Эволюция протерозойского и палеозойского щелочного магматизма юго-западной части Русской платформы

Донской А.Н., Донской Н.А., Легкая Л.И.

Институт геохимии, минералогии и рудообразования им. Н.П. Семененко НАН Украины

donick_gg@mail.ru

 

На рассматриваемой территории распространены две серии щелочных пород - протерозойская щелочных нефелиновых сиенитов и палеозойская (девонская) трахитовая базит-ультрабазитовая, лейцит-нефелиновая серия.

В настоящее время на Украинском щите (УЩ) и примыкающих к нему территориях установлены более десяти массивов протерозойской серии, несущих нефелиновые породы, руды и много проявлений протерозойской сиенитовой серии (щелочного магматизма и метасоматоза). Наиболее масштабно эти породы развиты в Приазовском мегаблоке, в меньшей степени на западе и северо-западе УЩ, т.е. в ее краевых частях. Все сложные по строению и составу массивы этой серии образовались после завершения архейской и нижнепротерозойской складчатости. Их образование обусловлено раннепротерозойской (PR₁³), по новой шкале - среднепротерозойской, тектоно-петрогенной активизацией консолидированных сооружений юго-западной части Русской платформы, прежде всего Украинского щита, находящихся в субплатформенном состоянии. Этот период разными геологами определяется как субплатформенный, позднеорогенный и др. Сложнопостроенные и многообразные по породным ассоциациям щелочные массивы приурочены к приподнятым, ранее консолидировавшимся блокам субплатформенной стадии развития УЩ. Для краевых частей докембрийских щитов характерна связь щелочных массивов с долгоживущими зонами глубинных разломов (обычно зон их пересечения), которые достигают уровня нижней коры и мантии.

В этот же период и в той же геодинамической обстановке на УЩ формировались Коростенский и Корсунь-Новомиргородский сложные массивы с габбро-анортозитовыми, рапакиви-гранитными, габбро-верлитовыми, субщелочными гранитоидными, лампрофировыми, дайковыми, разнообразными метасоматическими и другими формациями.

В целом, каждый массив характеризуется определенными геологическими и геохимическими особенностями. Они имеют и свои металлогенические специализации: глиноземные, редкометалльные, редкоземельные и фосфатные (апатитовые) руды.

Общие особенности щелочных нефелиновых массивов протерозойской серии следующие.

1.      Они имеют отчетливо (явно) зональное строение и приурочены к системе пересечения (зон) глубинных разломов субмеридионального и субширотного простирания.

2.      Нет четкого различия между магматическими и метасоматическими образованиями по вещественному и структурно-тектоническому критериям.

3.      Они образуют расслоенные комплексы в виде наклонных дифференцированных жилообразных тел.

4.      Отсутствуют эффузивы и экструзивы.

5.      Щелочная возрастная последовательность (от древних к молодым) обычно следующая: ощелоченные граниты - граносиениты - кварцевые сиениты - щелочные сиениты - фойяиты - мариуполиты - щелочные пегматиты - альбититы - карбонатиты - лампрофиры.

6.      Закономерности формирования щелочных пород в значительной степени определяется поведением натрия и калия. При этом отмечается четкая связь повышенных содержаний циркония, тантала, ниобия, редких земель и щелочей.

7.      Особо важна роль натрия в процессе мариуполитизации и альбитизации. Основные концентраторы натрия - нефелин, альбит и эгирин, а при более интенсивном натриевом метасоматозе образуются такие натриевые минералы как содалит и канкринит. Полевой шпат (преимущественно альбит) является концентратором натрия на всех этапах формирования щелочных пород, в фойяитах и мариуполитах натрий также концентрируется в нефелине, содалите и канкрините.

8.      Калий по сравнению с натрием имеет подчиненное значение, только при формировании фойяитов и щелочных пегматитов содержание калия и натрия приблизительно одного порядка. Калиевый метасоматоз в слюдитах проявляется в замещении эгирина биотитом.

9.      Изовалентный изоморфизм натрия и калия особенно четко проявлен в фельшпатоидах.

10.   Метасоматические породы преимущественно натриевой и натриево-калиевой ветвей.

11.   Количество алюминия по отношению к сумме щелочей преобладает (миаскитовый тип). Его количество при образовании щелочных пород растет, а затем несколько снижается.

12.   Повышенное содержание глинозема связано с повышением величины сумы щелочей, а концентрация редких металлов и редкоземельных элементов - с образованием натриевого метасоматоза (Донской, 1982, 1985, 1988).

