Петроложка характеристика на хипоабисалните магматити в района на Върбишка стара планина Бануш Банушев
Изтегляне 381.05 Kb.
|
- Навигация на страницата:
- Петроложка характеристика на хипоабисалните магматити в района на Върбишка стара планина Бануш Банушев
- РЕЗЮМЕ .
- Petrologic characteristics of the hypabyssal magmatites from the region of Varbitsa Stara Planina Mountain (Balkan Mountain) Banush Banushev
- Abstract .
- Геоложка обстановка
- Материал и методи
- Резултати Петрографска характеристика.
| ГОДИШНИК НА МИННО-ГЕОЛОЖКИЯ УНИВЕРСИТЕТ “СВ. ИВАН РИЛСКИ”, Том 57, Св. I, Геология и геофизика, 2014
ANNUAL OF THE UNIVERSITY OF MINING AND GEOLOGY “ST. IVAN RILSKI”, Vol. 57, Part I, Geology and Geophysics, 2014 Петроложка характеристика на хипоабисалните магматити в района на Върбишка стара планина Бануш Банушев Минно-геоложки университет "Св. Иван Рилски", 1700 София, banushev@mgu.bg РЕЗЮМЕ. Изследвани са слабо изучени и с ограничено разпространение малки интрузивни тела и дайки, от северните и южни склонове на Върбишка Стара планина. Определено е пространственото положение на скалите, веществения състав, структурно-текстурните особености и хидротермалните промени. Според съвременната петрографската номенклатура изследваните интрузивни тела и дайки са кварцдиоритови, субалкални диоритови и субалкални кварцдиоритори порфирити, прехождащи в монцодиоритови и кварцмонцодиоритови порфирити при увеличаване количеството на К-фелдшпат. Магматитите са внедрени сред горнотриаски алевролити и пясъчници на флишката, по-рядко в мергелно-варовиковата и мергелната задруга, в единични случаи и в долно- и средноюрски наслаги. Скалите са преситени на SiO2, среднокалиеви, с преобладание на Na2O над K2O, с калциево-алкална и висококалиево калциево-алкална сериалност. Определен е химизмът на скалообразуващите плагиоклази, амфиболи, клинопироксени и биотит, извършени са геотермобарометрични разчети и е изказано предположение за Р-Т условията на кристализация. Направени са петрохимични сравнения със сходни, малки интрузивни тела и дайки, с аналогични веществени характеристики, намиращи се в непосредствена близост, в района на Ришкия проход. Petrologic characteristics of the hypabyssal magmatites from the region of Varbitsa Stara Planina Mountain (Balkan Mountain) Banush Banushev University of Mining and Geology “St. Ivan Rilski” 1700 Sofia, banushev@mgu.bg Abstract. Objects of study are not enough analyzed and with local distribution small intrusive bodies and dykes in the northern and southern slopes Varbitsa Balkan Mountain. Determined is the spatial position of these rocks as well as their composition, structure-textural features and the hydrothermal alterations. According to the modern petrographic nomenclature the studied intrusive bodies and dykes are quartz-diorite, subalkaline diorite and subalkaline quartz-diorite porphyrites changing to monzodiorite and quartz-monzodiorite porphyrites with the increase of the K-feldspar content. The magmatites are intruded in Upper Triassic siltstones and sandstones of the flysch, rarely of the marl-limestone and marl suits and in single cases also in the Lower and Middle Jurassic depositions. The rocks are oversaturated in SiO2 and are medium-K with prevalence of Na2O over K2O with calc-alkaline and high-potassium calc-alkaline series. The chemical compositions of the rock-forming plagioclases, amphiboles, clinopyroxenes and biotite were determined. Geo-thermobarometric calculations were performed and on their basis the P-T conditions of crystallization were proposed. A petrochemical correlation with similar small intrusive bodies and dykes with analogous composition and situated nearby the region of Rish pass was also performed. Въведение Източна Стара планина, в частност Върбишка планина се характеризира със слаба магмена активност и незначително разпространение на магмените продукти. Въпреки това районът представлява интерес за изясняване на някои аспекти, касаещи геодинамичната позиция, еволюцията и миграцията на горнокредния магматизъм в областта. Магмените продукти са представени от дайки и малки хипоабисални тела. Те са слабо изучени и сведенията за тях са оскъдни. Най-често са възприемани като андезити (Златарски, 1905; Kockel, 1929; Коен,1938; Бончев и др., 1957; Ганев, 1961). В изследване, посветено