Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Онтогенез минералов гранитов рапакизи (на примере выборгского плутона)

ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Онтогенез минералов гранитов рапакизи (на примере выборгского плутона)"

ЛЕНИНГРАДСКИЙ. ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ'

0НТ0Г2НЕЗ МИНЕРАЛОВ ГРАНИТОВ РАПАКИЗИ С НА ПРИМЕРЕ ВЫБОРГСКОГО ПЛУТОНА )

Специальность 04.00,20 - минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации не. соискание ученой степени кандидата геолого-минералсгиччских наук

На пр&вр.х рукописи

РУКДКВИСТ Наталия Дмитриева.

УДК 549.01 : 552.321

т

Работа выполнена на-кафедре минералогии Ленинградского государственного университета

Научный руководитель : доктор геолого-мкиералогических наук, профессор А. А. Кухаренко

Официальные оппоненты : доктор геолого-минералогических

,наук, профессор Ю_Б. Марин ( Горный институт, Ленинград- ) кандидат геолого-минералогических

наук 0. Г. О:етанникова ( Ленгосунивзрситет, Ленинград ) Ведущее предприятие : Всесошны1Р?ёологический институт ( ЗСИ'ЕИ, Ленинград )

Защита состоится " ^990 г. в ~ часов

в ьуд.-^не заседании специализированного ученого совета Д 063. 27 по защите диссертзцкй на соискание ученой степени доктора геолого-минералогил-еских наук при Ленинградском государственном университете ' Ленинград, 199024, Университетская наб., д. 7/9).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке \

и«. А. М. Горького при ЛГУ.

Автореферат разослан ¿^>^¿^1900 г.

_ Ученкй секретарь -Специализированного совета Т. 5ч Семенова

Гр.и.иты рапакиви является уникалььыми природными образованиями. Они характеризуется сЕоеооразныь!п структурно-тенст.,рш.:.'и оооиенкос-тями (округло2: vopitoî; вкделсш«. калиевого полевого шпата (лП2) -овоидаки, концентрически-зональным строением этих овоидов, наличием шшпгоклззовых оболочек вокруг них) и отличаются ст "средних грэтов" Оолее ы:сок:иа соде1 какидми К^О, P. Rb.Zr, îh, и к P3S (кроме :îu ), з т*ш<з повышенными к/lia и ?оД¡g отко..енияии. К геологическим особенностям этих гранитов сдерет отнести приуроченность их развития к узкому возрастному диапазону (преимущественно з интервале 1,7-1,5 млрд.лет), повсеместную пространственную и времзнну о связь с порода.1.:,! основного и среднего состава, многофазный характер большей части гранитны-; интрузивов. Граниты рапакиви известны в.различных областнх:з ФеннЬскандии, на Украине, з Восточной Сибири, Гренландии, Северной Америке, Бразилии и др. Выборгский плутон является самый крупным из обнаженных плутонов гранитов рапакиви и считается наиболее типичным, "эталонным" объектом, так как в нем наиоолее отчетливо проявлены геологические и петрографические осооенности, характерные для зтого типа гранитоидов.

Актуальность раооты. Граниты рапакиви, имеющие широкое распространение и ооладавдие специфическими геологическими, петрологическими и минерадогиче скиаа осооеькостями, :.-.огуг оыть использованы как тало «орляке геологические образован;;!!. Б связи с нерешенностью до KDcio¡сего времени проскекы генезиса гранитов ргпэкиви важное научное значение првАСхавлпег изучение аиьера/.ов зтнх пород, установление по сл. е до ь ат ел ь по с г п их с-ораиронакия, всквлеьюз причин и услозий зозникновенин оригиналы ь.х структурно-тзксгуриых особенностей рапакиви. лроме того, рассмотрение вопросов генерации маги рапакиви и их становления тесно зззпмосвязано с выделением и исследованием потенциально рудоносных гранитов рапакиви поздних фаз и установлением источника рудного вещества.

Цель и задачи исследования. Основ*ая цель pjootr заключалась в получении новой информации о происхождении структуры ралакизи, выявлении причин ¿юрмирования овоидов и изучении особенностей их строения, да.-; главные, мокко сформулировать следующие задачи: I. -'орфосгруктурное изучение и систематизация опоидов, вш-.еление для них регернкх типов. 2. Летальное минералогэ-гесхимическое изучение р-г.ерш-х типов овоидов, выявление осооеньостей их строения. S. Проведении специального изучения оснозно, :.:к;сн по роль, в том числе геометрического анализа стуул.-.-рц ра.ихаец. <*. Paccuorpshue

причин и условий возникновения структурно-морфологических особенностей овоидов. 5. Установление последовательности формирования разных типов овоидов и минералов основной мзссы. 6. Сопоставление двух основных овоидсодержащих разновидностей рапакиви - вкборгитов и трахитоидных рапакиви. 7. Рассмотрение на основании полученных результатов и выявленных закономерностей вопросов гснезиса гранитов рапакиви - генерации ыаги рапакиви, их эволюции и стадийности образования.

Проведенные исследования дают возможность сформулировать основные защищаемые положения:

1. Морфоструктурное и минералого-геохимическое изучение двухосновных разновидностей гранитов рапакиви Выборгского плутона - вкборгитов и трахитоидных рапакиви - позволяет установить общую "природу" и общую схему развития озридоз этих типов пород, являющихся двумя самостоятельными и последовательными гранитоидными фазами.

