ПЕТРОЛОГИЯ, 2004, том 12, № 6, с. 586-608
УДК 553.31 + 553.641
ГЕОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ
КОВДОРСКОГО МАССИВА И СВЯЗАННОГО С НИМ АПАТИТ-МАГНЕТИТОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
© 2004 г. М. В. Середкин*, И. А. Зотов*, П. И. Карчевский**
* Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017 Москва, Старомонетный пер., 35, Россия; e-mail: seredkin@igem.ru ** Санкт-Петербургский государственный университет, Геологический факультет 199164 Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9, Россия Поступила в редакцию 19.01.2004 г.
На основе собственных и литературных материалов дана краткая систематическая характеристика геологии, вещественного состава магматических пород и метасоматитов Ковдорского ультрабазит-щелочно-карбонатитового массива и его апатит-магнетитового месторождения. Особое внимание уделено выявлению достоверной последовательности геологических событий, приведших к формированию массива и месторождения. Этот материал анализировался с привлечением петрогенетиче-ских представлений об эндогенных процессах и методов парагенетического анализа минеральных ассоциаций Д.С. Коржинского. Особое внимание уделялось активному флюидно-магматическому взаимодействию разнообразных магматических интрузий массива с вмещающими толщами, хорошо известному по обширным фенитовым ореолам, окружающим такие магматические интрузивы. Фенитизация, согласно Д.С. Коржинскому, порождается потоками трансмагматических флюидов, выходящими из активных магм. Такой подход позволил предложить для обсуждения новую общую модель образования Ковдорского массива с его многообразным магматизмом и связанного с ним апатит-магнетитового месторождения. В этой модели все основные геологические события причинно-следственно связаны между собой, поскольку протекали под влиянием единого общего фактора - потока глубинных (трансмагматических) флюидов. Предполагается, что эти флюиды вызвали обширное плавление ультраосновного мантийного субстрата, что и породило инициальный ультраосновной магматизм Ковдорского массива. При продолжающемся действии этих флюидов происходила генерация щелочного магматизма по механизму кислотно-основного взаимодействия компонентов в растворах, соответственно принципу Д.С. Коржинского (1959, 1978). Приобретая свойства трансмагматических флюидов ультращелочных (ийолитовых и мелилитовых) магм, поток флюидов вызывал обширную фенитизацию вмещающих толщ, в том числе ультрабазитов с преобразованием последних в слюдяно-пироксеновые (существенно диопсидовые) фениты. Воздействие же флюидов на магматическую часть системы породило ликвационно-связанные карбонатитовые и нефелин-сиенитовые магмы. Процесс, генетически аналогичный фенитизации, обусловленный воздействием флюидов карбонатитовых магм на вмещающие оливиниты, ийолиты и слюдяно-ди-опсидовые фениты, выразился в формировании как апатит-магнетитового, так и флогопитового месторождений Ковдорского массива. Осадителем фосфора в форме апатита выступали существенно диопсидовые ийолиты и их фениты, тогда как магнетит осаждался в породах с маложелезистым оливином (форстеритом) вследствие реакционного повышения окислительного потенциала во флюидах, вступающих в эти породы, согласно упомянутому выше принципу кислотно-основного взаимодействия компонентов растворов. Общность флюидной фазы ликвационно связанных карбонатитовых и нефелин-сиенитовых магм определила появление в контактах последних сфен-апа-титовой (без магнетита) минерализации "хибинского" типа, обнаруженной нами впервые в западном борту Железорудного карьера Ковдора.
Ковдорский массив на Кольском полуострове является типичным представителем интрузивного магматизма довольно экзотического ультрама-фит-щелочно-карбонатитового типа с характерными для него апатит-магнетитовым (с редкими металлами) и флогопитовым месторождениями. Среди других подобных массивов Ковдорский массив выделяется большой изученностью: его исследуют на протяжении 70 лет. Несмотря на
это остаются спорными вопросы, касающиеся как природы руд (метасоматической или магматической), так и генезиса самого массива и их взаимосвязи.
Авторами настоящей статьи была исследована обнаженная часть массива и его руды. Результаты нашего изучения, а также наблюдения и выводы предыдущих исследователей и производственных геологов были проанализированы с привле-
чением петрологических разработок и методов Д.С. Коржинского. Это позволило более углубленно рассмотреть вещественный состав и природу апатит-магнетитовых руд и их связь с вмещающими породами, с карбонатитовыми и другими магмами.
ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК ИЗУЧЕНИЯ КОВДОРСКОГО МАССИВА
Ковдорский массив магматических карбона-тит-щелочно-ультраосновных пород расположен в юго-западной части Кольского полуострова. К.М. Кошиц (1934), открывший массив, отнес магнетитовые руды к скарновому типу. Позже (Златкинд, Шалимов, 1946) были установлены кольцевое строение массива, принадлежность его карбонатных пород к карбонатитам и интенсивная флогопитизация ультрамафитов массива в контакте с ультращелочными магматическими породами. В 1960-х годах (Терновой и др., 1969) было открыто флогопитовое месторождение. В 1965 г. опубликована первая монография по этому массиву (Кухаренко и др., 1965), а в последующие годы ему были посвящены более 400 работ. Для краткости отметим лишь работы, внесшие ясность в генезис тех или иных составляющих массива.
