ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2011, том 53, № 3, с. 267-279
УДК 552.331:571.54
МИНЕРАЛОГИЯ МЕТАМОРФИЗОВАННЫХ КАРБОНАТИТОВОВ ПРОЯВЛЕНИЯ ВЕСЕЛОЕ (СЕВЕРНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ, РОССИЯ)
© 2011 г. Е. И. Ласточкин, Г. С. Рипп, А. Г. Дорошкевич
Геологический институт СО РАН 670047, Улан-Удэ, Сахьяновой, 6а Поступила в редакцию 12.08.2010 г.
На примере проявления Веселое рассмотрены процессы метаморфического изменения карбонати-тов. По имеющимся данным, возраст карбонатитов составляет 596 ± 3.5 млн. лет, а время метаморфических процессов оценивается в 550 ± 14 млн. лет. Породы на проявлении Веселое были мета-морфизованы в условиях зеленосланцевой фации (эпидот-мусковит-хлоритовая субфация) при повышенных давлениях. Термометрическое изучение газо-жидких включений в минералах показало, что температура метаморфического преобразования — 377—450°С, а давление по фенгитовому барометру — 6—8 кбар. Низкоградиентные параметры процессов метаморфизма карбонатитов обусловили частичную рекристаллизацию карбонатов и апатита, их очищение от элементов-примесей. С этим процессом связано изменение изотопного состава кислорода изученных минералов. Метаморфизм сопровождался образованием таких не характерных для карбонатитов минералов как тальк, фенгит, хлорит, кварц, тремолит-актинолит, антофиллит. Полученные данные показывают, что метаморфические процессы оказывают влияние на петрохимические, минеральные, изотопно-геохимические особенности и технологические свойства карбонатитов. Влияние метаморфических процессов необходимо учитывать при определении природы рудной минерализации и оценке перспективности карбонатитовых проявлений и качества руд.
ВВЕДЕНИЕ
Метаморфизм карбонатитов до сих пор слабо изучен. В некоторых опубликованных работах (Le Bas et al., 2002) предложены критерии, по которым возможна оценка протолита карбонатных пород — являлись ли они карбонатитами или известняками, превращенными в мрамора. К числу отличительных признаков относятся геохимические, прежде всего, уровень содержания в породах стронция и редкоземельных элементов (Le Bas et al., 2002).
В научной литературе описано сравнительно небольшое количество проявлений карбонатитов, которые испытали метаморфические преобразования после своего формирования. К числу таких проявлений относится Маунт Грейс (Британская Колумбия), где карбонатиты метаморфизованы на уровне амфиболитовой фации (Pell, Hoy, 1989). В пределах проявления тела силикатных пород были превращены в гнейсы, а карбонатиты перекристаллизованы до крупнозернистого агрегата. В Канаде (провинция Слэйв) описаны карбонатиты с возрастом 2.6 мрд. лет, также подвергшиеся процессам перекристаллизации (Villeneuve, Relf, 1998). Породы этого проявления метаморфизованы в условиях зе-леносланцевой и амфиболитовой фаций. В них, кроме перекристаллизации, зафиксированы также процессы очищения минералов от элементов-примесей, сопровождавшиеся появлением монацита в
Адрес для переписки: Г.С. Рипп. E-mail: ripp@gin.bscnet.ru
апатите. Известны метаморфизованные карбонатиты раннепротерозойского возраста в Бразилии (Antonini etal., 2003). Дискуссионность генезиса Сели-гдарского месторождения карбонатитов (Алданский щит) также отчасти связана с проявлением в нем метаморфических процессов. Вероятно, именно эти процессы обусловливают присутствие в кар-бонатитах тремолита, талька, появление метакри-стов апатита, очищение минералов от элементов-примесей и необычные изотопные составы кислорода и углерода (Смирнов, 1980).
Некоторые исследователи считают, что месторождение карбонатитов Баян-Обо образовано в результате метаморфизма известняков (Chao et al., 1997). В Антарктике дайки карбонатных пород с минералогическими и геохимическими признаками, подобными карбонатитам, также рассматриваются в качестве метаморфизованных известняков (Hall et al, 1995).
К числу работ, касающихся метаморфизма карбонатитов, относятся исследования А.Г. Жабина (1971). Он указал на основные изменения карбона-титов и отметил, что в Гулинском массиве главным следствием, сопровождающим метаморфизм, была перекристаллизация карбонатной матрицы, подобная образованию мраморов за счет известняков и доломитов.
Метаморфизм карбонатитов, как и любой карбонатной породы, приводит к изменению структуры и текстуры породы, преобразованию первичных
и появлению новых минеральных видов, изменению химических составов и некоторых изотопных характеристик как минералов, так и пород. При этом специфический химический и минеральный состав карбонатитов (высокие концентрации Р, 8г, Ва, N5, РЗЭ) приводят к появлению некоторых типоморф-ных минералов, не характерных для мраморов.
В настоящей статье представлено проявление Веселое в Северном Забайкалье, породы которого по всем основным признакам (минеральным, геохимическим и изотопным) относятся к карбонати-там. Породы проявления подверглись метаморфизму на уровне фации зеленых сланцев. В карбонати-тах отчетливо проявились перекристаллизация пород и очищение минералов от элементов-примесей, что привело к перераспределению рудных компонентов в породе и изменению изотопного состава кислорода и углерода в минералах, слагающих породу.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ВЕСЕЛОЕ
Карбонатитовое проявление Веселое находится в западном обрамлении Северо-Муйской глыбы, в пределах Байкало-Муйского пояса рифейской ост-роводужной области, окаймляющей с юга Сибирский кратон (Конников и др., 1999). В восточной части пояса, на площади Келяно-Ирокиндинской ветви в позднем рифее—венде сформировалась рифтогенная зона (Божко и др., 1999), к которой приурочено проявление Веселое.
