2011

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Химизм биотитов из гранитоидов Украинского щита как индикатор их щелочности и диференцированности

Коновал Н.М., Крывдик С.Г.

*N.P. Semenenko Institute of geochemistry, mineralogy and ore formation NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine

nasa246@ukr.net, kryvdik@ukr.net

Биотит как фемический минерал присутствует практически во всех типах гранитоидов – от их наиболее глиноземистых до пересыщенных щелочами агпаитовых разновидностей, включая их ультраметаморфогенные анатектические (гранулитовая и амфиболитовая фация) и анорогенные комплексы. Чаще всего биотит является единственным фемичным минералом гранитоидов и в нем концентрируются, кроме железа и магния, значительная или основная часть таких элементов-примесей, как Ti, Nb, Ta, Sc, Sn.

Украинский щит (УЩ) характеризуется очень большим разнообразием гранитоидов. Большая часть их сформировалась в результате ультраметаморфизма и анатексиса в условиях амфиболитовой фации (тоналиты, трондьемиты, плагиограниты, биотитовые и биотит-амфиболовые K-Na-граниты), хотя гранитоиды гранулитовой фации (эндербиты и чарнокиты) также имеют существенное значение (в наиболее эродированных геоблоках УЩ они занимают 20-50% площади). В составе гранитоидов гранулитовой фации выделяются также т.н. интрузивные чарнокитоиды.

Меньшую площадь развития имеют анорогенные гранитоиды, однако они играют важную роль в металлогении УЩ. Эти анорогенные гранитоиды входят в состав анортозит-рапакивигранитных плутонов (Коростенский и Корсунь-Новомиргородский), габбро-сиенитовых (Южно-Кальчикский) или граносиенит-гранитных (Кальмиус-Еланчикский) массивы. Наиболее дифференцированные граниты принадлежат к щелочнополевошпатовым или щелочным (с эгирином и рибекитом) разновидностям.

Биотиты гранитоидов гранулитовой фации отличаются умеренным магнезиальностю (35-55%) и глиноземистостю (рис.1) при высоком содержании титана (до 5-6% TiO₂) (Рис.2). Похоже на то, что в интрузивных чарнокитоидах биотиты становятся менее глиноземистыми при увеличении в них содержания железа, т.е. имеется некоторая аналогия этих чарнокитоидов со щелочными гранитами. Уменьшение глиноземистости в таких железистых биотитах происходит даже при наличии такого глиноземистого минерала, как существенно альмандиновый гранат.

Биотиты наиболее распространенных гранитов амфиболитовой фации характеризуются умеренной магнезиальностю (30-55%) и глиноземистостю, но несколько пониженной концентрацией титана (2-4% TiO₂) (рис.2). Различаются граниты собственно амфиболитовой и переходной (высокая амфиболитовая) к гранулитовой фации. В биотитах последних несколько повышается содержание титана и, как будто бы, происходит понижение глиноземистости.

Наиболее разнообразными оказались биотиты из анорогенных гранитов. По мере диференцированности в них увеличивается количество щелочных полевых шпатов (относительно плагиоклаза) и возрастает содержание железа в биотите вплоть до образования крайне высокожелезистых разновидностей последних. При этом происходит такая эволюция химизма биотитов: в щелочных гранитах (пержанский тип) биотит становится очень низкоглиноземистым (аннит), а в некоторых щелочнополевошпатовых т.н. плюмазитовых гранитах (каменомогильский тип) биотит, наоборот, становится высокоглиноземистым (сидерофиллит) (рис.1). Интересно, что в биотитах щелочных гранитов с уменьшением глиноземистости происходит некоторое увеличение содержание титана (до 3,4% TiO₂). Хотя, как известно, увеличение содержание титана в биотитах обычно обумовлено высокой температурой (как это характерно для биотитов чарнокитоидов). Очевидно, повышение щелочности среды минералообразования также способствуют вхождению титана в биотиты (и другие фемические минералы – Ti-авгит, керсутит, Ti-эгирин, Ti-рихтерит). Вероятно в низкоглиноземистых биотитах, в кристаллохимических формулах которых (Si+Al) < 4, титан занимает тетраэдрические позиции. Этим мы обьеснняем отсутствие обратной (тетраферобиотитовой) схемы абсорбции в таких низкоглиноземистых биотитах.

Дальнейшее развитие очагов, в которых формируются щелочнополевошпатовые и плюмазитовые граниты, приводит к кристализации литийсодержащих и литиевых слюд, как это имеет место в Пержанском, Екатериновском и Каменомогильном массивах. Повышение содержания лития происходит также в биотитах некоторых гранитов амфиболитовой фации метаморфизма. Предполагается, что с такими гранитами связаны литиеносные пегматиты со сподуменом и петалитом.

Следовательно, биотиты в гранитоидных системах (прежде всего анорогенного типа) на завершающих стадиях их эволюции обогащаются железом, отчасти титаном и разделяются на низкоглиноземистую (аннитовую) и высокоглиноземистую (сидерофилитовую) ветви.