ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2007, том 415, № 4, с. 539-543
= ГЕОХИМИЯ
УДК 553.0651
МЕТАСОМАТИЧЕСКИЕ ГРАНАТ-КЛИНОПИРОКСЕН-ОРТОПИРОКСЕН-РОГОВООБМАНКОВЫЕ ЖИЛЫ В МЕТААНОРТОЗИТАХ КОЛВИЦКОГО МАССИВА, КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ: МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ И СВЯЗЬ С СИНГРАНУЛИТОВОЙ ГРАНИТИЗАЦИЕЙ
© 2007 г. Л. И. Ходоревская, член-корреспондент РАН С. П. Кориковский
Поступило 12.03.2007 г.
Одна из наименее изученных проблем в петрологии гнейсо-гранитных и мигматитовых комплексов - формы и масштабы перемещения и переотложения значительных количеств Mg, Fe и Са, выносимых при гранитизации и дебазифика-ции метаморфических пород, особенно основного состава [1]. Опыт изучения таких комплексов показал, что предполагавшееся на основе идеализированных моделей возникновение сплошного фронта базификации впереди зон гранитизации [2] не наблюдается. Поэтому вывод Д.С. Коржин-ского [1], подтвержденный всеми последующими исследованиями, о том, что большая часть выносимых при гранитизации Mg, Fe и Са чаще всего рассеивается далеко за пределами ореолов ана-тектической гранитизации, остается в силе.
Тем не менее на периферии гранитизирован-ных участков нередко фиксируются спорадические проявления Fe-Mg-Са-метасоматоза в виде меланократовых Grt-Cpx-Opx-Hbl-, Hbl-Cpx-Pl-
Bt-, Hbl-Grt-Pl-, Cpx-Grt-Pl-Mag-* и других послойных или секущих жил [3-8]. Как правило, минеральные ассоциации и РГ-параметры образования подобных метасоматитов совпадают с таковыми для вмещающих гнейсо-гранитных и метаморфических комплексов; но масштабы проявления Fe-Mg-Са-метасоматоза несравнимы
* Alm - альмандин, An - анортит, Bt - биотит, Cpx - клино-пироксен, Fsp - полевой шпат, Grs - гроссуляр, Grt - гранат, Hbl - амфибол, Hem - гематит, Ilm - ильменит, Mag -магнетит, Opx - ортопироксен, Pl - плагиоклаз, Py - пироп, Qtz - кварц, Ttn - сфен.
Институт экспериментальной минералогии Российской Академии наук, Черноголовка Московской обл. Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук, Москва
с интенсивностью комплементарной гранитизации и дебазификации.
Рассматриваемые в настоящем сообщении гранат-пироксен-роговоообманковые метасома-тические жилы обнаружены внутри Колвицкого метаанортозитового массива, метаморфизован-ного и местами гранитизированного (чарнокити-зированного) в свекофеннском цикле в условиях высокобарической гранулитовой фации [9]. Ме-таанортозиты сохраняют крупно- или гиганто-зернистую структуру и первично-магматические минералы, представленные пижонитом, пижо-нит-авгитом и битовнитом (Ап83-85). За счет метаморфизма и высокотемпературного развальцева-ния анортозиты приобрели линейную текстуру, в которой линейность создается субпараллельной концентрацией новообразованного мелкозернистого матрикса из метаморфических минералов -орто- и клинопироксена без следов инвертиро-ванности, граната и магнезиальной роговой обманки.
Реликтовые, часто инвертированные магматические пижониты (Орх1) имеют очень низкую же-лезистость и довольно высокое содержание А1 (ХРе = 0.13-0.20, ХА1 = 0.33-0.44 ф.ед.). Они обычно дезинтегрированы и замещаются мелкими округлыми зернами более железистых и намного менее глиноземистых метаморфических ортопироксе-нов (Орх2) (ХРе = 0.23-0.24, ХА1 = 0.08-0.15 ф.ед.), что отражает разницу в температуре их кристаллизации.
