ГЕОХИМИЯ, 2007, № 10, с. 1070-1084
МЕТАМОРФИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ПАРАГЕНЕЗИСОВ РАССЛОЕННОГО ГОРИЗОНТА И ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ПАНСКОГО МАССИВА (КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ)
© 2007 г. 3. М. Волошина, В. К. Каржавин, А. В. Базай
Геологический институт КНЦ РАН 184209, Апатиты Мурманской обл., ул. Ферсмана, 14 voloshina@geoksc.apatity.ru Поступила в редакцию 10.04.2006 г.
Характеризуются минеральные парагенезисы и особенности химического состава минералов из пород восточной части Панского массива (Кольский полуостров). Рассмотрены процессы амфиболи-зации пород массива, связанные с метаморфизмом. Установлено четыре генерации амфиболов, которые являются хорошими реперами метаморфических фаций. Изучение амфиболов выявило широкие вариации их состава. Оценка Р-Т условий образования амфиболов показала, что прогрессивный этап наложенных метаморфических преобразований пород протекал в диапазоне роста температур от 382 до 473°С и давления от 1.7 до 4.3 кбар. Регрессивный этап метаморфизма (биотитизация, хлоритизация, окварцевание, карбонатизация) происходил при температурах порядка 370°С и давлении порядка 1 кбар. Флюидный режим метаморфического преобразования пород также контролировался температурными условиями: на начальной стадии он имел окислительный характер, а по мере снижения температуры менялся на восстановительный.
Массив Панских тундр является составной частью единого Федорово-Панского расслоенного интрузива, расположенного в центральной части Кольского полуострова, в зоне сочленения верхнеархейского Центрально-Кольского блока с Иманд-ра-Варзугской зоной карелид и относящегося к нижнепротерозойской перидотит-пироксенит-габбро-норитовой формации [1, 2]. Панский интрузив состоит из двух крупных самостоятельных блоков: Западно-Панского протяженностью 25 км и Восточно-Панского протяженностью 55 км, - которые отличаются размерами, геологическим строением, составом пород и интенсивностью метаморфических преобразований. Главным объектом настоящей работы является крайнее восточное окончание Восточно-Панского блока, приуроченное к контакту щелочных гранитов Белых тундр (на севере) и ран-непротерозойских вулканогенно-осадочных пород Имандра-Варзугской зоны (на юге).
В разрезе Восточно-Панского блока наиболее распространенными породами являются габбро и лейкогаббро, которые слагают 50-60% его объема и тяготеют к верхней части массива. Оставшаяся часть разреза (около 35 об. %) сложена габбронори-тами, преимущественно концентрирующимися в нижней его части, и различными оливинсодержа-щими породами (около 5 об. %). В незначительном количестве здесь также развиты пироксениты, но-риты, анортозиты и пегматоидные габброиды [ 3]. В зоне выклинивания Восточно-Панского блока
мощность габброноритовой и габбровой зон сильно сокращена. Характерно чередование относительно более расслоенных габбро и более монотонных в структурном плане габброноритов. В маломощном расслоенном рудоносном горизонте (РГ), кроме более или менее интенсивно метаморфизованных габброноритов и габбро, встречаются метанориты, ме-таанортозиты и оливиновые метагаббронориты.
