Петрогенетическая интерпретация ассоциаций минералов-вкрапленников плейстоценовых- голоценовых вулканитов Эльбруса (стр. 2 из 7)
Рентгенофлюоресцентный анализ элементов-примесей производился на спектрометре "Респект-100" А.И. Яковлевым в ИГЕМ РАН. Инструментальный нейтронно-активационный анализ производился в ИГЕМ РАН А.Л. Керзиным.
Детальное изучение составов минералов и стекол основной массы проводилось в Лаборатории локальных методов исследования вещества кафедры петрологии Геологического факультета МГУ на сканирующем электронном микроскопе Camscan-4DV с энергодисперсионным анализатором Link-10000 при ускоряющем напряжении 15 kV и токе зонда на образце (1-3)х10-9A. Пределы обнаружения оксидов составляли (мас.%): K2O>0,12; SiO2>0,15; TiO2 и Al2O3>0,18; FeO, MnO, MgO, CaO, Cr2O3>0,2; Na2O>0,5. Аналитическая неопределенность при содержании элемента в количестве от 1 до 5% составляла 10%, от 5 до 10% - 5%, свыше 10% - 2%. При содержаниях элемента меньше 1% определение качественное. Анализы производились в точке, где область генерации рентгеновского излучения составляла около 3 мкм, а при определении составов стекол - по площади посредством сканирования образца. Площадь сканирования достигала нескольких сотен квадратных микрометров.
Краткая петрографическая и геохимическая характеристики пород
Все изученные эффузивы имеют порфировую структуру. Вкрапленники (10-20% от объема породы) представлены плагиоклазом, биотитом, роговой обманкой, ортопироксеном, иногда клинопироксеном. По составам, размерам, характеру зональности, степени резорбции в породах разных вулканических горизонтов выделены шесть разновидностей (типов) вкрапленников плагиоклаза, три типа вкрапленников ортопироксена и два типа вкрапленников роговой обманки. Все отмеченные минералы-вкрапленники могут присутствовать в одном образце породы. Выделено пять ассоциаций вкрапленников, состав которых подробно обсуждается ниже. Основная масса пород изученного разреза гиалиновая, гиалопилитовая, микролитовая. Микролиты представлены плагиоклазом и ортопироксеном, иногда клинопироксеном, в интерстициях между которыми присутствуют мельчайшие выделения кварца, калиевого полевого шпата, титаномагнетита и ильменита.
Химический состав изученных пород (табл. 1, 2) отвечает риодацитам, дацитам и трахидацитам. Основные петрохимические особенности составов и геохимические параметры пород (рис. 3) близки к гранитоидам орогенного I-типа [33; 36; 25]. Повышенное содержание Na и К (в сумме их оксиды составляют 6,83-8,15%) и достаточно высокие отношения K2O/Na2O приближают породы к калиевым субщелочным разностям. О субщелочной тенденции в составе пород свидетельствуют повышенные концентрации титана (до 1,0% TiO2) и фосфора (до 0,30% P2O5) (табл. 1), по сравнению со средними составами гранитов I-типа [25], при этом повышенные концентрации высокозарядных элементов (Zr), а также РЗЭ, Ba, и несколько пониженные содержания Rb, являются признаками гранитоидов латитового типа [27].
Как отмечено выше, вулканиты кальдерного и посткальдерного комплексов сложены четырьмя последовательными вулканическими толщами. Первая, наиболее ранняя толща, представлена риодацитами, три последующих - дацитами (табл. 1). Вулканиты второй толщи отличаются повышенными содержаниями P, Ti, Cr, Sc, Co и РЗЭ, пониженными концентрациями К и, отчасти, Rb (табл. 1, 2).