Девонский интрузивный комплекс, включающий проявления щелочного магматизма, обрамляет УЩ с юго-востока и с севера. Они распространены в ДДВ, но наиболее крупные их массивы локализованы в зоне сочленения ДДВ с Приазовским мегаблоком УЩ (Покрово-Киреевская структура), в центральной части ДДВ (Белоцерковский выступ), а также юго-восточном склоне УЩ (Хомутовская магнитная аномалия), и в Приазовском мегаблоке УЩ (геологический объект "Зирка") и др.

Породы щелочной базит-ультрабазитовой серии развиты в структурах и стратифицированных толщах ДДВ, локализуясь в ее конкретных структурно-формационных зонах, тяготеющих к ее бортам. По ряду признаков можно предполагать, что в ДДВ и прилегающих зонах будут найдены новые проявления пород этой серии.

Породы верхнедевонской трахитовой базит-ультрабазитовой лейцит-нефелиновой серии относятся к заключительному (третьему) субкомплексу девонского интрузивно-вулканогенного комплекса. Форма тел щелочных пород разнообразная - кольцевая (Покрово-Киреевская структура), штоковая (Хомутовская аномалия), покровы (Припятская впадина).

Определения абсолютного возраста колеблются в пределах 250-383 млн лет, а по палеонтологическим данным относятся е верхам девона, по этому образование щелочного субкомплекса относится к девонской фазе верхнего девона.

Породы этой серии являются рудоносными и перспективными на поиски алюминия, щелочных продуктов и, возможно, алмазов. Они уже сейчас (прежде всего Покрово-Киреевская структура) обладают крупными запасами нефелиновых руд, из которых могут производится нефелин-полевошпатовые и другие концентраты.

В центральной части Покрово-Киреевской структуры установлены мощные зоны ортоклазитов с бериллиевой, ниобиевой и редкоземельной минерализацией. Содержание бериллия в них колеблется от 0,0025 до 0, 97%, а мощность этих зон от 1 до 35 м. Распределение бериллия неравномерное. Бериллийсодержащие ортоклазиты обычно интенсивно изменены. Из бериллиевых минералов в настоящее время установлены гадолинит, бавенит, бертрандит, бериллит и барилит. В бериллиевых ортоклазитах также отмечается повышенные содержания ниобия от 0,1 до 1%. Из минералов-концентраторов ниобия установлены колумбит и ильменорутил. В бериллиевых метасоматитах установлено повышенное содержание редкоземельных элементов, титана и реже - цинка. Из минералов-концентраторов редкоземельных элементов встречены ринкит и монацит. В ортоклазитах отмечается повышенное содержание меди (до 0,3%), цинка (до 1%). Основной минерал-концентратор – монацит (Донской, 1993, 1992).

В девонском щелочном субкомплексе установлена следующая закономерность – максимальные содержания щелочей наблюдаются в гипабиссальных интрузивных породах, а явное преобладание калия над натрием – в эффузивах и метасоматитах.

Сопоставление щелочных комплексов с другими регионами мира показывает, что массивы нефелиновых комплексов сиенитовой серии древних платформ, таких как Украинский и Балтийский щиты, юг Африки и Канадская платформа являются одними из древнейших образований мира. Для среднепалеозойской эпохи характерно расширение районов распространения щелочных серий и их большое разнообразие. Среди уральских герцинид сформировались массивы миаскитов, на Балтийском щите к зоне палеорифта приурочены Ловозерский и Хибинский плутоны. Со среднепалеозойским рифтообразованием связаны серии этих пород в Казахстане, Центральной Азии, Алтае-Саянской области, северной Монголии, Забайкалье.

 

Литература:

Донской А.Н. Геохимические особенности поведения натрия и калия в щелочных комплексах Приазовья // Геохимия и рудообразование. 1982. Вип. 10. С. 92-96.

Донской А.Н. Геохимия метасоматических процессов щелочных пород Украинского щита // Геохимия и рудообразование. 1985. Вып. 13. С. 63-69.

Донской А.Н., Шаркин О.П. Геохимия и минералогия ниобия и тантала щелочных пород Украинского щита // Геохимия и рудообразование. 1992. Вып. 19. С. 118-136.

Донской А.Н. Эволюция девонского магматизма в Днепровско-Донецкой впадине // Геохимия и рудообразование. 1993. Вып. 20. С. 72-90.

Донской А.Н., Кулиш Е.А., Донской Н.А. Нефелиновые породы Украины — комплексные алюминий-глиноземные и редкометалльные руды. К.: Логос. 2004. 222 с.