на медитеранския тип Горна Креда в Източна Стара планина, Кънчев (1966) съобщава за диоритови порфирити западно от Трънашката синклинала. Въз основа на пространственото положение и тектоно-стратиграфската обстановка се предполага, че интрузивните скали и намиращите се в близост вулканити от Трънашката синклинала, са продукт на едно и също магмено огнище. За центрове на магмената дейност се възприемат районите на разпространение на телата и дайките от диоритови порфирити. Първото петрографско изследване, посветено на интрузивните скали между селата Веселиново и Звезда, е на Кънчев, Иванова-Панайотова (1972). Въз основа на микроскопски и ограничен брой химични анализи, магмените скали в района са определени като диоритови порфирити и кварцсиенодиоритови порфирити. Според стратиграфското положение на вулканитите в горнокредния разрез на Трънашката синклинала е установено, че магмената дейност в района е осъществена в интервала късен Ценоман – ранен Кампан (Кънчев, 1966). В последните години са извършени геохимични и изотопни изследвания в Източното Средногорие и на образци от района на селата Заимчево и Звезда в Източ-ния Балкан (Georgiev et al., 2009; 2012). Дайките и магме-ните тела от билните части и северните склонове на Източна Стара планина не са били обект на тези изслед-вания. Банушев (2013) представя нови данни за магмати- 
Фиг. 1. Геоложка карта на района южно от с. Веселиново, Източна Стара планина (по Кънчев, 1993, с допълнения): 1-2 Палеоген: 1 – конгломератна задруга, 2 – пясъчникова и варовикова задруга; 3-6 Горна Креда: 3 – магмени скали - тела и дайки, 4 – флишка задруга (Ценоман-Турон), 5 – пачки от андезитови лавобрекчи и туфи, 6 – пясъчникова задруга (Ценоман); 7 Камчийска свита (Валанжин-Барем), 8-9 Юра: 8 – флишка задруга (Средна Юра), 9 – конгломератно-пясъчникова задруга (Долна Юра); 10-12 Триас: 10 – флишка задруга (Горен Триас), 11 – мергелна задруга (Горен Триас), 12 – обединени варовикова (Среден-Горен Триас), мергелно-варовикова (Среден Триас) и варовиково-мергелна задруга (Долен Триас), 13 – разлом, 14 – навлак тите от района на Ришкия проход и първи сведения за химизма на скалообразуващите минерали. Обект на настоящата работа са малки интрузивни тела и дайки от билните части, северните и южни склонове на Върбишка Стара планина, Ю-ЮИ от с. Веселиново. Целта на публикацията е да представи резултатите от петроложките изследвания на магматитите, първите данни за химизма на скалообразуващите минерали и петрохимичните сравнения с намиращите се в непосредствена близост магматити от района на Ришкия проход. Геоложка обстановка Районът на Върбишка Стара планина се отнася към Балканската орогенна система на Апийския ороген. Източнобалканската единица, част от която е изслед-ваният район, представлява сложно устроен синклинорий, деформиран от северновергентни навлаци и възседи (Дабовски, Загорчев, 2009). В областта се разкриват триаски, юрски, горнокредни и палеогенски скали (фиг. 1). Литоложкият състав на долно-среднотриаските седимен-ти включва варовици и мергели, обособени в няколко задруги. Горният Триас е представен от мергелна и флишка задруга – алтернация от ритмично редуващи се мергели, алевролити, пясъчници и конгломерати. Юрските наслаги са обособени в конгломератно-пясъчникова и флишка задруга, включваща турбидитни пластове от пясъчници, алевролити, варовици и аргилити със сидеритни, рядко фосфоритни конкреции (Кънчев, 1995). Долнокредните наслаги са представени от мергели с турбидитни пластове от пясъчници. Горнокредната серия включва пясъчникова задруга (Ценоман), и флишка задруга (Ценоман-Турон), изградена от ритмична алтернация на варовити глини, пясъчници и алевролити, на места в западната част на Трънашката синклинала с лавови потоци от андезити, лавобрекчи и пирокластити (Кънчев, 1995). Палеогенът се разкрива в северните части на района, под формата на ивица с изток-западна посока. Той включва пясъчникова, варовикова и конгломератна задруга. Седиментите на конгломератната задруга, първоначално описани като „екзотични конгломерати” (Kockel, 1927), включват полигенни, несортирани конгломерати (с разнообразни късове от магмени, седиментни и метаморфни скали) и едрозърнести пясъчници, в по-малка степен алевролити и мергели. Материал и методи Извършени са теренни изследвания и опробване на 5 магмени тела (едно, от които установено при настоящите изследвания) и 17 дайки от горнокредни магмени скали в района Ю-ЮИ от с. Веселиново. Лабораторните методи включват оптическа микроскопия на 46 образеца, 4 рентгеноструктурни, 21 микросондови и 14 химични анализа. Определен е разтворим компонент на 6 образеца от вместващите седиментни скали. Съставът и структурните особености на скалите са изяснени с поляризационни микроскопи Leitz Orthoplan-Pol и Meiji Techno. Рентгеноструктурните изследвания са осъществени с дифрактометър ДРОН-1 (СuK лъчение, Ni филтър, 30 kV, 20 mA). Химизмът на минералите е определен с микросондови анализи в „Евротест-Контрол” ЕАД, на сканиращ електронен микроскоп JEOL JSM 35CF, с рентгенов микроанализатор Tracor Northern TN – 2000, чрез енергийно дисперсивна система (Аналитик – Х. Станчев). Химичните анализи на скалите са извършени в ЦНИЛ „Геохимия” при МГУ „Св. Иван Рилски”, с апарати – SPECTRO Analytical instruments (Germany) и оптико-емисионен спектрометър ICP-ОЕS-720, Agilent Technologies, с източник на възбуждане индуктивно свързана плазма (Аналитици – Г. Стоянова и Д. Драгоева). Резултати Петрографска характеристика. Магмените скали са под формата на малки интрузивни тела и дайки от кварцдиоритови, субалкални диоритови и субалкални кварцдиоритови порфирити, монцодиоритови и кварцмон-цодиоритови порфирити (фиг. 2,a-g). Телата са изомет-рични, до слабо удължени, с видими размери около 50х100 до 200х600 m. Дайките са с преобладаваща ориентировка СЗ-ЮИ и де-белина 1-20m. Размерите на някои са значително по-големи – дебелина до 80-100 m и дължина 1000 m (Кънчев, 1995). В някои дайки и окрайни части на телата се наблю- дава добре изразено призматично напукване и сферично 
Фиг. 2. a-c Интрузивни тела: а-б – СЗ от вр. Асара, с – З от вр. Дебелец; d – субвертикална дайка с призматично напукване; e – дайка, З от вр. Дебелец; f – сферично изветряне на кварцдиоритови порфирити; g – контакт между монцодиоритпорфиритова дайка и вместващи варовити алевролити; h-i – ивичести хорнфелзи, СЗ от вр. Дебелец (h), Кавалджи дере (i) изветряне (фиг. 2,d,f). Магматитите са вместени в горнотриаски алевролити и пясъчници на флишката задруга, по-рядко в мергелно-варовиковата и мергелната задруга (фиг. 1). Единични дайки са внедрени в долноюрски конгломерати и пясъчници (южните части на района) и в среднноюрски флишки наслаги (северни части). Алевролитите са варовити, кафяви, зеленокафяви и тъмносиви до черни, с финослоеста текстура и алевритна структура. На места в приконтактните части с магмените скали са уплътнени и темперирани, но без прекристализация на материала, със запазена слоеста текстура. Характерно е многократното редуване на слоеве, с дебелина 1-2 mm от дребно- и едрозърнести алевролити, с различно съдържание на калцит и глинести минерали. Кластичният компонент е незаоблен и полузаоблен, с изометрична и удължена форма, с преобладаващи размери 0,02-0,06 mm, вариращи в различните слоеве. Представен е от минерални зърна (кварц, мусковит, биотит, плагиоклази), на места субпаралелно ориентирани и редки скални късове от кварцити. Разтворимият компонент е от 28 до 44%. Циментът е от микрозърнест калцит и глинести минерали, малко хлорит и органично вещество. Черните алевролити са с аналогичен състав, пигментирани от фино диспергирано органично вещество, на места и от Fe-хидроксиди, процепени от късни калцитни жилки. В дребнозърнестите варовити алевролити се наблюдават кафяви калцитни конкреции с размери 2-3 cm. Вариращото количество кластични минерали и калцит обуславят преходи и фино редуване на варовити алевролити и алевритни варовици. Пясъчниците са варовити, по-рядко слабоваровити, слабоалевритни, дребно- до среднозърнести, сиви до тъмносиви, на изветрителна повърхност – кафеникави. Текстурата е слоеста, а структурата дребно- до среднозърнеста псамитна и алевропсамитна. На места са катаклазирани, с натрошени до дребнозърнест агрегат кварцови зърна и процепени от множество различно дебели калцитни жилки. Изградени са от незаоблени и заоблени, несортирани кластични минерали (кварц, К-фелдшпат, плагиоклаз, хлоритизиран биотит и мусковит) и редки скални късове от кварцити, мусковитови шисти и гнайси?, с размери 0,03-2 mm, преобладаващи 0,1-0,5 mm. Разтворимият компонент е 22-43%. Циментът е от микрозърнест калцит от базален и поров тип. 
