Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Петрология клинопироксенит-верлитовой формации Кольского полуострова

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Петрология клинопироксенит-верлитовой формации Кольского полуострова"

Санкт-Петербургский Государственный Университет

РГБ ОД

На права?: рукописи

1 5 ДЕН 1996

Чашин Виктор Васильевич

ПЕТ РОЛО Г ИЯ К) Ш НО ГШ РО КС Е НИ Т - В Е РЛ ИТ О КМ Ф О РМАЦИИ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА

Специальность 04.00.08 - петрология, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-Петербург 1996

Быполк'-ка на кафедре петрографии геологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета и в Централь но-Кольской экспедиции, г.Мончегорск

Научный руководитель: доктор геолога-минералогических наук,

профессор Н.О. [Иинкарев

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогически-: наук,

профессор В.Г.ЛззаренкоЕ (С'ПбГИ, Санкт-Петербург)

кандидат геалого-ыцнералогнческак наук, А.Б.Вревский (ИГГД РАН, Санкт-Петербург

Ведущая организация: Геологический институт Кольского

Научного Центра РАН, г.Апатиты

Защита состоится " 2С " а^^х^иХ 1995г. в часов в ауд.5£

/

на заседании Диссертационного совета Д ибЗ.57,27 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора геолого-минералогпческн;-'. наук в Санкт-Петербургском государственном университете по адресу:

199034, Санкт-Петербург, Университетская набережная, 7/9, геологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. А.М.Горького при СПбГУ.

Автореферат разослан "¿¿г" 1996г.

Ученый секретарь Диссертационного совета 1.0. Семенова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы определяется тем, что »учение петрологических особенностей одной из базит-ультрабазитовой эрмации раннего докембрия является необходимым элементом познания юлюции петро- и рудогенеза докембрия и обеспечивает ценной инфор-щией о природе мантийных источников этого важного этапа геологи-;ской истории. Показана значимость комплексного изучения вещественно состава породных ассоциаций и ведущая роль в формационной типи-щии базит-ультрабазитовых комплексов химического состава породооб-шующих и акцессорных минералов.

Основная цель работы заключается в выявлении петро-юхимических и геолого-петрологических особенностей интрузий клино-фоксенит-верлитовой формации и сравнительный их анализ, как с до-змбрийскими никеленосными формациями Кольского полуострова различ-лх геодинамических обстановок, так и со сходными по вещественному эставу магматическими формациями фанерозоа. В задачу исследования шже входили выбор и апробация рациональной методики анализа осо-шностей химического состава породообразующих минералов й пород и ; применение при расшифровке процессов петрогеневиса.

Основные защищаемые положения.

1.На основании проведенных исследований по изучению вещественного хзтава и внутреннего строения интрузий кдинопироксенит-верлитовон эрмации в пределах Кольского полуострова выделяется единый пояс их юпространения протяженностью около„350 км и шириной от 4 км в кра-зых частях до 50 км в центральной.

2.Особенности химического состава породообразующих минералов, хавным образом каинопироксенов, как наиболее информативных, выделя-г эти образования среди никеленосных базит-ультрабазитовых формаций ггиона. В отличие от последних, для клинопироксенов которых свойс-1енен магнезиально-железистый эволюционный тренд, кдинопироксены из ¡трузий клинопирокеенит-верлитовой формации характеризуются известно-железистым трендом.

3.Полученный исходный состав магмы отвечает пикритобазальту, 5рааовавшемуся при средних степенях плавления перидотитового ман-ганого субстрата. Наиболее адекватно особенности внутреннего строе-га интрузий объясняются моделью фракционной кристаллизации в движутся вертикальном патоке магмы.

4.По набору признаков исследуемая формация сопоставляется с ду-

нит-клинопироксенит-габбровыми ассоциациями платиноносных поясо] Урала и Аляски, что позволяет рассматривать ее, несмотря на имеющиеся некоторые отличия, как перспективную на обнаружение преимущественно россыпных проявлений платинометалъной минерализации.

Фактический материал и методик; исследования. В основу работы положен фактический материал по геологии и вещественному составу интрузий, полученный автора в течении 14-летних полевых геологических исследований в состав* Центрально-Кольской геологической экспедиции. Он включает соти просмотренных шлифов, около 400 полных силикатных аналиаов поро, (ХТЛ Мурманской ГРЭ, г.Апатиты и ЦХЛ ОМЭ ПГО "Севэапгеология" г.Санкт-Петербург), 86 микроаондовых рентгеноспектральных анализе: породообразующих и акцессорных минералов (лаборатория микрозондовог< анализа ВСЕГЕИ, г.Санкт-Петербург), 68 определений газовой еоетавля кщей по основным базит-ультрабазитовым формациям Кольского регион (лаборатория газов и битумов КНЦ РАН, г.Апатиты), 11 определен« элементов-примесей (Бронницкая экспедиция ИМГРЭ).

