Особенности строения и состава трапповой формации обрамления Хантайско-Рыбнинского вала : Норильский район

• Автор: Рудакова, Антонина Викторовна
• Шифр специальности: 25.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил. + Прил. ( с. 1-173 )

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК
ГЛАВА 2. ТРАППОВЫЕ ПРОВИНЦИИ В ИСТОРИИ ЗЕМЛИ
2.1. Понятие трапповой формации, некоторые определения
2.2. Пространственное распределение и возраст трапповых провинций
ГЛАВА 3. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИЗУЧЕННОСТЬ РАЙОНА
ГЛАВА 4. ГЕОЛОГИЯ РАЙОНА
4.1. Стратиграфия
4.2. Интрузивные образования
4.3. Тектоника
4.4. Полезные ископаемые
ГЛАВА 5. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Полевые работы
5.2. Камеральные работы
Подготовка каменного материала для изучения минерального состава пород
Петрографические исследования
Минералогические исследования
Подготовка каменного материала для изучения валового состава пород
5.3. Аналитические методы
Методы валового анализа
Рентгено-флуоресцентный анализ (РФА или ХРИ)
Масс-спектральный и атомно-эмиссионный анализы (1СР-МБ и ЮР-АЕБ)
Изучение валового состава с помощью микрозонда
Методы локального анализа
ГЛАВА 6. ТРАППОВАЯ ФОРМАЦИЯ ОБРАМЛЕНИЯ ХАНТАЙСКО-РЫБНИНСКОГО ВАЛА
6.1. Стратиграфия
Норильская мульда
Хараелахская мульда
Микчангдинская площадь
Тунгусская синеклиза
Озеро Глубокое
Методика построения геологической карты
Озеро Лама
6.2. Петрография базальтоидов
Вулканические породы
Интрузивные и субвулканические породы
Вулканогенно-обломочные породы
Петрографические закономерности вулканической толщи Норильского района
Изменение во времени
Изменение в пространстве
6.3. Геохимические особенности
Петрогенные элементы
Элементы-примеси
6.4. Минералогия базальтов Норильского района
Плагиоклаз
Пироксен
6.5. Расслоенные покровы
6.6. Габброиды Норильского района
6.7. Закономерности строения трапповой формации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Связь большинства платино-медно-никелевых месторождений с крупными трапповыми провинциями, а также совпадение возраста этих провинций со временем массового вымирания многих видов живых организмов, вызывает неугасающий интерес к трапповым формациям. Сибирские платобазальты (251 млн. лет) представляют самую крупную континентальную трапповую провинцию на Земле. При этом Норильский район наиболее важен для изучения истории развития территории в силу особенностей его геологического строения: большой мощности вулканитов (3,5 км), присутствия в разрезе наряду с широко распространенными толеитовыми базальтами субщелочных и пикритовых разновидностей пород, а также наличием уникальных платино-медно-никелевых месторождений.
Несмотря на многолетние исследования территории до сих пор нет устоявшихся представлений о происхождении главных типов магматических пород Норильского района и связанных с ними сульфидных месторождений. В частности, резко различаются представления о комагматичности интрузивных и вулканических пород. Одни исследователи отстаивают точку зрения о формировании плутонических и эффузивных пород в рамках единой магматической системы (Налдретт, 2003; Naldrett, 2005; Keayes et al, 2007), другие рассматривают массивы норильского комплекса в качестве производных самостоятельной магмы (Лихачев, 2006; Криволуцкая и др., 2008; Криволуцкая, Рудакова, 2009). Такое расхождение обусловлено тем, что в настоящее время район крупнейших Норильских медноникелевых месторождений изучен в основном в отношении интрузивов, содержащих оруденение, а вмещающая их трапповая формация изучена в значительной мере хуже и крайне неравномерно. Именно поэтому ограничены данные о геологических взаимоотношениях как между эффузивами и интрузивами, так и между интрузивными образованиями разного типа. Дополнительные трудности в интерпретации эволюции магматизма в пределах провинции обусловлены чрезвычайно быстрым образованием всей трапповой толщи (Wooden et al., 1993), вследствие чего определения изотопного возраста пород не могут дать последовательности образования магматических тел. В такой ситуации особое значение приобретают геохимические, минералогические и др. методы.
Особое внимание привлекает крупнейшая структура района - Хантайско-Рыбнинский вал, простирание которого совпадает с простиранием большинства разрывных и складчатых структур (север-северо-восточное), а также с главным рудоконтролирующим Норильско-Хараелахским разломом. Уточнение истории развития вала и его влияния на особенности формирование трапповой формации дает ценнейший материал для понимания общей эволюции Сибирских траппов.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы является определение общей эволюции трапповой формации Норильского района и выяснение истории развития Хантайско-Рыбнинского вала. Основными задачами стали:

1. Изучение геологического строения трапповой формации по глубоким скважинам в различных структурах с детальным описанием вариаций геологических, петрографических и геохимических характеристик отдельных покровов, свит и всей толщи в целом.
2. Исследование геологического строения туфо-лавовой толщи по геологическим обнажениям с выяснением условий залегания, изменения мощностей свит, а также особенностей строения расслоенных покровов и интрузивных тел.
J. Выявление соотношения лав и туфов и изменения этих соотношений по разрезу и по
латерали.
4. Сопоставление геологического строения изученных разрезов для выяснения эволюции вулканизма этого региона.
5. Изучение петрографических и минералогических особенностей пород.
6. Изучение геохимических особенностей вулканических пород каждой свиты во всех разрезах, а также интрузивных тел для определения направленности эволюции расплавов, участвующих в формировании вулканогенной толщи.
7. Выяснение возможных способов формирования расслоенных покровов.
Фактический материал и методика исследований. В основу работы положены
данные, полученные автором в ходе полевых исследований в Норильском районе в 2008-2010 гг. в составе геологического отряда ГЕОХИ РАН под руководством H.A. Криволуцкой. При полевых исследованиях проведена документация 4 скважин " ООО "НорильскГеология" (общая длина документированного керна 4205 м), а также маршрутные описания 6 разрезов естественных обнажений вдоль русел ручьев. Помимо объектов, изученных автором, для получения более полной картины использованы данные, любезно предоставленные H.A. Криволуцкой. Все изученные объекты расположены по обрамлению Хантайско-Рыбнинского вала и охватывают большую часть структурных элементов Норильского района: Норильская, Хараелахская мульды, Микчангдинский блок (площадь) и западный борт Тунгусской синеклизы. Каменный материал отбирался из центральной части каждого потока, а также из приподошвенной и прикровельной частей нескольких потоков. В интрузивных телах материал отбирался равномерно по мощности, включая эндо- и экзоконтактовые области. Всего было отобрано 695 образцов.
Из наиболее свежих разностей были изготовлено и описано 272 шлифа для выявления петрографо-минералогических особенностей, из которых 52 шлифа было исследовано на микрозондах ГЕОХИ РАН (аналитик H.H. Кононкова) и геологического факультета МГУ (аналитики Е.В. Гусева и H.H. Коротаева) с определением состава 168 зерен плагиоклаза и 237 зерен пироксена.
Для геохимических исследований автором было подготовлено 200 проб, прошедших дробление, истирание и спекания в стёкла для 47 проб. Геохимические исследования проводились различными методами. Концентрации главных элементов определялись для 133 проб рентгено-флюоресцентным методом в лабораториях ГЕОХИ РАН (г. Москва) и Института им. М. Планка (г. Майнц, Германия). Концентрации рассеянных элементов определялись для 194 проб масс-спектральным методом с индуктивно связанной плазмой
Определения изотопного возраста, выполненные для эффузивов ивакинской, сыверминской, гудчихинской и хараелахской свит методом 40Аг-39Аг по плагиоклазу и валовому составу пород дали близкие значения 243,5-245,3 млн лет. Однако датирование рудоносного интрузива Норильск-I (который пересекает разрез платобазальтов от ивакинской до низов нидеждииской свиты), выполненное тем же методом для биотита из рудной жилы, показало возраст 248,7±2,4 и 249±2,4 млн лет (Dalrymple, 1991). Эти цифры нашли подтверждение в датировании цирконов из лейкогаббро интрузива Норильск-I 206РЬ-“38и методом (SHRIMP). Получено средневзвешенное значение возраста 248±4 млн лет, которое статистически неотличимо от возраста стратиграфической границы пермь/триас, составляющего 251,4±4 млн лет (Campbell, 1992). Таким образом, возраст лав, пересекаемых интрузивом Норильск-I (с ивакинской по надеждинскую свиты), не может быть существенно моложе данного рубежа.
Палеомагнитные исследования вулканогенной толщи показали, что базальты ивакинской и верхней части самоедской свит имеют обратную полярность, а остальная часть разреза эффузивов (от сыверминской до низов самоедской свиты включительно) отвечает нормальной полярности (Линд, 1991). На основании этих данных базальты ивакинской свиты относятся к верхней перми, а вышележащие эффузивы - к нижнему триасу. Предполагается, что формирование пород триасового интервала нормальной полярности, которые составляют около 90 /о пород разреза, происходило в течение 0,6 млн лет, а продолжительность образования всей трапповой формации Норильского района не превышает 1 млн лет (Линд, 1991).
Лавовая толща района, особенно в сто северной части, включает в себя многие десятки потоков и покровов, обычно имеющих массивную центральную зону, а также миндалекаменные и шлаковидные нижнюю и верхнюю зоны. Мощность потоков колеблется от первых метров до первых десятков метров, протяженность составляет десятки, а для некоторых, вероятно, и сотни километров. Отдельность базальтов плитчатая, глыбовая, матрацевидыая, столбчатая и шаровая, причем столбчатая отдельность характерна для центральных частей потоков (Золотухин, 1991).