ISSN 2518-170X (Online), ISSN 2224-5278 (Print) ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ
ҰЛТТЫҚ ҒЫЛЫМ АКАДЕМИЯСЫНЫҢ
Қ. И. Сəтпаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті
Х А Б А Р Л А Р Ы
ИЗВЕСТИЯ
НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Казахский национальный исследовательский технический университет им. К. И. Сатпаева
N E W S
OF THE ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN Kazakh national research technical university named after K. I. Satpayev
ГЕОЛОГИЯ ЖƏНЕ ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАР СЕРИЯСЫ
СЕРИЯ
ГЕОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК
SERIES
OF GEOLOGY AND TECHNICAL SCIENCES
1 (427)
ҚАҢТАР – АҚПАН 2018 ж.
ЯНВАРЬ – ФЕВРАЛЬ 2018 г.
JANUARY – FEBRUARY 2018
ЖУРНАЛ 1940 ЖЫЛДАН ШЫҒА БАСТАҒАН ЖУРНАЛ ИЗДАЕТСЯ С 1940 г.
THE JOURNAL WAS FOUNDED IN 1940.
ЖЫЛЫНА 6 РЕТ ШЫҒАДЫ ВЫХОДИТ 6 РАЗ В ГОД PUBLISHED 6 TIMES A YEAR
АЛМАТЫ, ҚР ҰҒА АЛМАТЫ, НАН РК ALMATY, NAS RK
NAS RK is pleased to announce that News of NAS RK. Series of geology and technical sciences scientific journal has been accepted for indexing in the Emerging Sources Citation Index, a new edition of Web of Science. Content in this index is under consideration by Clarivate Analytics to be accepted in the Science Citation Index Expanded, the Social Sciences Citation Index, and the Arts & Humanities Citation Index. The quality and depth of content Web of Science offers to researchers, authors, publishers, and institutions sets it apart from other research databases. The inclusion of News of NAS RK. Series of geology and technical sciences in the Emerging Sources Citation Index demonstrates our dedication to providing the most relevant and influential content of geology and engineering sciences to our community.
Қазақстан Республикасы Ұлттық ғылым академиясы "ҚР ҰҒА Хабарлары. Геология жəне техникалық ғылымдар сериясы" ғылыми журналының Web of Science-тің жаңаланған нұсқасы Emerging Sources Citation Index-те индекстелуге қабылданғанын хабарлайды. Бұл индекстелу барысында Clarivate Analytics компаниясы журналды одан əрі the Science Citation Index Expanded, the Social Sciences Citation Index жəне the Arts & Humanities Citation Index-ке қабылдау мəселесін қарастыруда. Webof Science зерттеушілер, авторлар, баспашылар мен мекемелерге контент тереңдігі мен сапасын ұсынады. ҚР ҰҒА Хабарлары. Геология жəне техникалық ғылымдар сериясы Emerging Sources Citation Index-ке енуі біздің қоғамдастық үшін ең өзекті жəне беделді геология жəне техникалық ғылымдар бойынша контентке адалдығымызды білдіреді.
НАН РК сообщает, что научный журнал «Известия НАН РК. Серия геологии и технических наук» был принят для индексирования в Emerging Sources Citation Index, обновленной версии Web of Science. Содержание в этом индексировании находится в стадии рассмотрения компанией Clarivate Analytics для дальнейшего принятия журнала в the Science Citation Index Expanded, the Social Sciences Citation Index и the Arts & Humanities Citation Index. Web of Science предлагает качество и глубину контента для исследователей, авторов, издателей и учреждений.
Включение Известия НАН РК. Серия геологии и технических наук в Emerging Sources Citation Index демонстрирует нашу приверженность к наиболее актуальному и влиятельному контенту по геологии и техническим наукам для нашего сообщества.
ISSN 2224-5278 Серия геологии и технических наук. № 1. 2018
Б а с р е д а к т о р ы
э. ғ. д., профессор, ҚР ҰҒА академигі И.К. Бейсембетов
Бас редакторының орынбасары Жолтаев Г.Ж. проф., геол.-мин. ғ. докторы
Р е д а к ц и я а л қ а с ы:
Абаканов Т.Д. проф. (Қазақстан)
Абишева З.С. проф., академик (Қазақстан) Агабеков В.Е. академик (Беларусь)
Алиев Т. проф., академик (Əзірбайжан) Бакиров А.Б. проф., (Қырғыстан) Беспаев Х.А. проф. (Қазақстан)
Бишимбаев В.К. проф., академик (Қазақстан) Буктуков Н.С. проф., академик (Қазақстан) Булат А.Ф. проф., академик (Украина) Ганиев И.Н. проф., академик (Тəжікстан) Грэвис Р.М. проф. (АҚШ)
Ерғалиев Г.К. проф., академик (Қазақстан) Жуков Н.М. проф. (Қазақстан)
Кенжалиев Б.К. проф. (Қазақстан)
Қожахметов С.М. проф., академик (Казахстан) Конторович А.Э. проф., академик (Ресей) Курскеев А.К. проф., академик (Қазақстан) Курчавов А.М. проф., (Ресей)
Медеу А.Р. проф., академик (Қазақстан)
Мұхамеджанов М.А. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан) Нигматова С.А. проф. (Қазақстан)
Оздоев С.М. проф., академик (Қазақстан) Постолатий В. проф., академик (Молдова) Ракишев Б.Р. проф., академик (Қазақстан) Сейтов Н.С. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан)
Сейтмуратова Э.Ю. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан) Степанец В.Г. проф., (Германия)
Хамфери Дж.Д. проф. (АҚШ) Штейнер М. проф. (Германия)
«ҚР ҰҒА Хабарлары. Геология мен техникалық ғылымдар сериясы».
