Введение
Данная работа проводится для закрепления теоретического материала по картированию вулканогенных образований.
Целью является: выделение фаций и определение особенностей их строения на основе геологической карты урочища Уштоган в Центральном Казахстане, в масштабе 1:50 000.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1.Определить общие особенности геологического строения района
2.Описать стратиграфию
3.Изучить тектонические особенности района и структурное положение вулканических построек
4.Выделить и охарактеризовать вулканогенные фации, определить их особенности и соотношения между собой
5.Отразить взаимоотношение фаций на блок-диаграмме и на этой основе тоже в виде блок-диаграммы реконструировать вулканическую постройку
6.Выделить магматические комплексы
7.Восстановить историю развития магматизма
8.Указать металлогеническую специализацию магматических комплексов и формаций
9.Изложить результаты анализов в письменном виде
Материалами для данной работы послужила геологическая карта, а также лекции и учебные пособия.
1. Методика
Методика заключается в определении комплекса методов и последовательности их применения в процессе исследования, для достижения цели и решения поставленных задач.
Общие закономерности геологического строения района определяются путем изучения состава возраста, а также условиями залегания пород по геологической карте.
В первую очередь в районах развития вулканогенных пород выявляются стратифицированные и нестратифицированные образования. Среди стратифицированных определяется состав, возраст стратонов и их взаимоотношение между собой. Нестратифицированные тела отличаются секущим характером контактов по отношению к стратиграфическим границам. Характер залегания пород определяется по элементам залегания, а характер складок, кроме того, по возрасту слагающих пород – в ядре синклинальных складок - молодые, а в ядре антиклинальных – более древние отложения.
Тектонические особенности района выражаются в наличии разрывных нарушений, у которых разорванные части смещаются друг относительно друга. Величина смещения или амплитуда разлома определяется по геологическому разрезу и измеряется расстояние между кровлей и подошвой одного и того же пласта в висячем и лежачем крыльях. По величине, характеру, направлению и углу перемещения крыльев определяется тип разрывного нарушения.
В условных обозначениях к геологической карте выделены жерловая и покровная фации. Их характеристика сводится к определению формы и соотношения тел в каждой фации. Жерловая фация представлена некками и дайками. Некки выявляются по следующим особенностям:
1. Округлое, овальное, неправильной формы в поперечном сечении
2. Крутопадающие несогласные контакты со вмещающими породами
3. Концентрически зональное строение
Дайки отличаются крутым падением и несогласным залеганием.
Покровная фация представлена лавовыми потоками и покровами. На основе выявления кровли и подошвы изучаются особенности строения данной фации, а также определяется состав и текстура образованных пород.
По современному эрозионному срезу, с помощью геологической карты, строится трех мернуя блок – диаграмма, на которой отражается взаимоотношение фаций. На этой же основе, тоже в виде блок – диаграммы реконструируется вулканическая постройка (см приложение).
История развития магматизма сводится к восстановлению последовательности магматических процессов, образования пород и реконструировать ситуацию, которая существовала к моменту завершения активной деятельности вулкана.
Металлогенетическая специализация заключается в оценке и прогнозировании месторождений полезных ископаемых, которые приурочены к определенным магматическим комплексам и формациям.
2. Геологическое строение
Урочище Уштоган в Центральном Казахстане, сложено осадочно - вулканогенными образованиями палеозойского и мезозойского возраста, которые имеют складчатый характер залегания, осложнены разрывными нарушениями и прорваны интрузиями.
2.1 Стратиграфия
В пределах Урочище Уштоган в Центральном Казахстане наблюдается большое разнообразие вулканогенных и осадочных пород палеозойского и мезозойского возраста, расчлененных на свиты, толщи и пачки.
Палеозой
Палеозой на территории пользуется широким распространением. Он представлен вулканогенными толщами каменноугольной и пермской систем, которые выделены в Керегетасскую и Архарлинскую свиты.
Отложения Керегетасской свиты (С2-3 kr) распространены в юго – западной части района и представлены туфами и туфолавами дацитовых и липарито – дацитовых порфиров, мощностью более 500м.
