Введение к работе
Актуальность теми исследования. Несмотря на большой объем исследования по геологии, минералогии, геохимии Хибинского массива, до настоящего времени не создана непротиворечивая, обоснованная модель его формирования. Основное внимание в литературе уделяется изучению природы и условий становления сложного по составу и строению мельтейгит-ийолит-уртитового комплекса и связанного с ним апатитового оруденения. Большинство существующих петрологических построений базируется на магматическом генезисе пород Центральной дуги. Широко известны представления о внутриочаговой фракционной кристаллизации, многоэтапного внедрения комагматичкых серий, полиформационного генезиса комплекса. До настоящего времени не выяснена роль и масштабы проявления гидротермально-метасо-. матической деятельности: от полного отрицания их влияния на состав пород и минералов до предположений об пределяющей роли этих процессов при формировании мельтейгит-ийолит-уртитового комплекса (Б.Е.Боруцкий, 1988; С.А.Руденко, 1984; А.И.Серебрицкий, 1983). К числу слаборазработанных следует отнести вопросы образования уникальных месторождений апатита.
Основные затруднения в расшифровке генезиса комплекса, да и всего массива в целом, связаны с неоднозначной трактовкой возрастных взаимоотношений пород и сложностью процессов их формирования. В связи с этим большое внимание необходимо уделять изучению минералов, в первую очередь породообразующих, которые могут быть использованы в качестве индикаторов минералообразуювдх процессов. Пути эволюции магматических расплавов, интенсивность и направленность метасоматических изменений, температурний режим, щелочность-кислотность, по разному сказываются на облике, составе и свойствах минералов. Поэтому представляется полезным, на основе детального минералого-геохимического подхода, вновь обратиться к изучению итого уникального объекта.
Цель и задачи работа. Целью данной работы является изучение процессов минералообраяования, приводящих к появлению сложного ho строению и составу комплекса мельтейгит-ийслит-уртитов Хибинского массива. В связи с этим было необходимо:
1. Детавьно исследовать геологическое строение изучаемых
участков комплекса.
-
Изучить структурно-текстурные особенности, химизм пород, типоморфные свойства породообразующих нефелина и пироксена.
-
Выявить геологические, геохимические, минералогические критерии, позволяющие оценить степень проявления метасоматических процессов.
-
Установить общую эволюционную последовательность формирования пород и слагающих их минералов.
Фактический материал и метода исследования. В основу работы положены материалы, собранные автором в течении полевых работ 1985 - 1992 гг. Изучение геологического строения массива, отбор минералогических и геохимических проб проводился в естественных обнажениях, открытых горных выработках, при документации керна 28 скважин. Наиболее детально научены районы месторождения "Олений ручей" и северо-восточный сектор Хибин.
Лабораторные исследования включали описание образцов и шлифов (более 500). Пробы пород проанализированы методами рентгеноспектрального и полуколичественного спектрального анализа в ОМЭ ПГО "Севзапгеология" (634 пробы). 70 из которых сопровождались количественным минералогическим подсчетом. Автором были отобраны и исследованы 80 мономинеральных фракций нефелина, 89 пироксена, 18 полевого шпата. Минералы были проанализированы методами аналитической химии, рентгеноспектральним,пламенной фотометрии. Для выяснения структурных особенностей минералов использовались: рентгеноструктурный анализ (30 проб), метод электронного парамагнитного ревонанса (23 пробы), ядерной гамма-резонансной спектроскопии (18 проб). Полученные данные обработаны с использованием методов математической статистики.
Научная новизна работы. Выявлена петрографическая и петро-химическая зональность комплекса. Оценена роль гидротермально-ме-тасоматических процессов в становлении пород Центральной дуги. Установлены новые типоморфные признаки нефелина и пироксена, отражающие условия их формирования. Предложена модель последовательности формирования пород комплекса.
Практическая ценность работ. Установлена различная степень проявления гидротермально-метасоматических процессов в пределах комплекса. Выявлена связь процессов перекристаллизации и метасоматических изменений пород о явлениями перераспределения апатита. Определены типоморфные свойства породообразующих нефелина и пиро-
ксеча. позволяющие охарактеризовать условия минералообразования. Основные защищаем!» положения.
-
В пределах иельтейгит-ийолит-уртитового комплекса, преимущественно в периферических его участках, широко проявлены гидротермально- метасоматические изменения пород. Они выразились в перекристаллизации первично магматических мельтейгнт-ийолит-урти-тов, замещении их в разной мере калиевым полевым шпатом; что привело к формированию следующего возрастного ряда пород: магматические тонко- и мелкозернистые мельтейгит-ийолит-уртиты - перекристаллизованные разнозернистые уртиты.мельтейгиты.ийолиты - полевошпатовые уртиты, ийолиты, мельтейгиты - малиньиты, ввиты -рисчорриты.
-
Впервые показано, что выявленные гидротермально-метасоматические преобразования в пределах Центральной дуги наиболее интенсивно протекали на юге и юго-востоке, в меньшей степени ими затронут северный сектор комплекса.
3 . Образование перекристаллизованных и метасоматически измененных пород происходило в условиях нарастающей щелочности растворов и привноса К, А1, Si.
4; В процессах гидротермально-метасоматических преобразований акцессорный апатит, первоначально равномерно рассеянный в. магматических образованиях, перераспределяется и локализуется в тектонически ослабленных зонах, на контактах пород, в мельтейги-тах перекристаллизованных участков.
5. Породообразующие нефелин и пироксен являются чуткими индикаторами протекающих минералообразуюших процессов. Для нефелинов магматического генезиса характерны: большой избыток Si, высокие значения K/Rb, Na/K отношения, низкая степень упорядочения структуры и кривые распределения верен в породах, описываемые в рамках нормального закона. В пироксенах магматических пород отмечены высокие содержания диопсидового компонента, редких элементов, в первую очередь Zr, Nb. По мере развития процессов перекристаллизации и K-Si метасоматоза состав этих минералов закономерно эволюционирует: п нефелинах уменьшается содержания Зі, Fe, Mg, Са, растет роль Л1, К, степень упорядоченного распределения элементов в структуре. Кривые распределения з^рен в перекристач-лизованных породах описываются логнормальным и более сложными по-лимолальннми законами. Пироксены обогащаются ргириновой компонентой, уменьшается содержании примесных элементов.
- 4 -Автор выражает глубокую искреннюю благодарность научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, профессору В.Ф.Варабанову за постоянные советы, поддержку и внимание, а также кандидату геолого-минералогических наук А.И.Серебрицкому за предложенную тему исследования. Весьма ценным для автора было обсуждение многих аспектов работы о Г.Н.Гончаровым, В.В.Гордиенко, Н.И.Красновой, М.Д.Евдокимовым. Большую помощь в проведении экспериментальных исследований и их интерпретации оказали А.Н.Сахаров, С.М.Сухаржевскии, А.С.Шаров, С.С.Потемин. Автор елагодарен за помощь в проведении аналитических исследований В.В.Семеновой, М.Л. Зориной, Л.А.Тимохиной, И.И.Храмцовой и выражает благодарность всем сотрудникам кафедры геохимии и лаборатории генетической минералогии за внимание и доброжелательное отношение.