Магматические пижонит-авгиты (Срх1) имеют величину ХРе = 0.15-0.20 и ХА1 = 0.40-0.28, содержание Jd 6.3-9.4% и нередко содержат тонкие ла-мелли ортопироксена. Они обнаруживают некоторую зональность, обусловленную, скорее всего, замещением с краев каймой неинвертированного метаморфического авгита (Срх2), сохраняющего ту же железистость, но при пониженной величине ХА1 = 0.2 и содержании Jd 3.6-4.5%. Магматические пироксены замещаются также агрегатом зе-
Рис. 1. Метасоматическая Grt-Cpx-Opx-Hbl-Mag-жи-
ла, секущая линейность метаанортозитов.
рен очень магнезиальной бледно-зеленой роговой обманки, тип которой меняется, по официальной классификации, от горнбленда до чермакит-парга-сита (K + Na)A + B = 0.2-0.6 ф.е.
Крупные зерна магматического битовнита дробятся и разъедаются более мелким агрегатом чуть менее кальциевого метаморфического Pl (An76).
По краям пижонитов и пижонит-авгитов в контакте с Pl нередко образуются цепочки зерен довольно магнезиального граната (коронарные структуры), которые иногда срастаются в более крупные самостоятельные зерна диаметром до 200 мкм. Такие гранаты зональны: от центра к краю происходит увеличение содержания Alm (27 ^ 34%) и уменьшение Py (52 ^ 47%), тогда как содержание Grs почти не меняется. Гранат и роговая обманка равновесны с метаморфическими пироксенами, представляя новую ассоциацию Opx2 + Cpx2 + Grt + Hbl. В целом метаморфическая трансформация анортозитов отображается реакцией типа Opx1 (или Орх-молекула пижонит-авгита) + An83 ± H2O ^ Grt + Cpx2 ± Hbl + An76.
Отсутствие в изученных породах кварца не позволяет использовать надежные Grt-Cpx-Pl-Qtz- и Grt-Hbl-Pl-Qtz-геобарометры для оценки давления. Температура метаморфизма габбро-анортозитов, определенная по Grt-Cpx-термо-метру [10] (центральная часть Grt + Срх2) колеблется в интервале 800-880°C. Сходные температуры получены с помощью Grt-Opx-термометра [11]. Таким образом, температура пика гранулито-вого метаморфизма составляет примерно 860°C. Оценки, полученные с использованием краевых ретроградных частей Grt по тем же геотермометрам, а также по Grt-Hbl-термометру [12] для пары
Grt(край) + Hbl дают серию меняющихся значений вплоть до 650°C (ретроградная часть /Т-тренда).
Grt-Cpx-Opx-Hbl ± Mag бескварцевые жилы имеют ширину от 0.5 до 10-12 см, иногда с раздувами и шлирами в 20-25 см в диаметре. Их видимая протяженность до 20-30 м; по окончании жилы становятся тоньше и выклиниваются. Они имеют как послойные, так и секущие (в отношении линейности метаанортозитов) контакты (рис. 1), хорошо выделяясь своим темным цветом на фоне светло-серых метаанортозитов. Внешние контуры жил резкие, околожильные изменения в экзо-контакте не наблюдаются.
Парагенезисы этих жил и составы темноцветных минералов - граната, клинопироксена, орто-пироксена и роговой обманки - сходны с теми, что возникли при гранулитовом метаморфизме анортозитов. Практически идентичными оказались и температурные параметры их образования (см. ниже). Это доказывает, что жилы основного состава синметаморфические, и их формирование никак не связано с магматической или субсо-лидусной историей вмещающих анортозитов. Жилы имеют внутреннюю зональность, выражающуюся в чередовании полос различного состава, параллельных зальбандам. Иногда полосы симметричны относительно осевой части жилы, но чаще их чередование не подчиняется каким-то доминирующим закономерностям. К симметричным относятся жилы с осевой частью, сложенной агрегатом граната с магнетитом, окруженной с обеих сторон клинопироксен-амфибол-магнетито-вой зоной. В других - центральная часть представлена ортопироксеновым ядром с включениями мелкозернистого граната, сменяющимся сначала Cpx-Grt-, а в зальбанде - Grt-Hbl-зоной. Третий тип -Cpx-Hbl центральная часть, окаймленная Grt-Hbl-Pl-полосами; в составе тех и других много рудных Mag-Ilm-сростков. Часто встречаются жилы с беспорядочным чередованием параллельных полосок Grt-Opx-Pl-Mag-, Hbl ± Mag ± Pl-, Hbl-Bt-Cpx-, Cpx-Mag- и Cpx-Grt-Mag-состава. Возможны и другие сочетания.