ISSN 2518-170X (Online), ISSN 2224-5278 (Print)
Меншіктенуші: «Қазақстан Республикасының Ұлттық ғылым академиясы» РҚБ (Алматы қ.).
Қазақстан республикасының Мəдениет пен ақпарат министрлігінің Ақпарат жəне мұрағат комитетінде 30.04.2010 ж. берілген №10892-Ж мерзімдік басылым тіркеуіне қойылу туралы куəлік.
Мерзімділігі: жылына 6 рет.
Тиражы: 300 дана.
Редакцияның мекенжайы: 050010, Алматы қ., Шевченко көш., 28, 219 бөл., 220, тел.: 272-13-19, 272-13-18, http://nauka-nanrk.kz /geology-technical.kz
© Қазақстан Республикасының Ұлттық ғылым академиясы, 2018 Редакцияның Қазақстан, 050010, Алматы қ., Қабанбай батыра көш., 69а.
мекенжайы: Қ. И. Сəтбаев атындағы геология ғылымдар институты, 334 бөлме. Тел.: 291-59-38.
Типографияның мекенжайы: «Аруна» ЖК, Алматы қ., Муратбаева көш., 75.
Г л а в н ы й р е д а к т о р д. э. н., профессор, академик НАН РК
И. К. Бейсембетов Заместитель главного редактора Жолтаев Г.Ж. проф., доктор геол.-мин. наук
Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я:
Абаканов Т.Д. проф. (Казахстан)
Абишева З.С. проф., академик (Казахстан) Агабеков В.Е. академик (Беларусь)
Алиев Т. проф., академик (Азербайджан) Бакиров А.Б. проф., (Кыргызстан) Беспаев Х.А. проф. (Казахстан)
Бишимбаев В.К. проф., академик (Казахстан) Буктуков Н.С. проф., академик (Казахстан) Булат А.Ф. проф., академик (Украина) Ганиев И.Н. проф., академик (Таджикистан) Грэвис Р.М. проф. (США)
Ергалиев Г.К.проф., академик (Казахстан) Жуков Н.М. проф. (Казахстан)
Кенжалиев Б.К. проф. (Казахстан)
Кожахметов С.М. проф., академик (Казахстан) Конторович А.Э. проф., академик (Россия) Курскеев А.К. проф., академик (Казахстан) Курчавов А.М. проф., (Россия)
Медеу А.Р. проф., академик (Казахстан)
Мухамеджанов М.А. проф., чл.-корр. (Казахстан) Нигматова С.А. проф. (Казахстан)
Оздоев С.М. проф., академик (Казахстан) Постолатий В. проф., академик (Молдова) Ракишев Б.Р. проф., академик (Казахстан) Сеитов Н.С. проф., чл.-корр. (Казахстан)
Сейтмуратова Э.Ю. проф., чл.-корр. (Казахстан) Степанец В.Г. проф., (Германия)
Хамфери Дж.Д. проф. (США) Штейнер М. проф. (Германия)
«Известия НАН РК. Серия геологии и технических наук».
ISSN 2518-170X (Online), ISSN 2224-5278 (Print)
Собственник: Республиканское общественное объединение «Национальная академия наук Республики Казахстан (г. Алматы)
Свидетельство о постановке на учет периодического печатного издания в Комитете информации и архивов Министерства культуры и информации Республики Казахстан №10892-Ж, выданное 30.04.2010 г.
Периодичность: 6 раз в год Тираж: 300 экземпляров
Адрес редакции: 050010, г. Алматы, ул. Шевченко, 28, ком. 219, 220, тел.: 272-13-19, 272-13-18, http://nauka-nanrk.kz /geology-technical.kz
Национальная академия наук Республики Казахстан, 2018 Адрес редакции: Казахстан, 050010, г. Алматы, ул. Кабанбай батыра, 69а.
Институт геологических наук им. К. И. Сатпаева, комната 334. Тел.: 291-59-38.
Адрес типографии: ИП «Аруна», г. Алматы, ул. Муратбаева, 75
ISSN 2224-5278 Серия геологии и технических наук. № 1. 2018
E d i t o r i n c h i e f
doctor of Economics, professor, academician of NAS RK I. K. Beisembetov
Deputy editor in chief
Zholtayev G.Zh. prof., dr. geol-min. sc.
E d i t o r i a l b o a r d:
Abakanov Т.D. prof. (Kazakhstan)
Abisheva Z.S. prof., academician (Kazakhstan) Agabekov V.Ye. academician (Belarus) Aliyev Т. prof., academician (Azerbaijan) Bakirov А.B. prof., (Kyrgyzstan)
Bespayev Kh.А. prof. (Kazakhstan)
Bishimbayev V.K. prof., academician (Kazakhstan) Buktukov N.S. prof., academician (Kazakhstan) Bulat А.F. prof., academician (Ukraine)
Ganiyev I.N. prof., academician (Tadjikistan) Gravis R.М. prof. (USA)
Yergaliev G.K. prof., academician (Kazakhstan) Zhukov N.М. prof. (Kazakhstan)
Kenzhaliyev B.K. prof. (Kazakhstan)
Kozhakhmetov S.М. prof., academician (Kazakhstan) Kontorovich А.Ye. prof., academician (Russia) Kurskeyev А.K. prof., academician (Kazakhstan) Kurchavov А.М. prof., (Russia)
Medeu А.R. prof., academician (Kazakhstan)
Muhamedzhanov M.A. prof., corr. member. (Kazakhstan) Nigmatova S.А. prof. (Kazakhstan)
Ozdoyev S.М. prof., academician (Kazakhstan) Postolatii V. prof., academician (Moldova) Rakishev B.R. prof., academician (Kazakhstan) Seitov N.S. prof., corr. member. (Kazakhstan)
Seitmuratova Ye.U. prof., corr. member. (Kazakhstan) Stepanets V.G. prof., (Germany)
Humphery G.D. prof. (USA) Steiner М. prof. (Germany)
News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of geology and technology sciences.
