Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Петрохимические особенности магматитов в различных областях протерозойской субдукции Украинского щита.

 Агаркова Н.Г., Сетая Л.Д.,  Шеремет Е.М.

 Украинский государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт горной геологии, геомеханики и маркшейдерского дела НАН Украины, г. Донецк, Украина

EvgSheremet@yandex.ru

Петрохимические особенности протерозойских магматитов от начальных до завершающих стадий в различных геоблоках Украинского щита рассматриваются с позиций концепции тектоники плит.

Весь Украинский щит по особенностям геодинамических обстановок в протерозое разделяется на восточную часть (Приазовский мегаблок), центральную часть (Западно-Ингулецко-Криворожско-Кременчугская шовная зона (ЗИККШЗ), Ингулецкий мегаблок и Голованевская шовная зона (ГШЗ)), западную часть (Белоцерковско-Бугский мегаблок, Немировско-Кочеровская шовная зона (НКШЗ), Волыно-Подольский мегаблок) (Шеремет и др., 2011).

Восточная часть УЩ (Приазовский мегаблок)

Исходя из диаграммы петрохимических составов магматических пород по (Классификация…, 1981), на которую вынесены значения среднего состава интрузивных комплексов Приазовья, западная часть зоны субдукции (Западное Приазовье) характеризуется известково-щелочным составом магматитов, а восточная часть (Центральное и Восточное Приазовье) − субщелочным и щелочным. Наличие в Западном Приазовье магматитов субщелочного состава (салтычанского и черниговского комплексов) говорит, вероятнее всего, о том, что в процессе изначального поддвига плиты под Приазовский мегаблок, наряду с инициированием палингенного магматизма, существовали глубинные расколы до мантии, по которым внедрялась карбонатитовая магма. Они же были подводящими каналами тепла и флюидов, несущих химические (более щелочные) подвижные компоненты и РЗЭ в верхние слои земной коры, при палингенезе которых образовались ортитовые салтычанские граниты.

Центральная часть УЩ

ЗИККШЗ. Габбро-монцонитовая ассоциация представлена габбро-норитами, эндербитами, монцодиоритами, субщелочными кварцевыми монцодиоритами, кварцевыми монцонитами и сиенитами. В целом, исходя из химического состава, для этих пород характерны значительные колебания содержания SiO₂, известково-щелочное и субщелочное содержание суммы щелочей, низкое содержание окиси магния при высоком содержании суммарного железа, а значит и высокой общей железистости пород. Даже если судить только по химическому составу, то вполне определенно можно сказать, что это не типичные магматические породы, а гибридные, образовавшиеся за счет неполного палингенеза субстрата.

Ингульский блок (Кировоградский ороген). В нем развиты кировоградский комплекс кварцевых диоритов и тоналитов, ультрамафит-мафитовые и монцонитовые породы Корсунь-Новомиргородского комплекса, дайковый комплекс пикритов и камптонитов. В целом по рассмотренной ассоциации, в направлении от ультраосновных пород к монцонитам, отмечено увеличение SiO₂ от 35 до 55 %, увеличение суммы щелочей от 1,2 до 6,6 % при постоянном преобладании Na₂O над K₂O и практически постоянной общей железистости (70 - 88 %). Содержание TiO₂ уменьшается в этом ряду от 5 - 6 % в гарцбургитах до 0,8 - 1,7 % в анортозитах и монцонитах. Основные породы характеризуются более высокой общей железистостью, чем аналогичные породы Коростенского плутона, высоким содержанием TiO₂ и повышенным для данного типа пород содержанием K₂O.

Сравнение дайковых пород с ультраосновными породами Корсунь-Новомиргородского массива свидетельствует, что при почти одинаковом содержании SiO₂ ультраосновные породы содержат больше суммарного железа, чем пикриты и камптониты. Содержание MgO в пикритах более высокое при примерно равном в камптонитах. По содержанию Na₂O и K₂O пикриты отличаются от ультраосновных пород значительно более низкими значениями, в то время как камптониты имеют примерно сопоставимое содержание щелочей. Как пикриты, так и камптониты, имеют более низкую общую железистость по отношению к гарцбургитам и троктолитам Корсунь-Новомиргородского комплекса.

ГШЗ. Ультрамафит-мафиты капитанско-деренюхинского комплекса представлены перидотитами, гарцбургитами, лерцолитами, пироксенитами и габбро. Данные породы отличаются от подобных ультрамафитов Корсунь-Новомиргородского массива значительно более высоким содержанием MgO (почти в 2 раза), более низким содержанием щелочей и TiO_2.

На диаграмме SiO₂ – (K₂O + Na₂O) по петрохимическому составу все магматические образования центральной части УЩ расположены в пределах полей «субщелочных» и «известково-щелочных» серий пород, причем последние, как правило, располагаются возле разграничительной линии полей «субщелочная серия» – «известково-щелочная серия». Исключение составляют лишь ультраосновные породы капитанско-деренюхинского комплекса ГШЗ, которые относятся к известково-щелочной серии, представляя дериваты толеитовой магмы.

Западная часть УЩ

НКШЗ. В ней представлены ассоциации мафит-ультрамафитовых пород букинского комплекса с коровыми породами среднего и кислого состава; анортозитами, габброноритами и лейкократовыми разностями гранитов Коростенского плутона; гранитами уманского и житомирского комплексов, а также габбро-долеритами Звиздаль-Залесской дайки.