2. Главное значение при формировании овоидов имел процесс кристаллизационной дифференциации, осложненный привносом К сквозь-магматическими флюидами и периодическими колебаниями Р-Т-параметров, что приводило к стадийности и неоднонаправленности процесса кристаллизации.

3. Оеоиды из выборгитов максимально отражают средние стадии формирования овоидов - длительной, ритмично повторяющейся кристаллизации мкнералоз, приводившей образованию округлых форы вкрапленников КПШ и ихяонцентрически-зональнону строений. Обоиды из трахитоидных рагакиви повторяют путь развития овоидов из выборгитов и отражают все стадии формирования овоидов. Наиболее полно в них проявлены завершавшие стадии быстрой кристаллизации остаточного раиплава, когда одновременно с кристаллизацией минералов основ ней массы пород образуются краевые зоны вкрапленников КПШ, обладающие внешними кристаллографическими ограничениями.,

Ь. Выявленные особенности строения и состава овоидов и минералов основной массы гранитов рэпакиви свидетельствуют о длительности формирования этих пород, что явилось одной из основных причин проявления и развития структуры рапакиви. Длительность формирования рапакиви отвечает особой геологической обстановке, существовавшей во время становлъкия плутонов этих гранитоидов и характеризующейся стабильными условиями и переходом от режима орогении к этапу крато-низации. Своеобразие структуры и состава граиитов рапакиви есть отражение своеобразия среды и условий их образования. У

Научная новизна. Впервые при изучении гранитов рапакиви применен онтогенический метод - один из основных методов генетической минералогии, рассматривающий "историк" минеральных индивидов и агрегатов и особенности процессов их образования. Использование сов-рс-менных минералогических методов исследования позволило детально изучить строение, состав и структуру минералов этих гранитов, выявить проявленную в овэидах зональность. Сочетание онтсгенического подхода с результатами детальных исследований минералов дало возможность по-новому рассмотреть причины и условия формирования ово-клов, установить последовательность кристаллизации разных типов овоидов и минералов основной мюоы, детализировать модель образования гранитов рапакиви.

Практическое значение раиоты ояределяется, с одной стороны, тек, что выявление и изучение иудоиоошг.ти гранитов рапакиви (Зд-?-Ве-суль.шдной минерализации, приурочейфзи к породам поздних фаз) ^ связано с решением ьопросов их ^генезиса-, выделением и характеристикой отдельных фаз и радиальных разновидностей. С другой стороны, граниты рапакиви представляй! большой практический интерес как строительный материал, обладающий высокими техническими показателями, для более правильной оценки которых необходимо учитывать но- . вые данные по составу и структуре различных разновидностей рапакиви".

Фактическую основу работы составляют полевые наблюдения и результаты лаоораторных исследований материалов, собранных автором в период с 1982 по 1590 гг. в районах Выборгского и Салминского плутонов. При изучении онтогенеза минералов гранитов рапакиви было проведено: морфе структурное лз,;чеьие ооразцов гранитов рапакиви и полированных плит (общей п..оладью оолее 6С м^); петрографическое изучение более 330 хчи.ов пород; изучение геометрических характеристик структуры гранитов рапакиви на анализаторе структуры ОДТ-Д». по специально разраоотанноь, (.'.етодипз (65 шлифов, в том числе 2& больших); изучение химического состава минералов на микроанализаторах "СавеЬах", "теоь ♦аесс, "Сасеса" (около 160 анализов), а также пламенно-фотометрическими и флюоресцентным рентгеьоспектральным методами; дифрактометрическое изучение КПШ овоидов и основной массы порол и другие исследования. ,

Публикации. Материалы и выводы диссертации отражены в ? публикациях, подготовленных лично автором и в соавторстве с другими исследователями.

Апробщия раиоты. Результаты диссертацпоьной раооти докладывались на .'.¡елд.,н -родком симпозиуме "Гранит о идк докемория" (Хельсинки,

- б-

Ii'-as г.), <: г ¡к;.-,.е на 1э съезде Международно;, M/!:-';) ¡логической ассоциации (Пекан, ièbO г.). По ¿аараиатьшиекой -втором ть^е "Гранити рапи-хлли в архитектурных памятниках £ег лнграда" било проведено Р):д экскурсий ио городу д.1.!. специалистов-гоо-огов рззш'х профилей.

Ьна;.и.л.,;е и е^алпза.ап; результатов ллть:. По-;,,ченныс резуль-т ты лзу тайн гра.-мтов рзпакляй и внесен ш.е предложена«; по 'онреде-' леняц дх-.ьяЛ'лих ¡.апрллениГ: асследол'шп; учтегк пр.. составлении нового проекта .'ПГл "Гр ;иты рапакиьи" (IbSC г.), а аиор ью вченг з раоочуи г;-упп,> итого проекта, ^аплые по лзу чокал гранлтоь рапа-киви ¿!juo;:iv;-:oro тона аспоф^зовалтд автором пил подготовке лу-теводитсл >i,-"л (мень в архитектурных памятниках J-ei лнг..ада" и материалов дль'краеьедческого кузен г.Еиоерга.

Содер..:дЬ',1е и oute:.: раооты. Дис.иертац;1о;:1 «к ра.огг состоит из hi-j. окал, о глав, заключения, опаска латерзтург:, включающего 195 h jjsiiîiKi- и Z при;.о m. Рабата содержит M еь-аьацммашинописного текста, 66 рлсуьков и ? таодиц.