Состав минералов в жилах колеблется в достаточно узких пределах и мало зависит от типа внутрижильной зональности. Взаимоотношения между Grt, Cpx, Hbl, Grt, Pl и Mag равновесные, однако в них часто наблюдаются очень тонкие вторичные реакционные Hbl- или Hbl-Pl-каемки между зернами Grt и Mag, а также тончайшие Hbl ± Bt ± Ttn-прожилки, иногда с кальцитом в ядре, круто секущие линейность жил и полоски Cpx-, Grt- и Mag-состава. Эти реакционные амфиболы отражают ретроградную перекристаллизацию самих жил на стадии их остывания. Сравнение однотипных минералов в метаанортозитах и жилах показывает в целом небольшие, но иногда заметные различия.
МЕТАСОМАТИЧЕСКИЕ ГРАНАТ-КЛИНОПИРОКСЕН-ОРТОПИРОКСЕН-...
541
Grs
Py
Alm
Рис. 2. Составы гранатов: 1 - из метаанортозитов, 2 -из Grt-Cpx-Opx-HЫ-Mag-жил. Стрелки указывают изменение составов гранатов от центра к краю.
Jd, 11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
%
0
X
Fe
Рис. 3. Железистость (ХРе) - содержание жадеитового минала в клинопироксенах (обозначения те же, что на рис. 2). Стрелки указывают изменение состава пи-роксенов от центра к краю.
Гранаты из Fe-Mg-Ca-жил в большинстве случаев являются более железистыми (20-30% Py), чем из метаанортозитов (40-53% Py), и содержат больше Grs - 20-30% против 15-22% в мета-анортозитовых гранатах (рис. 2). Как во вмещающих габбро-анортозитах, так и в жилах гранаты зональные: от центра к краю зерен происходит увеличение содержания Alm-минала на 3-5%. Все гранаты содержат мелкие включения клинопи-роксенов и амфиболов, позволяющие определить температуру, при которой происходило их образование.
Клинопироксены авгитового ряда из жил имеют довольно широкие колебания общей железистости - от 0.15 до 0.34, Fe3+ - 0.1 ф.ед., содержание Jd-молекулы в Срх в целом невелико (4-10.5 %) (рис. 3), лишь незначительно превышая эту величину в метаморфических авгитах из метаанортозитов (до 7.5 %). Жильные Срх слабо зональны: от центра к краям снижается содержание Jd при очень небольшом уменьшении железистости (рис. 3).
Ортопироксены из жил по железистости (XFe = 0.24-0.25) близки к метаморфическим орто-пироксенам из метаанортозитов; их глиноземи-стость почти идентична (XAl = 0.12).
Плагиоклазы из жил, развитые в интер-стициях между темноцветными минералами и иногда формирующие вместе с Grt и Срх тонкие полоски, имеют гораздо более кислый состав (3455% An), чем из метаанортозитов (75-83% An), что указывает на заметное содержание Na во флюидах, формирующих жилы.
Амфиболы в жилах, равновесные с клино- и ортопироксенами, гранатом и магнетитом (рис. 4), имеют в подавляющем большинстве более высо-
кую железистость (ХРе = 0.35-0.52), чем роговые обманки из метаанортозитов (ХРе = 0.1-0.3) (за исключением амфиб
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.