ПЕТРОЛОГИЯ, 2010, том 18, № 4, с. 340-368
УДК 552.43(470.21)
ЧАРНОКИТИЗАЦИЯ И ЭНДЕРБИТИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ ГРАНУЛИТОВ ЛАПЛАНДСКОГО ГРАНУЛИТОВОГО ПОЯСА (ЮЖНАЯ ЧАСТЬ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА, РАЙОН ПОРЬЕЙ ГУБЫ): I. ПЕТРОЛОГИЯ И ГЕОТЕРМОБАРОМЕТРИЯ © 2010 г. С. П. Кориковский*, Л. Я. Аранович*
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН Старомонетный пер., 35, Москва, 119017, Россия; е-таП: korik@igem.ru, lyaranov@igem.ru
Поступила в редакцию 25.02.2010 г.
В юго-восточной части Лапландского гранулитового пояса изучены процессы чарнокитизации основных Орх-Срх-ОН-ИЬ1-Б^Р1 ± Qtz гранулитов и ИЫ-Орх-Б1 горнблендитов. Эволюция валовых составов и параге-незисов отражает воздействие на них №-К-81-Н20-С02-С1 рассолов извне, производящих ощелачивание и дебазификацию гранулитов с привносом №, К и и выносом М§, Бе и Са до начала чарнокитового плавления, которое начинается в гранулитах только в максимально дебазифицированных доменах. При щелочном метасоматозе пироксены замещаются вторичными НЬ1 и Б с высоким содержанием Т1, аналогичным в НЬ1 и Б из неизмененных гранулитов. Это доказывает, что предчарнокитовая амфиболизация и биотитиза-ция вызваны не падением температуры, а воздействим №-К-содержащих флюидов на пике метаморфизма. Метасоматически измененные гранулиты, превращенные в лейкократовые фрагментированные амфибо-литовые скиалиты, постепенно резорбируются и растворяются в чарнокитоидном расплаве, валовый состав которого соответствует низкощелочным гранитам и тоналитам. Следовательно, контаминация не происходит; и избыточные по отношению к эвтектике содержания Mg, Бе и Са выносятся из реакционной зоны. Вариационные диаграммы показывают постепенную трансформацию валового состава гранулитов в сторону чарнокитоидов. Однако в некоторых случаях на контакте гранулит—чарнокитоид наблюдается образование меланократовых ИЬ1-ОН-Орх-Срх-Р1 оторочек, валовый состав которых более богат М§, Бе и Са, чем окружающие гранулиты. Причина этого — спорадическое переотложение М§, Бе и Са, выносимых при чарнокитизации и переотлагающихся прямо в реакционной зоне. Кроме этого, в окружающих чарноки-товые жилы породах нередко обнаруживаются автономные меланократовые ОН-Орх-Срх-ИЫ ± Mag ± 11т ± ± Бор ± Р1 ± Qtz жилы, по парагенезисам и валовому составу сходные с меланократовыми оторочками вокруг чарнокитоидов. Они сформировались в результате транспортировки М§, Бе и Са на большие расстояния за пределы зон чарнокитизации. Данные Т^^-термобарометрии показывают, что явления предчар-нокитового щелочного метасоматоза и дебазификации (амфиболизация, биотитизация, фельдшпатиза-ция), анатектическое формирование чарнокитоидной мигмы или магмы, образование меланократовых базификатных оторочек вокруг чарнокитоидов и автономных меланократовых жил происходили на пике высокобарического гранулитового метаморфизма и имеют одинаковые параметры процессов — Т ~ 800°С и Р 9—9.5 кбар. Расчет составов чарнокитообразующих флюидов показал, что они являются гомогенными рассолами со средним составом: ХН 0 — 0.45, ХС0 — 0.10, ^аС1 — 0.30, ХКС1 — 0.15.