Л.С. Бородин (1958) и А.В. Лапин (1962) описали в Ковдорском массиве нефелинизацию и мели-литизацию пироксенитов и оливинитов. Эти процессы были интерпретированы В.А. Кононовой (1976) как метасоматоз магматической стадии на фронте магматического замещения ультраосновных пород массива ийолитовыми и турьяитовыми (то есть мелилитовыми) магмами ("ийолитиза-ция" и "турьяитизация"). По данным этих авторов и В.И. Тернового (Терновой и др., 1969), вырисовывается последовательность внедрения магм от наиболее ранних оливинитов к последующим фазам ийолитовых, мелилитовых, нефелин-сиенитовых и карбонатитовых магм, завершающаяся региональным дайковым комплексом (Лапин, 1971) пестрого состава.
Ю.Л. Капустин (1971) выделил в массиве ранние магматические (кальцитовые) и поздние гид-ротермально-метасоматические (кальцитовые, кальцит-доломитовые и доломитовые) карбона-титы, что подтвердилось исследованиями микровключений в минералах (например, Харламов и др., 1978).
О.М. Римская-Корсакова и Н.И. Краснова (2002) и Е.С. Харламов (Харламов и др., 1978) считают значительную часть карбонатитов, апатит-магнетитовых руд (выделенных Бородиным и др. (1973) в самостоятельную магматическую фазу) и кальцит-магнетитовых руд массива магматическими, тогда как Е.М. Эпштейн (1994) все
их объединяет в единую инфильтрационную колонну послемагматических метасоматитов. А.А. Глаголев (1965) включил апатит-магнетито-вые руды и породы флогопитового месторождения в состав метасоматитов магматической стадии, связанных с карбонатитовой магмой.
КРАТКИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК КОВДОРСКОГО МАССИВА
Ковдорский массив площадью 40.5 кв. км - самый крупный щелочно-ультраосновной массив Фенноскандинавии, сформированный в интервале 440-360 млн. лет (Римская-Корсакова, Краснова, 2002). Массив прорывает биотитовые, амфиболо-вые гнейсы и амфиболиты (AR2-PRX) северо-восточного крыла Енско-Лоухского синклинория северо-западного простирания. Северный контакт Ковдорского массива круто (75-80°) падает к центру массива, более пологий (40-50°) юго-западный наклонен от массива.
Изометричный в плане Ковдорский массив имеет кольцевое строение (рис. 1), образованное ядром, сложенным оливинитами и пироксенита-
ми1, по периферии которого последовательно внедрялись (от ранних к поздним) ийолитовые и турьяитовые магмы. Последующие нефелиновые сиениты и полевошпатовые ийолиты представлены дайкообразными телами, а самые поздние карбонатиты - дайко- и штокообразными телами. Перечисленные магматические интрузии сопровождаются метасоматитами, составляющими не менее половины массива.
Карбонатиты получили наибольшее развитие в юго-западной части массива. Здесь же залегает тело кальцит-магнетитовых и фоскоритовых пород , называемых "рудным комплексом". В северной части массива расположено полукольцевое тело крупно- и гигантозернистых диопсид-оливин-флогопитовых пород "флогопитового комплекса" (рис. 1).
Становление массива завершалось внедрением регионально распространенных щелочных даек 2-го этапа (по В.И. Коптеву-Дворникову), сложенных нефелинитами, альнеитами, мончикита-
1 Большинство исследователей Ковдорского массива относят эти породы к самой ранней фазе щелочного магматизма и называют их якупирангитами. Однако их сходство с оливинитами по форме тела, местоположению в массиве и воздействию последующих интрузивов (рис. 1) допускает их объединение в ультрамафитовую ассоциацию.
2 Фоскоритами называются породы, сложенные апатитом, магнетитом и форстеритом (Томкеев, 1986), и карбонат-магнетитовые руды к ним, строго говоря, не относятся. В российской литературе (Бородин и др., 1973) к таким породам применяется термин камафорит, объединяющий как собственно фоскориты, так и карбонатсодержащие разновидности пород и руд (К(кальцит) + А(апатит) + + МА(магнетит) + ФОР(форстерит)).
Рис. 1. Геологическая карта Ковдорского массива (Терновой и др., 1983, с упрощениями). Прямоугольниками выделены площади с апатит-магнетитовым (I) и флогопитовым (II) месторождениями. 1 - вмещающие породы беломорской серии (гнейсы, гранитогнейсы, амфиболиты); 2-7 - магматические породы: 2 -оливиниты, 3 - пироксениты (якупирангиты), 4 - ийолиты и мельтейгиты, 5 - турьяиты и флогопитовые турьяиты, 6 - дайки нефелиновых сиенитов и полевошпатовых ийолитов, 7 - кальцитовые карбонатиты; 8-11 - метасоматичес-кие образования - фениты: 8 - апогнейсовые, 9 - апооливинитовые слюдяно-клинопироксеновые, оливин-слюдяно-клинопироксеновые и нефелин-клинопироксеновые, 10 - слюдиты (глиммериты), 11 - апооливинитовые мелилитсо-держащие; 12 - породы "железорудного комплекса" - фоскориты и кальцит-магнетитовые руды, 13, 14 - породы (ди-опсид-оливин-флогопитовые) "флогопитового комплекса": 13
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.