Изучение и сравнительный анализ вулканитов плато Хангай и плато Дариганга

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

"Изучение и сравнительный анализ вулканитов плато Хангай и плато Дариганга"

Введение

Внутриконтинентальная вулканическая провинция в кайнозое характеризовалась своеобразным типом геологического развития, который в самых общих чертах может представлен в виде сводового поднятия с изгибанием третичной выровненной поверхности, достигшим максимума в плиоцене, и последующими процессами рифтообразования на пазных участках в плиоцен-плейстоценовое время.

Базальтовые серии отдельных лавовых полей Центральной Азии резко различаются по химизму, степени дифференцированности, формам проявления и тектоническому положению, хотя для кайнозойского вулканизма всей этой огромной территории отмечаются и определённые общие петрологические и геологические черты.

Лавовые поля кайнозойских базальтов Монголии занимают центральное место в Азиатской вулканической провинции. К северу от них расположена молодая вулканическая область прибайкалья, включающая также нагорья Тувы и Восточного Саяна, Хамар-Дабана, территорию Западного Забайкалья и Витимское плоскогорье. Восточнее распологается область кайнозойских базальтов в пределах Большого Хингана, где приобрели известность лавы мэргеньских вулканов, а к югу - обширные неоволканические области на территории Северного Китая, Тибета и Куньлуня.

Целью данной курсовой работы было изучение петрохимических и геохимических особенностей базальтов вулканов плато Хангай и Дариганга, а так же их сравнение.

Для её достижения решались следующие задачи:

1. На основе имеющегося петрогеохимического материала дать петрохимическую и геохимическую характеристику различным типам проявления вулканизма на плато Хангай и Дариганга.

2. Установить сходства и отличия между базальтами вулканов плато Хангай, и аналогичными породами вулканов плато Дариганга.

3. Определить геодинамические условия формирования изученных пород.

1. Краткая геологическая характеристика

Кайнозойская геологическая история Центральной Азии характеризуется широким развитием базальтового вулканизма, в результате которого были сформированы отдельные лавовые поля на значительной территории, включающей Туву, Восточный Саян, Прибайкалье, Монголию, Северный Китай, Куньлунь и Тибет.

Рис. 1. Схема распространение кайнозойских базальтоидных ареалов Монголии

Рис. 2. Плато Хангай - северный тектонических мегаблок

Два основных вулканических ареала: Хангайский и Даригангский, в которых обнаружена основная масса глубинных ксенолитов - приурочены соответственно к Северному и Южному тектоническим мегаблокам.

В Северном мегаблоке происходило интенсивное горообразование, в процессе которого было сформировано крупное сводово-блоковое поднятие Хангайского хребта - главного водораздела Центральной Азии (рис. 1). В его пределах возникли разобщённые поля калиевых щелочных базальтоидов, приуроченных к отдельным грабенам и горстовым выступам Хангайского свода или области его сочленения с расположенной южнее Долиноозерской депрессией.

Южный мегаблок был в меньшей степени затронут новейшей тектонической активизацией и характеризовался лишь слабым локальным горообразованием и известным консерватизмом геолого-структурного развития в кайнозое. Однако и здесь этот процесс сопровождался вулканизмом, сформировавшим обширное базальтовое плато Дариганга, слабо выраженное в рельефе Южно-Гобийских равнин.

Поля кайнозойских базальтоидов в пределах Монголии многочисленны, но, как правило, невелики по размерам, кроме базальтового плато Дариганга в его юго-восточной части. Тем не менее выделяют две главные зоны размещения вулканических пород Монголии. Одна из них представляет собо меридианную зону шириной 500-600 км в центральной части Монголии. В её пределах сосредоточено подавляющее большинство проявлений базальтового вулканизма. Это зона ограничена с запада 97-м меридианом, а с востока 105-м, протянулась через всю страну от рифтовой впадины оз. Хубсугул и окружающих его хребтов через сводово-глыбовые поднятия Хангайского нагорья и Гобийского Алтая до Южно-Гобийской пустыни.