Поля точек составов базит-монцонитоидных пород Букинского массива, габбро-анортозит-рапакиви Коростенского и Корсунь-Новомиргородского плутонов на диаграмме A-F-M отличаются от полей, характеризующих состав пород Скергаардской интрузии и траппов Сибирской платформы. Здесь породы имеют более субщелочной и более железистый состав (поля смещены влево от угла М (МgO) диаграммы и линии дифференциации сравниваемых пород.

Габбро-долериты Звиздаль-Залесской дайки имеют повышенное содержание титана (до 3 % ТiO₂), фосфора (Р₂О₅ – 0,4-0,6 %) и щелочей (Na₂О – 3,1-3,8 %; К₂О – 1,1-1,9 %) и на диаграмме SiO₂-(Na₂O+K₂O) располагаются в поле щелочных базальтов. Породы имеют более высокую железистость (80-90 %), чем базиты Коростенского плутона.

Уманский комплекс. По соотношению SiO₂ – (Na₂O+K₂O) гранитоиды комплекса распределились в трех полях. Первое поле образуют нормальные равномернозернистые и порфировидные граниты с содержанием SiO₂ от 67,24 до 73,48 % и суммой Na₂O+K₂O - от 6,76 до 9,60 %, причем порфировидные граниты занимают нижнюю часть этого поля – в них содержание щелочей несколько повышенное. Второе поле образуют преимущественно аплито-пегматоидные граниты, а также разновидности равномернозернистых и порфировидных гранитов, в которых содержание SiO₂ наивысшее (75,50-77,09 %). Третье поле образуют субщелочные граниты с содержанием Na₂O+K₂O до 11,87 % при превышении К над Na в три и более раза.

Житомирский комплекс. По результатам химических анализов гранитов выделены группы нормальных и лейкократовых разностей. В первых содержание SiO₂ от 71,32 до 73,03 %; во вторых – 74,51-75,02 %. Это субщелочные породы с содержанием Na₂O+K₂O – 7,5-8,7 % с преобладанием К₂O (4,4-5,4 %) над Na₂O (3-4 %). Общая железистость 60-80 %, низкое содержание MgO − 0,1-0,7 %.

Граниты Коростенского плутона в основной своей массе представлены лейкократовыми разностями с содержанием SiO₂ от 73 до 75 %. Это субщелочные породы с содержанием Na₂O+K₂O от 8,5 до 10 % с преобладанием К₂O (5-7 %) над Na₂O (3-4 %). Общая железистость 80-90 %, низкое содержание MgO от 0,1 до 0,4 %. На диаграмме SiO₂ – (Na₂O+ K₂O) гранитоидные породы попадают в поле субщелочных лейкогранитов. Среди монцонитоидных ассоциаций пород выделяются как субщелочные, так и известково-щелочные, что может свидетельствовать о их гибридном происхождение.

Согласно работе (Шеремет и др., 2011) выделение шовных зон в докембрии Украинского щита предполагает наличие в этом регионе магматических пород, которые соответствовали бы таковым (или были бы близкими к ним), характерным для фанерозойских островодужных систем или активных окраин континентов, тектонически связанных с субдукцией океанической коры под континентальную (зоны Заварицкого-Беньоффа). С такими геодинамическими обстановками в фанерозое связаны андезиты, низкотитанистые базальты островных дуг, абсоракиты, шошониты, латиты, трахиты и некоторые лейцитовые (лампроиты, лейцититы) или лейцитсодержащие породы.

Логически подобные отличия магматических пород должны быть и в докембрии, хотя, конечно, полной аналогии геодинамических обстановок в фанерозое и в докембрии ожидать не следует. Тем не менее, анализ петрохимических и геохимических особенностей однотипных докембрийских магматических пород УЩ позволяет выделить некоторые их существенные отличия, которые можно объяснить разными геодинамическими обстановками их формирования – в условиях растяжения (рифтогенеза) и сжатия земной коры.

В данном случае наибольший интерес представляет тип пород, формировавшихся в условиях сжатия земной коры, которые, предположительно, связаны с формированием шовных (субдукционных) зон УЩ.

Отличительной особенностью габбро из таких зон является их низкотитанистость, что свойственно базитам (вулканитам) областей сжатия. Кроме того, в них довольно низкое содержание рудных минералов – магнетита и ильменита. Эти габбро интенсивно амфиболизированы. Массовую амфиболизацию этих габброидов можно объяснить обводненностью базальтовых расплавов в зонах субдукции. Низкая титанистость габбро, а также их интенсивная амфиболизация отличает их от базитов и мафитов Коростенского и Корсунь-Новомиргородского плутонов, формировавшихся в условиях растяжения.

Список литературы

Классификация и номенклатура магматических горных пород. (Справочное пособие) / О. А. Богатиков, В. И. Гоньшакова, С. В. Ефремов и др.  М: Недра, 1981. 159 с.

Шеремет Е.М, Кулик С.Н., Кривдик С.Г. и др. Геолого-геофизические критерии рудоносности и металлогения областей субдукции Украинского щита / Под ред. А.В. Анциферова. УкрНИМИ. Донецк: «Ноулидж» (Донецкое отд.), 2011.  285 с.