ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2007, том 49, № 2, с. 146-164
УДК 553.493.5:552.321.6
НОВЫЕ ДАННЫЕ ПО КАРБОНАТИТАМ ИЛЬМЕНО-ВИШНЕВОГОРСКОГО ЩЕЛОЧНОГО КОМПЛЕКСА
(ЮЖНЫЙ УРАЛ, РОССИЯ)
© 2007 г. И. Л. Недосекова
Институт геологии и геохимии Уральского отделения РАН 620151, Екатеринбург, Почтовый пер., 7 Поступила в редакцию 18.11.2005 г.
Статья посвящена карбонатитам, залегающим в метаморфизованных массивах гипербазитов, в кровле миаскитовых интрузий Ильмено-Вишневогорского щелочного комплекса. Карбонатиты обнаружены в Булдымском, Халдихинском, Спирихинском, Каганском массивах. Охарактеризована геологическая позиция карбонатитов, строение тел, распределение редкометальной и редкоземельной акцессорной минерализации, типоморфизм породообразующих минералов, геохимия и изотопный состав Sr, Sm. Карбонатиты в гипербазитах представлены доломит-кальцитовыми разностями с тетраферрифлогопитом, рихтеритом, акцессорными минералами - цирконом, апатитом, магнетитом, ильменитом, пирротином, пиритом, и содержат рудную пирохлоровую минерализацию. По данным геотермометрии, составам породообразующих минералов, доломит-кальцито-вые карбонатиты формировались в условиях калишпат-кальцитовой, альбит-кальцитовой и амфи-бол-доломит-кальцитовой фации (575-300°С). С карбонатитами этих фаций, залегающими в Булдымском массиве гипербазитов, связано Булдымское месторождения пирохлора. Кроме того, в массивах гипербазитов широко развиты доломитовые карбонатиты с редкометально-редкоземель-ной акцессорной минерализацией - монацитом, эшинитом, ортитом, редкоземельным пирохлором, колумбитом. Доломитовые карбонатиты сформировались в условиях хлорит-серицит-анкеритовой фации (300-200°С). С доломитовыми карбонатитами и щелочными метасоматитами этой фации связано Спирихинское месторождение редких земель. Установлено, что карбонатиты, залегающие в гипербазитах, имеют высокие содержания Sr, Ва, LREE и значительные вариации Zr, Т^ V, сходные с составами кальцио- и магнезиокарбонатитов, а также низкое первичное отношение стронция ^г/^г = 0.7044-0.7045 и = 0.65 ... -3.3, свидетельствующие об их образовании из глубинного мантийного источника типа ЕМХ.
ВВЕДЕНИЕ
Карбонатиты на Южном Урале известны с 50-х годов XX в. Они являются составной частью Ильмено-Вишневогорского карбонатит-миаски-тового комплекса, приуроченного к древнему блоку (террейну) докембрийских пород Сысертско-Ильменогорского поднятия, залегающему среди палеозойских отложений Уральской складчатой области. Карбонатиты Ильмено-Вишневогорско-го комплекса детально охарактеризованы Э.М. Бонштедт-Куплетской (1951), Е.С. Ильменевым (1958), А.Г. Жабиным (1959, 1962), Е.М. Еськовой и др. (1964), Н.В. Свяжиным (1966), Б.М. Роненсо-ном (1966), В.Я. Левиным и др. (1978, 1997), А.С. Таланцевым, Г.А. Петровой (1991) и др.
В качестве карбонатитов карбонатные эндогенные породы Ильмено-Вишневогорского комплекса были выделены А.Г. Жабиным (1959) по аналогии их минерального состава и геохимических особенностей с платформенными карбонати-
Адрес для переписки: И.Л. Недосекова. E-mail: nedoseko-va@igg.uran.ru
тами щелочно-ультраосновной формации. В результате дискуссии о правомерности отнесения к карбонатитам Ильмено-Вишневогорского комплекса большинство исследователей выделяют их в самостоятельный формационный тип карбонатитов нефелин-сиенитовой формации (Бородин, 1966; Левин и др., 1978; Гинзбург, Самойлов, 1983), позднее названный формацией "карбонатитов линейно-трещинных зон" (Багдасаров, 1979; 1992).
