Особенности процесса содалитизации пегматоидных мариуполитов Октябрьского массива (Украина)

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

Содалит – характерный минерал агпаитовых фельдшпатоидных сиенитов. Однако, в некоторых щелочных массивах содалит может образовываться на пост- или позднемагматических стадиях.

Примером этого может быть Октябрьский массив (Украина, Приазовье), где в мариуполитах нефелин замещается содалитом и канкринитом. Как известно, в этом массиве большинство нефелиновых и щелочных сиенитов представлены миаскитовыми разновидностями и только на завершающих этапах его развития появляются пересыщенные щелочами породы (некоторые мариуполиты, эгириновые фойяиты, фонолиты).

Исследуемая порода имеет крупнозернистую (пегматоидную) структуру и сложена крупными зернами (до 10 см) серого нефелина, белого альбита, голубого или синего содалита, желтоватого канкринита, красноватых цеолитов (гнезда) и вкрапленностью черных пластин биотита, иногда темно-зеленого эгирина. Акцессорные минералы представлены цирконом, флюоритом и пирохлором (Табл.). Наблюдается такая последовательность замещения: нефелин ® канкринит ® содалит (Рис.). В некоторых участках наблюдается развитие цеолитов (натролита) в промежутках между нефелином и канкринитом. Как видно (Рис.) граница между нефелином и канкринитом более ровная, а между содалитом и канкринитов сильно извилистая. Вероятно, это можно объяснить сильнореакционными богатыми натрием и хлором растворами, при содействии которых образуется содалит.

Табл. Микрозондовые анализы минералов содалитизированного пегматоидного мариуполита

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
SiO₂	38,37	37,84	64,83	65,05	44,75	38,91	48,69	35,38	65,02	53,18	64,80	37,11	3,32
TiO₂	–	–	–	0,03	–	0,02	–	2,73	0,03	0,03	–	1,97	5,65
UO₂	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	1,63
ThO₂	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	0,33
Al₂O₃	32,65	32,66	18,44	18,34	32,67	31,27	29,49	13,59	18,13	1,81	17,54	11,28	0,26
Ce₂O₃	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	2,56
Nb₂O₅	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	55,64
Ta₂O₅	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	2,89
FeO	0,06	0,03	0,05	0,02	0,53	0,08	–	30,72	0,30	27,64	0,15	30,33	1,20
MnO	–	0,02	–	–	–	0,15	–	0,34	–	0,24	–	0,29	0,65
MgO	–	0,01	–	–	–	0,01	–	3,63	–	0,18	0,01	4,57	0,16
CaO	0,01	0,03	0,02	–	–	3,43	0,65	0,05	0,01	1,07	–	0,01	9,65
SrO	–	–	–	–	0,03	0,02	0,05	–	–	–	0,01	0,02	0,48
BaO	–	0,05	0,47	0,44	–	–	–	–	0,02	–	0,05	–	–
Na₂O	24,03	23,30	0,40	0,48	16,16	16,43	11,14	0,07	0,43	13,21	0,32	0,68	1,56
K₂O	0,01	0,05	17,17	16,65	6,50	0,04	0,13	9,88	17,39	0,03	17,00	9,74	0,25
SO₃	0,04	0,01	0,02	–	–	0,01	0,01	–	–	–	–	0,02	–
Cl	5,12	5,43	0,03	0,02	–	0,01	–	–	0,01	–	0,01	0,03	0,01
F	–	–	–	–	–	0,42	–	0,63	0,03	–	–	0,69	0,85
*Сума*	*100,29*	*99,43*	*101,42*	*101,04*	*100,63*	*90,80*	*90,18*	*97,01*	*101,37*	*97,39*	*99,88*	*96,72*	*87,08*

1, 2 – содалит, 3, 4 – включение калишпата в содалите, 5 – нефелин, 6 – канкринит, 7 – натролит, 8 – крупночешуйчатый биотит, 9 – крупное включение калишпата между нефелином и содалитом, 10 – мелкое включение эгирина в КПШ, 11 – КПШ, 12 – включение биотита в КПШ, 13 – мелкое включение пирохлора в нефелине.