В работе использовались многочисленные оригинальные и опублико ванные данные химического состава пород и минералов по базит-ультра базитовым формациям Кольского полуострова и других регионов. Полу ченные данные обрабатывались с привлечением ЭВМ и использование статистических и многомерных (факторный и кластерный анализы) мето дав.

Научная новиана. Проведено детальное изучени вещественного состава интрузий клинопироксенит-верлитовой формации Выявлены специфические особенности эволюции химического состава по родообразующих минералов. Установлены закономерности распределени элементов-примесей и получены -данные по геохимическому облику исход ной магмы. Впервые для никеленосных базит-ультрабазитовых формаци региона выполнено определение газовой составляющей. Оценены состав глубина зарождения исходной магмы, предложен механизм ее внедрения определены окислительно-восстановительные условия эволюции ее прс дуктов. Прогнозируется выявление в связи с интрузиями формации прс явлений россыпной платинометальной минерализации.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы целиком вошли в отчеты по ГДП-200 севе ро-западной части Кольского полуострова за 1982-1987 г.г. и ГМК-БС Кольского полуострова за 1987-1992 г.г. По теме диссертации опубш ковано 8 статей, в том числе 1 в соавторстве, а также 2 находятся

чати. Отдельные положения работы докладывались на международном мпоаиуме "Геохимия гавов е кристаллических породах и эндогенных юцессах" (Апатиты, 1Б-17 сентября 1993 г.) и международной конфе-нции "Корреляция геологических комплексов Фенноскандии" (Санкт-Пе-рбург, 8-11 сентября 1996 г.).

Объем и структура диссертации, йота общим объемом 267 страниц, в т.ч. 139 страниц текста, состоит I введения, 8 глав и заключения, сопровождается 43 таблицами и 49 :люстрациями. Список литературы насчитывает 169 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность за всестороннюю поддерж-постоянное внимание и помощь научному руководителю диссертацион->й работы доктору геолого-минералогических наук, профессору Ф.Шинкареву.

Автор благодарит коллег по работе: Б.А.Щяайфштейна, В.А.Житни-ша, С.П.Панкратова, А.П.Липова и В.А.Павлова, без участия которых, ¡суждения отдельных аспектов работы, поддержку и помощь эта работа 1ЯД ли бы состоялась. Неоценимую помощь оказал автору к.г.-м.н. А.Нивин в проведении анализа газовой составляющей. Особую благо-фность автор приносит Т.П.Клевцовой и Т.К.Синицкой за большую по-|щь в техническом оформлении.

1. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ КЛИНШИРСКСЕШТ-БЕРЛИТОВСЙ ФОРМАЦИИ

Клинопироксенит-верлитовая формация на Кольском полуострове [ервые была выделена В.А.Юдиным (1982), к которой он отнес на осно-1нии сходства вещественного состава массивы Райненчорр, Керкчорр и 'лпъявр.

В результате геологического доизучения северо-аападной части )льского полуострова масштаба 1:200000 в 198Е-В7 г.г. и геолого-ми-¡рагенического картирования Кольского полуострова масштаба 500000Й в 1982-87 г.г., проведенного Центрально-Кольской зкепеди-1ей ПГО "Севзапгеология", был получен фактический материал, позво-1вший автору значительно расширить рамки формации за счет ряда мас-вов в Мончегорском и Кандалакшском районах, а также пересмотреть >рмационную принадлежность нясюккских даек, относимых ранее к габб-»-верлитовой формации.

В настоящее время в состав формации входит около 15 небольших и >едних по размеру массивов и около 100 даек различной мощности и ютяженности, которые локализуются в виде протяженного пояса. Он ¡тягивается через весь Кольский•полуостров в северо-западном нападении (~350°) от побережья Кандалакшского залива на юге до губы

Печенги на северо-западе.

Рассматриваемые интрузии шшкопироксенит-верлитовой формаци размещаются в пределах двух крупных структурных единиц региона Кольского и Беломорского геоблоков (Земная кора..., 1978), на грани це которых расположена Печенга-Имандра-Варэугская структурно-форма ционная зона карелид. Отдельные интрузии формации прорывают Лапланд ский и Кандалакшско-Колвицкий пояса гранулитов, расположенные сред Беломорского геоблока.