Целью настоящей работы является петрологическая характеристика пород и анализ эволюции метаморфических процессов на участках "Предгорный" и "Кукша", расположенных в зоне выклинивания Восточно-Панского блока. Для этого проведены детальные исследования петрографии пород, проведен микрозондовый анализ состава породообразующих и акцессорных минералов, установлена последовательность и Р-Т условия их образования. Выявлены характер и роль метаморфических процессов (включая постмагматические) в формировании минеральных парагенезисов расслоенного горизонта и безрудных пород (БП). Установлено, что по мере развития процессов метаморфизма происходит последовательное изменение минерального состава породы и флюидного режима составляющей. Для исследования были выбраны следующие образцы: 1-3 из РГ участка "Предгорный"; 4-7 из РГ участка "Кукша"; 9 и 10 из БП массива в зоне их контакта с Имандра-Варзугским комплексом. Химический состав минералов определен с помощью рентгеноспектрального микроанализа-
Таблица 1. Микрозондовые анализы (мае. %) минералов из амфиболизированного метагаббронорита расслоенного горизонта (обр. 1), участок "Предгорный"
Компоненты Р1 Орх Срх Сит Атр-1 Атр-2 Атр-31 Атр-3 Бг Мз
кайма
&о2 47.97 52.24 50.88 56.40 55.58 50.99 42.88 45.49 32.83 48.91
ТЮ2 - 0.05 0.13 0.14 0.03 0.43 0.05 0.05 2.29 0.02
А1203 31.60 0.53 2.31 0.60 2.60 3.71 16.25 14.32 14.71 36.05
FeO 0.20 24.60 8.51 16.92 9.96 15.06 13.00 17.85 16.46 0.98
МпО - 0.34 0.16 0.53 0.34 0.22 0.19 0.27 0.05 0.00
MgO - 21.53 13.05 21.68 18.18 13.66 10.44 8.06 11.36 0.69
СаО 16.88 1.02 21.60 0.44 11.70 12.84 13.05 12.66 0.25 0.37
Na2O 2.70 0.10 2.69 0.06 0.29 0.37 1.60 1.18 0.25 0.59
К2О 0.03 0.00 0.02 0.05 0.04 0.28 0.38 0.40 7.98 4.43
Сг - 0.00 0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Ni - 0.13 0.16 0.14 0.09 0.19 0.06 0.08 1.54 0.00
V - 0.00 0.00 0.00 0.00 0.05 0.00 0.00 0.71 0.00
Сумма 99.39 100.54 100.27 96.96 98.83 97.82 97.89 100.34 86.88 92.04
Кристаллохимические коэффициенты
Si 2.22 1.95 1.87 8.02 7.73 7.48 6.28 6.60 2.74 3.18
А11У 1.73 0.02 0.10 - 0.27 0.52 1.72 1.40 1.44 2.76
Ti 0.00 0.00 0.00 0.02 0.00 0.05 0.01 0.01 0.14 0.00
А11У 0.00 0.00 0.00 0.10 0.16 0.12 1.09 0.85 0.00 0.00
Fe 0.01 0.77 0.26 2.01 1.16 1.85 1.59 2.17 1.15 0.05
Мп 0.00 0.00 0.01 0.06 0.04 0.03 0.02 0.03 0.00 0.00
Mg 0.00 1.20 0.72 4.60 3.79 2.99 1.28 1.74 1.41 0.07
Са 0.84 0.04 0.85 0.07 1.75 2.02 2.05 1.97 0.02 0.03
№ 0.24 0.01 0.19 0.02 0.08 0.11 0.05 0.33 0.04 0.08
К 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.05 0.10 0.07 0.85 0.43
- 39 27 30 23 38 41 55 45 42
Ап, % 77 - - - - - - - - -
Примечание. Здесь и в тексте приняты следующие сокращения: АЬ - альбит, Аег - актинолит, Ап - анортит, Апп - аннит, Bt -биотит, Сер - халькопирит, СМ - хлорит, Срх - клинопироксен, Схо - клиноцоизит, В1 - диопсид, Еп - энстатит, Ер - эпидот, Fac - ферроактинолит, Fs - ферросилит, НЫ - горнблендит, Hd - геденбергит, Mgt - магнетит, Му - мусковит, Орх - ортопи-роксен, РМ - флогопит, Р1 - плагиоклаз, Рп - пентландит, Ро - пирротин, Ру - пирит, ¡2гх - кварц, Зег - серицит, Зозз - соссю-рит, Ts - чермакит, VI - виоларит, Wo - волластанит [5].
Цифры возле символов плагиоклаза (Р1апп) означают основность, возле остальных минералов (Орхуз9)-общую железис-тость, возле амфибола (Амр-1, 2, 31, 3)-генерацию. Прочерк означает отсутствие данных. Все железо определено в виде FеO. Кристаллохимические формулы амфиболов рассчитаны на 23, биотитов, мусковита на 11, пироксенов на 6, плагиоклазов на 8 атомов кислорода.
тора М8-46 "Сатеса". Растровые фотографии в отраженных электронах получены на сканирующем электронном микроскопе ЬБО-1450.
