2014

Химический состав, геохимические особенности и генезис чароита и чароитовых пород Мурунского массива

Докучец Э.Ю., Владыкин Н.В.

Институт геохимии СО РАН, г. Иркутск, E-mail: vlad@igc.irk.ru

Мурунский вулкано-плутонический комплекс – уникальное творение природы. Он является самым крупным массивом с калиевой агпаитностью и не имеет аналогов в мире.

По набору слагающих его пород и минералов, а так же выявленных в последние годы типов месторождений и рудопроявлений (в том числе и самоцвета чароита) он так же уникален.

Мурунский вулкано-плутонический комплекс расположен в СВ части Иркутской области на границе с Якутией. Комплекс состоит из 2 выходов Мурунского массива - Большемурунский и Маломурунский. Площадь его 150 кв.км, возраст 145 млн лет (Владыкин 2000). В дальнейшем речь будет идти о Маломурунском выходе. В Мурунском массиве наблюдается уникальная дифференциация от ультраосновных-щелочных пород до щелочных гранитов со всеми промежуточными разновидностями (Владыкин 2001). Важным процессом  при образовании пород Мурунского массива, является процесс магматического силикатного и силикатно-карбонатного расслоения. Нами установлена следующая схема магматизма массива:

1.Ранняя фаза внедрения. Расслоенный комплекс- Bt –пироксениты, К- ийолиты, оливиновые лампроиты, Fsp-шонкиниты, лейцитовые шонкиниты. И ксенолиты кумулятивных оливин-шпинелиевых и оливин-пироксен-монтичеллит-слюдистых пород.

2.Главная фаза. Она сложена горизонтально   расслоенным  комплексом  различных псевдолейцитовых,Fsp-кальсилитовых, Bt-Py калишпатовых сиенитов, кристаллизация которых заканчивается кварцевыми сиенитами,  дайками и штоками щелочных гранитов.

3. Вулканическая фаза. Это расслоенный поток лейцитовых мелафонолитов, лейцититов, лейцитовых лампроитов,  с участками их  туфолавы  и  туфобрекчии.  Дайковый комплекс этой фазы представлен лейцитовыми тингуаитами, рихтерит-санидиновыми лампроитами,  трахит-порфирами, сиенит-порфирами и эвдиалитовыми луявритами.

4. Поздняя фаза. расслоенным комплексом калиевых силикатно-карбонатных  пород следующего состава:

1) микрокалишпатиты - белые микрозернистые породы,  состоящие из калиевого полевого шпата,  с незначительными примесями пироксена и тинаксита;

2) кварц-кальцит-пироксен- микроклиновых пород, содержания кальцита в которых  варьируют от 5 до 20%; 

3) пироксен-калишпатовых пород с варьирующим в широких пределах содержанием обеих компонентов

4) кальцитовые, бенстонитовые и кварц-кальцитовые карбонатиты

5) силикатные чароитовые породы.

Все описанные выше породы , по многочисленным тектоническим зонам и трещинам, подвержены интенсивному воздействию гидротермальной стадии,  которая проявлена в сульфидизации и окварцевании пород массива. С гидротермальными процессами связаны проявления Cu, Pb, Zn, Au, Ag, U, Th, Mo, Nb,Ti.

Чароитовые породы сложены ранными вкрапленниками кварца, микроклина, К-арфведсонита, тинаксита, федорита, апофиллита, франкаменита, пектолита, которые обтекаются чароитом, чароит-пироксен-тинакситовым агрегатом, иногда с кальцитом. В чароитовых породах обнаружен целый ряд новых минералов. По химическиму составу чароитовые породы близки к сиенитам с высокими содержаниями CaO- до 20%, щелочей до 15%, Ba и Sr до 3% и Н2О до 5%.

Чароит состоит главных (K, Na, Ca, Si, H₂O) и второстепенных элементов (Ba, Sr, Mn). Нет монокристаллов чароита, он образует сложные полисинтетические агрегаты. Только недавно была была расшифрована структура чароита с общей формулой:

 (K,Sr,Ba,Mn)_15-16(Ca,Na)₃₂ [(Si₇₀ (O,OH)₁₈₀)] (OH,F)_4.0*nH₂O

Чароит состоит из 3 Si-O радикалов [(Si₆O₁₁(O,OH)₆)₂(Si₁₂O₁₈(O,OH)₁₂)₂(Si₁₇O₂₅(O,OH)₁₈)₂] [Rozhdestvenskaya et al., 2010]. Это самая сложная структура минералов, известных в природе. Чароит открыт 40 лет назад, но еще нигде в мире он больше не найден.

Чароитовые породы, как и кальцитовые карбонатиты, образуют шлировые и жильные тела, в силикатно-карбонатном комплексе пород. Мощность тел обычно незначительная, 5-10м, и протяженность до 20м. Часто чароитовая основная масса в породе образует структуры течения, обтекая вкрапленники ранних минералов. Иногда наблюдаются закаленные микрозернистые «нефритоподобные» участки. При выветривании цвет чароита из сиреневого переходит в коричневый с разными оттенками.

Спектр редкоземельных элементов чароитовых пород представлен на рис. 1. Для линий спектра характерен малый наклон и отсутствие Eu –аномалии.  На спайдердиаграмме (рис. 2) наблюдаются положительные аномалии Ba, U, Pb, Sr, и отрицательные Th, Nb, Ta, Zr. Hf, Ti. Линии спектра редкоземельных элементов близки к горизонтальным.

Чароитовые породы образуются при расслоении силикатно- карбонатного расплав- флюида. Недавно проведенные А.А. Боровиковым (ИГиМ, Новосибирск) термобарогеохимические исследования расплавных и флюидных включений в чароитовых породах показали, что чароитовые породы кристаллизуются из остаточного расплав-флюида при температурах от 750 до 400 градусов Цельсия. Этими исследованиями было подтверждено расслоение расплав-флюида на несколько жидкостей – силикатной, карбонатной и водной. Для остаточного силикатно-карбонатного расплав-флюида очень характерны процессы расслоения, но если в карбонатитах идет полосчатое разделение на микроклиновые, пироксеновые и карбонатные полосы, то для чароитовых пород более характерно капельное расслоение, - отделение капель пироксена и тинаксита, которые при быстрой кристаллизации образуют сферолиты.