Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Кварц-полевошпатовые метасоматиты Севера Урала

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Кварц-полевошпатовые метасоматиты Севера Урала"

На правах рукописи

УДОРАТИНА Оксана Владимировна

V_——~ ■ -

КВАРЦ-ПОЛЕВОШПАТОВЫЕ МЕТАСОМАТИТЫ СЕВЕРА УРАЛА

Специальность 04.00.08 - Петрография,

вулканология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена в Институте геологии Коми научного центра УрО РАН

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических

наук,профессор Л.В.Махлаев

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук В.В. Жданов

кандидат геолого-миыералогических наук A.B. Козлов

Ведущее предприятие - Уральская государственная горногеологическая академия, г. Екатерин бург.

Защита состоится " п _ 1996 года в

££_ мин. на заседании Диссертационного совета Д.063.15.04 по адресу: 199026, Санкт-Петербург 21-я линия, дом 2, ауд. N

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского Государственного Горного Института им. Г.В.Плеханова (технического университета).

Автореферат разослан" 4" ялр^Л. 1996 года

Отзывы, заверенные печатью учреждения в двух экземплярах, просим направлять по адресу: 199026, Санкт-Петербург 21 линия, дом 2, Санкт-Петербургский Государственный Горный Институт им. Г.В.Плеханова (технический университет).

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат геол.-мин. наук, доцент

М.А. Иванов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Метасоматические процессы приводят к изменениям первичных (осадочных, метаморфических, магматических) пород, сопровождаясь нередко значительными перемещениями элементов. Поэтому особенно важным является установление критериев отличия метасоматических образований, сопровождающих рудные концентрации, от безрудных. Также метасоматические породы нередко являются конвергентными по отношению к породам иного генезиса.

В частности кварц-полевошпатовые метасоматиты (во многом сходны с гранитоидами. Но, поскольку порождены эти породы разными процессами, от их правильной диагностики зависит верное "прочтение" геологической истории тех регионов и геоструктур, в сложении которых они принимают участие. Поэтому точная диагностика метасоматитов, базирующаяся на особенностях их вещественного состава, а также выявление их формациониой принадлежности, анализ соотношений метасоматоза с другими эндогенными процессами - тектоникой, метаморфизмом, магматизмом - принадлежит к актуальным проблемам петрологии, имеющим как общетеоретическое, так и прикладное значение.

Выбор объекта исследований. Для исследований выбраны территории Полярного и Приполярного Урала в пределах Центрально-Уральского поднятия. Изучаемые районы включают з себя зоны сочленения древних гранито-гнейсовых образований с их сланцевым обрамлением. Для Полярного Урала - это район Харбейского анти-клинория (ср. течение рр. Б. Харбей и Лонгот-Юган), для Приполярного Урала таким участком является Ляпинский антиклинории (верховья р. Кожим). Здесь в условиях хорошей обнаженности представлены наиболее полные разрезы доордовпкеких образований Севера Урала, начиная с отложений нижнего докембрия. Здесь имеют развитие кварц-полевошпатовые метасоматиты, как несущие редкометальную минерализацию (Та-МЬ), так и безрудные.

Целью работы было установление петрографических и петрохи-мических критериев для выделения метасоматитов различных типов и отличия их от сходных пород иного генезиса. При этом решались следующие задачи: 1) определение морфологии тел метасоматитов; 2) выделение типов пород субстрата; 3) определение химического и

минерального состава метасоматитов; 4) установление их петрографических, петрохимических и геохимических особенностей.

Научная новизна и научно-практическое значение работы. Впервые проведена работа по определению формационной принадлежности метасоматитов и дана сравнительная характеристика метасоматитов, развитых в геологически сходных блоках Севера Урала (Полярный и Приполярный Урал зоны Центрально-Уральского поднятия). Результатом явилось разделение развитых на этой территории метасоматитов на два подтипа, характеризующихся различным геолого-структурным положением, морфологией тел, исходным субстратом, петрографическими признаками, химическим составом и геохимической специализацией. Результаты могут быть использованы для построения геологических карт и карт размещения полезных ископаемых и, прежде всего, при разработке легенд к этим картам.

