4. Фомационный анализ магматических образований

Под формационным анализом понимается второй этап исследований, на котором главным объектом изучения являются не магматические породы, а выделенные на первом этапе исследований (анализ формаций) конкретные магматические формации. Анализируется, прежде всего, пространственное размещение конкретных магматических формаций (комплексов), последовательность их образования относительно друг друга с целью выявления определенных закономерностей. Устанавливаются парагенезы магматических формаций различного ранга. Под парагенезом магматических формаций понимается ассоциация пространственно и во времени совмещенных формаций, обладающих индикаторными признаками, указывающими на общность их образования. Парагенетические связи формаций устанавливаются на уровне глубинности зарождения родоначальных расплавов, на уровнях их продвижения к поверхности и на уровне становления магматических тел. На необходимость выделения и изучения крупных формационных подразделений: «рядов», «групп», «серий» формаций обращали внимание Ю.А. Кузнецов, К.К. Устиев, В.Е. Хаин и др. В.Н. Москалева (1990) в качестве таких единиц предлагает выделять «парагенез формаций», «ряды формаций» и «серии рядов магматических формаций». Г.К. Устиев предложил иерархию понятий для оценки рангов ассоциаций магматических пород: магматические тело (массив) – магматический комплекс – магматическая формация (субформация) – ряд магматических формаций – серия магматических формаций – система магматических формаций. Территория распространения ряда формаций соответствует структурно-формационной зоне, серии формаций – петрографическая область, системе формаций – петрографическая провинция. В основу объединения формаций в совокупности более крупного ранта, чем формация, положена пространственно-временная совмещенность формаций, которые могут существенно различаться между собой по вещественному составу. По существу, это объединение формаций по месту и роли их в геологической истории крупных структур. Первые крупные обобщения по парагенезам магматических формаций базировались на геосинклинальной концепции развития земной коры. В последние годы формационный анализ осуществляется пока лишь в самом общем виде, с позиций плитной тектоники. В целом формационный анализ магматических образований, основанный на парагенетическом принципе, приобрел значение одного из важнейших направлений в петрологических исследованиях. Изучение и выделение закономерных парагенезов магматических формаций дают основу для реконструкции тектоно-магматического развития регионов и металлогенической типизации структурно-формационных зон.

4.1. Ряды магматических формаций

Из парагенетических ассоциаций магматических формаций наиболее информативны «ряды формаций». Различают «временные» и «латеральные» ряды магматических формаций.

Временной ряд магматических формаций образуется последовательно в ходе развития геологической структуры (структурно-формационной зоны). Смена формаций внутри временного ряда отражает эволюцию мантийных или коровых магматических источников в пределах структуры, а во времени – стадии развития эндогенного режима. Поэтому, временной ряд некоторыми исследователями называется «эволюционным». Такой ряд установлен, например, в разрезе трапповых образований Тунгусской синеклизы, расчлененных на следующие последовательно образовавшиеся формации: трахибазальтовая (P₂–T₁) → трапповая (Т₁) → щелочноультраосновная (Т_1–2), которые отражают направленное изменение (тренд) вещественного состава магматических пород. Выделяют временные ряды разного ранга в зависимости от длительности магматических этапов. Временной ряд большой длительности включает всю последовательность интрузивных и вулканогенных формаций, образовавшихся в течение тектономагматического цикла развития конкретных структурно-формационных зон (складчатые системы и области, рифтогены и др.). Как частный случай временного ряда выделяется вертикальный ряд, который составляют последовательно близко или синхронно возникающие магматические формации на разных уровнях глубинности в вертикальном разрезе конкретной структуры. В процессе становления временного ряда зоны образования формаций обычно смещаются, и он приобретает черты сложного латерально-временного ряда.

Латеральный ряд объединяет вулканогенные и интрузивные формации, образующиеся относительно синхронно как в отдельной, так и в смежных структурно-формационных зонах, эндогенный режим которых отражает импульс магматизма в разной тектонической обстановке. Синхронность и комагматичность вулканогенных и интрузивных формаций в латеральном ряду подчеркивали Ю.А. Кузнецов, Горецкая и др. Е.Т. Шаталов (1963) в таком понимании латеральные ряды магматических формаций отождествляет с вулкано-плутоническими формациями (комплексами). Латеральные ряды, отражающие синхронное проявление магматизма в разных тектонических обстановках, используются для характеристики одновременно развивающихся смежных тектонических зон с разными типами дубинного строения.

Все типы формационных рядов характеризуются направленным изменением вещественного состава магматических пород, т.е. возникновением трендов.

Детальная характеристика типовых рядов магматических форм приведена с позиций геосинклинальной концепции в обобщающей работе «Магматические формации СССР» (1979) Выделяются ряды геосинклинального, орогенного, рифтового и кратонного эндогенных режимов. Каждый эндогенный режим характеризуется своими временными и латеральными рядами магматических формаций.

В качестве выводов подчеркивается, что ведущей тенденцией эволюции продуктов магматизма геосинклинального, режима является увеличение их дифференцированности, возрастание лейкократовости, калиевости или общей щелочности и глиноземистости пород. Существенно ультрамафические и мафические формации в начале режима сменяются более дифференцированными формациями со значительной ролью мафическо-салических, а позднее – и салических пород (табл. 1).

В процессе изучения конкретных магматических формаций складчатых областей были выработаны также типовые временные и латеральные ряды магматических формаций орогенного режима (табл 2) Для орогенного режима характерными оказались два типа формационных рядов: нормальной щелочности – для эпигеосинклинальных орогенов и повышенной щелочности – для эпикратонных орогенов. Наиболее широко распространенный тип временного формационного ряда в эпигеосинклинальных орогенах характеризуется последовательным гомодромным развитием андезитовой, дацит-липаритовой и липаритовой формаций, известных по А.В. Пейве и В.М. Синицину, как группа «порфировых формаций» и их интрузивных комагматов – соответственно диорит-гранодиоритовой, лейкогранитовой и аляскитовой формаций.