ISSN 2518-170X (Online), ISSN 2224-5278 (Print)
Owner: RPA "National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan" (Almaty)
The certificate of registration of a periodic printed publication in the Committee of information and archives of the Ministry of culture and information of the Republic of Kazakhstan N 10892-Ж, issued 30.04.2010
Periodicity: 6 times a year Circulation: 300 copies
Editorial address: 28, Shevchenko str., of. 219, 220, Almaty, 050010, tel. 272-13-19, 272-13-18, http://nauka-nanrk.kz/geology-technical.kz
© National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, 2018 Editorial address: Institute of Geological Sciences named after K.I. Satpayev
69a, Kabanbai batyr str., of. 334, Almaty, 050010, Kazakhstan, tel.: 291-59-38.
Address of printing house: ST "Aruna", 75, Muratbayev str, Almaty
N E W S
OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN SERIES OF GEOLOGY AND TECHNICAL SCIENCES
ISSN 2224-5278
Volume 1, Number 427 (2018), 150 – 172
V. G. Stepanets1, V. L. Levin2, M. Khakimzhanov3, N. A. Savelyeva4, E. S. Li4
1RCMIR_COM. Germany – Russian-community-mir.company, Germany,
2K. I. Satpaev Institute of Geological Sciences, Almaty, Kazakhstan,
3SRK Consulting (Kazakhstan) Ltd.,
4Karaganda State Technical University, Kazakhstan.
E-mail: [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]
PROBLEMS OF PETROLOGY OF ULTRAMAFIC ROCKS OF KARATURGAY RIVER BASIN,
NORHTERN ULYTAU (CENTRAL KAZAKHSTAN)
«Only by synthesizing all the sciences of the Еarth can we find the "truth".»
Alfred Wegener
Abstract. The paper is dedicated to major aspects of petrology and metallogeny of mafic and ultramafic rocks of Northern Ulytau Range. The Karatugay Complex is introduced for hypabyssal diabase-picrites of the Western Ulytau Belt. They are considered as products of spinel peridotite melting, which makes them different from the Lower-Paleozoic upper-subduction ophiolite complexes of Central Kazakhstan, the products of garnet lherzolite melting. The rock-forming and accessory mineral contents for picrites and picritic diabases are given. A presence of apopicritic olivine, which is the outmost member of the picrite-diabase sequence, and a presence of pure larnite does not exclude their origin as a result of high-calc larnite melts differentiation, while composition of these melts could approach that of kimberlites. Obtained geochemical signatures suggest that the Karaturgai Complex was derived from Ti and Cr depleted mantle melts, which were enriched with (Cu-Ni)+(Zn-Pb)+PGE, REE (Y, La, Yb) and also lithophylic elements (Zn, Sr, Ba). Intrusion of the hypabyssal Karaturgai Complex occurred during the ongoing colli- sion of the suspect terranes presently incorporated into the tectonic collage of the Ulytau Megaterrane, probably, at the time of the assemblage of the Rodinia Supercontinent.
Key words: Ulytau, Kazakhstan, picrite basalts, diabases, copper–nickel sulfide ores, pallidum, platinum, Neoproterozoic.
ISSN 2224-5278 Серия геологии и технических наук. № 1. 2018 УДК 552.3:552.13:553.061.2
В. Г. Степанец1, В. Л. Левин2, М. Хакимжанов3, Н. А. Савельева4, Е. С. Ли4
1RCMIR_COM. Germany,
2ТОО «Институт геологических наук им. К. И. Сатпаева», Алматы, Казахстан,
3SRK Consulting (Kazakhstan) Ltd.,
4КарГТУ, Казахстан
ПРОБЛЕМЫ ПЕТРОЛОГИИ УЛЬТРАОСНОВНЫХ ПОРОД БАССЕЙНА РЕКИ КАРАТУРГАЙ СЕВЕРНОГО УЛУТАУ
(ЦЕНТРАЛЬНЫЙ КАЗАХСТАН)
«Только путем синтеза всех наук о Земле мы можем отыскать "истину".»
Альфред Вегенер Аннотация. В статье рассмотрены вопросы петрологии и металлогении основных и ультраосновных пород хребта Северный Улытау. В составе Западно-Улытауского пояса выделен гипабиссальный каратургай- ский диабаз-пикритовый комплекс, который является производным плавления шпинелевых перидотитов, что отличает его от нижнепалеозойских надсубдукционных офиолитовых комплексов Центрального Казахстана, являющихся продуктами плавления гранатовых лерцолитов. Даны составы породообразующих и акцессор- ных минералов пикритов и пикритовых диабазов. Показано, что апопикритовые оливиниты каратургайского комплекса являются ларнит-нормативными породами. Присутствие в составе апопикритового оливинита крайнего члена пикрит-диабазового ряда нормативного ларнита не исключает его образование вследствие дифференциации высококальциевых ларнит-нормативных расплавов, которые могут быть близки по составу к кимберлитам. Учитывая геохимическую специализацию пород каратургайского комплекса, высказано пред- положение, что их формирование связано с плавлением деплетированного мантийного источника Ti и Cr, но обогащенного Cu-Ni + Zn-Pb + МПГ, а также рядом РЗЭ (Y, La, Yb) и литофильных элементов (Zr, Sr, Ba).
Внедрение гипабиссального каратургайского комплекса происходило на фоне коллизии складчатых структур Улытауского мегатеррейна в период образования суперконтинента Роди́ния.