Фиг. 3. Микрофотографии на магмени скали от Върбишка Стара планина: a – субпаралелно ориентирани плагиоклази и амфиболи, +N; b – порфирен плагиоклаз с включение от амфибол, ІІN; c – субпорфирен авгит, ІІN; d – титанит с включения от апатит, ІІN; e-f – диоритови включения в монцодиоритов порфирит, +N; g – метасоматичен биотит по амфибол в диоритово включение, ІІN; h-I – монцодиоритов порфирит със заграбени късове от варовити алевролити (Al), i – +N; a, e, i – бинокулярен стереомикроскоп Olympus с поляризатор, b-d, f-g – поляризационен микроскоп, h – естествена повърхност На места, послойно, или незакономерно се наблюдават Fe-хидроксиди и неравномерно разпределено органично вещество. В зависимост от състава са определени като дребно- до среднозърнести аркозови ваки. В случаите, в които матриксът намалява под 15% скалите бележат преходи към аркозови аренити. В приконтактните части с магмените тела и по-големите дайки, алевролитите са темперирани и уплътнени, на места превърнати в хорнфелзи. Преходът към хорнфелзи се осъществява с намаляване количеството на калцита и увеличаване на микрозърнестия кварц, който от отделни лещи и неправилни по форма тела, постепенно преминава в издържани слоеве. В състава на хорнфелзите участват микро- до криптозърнест кварц, плагиоклази, хлоритизиран биотит, хлорит и неравномерно разпределен карбонат. Най-често прекристализацията на материала е непълна, без достигане до типична микрогранобластна структура. На места се наблюдават хорнфелзи с ивичеста текстура, обусловена от редуващи се сиви и тъмносиви ивици, с различно и неравномерно съдържание на карбонат – от 5 до 30%, което най-вероятно е унаследено от протолита (фиг. 2 h). В южните части на района, около най-голямото тяло, в района на Кавалджи дере, се разкриват хорнфелзи, с редуващи се сивозеленикави и кафявовиолетови микрозърнести и дребнозърнести ивици (Фиг. 2i). В тези части хорнфелзите са с по-пълна и цялостна прекрис-тализация. Структурата е микрогранобластна, бластоалев-ритна и бластопсамитна Микрозърнестите ивици, с вероятен протолит алевролити, са изградени от микрозър-нест кварц, клинопироксен, хлорит, калцит и рудни минерали. В състава на дребнозърнестите ивици, с протолит алевролит – дребнозърнест пясъчник участват кварц, в по-малка степен плагиоклази, К-фелдшпати, клинопироксени, калцит и Fe-хидроксиди. Магмените скали са сивозелени, с масивна текстура, порфирна и гломеропорфирна структура. Изградени са от магматични плагиоклази, амфиболи, биотит, клинопироксени, К-фелдшпат, кварц, апатит, циркон, титанит, аланит, магнетит и вторични – хлорит, карбонат, дребнолюспеста бяла слюда (серицит), албит, кварц, епидот, К-фелдшпат, биотит, клинопироксени, глинести минерали и Fe-хидроксиди. Фенокристалите (плагиоклази, амфиболи, биотит и клинопироксени), често са с добре изразена субпаралелна ориентировка (фиг. 3a). Количеството им е от 15-20% в периферните части, до 45% в централните части на телата и по-дебелите дайки. Съотношението плагиоклази/мафични минерали е от 70/30 до 60/40. Плагиоклазите са ясно зонални, в две генерации – порфири (1,5х5 mm, до 4х8 mm) и субпорфири (с преобладаващи размери 0,1х0,4 mm). Някои кристали са протокластично огънати. Те са сравнително свежи, до частично (най-често концентрично-зонално) заместени от дребнолюспеста бяла слюда, глинести минерали, карбонат, рядко хлорит, на места и албит. Съдържат включения от амфибол, биотит и иглест апатит (фиг. 3,b). Амфиболите са порфирни (до 0,6 х 2 mm) и субпорфирни (около 0,1 х 0,3 mm), дългопризматични, заместени от хлорит, карбонат и малко епидот, с отделени Fe-Ti минерали и Fe-хидроксиди. Свежите кристали показват зонален строеж и ясен плеохроизъм по схемата Z > Y > X. На места съдържат включения от плагиоклази и апатит. Биотитът е представен от редки хлоритизирани, мусковитизирани и карбонатизирани субпорфири. Свежите кристали са силно плеохроитни, по схемата Z Y > X, светложълт и светлокафяв по X, до наситено тъмнокафяв по Z Y. Клинопироксените са най-редки. Установени са в по-базичните представители от южните части на района, в магмените тела около вр. Асара и Кавалджи дере. Те са зонални, призматични