Другая область кайнозойского вулканизма расположена на юге Восточной Монголии и представляет собой один из самых крупных и своеобразных вулканических ареалов Центральной Азии - базальтовое плато Дариганга. В противоположность разобщённым и мелким полям Центральной Монголии - это сплошной базальтовый покров площадью около 40 тыс. км².

Среди продуктов кайнозойского вулканизма Монголии выделены ассоциации: 1) калиевых щелочных базальтоидов, 2) натриевых щелочных базальтоидов, 3) щелочных и толеитовых пород, 4) известково-щелочных базальтов. Базальтоиды этих четёрых групп чётко различаются особенностями распространения, структурным положением, составом, степенью дифференцированности и характером дифференционного тренда.

Основные петрохимические характеристики пород

2. Петрогенные элементы

В качестве объектов исследований были выбраны вулканиты основного состава плато Хангай и плато Дариганга.

Плато Хангай.

На диаграмме SiO₂ - K₂O+Na₂O, точки составов вулканических пород плато Хангай ложатся в поле базальтов, трахибазальтов и трахиандезитов (рис. 3). По величине коэффициента глиноземистости (al=0.78-0.94) базальты и трахибазальты относятся к умеренноглиноземистым разностям, а трахиандезиты (образец 478a) к низкоглиноземистым разностям (al=0.06). По отношению Na₂O/K₂O все изученные породы плато Хангай принадлежат к калиево-натровому ряду (1.82-2.3). Для них характерны умеренные значения коэффициента агпаитности (0.27-0.43), за исключением трахиандезитов (образец 478a), которые имеют высокие значения коэффициента агпаитности (5,13). По содержанию K₂O все изученные вулканиты плато Хангай относятся к высококалиевым разностям известково-щелочной сери (рис. 4).

При пересчете на нормативный состав по методу CIPW в изученных образцах отмечаются нормативный оливин, диопсид, гиперстен, редко нефелин и кварц (таблица №3). Соответственно на классификационной диаграмме по нормативному составу минералов (рис. 5) их фигуративные точки ложатся в поля оливиновых толеитов, и только, образец 310 располагается в поле щелочных базальтов. Трахиандезиты (образец 478а) попадает в поле кварцевых толеитов.

По соотношению FeO*/Mg+SiO₂, изученные базальты и трахибазальты принадлежат к толеитовой серии и только трахиандезит (478a) лежит в поле известково-щелочной серии. В тоже время на классификационной диаграмме AFM фигуративные точки вулканитов плато Хангай лежат в поле известково-щелочной серии.

Анализ диаграмм «петрогенный элемент - MgO» показал, что с ростом MgO в изученных породах наблюдается увеличения концентрации CaO снижение - Na₂O, SiO₂, FeO и в какой-то мере Al₂O₃. Концентрации TiO₂, P₂O₅, K₂O в рассматриваемых породах варьируются незакономерно.

Плато Дариганга

По содержанию кремнезема и сумме щелочей большинство изученных вулканитов плато Дариганга попадают в области базальтов, трахибазальтов и реже в поле тефрита (рис. 3). По другим петрохимическим характеристикам вулканиты плато Дариганга относятся к умеренноглиноземистым (al=0.52-0.68) разностями калиево-натриевого ряда Лавы плато Дариганга относятся к умеренным разностям K-Na состава. Хотя встречаются отдельные образцы базальтов (499b) и тефритов (513d) которые по величине отношения Na₂O/K₂O (4.06 и соответственно 4.74) относятся к натровому ряду.

По содержанию K₂O большинство изученных вулканитов плато Дариганга принадлежат к высококалиевым разностям известково-щелочной сери, хотя среди базальтов встречаются отдельные образцы (499b и 493) фигуративные точки которых попадают в поле средне-калиевой известково-щелочной серии (рис. 4).