Ключевые слова: Улытау, Казахстан, пикриты, диабазы, медно-никелевые руды, палладий, платина, неопротерозой.
Введение в проблему. На западе Центрального Казахстана в горах Улытау в составе докем- брийских метаморфических толщ давно известны основные и ультраосновные породы, простран- ственная и генетическая связь с ними хризотил-асбестовой, сульфидной медно-никелевой мине- рализации надолго предопределила интерес к их изучению [1-12].
Впервые пикриты и апопикритовые серпентиниты в пределах Северного Улытау были опи- саны в 1962 г. Ю.Л. Семеновым [5] на правобережье р. Каратургай (рисунок 1) и выделены из состава Западно-Улытауского «офиолитового пояса» в самостоятельный каратургайский диабаз- пикритовый комплекс. Основываясь на аналогии с другими районами развития диабаз-пикритовых комплексов, ими было высказано предположение, что пикриты и диабазы хр. Северный Улытау находятся в генетической связи с проявлениями раннемезозойского базальтового магматизма Тургайского прогиба. Н.П. Михайловым, Ю.Л. Семеновым [5] впервые отмечена пространственная и генетическая связь сульфидов меди и никеля с пикритами.
В 1967 г. И.И. Вишневская и И.Ф. Трусова в статье «Западно-Улутавский пояс ультраосновных и основных пород» выступили с критикой представлений Н.П. Михайлова и Ю.Л. Семенова и отнесли силлы пикритов каратургайского комплекса к интрузиям габбро-перидотитовой формации.
Отметив при этом их парагенетическую связь с породами спилито-кератофировой формации широко, известных в составе ряда офиолитовых поясов Центрального Казахстана [4], тем самым, по сути, повторили разработанную ранее Ю.И. Половинкиной [2] схему последовательности образования мафит-ультрамафитов Южного Улытау. Этой точки зрения, на природу основных и ультраосновных пород Северного Улытау, долгие годы придерживались О.Б. Бейсеев [8, 12], Р.М. Антонюк [11], С.С. Чудин [13], А.Б. Байбатша [14].
Рисунок 1 –
А – Схема геологического строения района среднего течения р. Кара-Тургай по И.И. Вишневской и И.Ф. Трусовой [6], С.С. Чудину [13] с изменениями и дополнениями авторов.
1 – кайнозойские отложения; 2-3 – карсакпайская серия (мезопротерозой): 2 – толща метабазальтов, реже андезитов с подчиненными горизонтами мусковито-кварцитовых и кварцитовых сланцев, 3 – толща пестроцветных туфов квар- цевых альбитофиров и пепловых полосчатых туфов среднего состава; 4 – мусковито-альбитовые и графитовые сланцы, альбитовые гнейсы и микрогнейсы аралбайской серии (PR1ar); 5 – каратургайский диабаз- пикритовый комплекс (PR3 k);
6 – геологические границы; 7 – тектонические нарушения; 8 – топографические изолинии; 9 – река Кара-Тургай и ее при- токиов Койтас и Майке; 10 – тригонометрические высоты. 11-12 – генетические типы полезных ископаемых; 11 – магма- тическая группа (ликвационный класс), сульфидные медно-никелевые руды с платиноидами и редкоземельными элемен- тами (Dy, Y, Ce) в пикритах, 12 – карбонатитовая группа (флюидно-магматический класс), сульфиды меди с платинои- дами и редкоземельными элементами (Y, TREE)).
Рудопроявления: 1 – Каратургай; 2 – Северный Акжал; 3 – Восточный Акжал.
Схема геологического строения Каратургайского массива (B) и разрез SN (C) через центральную часть массива построены по материалам Н.П. Михайлова, Ю.Л. Семенова [5], И.И. Вишневской и И.Ф. Трусовой [6], О.Б. Бейсеева [12]
с изменениями и дополнениями авторов.
1 – кайнозойские отложения; 2-4 – карсакпайская серия (PR2kr): 2 – туфы кварцевых альбитофиров; 3 – полосчатые туфы среднего состава; 4 – туфы основного состава; 5 – графито-альбитовые сланцы аралбайской серии (PR1ar); 6-7 – каратургайский диабаз-пикритовый комплекс: 6 – кварцевые диабазы, диабазы; 7 – пикритовые диабазы, пикриты, апо- пикритовые серпентиниты, преимущественно шаровые, порфировидные; 8 – геологические границы; 9 – разрывные нарушения и надвиги.
Однако следует отметить, что составители геологической карты Казахской ССР [10], одним из авторов которой был Р.М. Антонюк, объединили основные и ультраосновные породы Западно- Улытауского «офиолитового пояса» в белеутинский комплекс позднепротерозойских габбро,
габбро-диабазов, который, как они отметили, впервые был описан в Карсакпайском районе И.С. Яговкиным в 1927 г.
Авторы [15] настоящей статьи разделяют точку зрения Н.П. Михайлова и Ю.Л. Семенова [5, 9]
на природу основных и ультраосновных пород Западно-Улытауского пояса и в его составе выде-
ISSN 2224-5278 Серия геологии и технических наук. № 1. 2018 ляют два гипабиссальный комплекса: на севере – каратургайский диабаз-пикритовый, а на юге – белеутинский феррогаббронорит-диабаз-пикритовый.
В отсутствие данных абсолютного возраста, время образования пород каратургайского комплекса трактовалось то докембрием [16], то поздним протерозоем [17, 10], то ордовиком [6], или ранним мезозоем [5].
Ниже подробно будут рассмотрены петрологические и металлогенические особенности диабаз-пикритового комплекса Северного Улытау.