Благодарности. Su с еде ¡»стьае ь i ¡«оте автор благодарит кол-локти! сотрудилков отдела улгералотич.. ских методов исследования Ы '¿Ге2 и о v о «л»; - ко.ет.нау ч. сотр .P. J».Броделую. Автор признательна vborsj у. i,. L-*.y руководителю npoj.A.A.KyxipeiïKo, э так.<е профессорам Л!'!/ АЛ .£,;.. еху, Г.M .Саранчлчоп и 1!.$.:"икк )реьу. Особую благо_____роч-ть аь.-ор -'.кражает ст.научн.сотр.НИИЗК А.Е.Беляеву.

Г/1.a» i :. ïA3BHTli£ йНЛСТАЕЛИМИЙ ОБ ОБРАЗОВАНА ГРАНИТОВ РАЛАК1Ш il CCBPbMEHHŒ СОоТОШЕ ПРОБЛЕМЫ Б кстора/. и;»ученйя гранитов ¡аапокпви выделено три лапа: 1) ранки!;, о 18,^0 г. до ¿0 годов н.с., когда в основное проводилось Поучение от pv» р ¡-.о -тек сту р ных эссбса ноете:; гтих пород; 2) 20-е годы до начала 70-х гг. - продолжение петрографического и минералогического ^lay чекия гранитов, не наряду с зтим основное внимание было . да:'Я:0 изучению геологического огрсс;:лт пл. гонов, выделению разновидностей пород, их взаимоэт.-.о.-ениям и др. К началу второго периода от, осится понвленле дгух основных концепций о нормировании гранитов р шзкиви - маг;,;атичс-скои и мет а сомат ача ско й, которое в дальне itoeu .,о;;гое время являлись конкурирующими п сосуществовали в мирово;1, литературе, г) СовременныV. зтап, начиная с 70-х годов, с одно:: сторссн, зто этап. деуалыого петрологического и кккералого-л^охагачеекого изучения г,.ани?он рап ;киви, построения моделей генерации маг..;, годоьачальных длн рапзчизи, рассмотрения г.ехааиз'лов ихч

кристаллизации, с другой сторотга, и»1икно/в эти годы возникла необ-ходиглзсть-анализз и эоо Мщения всего накопленного' материал а по изучению гранитов рапакиги различных плутонов.

В но стоящее время больиигетро исследователей считает, что гра-1:ктк раяакиви образовывались магматическим путем. Но представления и генерации ;..агм рапакиви и их становлении (остаются достаточно противоречивыми. Существуют две главные модели: в первой из них родоначальные дл-1 ^пакпьи магмы рассматриваются как продукты коровой кокталинацли базальтовых маги, а основным механизмом, контролирующим становление многофазных гранатных плутонов, считается кристаллизационная дифференциация; зо второй - как результат аутентического плавления нижних (средних) слоев земной коры,, связанного с возбуждающим действием магм основного состава и (или) региональный метаморфизмом. Не сущзст.-ует такяе однозначных.представлений о формировании структурно-текстурных особенностей грани-то в рапакиви. На осноеэнии анализа литературных данных можно выделить три основных взгляда на способ образования овоидов: I) овои-ды - порфиробласты (Судовиков, 1967); 2) порфировые выделения (Ве-глхославинский, 1958 и др.); интеркумулу сные образования ("Магматические горные породы", 1987).

Таким образом, для выоора модели образования овоидов, установления причин и условий формирования структурно-текстурных и других минзралого-петрограшических особенностей гранитов рапакиви необходимо получение новой информации о строении, составе, структуре минералов этих пород, проведение детального геохимического и петрологического исследования гранитов рапакиви.

Глава 2. ГЕОЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫБОРГСКОГО ПЛУТОНА ГРАНИТОВ РАПАКИВИ -

Выборгский плутон гранитов рапакиви расположен в юго-восточной части оалтийского щита и приурочен к Свекофеннской геосинклинально-складчато'й области. Ок представляет собой сложную многофазную интрузию с преобладающим развитием гранитоидных пород пирок сен-амфибол-биотитового, амфибол-биотитового и биотитозого состава. Новые определения возрастов гранитов рапакиви Выборгского плутона, проведенные .'«¡.Ваасиоки ( \raaojoki, 1989) с использованием Би-Ш метода, показали интервал от 1646 млн.лет для ранних гранитоидных фаз до 1630 млн.лет'для поздних гранитоидных фаз, тем самым подтвердив длительность (15-20 млн.лет) процесса формирования плутона. В гравитационном поле плутон характеризуется четко выраженным интенсивным минимумом, что соответствует контрасту плотности гранитов' рапа-

киви (овоидных разностей, имеющих наибольшее распространение) .-'¿>64 г/см3 и вмещающих свексфекнсних гнейсов (2,74 г/см3). Форма Ъыборгского плутона, воспроизведенная по геофизическим данным, представляется как пластина толщиной около 5 км с тремя корнями, уходящими ка глуокну до 15-гО км ("Анортозит-рапакивиграиитная формация", ~ 1978).

