2011

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Геохимия разноформационных нефелиновых сиенитов Украинского щита

Дубина А.В., Амашукели Ю.А., Кривдик С.Г.

Институт геохимии, минералогии и рудообразования им. Н.П. Семененко НАН Украины, Киев,

kryvdik@ukr.net

Большинство массивов щелочных пород Украинского щита (УЩ) принадлежат к двум разновозрастным формациям: 1) щелочно-ультраосновной (2,0-2,1 млрд лет) и 2) габбро-сиенитовой (1,7-1,8 и 0,4 млрд лет). Нефелиновые сиениты присутствуют в массивах первой и второй формации.

В массивах щелочно-ультраосновной  формации (Черниговский, Проскуровский, Антоновский) нефелиновые сиениты (канадиты, ювиты, малиньиты и пуласкиты) имеют подчиненную роль или отсутствуют, как это наблюдается в небольших интрузиях (Городница, Глумча, Болярка) щелочно-ультраосновных пород в Северо-Западной части УЩ. В то же время в массивах габбро-сиенитовой формации (Октябрський, Малотерсянский, Покрово-Киреевский) нефелиновые сиениты (фойяиты, пуласкиты, мариуполиты, малиньиты, ювиты, фонолиты) занимают значительно больший объем по сравнению с массивами щелочно-ультраосновной формации. В то же время, в Южно-Кальчикском габбро-сиенитовом массиве значительно распространены фаялит-геденбергитовые сиениты и отсутствуют их нефелиновые разновидности. Эти породы в целом подобны фаялит-ферроавгитовым разновидностям гранитов рапакиви. Поэтому, некоторые исследователи считают Южно-Кальчикского массив сиенитовым аналогом анортозит-рапакивигранитных плутонов. Отсутствуют нефелиновые сиениты также и в Давидковском габбро-сиенитовом массиве, который расположен на северо-восточной окраине Коростенского анортозит-рапакивигранитного плутона. Фельшпатоидные разновидности сиенитов не установлены и в Ястребецком сиенитовом массиве (северо-западная часть УЩ).

Среди главных петрохимических особенностей нефелиновых сиенитов из щелочных массивов УЩ можно отметить преобладание щелочей (до 17% Na₂O+K₂O) в этих породах габбро-сиенитовых комплексов, тогда как в аналогичных породы из массивов щелочно-ультраосновной формации содержание щелочей чаще не превышает 13%. В нефелиновых сиенитах щелочно-ультраосновной формации Na₂O/K₂O существенно не изменяется (2-2,6). В фояитах Малотерсянского массива это отношение несколько ниже (в среднем 1,3), а в Покрово-Киреевском – уменьшается от малиньитов (1,3) к нефелиновым сиенитам (0,7). Наибольшие изменения Na₂O/K₂O отмечаются в Октябрськом массиве, где наблюдается увеличение Na₂O/K₂O от пуласкитов (1,2) и фойяитов (1,6) к жильным фойяитам (2,1) и эвдиалитовым фонолитам (2,5), а максимальные значения Na₂O/K₂O характерны для магнетитовых фойяитов (8,5), нефелин-сиенитовых пегматитов (7) и мариуполитов (до 15).

Нефелиновые сиениты из упомянутых щелочных массивов различаются и по величине коэффициента агпаитности. В щелочно-ультраосновных комплексах нефелиновые сиениты принадлежат к миаскитовому типу (К_а чаще <0,90), тогда как в габбро-сиенитовых массивах – как к миаскитовой (хотя в большинстве анализов коэффициента агпаитности ~1), так и агпаитовой разновидностям. Характерная особенность щелочных пород габбро-сиенитовой формации УЩ, и в частности   фельдшпатоидных сиенитов, а также их темноцветных породообразующих минералов, является повышенная или высокая железистость. В нефелиновых сиенитах габбро-сиенитовых массивов УЩ железистость изменяется в переделах 0,65-1,0, а в аналогичных породах щелочно-ультраосновной формации  железистость редко достигает 0,8.

Среди отличий химического состава нефелиновых сиенитов можно упомянуть и концентрацию фосфора. Крайне низкое содержание последнего (до полного его отсутствия) характерно для конечных или завершающих интрузивных фаз габбро-сиенитовой формации (0-0,1% Р₂О₅). В ранних пуласкитах Октябрьского массива фиксируется повышенное содержание фосфора (0,26-0,56% Р₂О₅).  Для этих пород также характерна и пониженная железистость по сравнению с последующими нефелиновыми сиенитами массива.

Достаточно контрастны нефелиновые сиениты щелочных массивов УЩ и по концентрации редких и редкоземельных элементов. В массивах щелочно-ультраосновной формации прослеживается сохранение высоких концентраций Sr и Ba в нефелиновых и щелочных сиенитах. В Черниговском массиве концентрация Sr может быть значительной (1,1-1,8% Sr) уже в породах ийолит-мельтейгитовой серии этого массива. Несколько ниже содержания Sr в щелочных (2299 ppm) и нефелиновых (1730 ppm) сиенитах этого массива. Нефелиновым сиенитам Проскуровского и Антоновского массивов также присущи высокие содержания  Sr (1811 и 2513 ppm соответственно). Концентрация Rb также возрастает от наиболее ранних пород к более поздним нефелиновым и щелочным сиенитам.