Пояс интрузий клинопироксенит-верлитовой формации пространс твенно приурочен к Лшшахамарско-Порьегубскому линеаменту (Эндоген ные режимы..., 1991), разделяющему Терско-Мурманский мегаблок с мощ костью земной коры 3Q-40 км от Беломорско-Лапландекого, имеющег мощность земной коры 40-46 км (Glaznev et al., 1989).

Приуроченные к Кольскому геоблоку интрузии клинопироксенит-вер литовой формации располагаются преимущественно в пределах ее Цент рально-Кольской зоны, сложенной метаморфическими толщами ранне-позд неархейского возраста и ультраметагенными позднеархейскими интрузия ми диорит-плагиогранитного состава.

Лапландский и Кандалакшско-Колвицкий пояса гранулитов болыпинс твом исследователей трактуются как пакеты аллохтонных пластин, частности, как фрагмент покровно-надвиговых структур, сформировавши Беломорско-Лапландский пояс в процессе коллизии Кольского и Карель ского геоблоков (Глебовицкий, 1993). В составе этих поясов наиболе широким развитием пользуются две контрастные толщи пород: пирок сен-плагиоклазовых кристаллосланцев и гранатовых амфиболитов с одно стороны, а также гранат-биотитовых плагиогнейсов, частью с глинозе мистыми минералами, с другой. Во фронтальной части аллохтона залега ют пластообразные интрузии метаанортоаитов, а в тыловой его части весьма крупные массивы андербитов.

Имеющиеся данные абсолютного возраста по Лапландскому пояс гранулитов свидетельствуют об их образовании во время 1925 шш.ле (Бибикова и др., 1993). Возраст тектоно-метаморфических преобразова ний Колвицкого пояса гранулитов оценивается в 1905±20 млн.лет (Фри и др., 1995).

Ыижнепротерозойские образования региона развиты в пределах ри4 тогенной Печенга-Имандра-Варзугской структуры, заложившейся на гра нице Кольского и Беломорского геоблоков.' Их разрез представлен слоя нопостроенным комплексом осадочно-вулканогенных пород мощность 15-18 км, образованных на протяжении почти 600 млн.дет (2450-18

{.лет)■и соответствующих нескольким трансгрессивно-регрессивным «лам, причем для магматических пород свойственен антидромный ха-стер развития. В пределах Печенгской зоны широким развитием поль-отся интрузии никеленосных габбро-верлитов, Иу-Бг возраст которых зтавляет 1980172 млн.лет (Магматизм, седиментогенез..., 1985).

Заключительный цикл раннепротерозойской эндогенной активности [■иона связывается с образованием лицко-арагубекого комплекса пор-ровидных гранитов, 11-РЬ возраст которых определен в 1840±50 «.лет (Пушкарев и др. 1978). С завершением этого этапа связана ус-йчивая стабилизация тектонического режима, определяемая понятием ратониаация" и последующие геологические события в регионе связаны различными периодами активизации.

Морфология, внутреннее строение я петрографический состав. Ос-вной пояс развития интрузий клинопироксенит-верлитовой формации зет протяженность около 350 км и ширину от 4 км в краевых частях 50 км в центральной и делится на три части: северную, центральную ожную.

Намечается определенная пространственная закономерность в стро-ии пояса. Северная и южная его части представлены протяженными рои даек и размещены во внутренних активизированных частях геобло-в: ^на севере вблизи Печенгской рифтогенной структуры, на юге - в еделах Кандалакшско-Нолвицких гранулитов. Более мощная центральная сть пояса представлена, преимущественно, интрузиями, в меньшей епени небольшими дайками и располагается в западвой части Кольско-геоблока вблизи его границы с Беломорским.

Наиболее крупные массивы округлой и линаовидной формы в плане и ощадью до 3-7 км2 (Улитареченский, Райненчорр) имеют концентричес--зональное строение и дифференцированы от оливинитов до клинопи-ксенитов. Более мелкие (Верлитовыи, восточного склона Главного ебта, оз.Узкого) сложены, в основном* кдинопироксенитами с пере-нными содержаниями оливина и плагиоклаза, реже - габбро (Олене-рский, оз.Черное). Крупные дайки, мощностью до 100-200 м и протя-нностью 2-12 км, дифференцированы от оливиновых габбро до оливино-х клинопироксенитов (Нясюкка, Порья губа), маломощные же представ-ны оливиновыми габброноритами и габбро (Свинцовые тундры). Особен-сти дифференциации, как в массивах, так и в крупных дайках, прояв-ются в возрастании основности пород от краевых частей тел к цент-льным.

