Петрохимические критерии пара- и ортоамфиболитов

В настоящее время отсутствуют четкие петрохимические критерии, позволяющие разделить по химическому составу амфиболиты различного генезиса. Используемые петрохимические методы, основанные на непосредственном сопоставлении абсолютных концентраций и относительных содержаний петрогенных элементов в амфиболитах (с привлечением или без привлечения методов математической статистики), а также графическое разделение пара- и ортоамфиболигов, пока не дают удовлетворительного решения вопроса.

Отсутствие классификации амфиболитов по их химическим признакам затрудняет выявление петрохимических особенностей амфиболитов различного происхождения. Предложенная нами химико-минералогическая классификация, позволяющая подразделить амфиболиты на 26 относительно узких петрохимических групп (нормативные ассоциации), значительно облегчает сопоставление и выявление петрохимических особенностей амфиболитов различного происхождения. Среди выделенных нормативных ассоциаций амфиболитов для шести из них не находится химических аналогов среди изверженных пород. Принадлежность амфиболитов к данным ассоциациям указывает на вероятное осадочное происхождение амфиболитов.

Характер корреляционных связей между элементами-гидролизатами (титаном и алюминием, железом и титаном), обнаруживающими различное геохимическое поведение в магматических и гипергенных процессах, также может служить хорошим критерием не только для разделения пара- и ортоамфиболитов, образовавшихся по изверженным породам основного ряда и глинистым осадкам, но и для выделения амфиболитов, представляющих собой метаморфизованные граувакки, а также смешанные песчано-глинистые отложения и туффиты.

В магматических породах основного ряда и ортоамфиболитах между титаном и железом существуют положительные корреляционные связи, а между титаном и алюминием — отрицательные или незначимые. В глинистых породах и параамфиболитах, образовавшихся по ним, связи противоположные: между титаном и алюминием они положительны, а между железом и титаном — отрицательные или незначимые. В смешанных песчано-глинистых осадках и туффитах проявляются смешанные связи, характерные как для магматических пород (положительные между титаном и железом), так и для осадочных, образовавшихся в результате переотложения продуктов химического выветривания (положительные между титаном и алюминием). Граувакки и амфиболиты, образовавшиеся по ним, обнаруживают между данными элементами корреляционные связи, свойственные изверженным породам.

Другими наиболее характерными петрохимическими признаками параамфиболитов являются: а) многообразие химических составов амфиболитов (амфиболиты представлены большинством нормативных ассоциаций); б) принадлежность амфиболитов к нормативным ассоциациям, для которых не находится химических аналогов среди изверженных пород; в) наличие петрохимической общности между амфиболитами и переслаивающимися с ними породами заведомо осадочного происхождения, что выражается в заметно повышенном или пониженном содержании группы петрогенных элементов, как во вмещающих породах, так и в самих амфиболитах; г) некоторая специфичность химического состава амфиболитов, в частности, когда породы при высоком содержании кремнезема (высокое значение величины si) характеризуются в то же время высоким значением фемической составляющей (величины fm) и др. Петрохимические признаки можно использовать для определения первичной природы амфиболитов только в сочетании с геологическими, петрографическими и геохимическими признаками.

Изучение петрохимических особенностей и характера распределения глинистых пород (приближающихся по своему химическому составу к амфиболитам), развитых среди терригенных отложений красноцветных и некоторых других формаций, показывает, что осадочная природа амфиболитов, образовавшихся по соответствующим глинистым прослоям в подобных терригенных толщах при метаморфизме их в условиях амфиболитовой фации, может быть установлена в общем случае достаточно надежно по ряду признаков. В целом хорошо диагностируются и ортоамфиболиты, образовавшиеся по гомогенным (излившимся и интрузивным) породам основного — ультраосновного ряда.

Наибольшие трудности возникают при диагностике первичной природы амфиболитов, обладающих некоторыми признаками осадочных пород (переслаивание с типичными осадочными породами, тонкополосчатые текстуры и др.) и залегающих среди отложений вулканических областей геосинклинального типа. Для последних, как известно, помимо широкого развития излившихся пород основного ряда, характерны пирокластические породы, а также смешанные осадки с самым различным соотношением пирокластического и терригенного материала и разнообразные осадочные образования. Кроме того, в вулканических областях, как правило, происходит значительный привнос в бассейн осадконакопления целого ряда редких и породообразующих элементов, что связано с эксгаляциями и другими проявлениями вулканической деятельности. Выбрасываемый вулканами рыхлый материал при отложении его в водной среде, как отмечает Г.С. Дзоценидзе, обычно обнаруживает хорошую сортировку материала и часто образует пачки и целые горизонты тонкослоистых пелитовых и алевролитовых пирокластитов с хорошо выраженными микроритмами — вулканический флиш. Известный вулканолог А. Ритман также отмечает, что «подводные отложения рыхлых продуктов часто смешаны с осадочным материалом»... и «...обычно отчетливо слоисты и сортированы по размеру зерен...». Иначе говоря, вулканические породы могут обнаруживать наиболее характерные для осадочных пород ритмичные и тонкослоистые текстуры.