Сопоставление существующих в настоящее время классификаций гра-нитоь рапакиЕи Выооргского плутона, предложенных советскими и финским« геологами, позволило выделить три основные ч.азы, включающие сле^-у ющие структурно-петроградрические разновидности пород. I фаза -бнотит-амфиОоловые лаппее-граниты: тирилить: - собственно лаппее-гра-илти - счннко-граниты; П фаза - аифибол-ояотитоъие выооргиты: темно-окрашеннье выооргиты - нормальные выооргиты - питерлиты - порфировид-1!ыз рцплгави с крупнозернистой и мелкозернистой основной массой. Граниты этой .разы часто характеризуются структурой рапакиви и имеют наиоольшее распространение в плутоне; Ш фаза - оиотитовые равномер-нозернпстые и трахитоидные рапакиви, поздними дифференциатами которых являются топаз содержащие граниты, с которыми связана Ба- V/ -Ве минерализация. Ь работе приводится петрографическая характеристика ^ пород различных гранитоидььх ^аз и дана сценка их распространенности, а также данные по их химизму.

Глава 3. ¡йШРАлОГЛЧЗиСИЕ И сТРЛТУРНО-ТлаСТ^РНКЕ

ОсО^ЬСа';! ВЬЪОРГИГОЬ » ТРАлИТСВДЫХ РАПАКИВИ Для двух главных овоидсодернащих разновидностей граиитоз рапа-кили - аыиоргатов и трахитоидних рапакиви - проведено ьорфоетруктур-пое изучение овоидов, исследование особенностей их внутреннего строения: нертитовых вростков, разных типов включений, плагиоклазовых оболочек вокруг них, их секториального строения, а также детально азу чет: ¡.шнералк о словно», массы .пород этих двух разновидностей гранитов .

Сриди всего '»¡когооорз .ия наолюдаешх видов овоидов выявлены сле-дул1'ие ради их по"ст^опеь:-;1:х переходов: I) по размеру: мелкие - круп. ныв (1-11(9) с;.:; 2) по -орке: оодгхсе - полностью ограненные;

3) но степе: и саиь^и». ллагиоклзно^ых ооолочек (т.е. толщине оболоч-I кк по oTi.o-.-ei лз к „ла-етру овоида): без оболочек - полностью плаги-клазо;«,1е а построен:, длат-рааыы р кпредвлеаия овоидов в тройной систем, кээр.^млг ^рйс.1), а I .к-ло*31-двйенн основные группы и реперные тлпы ого аде ь ггах -ро;.в того рассмотрена модель строения ово-

идс.ч п „ака .»•лр::ктсу.:с: лка четырех :-.1.угрины!л зон о бондов , которые

наиболее отчетливо проявляются б крупных по размеру вкрапленниках ,

кпш.

Овоиды выооргитов и трахитоидных рапа киви сложены сильно перти-тизированным КПШ, насыщенным включениями кварца (Кв), плагиоклаза (Пл)," биотита (Вт), роговой обманки (Амф) и акцессорных минералов, участками сильно измененным. дПШ овоидов представлен ортоклазом или микрокликом, либо и тем и другим. Для КПШ овоидов выделены и охарактеризованы три системы пертитовых вростков: тонкие пленочные перти-товые вростки (3-5уи), местами переходящие в ките-веретековидные; более грубые ¡¿ильные (10-30^), проявленные в овоидах повсеместно и сменяющиеся участками пертитовыми. вростками пятнистого типа (эти две системы согласуются с выделенными А.Вортой, 1971). Кроне того, были обнаружены рентгеновские пертитовые вростки ( 1/1)1 которые распространены во всем объеме КПШ овоидов и наряду с ¡ШИ-сс-ставляющей образуют основную матрицу овоидов. Формирование пертитовых вростков происходило, видимо,в две стадии: I) экссолюция первичного КПШ и образование тонких пертитовых вростков; 2) перекристаллизация и формирование грубых пертитовых вростков.

.Включения в овоидах оыли описаны ранее.в ряде работ В.Вааля, Б.А.Попова, Д.А.Велккославинского, А.Ворш. Однако, при детальном микроскопическом изучении овоидов удалось выделить новые ¡„орчдгенетические типы включений кварца, плагиоклаза, темноцветных, а такие характерные для овоидов "сложные" полиминералвныь включения - агрегаты, состоящие из различных по '..орфологии зерен породообразующих (в первую очередь ииотита) и акцессорных минералов, находящихся в сложных взаимоотношениях. Все основные типы включений характерны как для овоидов из выооргитов, так и для овоидов из трахитоидных рапакиви, хотя в краевых зонах овоидое проявляются некоторые отличия • (в. овоидах из трахитоидных рапакиЕи возрастает роль включений "каплевидного" кварца, сходного по морфологии с мирмекитани). Изучение секториальчого строения овоидов и взаимиотноыени:, овоид - плагпокла-зовая оболочка позволили установить эпитаксийное нарастание оболочек на сектора КПШ,

Сопоставление данных морфоетрунтурного и минералого-петрографи-ческого изучения овоидов лз выооргитов и трахитоидных рапакиви (внутреннего строения овсидоз, типов включений в них, морфологии внешних форм и др.) показывает, что сходство их типично для центральных - средних зон. Отличия проявляются в краевых зонах овоидов: в трахитоидных рапакиви заметно возрастает роль вкрапленников с частичными и дахе полный! кристаллографическими ограничениями. £то дает

основание предположить общую "природу" овоидов выборгитоЕ и трахитоидных рапакиви, близкую историй их развития на начальных стадиях. В ходе-становления пород их различия возрастают,,что также находит отражение в составе и структуре основной массы.