с размери до 0,5х1 mm (фиг. 3,c). Заместват се частично по периферията и по пукнатини от карбонат и хлорит-смектитов агрегат. Акцесорните минерали са от апатит (в две генерации – дебелоприз-матичен, до 0,3х1 mm и иглест), циркон, клиновидни титанитови кристали (някои с включения от апатит), аланит и магнетит (фиг. 3,d). В субалкалните разновидности количеството на акцесорния апатит и титанит се увеличава. Основната маса, с микропризматичнозърнеста, по-рядко микрографична структура е пълнокристалинна, дребнозърнеста, изградена от плагиоклази, амфиболи, К-фелдшпат, редки клинопироксени, апатит, вторичен кварц и рудни минерали. Към периферните части на дайките размерите на минералите намаляват и плагиоклазите от дребнозърнести, призматични, преминават в микролити. На места се наблюдават неравномерна карбонатизация и хлоритизация, ксеноморфни агрегати от карбонат и кварц и Fe-хидроксиди около сулфидни минерали. В кварцдиоритовите порфирити от северните части на района се установяват фенокристали от магматично кородиран кварц, с размери до 2 mm. Появата на К-фелдшпат в основната маса, бележи преход към субалкални диоритови порфирити, а увеличаването на К-фелдшпат над 10% – към монцодиоритови и кварцмонцо-диоритови порфирити, при наличие и на кварц над 5%. В някои субалкални диоритови и монцодиоритови порфирити се установяват включения от диорити и микродиорити, с размери 0,5-3 cm (фиг. 3,e-f). Включе-нията са с резки контакти, пълнокристалинни, равномерно-зърнести, дребно- до среднозърнести,. Изградени са от плагиоклази, амфиболи, редки биотитови кристали, единични кварцови зърна, апатит и магнетит. В някои диоритови включения, амфиболите са заместени по пукнатини и в периферните части от дребнолюспест биотит (фиг. 3g). Наличието на метасоматичен биотит във включенията и отсъствието му във вместващите скали, е резултат на високотемпературна К-метасоматоза, осъществена, най-вероятно в късномагматичния стадий на интрузивно тяло с диоритов състав, части, от което са заграбени, частично усвоени и изнесени към повърхността. Установени са и единични, дребни (около 5 mm) ксенолити от биотитови гнайси. На места в окрайните части, някои дайки съдържат множество заграбени късове (до 30%), с преобладаващи размери от 3-6 mm до 1-2 cm от вмества-щите варовити алевролити и варовици (фиг. 3,h-i). В литературата са описани постепенни преходи от диоритови порфирити в окрайните части на телата към кварцсиенодиоритови порфирити в централните (Кънчев, Иванова-Панайотова, 1972). Настоящите изследвания показват, че в повечето случаи се касае за еднородни дайки от кварцдиоритови, субалкални диоритови и субалкални кварцдиоритови порфирити. Същото се отнася и за интрузивните тела. Само в най-голямото тяло, в района на Кавалджи дере, към централните части се наблюдават постепенни преходи към по-кисели и по-алкални разновидности. В южните части на района (около вр. Асара), се установяват по-базични представители, в които количеството на мафичните минерали се увеличава и е приблизително равно на плагиоклазите, появяват се и клинопироксени. Таблица 1. Представителни микросондови анализи на плагиоклази: c – ядро, r – периферия. S Dp – субалкален диоритов порфирит; S QDp – субалкален кварцдиоритов порфирит, Qdp – кварцдиоритов порфирит.
Каталог: sessions sessions -> Изследване чистотата на слънчогледово масло за производство на експлозиви anfo sessions -> Laser “Raman” spectroscopy of anglesite and cubanite from deposit “Chelopech” Dimitar Petrov sessions -> Св иван рилски sessions -> Modeling of sessions -> Управление на риска от природни бедствия sessions -> Oценка на риска от наводнениe в елховското структурно понижение в района на гр. Елхово красимира Кършева sessions -> Гравиметрични системи използвани в република българия и оценка точността на системи igsn-71 и unigrace при точки от гравиметричните и мрежи sessions -> Toxicological assessment of photocatalytically destroyed mixed azo dyes by chlorella vulgaris sessions -> Field spectroscopy measurements of rocks in Earth observations Изтегляне 381.05 Kb. Сподели с приятели:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||