмениту, хрома — к магнетиту и иЛьмениту, циркония (до 0,1%)—к биотиту, никеля (до 0,01%)—к биотиту, магнетиту и ильмениту, мышьяка (до 0,03%) — к биотиту. Другие элементы из перечисленных ранее не обнаружены или обнаружены в единичных пробах/ При этом наибольшее число элементов-примесей установлено в биотите, что, вероятно, объясняется не только свойствами самого этого минерала, но также (возможно, главным образом) тем, что биотит содержит микроскопические включения других минералов, в основном акцессорных.

Отметим также, что наши материалы, относящиеся к связи ряда элементов-примесей с определенными минералами-носителями (например, свинца с ортоклазом, цинка с биотитом и т. п.), хорошо согласуются с данными других исследователей (Таусон Л. В., 1959)* и дополняют их.

Физические свойства пород Колоджульского массива, которые приводятся в основном по данным П. В. Токарева, следующие.

Плотность подавляющего большинства образцов определяется в 2,5—2,6 г/см3.

Магнитная восприимчивость варьирует от 200-Ю-6 до 2300ХЮ"6 СйБМ среднее ее значение 1003 X Ю-0 СОБМ. Значение остаточного намагничивания колеблется от 40ХЮ~С до 31000 ХЮ"С СвБМ,

Jr

среднее — 4313 X Ю-6 СвБМ. Нами определялись отношения ~т. »

»/ ь

которые для большинства образцов варьируют от 1 до 2.

Эманационной съемкой определена повышенная (от 10 до 20 эман) концентрация радиоактивных эманаций в почвах, развивающихся на породах Колоджульского массива.

Состав, строение и свойства адамеллитов, слагающих дайковые тела, по существу не отличаются от таковых пород массива (особенно северной части его).

Более поздние дифференциаты, представленные дайками аплита и аплит-пегматита, играют весьма скромную роль в строении массива. Эти дайки имеют очень небольшую мощность (обычно до 10 см, реже до 0,5—1 м) и встречаются крайне редко. Аплиты и аплит-пегматиты-г обычные; наличие в них в качестве акцессорного минерала ортита усиливает сродство этих пород с породами именно Колоджульского массива. Возраст пород массива, определенный калий-аргоновым методом но биотиту, оказался равным 420 млн. лет.

*) Геохимия редких элементов в связи с проблемой петрогенеза. Издательство Академии наук СССР, 1959.

»

Таблица 3

Химический состав пород Колоджульского, Карлыганского и Гольцового массивов

№ Результаты химического анализа

№ образца Примечание

п. п. 5Ю2 тю2 А1203 Рс203 Ре О МпО д^о СаО Ка20 К20 р2о5 Б н2о п. п. сумма

Колоджульский массив у

1 Г-85 70,00 0,34 15,19 1,51 1,51 0,03 0,63 0,78 4,48 4,П 0,11 сл. 0,10 0,97 99,76

2 Г-42 68,09 0,34 14,15 1,20 1 т85 0,02 0,92 2,16 4,00 3,80 0,12 сл. 0,23 1,50 98,38

3 Г-78 69,94 0,32 14,50 1,41 1,79 сл. 0,72 1,50 4,19 4,00 0,13 сл. сл. 0,53 99,33

4 г-71 70,78 0,33 14,47 1,16 1,60 0,02 0,63 0,89 4,09 3,85 0.09 сл. 0,08 1,18 99,28

5 Г-65 69,76 0,35 14,24 2,12 1,15 0,05 0,74 1,65 4,23 3,80 0,13 0,01 сл. 1,14 99,37

6 Г-165 70,38 0,33 14,61 1,34 1,68 0,02 0,54 1,34 4,00 4,05 0,10 сл. 0,15 1,01 99,55

Среднее 69,82 0,33 14,57 1,45 1,59 0,02 0,69 1,38 4,16 3,93 0,11 сл. 0,09 1,05 99,19

7 Г-129 65,62 0,39 14,42 1,53 1,50 0,02 1,68 2,70 3,90 3,42 0,09 сл. 0,31 5,57 101,15

8 Г-153 48,05 1,47 20,62 6,07 2,76 0,18 6,77 8,24 2,52 0,86 0,31 0,01 0,35' 2,73 100,94

Карлыганский массив

9 4847 69,21 0,42 15,24 1,6.9 1,60 — 1,11 2,68 3,89 4,00 0,10 — 0,31 — 100,25 Данные

10 4875 70,38 0,28 14,64 1,78 1,57 _ 0,98 1,37 4,18 3,60 0,08 _ 0,26 _ 99,12 А. К. Мкртычь-