В условных обозначениях, к геологической карте, в Архарлинскую свиту включена жерловая фация, что является ошибкой, поскольку жерловая фация относится к нестратифицированным подразделениям. Породы Архарлинской свиты распространены преимущественно в северо – западной и южной части района. В центральной части между породами палеозойского и мезозойского возраста проходит контакт по разлому. В северо – западной части района, при нормальном соотношении, отмечается угловое несогласие. Архарлинская свита делится на три пачки.
Нижняя пачка (С3-Р1ar1) сложена липаритовыми и дацитовыми туфами, мощностью более 250м.
Средняя пачка (С3-Р1ar2) сложена тонкофлюидальными лавами липаритового и трахилипаритового состава, мощностью более 100м.
Верхняя пачка (С3-Р1ar3) сложена дацитовыми порфирами, мощностью 150м.
Мезозой
Мезозойские образования представлены триасом, который выделен в Уштоганскую свиту. Эти отложения распространены в северо – восточной части района и несогласно залегают на породах палеозоя. Уштоганская свита делится на три пачки.
Нижняя пачка (Р3-Тus1) представлена трахидацитовыми порфирами, мощностью 150м.
Средняя пачка (Р3-Тus2) представлена трахидацитовыми туфолавами массивной текстуры и трахидацитовыми туфолавами флюидальной текстуры, мощностью 600м.
Верхняя пачка (Р3-Тus3) представлена липаритовыми порфирами, мощностью более 200м.
Кайнозой
Палеозойские и мезозойские породы с угловым несогласием перекрываются отложениями четвертичного возраста, неопределенного генетического типа.
2.2. Тектоника
В разрезе выделяется два структурных этажа, разделенные угловым несогласием - палеозойский и мезозойский. На большей части территории они контактируют по разлому северо – западного простирания. Лишь в северной части района контакт стратиграфический и выражен в виде углового несогласия, при котором породы керегетасской свиты перекрываются породами средней пачки архарлинской свиты. Породы керегетасской свиты залегают под углом 200 , а средняя пачка архарлинской свиты – под углом 150.
Указанные стратиграфические этажи слагают две тектонические зоны – юго – западная и северо - восточная, которые разделены разломом северо – западного простирания. Из них, юго–западная зона сложена преимущественно палеозойскими образованиями, а северо–восточная – мезозойскими обраованиями.
Юго–западная зона представляет собой сложную складчато – блоковую структуру, на фоне которой выделяются четыре вулканические постройки. Первоначально, эта зона представляла собой антиклинальную складку, осложненную синклиналью, в ядре которой больше развиты образования архарлинской свиты и вулканы. В результате разрывной тектоники, в опущенных блоках сохранились образования архарлинской свиты, а в приподнятых – керегетасской свиты.
Район осложнен многочисленными разрывными нарушениями, различной амплитуды смещения от 200м до 5,5км. По разлому, протягивающему с юго–востока на северо–запад проходит контакт, между породами палеозойского и мезозойского возраста. Тип разлома определить трудно, но предположительно разрыв относится к сбросо-сдвигу. Это объясняется тем, что крылья в разрыве смещаются не строго вниз или вверх по поверхности сместителя и не в горизонтальном направлении, а косо по отношению к горизонту. Амплитуда разлома составляет 5,5км.
К разломам, западного, западо–западного и северо–западного простирания приурочены дайки, сложенные сиенит–порфирами, липаритовыми порфирами и андезито–базальтами соответственно.
В юго–западной части района наблюдается четыре вулканические постройки, представленные серией вытянутых в линию очагов извержения, которые также видимо, приурочены к разломам. Образование вулканов объясняется наличием тектонических ослабленных зон, по которым и происходит внедрение магмы.
2.3. Фациальный анализ
В пределах урочища Уштоган в Центральном Казахстане выделяются два магматических комплекса. Первый комплекс сложен породами палеозоя, а второй – мезозоя.
Первый - полеозойский комплекс представлен породами класса покровной, семействами: жерловой и субвулканической фаций.
Класс покровной фации формируется при извержении вулканического материала на поверхность и слагает основную часть магматической постройки. В классе покровной фации выделяются семейства эффузивной и эксплозивной фаций. Семейство эффузивной фации включает фацию лавовых покровов, которые сложены туфами и туфолавами дацитовых и липарито – дацитовых порфиров, тонкофлюидальными лавами липаритового и трахилипаритового состава, а также дацитовыми порфирами. Семейство эксплозивной фации включает фацию тефры, сложенную липаритовыми и дацитовыми туфами. Покровная фация имеет широкое площадное распространение и относительно малую мощность.
