научная статья по теме МЕТАМОРФИЗМ И МЕТАСОМАТОЗ ГРАНУЛИТОВОЙ ФАЦИИ В ГАББРО-АНОРТОЗИТАХ КОЛВИЦКОГО МАССИВА, КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ Геология

Текст научной статьи на тему «МЕТАМОРФИЗМ И МЕТАСОМАТОЗ ГРАНУЛИТОВОЙ ФАЦИИ В ГАББРО-АНОРТОЗИТАХ КОЛВИЦКОГО МАССИВА, КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ»

МЕТАМОРФИЗМ И МЕТАСОМАТОЗ ГРАНУЛИТОВОИ ФАЦИИ В ГАББРО-АНОРТОЗИТАХ КОЛВИЦКОГО МАССИВА, КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ

Институт экспериментальной минералогии РАН 142432 г. Черноголовка Московской обл., Институтская ул., 4;

Поступила в редакцию 10.12.2010 г. Принята к печати 27.01.2011 г.

При изучении Колвицкого массива габбро-анортозитов установлено, что его меланократовые прослои, залегающие согласно метаморфической слоистости, являются мафическими дифференциа-тами, преобразованными в эклогитоподобные породы в проградную стадию. На пике Свекофенн-ского метаморфизма в Беломорье и его ретроградной стадии при параметрах t = 910—750°С, Р = 14— 7 кбар фильтрация Fe, CO2, Si, Na содержащих флюидов, с XH 0 < 0.4, вызывала метасоматические изменения меланократовых прослоев габбро-анортозитов с переводом в раствор ряда элементов и их переотложению с формированием метасоматических секущих зональных жил с большим количеством магнетита и ильменита. Высокое содержание гематита в ильменитах свидетельствует о том, что процессы формирования этих жил проходили при увеличении фугитивности кислорода от

lg/02 = —14.5 до lg/0 = —11, вызвавшей переход Fe2+ —- Fe3+ и осаждение железа. Увеличение /0

при параметрах, соответствующих пику метаморфизма, скорее всего, было связано с нейтрализацией растворов при их фильтрации через габбро-анортозиты. Переотложение компонентов и формирование секущих жил происходило за счет взаимодействия меланократовых прослоев в габбро-анортозитах с флюидной фазой, а не было результатом привноса компонентов флюидом из зон чар-нокитообразования и гранитизации, удаленных на значительные расстояния от зон переотложения, как это предполагалось ранее. Это доказывается сходным минеральным составом меланократовых прослоев габбро-анортозитов и секущих метасоматических жил, близким содержанием пет-рогенных компонентов и закономерным распределением элементов-примесей.

Ключевые слова: Колвицкий массив, габбро-анортозиты, высокотемпературный метасоматоз, грану-литы, флюиды, базификация.

Колвицкий массив габбро-анортозитов (Бел-морский комплекс) расположен между толщей кандалакшских амфиболитов на западе и Порье-губско-Умбинским гранулитовом блоком на востоке [1]. Возраст магматической кристаллизации массива оценивается в 2450 ± 10 млн. лет [2]. Наиболее ранние метаморфические процессы, выраженные в формировании коронитовых структур при параметрах I = 860°С, Р = 11 кбар [3], сопровождались инфильтрационным метасоматозом с привносом циркония и формированием циркона возраста 2440 ± 40 млн. лет [4]. Последующая эволюция массива была связана с увеличением давления до 14 кбар (Свекофеннский период, 1907 ± 2 млн. лет), и декомпрессионным охлаждением [3].