яна по Злобину

11 б/N 71,80 0,34 13,53 0,86 1,54 _ 1,72 3,00 3,77 3,04 — — — — 99,60 По данным

Злобина

Гольцовый массив •

12 541 70,89 0,20 14,77 1,23 1,68 _ 0,28 0,72 3,78 3,97 0,06 _ _ _ 97,58 Данные

А. К. Мкртычь-

13 562 74,35 0,36 13,40 4,00 2,05 — 0,44 0,55 3,75 4,41 0,04 — 0,28 — 100,63 яна

14 1602—2 65,32 0,53 15,78 1,53 3,23 — 1,27 2,91 3,85 3,60 0,1$ — — — . 98,35

По морфологии тел, внешнему облику, минералогическому и химическому составу (табл. III), текстуре и структуре пород и по геологической позиции Колоджульский массив хорошо сопоставляется с Карлыганскйм и Гальцовским массивами, расположенными в истоках р. Томи.

В заключение отметим, что на основании сопоставления приведенных здесь свойств пород Колоджульского массива со свойствами пород многофазной Улень-Туимской интрузии мы приходим к заключению, что описанный массив не имеет генетической связи с последней— формирование его связацо с развитием более позднего глубинного магматизма.

~ - Таблица4

Сводная таблица результатов спектрального анализа мономинеральных фракций из

пород Колоджульского массива

Элемент Мине- Количество проб с содержаниями элемента

ралы Н/О См 0,0001 0,0005 0,001 0,003 0,006 0,01 0,03 0,06 0,1 0,3 0,6 1,0 1,0 Среднее Примечание

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

РЬ Порода КПШ Р1 <? В1 17 23 3 12 11 24 4 — — 24 27 22 6 30 7 11 4 9 6 4 5 2 0,002 0,0015 0,0006 0,0001 0,0017

Ж 2 — — 8 19 18 3 0,0037

I т\. 9 —  10 12 14 3 2 0,0019

0,0011 0,0016 0,0026 0,0011 0,004 0,0033 0,0012

Си

Порода КПШ

Р1 <?

В1

М1

1пЦ

4 3 11 13 1

24 40 38 31 29 4

38

7 9 4

8 13 40

4

Порода — _ — .— _ 1 4 20 14 0,016

КПШ 4 21 26 3 — —' _ _ __ 0,022

Р1 — — — — 1 7 17 15 И 3 0,0108

<? 4 24 18 6 1 — - — — 0,023

В1 1 2 17 22 7 2 — 0,287

ли -3 24 17 7 — * — _ _ 0,05

— 6 3 2 — 39 — 0,8052

ю

Продолже

ние таблицы 4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Т1 Порода 2 9 14 12 2 0,017

КПШ — . 2 __ _ 33 14 3 2 0,002

Р1 16 9 — — 22 7 0,0008

<3 — I — — — 3 24 17 _ — 2 4 2 — — 0,013

ж — 5 7 3 11 8 — • 14 3 0,39

В! 2 3 46 — — — — 0,1

\тг 50 — 1

Ва КПШ — — — —- 6 9 12 15 6 1 5 _ _ _ _ 0,018

Р1  30 2 — — 7 5 6 4 0,0018

46 3 — — 1 1 — 1 1 — — — — — — 0,0308

В1 2 0 — — — 4 9 17 14 2 3 - — — — — 0,002

Ж 38 — — — — 10 3 0,0009

49 — — — — — — 1 -- — — — — — — 0,0002 .

ва Порода 3 23 — — 12 1 — —

КПШ — — — — ^ 1 6 23 23 1 — — — — — 0,018

Р1 2 1 — „ П 10 14 12 4 0,006

В1

ж

1п Порода 36 3

КПШ 18 — „ — — 30 4 2 0,0025

Р1 42 — — — — 11 — 1 — —- — — — — — 0,0008

48 — — — — 5 — — — — — — — — — 0,00028

В1 10 — — — 11 13 14 1 1 1 — — — — 0,007

ж 11 19 21 0,007

1пЦ 20 — — — — 16 5 9 0,003

Продолжение таблицы 4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Со Порода 38

КПШ

Р1 —

52 1 — — — — — — — — — — —

В1 7 10 — — 25 9 0,001

Ш

\тг 49 — — 1 — — — — — — — 0,00002

V Порода 13" — — — 1 20 — 5 — — — — — _ — 0,0023

КПШ

Р1

В1 1 — — — 15 23 12 0,006

ш — — — — -- — 1 45 5 — — — — — — 0,01

1пИ 47 - — — — 2 1 4 • 0,001