Карбонатно-силикатная несмесимость в базальтоидах и генезис ⌠коровых■ карбонатитов

Максимов С.О., Попов В.К.

ДВГИ ДВО РАН

Карбонатно-силикатная несмесимость - как основной механизм  генерации карбонатитов признается, в настоящее время, большинством исследователей. Обсуждается возможный состав  родоначальных магм и характер флюидной компоненты, определяющей это расслоение. Известно, что большинство карбонатитовых проявлений тесно ассоциирует с комплексами ультраосновных щелочных пород. Механизм образования карбонатитов в результате карбонатно-силикатной несмесимости также экспериментально обоснован для щелочных систем, тогда как в низкощелочной области получены неоднозначные результаты. Последние имеют и  меньше природных аналогов.

Участие карбонатных пород осадочного происхождения в генезисе карбонатитов обычно отвергается из-за термальной устойчивости карбонатов и кардинальных различий их изотопных и редкоземельных характеристик. Однако для объяснения  закономерности тесной пространственной ассоциации карбонатитов с комплексами осадочных карбонатных пород. требуется более углубленное изучение этого процесса.

Нами установлена широкая распространенность явлений карбонатно-силикатной несмесимости в базальтовых расплавах различного химического состава: от насыщенных толеитов до слабо недосыщенных субщелочных базальтов и калиевых пикритов (фото 1).

 Модельным примером двойного силикатно-карбонатного расслоения в низкощелочной, существенно кальциевой силикатной системе, является, изученная нами, Амбинская вулканическая постройка  (Южное Приморье). В современном виде она представлена эксплозивной базальтовой жерловиной, с горизонтами переотложенной тефры и лавовыми базальтовыми потоками. Среди пород фундамента вулканической постройки развиты пермские известняки. Базальты отвечают низкокалиевым высокотитанистым и магнезиальным разностям. Они обогащены карбонатными выделениями, распределенными в основной массе и слагающими газовые полости. В составе последовательных излияний базальтов намечается переход от Ol-Cpx  к существенно  Sp-(Ti, Al) Cpx разностям.

 Грубообломочный, со следами стратификации, пирокластический материал вулканической тефры характеризуется уникальными концентрациями крупных кристаллов шпинели (до 15 об. %), фассаита, железистого кальцита. Около 30% обломочного материала, сцементированного карбонат-силикатным цементом, представлено белыми карбонатитовыми лавами (фото 2). В этих включения и цементе  заключены крупные кристаллы фассаита (до 12% Al₂O₃), шпинели, лейсты битовнит-анортита и идиоморфные кристаллы железистого  кальцита. Большая часть карбонатитовых включений содержит округлые карбонатные капли характерной ликвационной структуры (фото 3). Они характеризуются оранжевой окраской и сложены железистым кальцитом. В карбонатитовых лавах с отчетливой флюидальностью наблюдается ориентированное  расположение лейст плагиоклаза и уплощенных карбонатных капель.

Состав карбонатитовых включений и материала тефры не отличается повышенными концентрациями щелочей и REE, оставаясь в высококальциевой низкощелочной области.

Изотопный состав кислорода и углерода "карбонатитовых кальцитов" d¹³С┴ = - 6; d¹⁸О┴ = + 16  значительно отличается от состава кальцитов из пермских известняков d¹³С┴ =  + 2,0; d¹⁸О┴ = - 7,5, приближаясь к значениям мантийных магм, что, вероятно, отражает рециклинг карбонатного вещества через базальтовый расплав.

Причины проявления карбонатно-силикатной несмесимости могут быть обусловлены либо созданием высокого РCO₂  за счет скопления собственного углекислого флюида, с последующей деанортитизацией расплава и карбонатно-силикатным расслоением, либо  теми же явлениями, но в результате ассимиляции карбонатов пермских известняков.

Образование карбонатитов синхронное с десиликацией базальтового расплава, массовой кристаллизацией шпинели, фассаита и перенасыщением силикатной системы кальцием подтверждает скорее ассимиляционный генезис. Результатом термального разложения карбонатов с растворением в базальтовой магме оксида кальция и накоплением СО₂ в условиях закрытой магматической камеры явилось проявление автоклавного газового эффекта, обусловившего не характерное для толеитов эксплозивное извержение шпинелевых карбонатитов и силикатно-карбонатное расслаивание.