2013

Геохимические и петрологические особенности щелочных пород Украины

С.Г. Кривдик, А.В. Дубина

ИГМР им. Н.П. Семененко НАН Украины, kryvdik@ukr.net

В Украине щелочные породы распространены в пределах Украинского щита (УЩ) и окружающих его впадинах. В УЩ щелочные породы почти исключительно протерозойского возраста (1,7-2,1 млрд. лет), а в окружающих его впадинах в Приазовской части УЩ, в зоне сочленения его со складчатым Донбассом развиты девонские щелочные породы.

Протерозойские щелочные породы входят в состав двух комплексов – щелочно-ультраосновные (карбонатитовые) и габбро-сиенитовые. Имеются массивы щелочных пород разного эрозионного среза – от абиссальных (до 20 км) до гипабиссальных и довольно редко распространены вулканические аналоги этих пород.

Большинство щелочных пород имеет характерные геохимические особенности – высокое содержание Zr, Nb, REE, Y, Sr. Однако, в западной части УЩ щелочные породы карбонатитового комплекса необычно деплетерованы на эти элементы.

Выявлено два тренда эволюции комплексов щелочных пород. В габбро-сиенитовых комплексах происходит обогащение несовместимыми редкими элементами (Zr, Nb, REE, Y) конечных дифференциатов (эгириновые фояиты, агпаитовые фонолиты, мариуполиты) и обеднение их Sr, Ba и Р. Параллельно с этим происходит обогащение железом и щелочами фемических минералов, которые чаще представлены эгирином, рибекитом. Это объясняется механизмом кристаллизационной дифференциации в процессе формирования массивов габбро-сиенитового комплекса. В связи с габбро-сиенитовыми комплексами образуются месторождения Zr, REE, Y, Nb. В то же время в массивах карбонатитового комплекса дифференциация этих элементов сложнее. Обычно в поздних щелочных и нефелиновых сиенитах концентрация REE и Y, нередко и Zr, ниже, чем в более ранних щелочных пироксенитах, якупирангитах, мельтейгитах, йолитах. В карбонатитах происходит концентрирование Р, REE и Nb и не происходит обогащения железом фемических минералов в конечных дифференциатах, т. е. не выраженно кристаллизационное фракционирование.

В пределах УЩ очень отчетливо проявляется зависимость состава минералов щелочных пород карбонатитовых комплексов в зависимости от глубины их эрозионного среза. В гипабиссальных массивах якупирангиты, мельтейгиты и йолиты характеризуются магнезиальным диапсидом, эгирин-диопсидом, в этих породах обычен форстерит, тогда как в глубоко эродированных массивах пироксены и оливины сильно обогащены железом (в карбонатитах это эгирин-салиты, эгирин-ферросалиты, а оливины – Fa_40-70). С увеличением глубины эрозионного среза наблюдается некоторое обогащение REE и Nb щелочных пород и карбонатитов.

Выявлено еще один интересный факт изменения изотопного состава Sr в дифференцированных сериях габбро-сиенитового комплекса. В апатитах из ранних пород (субщелочных габбро, фойяитах, сиенитах) отношение ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr имеет "глубинные" значения (0,702-0,704), в то время как в некоторых остаточных сиенитах, сильно обедненных Sr и обогащенных Rb, отношение ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в апатитах варьирует в пределах 0,715-0,858. В этих породах хондрит-нормированные спектры редких земель имеют глубокие отрицательные Eu-аномалии (Eu/Eu* достигает 0,06).

Указанные геохимические и петрологические особенности щелочных пород мы объясняем разными петрогенетическими моделями их формирования. Ведущим процессом дифференциации щелочно-ультраосновных расплавов была ликвация, а щелочных базальтов (габбро-сиенитовый комплекс) – кристаллизационная дифференциация с интенсивным полевошпатовым фракционированием.