Главными породообразующими минералами основной массы выборги-тов и трахитокдьых рапакиви являются КПШ, плагиоклаз, кварц, биотит, амфибол (в выбсргитах); акцессорные минералы представлены цирконсм, флюоритом, апатитом, ортитом, магнетитом, ильменитом и др. Подсчет модального состава основной массы и определение геометрических характер истин структуры показывает, что .в этих двух разновидностях пород она характеризуется близким средним количественно-минералогическим составом - в выборгитах: КПШ (с учетом перти-товых вростков) - 39,2; Пл - 17,9; Кв - 34,5; Бт - 5,5; Алф -2,2; акцессорные минералы ~ 0,4; вторичные минералы - 0,3; в трахи-тоидных; КПШ - 38,9; Пл - 19,0; Кз - 32,2; Бт - 9,0; акцессорные -0,4; вторичные - 0,5 . И для выборгитов, и для трахитоидных рапакиви наблюдаются значительные колебания в содержании минералов, что является следствием неоднородности пород, выражающейся в неравномерном распределении породообразующих минералов в основной массе. Однако, „трахитоидные граниты в целом более однородны по сравнению с выборгитами. Характерной особенностью рапакиви является присутствие нескольких генераций_породооора&увщих минералов даже в основной массе пород. Вместе с тем, некоторое минеральные разновидности (кварц и Оиотит ранних генераций, роговая соыанка), встречающиеся в основной массе выборгитов, в трахитоидньи рапакиви отсутствуют. В трахитоидных рапакиви меняется ¡.аоор главных акцессорных минера-, лов ; умеяьшетсн количество магнетита, ильменита, гематита, апатита, повышается - флюорита, ортита, становится преобладающим другой морфогеьетический тип-циркона (крупные 0,5-1,5 мм, длиннопризмати-чьские кристаллы с хорошо развитыми гранями {НО}). В трахитоидных рапакиви появляются выделения КПШ в виде лейст, создающие местами четкую трахитоидную структуру. Для гранитов рапакиви наблюдаются неоднозначные схемы идиоморфизма минералов, ¿да минералов основной массы трахитоидных рапакиви в целом ыокно составить ряд уменьшения степени идиоморфизма:К1Ш I - Пл-Ке - КПШ 2 - Бт, Амф. В основной массе выборгитов КПШ ранней генерации (КПШ I) часто имеет нечеткие ограничения,. ьо з остальном этот ряд сохраняется. Кроме того, этот ряд соответствует общей схеге- последовательности кристаллизации ' минералов основное массы этих двух разновидностей пород, которая была установлена на основании совокупности дангых минералого-

^ II -

петрографических исследований.

Глава СОСТАВ И СТРУКТУРА МлЬЕРАЛОВ ВУдОРГИТОВ ■ И ТР-шГГОИдКаХ Р-'ПАлИБИ •

В результате изучения химического состава минералов гранитов рапакиви, проведенного с применением иикрозондового анализа, а также флюорисцентного реьтгено-спектрального и пламенно-фотометрического методов, установлено, чта овоиды имеют не однородное, а зональное строение. Зональность выражается в уменьшении содержания jVa.Ba и увеличении содержания К от центральных к перифзрийным частям овоидов. Кроме того, от ядсрнь-.х к краевым зонам овоидов происходит уменыаекие содержания Sr (от ЗАО до 135 г/т) и некоторое накопление R.B (от 260 до 360 г/т). На фоне ни реально К магматической зональности, характеризующей "этап" кристаллизации овоидов, в них проявлена "колеблющаяся" зональность, характеризующая, "стадии" кристаллизации и выраженная в локальных изменениях состава КПШ в различных (особенно средних) зонах овоидов (рис.2). Наиболее четко нормальная магматическая зональность каолюдается в крупных по размеру ово-идах из трахитоидкых рапакиви, для которых устанавливаются Солее контрастные изменения состава центральных - краевых частей. "Кслеолю-щаяся" зональность осоо'ечно характерна для овоидов из зыборгитов.

К-фаза пертитов' овоидов представлена ортоклазом с примесью зльбитового компонента (2-15%) л незначительном содержанием анорти-тового компонента (О-Ifi). Состав пертитовых вростков в КПШ овоидов из выборгитов постоянен - почти чистый альоит с содержанием анор-титового компонента 0,0-1,7%. Аналогичной состав имеют ните- и вз-ретеновидные пертитовце вростки в КПШ овоидов из трахитоидных рапакиви; хилькые пертитоьые вростки xjpjsiepK3,sTCH иным сост дом -Яч- "5,0-10,5'

Большинство внлычв!ш{: плагиоклаза в ороидзх характеризуется составом .Ла"23 3-3'-). т • -Внутри пл лчюн..азових включеьий устанавливается прямая зональность: оОЛ'а^ение центральных частей анортито-вым компонентом, а краевых - альиитовым. В различных зонах овоидов состав плаглок^азовых ьклэченвЬ ва^ьяр^ет - становится Солее кислым от цемрэяышх к пери^срийшм зонам. Пл-аиоклаоовые оболочки характеризуются составами Мп ^ д_-д ^ из выборгитоз и -Atij^ ^ Для овоидов из трахитоидкых pan ¡киви.

