ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2010, том 434, № 2, с. 224-227 

УДК 551.21(234.9)

 ФЛЮИДОЛИТЫ - ГОРНЫЕ ПОРОДЫ НОВОГО ГЕНЕТИЧЕСКОГО ТИПА ЭЛЬБРУССКОГО ВУЛКАНИЧЕСКОГО РАЙОНА

 © 2010 г. Н. В. Короновский, Л. И. Демина, М. С. Мышенкова

Представлено академиком Д.Ю. Пущаровским 28.04.2010 г. Поступило 28.04.2010 г.

 На северном склоне вулкана Эльбрус впервые выделены горные породы нового генетического типа — флюидолиты, относящиеся в соответствии с Петрографическим кодексом [8] к таксону од­ного ранга с магматическими, осадочными и ме­таморфическими. В настоящее время к флюидолитам относят горные породы, в формировании которых ведущая роль принадлежала глубинным декомпрессионным эксплозиям флюидов. По­добные эксплозии приводят к проникновению флюида во вмещающую среду, к сбросу или экс­тракции его отдельных ингредиентов, к фикса­ции переносимого флюидом вещества в новом пространстве, что способствует образованию пород и геологических тел со специфическими признака­ми. Особенности структур, текстур, минерального и химического состава этих пород формируются за счет способности флюидов переносить во взвешен­ном состоянии обломки глубинных пород и мине­ралов, фрагменты расплавов и продуктов их кри­сталлизации [8]. Изучение флюидолитов как про­дуктов флюидоэксплозивных процессов в толщах земной коры — новое, интенсивно развивающее­ся направление в геологии, поскольку с ними связан широкий спектр полезных ископаемых, в том числе и алмазов. Флюидолиты довольно ши­роко распространены в природе в ассоциациях не только с магматическими, но и осадочными по­родами [4].

Подобные породы, ассоциирующиеся с маг­матическими комплексами (туффизиты, валун­ные дайки, интрузивные пирокластиты, игнимбриты, эруптивные псевдоконгломераты и др.), в последнее время обсуждали довольно широко. Некоторые ученые предлагали объединить их в новые классы [3] или подтипы горных пород [2], подчеркивая, что раскаленное глубинное веще­ство поступает на дневную поверхность Земли или в верхние части коры не в жидком (магмати­ческие расплавы, производными которых являет­ся весь спектр магматических пород), а во флюидизированном состоянии. В этом случае преобла­дающий диспергированный твердый, а также частично жидкий материал находится в подвиж­ном (псевдотекучем) состоянии за счет высокого давления газов. Поскольку газы под давлением обладают способностью к неограниченному рас­ширению, диспергированный материал как бы зависает в потоках флюидов. Скорость течения такого материала по поверхности Земли (изме­ренная при движении огненных лавин) составля­ет от 100 до 200 км/ч [7].

В Эльбрусском вулканическом районе нами впервые выделены три группы флюидолитов.

К первой отнесены светло-серые породы с од­нородной массивной текстурой, слагающие ку­половидное тело, обнажающееся на г. Тузлук, рас­положенной севернее Передового хребта на Беча-сынском плато нижне- и среднеюрских пород в 1 км к западу от р. Малка. В ее левом борту на фоне моноклинального залегания юрских отложений наблюдается зона сильно деформированных сло­ев, находящихся точно на простирании г. Тузлук. Породы в изобилии, не свойственном магматиче­ским горным породам, содержат оскольчатые, округлые, овальные обломки, а также растрескав­шиеся изнутри шаровидные зерна фиолетово-ро­зоватого кварца размером до 5 мм и более, облом­ки плагиоклазов различной основности, микро­клина, биотита, гранитоидов и биотитовых гнейсов размером от долей до нескольких санти­метров (рис. 1, I; рис. 2, А, Б). В матриксе помимо мелких обломков тех же минералов присутствуют фрагменты полностью раскристаллизованного стекла в виде сферолитов и метелок.

Флюидолиты второй группы обнажаются на крутом северном склоне Эльбруса в районе лед­ника Уллу-Малиендерку, где они перекрывают позднепалеозойские граниты и образуют верти­кальный уступ высотой 10—15 м, маркирующий собой небольшое плато. На его восточном окон­чании наблюдается тело с вертикальной флюидальностью, являющееся подводящим каналом для вышележащих пород. Флюидолиты этой группы представлены серыми игнимбритами с фьямме черного цвета шириной до 0.5 см и дли­ной до нескольких сантиметров (рис. 1, II), с оби­лием округлых, овальных, оскольчатых обломков разнообразных по составу и структуре лав, неиз­вестных в этом районе, с вкрапленниками опацитизированного, иногда почти полностью за­мещенного биотита и плагиоклаза (рис. 2, В), а также овальных, уплощенных "леденцовых" обломков кварц-полевошпатовых пород (рис. 2, Г), обломков и шаровидных зерен розо­ватого кварца, плагиоклаза, пластинок биотита. Обломки фассаита, диопсида, граната, гранитоидов, гранито-гнейсов, биотитовых и гранат-био­титовых гнейсов, двуслюдяных кристаллических сланцев содержатся в меньших количествах (рис. 2, Д). Фьямме сложены стеклом с редкими вкрапленниками гиперстена, иногда с тонкой биотитовой каймой, а также корродированными стеклом табличками и обломками зонального плагиоклаза. Для обломков пластинок биотита ха­рактерно смещение отдельных частей по спайности (рис. 2, Е). Строение матрикса аналогично тако­вому в предыдущей группе пород.

