научная статья по теме ФОРМИРОВАНИЕ КОРОНАРНЫХ СТРУКТУР ВОКРУГ ОЛИВИНА В АНОРТОЗИТАХ КОРОСТЕНЬСКОГО ПЛУТОНА, УКРАИНСКИЙ ЩИТ: МИНЕРАЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ, ФЛЮИДНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ Геология

Текст научной статьи на тему «ФОРМИРОВАНИЕ КОРОНАРНЫХ СТРУКТУР ВОКРУГ ОЛИВИНА В АНОРТОЗИТАХ КОРОСТЕНЬСКОГО ПЛУТОНА, УКРАИНСКИЙ ЩИТ: МИНЕРАЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ, ФЛЮИДНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ»

ПЕТРОЛОГИЯ, 2008, том 16, № 1, с. 92-109

УДК 552.1:552.3:548.4

ФОРМИРОВАНИЕ КОРОНАРНЫХ СТРУКТУР ВОКРУГ ОЛИВИНА В АНОРТОЗИТАХ КОРОСТЕНЬСКОГО ПЛУТОНА, УКРАИНСКИЙ ЩИТ: МИНЕРАЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ, ФЛЮИДНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ

© 2008 г. А. А. Томиленко, С. В. Ковязин

Институт минералогии и петрографии СО РАН 630090 Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия; e-mail: tomilen@uiggm.nsc.ru Поступила в редакцию 10.10.2005 г.

Получена после доработки 10.03.2007 г.

Комплексное использование электронного и ионного микрозондовых анализов, КР-спектроскопии, сканирующего электронного микроскопа и крио- и термометрии позволило получить новые данные о составах минералов из коронарных структур вокруг оливина и кристаллофлюидных включениях в оливине из анортозитов Коростеньского плутона (карьер Головино), Украинский щит. Коронарные структуры образуются вокруг зерен оливина на контакте с плагиоклазом и состоят из внутренней ортопироксеновой каймы вокруг оливина и внешней - представленной симплектитом (срастанием ортопироксена, клинопироксена и ортоклаза с плагиоклазом). Симплектиты и ортопи-роксеновая кайма, вероятнее всего, развивались близко по времени или одновременно и росли от первоначального контакта первично-магматического оливина и плагиоклаза в разные стороны, замещая как оливин, так и плагиоклаз. Содержание глинозема и кальция в ортопироксене из симплек-тита возрастает по направлению к контакту с первично-магматическим плагиоклазом, и в том же направлении синхронно уменьшается содержание алюминия и кальция и увеличивается содержание натрия и калия в плагиоклазе из симплектита. Оптически видимые кристаллические и флюидная фазы кристаллофлюидных включений в оливине были идентифицированы как пироксены (ортопи-роксен и клинопироксен), актинолит, Ca- и Fe-, Mg-содержащие карбонаты и магнетит, а также практически чистая плотная СО2. Минеральные ассоциации коронарных структур в анортозитах Коростеньского массива возникли в результате автометасоматических процессов при высокой активности СО2, а локальные вариации составов минералов корон, по-видимому, находились в зависимости от содержания и состава межзернового флюида и исходных минералов. Формирование короны происходило в субсолидусных условиях при реакционном взаимодействии между оливином и плагиоклазом, которое осуществлялось под воздействием межзернового флюида с растворением оливина и плагиоклаза при T = 980-860°С и P > 5 кбар. Поскольку в изученных породах коронарные структуры были обнаружены не повсеместно, их образование, скорее всего, было прямо связано с количеством межзернового флюида.

Коронарные микроструктуры давно известны как в метаморфических, так и в изверженных породах. Многие исследователи придают им большое значение как возможным показателям P-T условий во время затвердевания и последующей метаморфической эволюции интрузии на глубинных уровнях континентальной литосферы (Griffin, 1971; Whitney, McLelland, 1973; Gardner, Robins, 1974; Johnson, Carlson, 1990; Сафонов, 1999; Лари-кова, 2000; Haas et al., 2002).