Состав пород интрузий варьирует от оливинитов до клинопироксе-

нитов с подчиненным количеством лерцолитов, вебстеритов, шрисгейми-тов, габброноритов и габбро.

2.МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ПОРОД ИЗ ИНТРУЗИЙ ФОРМАЦИИ ^

Главными породообразующими минералами, количественные¡вариацю

которых определяют разнообразную номенклатуру пород интрузий клино-пироксенит-верлитовой формации, являются оливин, моноклинный и ромбический пироксены, а также плагиоклаз. В основном в качестве второстепенного минерала встречается первичный бурый амфибол, в акцессорных количествах - магнетит, шпинель и апатит.

Установлены характерные черты химического состава основных породообразующих минералов. Оливины иг интрузий центральной части полосы, соответствующие по составу хризолиту, выделяются присутствие) А1, Са, Т1 и Ге3+ в составе и глиноземисто-железистым трендом. Оливины иг массива "Железный" южной части полосы характеризуются большей желеаистостыо и для них установлен магнезиально-железистьи тренд, свойственный камернодифференцированным интрузиям.

Ортопироксены (бронэиты) отличаются от ортопироксенов из нике-деносных формаций повышенными содержаниеми А1, Ре3+ и щелочей. Дл! них характерны изоморфные замещения с участием зссенеитового 1 чермакитового минадов наряду с ыагнезиально-железистым трендом.

Клинопироксены, в основном, соответствуют магнезиальному I кальциевому авгиту и для них установлен известково-железистый эволюционный тренд, отличный от магневиально-железистого тренда клинопироксенов из интрузий, кристаллизующихся в камерных условиях. Приче» такой характер изменчивости состава клинопироксенов является типичным и для клинопироксенов дунит-кдинопироксенит-габбровой ассоциацм Урала и Аляски.

Первичные амфиболы отвечают по составу магнеаиально-желе зистом} ряду Т1-паргаситов и характеризуются повышенным содержанием щелочей.

Оценка РТ-условий формирования интрузий формации выполнена нг основании анализа равновесий сосуществующих минералов. Она свидетельствует : об отделении исходной магмы от мантийного субстрата пр» температуре около 1650°С и давлении 25-30 кбар. Кристаллизация основного объема интрузий начиналась при температурах Т-1200° и Р-13-15 кбар на глубине 40-45 км и заканчивалась при Т-800° и Р-б-8 кбаг на глубине 20-25 км.

3.ПЕТРОХИШЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОРОД ФОРМАЦИИ

Исследуемые породы относятся к нормальному петрохимичеекому ряду, низкоглиноземистым и с повышенным содержанием щелочей. Основно'"

5ъем пород находится в области толеитовой серии с тенденцией смеще-г1я наименее основных разновидностей в область изве стково-щелочной. гличительной чертой химического состава пород является недосыщен-эсть их кремнеземом, в связи с чем в них отмечается дефицит норма-№ного кварца и, соответственно, присутствие нормативного нефелина, целом нормативный состав пород довольно корректно отражает особен-эсти модального состава и согласно ему основные разновидности пород эрмации относятся к оливиновыи базальтам.

Для пояса формации характерна пространственная изменчивость хи-лчеекого состава, ■■выражающаяся в латеральной петрохимической зо-альности. Наиболее отчетливо проявлена продольная зональность, свя-знная с возрастанием содержаний Ре, Т1, А1 и щелочей от центра поя-1 к его флангам. Менее четко выражена поперечная зональность, ха-зктеризуюпряся увеличением с запада на восток содержаний Са, Б1, в зньшей степени А1 и щелочей.

4.ГЕОХИМИЯ МАЛЫХ И РЕДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Содержания Сг, N1, Со обнаруживают хорошо проявленную линейную звисимость от содержаний Мв и закономерно снижаются с уменьшением ! зновности пород от оливинитов до габбро. Это свидетельствует о том, го фракционирование оливина было главным механизмом дифференциации зходного расплава, вероятно, с одновременным выделением хромшпине-и. Выявлена очень тесная связь Зо с содержанием Са и, следователь-э, его поведение в породах фармации контролируется количеством в г!х клинопироксена.

'Легкие литофильные элементы (Бг, 1?Ь,Ва) не участвуют во фракцио-ировании ранних минеральных фаз и имеют довольно отчетливую тенден-ию к возрастанию по мере уменьшения основности пород, причем они зтойчиво коррелируют с А1г0з и НагО. Это согласуется с имеющимися анными, в том числе экспеременгальными (ЗЬ1ш1ги, 1974), о преиму-гственном накоплении легких литофильных элементов в остаточной жид-эсти в процессе фракционной кристаллизации.