Для нефелиновых сиенитов габбро-сиенитовых комплексов УЩ максимальные содержания Sr и Ba установлены в наименее дифференцированных разновидностях. Наиболее четко эта тенденция прослеживается в Октябрьском массиве. Так, в нефелиновых сиенитах с пониженной железистостью – пуласкитах этого массива установлены максимальные содержания Sr (1140 ppm) и Ва (3187 ppm). В то же время в нефелиновых и щелочных сиенитах конечных (завершающих) фаз концентрация этих элементов прогрессивно уменьшается и в наиболее поздних породах (мариуполитах, фонолитах) составляет 15-52 ppm Sr и 18-41 ppm Ва.

В Октябрьском массиве от более ранних разновидностей нефелиновых сиенитов (пуласкитов) к наиболее дифференцированным разновидностям (мариуполитам, фонолитам) происходит накопление Zr, Nb, Y и REE, а с мариуполитами этого массива связано комплексное (циркон, пирохлор) Мазуровское месторождение. Так, в пуласкитах этого массива среднее содержание Zr и Nb составляет 352 и 120 ppm соответственно, а Y и REE – 37 и 143 ppm. В мариуполитах концентрация Zr и Nb в среднем составляет 4878 и 1550 ppm соответственно, а концентрация Y и REE возрастает до 211 и 594 ppm. Повышение концентрации некогерентных элементов от ранних к поздним дифференциатам отмечалось и в существенно сиенитовых массивах Южной Гренландии (Иллимаусак, Мотзфельд, Тугтуток).

Обобщая геохимические данные по габбро-сиенитовым массивам УЩ, следует также упомянуть, что уменьшение концентрации Р, Sr, Ва и увеличение содержания некогерентных элементов в более поздних дифференциатах сохраняется в Ястребецком и Южно-Кальчикском массивах, в которых фельшпатоидные сиениты отсутствуют. Уменьшение концентрации Sr и Ва и увеличение некогерентных элементов в сиенитах габбро-сиенитовой формации УЩ лучше всего объясняется процессами кристаллизационной дифференциации с интенсивным полевошпатовым  фракционированием. Это подтверждается, кроме особенностей изменения химического и минерального состава этих пород, также и особенностями хондрит-нормированных спектров в породах и минералах. Так, в спектре REE из дайковых микрофойяитов и фонолитов, которые рассматриваются как наиболее поздние образования, Октябрьского массива четко проявлены значительные негативные Eu аномалии (Eu/Eu* 0,45 и 0,35 соответственно). В апатите из наиболее ранних эндоконтактовых нефелиновых сиенитов (пуласкитов) этого массива значение Eu/Eu* составляет 0,74-0,76, тогда как в апатите из сиенитов центральной части массива Eu/Eu* понижается до 0,61.

Среднее содержание (ppm) редки и редкоземельных элементов в нефелиновых сиенитах УЩ

   В нефелиновых сиенитах Проскуровского и Антоновского массивов содержание  Zr (53 и 45 ppm соответственно) и Nb (30 и 16 ppm) аномально низкое как для такого типа пород. В обоих массивах прослеживается постепенное понижение концентрации Zr, REE и Y от наиболее меланократовых пород к лейкократовым. В этом же направлении уменьшается концентрация Nb в Антоновском массиве, тогда как в Проскуровском массиве тенденция обратная. Канадиты Черниговского массива, в отличии от нефелиновых сиенитов предыдущих двух массивов, характеризируются значительными концентрациями Zr (1180 ppm) и Nb (376 ppm). Такую контрастность в содержании некогерентных элементов в нефелиновых сиенитах и друхих породах щелочно-ультраосновной формации разных регионов УЩ мы объясняем различными геодинамическими условиями формирования щелочных массивов: рифтогенными – для Черниговского массива; и геодинамическими условиями сжатия (или коллизии) – для Проскуровского и Антоновского массивов.

В хондрит-нормированных спектрах REE нефелиновых сиенитов щелочно-ультраосновной формации преобладают LREE (La/Yb_N=14-38).  В целом, значения La/Yb_N близки в нефелиновых сиенитах  разной формационной принадлежности, хотя в некоторых канадитах Черниговского массива преобладание  LREE может быть более значительным (La/Yb_N=142). Кроме того, в нормированных спектрах отсутствуют или слабо проявлены негативные Eu аномалии, а в некоторых случаях  выявлены позитивные аномалии (Eu/Eu*=0,98-1,12). Такая же закономерность прослеживается и в миаскитах Ильмено-Вишневогорского, нефелиновых сиенитах Хибин и массива Озерная Варакa.

Незначительные негативные Eu аномалии также отмечались и в апатитах нефелиновых сиенитов щелочно-ультраосновной формации УЩ, впрочем, как и в апатитах из других пород этих массивов.  Вероятнее всего, такие особенности распределения REE и других некогерентных элементов в породах щелочно-ультраосновной формации и ассоциирующих с ними нефелиновых сиенитов (как и в апатите в них) объясняются иными,  по сравнению с габбро-сиенитовыми комплексами, механизмами формирования. Об ликвационном механизме формирования массивов щелочно-ультраосновной формации свидетельствует незначительное изменение железистости пород и темноцветных минералов, отсутствие тренда обогащения некогерентными элементами нефелиновых и щелочных сиенитов (наблюдается даже некоторая их деплетированность  этими элементами по сравнению с щелочными меланократовыми и мезократовыми породами этих массивов), отсутствие значительных негативных Eu аномалии как в нефелиновых сиенитах, так и ассоциирующих с ними породах серии ийолит-мельтейгитов и якупирангитов (щелочных пироксенитов).

Следовательно, разные геодинамические обстановки и петрогенетические модели их формирования обуславливают контрастные геохимические особенности однотипных пород щелочных массивов разных формаций.

Работа выполнена при финансовой поддержке проекта НАН Украины №1-Ф/2011 в рамках сотрудничества с РФФИ.