Фації магматичних порід

Детально дослідити геологічну будову вулканічних полів та умови розташування у них рудних тіл та родовищ можливо лише шляхом фаціального аналізу вулканогенних утворень. На рис. 45 наведений ідеалізований розріз вулканічного куполу, який складений породами ліпаритової формації, що широко розповсюджена у багатьох рудних районах Казахстану, Середньої Азії, Північного Сходу.

Під час вулканічної діяльності формування гірських порід відбувається у різних умовах. Поблизу вулкану на поверхні землі накопичуються продукти вивержень: різні уламкові породи та лавові потоки. Вулканічні апарати виповнюються також лавами та уламковими породами. На деяких глибинах від поверхні поблизу вулканічних апаратів постійно відбувається вкорінення та застигання різних за формою магматичних тіл. У відповідності з умовами утворення слід виділити насамперед три фації вулканогенних порід: ефузивну (покривну), жерлову та субвулканічну (рис. 45).

Рис. 45. Схема, що ілюструє співвідношення різних фацій магматичних порід ліпаритової формації у вулканічному куполі.

1 – породи складчастого фундаменту; 2-8 – вулканічні породи покривної фації: 2 – туфи, туфобрекчії андезитових порфіритів; 3 – лави андезитових порфіритів; 4 – туфи ліпаритового складу; 5 - туфобрекчії кислого складу; 6 – фельзити, ліпарити, ліпаритові порфіри з горизонтами шарових лав; 7 – лаво брекчії ліпаритових порфірів; 8 – ігнімбріти; 9-12 – породи жерлової фації: 9 – фельзити та ліпарити ранньої фази; 10 – екструзив (неук) фельзитів та ліпаритів пізньої фази; 11 – лавові брекчії; 12 - брекчії вибухів; 13-14 – породи субвулканічної фації: 13 – граніт-порфіри з елементами флюїдальності по контактам; 14 – авто магматичні брекчії у купольних ділянках і по контактах граніт-порфірів; 15 – дайкова фація (основного та середнього складу); 16 – розривні порушення довулканічні; 17 – розривні порушення та тріщини вулканічного етапу.

Але після завершення вулканічної діяльності у вулканічних осередках залишаються магматичні розплави. Застигання їх приводить до утворення інтрузивних масивів, формування яких відбувається на більш значних глибинах, ніж при формування субвулканічних порід. Ці масиви є гіпабісальною фацією порід, що пов’язані з діяльністю вулканів. І, нарешті, слід відмітити, що самими пізніми серед магматичних порід на ділянках вулканічних споруд є дайки основного та середнього складу. Це дайкова фація.

Ефузивна фація, або вулканічні покриви. Представлена лавами, лавовими брекчіями, туфобрекчіями, різними туфами, у тому числі ігнімбрітами та ін. Зазвичай вони залягають згідно з осадовими породами. Ефузиви формуються поблизу жерла (потужні лавові потоки, крупно уламкові туфи, брилові брекчії та ін.), на деякій відстані від жерл (дрібно- та середньо уламкові туфи, лави середнього та основного складу, ігнімбріти та ін.) та вдалині від вулканічних апаратів (дрібно- та тонко уламкові туфи, вулканогенно-осадові утворення) Вулканічні покриви утворюються як у наземних так і у підводних утвореннях.

Деякі з дослідників (В.С.Коптєв-Дворніков, Е.Б.Яковлєва, М.А.Петрова, 1967) виділяють серед порід ефузивної фації три субфації:

- лавові потоки (субфація тікучих лав);

- пірокластичні породи (експлозивна субфація);

- екструзивні куполи та обеліски та пов’язані з ними уламкові породи (екструзивна субфація).

Екструзивні куполи та обеліски утворюються в результаті витискання на поверхню в’язкої магми андезитового, андезит-дацитового, дацитового та ліпаритового складу і є проміжними між породами лавової покривної та жерлової фацій. На поверхні вони переходять у невеликі лавові потоки, а на глибині у жерлі вулкану мають корінь. Ф.І.Вольфсон, П.Д.Яковлєв (1975) вважають, що екструзивні куполи, так само як і неки, більш доцільно розглядати серед порід жерлової фації, а не відносити до вулканічних покривів.