Для высокозарядных катионов (2г, НГ, N13, Та, У, Т1ч) установлена зсткая корреляционная связь главным образом с ТЮг и Р2О5, свиде-эльствуя о том, что во всяком случае часть из них изоморфно входит состав титаномагнетита и апатита.

Породам клинопироксенит-верлитовой формации свойственен законо-грный рост РЗЭ в процессе магматической дифференциации. Распределе-ие РЗЭ, нормированных относительно хондрита, характеризуется еубпа-гпельным спектром и высоким уровнем фракционирования: концентрации

ЛРЗЭ в них в 4-70 раз выше, чем в хондрите. Оно сходно с таковым : высокомагнезиадьных вулканитах и габбро-верлитах Печенги, что позво ляет предположить происхождение этих формаций из одного и того ю магматического источника, а также близко распределению РЗЭ в порода континентальных рифтов и океанических островов зон растяжения субще лочных серии (Магматические горные..., 1985).

Характер концентраций легких литофильных элементов, высокоза рядных катионов и РЗЭ может свидетельствовать об обогащенности им первичного субстрата в процессе мантийного метасоматоза.

5.ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЗОВОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ КЛИНОПИРШСЕНИТ-ВЕРЛИТСВОЙ ФОРМАЦИИ С целью оценки флюидного режима образования кдинопирокее нит-верлитовой формации и сопоставления этой характеристики с нике леносными базит-ультрабазитовыми формациями Кольского полуострова впервые для региона выполнено определение газовой составляющей в по родах и рудах из различных массивов, принадлежащих данным формациям В основном определялись содержания Не, Нг, N2, СН4, в част: проб - тяжелые углеводородные газы и в незначительном объеме - окис: углерода и углекислый газ.

Наиболее примечательной особенностью полученных результатов яв ляется закономерное увеличение рредней общей газонасыщенности в фор мациях по мере увеличения их продуктивности в отношении ыедно-нике левого оруденения и характерное для каждой формации соотношение ве дущих газов. Для никеленосных формаций установлены положительны! корреляционные связи N1 и Си с азотом и водородом.

В отношении газовой составляющей породы клинопироксенит-верли товой формации отличаются наименьшим по сравнению с никеленосньм формациями региона общим газосодержанием (1.82 см3/кг) и смено азотно-водородного состава газов северной части пояса на метано-во дородно-азотный центральной части и водородно-метано-ааотный южной При этом для интрузий центральной части пояса установлена устойчива корреляция Си с водородом и умеренная с азотом, при отсутствии свя гей N1 с газовой составляющей, что подчеркивает ведущую роль Си сульфидном оруденении, связанным с этой формацией. А для интруаи ' южной части пояса, с которыми ассоциируется (апатит)-титаномагнети товое оруденение, установлена высокая положительная корреляция мета на с Р2О5.г

Таким образом можно констатировать, что определяющими.флюидным специями, помимо воды, в процессе рудогенеза являются три газа

азот, водород и метан, при этом азот является сквозным элементом» аодород характерен для сульфидных руд, а метан - для окиснорудных. б.МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМАЦИИ

С интрузиями клинопироксенит-верлитовой формации связаны месторождения и рудопроявления титаномагнетитовых, иногда с апатитом, руд i никелево-медного сульфидного оруденения.

Наиболее крупное промышленное месторождение титаномагнетитовых зуд связано с массивом "Яелезный". В его северо-западной части известны тела сплошных и вкрапленных руд, приуроченные к зоне чередования верлитов и оливиновых кдинопироксенитов. Размеры рудной зоны, состоящей из 22 рудных тел пластовой и линаовидной формы, составляют 3100x10-300 м. Размеры отдельных рудных тел изменяются от 40 до 9001500 м по простиранию и от 0.5-1 до 50-70 м по мощности. Содержание 7еВал.колеблется от 33 до 55Z, Т10а-6.7-13%, V2O5-O.i5-O.6X. Ориентировочные запасы до глубины 200 м определяются в 150-200 млн. т. Рудные тела зачастую сопровождаются пирротин-халькопиритовой минера-шзацией, причем наибольшая концентрация халькопирита (до 10Х) отметена в зндоконтакте титаномагнетитовых тел. Бедное титаномагнетито-зое оруденение встречается среди массивов Тулпъявр и оз.Черное, в 1риконтактовых частях Оленегорского массива, в южной части массива зз.Узкое и в нясюккских дайках, причем руды в трех первых из них шатитоносвы.