Согласно исследованиям (Левин, 1983; Левин и др., 1997), карбонатиты Ильмено-Вишневогорско-го комплекса сформировались в результате воздействия щелочно-карбонатных флюидов мантийного происхождения на гнейсово-амфиболитовый субстрат, которое вызвало развитие анатектиче-ских процессов, обусловивших становление интрузий карбонатит-миаскитового комплекса. Домаг-матические карбонатиты, предшествующие появлению выплавок миаскитовой магмы, залегают в корневых частях интрузий миаскитов, среди нефелиновых мигматитов и фенитов, слагая Центральную щелочную полосу, располагающуюся между
1
2
3
4 5 3 6
7
Фиг. 1. Схема геологического строения северной части Вишневогорского массива (по материалам В.Я. Левина и др., 1997).
1 - метаморфические образования игишской, саитовской, аргазинской, кыштымской толщ ^1_2); 2 - плагиогнейсы, амфиболиты вишневогорской толщи (PRl); 3 _ метаморфизованные гипербазиты; 4 _ метасоматиты Центральной щелочной полосы (фениты, нефелин-полевошпатовые мигматиты, миаскиты, карбонатиты); 5 _ миаскиты Вишневогорского массива; 6 _ массивы гипербазитов: 1 _ Булдымский, 2 _ Сунгульский, 3 _ Халдихинский, 4 _ Спирихинский, 5 _ Каганский; 7 _ линии разломов.
Ильменогорским и Вишневогорским массивами миаскитов ("подинтрузивный субкомплекс", (В.Я. Левин и др., 1997)). Постмиаскитовые карбонатиты слагают серию пластообразных тел общей протяженностью 4 км в северо-западном эндокон-такте Вишневогорского миаскитового массива, образуя рудные зоны Вишневогорского месторождения ниобия ("интрузивный субкомплекс"). В 80-х годах ХХ в. открыты карбонатиты, залегающие в кровле миаскитовых интрузий _ в фенитизи-рованных плагиогнейсах вишневогорской свиты и в метаморфизованных массивах ультрабазитов ("надинтрузивный субкомплекс").
Карбонатиты "интрузивного и подинтрузивно-го субкомплекса" (Вишневогорское, Потанинское, Ишкульское, Байдашевское, Светлоозер-ское, Увильдинское месторождения) детально изучены в процессе геологических съемок, поисков и разведок месторождений редких металлов, полевошпатового и нефелинового сырья. Менее изучены карбонатиты "надинтрузивного субком-
плекса", в частности, карбонатиты с редкоме-тально-редкоземельной минерализацией, залегающие в гипербазитах.
Многочисленные линзовидные будинирован-ные тела гипербазитов залегают в докембрий-ских породах вишневогорской, ильменогорской, шумихинской свит, на всех стратиграфических уровнях Сысертско-Ильменогорского метаморфического комплекса, за исключением наиболее древних селянкинской и фирсовской толщ (фиг. 1). Метаморфические толщи комплекса, содержащие гипербазиты, являются метаморфизован-ным фрагментом океанической литосферы (тектоническими включениями рифейско-вендских офиолитов) (Кейльман, 1974; Варлаков и др., 1980; Краснобаев, Давыдов, 2000). Гипербазиты представлены вторичными (метаморфизованны-ми) оливин-энстатитовыми или антофиллитовыми породами, в значительной степени серпентинизи-рованными, оталькованными и карбонатизирован-ными. Петрохимические характеристики метамор-
С - 3
Ю - В
2 3 4 5 6 7
Фиг. 2. Разрез Булдымского гипербазитового массива (составлен И.Л. Недосековой, 1985 г.).