Структурное положение. Все исследователи, изучавшие гипабиссальные породы каратур- гайского комплекса, несмотря на их разногласия о генезисе ультраосновных пород данного района [5, 6, 8, 10] имели единую точку зрения на их структурное положение и форму тел.
Апопикритовые серпентиниты, пикриты, пикритовые диабазы, диабазы и кварцевые диабазы каратургайского комплекса слагают небольшие гипабиссальные тела, имеющие, как правило, форму крупных и мелких межпластовых залежей (см. рисунок 1). Довольно часто силлы залегают в замках неопротерозойских метаморфических толщ карсакпайской и боздакской серии, в единичных случаях образуют дайки в составе мезопротерозойских толщ. Аналогов пикритов и ассоции- рующих с ними диабазов в составе палеозойских толщ хр. Улытау не обнаружено.
Особенности состава пород. Учитывая крайне противоположные точки зрения на генезис и возраст ультраосновных и основных пород хр. Улытау, авторы предлагают с позиций современной геохимической геодинамики более подробно рассмотреть петрогеохимические особенности пород каратургайского комплексов и определить их место в геологической истории развития запада Центрального Казахстана.
Ниже будет рассмотрен состав наиболее хорошо изученных пород диабаз-пикритового комплекса верховьев р. Сабасалдытургай, бассейна р. Каратургай, ее притока Койтас и горы Акжал (см. рисунок 1).
Между апопикритовыми серпентинитами, пикритами, пикритовыми диабазами, диабазами и кварцевыми диабазами отмечаются постепенные переходы. Пикриты, пикритовые диабазы и диабазы обладают хорошо выраженной порфировой и пористой структурой, шаровой и глыбовой отдельностью.
Пикриты являются яркими представителями пород комплекса, содержащими: оливин (65–
75%), моноклинный и ромбический пироксены в равных количествах (5–7%), бурую роговую обманку (2–4%), соссюритизированный плагиоклаз (10–15%), биотит, флогопит (0.5 %), сульфиды (0.5–2%), манганоильменит, титаногематит, магнетит, хромшпинель, апатит.
Пикритовые диабазы по внешнему виду не отличаются от пикритов, однако количественные соотношения минералов значительно меняются. Содержание оливина уменьшается (25–40%), соответственно пропорционально увеличивается содержание пироксенов и плагиоклаза, причем клинопироксен преобладает над ортопироксеном. Значительно уменьшается количество сульфидов и апатита, но увеличивается количество хромшпинели, манганоильменита и титаномагнетита.
Диабазы и кварцевые диабазы повсеместно встречаются вместе с пикритами, нередко совмест- но в одном силле. От пикритов порфировидные диабазы отличаются только отсутствием ортопи- роксена. В их составе определен клинопироксен (45–60%), плагиоклаз (33–40%), биотит (около 1%), кварц (1.5–2%), апатит и ильменит. Сульфиды отсутствуют.
Значительная часть пород комплекса сложена порфировидными апопикритовыми серпен- тинитами (перидотитами). Серпентин (50–80%) нередко представлен хризотилом и антигоритом, редко встречаются реликты ортопироксена, значительно лучше сохранились реликты клинопи- роксена (15–20%), также встречаются псевдоморфозы соссюрита (2–3%), реже псевдоморфозы по пластинчатым кристаллам флогопита, иногда роговая обманка достигает 5 %, также встречаются апатит, гранат и рудные минералы, составляющие менее 1 % от общей массы. Довольно часто по серпентину развивается карбонат и тальк.
Особую группу пород образуют жилы карбонатных пород с сульфидами, которые были вскрыты скважиной Ю.И. Рыловым в 1967 г. в бассейне реки Каратургай (проявление Северный Акжал). Нормативный минеральный состав, рассчитанный по силикатной пробе из этих карбо- натных пород, содержащих до 5 мас. % щелочей и 22.78 мас. % оксида кальция, показал: нефелин (15%), волластонит (19 %), диопсид (35 %), ларнит (28.56 %) и апатит (1 %), остальное приходится
на плагиоклаз и ортоклаз. Такие породы могут быть отнесены к карбонатно-силикатным метасо- матитам (карбонатитоидам). Сульфиды установлены также в кварц-карбонат-альбитовых про- жилках в составе амфиболитов и апопикритовых серпентинитах проявления Восточный Акжал.
Такие зоны минерализации сопровождаются литохимическими ореолами Nb, Y, Th и REE. Редко- земельные элементы (Y, La, Yb) и платиноиды также установлены в пикритах Акжалского массива.
Петрогеохимическая характеристика. По характеру накопления основных петрогенных окислов полевошпатовые пикриты каратургайского комплекса можно разделить на две группы (таблица 1). Первая группа представлена низко-TiO2 (0.54-0.74 %), низко-Al2O3 (3.67-5.34 %) пикритами и апопикритовыми серпентинитами, тогда как пикриты второй группы содержат больше TiO2 (0,89-1,08 %), Al2O3 (5.58-8.30 %), а FeO (8.23%-5.9%) преобладает над Fe2O3 (5.38-3.33%).
Апопикритовые серпентиниты первой группы верховьев р. Сабасалдытургай по отношению таковым бассейна р. Каратургай несколько обеднены SiO2 (37.7%), Al2O3 (3.67%), но в тоже время несколько обогащены FeOобщ (13.38%) и по соотношению основных петрогенных компонентов приближаются к составу меймечита, однако они обеднены нормативным диопсидом (0.69%) при крайне высоких содержаниях нормативного гиперстена (26.66%). Тогда как апопикритовые сер- пентиниты и пикриты бассейна р. Каратургай несколько обогащены SiO2 (<39.7%), Al2O3 (5.34%), TiO2 (<0.64%), щелочами (<0.74%) и обеднены FeOобщ (12.85%) при преобладании Fe2O3 (7.96 – 5.61%) над FeO (6.22–3.3%).