Никелево-медное сульфидное оруденение вкрапленного и прожилко-зо-вкрапленного типа известно в массивах оз.Колозеро и нясюккских 1айках. В трех массивах оз.Колозеро оруденение представлено халько-шритом, пирротином и пентландитом. Содержание полезных компонентов зарьирует: Си от сотых долей до 4.38Z, HI - до 0.82Z. Интервалы с высокими содержаниями Си и HI по мощности не превышают 0.5-0.7ЙХ. В гределах нясюккских даек известно пять мелких проявлений никеле-ю-медных руд. Мощности оруденелых зон колеблются от 0.7 до 10 м, фотяженность от 300 до 800 м. Содержание N1 меняется от 0.1 до ).74Х, Си - от 0.60 до 1.52%.. Характерно отношение Cu:NÍ-2-10. Неа-1ачительное проявление халькопиритовой минерализации известно в зн-[оконтактовых клинопироксенитах массива Верлитовый.

Платиноносность этих массивов изучена явно недостаточно. Из-¡естны только отдельные точки с повышенным содержанием платины, свя-(анные с никелево-медным сульфидным оруденением нясюккских даек.

7.ПЕТРОГЕНЕЗИС

Состав исходной магмы бьш определен как средний состав формации

на основании результатов 330 силикатных анализов по всем основны) разновидностям пород и оказался близок водосодержащему пикритоба-аальту нормального ряда. Он весьма сходен с ферропикритобазальтам] пильгуярвинской (Печенга) и томингской (Имандра-Варзуга) серий. Вс< они отличаются от типовых пикритов повышенной железистостью, пр] атом ферропикритобааальты выделяются большей титанистостью по сравнению с пикритобазальтами клинопирокеенит-верлитовой формации, < последние в свою очередь - большей щелочностью.

Характер эволюции средних составов клинопироксенит-вердитово* формации более всего сходен с эксперемэнтально определенной Э.Осбор-ном кривой фракционной кристаллизации базальтовой магмы при постоянном общем составе жидкости, причем для такого процесса кристаллизации характерно обогащение остаточного расплава железом.

Данные по условиям магмогенерации интрузий клинопироксенит-верлитовой формации хорошо согласуются с имеющимися результатами расчетов исходных составов магм, равновесных с мантийным субстратом 1 аналогичных условиях, которые подтверждают их высокомагнезиальньи пикритовый характер при степени плавления первичного перидотитовоп субстрата 25-407, (Кадик и др., 1990).

Окнслительно-восстановнтельные условия кристаллизации определялись на основании оценок Гаг, которые свойственны минеральным равновесиям. Летучесть кислорода при кристаллизации некоторых пород, ] частности ортопироксенсодержащих, оценивалась по ортопироксен-оли-вин-магнетитовому геооксометру В.И.Фонарева (19В?), а в шпинель-со-держащих - по модели А.А.Ворисова и А.И.Шапкина (1989). Полученные аначения ^ог колеблются от -12.4 до -17.0. Согласно этим данным, плавление исходной магмы происходило в предельно восстановительны] условиях, почти на 5 порядков ниже буфера кварц-фаялит-железо (ОП) •

Кристаллизация ультраосновных пород: оливияитов и верлитов осуществлялась в условиях фугитивности кислорода на 0.5-1.5 порядки ниже буфера 0Р1. Большинство пироксенитов кристаллизовались при более окислительных условиях и достаточно близких значениях летучеси кислорода, находящихся в интервале буферов вюстит-магнетит (ИМ) -железо-вюстит (Ш), а их плагиоклазсодержзщие разновидности - пр1 еще более окислительных условиях, в интервале между буферам! Кварц-фаядит-магнетит (ЦРМ) и вюстит-магнетит (Ш). Полученные результаты свидетельствуют о монотонном окисление расплавов относительно кислородных буферов по мере их охлаждения и кристаллизации.

Мехашгзм внедрения магмы. Характерной особенностью для боль

ютва интрузий формации является их концентрически-зональное строга. Это, а также субвертикальное залегание тел, делает вероятным ;дположение о том, что наблюдаемая в них зональность наиболее корено может быть объяснена фракционной кристаллизацией в движущемся зтикальном потоке магмы.