Осажденное вещество, поставляющееся в бассейн осадконакопления вулканическими эксгаляциями, будет обнаруживать признаки, указывающие на садку его хемогенным путем, т. е. признаки, свойственные, в свою очередь, глинистым осадкам, представляющим собой тонкодисперсные переотложенные продуктов химического выветривания. Кроме того, примесь этого вещества в пирокластических породах будет повышать геохимический фон ряда элементов до уровня, не характерного для гомогенных (излившихся и интрузивных) химических аналогов этих пород. Таким образом, примесь этого вулканического по своей природе материала может исказить первично магматическую (петрохимическую и геохимическую) специфику туфов, придав им некоторые черты осадочных пород. В свою очередь, примесь к тонкодисперсному первично осадочному (глинистому) веществу, образовавшемуся в результате химического выветривания, не только пирокластического, но и терригенного псаммитового материала может наделить осадочные (по своему существу) образования некоторыми химическими признаками, свойственными изверженным породам.

Таким образом, не говоря уже о смешанных вулканогенно-осадочных отложениях, в которых по двойственной природе их происхождения заложены признаки осадочных и изверженных пород, «чисто» седиментогенные образования, представляющие собой смешанные продукты химического и механического выветривания, а также существенно пирокластические породы (туфы), содержащие некоторую примесь материала, поставленного вулканическими эксгаляциями, могут обнаруживать некоторые химические признаки, свойственные как осадочным, так и изверженным породам.

Данные обстоятельства чрезвычайно усложняют диагностику первичной природы подобных образований и требуют большой осторожности в выводах, касающихся генезиса тонкослоистых амфиболитов вулканических областей. Существующими методами для некоторых типов данных пород не всегда удается однозначно установить их исходный состав, в связи с чем особое значение при диагностике первичной природы амфиболитов, развитых среди отложений вулканических областей, приобретают геологические и литологические признаки, позволяющие вскрыть относительную роль процессов терригенного осадконакопления и вулканизма в период формирования конкретной амфиболитовой толщи.

Отсутствие или малое развитие в пределах амфиболитовой толщи (существенно ортоамфиболитовой) типичных осадочных пород, указывающее на то, что в период формирования данной толщи процессы терригенного осадконакопления были проявлены достаточно слабо и подавлялись вулканизмом, позволяет с большей долей вероятности говорить о существенно вулканогенном или осадочно-вулканогенном происхождении развитых здесь тонкополосчатых амфиболитов. Амфиболиты, образовавшиеся по туфам, в подобных разрезах обычно путем повсеместных взаимопереходов переслаиваются с типичными ортоамфиболитами. Устанавливается также петрохимическая и геохимическая близость этих пород.

Для развитых здесь тонкополосчатых амфиболитов, которые переслаиваются и образуют взаимопереходы как с ортоамфиболигами, так и с типичными осадочными породами, и в которых обнаруживаются петрохимические и геохимические признаки одновременно как осадочных, так и изверженных пород, более аргументированным будет предположение об их смешанном вулканогенно-осадочном исходном составе.

При широком проявлении процессов терригенного осадконакопления, когда в данной пачке (толще) преобладают типичные осадочные породы, тесно переслаивающиеся с амфиболитами, обнаруживающими признаки как осадочных, так и изверженных пород (но когда эта пачка находится в общем разрезе, характеризующем вулканическую область), наряду с отмеченной выше правомерна и другая точка зрения — о первично осадочной природе данных амфиболитов. Хотя автор больше склоняется к гипотезе о вулканогенно-осадочной природе амфиболитов данного типа, все же следует отметить, что вопрос о генезисе их не может быть окончательно решен до тех пор, пока не будут достаточно изучены петрохимические и геохимические особенности неметаморфизованных смешанных вулканогенно-осадочных пород и осадков, приближающихся по своему химическому составу к амфиболитам.

В настоящее время, только при отсутствии метаморфизованных эффузивов в изучаемом глубокометаморфизованном осадочном профиле можно, по-видимому, с достоверностью говорить и об осадочном происхождении амфиболитов за счет седиментогенных образований, лишенных какой-либо примеси пирокластического материала.

Проведенные исследования по изучению амфиболитов восточной части Балтийского щита (амфиболиты комплекса Полмос-Порос; комплекса Кейв; свиты хирвинаволок — участок Кукасозеро; свиты хизовара — участок оз. Верх. Кереть; гимольской серии — участок Костомукша; парандовской серии — участки Ларандово, оз. Воронье; сортавальской серии — участок Питкяранта; ладожской серии — участок Леппялампи) позволяют выделить шесть основных генетических типов амфиболитов (табл. 47).