ჯორკვალის იურული ინტრუზივის მაგმური ევოლუცია (კავკასიონი): პეტროგრაფიული, გეოქიმიური და გეოდინამიკური მონაცემები

ანოტაცია

კავკასიონის სამხრეთი ფერდობის ნაოჭა სისტემაში იურული ასაკის მაგმატიზმი წარმოდგენილია ვულკანოგენური წყებებითა და სხვადასხვა მასშტაბისა და შედგენილობის ინტრუზიული სხეულებით. მათ შორისაა ჯორკვალის ინტრუზივი, რომელიც  მდებარეობს კავკასიონის სამხრეთი ფერდობის ნაოჭა სისტემის ჩხალთა-ლაილის ზონაში. იგი ზემო სვანეთში, ენგურის ხეობაში, სოფლებს ლახანსა და ჯორკვალს შორის მონაკვეთზე შიშვლდება. ჯორკვალის ინტრუზივი შუაიურული (აალენური) ასაკის ქვიშაქვებსა და თიხაფიქლებშია შეჭრილი და ძირითადად  წარმოდგენილია პიროქსენიტებითა და გაბროებით. ისინი გაკვეთილია მცირე სიმძლავრის დიაბაზის დაიკებითა და დიორიტ-პორფირიტული ძარღვებით. რეგიონული მასშტაბით, ჯორკვალის ინტრუზივი გარკვეულ მსგავსებას ავლენს კავკასიონის სამხრეთი ფერდობის ნაოჭა სისტემის იურული ასაკის სხვა ინტრუზიულ წარმონაქმნებთან. ისინი ხასიათდება მსგავსი პეტროგრაფიული მახასიათებლებითა და პეტროგენეზისით, რაც გვაფიქრებინებს მათ შესაძლო გენეტიკურ კავშირსა და ერთიანი იურული მაგმური სისტემის არსებობაზე.

ჯორკვალის ინტრუზივის შესახებ არსებული მონაცემები დღემდე შეზღუდულია. პირველი ცნობები ინტრუზივის შესახებ 1940-იანი წლებიდან მომდინარეობს. შემდგომ წლებში ჩატარებულმა გეოლოგიურმა კვლევებმა დააზუსტა მისი გავრცელება და სიმძლავრე, რომელიც სხვადასხვა მკვლევრის მიხედვით, 20–25 მ-დან 150–200 მ-მდე მერყეობს, ხოლო მისი გავრცელება რამდენიმე კილომეტრს აღწევს. მოგვიანებით ჯორკვალის ინტრუზივის ცალკეული ქანები და დიორიტ-პორფირიტული ძარღვები პეტროგრაფიულად იქნა შესწავლილი, თუმცა თანამედროვე გეოქიმიური მეთოდების გამოყენებით კომპლექსური კვლევა აქამდე არ ჩატარებულა. წინამდებარე კვლევის ერთ-ერთ ძირითად მიზანს სწორედ ამ ხარვეზის შევსება და ინტრუზივის ქანების ნივთიერი შედგენილობის, მათი გენეტიკური ურთიერთკავშირისა და წარმოქმნის გეოდინამიკური პირობების დაზუსტება წარმოადგენდა.

კვლევის ფარგლებში საველე სამუშაოები ჩატარდა მდ. ენგურის აუზში, ზუგდიდი–მესტიის საავტომობილო გზის გასწვრივ და მდ. ენგურის მარჯვენა შენაკადის ხეობაში. GPS ტექნოლოგიის გამოყენებით დაზუსტდა ინტრუზივის გავრცელების საზღვრები და შეგროვდა ნიმუშები მისი ამგები ქანების ძირითადი სახეობებიდან. ჩატარდა ნიმუშების მიკროსკოპული შესწავლა; რენტგენოფლუორესცენციული (XRF) ანალიზის გამოყენებით ქანებში ძირითადი, იშვიათი და იშვიათმიწა ელემენტების შემცველობა განისაზღვრა.

პეტროგრაფიული კვლევის შედეგად დადგინდა, რომ ჯორკვალის ინტრუზივი წარმოდგენილია საშუალო- და მსხვილმარცვლოვანი კლინოპიროქსენიანი  ქანებით – პიროქსენიტებით, პლაგიოკლაზიანი პიროქსენიტებითა და პიროქსენიანი გაბროებით, რომლებიც ერთმანეთში თანდათანობით გადადის და მკაფიოდ გამოყოფილ უბნებს არ ქმნის. პიროქსენი წარმოდგენილია კლინოპიროქსენით, რომლის იზომეტრული კრისტალები სხვადასხვა ხარისხითაა ჩანაცვლებული მეორეული ბოჭკოვანი ამფიბოლით – ურალიტით. პლაგიოკლაზი ბიტოვნიტის რიგისაა (An_70-80), უფრო წვრილმარცვლოვანია და ქმნის მოკლეპრიზმულ კრისტალებს. იგი ნაწილობრივ გასოსურიტებულია. პლაგიოკლაზით მდიდარ გაბროებში აღინიშნება ოფიტური სტრუქტურის ელემენტები და ცალკეულ უბნებში პლაგიოკლაზის დაგროვებები.

