Породообразующие минералы карбонатитов массива Гули и их взаимоотношения.

Меркулова М.В*, Плечов П.Ю*, Зайцев В.А**.

* Геологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

** Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва, Россия

mekulka-snake@rambler.ru

 

Гулинский массив – самый крупный массив ультраосновных щелочных пород, завершающей фазой формирования которого являются карбонатиты. По поводу образования карбонатитов существуют две основные гипотезы: об их метасоматическом происхождении и магматически-интрузивном [1,2].

В настоящее время большей частью исследователей поддерживается гипотеза о магматическом происхождении карбонатитов. В последние десятилетия установлена несмесимость карбонатной и силикатной составляющих магм в условиях земной коры. Экспериментально, показана несмесимость карбонатного и силикатного расплавов при давлениях ниже 15 кбар [5]. Ряд работ [3, 4, 6] подтверждает происхождение карбонатитов как производных силикатных пород в ходе кристаллизационной дифференциации.

Исследованные в данной работе породы представлены крупнокристаллическими кальцитовыми карбонатитами (сёвитами), состоящими преимущественно из кальцита, занимающего в шлифах 50% площади, из оливина и монтичеллита, удлиненных зерен флогопита и других силикатных минералов, заключенных в ориентированных скоплениях апатита. Прожилки апатита и силикатов имеют явную ориентировку в породе (рис. 2).

Кальцит в породах характеризуются незначительной примесью стронция (до 0,65 вес.%). Апатит в изучаемых карбонатитах отвечает составу фтор-апатита с незначительной примесью кремния (до 0,6 вес.%) и церия (0,45 вес.%).

Оливин в породах представлен форстеритом, магнезиальностью от 91.4 до 93,3. Монтичеллит образует крупные зерна и каймы вокруг зерен форстерита (рис. 1), представлен монтичеллит высокомагнезиальной разностью, с содержанием железа и марганца от 4,7 до 10 вес.%. Как в форстерите, так и в монтичеллите присутствуют включения апатита и кальцита. Пироксены образуют несколько генераций – первая в виде включений в монтичеллите и апатите, вторая – самостоятельные субидиоморфные зерна диопсида (CaNa_0,01Mg_0,98Fe_0,02Mn_0,01Si_1,99O₆). Включения часто представлены волластонитом. Слюда в образцах представлена флогопитом. Во флогопит входит натрий и барий в позицию калия (Na – 0,8 формульных единиц, Ba – 0,03 формульных единиц). Относительно высокое содержание бария (до 2 вес. %) указывает на присутствие бариевого минала флогопита – киноситалита (содержание BaO в котором доходит до 20 вес.%). Гранат образует две разновидности: 1. крупные идиоморфные зональные зерна; 2. включения граната в апатите. Гранат существенно андрадитового состава с небольшими изоморфными примесями марганца и магния. Из акцессорных минералов в породах присутствуют магнетит (Fe²⁺_0,79Mg_0,24Mn_0,05Fe³⁺_1,82Al_0,02Ti_0,08O₄) и сульфиды (пирротин и джерфишерит).

 

Рис. 1. Форстерит, с каймой монтичеллита.	Рис. 2. Ориентированные зерна апатита, короткостолбчатой и призматической формы, среди которых расположено ориентированное в том же направлении зерно флогопита с высокими интерференционными окрасками. Ширина поля зрения – 7 мм.

 

Установленные минералы в породах могут указывать на немалую роль процесса скарнирования в формировании карбонатитов. Наличие флогопита, монтичеллита в фоскоритовых прожилках в карбонатитах говорят о присутствии метасоматического процесса, который произошел в результате взаимодействия фоскоритового расплава (силикатно-фосфатного) с карбонатитовым материалом.

Структурно-текстурные особенности, минеральные ассоциации, прямая зональность минералов, наличие бария во флогопитах, стронция в кальците, расплавные и раскристаллизованные карбонатные и силикатные включения свидетельствуют о магматическом происхождении карбонатитов Гулинского массива. Причем образование данных пород происходило в два последовательных этапа – формирование собственно кальцитовых карбонатитов и последующая инъекция фоскоритового расплава и проработка им кальцитового карбонатита. Кроме того, в образовании данных пород имели место такие процессы, как скарнирование сёвитов фоскоритовым расплавом, перекристаллизация мелкокристаллических карбонатитов с образованием сёвитов, так как крупнокристаллическая структура карбонатитов может является результатом перекристаллизации более мелкокристаллических кальцитовых карбонатитов.

 

Список литературы:

 

1. Егоров Л.С. Ийолит-карбонатитовый плутонизм. Л., Недра, 1991, 260 с.

2. Жабин А.Г. Синтез и метаморфизм карбонатитов. М, 1971, 166 с.

3. Kogarko L.N., Saddeby П., Воткинс П. Геохимическая эволюция карбонатитовых расплавов Полярной Сибири. Geochemistry, 1997, № 2, 143-148

4. Соловова И.П., Гирнис А.В., Рябчиков И.Д., Кононкова Н.Н. Образование карбонатитового расплава в ходе эволюции ультракалиевой базитовой магмы. Петрология, 2008, т.16, № 4, с.401-420.

5. Kjarsgaard B.A., Hamilton D.L. The genesis of carbonatites by immiscibility // Carbonatites: Genesis and Evolution / Ed. K. Bell. London: Unwin Hyman, 1989. P. 388–404.

6. Lee W., Wyllie P.J. Processes of Crustal Carbonatite Formation by Liquid Immiscibility and Differentiation, Elucidated by Model Systems. Journal of Petrology, 1998, v.39, № 11&12. P/ 2005-2013.