В них закономерно растет количество нормативного диопсида, оливина и умещается коли- чество нормативного гиперстена, при этом те и другие подчиняются пикритовому тренду (см. рису- нок 2, А). Это также отчетливо демонстрирует диаграмма Al2O3/TiO2–CaO/Al2O3 (см. рисунок 2, В), где их фигуративные точки ложатся в поле ферропикритов.
На статистической диаграмме С.Д Четверикова [25] отдельные их фигуративные точки сме- щаются в область лерцолитов и верлитов, при этом количество нормативного диопсида умень- шается, но растет индекс фракционирования (до 25.6) и соответственно количество нормативного оливина.
Особую группу составляют низко-Al2O3/TiO2/FeOобщ апопикритовые серпентиниты, отвечаю- щие по минеральному составу оливинитам, в которых нормативный оливин составляет более 90 % (таблица 1, № 7,8). Редко встречаются апопикритовые оливиниты с нормативным ларнитом (высокотемпературный моноклинный полиморфный аналог кальциооливина или монтичеллит).
В пикритах второй группы (таблица 1, № 9-14) постепенно возрастает уровень SiO2 (39.86–
45.63%), TiO2 (0.87–1.08%), Al2O3 (5.58-8.30 %), уменьшается количество MgO (<30.0%), Cr2O3
(<0.25%) при преобладании FeO (8.23–5.9%) над Fe2O3 (5.38–3.33%).
В пикритовых диабазах (таблица 1, № 15-17) увеличивается роль SiO2 (44.92.%), Al2O3
(10.9-11.7%), TiO2 (1.24-1.58%) и Na2O (1.45-2.45%), но снижается уровень содержания MgO (11.5- 17.33%) при постоянном преобладании FeO (9.65–6.89%) над Fe2O3 (5.66–5.16%). На диаграмме
TiO210–Al2O3–MgO (см. рисунок 2, А) их фигуративные точки продолжают пикритовый тренд.
Диабазы и кварцевые диабазы (таблица 1, № 18-22) обогащены SiO2 (>47.32%), Al2O3
(<14.45%5), TiO2 (1.88–2.25%), в них резко увеличивается роль Na2O (2.03–2.35%), K2O (0.25–
0.76%) и P2O5 (до 0.25%) относительно пикритов. По отношению к пикритам в них увеличивается количество нормативного ильменита (до 2.85%). По характеру накопления железа они типичные высокожелезистые толеиты, а на дискриминационной диаграмме отношений TiO210–Al2O3–MgO (см. рисунок 2, А) их фигуративные точки располагаются в поле пикритовой серии, на их родство с пикритами указывают и отношения Al2O3/TiO2 к CaO/Al2O3 (см. рисунок 2, В).
По результатам спектрального полуколичественного анализа [5] пикриты каратургайского комплекса обогащены несовместимыми (Sr, Ba, Zr) и совместимыми (Ni, Co, V, Sc) элементами, а также имеют высокие концентрации элементов с высокозаряженными ионами (Zr, Y). По данным Ю.И. Рылова и соавторов (1967 г) в апопикритовых серпентинитах массива Акжал уровень концентрации совместимых (когерентных) элементов достигает (г/т): Ni (3000), Cr (3000), Co (300), V(300), Sc (10), они также содержат повышенные концентрации редкоземельных элементов (г/т):
Y (1000), Yb (30), La (200), из числа халькофильных элементов ими указываются (%): Cu (0.02), Pb (0.006), Zn (0.03). Следует отметить, что в зонах дробления серпентинизированных пикритов массива Акжал уровень концентрации Y достигает 0.2 %.
ISSN 2224-
А, Б – Поля в 1-3 – к 1 – low-Ti а табл. 67]: 4 габбро-верл перидотиты спилит-кера плюма [23]:
В – Ди Вертик Комати Мейме Мариа
Высо показываю ванности
-5278
Диаграмма Ti вулканических каратургайский апопикритовы 4-5 – безрудны литового никел ы (верлиты и л атофирового ко
12 – туклонск иаграмма Al2O кальные линии иитовое семей ечит-пикритов анит-бонинито
окие концен ют малую
титаном.
O210–Al2O3–M х серий: 1 – бон й диабаз-пикр е серпентинит ые: 4 – серпен леносного комп лерцолиты), 8 комплекса; 11 –
кой и надеждин
3/TiO2 (ATM) – и – границы пе йство: 1 – кома вое семейство:
овое семейство
нтрации нес степень фр
MgO, мас. % [1 нинитовой, 2 – ритовый компл ты, 2 – пикрит нтинизированн
плекса; 7-10 – – габбро, 9 – – пикриты Га нской свит, 13 – CaO/Al2O3 [2 етрохимически атиитовые пери 3 – меймечиты о: 7 – марианит
совместимы ракциониро
Рисунок 2 – 18].
– коматиитовой лекс [5, 6 и нео ты, 3 – кварце ные оливиниты породы Карау караулшекиты авайского плюм – гудчихинско 24].
их серий по AT идотиты и дун ы, 4 – ферропи ты.
ых и совме вания мант
Серия геол
й, 3 – пикритов опубликованны евые диабазы;
ы и 5 – серпе улшекинского ы и магнезиал
ма [22]; 12-15 ой свиты, 14 – TM.
иты, 2 – комат икриты, 6 – пик
естимых, ка тийного вещ
логии и техн
вой, 4 – щелоч ые данные Ю.И
; 4-6 – породы ентинизирован
паравтохтона льные диабазы 5 – магнезиаль Масловской и
тииты, 5 – низк криты.