ინტრუზივის ფარგლებში ფართოდ ვრცელდება დიაბაზის მცირე სიმძლავრის ძარღვები – საშუალომარცვლოვანი, მუქი ნაცრისფერი, ძირითადად ოფიტური სტრუქტურის, ძლიერ შეცვლილი ქანები, რომლებიც პლაგიოკლაზის, რქატყუარისა და კვარცისგან შედგება. დიორიტ-პორფირიტები ღია ნაცრისფერი, საშუალომარცვლოვანი ქანებია, რომლებიც შეიცავს პლაგიოკლაზის, რქატყუარისა და ბიოტიტის პორფირულ გამონაყოფებს. ამ მინერალებში აღინიშნება ურთიერთჩანართები და შეზრდები.

გეოქიმიური მონაცემების ინტერპრეტაციამ აჩვენა, რომ ჯორკვალის ინტრუზივის ქანები სხვადასხვა კლასიფიკაციურ და დისკრიმინაციულ დიაგრამაზე კანონზომიერ განაწილებასა და კომპოზიციურ ტენდენციებს ავლენს. გამოყენებულია: უძრავ (immobile) ელემენტებზე დაფუძნებული საკლასიფიკაციო დიაგრამა Zr/TiO₂ vs. Nb/Y (Winchester, Floyd, 1977), დისკრიმინაციული – Th–Co (Hastie et al., 2007), MnO/TiO₂/P₂O₅  (Mullen, 1983) და Nb–Zr–Y  (Meschede, 1986) დიაგრამები.

გეოქიმიური მონაცემების კომპლექსური ინტერპრეტაცია მიუთითებს, რომ ჯორკვალის ინტრუზივის ქანების სავარაუდო სუბტუტე და შიდაფილაქნური გეოქიმიური ნიშნები უშუალოდ პირველადი მაგმის მახასიათებლად არ უნდა განიხილებოდეს. კუმულაციურ პიროქსენიტებსა და გაბროებში მინერალური ფაზების დაგროვებამ, განსაკუთრებით ტიტანშემცველი ფაზების კონცენტრაციამ და ასევე HFSE ფრაქციონირებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეცვალოს ელემენტთა თანაფარდობები და შექმნას პირველადი მაგმისგან განსხვავებული გეოქიმიური სიგნალი. ამასთან, Th–Co და MnO–TiO₂–P₂O₅ დიაგრამებზე მიღებული შედეგები მიუთითებს სუბდუქციის ზონის გარემოზე. პიროქსენიტებისა და გაბროების ბონინიტების ველისკენ გადანაცვლება შეიძლება ასახავდეს მანტიის ინტენსიურ გამოფიტვასა და სუბდუქციასთან დაკავშირებული ფლუიდების მნიშვნელოვან მოდინებას, რაც დამახასიათებელია კუნძულთა რკალის განვითარების ადრეული ეტაპებისა და სუბდუქციის/წინა-რკალური გარემოს ინიციაციისთვის.

პეტროგრაფიული მონაცემებიც ადასტურებს გეოქიმიურ ინტერპრეტაციას და მიუთითებს კრისტალიზაციისა და გაცივების ეტაპებზე ჰიდროთერმული ან მაგმური ხსნარების ინტენსიურ მოქმედებაზე, რთულ ფრაქციულ კრისტალიზაციასა და მაგმურ ურთიერთქმედებებზე და ადრეული ფუძე/ულტრაფუძე კუმულატების შემდგომ, უფრო ევოლუცირებულ კირტუტე მაგმასთან ურთიერთქმედებაზე.

ამრიგად, ჯორკვალის ინტრუზივის კვლევის შედეგები მიუთითებს ერთიანი, თანდათანობით დიფერენცირებული მაგმური სერიის არსებობაზე, რომლის ევოლუცია დაკავშირებულია სუბდუქციის ზონის პირობებთან. მაგმური სისტემა, სავარაუდოდ, ვითარდებოდა ადრეული – მანტიის გამოფიტვისა და ხსნარებით გამდიდრებული ფუძე/ულტრაფუძე მაგმებიდან უფრო გვიანდელ – დიფერენცირებულ კირტუტე და კალიუმის მაღალი შემცველობის მაგმებამდე. გეოქიმიური და პეტროგრაფიული მონაცემების მიხედვით ჯორკვალის ინტრუზივის ევოლუცია გარკვეულ მსგავსებას ავლენს მიმდებარე კირარის–აბაკურის მასივის განვითარებასთან, რაც მიუთითებს მათი ერთიანი შუაიურული სუპრასუბდუქციური მაგმური სისტემის ფარგლებში ფორმირების შესაძლებლობაზე კავკასიონის რეგიონში.