Чарнокитизация и эндербитизация являются специфическими проявлениями гранитизации в условиях гранулитовой фации. Гранитизация, по модели Д.С. Коржинского (1952, 1955, 1976), — это неизохимический анатексис в открытой системе с участием кремне-щелочных флюидов внешнего происхождения, вызывающих нарастающее мета-соматическое ощелачивание и дебазификацию пород до начала их плавления. Эта концепция отличается от модели изохимического анатексиса в закрытой системе, согласно которой плавление вызывается только ростом температуры и приводит лишь к простому расслоению пород на лейко-сому и меланосому. Очевидно, что по этой модели,
после выплавления лейкократового материала и его подъема в верхние части коры в виде гранитной магмы, общий состав оставшегося метаморфического протолита должен становиться более меланократо-вым, а его магнезиальность — возрастать. Иными словами, метаморфические толщи должны были бы постепенно превращаться в мегарестит с уменьшением объема. Однако в природных комплексах наблюдается обратная картина — суммарный геохимический тренд эволюции древних щитов всегда направлен в сторону не меланократизации (реститизации), а их лейкократизации, а именно разрастания гнейсогра-нитных куполов путем замещения ими всех типов ме-
таморфических пород, включая основные кристал-лосланцы.
Анатектическая модель в своем классическом виде (Мекпей, 1968) не может объяснить, почему частичное плавление метабазитов сопровождается их предварительным метасоматическим ощелачиванием и дебазификацией (теневые мигматиты) и почему реликты метабазитов в мигматитах превращаются не в меланократовые реститы, а в обогащенные К, На и 81 скиалиты с признаками нарастающего растворения в анатектоидном эндербит-чар-нокитовом расплаве.
ПРОЦЕССЫ ЧАРНОКИТИЗАЦИИ И ЭНДЕРБИТИЗАЦИИ ОСНОВНЫХ ГРАНУЛИТОВ В ПРЕДЕЛАХ ЛАПЛАНДСКОГО ГРАНУЛИТОВОГО ПОЯСА
Изучение процесса чарнокитизации основных гранулитов в юго-восточной части Лапландского пояса, относящихся, по определению С.А. Бушми-на и др. (2009а), к Порьегубскому покрову (район Порьей губы) показало, что особенности преобразования метабазитов объяснимы только в рамках модели гранитизации, а не закрытого анатексиса. При этом удалось выявить дополнительные особенности процесса чарнокитизации и эндербити-зации, до сих пор малоизвестные либо недостаточно изученные.
Основные гранулиты
Чарнокит-эндербитовые мигматиты и гранито-гнейсы возникают за счет массивных, гомогенных, сравнительно мелкозернистых 0px-Cpx-Grt-HЫl-Bt-1
Pl ± Qtz гранулитов с равновесной гранобластовой структурой (рис. 1) и слабо выраженной линейной ориентировкой метаморфических минералов. Содержание 8Ю2 в бескварцевых гранулитах — 44.2— 48.5 мас. %, в кварцсодержащих — 48.7—51.0 мас. %.
Петрохимически основные гранулиты отвечают мезократовым оливиновым или двупироксеновым
1 Аббревиатура минералов по (Кге1х, 1983), с некоторыми добавлениями: Ab — альбит, Ac — акмит, лп — анортит, лп7, — андезин, Aug — авгит, Bt — биотит, — битовнит, Са-Ре(ГТ)-75 — железистый (титанистый) чермакит, Са- Ts — Са-чермакит, Срх — клинопироксен, Ес1 — эденит, Еп — энстатит, Fs — ферросилит, ¥зр — полевой шпат, Grt — гранат, НЫ1 — роговая обманка, Hst — гастингсит, Лт — ильменит, М — жадеит, — калишпат, ЬЫг — лабрадор, Mag — магнетит, Ме — мейонит, 01 — оливин, О^ — олигоклаз, Орх — ортопироксен, Ог — ортоклаз, Р1 — плагиоклаз, Р^ — паргасит, Рх — пироксен, Ш — рутил, Qtz — кварц, Бср — скаполит, Ts — чермакит, Цо1 — волластонит. Н — флюид, Liq — расплав, Хе — общая железистость ^еобщ/^еобщ + М;)), Хсо — мольная доля углекислоты, Хн 0 — мольная доля воды, ХКс1 — мольная доля КС1, ХнС — мольная доля №С1 во флюиде, ан о — активность воды, аа — активность хлора.
Рис. 1. Равновесная гранобластовая структура двупи-роксен-гранат-амфибол-биотит-плагиоклаз-кварце-вого гранулита (это и остальные фото шлифов сделаны в отраженных электронах).