Биотиты отличаются ы.согсК о'.сей жолезистостью (4 - 3-98,0). Но составу оьл относятся к раду а": ата^са г.еро^кг лит а с пределами содержания акнита 68-S»?£ при со,йр.: аг.ли йагнсзиавьных компонентов не более 15% Рогозыз обманки пр^. гаш ены ц.бррогаотинга:тами с з»еле-

зистостью Ф = 33,5 - 94,7. Устанавливается сопряненность состава биотитовых и амфиболовых включений с КПШ овоидов: от центральных частей овоидов к краевым и к основной массе происходит увеличение содержания Ре,.К и уменьшение Мб . На и Са для роговых обманок

Зависимость состава включений плагиоклаза и темноцветных от состава КПШ овсидов свидетельствует об образовании этих включений в процессе формирования овоидов, а также о существовании определенных стадий и изменении условий в ходе кристаллизации овоидов: более высокотемпературных для центральных частей овоидов, более низкотемпературных - для краевых. Состав минералов основной массы (КПШ, Ил, темноцветных) соответствует КПШ краевых зон овоидов и включениям из этих зон, что говорит о кристаллизации основной вассы вы-боргитов и трахитоидных рапакиви на завершающих стадиях формирования овоидов.

Исследование структурного состояния КПШ овоидов и основной мас-выборгитов я трахитоидных рапакиви показызает, что калиевая фаза гортитов представлена в большинстве овоидов смесью нескольких разных по структурной упорядоченности фаз. В отдельных случаях резко преобладает или нальется единственной какая-либо одна фаза. В целом в овоидах наблюдается тенденция к увеличению степени структурной упорядоченности К-шазк пертитов по уере перехода от центральных к краевым зонам оьоидов и к КПШ основной массы. КПШ овоидов из выборггдов характеризуются разно»: степенью упорядоченности: от чистого ортоклаза до преобладающего промеауточного микроклкна и только, промежуточного мпкроклина для вкрапленникоз с кристаллографически-: ми ограничениями. Для КПШ овоидов из трдхитоидных рапакиви устанавливается интересная особенность: для них характерна менее упорядочено» стпук ^рноз состояние что иршнекло с выборгитаыи и они пред-ставлекк либо влетим ортоклазом, либо ортоклазом с подчиненным про-

ыогч,точны:.....инрэкяином. Вкраплен ник л КПШ с кристаллографическими

ограничениями из этих гранитов могут быть разными по упорядоченности - от преобладающего ортоклаза до преобладающего промежуточного " мкроклина. Так как ыеяду структурным состоянием КПШ и температурой его кристаллизации существует прямая зависимость ( 1974), на основании полученных результатов мо/.но считать овоиды из трахитоидных рапакиви (особенно в ядерных частях) более высокотемпературными образованиями. Это согласуется и с составами КПШ ядерных частей озоидов их трахитоидных рапакиви, которые характеризуются твыаешшш содерианияш» альбктового доштонента. С другой стороны, следует учитывать, что структурная упорядоченность КПШ зависит от

скорости их кристаллизации и одно 1: из причин менее упорядоченного

состояния КПШ овоидов из тр 1ХИЮИД1ШХ рапакиви по сравнению с вы-бсргитами модат быть их более быстрая кристаллизация.

Глава 5. ВОПРОСЫ ОБРАЗОВАНИЯ СТРУКТУРУ РАПАКИВИ 'Основываясь на результатах морфосгр,укгурного изучения внбор-гитов и трахитоидных ра{шкиви, исследовании строения, состава и структуры минералов этих пород, разрю'отана схема последовательности кристаллизации минералов (рис.3) и схема последовательности образования разных типов овоидов (рис.4). Последняя хорошо согласуется с результатами экспериментальных работ по моделированию кристаллизации для гранитной системы (З^апйои, 1977). В работе рассмотрена „модель формирования овоидов,' установлено, что определяющее -значение при их образовании имели следующие факторы: I) изменение состава расплава, происходившее под влиянием магматической кристаллизационной дифференциации, а такне продолжающегося поступления калия в состав сквозьмагматических флюидов, что фиксируется в,ха--рактерной для КПШ овоидов и минералов-включений в них нормальной магматической и "колеблющейся" зональности; 2) изменения Р-Т-параметров, обу слов лег. ные как общим постепенным перемещением и остыванием магм (т.е. уменьшение Р общ., 'Г), накоплением летучих в ходе эволюции расплава, так и возможным проявлением оолее локальных и резких смен термодинамической обстановки (из-за продолжающихся тектонических подвижек и трещиноооразозания). Совокупность действия этих ^акторов и изменение их роли в процессе формирования овоидов приводили к стадийности и неоднонаправленности процесса, возможному сочетанию кристаллизации с частичным растворением ранее ооразовзвшихся фаз, формированию округлых форм овоидов и включений в них. Кристаллизация КПШ начиналась из пере сищег. но г о к алией внеокотем-пературного расплава (при этом формируются чистые от включений ядерные зоны овоидов). Ь ходе кристаллизации состав расплава смещался к котектическок линии двух полев: х шпатов и при ее достижении начиналась кристаллизация плагиоклаза, а затем, при достижении точки тройкой эвтектикифистлллнзацня кварца. Смена .условий кристаллизации приводила к возобновлению ооразоьзеия КПШ, вероятнее всего, это оыло результатом изменения состава расплава вследствие привноси калия.