Жерловая фация представлена некками. Некки выполняют жерло и магмаподводящий канал вулкана, обладают концентрически зональным строением, которое обуславливает неравномерное остывание и различную степень раскристаллизации магмы, а также изменение состава от центра к перефирии. В районе наблюдается четыре вулканические постройки, у трех из которых жерловая фация имеет сложное строение, обусловленное неоднократной деятельностью вулкана. Центральная часть некков, образованная первой фазой извержения, сложена дацитовыми порфирами (ζ С3 – Р1) и ее размеры составляют от 150м до 400м. Краевая часть некков, образованная второй фазой извержения, представлена трахилипаритовыми лавами (λ С3 – Р1), размером от 350м до 550м.
Некк четвертой вулканической постройки имеет относительно однородный состав. Он сложен агломератовыми туфами дацито – липаритового состава (λС3–Р1), что свидетельствует об однократном извержении вулкана. Размеры некка в поперечном сечении достигают 500м.
В условных обозначениях, к геологической карте, к жерловой фации отнесено тело, которое залегает на небольшой глубине и не связано с дневной поверхностью, следовательно его скорее нужно отнести к субвулканической фации. Субвулканическое тело образовалось при движении магмы к поверхности в глубинных зонах вулкана и сложено гранофировыми порфирами (γС3 – Р1). Размеры тела в поперечном сечении составляют более 125м2.
Второй - мезозойский комплекс представлен также породами класса покровной фации и семейством субвулканической фации.
В классе покровной фации выделяются семейства эффузивной и эксплозивной фаций. Семейство эффузивной фации включает фацию лавовых покровов, которая представлена трахидацитовыми порфирами, трахидацитовыми туфолавами и липаритовыми порфирами. Семейство эксплозивных фаций включает игненбритовую фацию, которая распространена преимущественно в области кислого вулканизма и представлена игненбритами и туфами с характерно зелеными включениями.
В субвулканической фации выделяются силы и дайки. Они образуются за счет поднимающейся из магматического очага лавы, которая не достигает земной поверхности и растекается по межпластовым поверхностям и трещинам во вмещающих породах.
Силы относятся к согласным интрузивным образованиям, отличаются горизонтальным залеганием и сложены трахиандезитами. Мощность силл около 500м., а площадь распространения – более 1,5км.2
Дайки относятся к телам, которые имеют несогласные контакты с вмещающими породами. Сложены они породами разного состава: пехштейны (λ MZ), липарит - порфиры (λ MZ), сиенит порфиры (ξ MZ), андезито - базальты (ν МZ). Дайки отличаются крутым падением и их мощность составляет от 25м до 100м. , а протяженность 3км. и более км. В районе дайки широко распространены и приурочены к разломам северо – западного простирания.
3. История развития магматизма
История развития вулканизма в пределах урочища Уштоган, начинается с верхнепалеозойских толщ, что по времени совпадает с началом герцинского цикла тектогенеза, в результате которого была создана благоприятная для вулканизма обстановка.
Активная деятельность четырех линейно-вытянутых вулканических построек среднего и нижнего карбона привела к выбросу большого количества твердых, газообразных и жидких продуктов извержения.
Твердые продукты образуются в результате взрывных извержений вулканов и первоначально представлены песком, пеплом, обломками минералов и пород, которые в дальнейшем были сцементированы и преобразованы в туфы липаритового и дацитового состава, выделенные в нижнюю пачку архарлинской свиты.Эти породы являются тефровой фацией.
После твердых извергались жидкие продукты в виде лавы. Она представленатуфолавами дацитовых и липарит-дацитовыми порфирами, выделенными в керегетасскую свиту. Вулканы, вероятно, представляли собой конусовидные горы с плоскими вершинами и кратерами, где располагались жерло. В вулканических постройках жерло имело трубообразную и близкую к изометричной форму, а это указывает на то, что в районе проявлялся вулканизм центрального типа, который отличался многократностью извержений.