Коронарные структуры на границе оливина и плагиоклаза в большинстве случаев состоят из внутренней ортопироксеновой оболочки вокруг оливина, окаймленной клинопироксеном и (или) амфиболом и (или) клинопироксеном + шпинеле-вым симплектитом (Gardner, Robins, 1974; Johnson, Carlson, 1990; Ashworth et al., 1992; Ларикова,

2000; Haas et al., 2002). В некоторых случаях внешняя оболочка может состоять из граната или, реже, из биотита. Такие коронарные структуры типичны для средне- и высокобарических пород ам-фиболит-гранулитовых фаций метаморфизма (Gardner, Robins, 1974; Grant, 1988). Хорошо известны также примеры аналогичных коронарных структур в различных магматических породах (Reynolds, Frederickson, 1962; Frodesen, 1968; Joes-ten, 1986; Haas et al., 1993).

Одни авторы считают, что эти коронарные структуры имеют первичное магматическое происхождение (Joesten, 1986). При этом предполагается многостадийное формирование корон с изначальным их образованием на магматической стадии и последующим изменением на постмагматической стадии становления интрузивного

Таблица 1. Химический состав (мае. %) породообразующих минералов из анортозитов Коростеньского плутона по данным электронного микрозондового анализа

Ol Ol Opx-l Opx-I Cpx-I Cpx-I Pl-I

Компоненты центр край центр край центр край

1 2 3 4 5 6 7

SiÜ2 31.7 31.8 50.6 50.4 50.8 50.9 55.9

TiÜ2 0.0 0.0 0.2 0.2 0.45 0.7 0.0

AI2O3 0.0 0.0 0.64 0.63 1.4 1.7 27.6

FeÜ* 50.5 50.7 27.1 26.9 13.2 12.8 0.24

MnÜ 0.6 0.6 0.55 0.54 0.24 0.28 0.0

&2O3 0.0 0.0 0.01 0.03 0.02 0.02 0.0

MgÜ 16.5 16.2 17.8 17.7 12.2 11.7 0.0

CaÜ 0.0 0.0 2.6 2.5 20.8 21.0 10.0

Na2Ü 0.0 0.0 0.0 0.0 0.19 0.26 5.6

K2Ü 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.46

Сумма 99.3 99.3 99.5 98.9 99.3 99.1 99.8

Кристаллохимические формулы**

Si 0.970 0.974 1.947 1.951 1.937 1.942 2.522

Ti 0.000 0.000 0.006 0.006 0.013 0.020 0.000

Al 0.000 0.000 0.029 0.029 0.063 0.076 1.468

Fe 1.292 1.298 0.872 0.871 0.421 0.408 0.008

Mn 0.016 0.016 0.018 0.018 0.008 0.009 0.000

Cr 0.00 0.000 0.000 0.001 0.001 0.001 0.000

Mg 0.752 0.739 1.021 1.021 0.693 0.665 0.000

Ca 0.000 0.000 0.107 0.104 0.850 0.859 0.483

Na 0.000 0.000 0.000 0.000 0.014 0.019 0.490

K 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.026

Сумма 3.030 3.026 4.000 4.000 4.000 4.000 4.998

Mg# 0.37 0.36 0.54 0.54 0.62 0.62

Ab, % 49.0

An, % 48.4

Or, % 2.6

Примечание. * - все железо в виде БеО. ** - в анал. 1, 2 пересчет на количества ионов производился на основе 4 (О), в анал. 3-6 - на основе 6 (О), в анал. 7 - на основе 8 (О).

массива. В последние годы гипотеза о магматическом происхождении коронарных структур на границе оливина и плагиоклаза в процессе магматической кристаллизации анортозитов при активном участии интерстициальных остаточных расплавов получила новое развитие в работе (Haas et al., 2002).

Другие исследователи полагают, что формирование корон происходит в результате субсоли-

дусных реакций на постмагматическом этапе в течение медленного остывания массивов (Whitney, McLelland, 1973; Gardner, Robins, 1974; Montgomery, Ashworth, 1983; Grant, 1988). Этот механизм предполагает одностадийное происхождение коронарных структур (Grant, 1988; Ashworth et al., 1992 и др.), т.е. одновременное образование отдельных слоев короны. В то же время существуют представления об образовании коронарных структур в процессе метаморфизма массивов

Рис. 1. Минеральный состав и структура короны на границе между оливином (01) и плагиоклазом (Р1-1) в анортозитах Коростеньского плутона.

0рх-И - ортопироксеновая кайма вокруг оливина; 0рх-П1 - ортопироксен из симплектита; Срх-П - клинопироксен из симплектита; Kfs - ортоклаз из симплектита; Р1-И - плагиоклаз из симплектита. Фотография в отраженных электронах.