Таблица 1
Химический состав вулканитов Эльбруса (мас.%)
| Оксид,элемент | Толща | ||||||||||||||||
| Первая | Вторая | Третья | Четвертая | ||||||||||||||
| Номер образца | |||||||||||||||||
| 25 | 20 | 26 | 27 | 43 | 32 | 45 | 48 | 22 | 23 | 7 | 6 | 396 | 338 | 10 | 9 | 340 | |
| SiO2 | 70,1 | 68,70 | 68,52 | 67,20 | 67,27 | 67,20 | 66,46 | 66,40 | 67,70 | 67,50 | 66,80 | 66,79 | 66,8 | 67,4 | 67,5 | 67,4 | 64,4 |
| TiO2 | 0,65 | 0,65 | 0,55 | 1,00 | 0,73 | 0,92 | 0,75 | 1,00 | 0,80 | 0,80 | 0,75 | 0,69 | 0,8 | 0,72 | 0,85 | 0,67 | 0,70 |
| Al2O3 | 14,80 | 14,90 | 13,80 | 14,65 | 14,50 | 14,80 | 14,33 | 14,90 | 14,80 | 14,70 | 15,20 | 14,28 | 15, | 15,35 | 14,3 | 14,5 | 14,95 |
| Fe2O3 | 1,65 | 1,44 | 0,72 | 2,00 | 3,94 | 1,6 | 4,12 | 1,60 | 1,77 | 0,64 | 0,70 | 3,88 | 1,15 | 0,83 | 1,56 | 1,27 | 0,87 |
| FeO | 0,6 | 1,56 | 1,69 | 2,37 | - | 2,48 | - | 3,15 | 1,92 | 3,30 | 2,96 | - | 2,83 | 2,41 | 2,91 | 2,2 | 3,01 |
| MnO | 0,01 | 0,05 | 0,56 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,06 | 0,07 | 0,05 | 0,07 | 0,07 | 0,06 | 0,08 | 0,06 | 0,07 | 0,06 | 0,07 |
| MgO | 0,33 | 1,46 | 0,20 | 1,49 | 1,06 | 1,54 | 1,05 | 1,44 | 0,82 | 1,45 | 0,82 | 0,92 | 1,4 | 1,57 | 1,86 | 1,44 | 1,64 |
| CaO | 2,02 | 1,83 | 3,44 | 2,57 | 3,23 | 3,15 | 3,27 | 3,15 | 2,86 | 3,13 | 4,01 | 3,25 | 3,11 | 3,05 | 2,66 | 3,03 | 3,89 |
| Na2O | 4,06 | 3,76 | 3,88 | 4,06 | 3,74 | 4,21 | 3,6 | 4,31 | 4,31 | 4,32 | 4,2 | 3,34 | 4,23 | 4,00 | 4,31 | 4,15 | 4,54 |
| K2O | 3,3 | 4,00 | 3,90 | 2,93 | 3,22 | 3,39 | 3,23 | 3,31 | 3,37 | 3,37 | 3,49 | 3,70 | 3,47 | 3,66 | 3,26 | 4,00 | 3,22 |
| H2O | 1,41 | 0,92 | 2,90 | 1,15 | - | 0,41 | - | 0,33 | 0,78 | 0,50 | 0,58 | - | 0,17 | 0,11 | 0,1 | 0,29 | 0,71 |
| P2O5 | 0,09 | 0,11 | 0,19 | 0,25 | 0,23 | 0,27 | 0,23 | 0,28 | 0,21 | 0,25 | 0,25 | 0,23 | 0,3 | 0,18 | 0,23 | 0,20 | 0,20 |
| F | 0,05 | 0,07 | 0,05 | 0,05 | 0,06 | 0,08 | 0,05 | 0,06 | 0,08 | 0,05 | 0,08 | 0,05 | 0,07 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,05 |
| S | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,01 | 0,10 | 0,01 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,01 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| CO2 | 0,28 | - | 0,26 | 0,29 | - | 0,09 | - | 0,20 | 0,22 | 0,17 | 0,15 | - | 0,07 | 0,07 | 0,18 | 0,11 | 0,15 |
| Сумма | 99,45 | 99,55 | 100,76 | 100,16 | 98,05 | 100,31 | 97,16 | 100,3 | 99,79 | 100,35 | 100,16 | 97,2 | 100,21 | 99,41 | 100,11 | 99,77 | 99,41 |
Примечания. Прочерк - оксид не определялся.
Места отбора образцов: 25, 26 - Уллукам, риодациты; 20 - Бийтиктебе, риодациты; 27 - Уллукам, дациты; 43, 32, 45, 48 - Бийтиктебе, дациты; 22, 23 - Уллукам, дациты; 6, 7 - Гарабаши, дациты; 396 - Малкинский поток, дациты; 338 - Западная вершина, дациты; 10 - Скалы Пастухова, дациты; 9 - основание Восточной вершины, дациты; 340 - Восточная вершина, дациты.