Основные защищаемые положения:

1. Палеозойские гранитоподобные породы Севера Урала, описываемые ранее как апограниты, метаграниты, лейкократовые плагио-граниты, полевошпатовые кварциты, принадлежат к формации кварц-полевошпатовых метасоматитов зон разломов и были сформированы при снижении температуры от 500° до 200°С.

2. В зависимости от геолого-структурного положения, субстрата, химического и минерального состава метасоматические образования подразделяются на два подтипа (субформации): кварц-двуполевошпатовые и кварц-альбитовые (альбитовые).

3. Выделяемые подтипы метасоматитов кварц-полевошпатовой формации на Приполярном и Полярном Урале, наследуют составы субстратов в отношении содержания и распределения РЗЭ.

Апробация работы и публикации. Основные положения работы докладывались и обсуждались на "5-ом петрографическом совещании по метасоматизму и рудоносности", (Свердловск, май, 1991 г.); на Научных конференциях Института геологии Коми НЦ УрО РАН (фев,1992 г., дек. 1994 г., нояб. 1995 г.); на 1-ом Всероссийском петрографическом совещании "Магматизм и геодинамика" (Уфа, июнь 1995 г.) По теме диссертации опубликовано 6 работ. Результаты исследований изложены в написанной диссертантом главе "Кварц-полевошпатовые низкотемпературные гранитовидные мета-

соматнты Севера Урала " научного отчета по теме "Магматизм севера Урала и Тимана", защищенного в 1992 году.

Фактический материал. В основу диссертации положены результаты личных исследований автора, проводимых в процессе полевых работ в 1990-92 гг. на Полярном и Приполярном Урале. Обработан также каменный материал, за 1935-86 гг. переданный диссертанту JI. В. Махлаевым и И. И. Г'олубевой, за который автор выражает свою благодарность. Для работы над фактическим материалом применялись следующие методы:- рентгенолюминесценция (30), ИК-спектроскоппя (9 определений мусковита), спектральный полуколичественный (200), спектральный количественый на 13 элементов (50), силикатный анализ (100 определении горных пород и 51 минералов), рентгено-флюоресцентный анализ (50), Rb/Sr - изохронный метод (5), ненгронно-актнвационный (60). При лабораторных ис-стедоланиях на поляризационном микроскопе изучено более 900 шлифов, проведено определение в иммерсионных жидкостях (50). Аналитические исследования проведены на базе Института геологи и К11Ц УрО РАН (силикатный, спектральный, реитгенолюмяне-ценции, ИК-спектросколии), з ИГФМ Укр АН СССР (силикатный и рентгено-флюоресцентный), ЦЛПГО Ташкент-геологии (нейтронно-активациоипый), ГЕОХИ РАН (г. Москва) (нептронно-акгпвационнып), сотрудникам которых автор благодарен за проведенную работу. Аналитические определения обработаны на персо-налгнем компьютере IBM PC с использованием программ QPRO, STATGkAF, NEWPET, EXCEL.

В процессе работы были использованы данные по геологическому строению Полярного и Приполярного Урала, полученные сотрудниками КНЦ УрО РАН, Соркутинскои ГРЭ, Г1ГО Полярноу-ралгеология и других организаций.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения п содержит 244 листа, в том числе 130 страниц машинописного текста, 52 иллюстрации и 22 таблицы. Список литературы содержит ¡62 наименования.

Работа выполнена в лаборатории петрографии Института геологии KHI.T УрО РАН всему коллективу которой автор благодарен за помощь, оказанную при выполнении исследований и оформлении работы. Л втор искренне благодарит научного руководителя д. г.-м. и., профессора Л.В. Млллаева. Выражает благодарность академику

РАН профессору Н.П.Юшкину, чл-корр. АЕН РФ Я. Э. Юдовичу, д. г.-м. н. А.М.Пыстину, канд. г.-м. н. В.Н.Охотникову, В.И.Силаеву, В.И.СтепаИенко, И.Н.Бурцеву за внимание и помощь в работе, содействие в проведении исследований, а также за консультации, ценные советы и рекомендации на разных стадиях выполнения работы. Особую благодарность автор выражает одному из ведущих специалистов по проблемам метасоматизма д. г.-м. наук А Н. Комарову, внимательно просмотревшему рукопись настоящей работы и давшему ряд ценных рекомендаций.

