Парадокс обедненности редкими элементами плутонических щелочных пород океана (часть I классификация).

Асавин А.М.

ГЕОХИ. РАН. г.Москва

Внутриплитный магматизм, крупнейшее явление в геологической истории, однако плутонические пород связанные с ним редки и вулканические процессы на островах и подводных горах преобладают. Поэтому для оценки рудоносности этого типа магматизма помимо изучения главного √ вулканического этапа следует изучать скрытый, глубинный этап магматизма √ формирование плутонов и связанных с ними месторождений в магматических камерах. На континентах со внутриплитными щелочными магмами связано огромное количество рудных месторождений редких элементов. Поэтому прогнозирование месторождений связанных с этим типом магм в океане и разработка геохимических моделей формирования месторождений чрезвычайно актуальна.

В результате работы по проекту Электронная Земля разработана база данных по геохимии внутриплитного океанического магматизма GIM (geochemistry of the intraplate mogmatism). База данных представлена на портале ╚Геология╩ (http://Earth.jscc.ru/gim). В ней на настоящий момент представлено около 35 тысяч записей химических анализов вулканических и плутонических пород океанических островов и подводных гор Атлантического и Индийского океана. В частности в базе данных представлено около 500 анализов на главные и редкие элементы плутонических пород океанических островов. Данные представлены на классификационной диаграмме кремнезем-сумма щелочей (Рис. 1) и диаграмме нормативных пересчетов (Рис.2). В общей выборке можно выделить две группы пород. Первую представляют собой остатки мантийного вещества различной степени сохранности √ ультраосновные перидотиты, верлиты. Эти мантийные нодули представлены ксенолитами, поднятыми из области частичного плавления в мантийном источнике первичных расплавов. Вторая группа представлена широким спектром средних и кислых плутонических пород и являющимися, по-видимому, частью кумулятов сформированных при кристаллизационной дифференциации океанических расплавов. Для полноты описания следует упомянуть третью группу представленных разнообразными субвулканическими телами √ дайками, штоками, силлами и т.п. телами. Фактически это полные аналоги вулканических расплавов, просто их охлаждение происходит более медленно и за счет этого степень раскристаллизованности больше. Таким образом, для оценки процессов происходящих в магматических очагах и определения потенциальной рудоносности щелочных расплавов наиболее интересны щелочные плутонические породы, попадающие во вторую группу.

Среди пород можно выделить три типа пород: 1- габброиды разной щелочности, 2 -щелочные сиениты, 3 - щелочные граниты. Единичные образцы попадают в область фоидитов√ ийолитов, уртитов.

Рисунок 1 Классификация плутонических пород океанических островов на диаграмме SiO₂-(Na₂O+K₂O)

Габброиды дают непрерывную серию пород нормальной щелочности без разрывов составов видимо связанную с процессом дифференциации. Наиболее интересен, тот факт, что наиболее часто встречаются интрузивные породы с высоким содержание кремнезема. Предварительный анализ собранных данных выявил более низкое содержание темноцветных в кварц нормативных образцах по сравнению с нефелин нормативными породами. Из рисунка видно, что основная масса точек желто-зеленого цвета, что отражает менее 10% нормативных пироксенов и рудных (магнетит, ильменит, перовскит, гематит) в породе.

Наличие таких высоко кремнеземистых расплавов доказывают, что в целом дифференциация мантийных выплавок на океанических островах проходит чрезвычайно далеко, то есть, в магматических камерах реализуются условия полного фракционирования до самых последних этапов близких к точкам эвтектического состава - двуполевошапатовым, нефелин-полевошпатовым, кварц-полевошпатовым.

Рисунок 2. Пересчет составов пород на CIPW нормы кварц (Q) и нефелин (Fsp) нормативные составы. А √ с раскраской точек по значению содержания рудных минералов в породе; Б √ по содержанию пироксенов.

Это обстоятельство является благоприятным фактором для формирования рудных залежей на магматическом этапе. Потенциал рудоносности связан с объемом магматических камер, стабильностью магматического очага, возможностью осуществления концентрирования процессов концентрирования рудных фаз и формирования рудных горизонтов. Как это показано в моделях формирования апатит-редкометальных месторождений Хибинского и Ловозерского массивов, Иллимауссака, Гулинского плктона, крупнейшие месторождений ниобия и тантала щелочных апогранитов провинции Нигерии и Российских месторождения в Западного Саяна , Улуг Танзек и др.

Работа выполнена при поддержке программы ╧ 15 Президиума ОНЗ РАН ╚Электронная Земля╩, программы ╧ 17 ОНЗ ╚Исследованием природы Мирового океана╩.