Таблица 1. Временные латеральные ряды магматических формаций геосинклинальных режимов

Эндогенный режим		Эвгеосинклинали		Миогеосинклинали		Средние массивы
Серия рядов магматических формаций	Геосинклинальный ряд формаций	прогибы	поднятия	прогибы	поднятия	–
		трахибазальтовая		трахибазальтовая		трахибазальтовая
		–	–	трахилипарит-трахибазальтовая		–
		натриевых базальтов		габбро-диабазовая		габбро-диабазовая
		–			пироксенит-перидотито-вая	–
		натриевых базальтов-липаритов		–		натриевых липаритов
		диорит-плагиогранит-габбровая				–
		–	базальт-андезит-липаритовая
			андезит-базальтовая			калиевых базальтов-трахитов
		дунит-клинопироксенит-габбровая				перидотит-пироксенит-норитовая
	Инверсионный ряд формаций	базальт-андезитовая
		–	сиенит-габбровая
			тоналит- плагио- гранит- гранодио- ритовая	гранитовая		гранитовая

Таблица 2. Временные и латеральные ряды магматических формаций орогенного режима

Эндогенный режим	Эпигеосинклинальные орогены	Эпикратонные орогены
орогенный ряд формаций	андезитовая диорит-гранодиоритовая	андезитовая диорит-гранодиоритовая трахиандезитовая монцонит-сиенитовая
	дацит-липаритовая лейкогранитовая липаритовая аляскитовая	трахилипаритовая гратит-граносиенитовая щелочно-гранитовая щелочных и миаскитовых нефелиновых сиенитов

Для типового временного формационного ряда эпикратонных орогенов характерны щелочные салические формации и лишь иногда в нем присутствуют субщелочные мафическо-салические формации. Наиболее часто встречающаяся разновидность латерального ряда формаций орогенного режима представлена андезитовой, трахиандезитовой вулканическими и комагматичными им соответственно диорит-гранодиоритовой и монцонит-сиенитовой формациями.

Изучая ряды формаций кратонных режимов, исследователи пришли к выводу о необходимости различать два типа кратонных режимов: рифтогенный и платформенный, которые нередко чередуются в истории развития кратонов Типовые временные и латеральные ряды магматических формаций кратонных режимов отражены в табл 3. Важной особенностью магматизма платформ является его повторяемость в истории их развития. Причем, эта повторяемость в целом носит циклически направленный характер. Возникновение магматических формаций платформенного режима происходит на заключительных стадиях (эмерсивных) тектоно-седнментационных циклов развития, чем и объясняется приуроченность магматизма к эпохам прекращения осадконакопления или же к эпохам перехода от глубоководных к мелководным условиям седиментации.

Последовательно возникающие временные и латеральные ряды магматических формаций отражают развитие магматизма складчатых областей, платформ во времени и рассматриваются в ранге серий рядов магматических формаций Магматические формации рифтогенных структур рассматриваются в ранге рядов, а не серий рядов, хотя эти структуры по продолжительности развития сопоставимы со складчатыми областями и платформами.

Основные положения и выводы формационного анализа в магматической геологии с позиций геосинклинальной концепции в последнее время коренным образом пересмотрены с позиции тектоники плит. Например, офиолитовая ассоциация, считавшаяся ранее ассоциацией формаций эвгеосинклинального ряда (формация натриевых базальтов и ассоциирующие с ней кремнистая, глинистая, известняковая и интрузии дунит-перидотитовой формации) с позиции тектоники плит параллелизуется с разрезами коры современных океанов. В основании разрезов коры находятся серпентизированные ультрамафиты (дуниты, гарцбургиты, лерцолиты) – это так называемый «меланократовый фундамент» в средней части чередуются клинопироксениты, верлиты, дуниты, нориты и габбро – это «полосчаторасслоенный комплекс», а в верхней части отмечаются «серии параллельных даек» диабазов и долеритов.

Таблица 3. Временные и латеральные ряды магматических формаций кратонных режимов

Эндоген-ные режимы		Эпиорогенные структуры и области завершенной складчатости		Платформы
				Авлакогены	Синеклизы, прогибы	Антеклизы, щиты
Серии рядов магматических формаций	Рифтогенный ряд формаций	лейкобазальтовая, липарит-лейкоба-зальтовая, габбро-верлитовая, трахи-базальтовая		–	базальт- долеритовая	–
		трахибазальт-трахиандезит-трахилипаритовая, ще-лочных базальтов и фонолитов, щелочных габброи-дов и нефелиновых сиенитов			–	трахибазальт – трахиандезит- трахилипарито-вая щелочных базальтоидов, лейцитофиров, щелочных габброидов, лейцит-нефели-новых сиенитов меланонефели-нитов, щелочных ультрамафитов, фельдшпатоид-ных габброидов и карбонатитов, кимберлитовая, щелочных трахитов и агпаитовых нефел. сиени-тов
		щелочных базальтоидов, лейцитоидов, щелочных базальтов и фонолитов, щелочных габброидов, лей-цит-нефелиновых сиенитов			–
		лейцитофиров, нефелиновых, псевдолейцитовых и щелочных сиенитов	меланонефелини-тов, щелочных ультрамафитов, фельдшпатоид-ных габброидов и карбонатитов, кимберлитовая		–
	плат- фор. ряд	–			базальт-долеритовая	трахибазальто-вая