Первая фаза извержения проявлялась в то же верхнекаменноугольное и нижнепермское время и представлена тонкофлюидальными лавами липаритового и трахилипаритового состава, выделенные в среднюю пачку архарлинской свиты. Такая текстура лав свидетельствует о наличии в магме летучих компонентов – газов, которые способствуют закономерной ориентировки пород при излиянии магмы на поверхность. Лавы, растекаясь по склонам вулканов, распространялись на большие расстояния образуя лавовые покровы небольшой мощности.
Вторая фаза извержения проявлялась в то же время и сопровождалась излиянием лав дацитового состава, позднее преобразованных в дацитовые порфиры и выделенные в верхнюю пачку архарлинской свиты.
Многофазностью извержения обладали только три вулканические постройки, четвертая же отличалась однократностью, и его некк представлен агломератовыми туфами дацито-липаритового состава.
Четыре вытянутые вулканические постройки располагались в антиклинальной складке, сложенной породами керегетасской свиты. Активная деятельность вулканов привела к осложнению антиклинальной складки - синклинальной, выполненой образованиями архарлинской свиты.
В завершении активной деятельности вулканов образовались субвулканические тела, посредством растекания лавы по межпластовым поверхностям или трещинам во вмещающих породах. Субвулканические тела сложены гранофировыми порфирами, морфологический тип которых определить трудно. На этом, в верхнепермское время деятельность вулканов затухла и, в последующем вулканические постройки подвергались экзогенным процессам.
В восточной части района, в мезозойское время также был развит вулканизм, однако вулканических построек не наблюдается, но о нем можно судить по составу пород, слагающих данную территорию. Для мезозойского вулканизма характерны также многофазность извержения и лавы преимущественно кислого состава. В верхнетриасовый период произошла первая фаза извержения, которая отличалась взрывным характером, вследствии насыщенности газовыми компонентами, сопровождалась выбросом обломочного материала, в частности, игненбритов. В дальнейшем, извержение лавы на поверхность приобретало спокойный характер.Она представлена трахидацитовыми порфирами. Вторая и третья фазы извержения вулканов сопровождались тоже спокойным излиянием лавы и представлены трахидацитовыми туфолавами и липаритовыми порфирами соответственно. Все вышеперечисленные мезозойские образования выделены в уштоганскую свиту.В мезозое были сформированы покровы трахиандезитов, местами переходящие в субвулканические тела – силы.
Далее, в позднемезозойское время действовали активные тектонические движения, которые привели к многочисленным разломам и смещению пород. В результате разрывной тектоники в опущенных блоках располагаются образования архарлинской свиты, а в приподнятых – керегетасской свиты. Палеозойские и мезозойские продукты извержения контактируют по разлому, а тектонический контакт между ними является сместителем в сбросо-сдвиговой структуре. В мезозое, после тектонических движений, по ослабленным зонам развивались жильные породы, представленные дайками. Дайки закономерно формировались в плоскости разломов и сложены различными по составу породами.
Таким образом, в истории развития вулканизма в пределах урочища Уштоган, выделяется позднегеосинклинальная стадия, где преобладал наземный вулканизм центрального типа, отличающийся лавами кислого состава, в результате которого была сформирована дацит-липаритовая и сиенит-порфировая формации.
4. Металлогеническая специализация магматических комплексов и формаций
С вулканической деятельностью связано образование различных видов полезных ископаемых.
В пределах урочища Уштоган наблюдается позднегеосинклинальная стадия, в результате которой сформировались две формации – дацит-липаритовая и сиенит-порфировая.
Дацит-липаритовая формация связана с интрузивными образованиями, жерловыми и околожерловыми частями вулканитов, в пределах которых формируется касситерит-сульфидный тип минерализации, а также месторождения золота, свинца, вольфрама, цинка, сурьмы кварца и флюарита.
С сиенит-порфировой формацией связаны гидротермальные месторождения руд, цветных металлов, редких, радиоактивных и благородных металлов.
Рудообразование связано с гидротермально-метосоматически измененными кислыми породами в зонах разломов и образование в них месторождения ртути, меди, никеля, кобальта, мышьяка, молибдена, олова а также железа.
Таким образом, вулканогенные и интрузивные породы являются источником для образования разнообразных полезных ископаемых, которые находят широкое применение не только в промышленности, но и в повседневной жизни.
Заключение