Семинар "Геохимия щелочных пород" 

школы "Щелочной магматизм Земли"-2008

Лейкокоратовые минералы Ловозерского массива

(состав, свойства, экспериментальные данные)

Ковальский А.М., Котельников А.Р., Сук Н.И., Ковальская Т.Н., Ахмеджанова Г.М.

ИЭМ РАН, Черноголовк

Для определения особенностей петрогенеза щелочных комплексов проведено исследование породообразующих и акцессорных минералов в образцах пород Ловозерского щелочного массива Кольского полуострова.

Исследованы образцы содалитовых сиенитов, отобранные в керне скважин ╧ 904, 447 (образцы С-61, С-82), 164 (образец EV-3) и образцы лопарит-содержащих луявритов, ювитов, фойяит-ювитов, уртитов из скважин.

С помощью микрозондового анализа изучены составы содалитовых сиенитов - слагающих их минералов, как породообразующих (полевых шпатов, нефелина, клинопироксенов, щелочных амфиболов, биотита, содалита, натролита), так и акцессорных. В образце С-61 в виде единичных зерен встречен (Na, Sr, Ca, REE) √ карбонат, барит и сульфид железа (FeS). Натролит в породах встречается в качестве позднего минерала и развивается по содалиту.

Полевые шпаты представлены (K, Na)- и K- разностями с пертитами альбитового состава. Мольная доля калия в (K, Na)- полевых шпатах 0.58-0.66, эти минералы также содержат в своем составе до 0.5 мас.% BaO и до 0.54 мас.% FeO. В одном образце калиевый полевой шпат встречен в виде резорбированных реликтов размером до 5 мм внутри содалитовых зерен, а калий-натровый полевой шпат состава Na_0.87K_0.08Al_1.29Si_2.78O₈ слагает мелкие (до 0.1 мм) изометричные выделения в содалите. Содалиты в породах представлены либо одним чистым сульфат-содалитом (нозеаном), либо существенно хлор-содержащими разностями в парагенезисе с нозеаном. Все нефелины калий-содержащие с мольной долей калия 0.16-018.

Для оценки температур минералогенеза содалитовых сиенитов Ловозерского массива применялся комплекс минеральных геотермометров, основанных на фазовых равновесиях, как темноцветных, так и лейкократовых минералов переменного состава. Оценка температур миенралогенеза содалитовых сиенитов дала интервал 750-350°С. По парагенезисам минералов температуры распределились следующим образом: двуполевошпатовый ~350°С; нефелин-содалитовый ~ 390-520°С; нефелин-полевошпатовый √ 390-640°С; двусодалитовый √ 500-670°С; амфибол-клинопироксеновый ~750°С. На основании полученных данных можно говорить о длительной эволюции расплава в процессе формирования тел содалитовых сиенитов массива.

Лопарит-содержащие породы, отобранные из скважин ╧ 447, 904 и 164, сложены нефелином, полевым шпатом (альбитом и калиевым полевым шпатом), клинопироксенами (эгирином, эгирин-авгитом), щелочным амфиболом. Нефелин имеет постоянный состав во всех изученных образцах с мольной долей калия 0.18-0.22. Присутствие в породах ассоциаций альбита и калиевого полевого шпата позволяет оценить температуру парагенезиса как интервал 300-400°С.

Для корректировки данных по условиям кристаллизации сиенитов (в том числе и содалитовых) проведено рентгеновское изучение слагающих их полевых шпатов с определением параметров элементарных ячеек.

Расчет параметров элементарных ячеек проводился для пространственной группы C1(-) триклинной сингонии по 31-44 отражениям в интервале углов 7-40 (teta). Расчет параметров выполнялся с использованием программ LCC, PUDI.

В образце луяврита трахитоидного 904-28 полевой шпат образует кристаллы состава K_0.98Al_0.98Si_3.01O₈

a=8.598(1) [Å], b=12.972(1) [Å], c=7.215(1) [Å], α=90.724(9) [°], β=115.921(10) [°], γ=87.870(8) [°], V=723.2(2) [ų].

В образце содалитового сиенита 904-47 полевой шпат образует кристаллы состава K_0.96Al_0.99Si_3.00O₈

a=8.510(1) [Å], b=12.959(1) [Å], c=7.211(1) [Å], α=90.768(6) [°], β=115.843(5) [°], γ=88.187(6) [°], V=715.4(1) [ų].

В описанном калиевом полевом шпате обнаружены крупные пертиты чистого альбита состава Na_0.97Al_0.99Si_3.00O₈

Параметры его элементарной ячейки следующие:

a=8.134(3) [Å], b=12.791(3) [Å], c=7.150(2) [Å], α=94.185(22) [°], β=116.466(16) [°], γ=88.159(18) [°], V=664.2 (4) [ų].

В образце фойяита 904-66 калиевый полевой шпат образует кристаллы состава K_0.96Na_0.04Al_0.98Si_3.00O₈

a=8.604 (1) [Å], b=12.970(1) [Å], c=7.228(1) [Å], α=90.565(9) [°], β=116.111(6) [°], γ=87.923(8) [°], V=723.7(2) [ų].

Полученные параметры нанесены на диаграмму в координатах параметров b и c элементарной ячейки твердых растворов (Na,K)- полевых шпатов, построенную по данным Кролля и др. (1986). Природные полевые шпаты сиенитов Ловозерского массива попадают в поля устойчивости упорядоченных альбита и микроклина, что подтверждает низкие температуры формирования полевошпат-содержащих парагенезисов.

В образцах крупнозернистого ювита (904-26) и содалитового сиенита (904-47) в качестве породообразующего лейкократового минерала встречен (Cl, SO₄)- содалит, который образует изометричные кристаллы размером 4-5 мм. Для этих содалитов также проведен расчет параметров элементарных ячеек. Расчет проводился для пространственной группы Р4(-)3n кубической сингонии по 7-17 отражениям в интервале углов 7-40 (Θ). Получены следующие параметры:

Образец 904-26 √ содалит состава Na_6.96Fe_0.07Al_5.16Si_5.31O₂₂(Cl_1.72,S_0.12), a=8.8820(2) [Å], V=700.70(5) [ų].

Образец 904-47 √ содалит состава Na_6.98Fe_0.08Al_5.22Si_5.27O₂₂(Cl_1.68,S_0.12), a=8.8806(8) [Å], V=700.36(2) [ų].

Эти параметры практически совпадают с параметрами, приведенными в базе данных Минкрист для Cl- содалитов.

Работа выполнена при поддержке РФФИ гранты ╧ 06-05-64904, ╧ 07-05-00217, 07-05-00217, Гранта Президента РФ МК-4797.2008.5 и Фонда содействия отечественной науке.