Зависимость Eu/Eu* в нефелиновых и щелочных сиенитах от степени кристаллизационного фракционирования

Институт геохимии, минералогии и рудообразования им. М.П. Семененко НАН Ураины, Киев, Украина

Считается, что одним из главных факторов образования европиевых аномалий (Eu/Eu*) в магматических породах является кристаллизационное фракционирование. Особенно эффективным является полевошпатовое (плагиоклазовое и щелочнополевошпатовое) фракционирование.

Индикаторами кристаллизационного фракционирования щелочных магматических расплавов служат такие геохимические и минералогические характеристики, как понижение содержания магния и интесивное обогащение железом фемических минералов (этот параметр часто называют коэффициентом фракционирования), увеличение коеффициента агпаитности – (Na+K)/Al – с появлением таких минералов как эгирин, арфведсонит, энигматит, эвдиалит, содалит, а также возрастание концентрации несовместимых редких металлов (Zr, Nb, Rb), включая и TR. Параллельно с этим, особенно в процессе полевошпатового фракционирования, происходит понижение концентрации Sr и Ba.



Рисунок. Корреляция между Eu/Eu* и концентрациями ТR, Ba, Sr и K_a ((Na+K)/Al) в щелочных и нефелиновых сиенитах Украинского щита.

Все эти индикаторы кристаллизационного фракционирования в той или иной мере отразились на характеристиках хондрит-нормированных спектров TR в щелочных и нефелиновых сиенитах Украинского щита (УЩ). Особенно контрастными они оказались в габбро-сиенитовых массивах, где имело место интенсивное полевошпатовое фракционирование. В этих массивах от ранних к поздним дифференциатам (щелочным и нефелиновым сиенитам) происходит общее повышение содержания TR, понижается магнезиальность пород и растет коэффициент их агпаитности (К_а). В этом направлении происходит уменьшение Eu/Eu* от 2,3 до 0,17. Особенно покеазательным в этом отношении является Октябрський щелочной массив: в более ранних сиенит-пуласкитах (К_а<1) с умеренным содержанием TR (~300 ppm) и высоким содержанием Sr (до 2000 ppm) и Ва соотношение Eu/Eu* достигает 2,3, тогда как в поздних эгириновых микрофойяитах, мариуполитах и агпаитовых фонолитах Eu/Eu* составляет 0,35-0,45 при высоком содержании TR (до 1900 ppm) и низком Sr (до 12 ppm) (Рис.). В одном из массивов (Великовисковский) зафиксировано наиболее низкое значение Eu/Eu* - 0,17 при очень низком содержании Sr – 9 ppm. В нефелиновых и щелочных сиенитах, где содержание Sr более 230 ppm, Eu/Eu* близко к единице (в отдельных сиенитах достигая 2,3) (Рис.). Имеются подобные зависимости и между содержаниями Ва и Eu/Eu* (Рис.).

Довольно отчетливая, хотя и с некоторыми отклонениями, зависимость существует и между общим содержанием TR и Eu/Eu* (Рис.). Во всех разновидностях нефелиновых и щелочных сиенитов из габбро-сиенитовых комплексов, в которых TR > 700 ppm отношение Eu/Eu* < 1. От такой общей закономерности отклоняются нефелиновые сиениты Покрово-Киреевского массива, для которых характерны высокие содержания как TR, так Sr и Ва.

Близкие к единице значения Eu/Eu* в нефелиновых сиенитах (К_а<1) из щелочно-ультраосновных (карбонатитовых) Черниговского, Прoскуровского и Антоновского массивов. Эти породы характеризируются высоким содержанием Sr и умеренным TR. Вероятно, при формировании нефелиновых сиенитов щелочно-ультраосновных комплексов не проявлялось полевошпатовое фракционирование. Эти порорды представляют собой ликвационные образования (нефелинит + СО₂ = карбонатит + фонолит), в которых сохранилось высокое содержание Sr и не произошло существенного фракционирования редкоземельных элементов. Более того, в нефелиновых сиенитах происходит некоторое понижение концентрации TR по сравнению с более меланократовыми ийолит-мельтейгитами, а также карбонатитами.

Следовательно, разные петрогенетические механизмы (ликвация, кристаллизационное фракционирование) формирования нефелиновых и щелочных сиенитов и разная степень их фракциоирования обусловили отличающиеся спектры их редкоземельных элементов.