ПРОБЛЕМЫ И СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ КВАРЦ-ПОЛЕВОШПАТОВЫХ МЕТАСОМАТИТОВ

Кварц-полевошпатовые образования относятся к широко распространенным в природе горным породам. Анализ данных, накопленных к началу 70 годов по кварц-полевошпатовым метасомати-там, позволил выделить новый формационный тип: к нему относятся существенно полевошпатовые щелочные .метасоматиты гранито-подобного (гранитовидного) облика, с которыми связано Ве, Та-КЬ, ■7л, 11ЕЕ - оруденения. Эти метасоматиты формируются в определенных геологоструктурных зонах, обладают специфическими петрографическими, минеральными, геохимическими особенностями и не имеют прямой связи с интрузивными образованиями. Основные характеристики метасоматических пород формации описаны в ра, ботах В.А.Рудника, В.М.Терентьева, А.И.Гинзбург с соавторами, Ф.Р.Апельцина с соавторами, В.Г.Кушева, Я.Н.Белевцева, В.А.Крупенникова, В.С.Кудрина, Р.В.Голевой, Н.А.Комарова, К.В.Прохорова, А.В.Калиновского, В.Н.Собаченко и других.

Особенности формации кварц-полевошпатовых метасоматитов выявляются при изучении геологического положения, связи с магматическими и метаморфическими образованиями, минеральных и геохимических закономерностей строения метасоматических тел, Полевошпатовые метасоматиты подразделяются по химизму на калиевые, натриево-калиевые и натриевые, по геохимическим характеристикам - на берилий-, тантал-ниобий- и урано-рудоносные. Существующие классификации можно подразделить на общие (по соотношению с магматическими формациями, по типу растворов и т. д.) и детальные (характеризующие саму кварц-полевошпатовую

формацию: по химическому и минеральному составу, по структурным особенностям п т. д.). К первым следует отнести классификации Б.И.Омельяненко, В.С.Кудрина, В.Н.Собаченко, к последним -классификации, предложенные Г.М.Беляевым, В.А. Рудником, В.М.Терентьевым. На данном этапе исследований метасоматиты, кварц-полевошпатовой формации, являются достаточно хорошо изученными и описанными. Проблема выделения кварц-полевошпатовых пород с набором определенных характеристик заключается в том, что подобные образования в каждом конкретном случае проявляются по разному и могут не сопровождаться редко-метальной минерализацией.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Палеозойские гранитоподобные породы Севера Урала, описываемые ранее как апограниты, метаграниты, лейкократовые плагно-граниты, полевошпатовые кварциты, принадлежат к формации кварц-полевошпатовых метасоматитов зон разломов н были сформированы при снижении температуры от 500° до 200°С.

Кварц-полевошпатовые породы на территории Севера Урала обнаружены в разные годы в пределах Центрально-Уральского поднятия: на Полярном Урале в Харбейском антиклинории, на Приполярном Урале в Ляпинском антиклинории. Фактологический анализ имеющегося материала позволяет говорить о том, что кварц-полевошпатовые метасоматиты, развивающиеся по различным субстратам, относятся здесь к формации кварц-полевошпатовых метасоматитов зон разломов по следующим признакам. Полевошпатовые метасоматиты локализуются в пределах долгоживущих зон активизации области завершенной складчатости. Располагаются они в зонах глубинных разломов древнего (докембрийского) заложения, преимущественно в узлах пересечения этих разломов дйзъюнктива-ми второго порядка. Метасоматиты формируются при активизации субширотных (докембрийского возраста) и меридиональных (палеозойского возраста) зон. Метаморфизм в зонах активизации достигает местами амфиболитовой фации (обычно эпидот - амфи-болитовой, либо зеленосланцевой). На локально метаморфизован-ные породы впоследствии накладывается диафторез, усложняющий их изучение. В зонах активизации все породы тектонически измене-

ны: катаклазированы, милонитизировдны, брекчированы и разгнеи-сованы. Процессы метасоматоза накладываются на метаморфически и катакластически измененные породы.