Такой механизм основан на законах гидродинамики и термодинами, согласно которым в движущейся горячей жидкости вследствии тепло-яена с холодными стенками возникает градиент температуры и скорос-движения в поперечном сечении потока. В этих условиях должен про-иться процесс жидкостной дифференциации с обособлением в централь-й части потока жидкости с меньшей вязкостью, более высокой темпе-турой и повышенной скоростью движения. При этом выпавшие твердые стицы в потоке вязкой жидкости скапливаются вдоль центральной оси дводящего канала: трубообрааного для массивов (ВЬаЪ1аеЬаг;]а, 1101, 1964) и плоского для даек (Кошаг, 1972).

Согласно этому механизму в вертикальном канале поднимающейся :критобазальтовой магмы, ранее образовавшийся оливин будет скапли-яься в центре, обраауя твердое ядро. При дальнейшем движении магмы (ерх последующая кристаллизация и дифференциация течения продуциро-иш минералогическую зональность, как вертикальную, так и горизон-шьную вокруг внутреннего ядра. При этом ранние фазы, такие как швин, будут тяготеть к центру, а поздние фазы, такие как амфибол и гагиоклаа - к периферийным зонам. Различное сочетание этих фаз и ют весь спектр наблюдаемых в интрузиях пород.

Модель формирования интрузий клюштфшсешет-Берлктовой формами. На основании всего имеющегося материала сделана попытка объяс-*ть особенности формирования рассматриваемых интрузий. Полученные асчетные параметры магмогенерации исходного расплава свидетельству-г о том, что он был инициирован в верхних частях астеноеферной мании. Наиболее приемлимьм объяснением полученных высоких температур давления мантии может служить представление о мантийном диапиризме, од которым, как известно, понимается адиабатическое всплывание го-ячего пластичного глубинного вещества в виде плюма, которое сопро-ождается декомпрессией восходящих масс, что ведет к их интенсивному давлению.

Близость состава исходной магмы клинопироксенит-верлитовой фор-ации с габбро-верлитовой Печенги, сходство их продуктов в том числе по редким элементам, свидетельствует об общем для них глубинном агматическом источнике. Однако, согласно геохронологическим опреде-

лениям, их образование происходило с разрывом во времени, который согласуется с данными о периодичности геологических событий, связанных с мантийными плюмами. Габбро-верлитовая формация сформировалась на стадии максимального раскрытия рифтогенной структуры. При ее закрытии на коллизионном этапе наращивается мощность земной коры и, соответственно, увеличивается глубина магмогенерации. В этом случае глубинный магматический источник несколько обогащается щелочами, что и наблюдается в исходной магме кдинопироксенит-верлитовой формации и ее продуктах.

Внедрение интрузий клинопироксенит-верлитовой формации происходило на следующем этапе активизации геологических процессов, связанных с мантийным плюмом. При этом предполагается следующий сценарий событий. Разуплотненное исходное вещество астеносферы поднималось до более высоких уровней, достигая подошвы древней земной коры и растекалось вдоль нее с образованием силлоподобной магматической камеры. В ней происходила частичная дифференциация с разделением на ультра-мафитовую и мафитовую части (Сох, 1980), причем наиболее полно - в краевых частях пояса, что нашло свое отражение в латеральной петро-химической зональности. Существенно мафитовые интрузии, в частности, восточного фрагмента пояса, образовались из вышележащей части камеры, а остальной объем интрузий сформировался из более нижнего слоя, в различной степени дифференцированного. Магма транспортировалась по системе даек и трубообразных тел до уровня средней части коры в режиме локального растяжения, используя ослабленные зоны (Лиинахамарс-ко-Порьегубский линеамент). Это осуществлялось в тектонически достаточно спокойных субплагформенных условиях рамы, о чем свидетельствуют форма тел и их внутреннее строение, сходные с таковыми для типично платформенных интрузий центрального типа.

8.СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФОРМАЦИЙ ДУНИТ-КЛИНШИРОКСЕНИТ-ГАЕБРОВОЙ АССОЦИАЦИИ Сопоставляя интрузии клинопироксенит-верлитовой формации с близкими им по составу образованиям в докембрии Балтийского щита, можно утверждать, что наибольшее сходство по составу массивов они имеют с габбро-верлитовой формацией Печенги.

Однако, между ними есть и существенные различия. Они выражаются в их внутреннем строении, четкой приуроченности габбро-верлитовой формации только к рифтогенным структурам карельского возраста, участии их в завершающих складчатых деформациях при закрытии рифта на коллизионном этапе и, соответственно, весьма интенсивно метаморфиза-

зных. Для их валового состава и состава породообразующих минералов зичен магнезиально-железистый эволюционный тренд и ярко проявлен-з Си-Ш минерализация. Все вышескааанное не позволяет напрямую составлять эти две формации, хотя вполне вероятно, что между ними чествует парагенетическая связь и общность глубинного источника.