ак и редкоз щества на
нических наук
чно-ультраосно И. Рылова (19 ы Печенгского нные верлиты;
[20, 21]: 7 – ку ы, 10 – кварце
ьные породы Н интрузии.
котитанистые п
земельных фоне их д
к. № 1. 2018
овной.
967-1971 гг)]:
о района [19, 6 – породы умулятивные вые диабазы Норильского
пикриты.
элементов деплетиро-
Таблица 1 – Химический и нормативный составы пород Каратургайского комплекса
№
п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Порода Пикриты I типа Пикриты II типа
SiO2 37.7 39.5 39.7 42.34 40.54 47.42 41.25 39.86 43.72 TiO2 0.56 0.64 0.54 0.59 0.74 0.72 1.02 0.89 1.02 Al2O3 3.67 5.01 5.34 4.52 4.97 5.14 6.13 6.13 5.58 Cr2O3 0.39 0.25 0.30 0.25 0.15
Fe2O3 7.96 7.84 6.65 9.15 8.37 5.61 5.38 4.14 3.33 FeO 6.22 5.01 5.51 4.77 3.3 5.74 8.12 8.23 7.4 MnO 0.17 0.09 0.1 0.2 0.16 0.18 0.14 0.21 0.17 MgO 29.06 30.03 30.25 27.05 30.13 25.4 27.16 28.57 26.75 CaO 2.09 3.53 3.25 3.31 2.97 2.01 4.46 3.99 3.7 Na2O 0.06 0.51 0.17 0.17 0.37 0.11 0.65 0.53 0.14
K2O 0.03 0.23 0.15 0.01 0.23 0.09 0.24 0.24 0.11
P2O5 0.11
H2O+ 12.19 7.24 7.76 7.62 5.25 6.64 7.89 H2O- 0.50 0.52 0.48 0.46 0.50 0.46 0.26
П.п.п. 0.24 0.38 0.04 8.66 7.34 0.11
Cумма 100.60 100.72 100.47 100.47 100.44 100.39 100.50 99.86 100.18 Fe2O3/FeO 1.3 1.6 1.2 1.9 2.5 <1.0 0.7 0.5 0.5
FeO/MgO 0.21 0.17 0.18 0.18 0.11 0.23 0.30 0.29 0.28 CaO/Al2O3 0.57 0.70 0.61 0.73 0.60 0.40 0.73 0.65 0.66 Al2O3/TiO2 6.55 7.83 9.89 7.66 6.72 7.14 6.00 6.89 5.47
Ni 0.19 0.14 0.08
Co 0.004 0.003 0.004
Ni/Co 47.5 46.7 20.0
Mg# 79.5 81.6 82.4 78.2 83.2 80.8 78.9 81.0 82.1 Pl 14.22 19.72 19.41 17.11 18.88 14.23 23.73 23.40 19.93 Ort 0.23 1.89 1.21 0.08 1.88 0.76 1.88 1.95 0.90
Cor 1.08
Di 0.69 5.93 2.43 4.33 3.06 7.61 5.24 2.87 Hy 26.66 8.79 18.89 37.85 20.30 73.68 12.61 9.99 44.74
Ol 55.75 61.42 56.02 38.28 53.62 8.03 51.37 56.86 28.43 Ilm 0.86 0.92 0.77 0.85 1.06 1.03 1.41 1.25 1.69 Mt 1.59 1.33 1.28 1.51 1.20 1.18 1.39 1.31 1.15
Ap 0.28
Diff.I. 14.5 21.6 20.6 17.2 20.8 15.0 25.6 25.4 20.8 Elt 1334 1341 1331 1284 1314 1185 1327 1340 1259 EH2Oc 0.13 0.12 0.13 0.19 0.15 0.50 0.13 0.12 0.25
ISSN 2224-5278 Серия геологии и технических наук. № 1. 2018 Таблица 1 (продолжение 1)
№
п/п 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Порода Пикриты II типа Пикритовые диабазы Диабазы
SiO2 45.63 44.04 44.14 42.82 44.92 49.9 47.48 47.32 47.84 48.53 47.85 TiO2 1.08 1.08 0.94 1.58 1.4 1.24 1.88 1.88 1.94 2.1 2.25 Al2O3 7.1 8.3 6.93 11.7 11.0 10.9 14.45 14.39 12.63 13.68 13.7
Cr2O3 0.10
Fe2O3 3.83 4.47 3.77 5.66 2.16 3.97 5.25 1.03 5.8 2.37 2.5 FeO 6.55 6.86 5.90 7.97 9.65 6.89 9.78 14.69 9.21 8.29 10.42 MnO 0.11 0.18 0.18 0.0 0.15 0.17 0.15 0.18 0.22 0.16 0.19 MgO 25.24 20.97 23.7 15.23 17.33 11.5 6.15 6.12 6.45 7.56 6.27 CaO 3.38 7.39 7.15 8.97 7.6 8.9 10.67 10.48 10.36 10.51 11.12 Na2O 0.08 0.34 0.15 2.45 1.45 2.0 2.23 2.35 2.11 2.03 2.16 K2O 0.08 0.08 0.08 0.72 0.2 0.92 0.25 0.44 0.27 0.76 0.64 P2O5 0.14 0.18 0.38 0.23 0.25 H2O+ 6.79 3.92 2.00 1.64 3.29 2.42 H2O- 0.20 0.28 0.28 0.30 0.28 0.11
П.п.п. 0.14 7.69 6.90 3.08 0.18 2.20 2.91 0.23 0.25
Cумма 100.21 101.40 99.84 100.18 100.47 99.20 100.57 100.82 99.74 99.79 99.88 Fe2O3/FeO 0.6 0.7 0.6 0.7 0.2 0.6 0.5 0.1 0.6 0.3 0.2
