Введение к работе
. Актуальность проблемы.
Щелочные пегматиты всегда привлекали внимание исследователей как объекты с очень высокой степенью дифференциации вещества. Однако, до сих пор не выработана единая точка зрения на механизмы образования этих пегматитов. Актуальность их изучения заключается в том, что подобные образования могут служить индикатором тех специфических условий, при которых формируются месторождения фосфора, алюминия, ниобия, тантала, цериевых и иттриевых редких земель, стронция, циркония и галлия в агпаитовых щелочных массивах. Одной из ключевых проблем изучения щелочных пегматитов является установление характера связи между пегматитообразующей средой и материнскими породами.
Цели и задачи.
Целью настоящего исследования является сравнение типов пегматитов различных комплексов Хибинского массива; выяснение генетических соотношений между щелочными пегматитами и вмещающими их породами; установление источника вещества, из которого формируется пегматит; пути образования и эволюции пегматитообразующих сред.
Методы исследования.
Основными методами служили геологические и
петрографические исследования приуроченности
пегматитовых тел к определенным геологическим зонам в массиве, установление характера зональности пегматитовых полей, строения отдельных тел, взаимоотношения пегматитов друг с другом и с вмещающими породами. Для установления путей дифференциации вещества в материнских породах широко использовались петрохимические методы с привлечением большого количества литературных данных. Для выявления связи пегматитообразования с апатитовым оруденением в ийолит —уртитовом комплексе Хибин были изучены расплавные включения в апатите и нефелине из апатит —нефелиновых руд.
Фактическая основа работы.
В основу работы положены материалы, собранные автором во время полевых работ 1989 — 93 годов в составе
Кольского отряда кафедры петрологии. Нами проводилось детальное картирование пегматитовых полей; было обнаружено и описано свыше 200 отдельных пегматитовых тел. Кроме этого, нами было построено 20 детальных геологических разрезов по различным комплексам Хибин с целью выявления закономерности размещения пегматитов и взаимоотЕюшений между различными породами Хибинского массива,
В ходе работы выполнено 33 оригинальных химических
анализа и 10 анализов на редкоземельные элементы для пород
и пегматитов Хибинского массива, изучено и описано более
300 петрографических шлифов, проделано и обобщено около
1200 микрозондовых анализов минералов. Это позволило
впервые детально изучить вариации составов
породообразующих минералов в пегматитах и вмещающих их породах. Было проделано 120 термометрических экспериментов с расплавными включениями в апатите и нефелине апатит —нефелиновых руд и около 300 силикатных анализов стекол, выполненных на РЭМ CamScan —DV с энергодисперсиошюй приставкой Link AN—10000
Научная новизна работы.
Впервые генезис пегматитов Хибинского массива
рассматривается в связи с общей петрологической схемой
становления массива. Впервые проведены систематические
работы по изучению состава расплавных включений в апатите
нефелин —апатитовых руд, которые показали их генетическую
общность с пегматитами из пород лежачего и висячего бока
рудной залежи. Впервые была проведена систематическая
работа по изучению закономерностей размещения
пегматитовых тел в Хибинском массиве. Впервые установлена
зональность пегматитовых полей в фойяитах,
ориентированная относительно скиалитов вмещающих пород. Впервые проведено сравнение различных типов щелочных пегматитов по составу породообразующих минералов.
Защищаемые положения
1. Пегматитовые поля в Хибинском массиве расположены в 4 основных дугообразных зонах, конформных с общей структурой массива и приуроченных к геологическим границам между различными типами пород (хибинитами и
породами рамы, р^чорритами и трахитоидными хибинитами, фойяитами и рисчорритами, неапитами и рисчорритами).
2. По морфологическим и минералогическим признакам
эти пегматитовые поля делятся на 2 группы: (1) связанные с
комплексами фойяитов и хибинитов и (2) связанные с
комплексами ийолит —уртитов и рисчорритов.
Пегматиты хибинитов и фойяитов образуют зональные ноля, приуроченные к контактам с метаморфическими породами. Это связано с обогащением водой приконтактовых фаций расплавов, за счет взаимодействия с вмещающими породами.
При формировании комплекса ийолит —уртитов происходило отделение пегматоидного расплава и концентрация его в верхних частях магматической камеры. Из этого расплава кристаллизовались апатитовые руды и образовался ультраагпаитовый (Квт = 2 —6) пегматитовый расплав, который формировал многочисленные пегматитовые жилы и вызывал рисчорритизацию в вышележащих породах.
3. Морфология и минеральный состав ультраагпаитовых
пегматитов и гидротермалитов коррелируются с масштабами
оруденения. Поэтому, ультраагпаитовые пегматиты и
гидротермалиты могут служить поисковым признаком на
апатитовое оруденение.
Практическое значение.
В работе приведено систематическое описание пегматитовых тел Хибинского массива; проведено сравнение типов пегматитов различных магматических комплексов, что может быть использовано при построении более общих схем, касающихся классификации и генезиса щелочных пегматитов. Выявленные закономерности размещения пегматитов могут быть полезны при разведочных работах на редкометальное и коллекционное сырье.
В работе предложены пути исследования пегматитов с целью выработки критериев рудоносности и примерной оценки масштабов рудной минерализации в агпаитовых щелочных массивах.
Объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, изложения истории изучения щелочных пегматитов в Хибинском массиве (глава
1), описания геологического строения Хибинского массива и взаимоотношений щелочных комплексов с вмещающими породами (глава 2), описания петрографии и минералогии пород и пегматитов (главаЗ), изложения методики изучения расплавных включений и обсуждения полученных результатов (глава 3), описания закономерностей размещения и строения пегматитов в Хибинах (глава 4), обсуждения механизмов образования пегматитообразующих сред для двух различных типов пегматитов, заключения и списка литературы из 375 наименований. Работа содержит 63 рисунка, 13 таблиц, изложена на 148 страницах машинописного текста.
Работа выполнена в 1989—1995 годах на кафедре петрологии геологического факультета МГУ иод руководством академика РАН А.А.Маракушева, которому автор от души благодарен за постоянную помощь в проведении исследований. Автор искренне признателен коллективу каф. петрологии МГУ за постоянное внимание к ходу работы.
Автор благодарит А.П.Хомякова (ИМГРЭ)
М.В.Портнягина (ГЕОХИ РАН), А.В.Бабанского, А.В.Гирниса, З.В.Шлюкову, Б.Е.Боруцкого (ИГЕМ РАН) за помощь в проведении исследований.