Наиболее близка рассматриваемая формация с дунит-клинопироксе-г-габбровыми формациями платиноносных поясов Урала и юго-восточной яски. Определяющими признаками для их сопоставления являются сле-ющие:

-интрузии этих формаций во всех регионах группируются в протя-нные пояса, приуроченные к зонам глубинных разломов. Для них ха-ктерно концентрически-зональное внутреннее строение с преобладагами клинопироксеновыми парагенезисами и вариациями по составу от ивинитов (дунитов) до габбро;

-минеральный состав пород для интрузий всех регионов очень вы-ржан: главные минералы - оливин и клинопироксен, акцессорные -;инель, титаномагнетит и апатит. Характерно постоянное присутствие Фвичномагматического титанистого амфибола. Весьма близок и хими-:ский состав главных минералов, а для кпинопироксенов типичным яв-гется известково-железистый эволюционный тренд;

-значительное сходство между формациями отмечается по петрохи-гческим особенностям пород, в элементах латеральной петрохимической знальности поясов и металлогенической специализации: россыпные пла-шоиды (характерные для Урала и Аляски), гитаномагнетитовое, иногда апатитом, и медносульфидное оруденение.

-эти' формации фиксируют собой важный рубеж тектонической эволюта регионов: смену складчатого (геосинклинального) развития на иатформенный и режима сжатия на режим растяжения;

Специфическими особенностями клинопироксенит-верлитовой форма-пи Кольского полуострова, отличающими ее от родственных формаций рала и Аляски, являются: сравнительно небольшие размеры тел, широте развитие дайковой фации и оливинитовый состав ультраосновных по-□д. По аналогии с платиноносными поясами Урала и Аляски в связи с нтрузиями данного формационного типа в регионе также можно ожидать-ыявления россыпных проявлений платиноидов в благоприятных геоморфо-огических условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Изучение интрузий клинопироксенит-верлитовой формации позволило олучить новый корректный фактический петро-геохимический ' материал

- 16 -

\

по этим образованиям, который дает возможность оценить условия т петрогенезиса, состав мантийного источника, предложить механизм внедрения интрузий и модель их формирования. Проведенный комплекс исследований является достаточным для обоснования защищаемых положений. Установлено, что по совокупности признаков клинопирокеенит-вер-дитовая формация региона имеет наибольшее сходство с дунит-клинопи-роксенит-габбровыми формациями платиноносных поясов Урала и Аляски. Все они знаменуют собой переломный этап в развитии регионов, переходный от складчатого (геосинклинального) к платформенному режиму.

Выявленные закономерности образования кдинопироксенит-верлито-вой формации имеют большое научное значение для корреляции геологических событий докембрия, а также прикладное - для прогнозирования поисков полезных ископаемых.

Опубликованные работы по теме диссертации.

1.Лайковые комплексы Мончегорского района.//Рои мафических даек как индикаторы эндогенного режима (Кольский полуостров). Апатиты: Изд-во КВД АН СССР, 1989, с.26-34 (соавторы В.С.Докучаева и Ж.А.Федотов) .

2.Типохимические особенности породообразующих минералов интрузий клинопироксенит-верлитовой формации Мончегорского района.//Записки ВМО, 1991, N6, с.23-39.

3.Особенности химического состава породообразующих минералов клинопироксенит-верлитовой формации Кандалакшского района (Кольский полуостров).// Записки ВМО, 1993, N6, с.20-31.

4.Особенности эволюции химического состава ортопироксенов нике-леносных бааит-гипербазитовых формаций Кольского полуострова. //Геохимия, 1995, N3, с.349-365.

5.Составы амфиболов иа интрузий некоторых магматических формаций Кольского полуострова.// Записки ЕМО, 1996, N1, с.55-65.

6.Особенности химического состава и изоморфных замещений в кли-нопироксенах никеленосных базит-гипербазитовых формаций Кольского полуострова. //Геохимия, 1996, N2, с.112-127.

7.Кяинопироксенит-верлитовая формация Кольского полуострова.//Корреляция геологических комплексов Фенноекандии. Тезисы докладов международной конференции, Санкт-Петербург, 1996, с.96-97.

8,Gas-geochemical features of some basic-ultrabasic rock complexes on the Kola Penlsula and the related enrichment with copper-nickel sulfide ores.//Geochemistry of gases In crystalline rocks and endogenic processes (international symposium). Abstracts, Apatity, 1994, p.9-10 (соавтор В.А.Нивин).