Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Природа структурно-вещественной неоднородности гипабиссальных гранитных интрузий (на примере Лискинского массива)

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Природа структурно-вещественной неоднородности гипабиссальных гранитных интрузий (на примере Лискинского массива)"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ 1 и I

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Имени М.В.Ломоносова ■

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

СКРЯБИН Вячеслав Юрьевич

УДК 552.322:552.111

ПРИРОДА СТРУКТУРНО-ВЕЩЕСТВЕННОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ ГИПАБИССАЛЬНЫХ ГРАНИТНЫХ ИНТРУЗИЙ (на примере Лискинсного массива)

Специальность 04.00.08 - петрография, вулканология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-шнералогйческих наук

МОСКВА'- 1989

- г -

Работа выполнена в Воронежском ордена Ленина государственном университете имени Ленинского комсомола.

. Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

Ф.Г.Рейф (Геологический институт Бурятского филиала-СО АН СССР);

кандидат геолого-минералогических наук, доцент П.Ф.Емельяненко (М1У).

Ведущая организация: Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии АН СССР, г.'Москва.

Защита состоится 21 апреля 1989 года в 14 часов 30 минут в аудитории № 829 на заседании специализированного Ученого совета К.053.05.08 по петрографии, геохимии и геохимическим методам поисков-месторождений геологического факультета МГУ.

Адрес: П9899, г. Москва, Ленинские горы, МГУ, геологический ■ факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ (зона "А", 6 этаж).

Автореферат разослан " &0" 1989 г.

Ученый секретарь

специализированного Совета о/^ХХ-

ст.и.о. А.М.Баталова

ОБЩАЯ ХАРЖТЕРШТША РАБОТЫ

Актуальность темы. Практически все исследователи, занимавшиеся изучением гранитных интрузий, указывают на существование ЁарйаЦи'й структурных особенностей и вещественного состава слагающих йх пород. признание принципиальной возможности образования этих структурно-вещественных неоднородностей в результате различных петрогенетических процессов является разумным, но временным компромиссом. Тая как выработка адекватного представления о сущности этих процессов и их роли в формирован^'! конкретных пород является одной из главных задач петрологии, то очевидно, что выяснение генезиса структурно-вещественной неоднородности гранитных интрузий и разработка эффективных способов решения данной проблемы имеют важное научное значение.

Следует принять во внимание и то обстоятельство, что при поисках в гранитных интрузиях не вскрытого эрозией оруденепия важное индикаторное значение предается участкам гидротермальной проработки пород, сопутствующей рудообразующим процессам. В нал-рудном сечении следы проявления этой проработки могут быть слабо выракены и обладать конвергентными признаками их природы. Так что для эффективного прогноза и поисков "слепых" плутоногеннкх месторождений также необходима разработка надежных критериев генезиса структурно-вещественных неоднородностей в. гранитных интрузиях, что и определяет практическую значимость рассматриваемой проблемы.

Цели и задачи исследования. Диссертационная работа охватывает лишь часть сформулированной выше проблемы и посвящена выяснению природы структурно-вещественной неоднородности гранитных интрузий, формировавшихся в гипабиссальных условиях. В соответствии с этой целью при проведении исследования были определены следующие задачи:

- выявление закономерностей изменения состава и пространственного размещения структурно-вещественных разновидностей гранитов и минеральных обособлений в гипабиссальной интрузии; ■

- определение времени, места и физико-химических условий их формирования;

- оценка возможных механизмов образования структурно-вещественных неоднородностей, а также масштабов и закономерностей пространственного проявления этих механизмов в интрузивном теле.

Фактический материал и методика исследований. Основой для исследований послужили материалы, собранные автором в течение 1973-85 гг. при выполнении тематических работ, проводившихся Воронежским государственным университетом по заданиям Минвуза РС4СР и ГК1Л СССР (К# гос. регистрации 74 036 585, 76 033 209, 0182. 40 29 982 и 0186. 01 00 853).

В процессе сбора и обработки фактического материала задокументирован керн 126 скважин и описано 967 Шлифов. При изучении вещественного состава пород использовался комплекс методов оптической микроскопии и аналитических исследований, который включает в себя количественно-минералогический анализ 262 образцов в шлифах большого формата (5-40 см'"), 166 химических анализов пород, 390 приближенно-количественных спектральных анализов на 40 элементов, 488 определений породообразующих и редких щелочных металлов методом фотометрии пламени, 115 количественных спектральных анализов на 21 элемент. .Для изучения породообразующих минералов выделено 62 монофракций, проведено 310 определений их оптических констант, выполнено 46 рентгено-структурных, 35 термолюминесцентных анализов, 12 определений радиологического возраста калий-аргоновым методом и 16 рентгено-спектральных микро-зондовых анализов. Разработана методика определения кристалло-морфологических особенностей полевых шпатов, основанная на статистическом изучении сечений кристаллов в шлифах.