габброноритам повышенной железистости (А clasifi-cation., 1989): валовое отношение Реобш/(Реобщ + Mg) в них колеблется в интервале 0.57—0.62 (табл. 1). Реликты магматических породообразующих минералов и структур в основных гранулитах полностью стерты; лишь кристаллы акцессорного циркона сохраняют магматическую морфологию, подтверждаемую присутствием в них расплавных включений. Это в совокупности с петрохимическими характеристиками и массивной текстурой гранулитов доказывает, что их протолитом были габброиды или базальтоиды. Магматический возраст цирконов из гранулитизированных базитов — 2315 ± 23 млн. лет (U-Pb метод (Котов и др., 2010)), что определяет время кристаллизации основного расплава. Эта датировка дополняет имеющиеся данные о раннепро-терозойском возрасте (2433—2462 млн. лет) базитов в юго-восточной части Лапландского пояса—Кол-вицкого габброанортозитового массива и габбро-диоритов мыса Кочинного (Митрофанов и др., 1993; Фриш и др., 1995; Богданова и др., 1996). Все эти базиты вместе с вмещающими их породами затронуты высокобарическим гранулитовым метаморфизмом, возраст которого по цирконам дает однообразные свекофеннские значения ~1.9 млн. лет (Бибикова и др., 1993; Фриш и др., 1995; Богданова и др., 1996; Бушмин и др., 2009а, б).
Анализы минералов из Opx-Cpx-Grt-Hbl-Bt-Pl ± ± Qtz гранулитов и всех остальных типов пород были сделаны на сканирующем электронном микроскопе JSM-6480 c ЭДС-спектрометром INCA-350 на кафедре петрологии МГУ. Составы пироксенов пересчитывались на формулы и миналы по (Caw-thorn, Collerson, 1974) в соответствии с классификацией (Morimoto et al., 1988), а роговых обма-
Таблица1. Составы первичных, не затронутых метасоматозом, бесполевошпатовых горнблендитов, основных гранулитов, анатектоидныхчарнокитовиэндер- £ битов 10
Компоненты НЫ-Орх ± Срх ± Bt горнблендиты Opx-Cpx-Grt-Hbl ± Bt-Pl ± Qtz гранулиты Opx-Hbl± Bt-Kfs-Pl-Qtz чарнокиты и эндербиты
233-81* 233-79 233-5 233-88 2306 233-34а 233-72а 233-112 253 248 233-586 233-346
Si02 49.38 48.07 47.79 48.00 50.62 47.18 45.40 48.51 70.45 67.95 73.34 71.76
тю2 0.91 1.16 1.16 1.01 1.66 2.23 2.44 1.86 0.48 0.49 0.26 0.31
AI2O3 4.76 5.84 6.61 5.64 13.00 13.21 12.82 13.55 13.47 14.15 13.80 14.97
Fe203 3.31 3.44 3.03 2.99 1.02 2.91 2.49 1.79 0.74 0.34 0.54 0.33
FeO 12.28 11.40 10.52 12.53 12.77 12.98 14.87 12.68 2.76 4.48 1.45 1.90
MnO 0.27 0.21 0.20 0.24 0.21 0.25 0.27 0.23 0.05 0.07 0.03 0.03
MgO 14.84 17.64 18.15 19.96 5.88 5.51 5.87 5.23 1.32 2.14 0.64 0.86
CaO 10.31 7.04 5.83 4.71 9.54 9.89 10.38 10.94 2.65 3.30 4.12 4.21
Na20 1.04 1.01 0.93 0.82 2.21 2.76 1.92 2.88 3.07 3.77 4.05 4.00
к2о 0.59 1.55 2.25 1.70 0.82 0.75 1.18 0.25 3.26 1.77 0.75 0.89
p2o5 0.01 0.10 0.10 0.16 0.19 0.19 0.20 0.16 0.08 0.11 0.03 0.07
CI 0.02 0.02 0.01 0.02 0.02 0.08 0.13 0.11 0.01 0.02 0.04 0.03
П.п.п. 1.94 1.98 1.79 1.62 1.76 1.66 1.65 1.51 1.33 1.16 0.80 0.44
Сумма 99.66 99.47 99.43 99.45 99.76 99.74 99.74 99.77 99.70 99.77 99.85 99.80
Cr 796 941 883 899 126 74 78 98 72 105 22 46
V 165 161 143 143 237 427 405 363
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.