В целом для вулканитов плато Дариганга характерны низкие значения коэффициента агпаитности (0.34-0.47).

При пересчете на нормы по методу CIPW в изученных образцах отмечаются нормативный оливин, диопсид, гиперстен, нефелин. В тоже время среди изученных вулканитов встречаются единичные образцы, в которых присутствует только нормативный оливин, диопсид и гиперстен. Соответственно на классификационной диаграмме по нормативному составу минералов (рис. 3) их фигуративные точки ложатся в поле тефритов, базанитов, оливиновых толеитов.

При пересчете на нормы по методу CIPW в изученных вулканитах, как правило, отмечаются нормативный оливин, диопсид, гиперстен. Иногда нефелин и редко кварц (таб. 1). Соответственно на классификационной диаграмме по нормативному составу минералов (рис. 3) их фигуративные точки ложатся в поля оливиновых толеитов и щелочных базальтов. Исключения составляет образец 494, который попадает в поле высокомагниевого андезита.

На графике Миаширо практически все фигуративные точки вулканитов плато Дариганга ложатся в поле толеитовой серии, тогда как на классификационной диаграмме AFM расположились на границе известково-щелочной и толеитовой серий.

Анализ диаграмм «петрогенный элемент - MgO» показал, что с ростом MgO содержание кремнезема и натрия в изученных породах падает, а концентрация P₂O₅ увеличивается (рис.). Что касается содержания CaO в рассматриваемых породах, то сначала оно увеличивается, а затем, резко снижается. Зависимость поведения других микроэлементов (K₂O, Fe₂O₃, Al₂O₃) от магнезиальности пород проявлена неотчётливо из-за значительного разброса фигуративных точек.

Рисунок 3. Классификационная диаграмма для кайнозойских пород плато Хангай и плато Дариганга

Рисунок 4. Классификационная диаграмма (ссылка на первоисточник) для кайнозойских пород плато Хангай и плато Дариганга

Рисунок 5. Классификационная диаграмма для кайнозойских пород плато Хангай и плато Дариганга

Рис. 6. Классификационная диаграмма Миаширо (ссылка на первоисточник) для кайнозойских пород плато Хангай и плато Дариганга

Рис. 7. Классификационная диаграмма для для кайнозойских пород плато Хангай и плато Дариганга. ((ссылка на первоисточник) Ирвина)

Рис. 8. Вариации содержаний петрогенных элементов в зависимости от содержаний MgO в породах плато Хангай и Дариганга

Рис. 9. Вариации содержаний петрогенных элементов в зависимости от содержаний MgO в породах плато Хангай и Дариганга

3. Микроэлементы

Плато Хангай

Когерентные элементы (Sc, Cr, Co). Как показали исследования, для изученных пород плато Хангай свойственен довольно узкий диапазон колебаний концентраций Co (35,7-43,9 г/т.), Sc (12.35-19.37 г./т.), Cr (147.4-253.9 г./т.). С ростом K2O происходит хорошо выраженный рост концентраций этих элементов в лавах плато Хангай.

Некогерентные элементы (Sr, Zr, Rb). В вулканитах плато Хангай содержание некогерентных элементов колеблется в довольно широких пределах. Так содержания Sr изменяется от 680 до 1012 гр/т, для Zr 151-217 г./т, а для Rb 20-45 гр/т. Для всех этих элементов характерен рост их концентраций, в зависимости от увеличения содержания K₂O в вулканитах.

Плато Дариганга

Когерентные элементы (Sc, Cr, Co). Как показали исследования, для вулканитов плато Дариганга характерны следующие концентрации когерентных элементов: Co (39,5-53,1 г/т), Sc (13,58 до 19,94 г./т.), Cr (146,1 до 255,3 г/т.). Причём с ростом K₂O в лавах плато Дариганга происходит рост концентраций Co и Cr, а для Sc закономерность проявлена недостаточно отчётливо.