Массив габбро-анортозитов имеет сложное строение, заключающееся в неоднородности первичного состава. Это сильно деформированное

плитообразное тело, внедренное в глубоко мета-морфизованные гнейсы [5]. Породы массива перекристаллизованы, разлинзованы, обладают пятнисто-полосчатой текстурой и гнейсовидностью. Относительно равномернозернистые разности изредка сменяются породами с крупными, иногда гигантскими выделениями ортопироксена и плагиоклаза (катаранскиты). Неоднородность состава проявляется в появлении как относительно лейко-кратовых пород с малым содержанием темноцветных минералов, так и меланократовых разностей, выраженных в виде прослоев и жил переменной мощности. Считается [6, 7 и др.], что послойные меланократовые протяженные разности представляют собой фемическую составляющую (норито-вые горизонты), возникающую при фракционной кристаллизации высокоглиноземистого андези-то-базальта, которая при наложенном метаморфизме превращалась в эклогиты. Процессы пре-

Рис. 1. Геологическая схема строения Колвицкого массива [4, 5]. 1 — глиноземистые гнейсы, пироксеновые гнейсы; 2 — гранат-пироксен-амфиболовые гнейсы; 3 — гранат-амфибол-пироксеновые гнейсы; 4 — высокобарные гранат-клинопироксеновые гнейсы; 5 — расслоенный комплекс Колвица: метаанортозиты и габбро; 6 — краевые породы Колвицкого комплекса: метаморфизованные микро-габбронориты; 7 — гранатовые амфиболиты; 8 — гнейсы фундамента; 9 — места отбора образцов жил.

образования норитовых горизонтов расслоенной серии габбро-анортозитов в эклогитоподобные породы для северо-восточной части Колвицкого массива были изучены В.А. Глебовицким с коллегами [3]. С другой стороны, в исследованиях [8, 9] было показано, что, по крайней мере, часть секущих и послойных меланократовых жил Колвиц-кого массива была образована не в результате магматической дифференциации, а метасомати-ческим путем. Предполагалось, что они являются базификатами — следствием переотложения М§, Бе, Са, выносимых при гранитизации основных гранулитов, удаленных от рассматриваемых жил на десятки км. Неоднозначность мнений по по-

воду происхождения указанных жил была причиной настоящих исследований.

МЕЛАНОКРАТОВЫХ ЖИЛ ГАББРО-АНОРТОЗИТОВ КОЛВИЦКОГО МАССИВА

Изучение пород Колвицкого габбро-анорто-зитового массива проводилось в юго-западной части в районе губы Ильинская (рис. 1). В массиве отчетливо наблюдаются метаморфическая сланцеватость (рис. 2а), связанная с чередованием ориентированных на северо-восток крупнозернистых массивных или гнейсовидно-полосча-

Рис. 2. Послойные (а) и секущие (б, в) меланократовые жилы (темные) в габбро-анортозитах (светлые).

тых лейкократовых горизонтов и меланократовых разностей (рис. 2а). Их ширина сильно колеблется от тонких послойных прожилков и жил 0.5—10— 12 см вплоть до прослоев, достигающих 50 см, ви-

димая протяженность меланократовых прослоев и жил достигает 20—30 м.

Местами в лейкократовых разностях габбро-анортозитов наблюдается другой тип меланокра-

Таблица 1. Минеральный состав изученных жил габбро-анортозитов

OpXL* Opx CpXL Cpx PIl Pl Grt Hbl Qtz Cal

Акцессории и рудные

Меланократовые прослои и жилы согласного залегания с метаморфической слоистостью габбро-анортозитов

К-26 + + + + + + + + - - (Fe,Ni)9S8, CuFeS2, Rt, Ilm, Ox.Fe

К-16 + + + + + + + + - - (Fe,Ni)9S8, CuFeS2, Rt, Ilm,

К-18 + + + + + + + + - - (Fe,Ni)9S8, CuFeS2, Rt, Ilm, Ox.Fe

К-25 - - - - - + + + + - Bt, Ilm

Жилы, секущие метаморфическую слоистость метагаббро-анортозитов

К-28 - - - + + + + + + + Ilm, FeS, (Fe,Ni)9S8, CuFeS2, Ti-Mag

К-28а - - - + + + + + + + Ilm, FeS, (Fe,Ni)9S8, CuFeS2, Ti-Mag

К- 215 - + - + - + + + + - Mag, Ilm

К-14 - - - + - + + + + - Ilm, Rt

К-15б - + - + - + + + + - Mag, FeCuS, FeS, FeNiS,

К-123 - + - + - + + + - + Mag, Ilm, Spl

К-2116 - - - + - + + + + + Mt, Ilm, FeS

К- 217 - - - + - + + + + + Mag, Ilm

* OpxL, Opx — соответственно магматические и метаморфические ортопироксены; CpxL, Cpx — магматические и метаморфические клинопироксены; Р^ — магматические плагиоклазы, Pl — включения плагиоклаза в гранатах и метаморфические плагиоклазы.