Формирование плагиоклазовых ооолочек мо.-^но объяснить, если считать, что после окончательного прекращения прпеноса калия наступал последний цикл кристаллизации о.воидов. Е этом случае к продолжающему кристаллизоваться КПШ в определенный чомент времени присоединялся плагиоклаз и происходило формирование плагиокл азозых

оболочек, а затеи - кварц, что приводило к образованию в краевых частях овоидов зоны ''каплевидного" кварца и формированию "микропегматитовой" структуры. Следует отметить , что в-это время в остаточном расплаве могла появляться самостоятельная флюидная фаза, накопление и отделение которой вызывало переохлаждение остаточного'рас-плава.и быструю кристаллизацию минералов. • Н этому моменту относится формирование кристаллографических ограничений-у вкрапленников К ГШ и кристаллизация основной массы пород. Избирательность в образовании плагиоклазозых оболочек вокруг овоидов можно объяснить, с - одной стороны, неоднородностью самого расплава, обусловленную его высокой вязкостью, ослабленной диффузией, с другой стороны, насыщенностью расплава уже закристаллизовавшимися компонентами и неповсеместное соприкосновение овоидов с остаточной средой минералооб-разования.

Особенности состава и строения отдельных овоидов определяются их "индивидуальной историей", которая'в силу названных причин (неоднородности расплава, его вязкости и т.д.) проявляется в существовании "поля" кристаллизации вокруг овоидов и возможно вызывает некоторую локально проявляющуюся разновременность сходных стадий кристаллизации.

-В целом, для овоидов из выборгитов и трахитоидных рапакиви устанавливается общая схема развития: их ядерные части являются интра-. теллурическими образованиями, а краевые части образовывались уже на заключительных стадиях магматического процесса. Однако, исходя из состава и структуры КП1Д, можно предполагать более "глубинное" происхождение "ядер" овоидов из трахитоидных рапакиви, по сравнению с выборгитами, а затем их подъем и более быструю кристаллизацию в завершающие стадии образования овоидов. Учитывая особенности состава и структуры основной массы выборгитов и трахитоидных рапакиви.можно выделить основные отличия в характеристике магм, исходных для образования этих двух разновидностей рапакиви. Так можно считать, что магма трахитоидных рапакиви по сравнению с выборгитами была: I) более гомогенной (почти без реликтовых минералов ^сходного субст^рата), более высокотемпературной; 2) более однородной по составу: 3) более мобильной, подвижкой; 4) более глубинной по происхождению, но перемещалась в более высокие слои земной коры; 5) ограниченной по объему; 6) проходила более быстрое остывание и кристаллизацию; 7) имела ^полнее проявленную магматическую дифференциацию; на конечных стадиях была больше обогашена летучими компонентами (в ней была более ярко проявлена заключительная стадия, когда шло образование"1 кристаллографических ограничений на вкрапленниках КПШ).

Таким образом,020иды из выооргитов является "типичными" овои-дами, в чих полнее проявлены -я се о со иск ноет л строе ни ••• овоидов: округлая аорма, концентрическая зонагьносхь в ¡асполо.-миии включений минералов, развитие плагпок^зоъых ооолечек. Спи максимально отра-;.-,а:.т срь„«л«г стадии ,с;:.':1;ре. ¡ни.-. эьо;ьсв - ста ¿«а длительной, ритмично пз*торяк»е: 1-я кристаллизации „П*. Ово иды из тра.нтоидных ра-п ¡киви повтор..ьт леторшэ розькта!: оеоидов из ы'Оор-.:??к, но по сравнению с последними в них оолее полно про.-.влс.ны завершающие стадии кристаллизации овоидов.

Проведенное определении палеоте;..перат.\р по к.лп?ороиу

геотер.-оы^гр.» позволило ¿сгановить ьасходкцай по т„мперзтуре ряд от центральных зон овоидов к средним, краевым зонам и основной массе (рис.5)., который хорошо лсдтгер.гсдзет усг.кг>; ¿.'кув 'лос-.-едо-зат.льнссть образования разных типов овоидов.

Глава 6.' ПГлТИЧ:.. К0£ ЗНАЧ»Ы!2 ¡Е-Чг&Ий ГРА:-:.:1'0Ь РА ПАШ" В»!

Граниты рапакиви к»;>)штся потенциально е., ^сносными ¡юродам и в настоящее время, осооенно после ¡"едазнпх открытий ряда, крупных месторождений.-, связанных с рапакиви, ¿«ассматрш ытся как перспективные для поисков Зи - " - Ве -сульфидного ор,,.мнения. В гранитах рапакиви ВыОоргского плутона рудная минерализация приурочена к породам поздней .азы - равномернозерн.'.стыы топаз содержащим Оиотитовым гранитам. Выявление распространенности .»¿докогных гранитов и уста-псЕ..е.-.пе причин их ¡формирования тесно взаимосвязано с рассмотрение»« вопросов генезиса гранитов рапакиви, стадийностью их становления.

Кроме того, граниты рапакиви являются прекрчин^а строительным материалом. Они вы со ко декоративны, ди гевечны, характеризуются высокими техническими показателями' относятся к группе прочных, морозостойких пород. При зтом отдзльше участки ВыОорнского плутона ооладают блочкостью, пригодной для ¿азразстки на облицовочный и монолитный камень. Именно в каменоломнях Ьыооргского плутона оыли добыты крупные и дане уникальные по размеру гранитные ¡миелиты, использовавшиеся при строительстве архитектурных паиятымов Петербурга. В раооте не только рассматривается призеры применении гранитов рапакиви различных месторождений в архитектурных сооружениях прошлых, столетие, но и оосу.кда:ется вопросы о кеоиходикости и .-озможности Оолее широкого йсподьиоьзнин гранитов рапакиви. осеоепно иыборги-тов, в качестве оолицовочного и монумент ильного камня в современном строительстве.

