|
Палеопротерозойский
щелочно-ультрамафитовый с карбонатитами магматизм Курского блока
(Центральная Россия): геология и геодинамическая интерпретация
Альбеков А.Ю.,
Кузнецов В.С., Рыборак М.В.
Воронежский государственный университет,
Воронеж, Россия
sashaalb@list.ru
В пределах Курского блока, являющегося в
современных координатах северо-восточной частью Сарматии, установлены
проявления щелочно-ультрамафитового магматизма с карбонатитами. Они
приурочены к зонам глубинных разломов СЗ ориентировки, маркирующим
палеопротерозойские Тим-Ястребовскую и Волотовскую структуры (Алексеевско-Воронецкая
рифтогенная зона).
Выделенные породы описываются в виде даек
и петротипического Дубравинского массива, расположенного в зоне
северного замыкания Волотовской структуры. Массив картируется в виде
дугообразно изогнутого крутопадающего (75-80 градусов ) интрузивного
тела протяженностью около 7 км при ширине 600 метров, образованного
сложным чередованием пород, сформированных в несколько стадий (Бочаров,
Фролов, 1993): 1) наиболее ранняя, представленная щелочными (эгирин-авгитовыми)
пироксенитами и субкальциевыми диопсидитами; 2) собственно
карбонатитовая, с формированием кальциевых, реже доломит-кальциевых
карбонатитов, силикокарбонатитов и апатитовых руд; 3) завершающая стадия
формирования тел граносиенитов, даек и жил сиенитов и щелочных гранитов.
Щелочные пироксениты имеют панидиоморфную
и сидеронитовую структуры, сложены натриевым авгитом, эгирин-авгитом,
субкальциевым диопсидом и ферроавгитом, слюды представлены титанистым
биотитом, высокожелезистыми тетраферрибиотитом и тетраферрифлогопитом,
широко представлены магнетит, ильменит, сфен и апатит. Среди карбонатных
пород выделяются апатитоносные карбонатиты (70-90% карбоната),
обогащенные магнетитом разновидности – нельсониты (50-70% карбоната) или
силикатными минералами (до 50-70%) – силикокарбонатиты. По минеральному
составу карбонатиты преимущественно кальцитовые, реже
доломит-кальцитовые, содержащие в разных количествах апатит, магнетит,
ильменит, сфен, эпидот, сульфиды, щелочные пироксены и амфиболы
(рихтерит) и разновидности биотита – тетраферрибиотит и
тетраферрифлогопит.
Силикокарбонатиты представляют собой
породы с непостоянным количественным соотношением кальцитовой,
силикатной и рудной составляющей, для них характерно грубополосчатое
строение со сложными взаимоотношениями главных породообразующих
минералов. При преобладании в силикокарбонатитах апатита и магнетита над
остальными минералами они переходят в разряд рудных тел с достаточно
резкими границами. Апатит в рудах идиоморфный, образует сплошные
агрегаты с мельчайшими интерстициями, занятыми ксеноморфными кальцитом,
биотитом, магнетитом, сфеном и клинопироксеном. По количественному
содержанию магнетита и силикатным минералов выделяют два ведущих типа
руд: магнетит-апатитовый и силикатно-апатитовый.
Наиболее мощные проявления щелочных
сиенитов занимают позицию в лежачем боку
щелочно-ультрамафит-карбонатитовой интрузии, а маломощные жильные и
дайковые тела широко распространены повсеместно. Главным
породообразующим минералом сиенитов является решетчатый микроклин,
темноцветные минералы представлены эгирином и эгиринавгитом, биотитом и,
реже, щелочным амфиболом. В качестве акцессорных минералов постоянно
присутствуют кальцит, магнетит, сфен, апатит. Крупные тела щелочных
гранитов (около 35-40 м) вскрыты среди сиенитов в лежачем и в контакте с
пироксенитами в висячем боку Дубравинского массива. Контакты таких тел
гранитов сопровождаются реакционно-метасоматическими образованиями,
подтверждающими интрузивную природу гранитов. Щелочные граниты
отличаются от сиенитов не только большим содержанием кварца, но и
упрощенным видовым составом темноцветных и акцессорных минералов и
появлением плагиоклаза (не более 3-7 об.%) в основной
кварц-микроклиновой массе. Из темноцветных минералов присутствуют в
небольших количествах (до 5 об.%) биотит, эгиринавгит, сфен.
Выделенные образования принадлежат к
щелочно-ультраосновной калиево-натриевой магматической серии (Бочаров,
Фролов, 1993), их отличительными петрохимическими признаками являются
высокая агпаитность (более 1,25) и низкая величина отношения магния к
суммарному железу и кальцию (менее 1), а также высокая титанистость
(более 2,2 мас.%). Все породы карбонатитовой серии образуют единый
сингенетический петрохимический ряд с возрастающей концентрацией
карбонатитсоставляющих компонентов при сохранении высокой агпаитности и
устойчивой калиевой специализации.
Выявленные геолого-петрографические
признаки (положение пород в разрезах, контактовые и реакционные
взаимоотношения, текстурно-структурные особенности, распространенность,
состав и приуроченность метасоматической минерализации) показывают: 1)
генетическое родство щелочных пироксенитов, карбонатитов и сиенитов и
правомерность объединения их в единый магматический комплекс; 2)
временную последовательность проявления главных трех интрузивных фаз –
от щелочно-пироксенитовой к карбонатитовой и граносиенитовой; 3)
магматический генезис главного типа оруденения - магнетит-апатитового,
при подчиненном развитии метасоматической моно- и полиминеральной
апатитовой минерализации.