Поскольку содалит и канкринит практически не содержат калия и в этих минералах меньше SiO₂, чем в замещаемом нефелине, то эти компоненты входят в состав таких новообразованных минералов, как калиевый полевой шпат и частично в биотит. Калиевый полевой шпат выделяется обычно в виде мельчайших (от 1-2 до 50 mм) включений, которые образуют густую вкрапленность в содалите. Они имеют изометрическую или удлиненную формы. Последние обычно ориентированы поперечно к контакту зерен нефелина и канкринита (Рис.). Имеются и более крупные (до 100 mм) выделения калишпата неправильной, ленточной формы или, изредка, изометрические со слабо выраженными кристаллографическими очертаниями. Последние, наблюдаются в нефелине, канкрините и содалите и, возможно, представляют первичные кристаллики калишпата. Несколько укрупненные включения калишпата в содалите могли образоваться, вероятно, за счет более мелких. Более крупные и неправильной формы зерна калиевого полевого шпата выделяются совместно (срастания) с биотитом.

Параллельно с процессом замещения нефелина происходит образование сильно железистого биотита (Табл.), который, вероятно, образуется в результате замещения эгирина, мелкие (<50 mм) реликты которого фиксируются как включения в калишпате (Рис., Табл.). Похоже на то, что биотит в виде скоплений выделяется совместно с калишпатом. Отдельные мелкие включения биотита фиксируются и в калишпате. Судя по микрозондовым анализам (Табл.), крупночешуйчатый биотит отличается по составу от мелкого биотита включений. В первом значительно больше глинозема и отношение (Na+K)/Al (К_а) составляет 0,80, а во втором - К_а=1,03. Последняя разновидность биотита (аннит) возможно является первичным минералом мариуполита и отражает высокую его щелочность. Крупночешуйчатый биотит образовался, очевидно, на поздне- или постмагматической стадии преобразования породы, когда происходило перераспределение щелочей и частично алюминия при замещении нефелина содалитом. К₂О, содержание которого в нефелине составляет 6,5%, перераспределился в калишпат и биотит. Пересыщеность натрием содалита частично компенсируется недосыщеностью щелочами новообразованного биотита (К_а=0,80).

Рис. Пегматоидный мариуполит: а) общий вид породы, b) фрагмент этой породы. Канкринит и содалит замещают нефелин, в содалите мелкие включения микроклина. Цифры на рисунках отвечают номерам анализов в Таблице.

Следует отметить, что содалитизация в общем слабо проявлена в щелочных породах Октябрьского массива и, вероятно, приурочена к наиболее обогащенными летучими компонентами расплавам-растворам из которых образовались рассматриваемые пегматоидные мариуполиты. В тоже время в этом массиве более широко проявлен процесс канкринитизации нефелина, который наблюдается в мелкозернистых эгириновых фойяитах и агпаитовых фонолитах. Обычно в этих породах позднемегматическое замещение нефелина завершается канкринитизацией и цеолитизацией (шпреуштейн). Поскольку канкринит содержит СО₂ (по данным предыдущих исследований около 5%), то можно предположить, что поздне- или постмагматические растворы на стадии канкринитизации были обогащены этим компонентом. Возможно, с этой же стадией преобразования пород связаны выделение вкрапленного флюорита и кальцита, а также локальная карбонатизация и жилы существенно кальцитовых пород, рассматриваемых некоторыми исследователями как карбонатиты. Эти существенно карбонатные породы, образующие прожилки или гнезда во вмещающих силикатных породах, отличается от типичных карбонатитов отсутствием или очень низким содержанием апатита, высоким относительно РЗЭ содержанием Y, как и в силикатных щелочных породах массива.

Более поздние растворы были обогащены, по всей вероятности, щелочами и хлором, что привело к локальной содалитизации нефелиновых пород (их пегматоидных разностей).

Работа выполнена при финансовой поддержке проекта НАН Украины №1-Ф/2011 в рамках сотрудничества с РФФИ.