Интенсивность развития и полнота проявления мстасоматичс-ских процессов зависит о г многих факторов: минерального состава замещаемого субстрата, его физических свойств, наличия благоприятных локальных (тектонических) структур и общего тектонического режима. При интенсивном развитии метасоматоза первичный состав субстрата не сохраняется и на его месте возникают однородные полевошпатовые и кварц-полезошпаговые породы. И ьсс же при тщательном минералог о-петрографчческом изучении последних можно установить, какие исходные породы служили субстратом для их образования. Кварц-дзуполезошпатовый сослав (со слабо проявленной альбититоьой тыловой зоной; имеют метасоматиты, развивающиеся по гранитам, гнейсам, феяьдшпатизироианным сланцам За счет основных пород образуются слюдистые амфиболиты с альбитом и микроклином (с альбититовой или кварцевой тыловой зоной). Формирование метасомагитов - процесс, протекающий в течение длительного периода с изменением во времени составов растворов и приводящий к появлению минеральных парагенезисов, характеризующих этапы и стадии метасоматоза. Схема последоьа-тельности образования кварц-полевошпатовых метасомагитов повторяет ход развития постмагматических процессов в редкометаль-ных апогранитах (по Беусу, Залашковой и др.): калмшпатилация (микроклинизация), альбитизацня, грепзенизацня. Метасоматиче-ский процесс развивается в направлении снижения щелочности и нарастания кислотности, нередко проявлены гидротермальные наложенные комплексы (кнарц-флюоритовые или кварц-карбонатные). Рассматриваемые метасоматиты кварц-полевошпатовой формации отличаются друг от друга степенью проявленности разных стадий метасоматического процесса, составом субстрата, металлогенической специализацией (Та-МЬ или безрудные).

Для изучения температурного режима формирования щелочных метасомагитов нами было рассмотрено распределение элементоз между сосуществующими минералами. Г'еотермомстрь: подбирались по минералам, характеризующимся достаточно широким распространением в породе: это калиевые полевые пнкиы. плапнжлязы.

слюды, амфиболы, гргнаты (геотермометры плагиоклаз-калиевошпатовый, плягиоклаз-мусковитовып, " плагиоклаз-амфиболовый. гранат-амфнболовый, гранат-бнотнтовый). Анализ полученных температур позволяет говорить о том, что формировании наблюдаемых парагенезисов было длительным и шло в меняющихся условиях постепенно снижающихся температур. Температура 750° С отвечает температуре формирования биотита, образовавшегося в более ранние (пысокотемпера турнке) этапы метаморфизма и унаследованного от субстрата. Последнее, по-видимому, можно сказать и о температурах, полученных по гранат-чмфиболовому геотермомгтру (550-680° С). Мусковит и амфибол (акгино'шт) дают нам температуру диафтореза субстрата, т.е. процесса, предшествующего метасоматозу (400-550° С). Наконец, температуру собственно щелочного метасоматоза определяем по пла-гиоклаз-мусковиговому и плагиоклаз-калиевополевошпатовому 1еотермометру, которые дают нам значения в пределах 200-400° С.

2. В 'зависимости от геолого-структурного положения, субстрата, химического и минерального состава метасоматические образования подраздеинотся на два подтипа (субформацми): кварц-дауполеиошпаговые I. кварц-альбнтовь!е (альбитовые).

1) Кварц-двуполевошпатовые метасоматиты формируются в пркразломнмх структурах (линзообразной и трубообразной формы), развиваясь но салическим субстратам (катаклазированным и диафторированлым гранитам и фельдшпатизированным кристаллическим сланцам.

2) Альбитовые и кварц-альбитовые метасоматиты формируются в покальных зонах смятие, образуя субсогласные тела замещения (пласты, линзы, микропрослоистые пачки мигматитоподобного облика) в меланскратозых кристаллических сланцах и амфиболитах.