товых жил. Это жилы, секущие метаморфическую сланцеватость массива под произвольными углами (рис. 2б, 2в). Подобные жилы (далее по тексту — секущие жилы), как правило, короткие и узкие, по окончании они становятся тоньше и выклиниваются. Часто вместе с секущими жилами встречаются меланократовые проявления в виде отдельных пятен и линз. Внешние контуры секущих жил иногда резкие, иногда пилообразные, расплывчатые, смазанные, околожильные изменения не наблюдаются (рис. 2б, 2в).

Минеральный состав меланократовых прослоев габбро-анортозитов и секущих жил сходен и представлен в основном гранатом, амфиболом, клино- и ортопироксеном, плагиоклазом, магнетитом и ильменитом (табл. 1), иногда присутствует кварц, кальцит, при низкотемпературных из-

менениях появляется хлорит, Mg-Hbl и актино-лит. Однако, петрографическое исследование, показало, что, несмотря на визуальную схожесть и подобие минерального состава меланократовые прослои габбро-анортозитов и секущие мелано-кратовые жилы Колвицкого массива принципиально различаются, что дает основание для их генетического разделения. Единственным признаком, позволяющим разделить те и другие жилы в полевых условиях, является их послойное или секущее положение в габбро-анортозитах.

1 Обозначения минералов: Px - пироксен, Cpx - клинопи-роксен, Opx - ортопироксен, Jd - жадеит, Aug - авгит, Hbl - амфибол, Grt - гранат, Prp - пироп, Grs - гроссуляр, Alm - альмандин, Pl - плагиоклаз, An - анортит, Hem - гематит, Ilm - ильменит, Mag - магнетит, Rt - рутил, Qtz -кварц, Cal - кальцит, Ttn - сфен.

Меланократовые прослои и слабо измененные послойные жилы (обр. 26, 16, в табл. 1) представлены плотными мелкозернистыми меланократо-выми породами с равномернозернистой, гипиди-оморфной структурой. Зональность жил почти не выражена, однако под микроскопом часто заметно чередование гранат- и пироксен-содержащих прослоев, практически нет кварца. В наименее измененных образцах (рис. 3а) сохраняются реликтовые магматические ортопироксены (Орх^ с четкими структурами распада (ламелли клинопи-роксена CpxL) и крупные кристаллы плагиоклаза Ая75-85, вероятно магматические. Вокруг OpxL в контакте с плагиоклазом отмечаются двойные каймы граната и метаморфического клинопирок-сена (Cpx), т.е. сформированы коронарные структуры по реакции типа: OpxL + Ая75_85 ± Н20 —► —Grt + Cpx ± НЫ + Ая50_60. Как видно на рис. 3а, гранаты развиты со стороны плагиоклаза, а кли-нопироксены — со стороны ортопироксена. В гранатах и клинопироксенах также отмечены мелкие включения плагиоклаза Ап35 — Ап42. Образование более кислого плагиоклаза, чем исходный Ая75_85, свидетельствует об образовании Grt и Срх при участии анортитовой составляющей.

Нарастающий метаморфизм связан с увеличением размеров Рх и Grt с изменением их состава, уменьшении количества плагиоклаза появлении небольшого количества кварца. Содержание М в Срх достигает 12%.

Начало ретроградной стадии проявляется в появлении симплектитовой каймы Орх-Р1 вокруг крупных зерен граната (рис. 3б). В кайме новообразованный метаморфический Орх присутствует

Рис. 3. Петрографические особенности образцов из меланократовых прослоев в габбро-анр

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.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