О качестве изученности геологического материала при исследованиях расплавных включений в минералах карбонатитовых комплексов

Чернышева Е.А.

АО ИО РАН, Калининград

Применение новых методов микроанализа при изучениии расплавных включений в минералах уже привело к важным открытиям в исследовании пород ультраосновных щелочных комплексов с карбонатитами (УЩК), (Nielsen et al., 1997; и др.). К сожалению, хорошие методики не гарантируют успех. Особенно досадно, когда причиной разочарований является неудачный выбор объекта исследований из-за недостаточной изученности геологического материала. Две статьи И.А. Андреевой с соавторами (Андрева и др, 2004; Андреева и др., 2007), посвященные исследованию расплавных включений в породах карбонатитового комплекса Белая Зима, Восточный Саян, содержат несколько таких досадных промахов, влияющих, в конечном счете, на достоверность научных выводов. Целью исследований являлась оценка состава минералообразующей среды для пород карбонатитового комплекса на количественном уровне. Объектом исследования в 1-й статье выбрана жильная порода, секущая ранние ийолиты, которой авторами дано название ╚мелилитсодержащий нефелинит╩. Как известно, в комплексах УЩК присутствуют две серии щелочных пород: плутоническая (с карбонатитами) и субвулканическая (дайки и трубки взрыва). Они являются производными одного магматического очага, но формировались в разных условиях и в разное время. Согласно общепринятой терминологии, ╚мелилитсодержащий нефелинит╩ должен принадлежать дайковой серии пород УЩК, внедрявшейся преимущественно уже после образования карбонатитов. В действительности же, данный образец породы является разновидностью мелилитолита - плутонической породы, сложенной изначально мелилитом и нефелином с акцессорными перовскитом и титаномагнетитом, но сильно измененной в результате автометасоматических и поздних магматических процессов, очень широко проявленных на данном массиве. Общий химический и редкоэлементный (Андреева и др., 2007) состав данной породы полностью совпадает с мелилитолитами массива (Чернышева и др., 1994). Состав устойчивых к вторичным изменениям минералов - перовскита и титаномагнетита - также одинаков с составом этих фаз в мелилитолитах (Чернышева и др., 1990; Чернышева, Белозерова, 2001), вплоть до таких деталей, как повышенное содержание MnO до l.47 % в титаномагнетите. Однако, на массиве не сохранилось свежих мелилитовых пород, как это отмечали все предыдущие исследователи. Приведенный в статье анализ клинопироксена с неправдоподобным для этого минерала содержанием CaO 29.22 %, чрезвычайно низкими содержаниями глинозема (1.09 %) и железа (2.47 %), но высоким содержанием Na₂O 4.70 % приводит к мысли, что проанализирован был агрегат измененного мелилита и вторичного пироксена, который вместе с гроссуляром замещает мелилит при низкотемпературном преобразовании пород. Дочерние минералы и кристаллические включения в нефелине - такие как пектолит, гроссуляр, волластонит, содалит, цеолит и экзотический стрональсит вместе с кальцитом составляют ассоциацию вторичных минералов, развивающихся по мелилиту и нефелину. Поэтому не удивительно, что стекла гомогенизированных расплавных включений заметно отличаются от валового состава породы крайне низкими содержаниями Ti, Mg и Fe и явно характеризуют не состав исходной магмы, а локальные реакции низкотемпературного преобразования породы.