Кроме собственно Дубравинского массива на
площади Курского блока выделено значительное количество даек
биотит-карбонатного и щелочно-амфибол-карбонатного состава, широко
распространенных как на перемычке между Волотовской и Тим-Ястребовской
структурами, так и внутри них. В минеральном и петрохимическом отношении
дайковый комплекс идентичен карбонатитам и силикокарбонатитам
Дубравинского массива, что служит основанием для объединения их в единый
магматический комплекс.
В настоящее время отмечается определенная
закономерность взаимосвязи карбонатитов с крупными изверженными
провинциями (LIPs),
проявляющаяся как во времени, так и в пространстве, что позволяет
предположить существование LIP - карбонатитовых ассоциаций, составные
части могут быть рассмотрены как различные эволюционные пути одного и
того же магматического процесса и являются различными частями одной
магматической системы (Ernst,
Bell,
2010). Около 50% всех установленных проявлений карбонатитов связаны с
обстановками растяжения, такими как системы рифтовых долин, а остальные
ассоциируют с крупными разломами и крупномасштабными куполовидными
поднятиями (Ernst,
Bell,
2010). Несмотря на различные предложенные варианты происхождения богатых
карбонатом магм (Carbonatites…,
1989), появляется все больше доказательств, что многие карбонатиты прямо
или косвенно связаны с подъемом глубинного мантийного вещества в плюмах
и горячих точках (Carbonatites…,
1989; Simonetti
et al.,
1998; Tolstikhin
et al.,
2002; Kogarko,
2006 и др.), что предполагает рифтогенную природу их проявлений в
литосфере.
Предполагая генетическую взаимосвязь
между крупными изверженными провинциями и карбонатитами, авторами
предпринята попытка установления их принадлежности по отношению к
докембрийским тектоническим этапам развития Курского блока. Учитывая
высокую степень эрозионного среза, в также достаточно мощный чехол
осадочных пород, однозначно восстановить вероятные ареалы
распространения реликтов крупных изверженных провинций на территории
Курского блока крайне затруднительно. Однако, на основе имеющейся
геологической информации по распределению и вещественному составу
известных вулканических и интрузивных образований, а также корреляции с
типовыми докембрийскими кратонами, предлагается выделение трех
докембрийских разновозрастных проявлений (эпох), вероятно относящиеся к
крупным изверженным провинциям мантийно-плюмового происхождения (Альбеков,
Рыборак, 2012): 1) позднеархейского высокомагнезиального
коматиит-базальтового магматизма с возрастом формирования в интервале
2600-2500 млн. лет (TIMS U-Pb изохроны по цирконам и Sm-Nd эрохрона -
вал по породам); 2) палеопротерозойских рифтогенных породных ассоциаций
(с возрастом около 2066 млн. лет – U-Pb изохрона), сформированных
активным воздействием мантийного плюма (выраженного в формировании
Белгородско-Михайловской и Алексеевско-Воронецкой рифтогенных структур)
и формировании широкого комплекса ультрамафит-мафитовых магматических
образований перидотит-габброноритовой формации; 3) палеопротерозойских
платформенных проявлений плато-базальтов (с возрастом около 1790 млн.
лет – U-Pb изохрона), сохранившихся в виде широко проявленных в
современной северной части Курского блока силлов гипабиссальных
троктолит-габбродолеритов.
Из-за отсутствия в настоящее время
изотопно-геохронологической информации по выявленным на территории
Курского блока щелочно-ультрамафитовым с карбонатитами образований,
возраст их формирования неизвестен и по этой причине существует
возможность их принадлежности, как ко второй группе проявлений, так и к
третьей. Однако, косвенные геологические признаки позволяют отнести их
ко второму этапу плюмового магматизма территории Курского блока и
предположить их рифтогенную природу, это: а) пространственная
совмещенность и близость вещественного состава Дубравинского
интрузивного массива и дайкового комплекса; б) расположение интрузии и
даек на перемычке между двумя рифтогенными впадинами (Тим-Ястребовской и
Волотовской) в пределах единой Алексеевско-Воронецкой рифтогенной зоны;
в) дугообразная форма Дубравинского массива, повторяющая в плане
замыкание Волотовской структуры, что свидетельствует о доскладчатом
времени внедрения интрузии; г) значительная пространственная
оторванность образований щелочно-ультрамафитовой формации с
карбонатитами от ареалов распространения плато-базальтовых образований,
развитых преимущественно в северной части Курского блока.
Литература:
Альбеков А.Ю., Рыборак М.В. Крупные
изверженные провинций (LIPs) и их отражение в геологической эволюции
Воронежского кристаллического массива //Вест. Воронеж. ун-та. Сер.
Геология. 2012. №1. (в печати)
Бочаров В.Л., Фролов С.М. Апатитоносные
карбонатиты КМА. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1993. 122 с.
Ernst R.E., Bell K. Large
igneous provinces (LIPs) and carbonatites // Min. Petrol. 2010. V.98.
N.1. P.55-76.
Carbonatites: genesis and
evolution / Bell K. London: Unwin Hyman. 1989. 618 p.
Simonetti A., Goldstein
S.L., Schmidberger S.S., Viladkar S.G. Geochemical and Nd, Pb, and Sr
isotope data from Deccan alkaline complexes-inferences for mantle
sources and plumelithosphere interaction // Jour. Petrol. 1998. V.
39. P. 1847–1864.
Tolstikhin I.N., Kamensky
I.L., Marty B. Rare gas isotopes and parent trace elements in
ultrabasic-alkaline-carbonatite complexes. Kola Peninsula:
identification of lower mantle plume component // Geochim Cosmochim
Acta. 2002. V.
66. P. 881–901.
Kogarko L.N. Enriched
mantle reservoirs are the source of alkaline magmatism // Proceedings of
VI International Workship «Alkaline Magmatism, its sources and plumes».
– Irkutsk and Napoli. 2006. P. 46–58. |