1 - оливиновые, оливин-энстатитовые породы и серпентиниты; 2 - миаскиты Вишневогорского массива; 3 - сиениты; 4 - фенитизированные породы вишневогорской свиты (Р^); 5 - флогопит-рихтеритовые метасоматиты; 6 - флого-питовые метасоматиты; 7 - доломит-кальцитовые карбонатиты; 8 - доломитовые карбонатиты и хлорит-карбонат-амфиболовые метасоматиты.
физованных гипербазитов (железистость, коэффициент основности, содержания титана, фосфора, щелочей, хрома, никеля), а также составы хром-шпинелидов, соответствуют альпинотипным гарц-бургитам и частично дунитам, испытавшим метаморфизм амфиболитовой фации (Варлаков, 1993; Варлаков и др., 1998).
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ И СТРОЕНИЕ ТЕЛ КАРБОНАТИТОВ
Карбонатиты в метаморфизованных телах гипербазитов, залегающих в кровле миаскитовых интрузий Ильмено-Вишневогорского комплекса, впервые установлены Н.В. Свяжиным (1966), В.Я. Левиным (1983), В.О. Поляковым (Поляков, Недосекова, 1990). Они обнаружены в Булдым-ском, Халдихинском, Спирихинском, Каганском гипербазитовых массивах в Вишневых горах (Левин и др., 1997) (фиг. 1), а также в гипербазитах Ильменских гор (Поляков, Недосекова, 1990). Наиболее широко процессы карбонатитообразо-вания проявлены в Булдымском гипербазитовом массиве, на примере которого нами рассмотрены основные закономерности геологического строения, распределение редкометальной и редкоземельной акцессорной минерализации, минералогия и геохимия карбонатитов.
Булдымский гипербазитовый массив находится в северной части Ильмено-Вишневогорского ще-
лочного комплекса, в 100 м к северо-западу от седловидной залежи Вишневогорского массива миаскитов, в котором разрабатывалось Вишнево-горское редкометальное месторождение. Булдым-ский массив залегает в метаморфических породах вишневогорской свиты (РЯД в ядре синклинальной складки. Он представляет собой линзовидное тело, погружающееся на северо-запад, площадью около 1 кв. км и мощностью до 250 м. Контакты с вмещающими породами тектонические. Мета-морфизованные гипербазиты представляют собой оливиновые, оливин-энстатитовые, оливин-энстатит-антофиллитовые породы, в разной степени серпентинизированные, вплоть до превращения в серпентиниты. В породах массива широко проявлены процессы фенитизации (рихтери-тизация и флогопитизация), сопровождающие карбонатитообразование.
Карбонатиты в Булдымском массиве образуют протяженные зональные тела в системе разломов субширотного простирания, погружающиеся в северо-западном направлении (фиг. 2). Протяженность тел составляет сотни метров, мощность до 50 м. Центральные части тел сложены доломит-кальцитовыми породами, к периферии постепенно сменяющимися тетраферрифло-гопит-доломит-кальцитовыми и затем доломит-кальцит-флогопит-рихтеритовыми метасомати-тами. Краевые части тел сложены хлорит-карбо-нат-амфиболовыми метасоматитами, часто со-
держащими доломит, реже кальцит, и реликтовые минералы гипербазитов - оливин и энстатит (обычно серпентинизированные). Мощность центральных доломит-кальцитовых частей тел не превышает 10 м. Суммарная мощность сопровождающих их карбонат-флогопит-рихтеритовых ме-тасоматитов в 2-3 раза больше и достигает 40 м. Кроме того, встречаются жильные тела пегмато-идных доломит-кальцитовых карбонатитов мощностью до нескольких метров, содержащие крупные кристаллы рихтерита и тетраферрифлогопи-та, часто раздробленные, перемещенные и залеченные карбонатным материалом. Доломит-кальцитовые карбонатиты и сопровож
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.