Метасоматиты первого типа - кварц-двуполевошпатовые -- формируются на контакте двух физически разнородных пород: катакла-чировзнных и диафторированных 1-ранитов (Полярноуральского комплекса на Полярном Урале и Кожимского комплекса на Приполярном Урале) и вмещающих их кристаллических сланцев зелено-сланцевои фации метаморфизма (няровейской свиты на Полярном Урале и пуйвинской свиты на Приполярном Урале). Породы субстрата располагаются в зоне разлома (Лонгот-Юганского и Кожим-

ского соответственно) н подверглись до метасоматизма динамоме-таморфическпм изменениям. Тела мстасоматнтов, формирующихся по данным типам субстратов в зоне разломов, представляют собой послойные залежи (мощностью до 200м на Полярном Урале и первые десятки метров на Приполярном Урале), согласные с вмещающими породами. В метасоматнтах, развивающихся по динамо-метаморфизованным гранитам, наблюдаются катакластические структуры. Для вмещающих пород характерно развитие альбитово-го порфиробластеза. Контакты метасоматитов с гранитами постепенные (в силу сходства состава), со сланцами резкие четкие (под микроскопом наблюдаются различия лишь в большей насыщенности сланцев темноцветными минералами).

Кварц-двуполевошпатовые метасоматиты характеризуются устойчивым парагенезисом кварца, альбита и микроклнна (Ог > 20%). Разновидности выделяются по характеру темноцветного минерала - мусковита (фенгита), эпидота, амфибола (гастингсита), пироксена (эгирина). В шлифах наблюдается смена одних генераций минералов другими (микроклин пертитовый, яснорешетчатый, альбит шахматный, лейстовый, пластинчатый), характеризующая эволюцию метасоматического процесса (щелочности-кислотности растворов).

В данном типе метасоматитов развитие метасоматического процесса приводит к формированию кварц-альбит-микроклиновых метасоматитов (квальмитов по В.С.Кудрину 1976) с альбитовой тыловой зоной,.при ограниченном развитии кварц-альбитовых и альби-товых метасоматитов.

Метасоматиты второго типа формируются по хлорит-серицитовым сланцам и амфиболитам в локальных зонах смятия. Последние образуются на контакте разновозрастных комплексов: на Полярном Урале тектонический контакт харбепского и няровейско-го комплексов, на Приполярном Урале зона сочленения няртинско-го комплекса и его сланцевого обрамления (отложений маньхобеин-ской, щекурьинской и пуйвинской свит). Уровень метаморфизма в таких зонах соответствует переходным: от амфиболитовой до эпи-дот-амфиболитовой и зеленосланцевой фаций (зональный метаморфизм). Породы субстрата испытали динамометаморфические изменения, выразившиеся в будинировании и формировании зон трещиноватости и раздробленности. Метасоматиты формируют

Признаки сравнения Кварц-двуполевошпатовые метасоматиты

геолого-структурное положение Полярный Урал | Приполярный Урал

контакт гранитов и сланцев

метасоматиты развиваются по зонам катаклаза в связи с региональными разломами

мощность зон - несколько км мощность зон - до 1 км

метаморфизм - амс амфнболитовой и зе. шболитовой эпидот-леносланцевой фации.

форма тел - линзообразная, субсогласная вмещающим породам

мощность тел - 200м мощность тел - первые десятки метров'

отсутствие генетической связи с гранитами, совмещены пространственно, оторваны по времени формирования

Источник N3 н металлов глубинный подкоровый (флюидогенный) (?)

Характер алъбитизацйи КПШ псевдоморфозы шахматного альбита

Преобладающие структуры катакластические, метасоматические

Динамометамор-фичеекпе изменения дометасоматические, синметасоматическйе

Сопряженные зоны базификацнн развиты, мощность до 0.51 м, эпидозиты "жильной" формы не наблюдаются

формируются кварц - альбит - микроклиновые метасоматиты (0г>20%)

Зональность по граннтам: I- альбитизированный гранит, 2- кварц-альбит-мпкроклиновый метасоматит, 3- кварц-альбитовый метасоматит, 4- альбитит; по сланцам: 1- альбитизированный хлорит-сернцитовый сланец, 2-кварц-альбитовый метасоматит, 3- альбитит.