Жерлова фація. Перш за все слід відмітити, що вулканічні жерла або апарати являють собою вертикальні, або практично вертикальні канали, що з’єднують глибинний осередок вулкану з поверхнею землі. На поверхні жерло закінчується кратером. Породи, які виповнюють жерло, проривають вміщаючі товші та мають з нею сікучі контакти. У більшості випадків виверження вулканів відбуваються багатократно і жерла несуть сліди багатоактних вивержень.

Жерла зазвичай складені лавами сфероїдальними та флюїдальними, туфолавами та лавовими брекчіями, а також пірокластичним матеріалом (брекчії вибухів, рідко ігнімбріти) Лави та лавові брекчії, що виповнюють жерло називають неками.

Поблизу жерл у вміщаючих породах у зв’язку з проривами газів часто утворюються трубоподібні, дайкоподібні та більш складні за формою тіла, що складені еруптивними брекчіями (брекчії вибухів). Уламки вміщаючих порід різної форми та розміру зцементовані тим самим матеріалом, але більш інтенсивно подрібненим, магматичний цемент може бути відсутнім.

Там, де породи жерлової фації залягають серед вулканічних покривів східного петрографічного складу, виділити їх при картуванні складно, але з вміщаючими породами вони мають різкі контакти.

Форма жер у плані овальна або витягнута, а виповнення різнорідне. Жерла приурочені до пересічення лінійних розломів, але іноді навкруги них розміщуються радіальні, кільцеві або напівкільцеві дайки. Для лавових неків жерл кислого складу характерною є досить складна та своєрідна круто падаюча флюїдальність, яка повторює (у плані) форму жерла.

Субвулканічна фація. Породи цієї фації утворюються при рухах лави до поверхні та застиганні її на невеликих глибинах (від декількох сотень метрів до 1-2 км). Субвулканічні масиви мають форму штоків, силлів, лакколітів, дайок та ін. В районах розповсюдження ліпаритової формації вони представлені ліпаритовими та ліпарито-дацитовими порфірами, дацитовими і андезитовими порфіритами та ін. Субвулканічні масиви проривають вміщаючі їх вулканічні покриви та породи фундаменту, але можуть знаходитися і всередині жерл. Однак при формуванні, на відміну від екструзивів і неків вони не виходять на поверхню. Зазвичай вкорінення субвулканічних тіл відбувається після того як жерло було закупорене і тому вони розташовуються навкруги жерла на більш значній площі. Текстура порід масивна, нерідко в контактових частинах спостерігається флюїдальність. Іноді в контактових зонах масивів спостерігаються своєрідні магматичні брекчії, у яких уламки ліпаритових порфірів та окремих мінералів зцементовані ліпаритовим порфіром. Такі брекчії називають автомагматичними, вони відображають складний стадійний процес формування субвулканічних масивів.

Макроскопічно субвулканічні ліпаритові порфіри практично не відрізняються від ліпаритових порфірів жерлової фації. У зв’язку з чим виникають складності при розчленуванні порід цих фацій, особливо при значному ерозійному зрізі. Найбільш надійними відмітними ознаками жерлових неків є їх характерна флюїдальність та наявність у контактових частинах сфероїдальних відмін порід. Субвулканічні тіла частіше за все мають масивну текстуру, а також сферолітову та порфірову структуру.

Гіпабісальна фація ліпаритовох формації. Представлена гранітами, що сформувалися на місці вулканічного осередку. Кристалізація їх відбувалася на глибинах 2-2,5 км від поверхні. Контакти гранітів з більш ранніми вулканогенними утвореннями достатньо різкі, січні. Але для низки районів описані приклади поступового переходу гранітів у вищезалягаючі літокристалічні туфи та ігнімбріти.

Для виділення гіпабісальної фації магматичних порід одних геологічних даних (просторовий зв'язок інтрузивних масивів з вулканогенними утвореннями) недостатньо. Для об’єднання інтрузивів і вулканогенних утворень в одні і ті ж вулкано-плутонічні комплекси необхідне проведення детальних петрографічних і петрохімічних досліджень, вивчення акцесорних мінералів та елементів-домішок, визначення абсолютного віку порід різних фацій комплексу, тобто необхідні надійні докази комагматичності гіпабісальних гранітів та вулканогенних утворень.

Дайкова фація. Представлена породами середнього та основного складу. За часом формування магматичних утворень є завершальною. Для доведення комагматичності порід цієї фації з вулканогенними утвореннями також необхідно провести спеціальні дослідження.