Северо-Муйская глыба — это выступ раннедо-кембрийских кристаллических пород, представленных сланцами, гнейсами и гранито-гнейсами. Распространенные на ее площади породы метамор-физованы в условиях эпидот-амфиболитовой, амфиболитовой, а в отдельных участках — эклоги-товой фаций (Булгатов, Турунхаев, 1984).
В Западном обрамлении Северо-Муйской глыбы сланцы сменяются вулканогенно-осадочным комплексом пород муйской серии рифейского возраста. Породы серии представлены вулканитами основного и среднего состава, метаморфизованны-ми в условиях фации зеленых сланцев и сложенными хлоритом, актинолитом, эпидотом, альбитом и светлыми слюдами (Божко и др., 1999).
Состав сланцев на площади проявления Веселое — слюдисто-кварц-полевошпатовый. Это средне-, мелкозернистые породы с полосчатой текстурой, которая обусловлена присутствием маломощных полос, обогащенных мусковитом. Сланцы прорваны рифейскими карбонатитами, габброида-ми, ультрабазитами и палеозойскими гранитоидами (фиг. 1).
Карбонатиты проявления Веселое представлены дайкообразными телами и располагаются в пределах полосы шириной около 1 км на протяжении 4—
5 км. Это массивные, средне- и мелкозернистые породы с отчетливо выраженной полосчатой текстурой, конформной контактам тел. Полосчатость определяется единой ориентировкой кристаллов апатита, зерен доломита и полосами, обогащенными магнетитом, рутилом, амфиболом. Апатит с присутствием РЗЭ (легкие лантаноиды) обусловил рудную специализацию карбонатитов.
Контакты карбонатитов с вмещающими породами обычно сорваны, нередко материал последних "затерт" в карбонатитовую матрицу. В случаях ненарушенных контактов в сланцах отмечаются маломощные (до нескольких сантиметров) зоны флого-питизации.
Линзообразные тела ультраосновных пород мощностью до нескольких метров имеют полосчатую текстуру, тонкозернистую структуру. На контактах с вмещающими породами в ультрабазитах неравномерно распределены участки хлоритизации и окварцевания. Породы представлены хромитсо-держащей тальк-кварц-карбонатной ассоциацией. Во всех изученных образцах присутствует рассеянная вкрапленность хромита и высокохромистого магнетита.
Основные породы представлены мелкозернистыми дайками мощностью до 2—3 м. Их контакты с вмещающими сланцами четкие. В результате метаморфических процессов габброиды превращены в агрегат эпидота, хлорита, амфибола, биотита с плагиоклазом и титанитом.
Среди сланцев встречаются линзообразные тела доломитовых пород (фиг. 1), с видимой мощностью до десятков метров. Породы сложены безжелезистым доломитом, содержат рассеянную вкрапленность фенгита.
Карбонатиты, сланцы, ультрабазиты, габброиды и мраморы пересекаются многочисленными ветвящимися кварцевыми прожилками. Главные типо-морфные метаморфические минералы во всех типах пород — фенгит и хлорит.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
При проведении анализа химического состава пород были использованы следующие методы: 8Ю2, Т02, А1203, Р205 — фотометрический; СаО, М§0, МпО, Fe2O3 — атомно-абсорбционный; FeO, С02 — титриметрический; П.п.п., 8 — гравиметрический; F — потенциометрический; №20, К20 — пламенно-фотометрический. Измерительные приборы: атомно-абсорбционный спектрофотометр "ААБ-№ 1" (Германия), спектрофотометр "СФ-46" (Россия), иономер "Анион-4100". Элементы-примеси определялись с помощью рентгенофлюорес-центного метода ("УЯА-30", Германия), а редкоземельные элементы — спектральным методом с предварительным химическим обогащением (спек-
Фиг. 1. Схема геологического строения проявления Веселое (по Н.П. Андрееву, В.П. Инюшкину, с дополнениями авторов). 1 — современные рыхлые отложения; 2, 3 — кембрийские образования: 2 — известняки, 3 — сланцы; 4 — рифейские слюди-сто-кварц-полевошпатовые сланцы; 5 — хлорит-слюдисто-кварц-полевошпатовые сланцы; 6 — доломитовые мраморы; 7 — карбонатиты; 8 — габброиды: массивы (а), дайки (б); 9 — измененные ультрабазиты; 10 — граниты; 11 — тектонические нарушения.
трограф ДСФ-13 с решеткой 1200 штр/мм, Россия; микроденситометр 100, Германия).
Состав минералов определен на модернизированном рентгеновском микроанализаторе "МАР-3" (ОАО Красногорский механический завод): при ускоряющем напряжении 15—20 кВ, токе зонда от 20 до 40 нА, времени измерения 20 с и диаметре зонда 2—3 мкм. Для повышения достоверности анализа в окружении каждой точки проводилось несколько параллельных замеров. Микроструктурные особенности, взаимоотношения и однородность состава минералов изучались на электронном микроскопе "LE0-1430" с энергодисперсио
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.