FeO/MgO 0.26 0.33 0.25 0.52 0.56 0.6 1.59 2.40 1.43 1.10 1.66 CaO/Al2O3 0.48 0.89 1.03 0.77 0.69 0.82 0.74 0.74 0.82 0.77 0.81 Al2O3/TiO2 6.57 7.69 7.40 7.41 7.86 8.79 7.69 7.45 6.51 6.51 6.09
Ni 0.13 0.003 0.002
Co 0.002 0.001 0.003
Ni/Co 65.0 3.0 0.7
Mg# 82.0 77.4 82.0 67.5 72.7 66.2 43.0 43.4 44.4 56.4 46.9 Pl 20.96 29.81 24.36 31.55 42.51 41.41 55.68 55.49 50.51 50.74 51.72 Ort 0.68 0.67 0.67 5.36 1.52 6.76 1.86 3.21 2.02 5.57 4.69
Neph 8.99
Cor 0.93
Di 13.21 14.80 20.35 10.87 17.40 18.93 19.15 21.73 19.19 21.61 Hy 57.84 30.78 32.32 16.79 26.47 14.26 10.83 20.79 20.21 14.62 Ol 16.65 22.88 25.56 30.40 24.87 3.94 5.46 7.54 0.99 2.69 Ilm 1.51 1.49 1.30 2.04 1.83 1.58 2.38 2.38 2.51 2.67 2.85 Mt 1.08 1.17 1.0 1.31 1.17 1.03 1.43 1.40 1.45 1.03 1.25 Ap 0.35 0.43 0.87 0.53 0.58 Diff.I. 21.6 30.5 25.0 45.9 44.0 48.2 57.4 58.7 52.5 56.4 56.4
Elt 1233 1266 1257 1318 1272 1184 1241 1241 1220 1205 1228 EH2Oc 0.32 0.23 0.25 0.14 0.22 0.51 0.29 0.29 0.36 0.42 0.33
Примечание. Породы пикрито-диабазового комплекса. 1, 7, 8 – [5]; 2-4, 9, 10, 14, 16 , 17, 19, 20 – [6]; 5-6, 11-13, 15, 18 – Ю.И. Рылов, 1967, 1971.
Таблица 1.1 – Химический и нормативный составы апопикритовых серпентинитов (21-28), карбонатитоида (29) Каратургайского комплекса
№
п/п 21 22 23 24 25 26 27 28 29
SiO2 32.54 35.96 11.82 33.86 35.28 32.66 33.86 35.28 32.10 TiO2 0.08 0.08 0.08 0.16 0.0 0.04 0.16 0.08 1,80 Al2O3 0.10 0.67 0.45 0.70 0.30 0.59 0.70 0.3 13.54 Fe2O3 5.39 4.34 6.25 8.60 6.69 9.62 8.60 6.69 9.00
FeO 0.70 0.28 0.32 0.82 1.60 1.75 0.82 1.6 3.62 MnO 0.0 0.0 0.0 0.0 0.10 0.14 0.1 0.1 0.28 MgO 31.13 37.14 41.14 39.25 40.68 39.79 39.25 40.68 7.45
CaO 8.04 2.47 1.24 0.46 0.93 0.31 0.46 0.93 25.51 Na2O 0.06 0.08 0.06 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.10
K2O 0.04 0.06 0.04 0.04 0.02 0.02 0.04 0.04 0.04
П.п.п. 18.76 17.48 38.10 14.04 13.71 13.29 14.04 13.71 6.92
Cумма 96.84 98.56 99.50 97.97 99.35 98.25 97.97 99.36 100.36 Fe2O3/FeO 7.7 15.5 19.5 10.5 4.2 5.5 10.5 4.2
FeO/MgO 0.02 0.01 0.01 0.02 0.04 0.04 0.02 0.04 CaO/Al2O3 80.4 3.7 2.7 0.7 3.1 0.5 0.66 3.10 Al2O3/TiO2 1.3 8.3 5.6 4.4 - 14.8 4.38 3.75
Mg# 91.7 94.6 93.2 90.1 91.4 88.3 89.1 90.5 55.7 Pl 2.95 1.20 2.85 1.34 1.95 2.86 1.24 44.14 Ort 0.38 0.38 0.15 0.38 0.75
Nep 0.27 0.43 0.30 0.61
Kalsilite 0.09 0.04 0.07
Leucite 0.31
Cor
Di 13.39 4.71 0.65 3.82 0.65 3.89 Hy 17.86 1.29 1.41 1.14 1.15
Ol 74.15 73.43 95.40 93.51 92.35 95.76 93.65 92.31 22.96
Larnite 10.87 2.01 0.07 28.59
Acmite 0.23
Ilm 0.13 0.13 0.13 0.25 0.62 0.25 0.12 2.41 Mt 0.65 0.54 0.74 1.06 0.93 1.27 1.06 0.92 1.22 Diff.I. 0.6 3.3 3.3 3.2 1.5 2.3 3.2 1.6 44.8
Elt 1361 1300 1774 1384 1370 1421 1385 1371 1495 EH2Oc 0.11 0.17 -1.42 0.10 0.11 0.10 0.10 0.11 0.11 Примечание. Данные Ю.И. Рылова, 1967.
Методы исследования. Породообразующие и акцессорные минералы пикритов и пикритовых диабазов были изучены нами с помощью растрового электронного микроскопа Tescan Vega II с энергодисперсионным спектрометром INCA PentaFetx3 (КарГТУ, г. Караганда) и энергодиспер- сионного спектрометра INCA ENERGY, фирмы OXFORD INSTRUMENTS, Англия (ТОО «Инсти-