Таблица 2
Малые элементы в вулканитах Эльбруса (г/т)
| Элемент | Толща | |||||||||||||||||
| Первая | Вторая | Третья | Четвертая | |||||||||||||||
| Номер образца | ||||||||||||||||||
| 25 | 20 | 26 | 27 | 43 | 32 | 45 | 48 | 22 | 23 | 7 | 6 | 396 | 338 | 10 | 9 | 340 | ||
| Sc | 6 | 4,8 | 8,4 | 8 | 8,8 | 9,1 | 9,4 | 9,4 | 6,9 | 7,5 | 6,6 | 7,6 | 6,8 | 7 | 9 | 9 | 14 | |
| Cr | 29 | 28 | 41 | 41 | 46 | 46 | 48 | 53 | 19 | 41 | 40 | 46 | 32 | 27 | 47 | 60 | 23 | |
| Co | 3,6 | 4,4 | 9,5 | 8,7 | 9,7 | 10 | 9,9 | 11 | 6,3 | 7,6 | 7,4 | 8,9 | 7,5 | 8 | 12 | 12 | 19 | |
| Rb | 213 | 142 | 184 | 174 | 172 | 146 | 168 | 154 | 183 | 152 | 115 | 140 | 166 | 158 | 92 | 110 | 118 | |
| Sr | 284 | 317 | 211 | 51 | 604 | 389 | 256 | 278 | 378 | 207 | 318 | 295 | 320 | 332 | 342 | 370 | 308 | |
| Cs | 8,7 | 19,6 | 9,9 | 8,9 | 8,4 | 6,7 | 8,6 | 8,2 | 10,8 | 9,5 | 8,3 | 6,1 | 7,1 | 8 | 7 | 7 | 4 | |
| Ba | 503 | 535 | 440 | 48 | 613 | 401 | 43 | 481 | 391 | 400 | 437 | 523 | 524 | 558 | 428 | 435 | 236 | |
| La | 40,7 | 48,9 | 41,4 | 48,1 | 55 | 46,9 | 54,7 | 56,6 | 40,2 | 43 | 36,1 | 40,2 | 46,3 | 48,4 | 40,3 | 47,9 | 39,8 | |
| Ce | 78,3 | 75,6 | 78,6 | 89,2 | 85,4 | 83 | 89,9 | 95,8 | 72,8 | 80,2 | 68,4 | 74,4 | 84,2 | 83,6 | 68,5 | 81,3 | 83 | |
| Nd | 36 | 36 | 36 | 47 | 40 | 37 | 43 | 43 | 35 | 38 | 33 | 36 | 37,2 | 37,8 | 35,3 | 40,6 | 32,2 | |
| Sm | 5,13 | 5,43 | 5,83 | 6,39 | 6,39 | 6,04 | 6,23 | 6,69 | 5,43 | 5,56 | 4,76 | 4,88 | 5,40 | 5,74 | 5,07 | 5,67 | 4,77 | |
| Eu | 0,95 | 0,97 | 1,14 | 1,22 | 1,4 | 1,29 | 1,4 | 1,33 | 1,1 | 1,14 | 0,97 | 1,1 | 0,96 | 1,07 | 1,15 | 1,2 | 1,37 | |
| Tb | 0,47 | 0,45 | 0,68 | 0,63 | 0,81 | 0,58 | 0,76 | 0,97 | 0,57 | 0,7 | 0,44 | 0,54 | 0,52 | 0,54 | 0,88 | 0,65 | 0,63 | |
| Yb | 1,4 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,5 | 1,6 | 1,8 | 1,3 | 1,5 | 1,2 | 1,4 | 1,31 | 1,43 | 1,52 | 1,44 | 1,55 | |
| Lu | 0,17 | 0,14 | 0,17 | 0,17 | 0,19 | 0,15 | 0,17 | 0,15 | 0,15 | 0,18 | 0,14 | 0,16 | 0,13 | 0,17 | 0,20 | 0,19 | 0,21 | |
| Y | 6 | 9 | 11 | 14 | 14 | 11 | 13 | 13 | 11 | 12 | 9 | 14 | 25 | 28 | 11 | 5 | 29 | |
| Zr | 235 | 181 | 178 | 251 | 283 | 252 | 231 | 268 | 241 | 213 | 231 | 213 | 225 | 222 | 131 | 194 | 242 | |
| Hf | 5,6 | 5,1 | 5,5 | 5,8 | 6,6 | 5,5 | 6,5 | 6,4 | 4,9 | 5,3 | 4,6 | 4,8 | 4,9 | 5,7 | 5,1 | 5,5 | 5,1 | |
| Ta | 1,29 | 1,20 | 0,87 | 1,11 | 1,08 | 0,94 | 1,03 | 1,03 | 1 | 1,01 | 0,87 | 0,94 | 0,93 | 0,9 | 0,8 | 0,8 | 0,9 | |
| Th | 26,2 | 25,5 | 22,7 | 23,8 | 24,6 | 27,2 | 23,9 | 25 | 19,8 | 21,7 | 18,7 | 21,1 | 24,6 | 22 | 19 | 21 | 17 | |
| U | 5,9 | 5,1 | 4,9 | 5,2 | 4,7 | 3,6 | 4,8 | 4,6 | 4,5 | 4,9 | 3,9 | 3,9 | 3,9 | 3,8 | 3,4 | 3,1 | 2,8 | |
Примечание. Места отбора образцов - см. табл. 1.