Kfs

Pl-I

III

Pl-II

A-

"Ax

Kfs

Opx-II

Pl-II

Opx-III

Ol

Opx-I

\

Cpx-II

Kfs

100 MKM

i_i

(Johnson, Carlson, 1990; Indares, Rivers, 1995; Spear, Markussen, 1997 и др.). Некоторые исследователи (Frodesen, 1968) считают, что короны могут иметь комбинированное магматическо-метаморфиче-ское происхождение, а другие (Reynolds, Freder-ickson, 1962) связывают рост корон с последующим поступлением растворов, содержащих кремний.

В настоящей статье рассматриваются строение и минеральный состав коронарных структур на контакте оливина и плагиоклаза, а также флюидные включения в минералах из анортозитов Коростеньского плутона (карьер Головин о), Украинский щит, и возможный механизм и P-T условия их формирования.

Коростеньский плутон расположен в северной части Украинского кристаллического щита и представляет собой сложный магматический комплекс, сложенный анортозитами и гранита-ми-рапакиви (Бухарев и др., 1973). Возраст анортозитов Коростеньского плутона примерно 1800 млн. лет, а возраст ассоциирующих с ними гранитов-рапакиви колеблется в пределах 1800— 1600 млн. лет (Богатиков, 1979). Вмещающими

породами для анортозитов и гранитов-рапакиви Коростеньского плутона служат более древние, чем анортозиты, архейские-раннепротерозой-ские гнейсы, кристаллические сланцы, амфиболиты, кварциты и мраморы, метаморфизованные в условиях амфиболитовой, а местами до грану-литовой фации (Мошкин, Дагелайская, 1974). Согласно (Бухарев и др., 1973; Мошкин, Дагелайская, 1974) анортозиты прорывают вмещающие метаморфические породы, имеют с ними интрузивные контакты и содержат ксенолиты вмещающих метаморфических пород. Контактовый метаморфизм проявлен слабо.

Не останавливаясь подробно на проблеме генезиса рассматриваемых анортозитов, отметим, что мы принимаем предположение об их магматическом происхождении, высказанное большинством исследователей (Богатиков, 1979).

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Химический состав минералов коронарных структур и кристаллических фаз кристаллофлю-идных включений был определен с помощью элек-

Таблица 2. Химический состав (мас. %) породообразующих минералов и минералов коронарной структуры вокруг оливина из анортозитов Коростеньского плутона по данным электронного микрозондового анализа

Компоненты Ol Opx-II Cpx-II Opx-II Kfs Pl-II Pl-I**

M K C C C C M

SiO2 31.7 50.9 51.2 50.5 62.2 45.0 55.9

TiO2 0.0 0.05 0.16 0.04 0.06 0.0 0.0

A12O3 0.0 0.52 2.4 5.3 19.7 34.8 27.6

FeO* 50.5 29.0 12.7 27.1 0.21 0.6 0.24

MnO 0.6 0.54 0.24 0.54 0.0 0.0 0.0

&2O3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

MgO 16.5 17.9 11.7 13.7 0.0 0.0 0.0

CaO 0.0 0.69 20.7 3.1 2.1 18.0 10.0

Na2O 0.0 0.0 0.27 0.42 0.53 1.1 5.6

K2O 0.0 0.0 0.03 0.0 14.7 0.0 0.46

Сумма 99.3 99.6 99.4 100.7 99.5 99.5 99.8

Кристаллохимические формулы

Si 0.970 1.964 1.948 1.934 2.898 2.086 2.522

Ti 0.000 0.001 0.005 0.001 0.002 0.000 0.000

A1 0.000 0.024 0.108 0.239 1.082 1.902 1.468

Fe 1.292 0.936 0.404 0.868 0.007 0.021 0.008

Mn 0.016 0.018 0.008 0.018 0.000 0.000 0.000

Cr 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Mg 0.752 1.029 0.664 0.782 0.000 0.000 0.000

Ca 0.000 0.029 0.844 0.127 0.105 0.894 0.483

Na 0.000 0.000 0.020 0.031 0.048 0.099 0.490

K 0.000 0.000 0.000 0.000 0.874 0.000 0.026

Сумма 3.030 4.000 4.000 4.00 5.016 5

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.

Показать целиком