3Akj.b42.lIE

Основные результаты выполненных исследований сводятся I: следующему: ' •

- 16 -

- проведена систематизация овоидов, выделены характерные группы о во идс в К'реперные типы овоидов этих групп, изучены особенности внутреннего строения овоидов - системы пертитовых вростков,' минералы включений, секториальное строение, плагиоклазовые оболочки и др.;

■ - с применением метода геометрического анализа структуры пород изучена основная масса выборгитов и трахитоидных рапакиви, определен ее модальный состав и структурные парамв!ры, что позволило выявить существующее сходство и различия зтих двух типов пород, а также построить схему последовательности кристаллизации минералов в них (КПШ - Пл - Кб - Ы, Амф);

- впервые детально изучен,химический состав КПШ оюидов, минералов включений в них н минералов основной массы. Установлено зональное строение овоидов: от центральныхк краевым частям в КПШ

.происходит уменьшение содержания На, Ва, зг и увеличение К,.иь. При этом на фоке нормальной магматической зональности про.нвлена "колеблющаяся" зональность, выраженная в локальных изменениях состава КПШ. Выявлено, что включения Пл, Бт, Аиф< имеют состав, сопряженный с составом КПШ овоидов;

- ди(й) актом етрическое изучение КПШ показало, что »трахитоидных рапакиви КПШ характеризуется менее упорядоченным структурным состоянием, что указывает на более высокотемпературные условия при его образовании и*его более быструю кристаллизацию;

- по результатам детального изучения состава и строения овоидов и минералов основной массы рассмотрена последовательность кристаллизации минералов гранитов рапакиви ь целом, а также последовательность образования разных типов озоидов и основной массы;

- рассмотрена модель формирования овоидов; установлено, что главное значение при этом имел процесс кристаллизационной дифференциации, определяющий "этап" кристаллизации овоидов, на фоне которого была проявлена стадийность, связанная с привнесем калия сквозь магматическими ддюидами и обуславливающая неоднонаправленность процесса кристаллизации. Оосуждаются причины и условия образовали ~ структурно-текстурных особенностей гранитов рапакиви;

- установлено, что овоиды из внборгитов, являющиеся "типичными" овоидами (в них полнее проявлены все особенности строения овоидов), максимально отражают средние стадии нормирования овоидов -стадии длительной, ритмично повторяющейся кристаллизации КПШ. Овоиды из трахитоидных рапакиви имеют более контрастные изменения составов и отражают весь ход развития овоидов - как наихьные, средние, так и конечные стадии в их формировании.

По теме диссертации опубликованы следующие работа;

1. К вопросу об образовании гранитов рапакиви ЗВМО, 1586, ч.СХУ, вып.6, стр. 643-649 (совместно с Н.Ф.Шинкаревыы). Лерезедада Б "Int.Geol. Hev.", 1987, 29, № 2, 127-133 (энгл.)

2. Composition and structure of alkali feldspar avoids of rapalci^ vi granites and succession oi their formation. Abs. Зушр. Fre-canbrian Granitoids, Helsinki, 1989. с. 414 (8ИГЛ.).

J. Localization pattern of tin aineralization associated with granite formation processes. Abs. 8-th IAGOD Sjap., Ottawa, 199О { англ.) (i соавторстве с A.M.Беляевым).

ч-. Состав и строение овоидов калиевого полевого шпата гранитов рапакиви. Вестн. ЛГУ, А 2, 1990, стр. 17-26 (ь соавторстве "с А.К.Беляевым, Ю.С.ШапкиноЙ).

5. Ontogenesis of potash feldspar ovoid3 fyon rapakivi granites. Abs. 15 tii iilA. Meeting, 1990, China,, p. 92-93 (англ.).

6. The use of rapalcivi graoites in architectural meoorials of Leningrad. Там xe, p. 685-686 (англ. яз.).

7. Камень в архитектурных памятниках Ленинграда (краткий путеводитель). Л., ЦНЙ1Т музе«, 1974, 24 с.

-наиболее ¡»сщострамеиуые типы oeoanV ---кглкпние типы овоигот

bic. i. ,VarpaMUd распределения овоидов из выбо;ги?оь /'/ .■ ixhtg^hu* р^пякгв!' /б/ 8 троЯнсР системе координат /а/ : разыер - фо- степень гшагиоклгзороа о£с::очки.

Рис.3. Схема последовательности кристалаиэации минералов в гранитах рапакиви Выборгского плутона. Обозначения: КГ5р-Ш111, Р1-плагиоклаз* й-кьаоц, Б<-Сиоти7 -ам-фиьол, 2г -циркон |Ч-Ар-апатит , - -флюорит .

время кристаллизации

о в о и д о в

крупные по размеру

средние по размеру

^¿с*Т£вной ~ кассы

фоомирораьие ограничений

Рис.4. Схема возможных вариантов рнзвития овоидов различных размеров и форм.

Рис. Ь. Температурь кристаллизации овокдов и основной массы в выборгитаг /I/ и трохитоидньг: рапакиви /II/,определенные по двуполевопгпатовому геотзрмометру Стормеря. Обозначения: Ц-иеч?р;С-сер<?дина;К-краЯ овоидов;ОМ-основнзя масср.