Возраст (ЯЬ-Бг) 300 ± 20 млн. лет 235 ± 11 млн. лет

■ Р (г/т) 40-18 182

Формация кварц-полевошпатовых метасоматитов зон разломов

»

признаки сравнения Кварц-альбитоаыс и альби топь.е мстасомэтиты

Iеолого-структурное положение Полярный Урал | Прмтгнрнын Ураг

кошакт разновозрастных метаморфических комплексов!

мегасоматиты разпта.отея и локальных зонах смятия (участках трсчиншонатосш) .мшностью ло 20 км

метаморфизм - зональный амфноолиговон, эшщот-амфиболигоиой и челеносланиевой с|>ашш

форма тел - линзообрлзиая.пла!юная, слпеподобная, ми' магитоподоЬаая. субсогласрая иметаюшим пополам

МОНШОСГ1, - о! попей »;м до 20 50 с\. редка 70 гм

0|е>тстз1(е [сне'пчеспои спя ш с грантами, распространены г ноля»: >1 ч ра'тпия

Источник Ка мстаморфогеннмнС.')

Харам ер альбит н ищим КПШ редко разшпа альбиттиацпи чонкнлобластов м'лкро'о'лнп

Преобладающие структуры каглклаети-1ес^нс, мегасома! ачеекке

Дичамометамор-фические изменения дамегасоматпчсспнс; синчеи^оми'нческпе постмегасома: иче;ь не

Сопряженные зоны базификацнн развиты маломощные зоны (от зэлей мм - до несколько см) со скоплением темноцаетных минералов группы амфибола (акмшолртг). эпилога, сгрицпт-1

формируются киарц-альбнтовые мстасомашты (0г<20" ) и альбитнты

Зональность I- альбитизлрэвашшй ллорш-серидитовын (амфиСололыГО сланец 2-к£<ар1'-альбитоямГ| метасоматгт. Ч- алиОити I. -I- :гвпрг.

Возраст •>

Р(г/т) >200 -для квзрч- 1Л1-6ЛТОЬЫЛ метассматитов, ~>200 -для альбититов 219 - ;и.ч кварц-альблтовь.х петасомачшс.в, 235 -для ал^бп гитов

Формация кварц-полевошпатовых метасолтнточ зон разломов

субсогласные гела замещения (пласты, лнчзы, микропрослои) и имеют мигматитолодобный обчнк*. На рис.1 показано расположение метасоматитсп выделенных типов на диаграмме В.И.Чернова.

Ж ач

.031

□ О о

□ а

«о

23

—_1_--к—1— I_л------к- _I_>_I—)--■-1-и

0 5 1С 15 » 25 за К 1С 55 СЬ 15 71 75 93 >:

Рис. 1 Диаграмма для соростатения пород по степени альбитизацнн (минимальных, средних и максимальных зпачениин ; О.Д.в - Полярный Урал (черные) Приполярный Урал (белые), О - кварц-двуполевошпатовыс метасомашты; А - кварц альокговые ме; асом липы; 8 -- альбигиты. ма/а+с - отражаог роль щелочей и сосгпао лолеаых шпатов. О - отряжает насы-щечность пород кремнеземом.

Г1о амфиболитопому и сланцевому субстрату формируются согласные с вмещающими породами тела: послойные, линзообразные, пластовые, мигма тптпполоОиые с мощностью от долей мм до 20-50 реже до 70см. Кон кипы с »'мещающими породами резкие и четкие. Лльбитопые п кчарц-а'н.бтоныс гетасомлтиты характеризуются

содержанием более 50% альбита или парагенезисом кварца и альбита (Ог < 20% обычно 5-7%). Микроклин формирует маломощные микрозонки (слоеподобные) в кварц-альбитовых метасоматитах.

На рис.2 приведена совмещенная векторная диаграмма для мета-соматитов Полярного и Приполярного Урала, построенная на основании петрохимических коэффициентов, применяемых при изучении метасоматических пород (Стафеев, 1985 г).

