Зависимость геохимических и минералогических особенностей щелочно-ультраосновных комплексов Украинского щита от глубины их эрозионного среза

Кривдик С.Г., Дубина А.В.

ИГМР им. Н.П. Семененко НАН Украины, г. Киев

В пределах Украинского щита (УЩ) известно около 10 массивов и проявлений (комплексов) щелочно-ультраосновных пород и карбонатитов. Все они имеют палеопротерозойский возраст около 2,0 млрд лет. Эти комплексы расположены в Приазовье и западной части УЩ. Наиболее изученными из них являются Черниговский или Ново-Полтавский (Приазовье), Проскуровский, Антоновский, Городницкий и Глумчанский (западная часть УЩ). Есть основания считать, что эти комплексы формировались в разных геодинамических условиях и имеют разный эрозионный срез. В Приазовье щелочно-ультраосновные комплексы формировались в рифтогенных зонах, а в западной части УЩ √ в зонах сжатия. Щелочные породы этих регионов занимают соответствующие поля на диаграмме Nb-Zr (Thomson, Fowley, 1986).

Наиболее эродированным из названых комплексов является Черниговский (до 20 км), значительной эрозии подверглись Проскуровский и Антоновский массивы (5-10 км), а Городницкая и Глумчанская √ принадлежат к типичным гапабиссальным интрузиям. Кроме того, в линейно вытянутом субмеридиональном Черниговском комплексе уровень эрозионного среза, судя по минералогическим и изотопно-геохимическим особенностям, понижается с севера на юг.

Как показали наши исследования, в глубокоэродированных комплексах темноцветные минералы имеют повышенную железистость при пониженной щелочности, тогда как в гипабиссальных √ они либо мегнезиальны (оливины и существенно диопсидовые клинопироксены в магматических породах), либо щелочные (эгирины и щелочные амфиболы в фенитах). В щелочных породах и карбонатитах глубокоэродированных комплексов УЩ пироксены представлены эгирин-салитами, эгирин-ферросалитами, амфиболы √ гастингситами, катофоритами, эденитами, реже рихтеритами и промежуточными между этими видами разновидностями. Вероятно, высокая железистость оливина (Fa₇₀) в карбонатитах и щелочных породах Черниговского массива обусловлена абиссальными условиями его формирования (Глевасский, Кривдик, 1981; Кривдик, Дубина, 2005).

В этом массиве темноцветные силикатные минералы во всех типах карбонатитов из южной части массива более магнезиальные, чем в однотипных породах северной и центральной части. В карбонатитах южной части рассматриваемого массива иногда попадается тетраферрифлогопит, довольно редкий минерал для приазовских карбонатитов. Здесь же обнаружен оливин с железистостью 15-22%, тогда как карбонатитах северной части железистость этого минерала достигает 70%, в т.ч. и доломитовых карбонатитах. Клинопироксены из ксенолита в карбонатитах мельтейгита в южной части массива представлены эгирин-диопсидом, а в центральной части √ эгирин-салитами или эгирин-ферросалитами (Глевасский, Кривдик, 1981; Кривдик, Ткачук, 1990). Кроме того, карбонаты (кальциты и доломиты) из карбонатитов южной части массива содержат значительно меньше (до полного отсутствия) железа, чем в центральной и северной частях, где содержание FeO в кальците из сёвитов достигает 2,3%, а доломите из бефорситов √ 4,4-5,8%. Еще более низкое содержание FeO в кальцитах из карбонатитов Бегим-Чокракского участка (Кривдик и др., 1997).

Исследование изотопного состава углерода и кислорода в карбонатах из карбонатитов также подтверждают установленную закономерность: в направлении с севера на юг происходит изотопное утяжеление кислорода √ на севере и в центральной части массива δ¹⁸ О составляет 5-10┴, на юге 10-13┴, а на Бегим-Чокракском участке достигает 15-17┴, т.е. выходят за пределы типично карбонатитовых значений.

Подобная направленная зависимость прослеживается и по распределению элементов-примесей. В южной части массива все типы карбонатитов содержат значительно меньше Nb (10-100, реже 200 г/т) по сравнению с северной и центральной (200-3000 г/т). В карбонатитах северной части монацит является обычным акцессорным минералом (иногда в значительных количествах), тогда как в южной части он в протолочках не отмечается, т.е. редкие земли полностью изоморфно входит в карбонаты и апатит.

Распределение апатита тоже в определенной мере подчиняется указанной зависимости: на юге он распределен более равномерно, составляет в среднем около 10% в карбонатитах. На севере массива некоторые карбонатиты содержат незначительное количество этого минерала, но здесь же имеются богатые апатитом породы типа фоскоритов (с оливином, флогопитом, иногда магнетитом). Однако в целом содержания апатита здесь также составляет около 10% (с учетом фоскоритовых участков).

Есть основание предполагать о том, что уровень эрозионного среза отражается и на геохимических особенностях щелочных пород. Гипабиссальные интрузии (Городница, Глумча, Покошевские дайки) значительно беднее (в несколько раз) Zr, TR и Nb, чем глубокоэродированные Проскуровский и Антоновский массивы. Подобная картина наблюдается и на линейно-вытянутом Черниговском карбонатитовом массиве. Однако определить оптимальную глубину максимальной концентрации редких металлов (или некоторых из них) для карбонатитовых комплексов в настоящее время не представляется возможным. Можно только предполагать, что наиболее рудоносными могут быть массивы среднего (5-15 км?) уровня эрозии. Во всяком случае, гипабиссальные карбонатитовые массивы реже бывают рудоносными, чем эродированные, а глубокий эрозионный срез уничтожает мощные карбонатитовые тела (штоки). Однако геохимическая специализация щелочных комплексов связана также и с геодинамическими условиями формирования.

Глевасский Е.Б., Кривдик С.Г. Докембрийский карбонатитовый комплекс Приазовья / Киев: Наук. Думка, 1981.- 228 с.

КривдЁк С.Г., Дубина О.В. ТипохЁмЁзм мЁнералЁв лужно-ультраосновних комплексЁв Укра©нського щита як ЁндЁкатор глибинностЁ ©х формування // МЁн. журнал. √ Ки©в. √ ╧ 1. - 2005р. √ С.64-76.

Кривдик С.Г., Луговая И.П., Загнитко В.Н. Изотопный состав минералов в карбонатитах Черниговского массива как индикатор условий их кристализации // Мин. журн. - 1997. - ╧7. - С. 28-42.

Кривдик С.Г., Ткачук В.И. Петрология щелочных пород Украинского щита / Киев: Наук. думка, 1990. √ 408 с.

Thompson R.N., Fowler M.B. Subduction-related shoshonitic and ultrapotassic magmatism: a study of Siluro-Ordovician syenites from the Scottish Caledonides // Contributions to Mineralogy and Petrology √ 1986. - 94, ╧4. √ Р. 507-522.

зеркало на сайте "Все о геологии"