К флюидолитам третьей группы отнесены тем­но-серые породы без фьямме с такситовой тек­стурой, выраженной в чередовании массивных и тонкополосчатых участков флюидального строе­ния (рис. 1, III), которые ориентированы в обна­жениях субвертикально в отличие от расположен­ных субгоризонтально фьямме в флюидолитах второй группы. В обнажении, расположенном в основании плато на северном склоне Эльбруса, видно, как флюидолиты третьей группы веерооб­разно переходят в породы второй группы — игнимбриты, что свидетельствует об их формирова­нии в пределах подводящего канала. К этой же группе отнесены породы, слагающие дайкообразное тело длиной ~350 м, прорывающее пермские отложения и расположенное на правом берегу в верховьях р. Бирджаллысу. В породах этой груп­пы содержится то же сочетание обломков пород и минералов, что и в игнимбритах.

Ранее флюидолиты второй группы описывали как игнимбриты [5], а первой и третьей — как ту­фы риодацитов [1]. Однако при внешнем сход­стве флюидолитов с литокристаллокластическими разностями туфов по структурным призна­кам — по дезинтеграции зерен минералов и литокластов глубокозалегающих под центрами извержений пород, по округлой и овальной фор­ме обломков как пород, так и минералов, обу­словленной галтовкой (обработкой газово-твердой смесью), по смещению отдельных частей зе­рен слоистых силикатов и другим признакам — их можно уверенно отнести к флюидолитам.

Рис. 1. Типы флюидолитов Эльбрусского вулканиче­ского района.

I — интрузивные разности с однородной текстурой и округлыми обломками гнейсов (г. Тузлук); II — иг­нимбриты плато с фьямме и обилием обломков лав, неизвестных в разрезах вулканогенных толщ райо­на; III — породы подводящего для игнимбритов ка­нала. Здесь и на рис. 2: Gn — гнейсы, Q — кварц, L — лава, F — фьямме, Micr — микроклин, Pl — плагио­клаз, Bi — биотит, Fs — фассаит.

Рис. 2. Микроструктуры флюидолитов.

А — фрагмент шаровидного растрескавшегося зерна кварца; Б — обломки микроклина, плагиоклаза и биотита; В — округлые обломки древних лав; Г — фрагмент леденцового обломка; Д — обломок фассаита; Е — смещение по плоско­стям спайности отдельных частей обломка биотита.

Одним из главных диагностических признаков флюидолитов является аномальность их химиче­ского и изотопного составов [8], что очень ярко проявлено в породах Эльбрусского вулканиче­ского района. Например, графики распределения РЗЭ имеют экзотический, абсолютно не свой­ственный магматическим породам вид, в то время как наиболее ранние лавы Эльбруса характеризу­ются нормальными для кислых пород спектрами РЗЭ (рис. 3). Для различных компонентов ранних игнимбритов этого района, включая валовые пробы, установлены весьма контрастные изотоп­ные характеристики (87Rb/86Sr, 87Sr/86Sr). При этом плагиоклаз и пироксен показали аномально древние, по мнению И.В. Чернышева и др. [9], "геологически бессмысленные" значения K—Ar-возраста: 15.7 и 2.7 млн. лет, в то время как возраст игнимбритов соответствует раннему-позднему плейстоцену. По нашему мнению, геологический смысл подобных датировок и состоит в том, что они указывают не на магматический, а на ксеногенный характер большинства минералов флюидолитов, на что указывает также их детальное пет­рографическое изучение.

Выявление флюидолитов в Эльбрусском вул­каническом районе подтверждает предложенную ранее модель коллизионного вулканизма Кавказ­ского региона с ведущей ролью в магматическом петрогенезисе процессов окисления глубинных трансмагматических флюидов [6].

Рис. 3. Распределение РЗЭ во флюидолитах и кислых лавах раннего этапа вулканической деятельности Эльбруса.

Диаграмма построена по данным [1]. Хондрит — по данным [10].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Богатиков О.А., Гурбанов А.Г., Газеев В.М. Ката­строфические процессы и их влияние на природ­ную среду. Т. 1. Вулканизм. М.: Регион. обществ. организация ученых по проблемам прикл. геофи­зики, 2002. С. 291—320.

2. Голубева И.И., Махлаев Л.В. Петрография на рубе­же XXI века. Итоги и перспективы. Сыктывкар, 2000. Т. 1. С. 54—56.

3. Казак А.П., Якобсон К.Э. // Регион. геология и ме­таллогения. 1997. № 6. С. 168—169.

4. Казак А.П., Копылова Н.Н., Толмачёва Е.В., Якобсон К.Э. Флюидно-эксплозионные образова­ния в осадочных комплексах. СПб.: Минерал, 2008. 27 с.

5. Короновский Н.В. Оледенение Эльбруса. М.: Изд-во МГУ, 1968. С. 15—72.

6. Короновский Н.В., Демина Л.И. // ДАН. 1996. Т. 350. № 4. С. 519—522.

7. Макдональд Г. Вулканы. М.: Мир, 1975. 432 с.

8. Петрографический кодекс. Магматические, мета­морфические, метасоматические, импактные об­разования. СПб.: ВСЕГЕИ, 2008. 198 с.

9. Чернышев И.В., Лебедев В.А., Бубнов С.Н. и др. Ка­тастрофические процессы и их влияние на при­родную среду. Т. 1. Вулканизм. М.: Регион. об­ществ. организация ученых по пробл. прикл. гео­физики, 2002. С. 266—291.

10. Haskin M.A. // J. Geophys. Res. 1968. V. 73. P. 6085—6097.