В качестве второго объекта исследований (Андреева и др., 2007) для расшифровки условий формирования пород Белозиминского массива избраны кальцитсодержащие ийолиты и сопряженные с ними безрудные карбонатиты. Изучены шесть образцов кальцитсодержащих ийолитов, весьма разнообразных по степени обогащенности карбонатом и типоморфным для этих пород Fe-Ti гранатом. Из них для исследования расплавных включений выбран образец НС-115, в котором совсем отсутствует гранат, но имеются признаки реакционного воздействия магмы нефелиновых сиенитов на ийолит, что отражено в повышенных содержаниях глинозема и щелочей и присутствии калиевого полевого шпата. Среди минеральных фаз, слагающих ийолит, присутствуют: 1) пироксен, отвечающий составу минерала в ийолите, 2) пироксен и титаномагнетит, близкие по составу минералам ранних карбонатитов, и 3) среди дочерних минералов расплавных включений определен более железистый и более щелочной пироксен с содержанием MnO до 1.24 %, что является отличительной чертой пироксена из нефелиновых сиенитов (Чернышева и др., 1994). Большинство остальных минералов из включений в ийолите НС-115 √ либо вторичные (канкринит, анальцим, флогопит, амфибол, куспидин), либо реликтовые (перовскит, волластонит). Совершенно естественно, что состав стекол расплавных включений дает настолько большой разброс содержаний Ti, Fe, Mg, Ca и щелочей, что интерпретация состава исходной магмы по этим данным весьма затруднительна. Редкоэлементный состав стекол столь же неоднороден. Аномально высокие содержания Nb, Zr, U, Th и Ti, очевидно, дало зерно перовскита во включении. Вместе с тем, геохимические особенности образцов ийолитов с Fe-Ti гранатом, представляющих собой наиболее распространенную группу кальцитсодержащих ийолитов на массиве, практически не обсуждаются в работе. А они абсолютно изменят стройные графики зависимости содержаний редких элементов от концентрации Nb (рис. 6 и 7), так как гранат создает наибольшие вариации содержаний РЗЭ, Y и Zr. Эта ╚избирательность╩ в подборе фактического материала не добавляет доверия к петрологическим построениям авторов.

Безусловно, обнаружение остаточных силикатных стекол во включениях в кальците карбонатита и близость их по составу гомогенизированным стеклам из включений в нефелине ийолита √ факт чрезвычайно интересный и важный, но изучение этих включений еще, видимо, не завершено √ отсутствуют данные по температуре их гомогенизации. Важно было бы их сопоставление с данными других специалистов.

Цель нашей критики √ показать как важен тщательный подбор геологических образцов, и что исследование расплавных включений не может подменять собой общее геологическое и петролого-геохимическое изучение пород. Это всего лишь один из методов исследования, применение которого без согласованности с другим фактическим материалом не имеет смысла. Не могут единичные замеры аномально высоких содержаний редких элементов во включениях служить основой для декларации, что ╚впервые открыты богатые Nb ийолитовые расплавы╩, тем более что металлогеническая специфика массива давно определена. И уж совсем никак нельзя по составу изученных авторами включений судить о составе мантийных источников.

Работа поддержана РФФИ (грант 06-05-64169).

Литература

Андреева И.А., Коваленко В.И., Кононкова Н.Н. Химический состав магмы (расплавных включений) мелилитсодержащего нефелинита карбонатитового комплекса Белая Зима, Восточный Саян // Докл. РАН. 2004. Т.394. ╧ 4. С. 518-522.

Андреева И.А., Коваленко В.И., Никифоров А.В., Кононкова Н.Н. Состав магм, условия образования и генезис карбонатсодержащих ийолитов и карбонатитов щелочного комплекса Белая Зима, Восточный Саян // Петрология. 2007. Т. 15. ╧ 6. С. 594-619.

Чернышева Е.А., Нечелюстов Г.Н., Квитко Т.Д., Вейс Б.Т. Эволюция состава перовскита в щелочных породах Нижнесаянского карбонатитового комплекса // Геохимия.1990. ╧ 9. С. 1320-1337.

Чернышева Е.А., Конусова В.В., Смирнова Е.В., Чувашова Л.А. Редкоземельные элементы в плутонической и дайковой сериях щелочных пород Нижнесаянского карбонатитового комплекса // Геохимия. 1994. ╧ 11. С. 1591-1610.

Чернышева Е.А., Белозерова О.Ю. Окислительно-восстановительные условия кристаллизации мелилитовых пород // Геохимия. 2001. ╧ 8. С. 907-912.

Nielsen T.F.D., Solovova I.P., Veksler I.V. Parental melts of melilitolite and origin of alkaline carbonatite: evidence from crystallised melt inclusions, Gardiner complex // Contrib. Mineral. Petrol. 1997. V. 126. P. 331-334.

зеркало на сайте "Все о геологии"