Некогерентные элементы (Sr, Zr, Rb).В изученных вулканитах плато Дариганга изменение концентраций некогерентных элементов проявлены очень значительно. Для Sr (559-1217 г./т), Zr (161-409 г./т) и Rb (20-61 г./т). Причём с ростом калиевости в породах концентрации Sr и Zr варьируются незакономерно. В то время как содержание Rb увеличивается.

Редкоземельные элементы

Отношения La/Yb в изученных вулканитах плато Хангай колеблется от 12.99 до 19.68. Хотя среди встречаются, разности трахибазальтов (образец 310) с высокими значениями La/Yb (27.72). Трахиандезиты обладают высокими La/Yb отношениями 28.54, что характеризует умеренную степень фракционирования легких лантаноидов по отношению к тяжёлым. Величина La/Sm отражающая соотношения между легкими и средними лантаноидами, во всех изученных вулканитах находятся в пределах от 3.77 до 4.07.

Как показал анализ графиков распределения REE (рис. 10-11) вулканиты плато Дариганга по содержанию лантаноидов близки к вулканитам плато Хангай. В то же время они имеют более высокие значения соотношений La/Yb, (13,35 до 38,11) и La/Sm (3.54-5.5). Что в свою очередь указывает на умеренную степень фракционирования легких элементов по отношению к тяжёлым.

Отношение же La/Sm близко в образцах обоих плато, и составляет вариационный ряд 3.54-5,5.

Рис. 10. Вариации содержания микроэлементов в породах плато Хангай и плато Дариганга по отношению к K₂O

Рис. 11. Вариации содержания микроэлементов по отношению к MgO в породах плато Хангай и плато Дариганга

Рис. 12. График распределения микроэлементов нормированных к хондриту в породах плато Хангай

Рис. 13. График распределения микроэлементов нормированных к хондриту в породах плато Дариганга

Рис. 14. График распределения микроэлементов нормированных к хондриту в породах плато Дариганга, на фоне поля плато Хангай

Рис. 15. График распределения микроэлементов нормированных к примитивной мантии в породах вулканов плато Хангай

Рис. 16. Графики распределения микроэлементов нормированных к примитивной мантии в породах вулканов плато Дариганга

Рис. 17. Графики распределения микроэлементов нормированных к примитивной мантии в породах вулканов плато Дариганга. относительно поля распространения микроэлементов плато Хангай

4. Геодинамическая позиция плато Хангай и Дариганга

Рис. 18 - А

Рис. 18-Б

Рис. 18 (А, Б, В). Классификационная диаграмма Th-Zr-Nb (А), Th-Hf-Nb (Б) и Th-Hf-Ta (В) [Wood, 1980] для пород вулканов плато Хангай и Дариганга

Поля на диаграммах: А - N-тип базальтов срединно-океанических хребтов (MORB); В - E-тип базальтов срединно-океанических хребтов и толеиты внутриплитных обстановок; С - щелочные базальты внутриплитных обстановок; D - базальты островных дуг

Рис. 19. Классификационная диаграмма Ta/Yb-Th/Yb (ссылка на первоисточник) для пород вулканов плато Хангай и Дариганга

Плато Хангай

Анализ приведённых спайдердиаграмм (рис.) показал, что изученные лавы имеют ярко выраженный максимум по Sr и минимум по Nb, что свойственно породам с надсубдукционным компонентом.

Плато Дариганга.

На большинстве геодинамических графиков практически все образцы попадают в поле щелочных базальтов внутриплитных обстановок, кроме образцов 493 и 499b которые на рисунках 18А и 18Б попадают в область базальтов срединно-океанических хребтов и толеитов внутриплитных обстановок. На диаграмме Ta/Yb-Th/Yb фигуративные точки пород плато располагаются в области обогащённой мантии, но также заметно их смещение к полю базальтов активной континентальной окраине.

Размещено на Allbest.ru