Рис'2 Векторное изображение петрохимических коэффициентов, характеризующих однонаправленность развития щелочных метасоматнтов севера Урала. Совмещенные системы координат КР-Р(2; КАВ-КМК и К«^-

Кре- П - Полярный Урал; Пр - Приполярный Урал. ..... кварц-

двуполевошпатовые метасоматиты. - - - кварц-альбитовые метасомати-ты.- • - • - альбититы. Кре _ коэфф. железистости. К}^ - коэфф. магнези-альности. КМК - коэфф. калиевости. КАВ - коэфф. Натрневости. КР - щелочи в породе; Р() - кремнезем в породе

В шлифах метасоматиты данного типа характеризуются развитием пластинчатого альбита, из темноцветных минералов присутствуют мусковит (фенгит, феррифенгит), эпидот, амфиболы (актинолит). Широко развиты гелицитовые структуры. Преимущественное развитие в данном типе метасоматитов имеют кварц-альбитовые и аль-битовые парагенезисы с альбитовой или кварцевой тыловой зоной.

3. Выделяемые подтипы- метасоматитов кварц-полевошпатовой формации на Приполярном- н Полярном Урале наследуют составы субстратов в отношении содержания и распределения РЗЭ.

Для этого региона впервые получены данные по распределению РЗЭ в метасоматитах (и слагающих их минералах), развивающихся по различным субстратам.

Изучение распределения РЗЭ в породах субстрата и метасоматитах показывает, наследуемость спектров распределения РЗЭ в новообразованных породах. Также изучение распределения РЗЭ в породах и сосуществующих минералах помогает найти доказательства для определения исходных субстратов для метасоматитов.

Все изученные породы, как вмещающие, так и метасоматиты, обогащены легкими РЗЭ по отношению к хондритам. Метасомати-чески преобразованные породы по сравнению с породами субстрата обладают большей суммой РЗЭ при преобладании легких над тяжелыми. Содержание РЗЭ (в квальмитах) минимально для кварц-двуполевошпатовых метасоматитов, увеличивается в кварц-альбитовых и наибольшее значение характерно для альбититов. На рис.3 показано их положение в поле Се составов РЗЭ.

По отношению к породам субстрата (как кислого так и основного состава) метасоматиты накапливают тяжелые редкие земли и ряд других элементов.

При изучении спектров распределения РЗЭ пород и слагающих их минералов выявляются следующие закономерности.

15

Е(5|п-Но)

Рис. 3 Диаграмма сопавов РЗЭ в породах и минералах. 1 - Полярный Урал, 2 - Приполярный Урал; породы" 3 с}бстрата, 4 - метаеомашты; минералы 5 - плагиоклаз, б ■ кпш, 7 - амфиоол, 8 - мусковит, 9 - пироксен. 10 био1Т1Т, II -цонзнт, 12- гранат, 13 - цпрголпт.

Отмечается наследуемость спектрои распределения РЧЭ пород субстрата в спектра* меи'.сомаштов. РЗЭ перераспределялись з новообразованиях в силу изменения шелочностл-кислогности среды. Мегасомлтигы обогащены более легкими лацтачоидамп по отношению к хопдртам и накапливали тяжелые РЗЭ по отношению к породам субстрата.

Минерал, изоморфно замещающий другой, наследует состав и тип спектра РЗЭ. Величин;1 1л;-го минимума, дчя пород зависит от содержания кальциевых минералов, а для .минералов - от содержания н н:'х кальция. Чем кальция больше, тем меньше Еи-миннмум.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Кварц-полевошпатовые метасоматиты Севера Урала располагаются в зоне Центрально-Уральского поднятия, в Полярно- и ГГрн-полярно-Уральском мегаблоках. Районы нх развития характеризуются похожим геологическим строением и имеют сходную геологическую историк}- Поля щелочных метасоматитов развиты в пределах крупных поднятий: Харбсйском антиклинории на Полярном Урале и Ляпннском антиклинории на Приполярном Урале. Особенно важной в нх размещении является роль тектонического фактора -наличие зон пересечения разновозрастных разломов. Субстратом метасоматитов служат все породы, слагающие ядра гранито-гнейсовых куполов и породы сланцевого обрамления последних.

По особенностям геологического строения, петрографическим и петрохимическим признакам выделяются следующие типы метасоматитов.

