Петрохимична и геохимична характеристика на палеогенския магматизъм

4.1.13. Петрохимична и геохимична характеристика на палеогенския магматизъм

4.1.13.1. Общи бележки

Въз основа на геохимичните и регионалните геоложки данни съществуват няколко хипотези за геодинамичното положение на магматизма в Източните Родопи, съответно и за неговия генезис. Според едни автори вулканизмът е свързан със субдукция (Димитрова и др., 1979, Marchev et al., 1989; Marchev, Shanov, 1991 и др.). Хипотезата за магматизъм, свързан с континенталната колизия, е предложена през 1979 г. (Янев, Бахнева, 1980), доразвита в няколко последващи работи (Yanev et al., 1989, 1995, 1998; Dabovski et al., 1991; Marchev et al., 1994, 1998 и др.). Поради това, че магматизмът е проявен от тектонска гледна точка след колизията, Z. Ivanov (1988) го приема за постколизионен.

Значението на петрохимичната и геохимичната информация при отделянето на единиците от вулкански скали по възприетия литостратиграфско-вулканоложки подход на подялба обуслови извършването на специализирани изследвания и в тази насока. Главните оксиди са анализирани по метода на индуктивно свързаната плазма (ICP) в централната научно-изследователска лаборатория към Минно-геоложкия университет „Св. Иван Рилски”. Елементите следи (Ba, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ni, V, Cr, Sc, Co) и редкоземните елементи REE (La, Ce, Sm, Eu, Yb) са анализирани по метода на индуктивно свързаната плазма (ICP) в лабораторията на Геологическия институт при БАН (ГЕОЛАБ), София.

За по-пълно характеризиране на петрохимичните и геохимичните особености на разглежданите вулканити са използвани и анализи извън пределите на картния лист, както и такива, поместени в различни научни публикаци и фондови материали.

При нанасянето на анализите на TAS класификационната диаграма (Le Bas et al., 1986; Le Maitre et al., 1989) анализите са преизчислени към 100% сухо вещество. Условната граница между риолити и трахириолити се поставя при >8 wt% сума на алкалиите (Miyashyro, 1978; Богатиков, 1981).

4.1.13.2. Маджаровски вулкански комплекс

Първите вулкански прояви, свързани с Маджаровския вулкан, са обединени в Коджакаракаянския вулкански подкомплекс. В най-долните нива от разреза скалите са с шошонитов състав (някои от тях имат петрографски характеристики на базалти), като във височина се налагат такива с латитов (фиг. 5). Анализите от Малкоречките шошонити попадат на границата на латитите и шошонитите. Завишените стойности на SiO₂ в някои от анализите вероятно се дължат на окварцяване. Анализите от Менекенските и Юмурчалските латити попадат в полето на латитите и на границата им с трахидацитите. Лавите от Габеровския вулкански подкомплекс се характеризират като трахидацити. Анализите им попадат на границита на трахидацитите и риолитите или в полето на риолитите в близост с това на трахидацитите. Завишеното им SiO₂ съдържание вероятно се дължи на вторично окварцяване или наличие на празнини, запълнени с хидротермална минерализация (предимно халцедон). Анализите от интрузивните скали попадат в полето на шошонитите, латитите и трахидацитите. Анализите от скали на дайковата формация попадат в полето на латитите и трахидацитите.

Скалите от Маджаровския вулкански комплекс се характеризират като висококалиеви (фиг. 6). В повечето случаи се установяват по-високи съдържания на K₂O спрямо Na₂O.

На харкеров тип диаграми са представени зависимостите между основните петрогенни оксиди и SiO₂ (фиг. 7). Наблюдават се закономерни трендове на понижаване на съдържанието на Al₂O₃, TiO₂, CaO, MgO, Fe₂O₃, което е свързано с по-малката роля на кристализация на мафични минерали (оливин, пироксени, амфибол) и кристализирането на все по-кисели плагиоклази при скалите с по-кисел състав. Съдържанията на Na₂O остават относително постоянни с изменението на SiO₂. При K₂O се наблюдава закономерно повишавне с нарастване на съдържанията на SiO₂, с което е свързана и същатата закономерност при общите алакалии.

Основни фактори при еволюцията на магматизма, свързан с Маджаровския вулкан, са кристализационната диференциция и смесването на магми. Последното се индикира от наличието на плагиоклази с различен състав в един образец, както и описваните от Marchev et al. (1994) смесени хибридни скали (mingled hybrids). Последните са формирани при смесването на относително примитивна „базична” магма с латитова. Образува се скала, изградена от редуване на ивички с различен състав и петрографски характеристики, и зона на закалка между тях.

Хондрит-нормализираните спайдърграми за елементите следи от среднокисели вулканити на Маджаровския вулкански комплекс (фиг. 8) имат относително сходна конфигурация и характеристики на калциево-алкални базалти от деструктивните зони на плочите (по Thompson et al., 1984). Наблюдават се по-високи стойности (в някои случаи до над 10 пъти при по-базичните вулканити) на тежките REE спрямо хондритовите и слабо изразените негативни Eu аномалии (фиг. 9). На диаграмата Ti/Zr (фиг. 10) анализите от скали на Коджакаракаянския вулкански подкомплекс и Малкоречките шошонити попадат в полето на калциевоалкалните базалти. ORG-нормализираните спайдърграми за киселите лави от Габеровския вулкански подкомплекс (фиг. 11) показват силно обогатяване с LILE (K, Rb, Ba, Th) и обедняване на HFSE (Nb, Hf, Zr, Sm, Y, Yb). Тази конфигурация е характерна за син- до постколизионните гранити (по Pearce et al., 1984). Установяват се слабоизразени негативни Eu аномалии (фиг. 12). На диаграмата (Y+Nb) – Rb (фиг. 13) киселите лави на Габеровския вулкански подкомплекс попадат в полето на синколизионните гранити.