МИНЕРАЛЬНЫЕ АССОЦИАЦИИ РАССЛОЕННОГО ГОРИЗОНТА И БЕЗРУДНЫХ ПОРОД
Для пород участка "Предгорный" характерным является значительная степень метаморфических преобразований. Это проявляется в развитии процессов амфиболизации, биотитизации, эпидотиза-ции и окварцевания. В отдельных образцах присут-
ствуют реликты магматических и автометаморфических минералов различной степени сохранности.
1. Амфиболизированный габбронорит (обр. 1, табл. 1) имеет следующий минеральный состав: Р1Лп11-Еп]з9-01д1-Ситт-Атр-1рз-Ашр-2^з8-
Лтр-31/41 -Лтр-3у 55-Btf33-Ms-Czo-Ep-Qtz-Mgt-Py-
Ро-Сер-(Рп-¥1)*. Порода крупнозернистая, массивная, панидиоморфнозернистой структуры, ам-фиболизированная и слабо окварцованная. В качестве первично-магматических минералов выступа-
* Принятые сокращения см. Таблица <1 с использованием [4, 5].
/
Amp-31
пЕО - .
IT ^M.J^ik ,» V,. 4
. 1
в?
к иН , , I J ■
Mi
, r % ! :
Ь L
v-v'v^:
Ii
T * .
ifH I. ■
Hü
r.
\ /
\ " я -
20
|im
■ > S r,
1 ¡t-Tv
¡y J ■ : Ъ - [ .
0PX
V .'.У? —' "
Cum
Cpx
200 | m
Рис. 1. Фрагмент биотит-мусковитовой (Bt-Ms) каймы вокруг зерна (Pl) плагиоклаза (обр.1).
Рис. 2. Форма выделения плагиоклаза и общий вид замещения (Оpx, Cpx) пироксенов (обр. 1).
Рис. 3. Замещение (Opx) ортопироксена (Cum) кум- Рис. 4. Реликт зерна клинопироксена окружен кай-
мингтонитом (обр. 1). мой, состоящей из (Amp-1, 2, 31) амфиболов (обр.1).
ют плагиоклаз, орто- и клинопироксен. Вторичные минералы представлены различными амфиболами, слюдами, минералами ряда клиноцоизит-эпидот. Из рудных минералов присутствуют магнетит, пирит, пирротин,халькопирит,пентландит и виоларит.
Плагиоклаз представлен битовнитом (табл. 1), который образует крупные, как правило, округлые незональные зерна. На границе последних с зернами амфибола присутствуют каймы из разноориен-тированных лейст доминирующего биотита и мусковита (рис. 1). Пироксены - энстатит (Wo2En60Fs38) и диопсид (Wo47En40Fs13) - сохраняются в виде небольших реликтов в массе амфиболов
(рис. 2), причем ортопироксен замещен куммингто-нитом (Opx -— Cum - рис. 3), а клинопироксен - ак-тинолитом и роговой обманкой (Cpx — Amp-1 -«— -— Amp-2 -— Amp-31 -«— Amp-3 - рис. 4). Замещение ортопироксена куммингтонитом происходит по трещинкам и по периферии зерен, вплоть до формирования полных псевдоморфоз. Агрегат кум-мингтонита переполнен мелкими интерстициаль-ными включениями рудных минералов. Замещение клинопироксена также происходит по трещинкам и по периферии зерен - сначала слабоокрашенным актинолитом Amp-1 и светло-зеленой магнезиальной роговой обманкой Amp-2, а затем голубовато-зеленой роговой обманкой Amp-31, развивающейся
в виде внешних зон таких кристаллов. Иногда отдельные зерна клинопироксена псевдоморфно замещены актинолитом Amp-1 с каймой зеленой роговой обманки Amp-3 (рис. 5).
Амфиболы являются наиболее чуткими индикаторами условий минералообразования и метаморфизма в рассматриваемых породах. По химическому составу, оптическим свойствам и особенностям взаимоотношений с ассоциирующими минералами различаются четыре последовательные генерации амфиболов (Amp-1-Amp-2-Amp-31-Amp-3).
Все изученные амфиболы по официальной классификации ММА [5] относятся к Са-амфибо-лам: 1 - актинолит, 2 и 3 - магнезиальная роговая обманка, 31- чермакит
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.