1. Кварц-дву полевошпатовые ("гранитовндные", "гра-нитоподобные"), характеризующиеся парагенезисом кварц+ аль-бит+микроклин (0г>20%) и формирующихся по гранитам, гнейсам, полевошпатсодержащим сланцам;

2. Альбитовые и кварц-альбитовые метасоматиты, характеризующиеся содержанием альбита более 50% или парагенезисом аль-бит+кварц (Ог < 20%) и формирующиеся по кристаллическим сланцам и амфиболитам.

Динамометаморфические процессы предпредшествуют метасоматозу и изменяют породы, уже претерпевшие к этому времени один или более этапов метаморфизма. Дислокационный метаморфизм выражается в катаклазе, брекчировании, милонитнзации, будини-рованни пород. На мнкроуровне это находит отражение в развитии бластокатакластических структур. Затем проявляются процессы диафтореза, непосредственно предшествующие щелочному метасоматозу и выражающиеся в развитии эпидот-хлорит-серицитовых ларагенезисов. Наконец, на эти преобразованные породы накладывается собственно щелочной (натриевый или, при более высоких температурах, натрнево-калиевый) метасоматоз, проявляющийся главным образом в метасоматической фельдшпатизации, которая и приводит к окончательному формированию кварц-полевошпатовых метасоматитов.

Характер метасоматизирующих растворов был повсеместно кремнещелочным, а формирование разных типов метасоматитов обусловлено, главным образом, вариациями состава и степенью структурного (тектонического) изменения метасоматизируемых субстратов: в одном случае формируются квальмиты (кварц-альбит-микроклиновые породы), в другом - альбнтовые и кварц-альбитовые метасоматиты. Развитие полной метасоматической колонки зависит от полноты проявления и интенсивности щелочного процесса (чаще мы наблюдаем лишь отдельные ее фрагменты). Метасоматоз носит смешанный инфильтрационно-диффузионный характер. Инфильтрация проявляется в зонах брекчирования, ка-таклаза и милонитизации, а диффузия свойственна тектонически менее измененным породам. Эволюция щелочных растворов проявляется в том, что рпннещелочная (калиевая) стадия сменяется более поздней щелочной (натровой), впоследствии сменяемой кремне-натровой и далее фтор-кремниевой стадией. Стадийность проявляется в смене минеральных парагенезисов. Температура образования щелочных метасоматитов варьирует, но в целом процесс совершается на фоне ее постепенного снижения от 550-500° до 250°-200°С . Источник растворов смешанный: глубинный (ювенильный) для метасоматитов зон разломов (о чем свидетельствует изотопный состав Ог, для метасоматитов Полярного Урала (А.В.Калиновский, 1992)) и предположительно метаморфогенный для метасоматитов зон смятия.

Возраст проявления процессов щелочного метасоматоза, установленный нами для метасоматитов локальных зон смятия, составляет 235±11 млн. лет (ЫЬ/Бг - изохронный метод).

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Кварц-полевошпатовые гранитовидные метасоматиты Полярного Урала // Рудоносные метасоматические формации Урала. -Свердловск, 1991.-С. 84-85./Информ. матер./.

2. Морфология тел кварц-полевошпатовых гранитовидных метасоматитов Севера Урала. II Структура, вещество, история литосфе-

ры Тимано-Североуральского сегмента,- Сыктывкар, 1992. - С. 42-43.(тез. докл.).

3. Распределение РЗЭ в микроклине из кварц-полевошпатовых метасоматитов Полярного Урала. // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента. - Сыктывкар, 1994. - С.бЗ-64. (матер, конф).

4. Кварц-полевошпатовые метасоматиты Севера Урала. // Магматизм и геодинамика. Кн. 4. Петрология и рудообразование. -Уфа, 1995.-С. 138-139.(матер. совещания).

5. О возрасте метасоматических изменений в гранитах Приполярного Урала. // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральског1© сегмента. - Сыктывкар, 1995. - С- 83-85. (матер, конф).

6. Геохимия РЗЭ в породах и минералах щелочных метасоматитов и их субстратов севера Урала. // Структура, вещество, история литосферы Тимано-североуральского сегмента. - Сыктывкар, 1995. -С. 86-88 (матер, конф).

РИЦ СПГГИ. 27.03.96. з.153. т.80 экз.

199026 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2