При изучении РТ-условий формирования пород использовались метод минералогической термометрии и метод гомогенизации включений ыинералообразующих сред. Для этого был исследован состав 41 породообразующего минерала, а также выявлены закономерности распределения и фазовый состав расплавнух? кристалдофлюидных и га-зово-жвдких включений в полированных пластинах 41 образца и выполнено 65. экспериментов по .их полной или частичной гомогенизации. Изучение состава кристаллических ,фаз и продуктов гомогенизации включений осуществлялось оптическими методами и рентгено-спектральным микрозондовым анализом. При выполнение экспериментов с раскристаллизованными расплавными включениями использовалась авторская методическая разработка по определению равновесного режима процесса гомогенизации.

Обработка полученной количественной информации осуществлялась с помощью методов математической .статистики. Методологической основой решения сформулированной задачи исследования служили принципы теоретического моделирования.

Научная новизна. В результате проведенных исследований установлено, что вариации вещественного состава гранитов в гипабис-сальных интрузиях имеют закономерный характер и проявлены в существовании комплементарных разновидностей пород, обособленных в статистически однородные группы. Выявлена унаследованность структурно-вещественных неоднородностей на микро-, макро- я мвгауров-нях, что отражается в распределении и составе минеральных индивидов и агрегатов в породах, разновидностей пород в интрузивных фациях и отдельных фаций в интрузивном массиве.

Доказано образование выявленных неоднородностей в результате процессов внутрикамерной дифференциации гранитной магмы.

Обоснована ведущая роль двух механизмов дифференциации в формировании неоднородностей, которые заключаются в сегрегация кристаллических фаз и перераспределении остаточного порового расплава. Определены масштабы и закономерности проявления этих механизмов в различных частях гипабиссальной магматической камеры.

Практическая значимость. Установленные закономерности изменения состава пород в латеральном и вертикальном разрезах интрузии могут использоваться для определения величины эрозионного среза гранитных массивов, а также для минералого-петрографичее-кой, петрохимической и геохимической корреляции интрузий при их картировании и прогнозно-металлогенической оценке.

Выявленные признаки различных типов структурно-вепественной неоднородности интрузивных пород, образовавшихся в результате внутрикамерной дифференциации гранитной магмы, могут служить основой для их отличия от неоднородностей, формирующихся при гидро-термально-метасоматических рудообразующих процессах.

Установленные закономерности и масштабы перераспределения порового расплава могут быть использованы при локальном прогнозе, поисках и разведке оруденения, связанного с остаточными гранитными расплавами.

Апробация'результатов исследования. Результаты работы докладывались и обсуддались на У и У1 Всесоюзных совещаниях по тер-мобарогеохимии (1976 г., Уфа; 1978 г., Владивосток), Всесоюзном семинаре "Использование методов термобарогёохимии при поисках и изучении месторождений полезных ископаемых" (1981 г., Опалиха), ХП семинаре "Геохимия магматических пород" (1986г., Москва), УП Всесоюзном петрографическом совещании (1986 г., Новосибирск), 1У Региональном петрографическом совещании "Магматизм, метаморфизм и геохронология докембрия Восточно-Европейской платформы"-(1987 г., Петрозаводск), а также на научных сессиях Воронежского

государственного университета. Основное содержание ' диссертации отражено в 9 опубликованных работах.

Обтаем и структура работы. Диссертация содеркит 134 страниц« текста, 39 таблиц, .ТВ рисунков, список литературы 727 наименований и состоит из введения, шести глав и заключения.

В первой главе представлен фактический материал о строении Лискинского гранитного массива и составе слагающих его пород. Показана латеральная и вертикальная изменчивость вариаций вещественного состава пород интрузии. Установлена тесная взаимосвязь структурных особенностей и состава гранитов, а также комплемен-тарность вццеляемых структурно-вещественных разновидностей пород.

Во второй главе на основании статистического анализа минерального и химического состава пород Лискинского массива и некоторых интрузий С.Кавказа и Ц.Казахстана доказан закономерный характер и дискретность вариаций вещественного состава гипабиссаль-ных гранитных интрузий.

В третьей.главе приведены результаты сравнения вариаций вещественного состава, парагенетического анализа и баланса минеральных и химических компонентов пород в различных интрузивных фациях, на основании чего отклоняются возможные альтернативные модели образования • выявленных структурно-вещественных неоднород-ностей путем наследования глубинной (очаговой) неоднородности магмы или ее взаимодействия с вмещающими породами.

В четвертой главе рассмотрены проявления структурно-вещественной неоднородности в распределении минеральных индивидов и агрегатов в породах и разновидностей пород в интрузивных фациях. Доказана унаследованность состава неоднородНостей на различных иерархических уровнях интрузивного тела.

В пятой главе по данным изучения включений минералообразую-щих сред оценены физико-химические параметры образования выделяемых неоднородностей. Анализируются возмо?кная роль ликвации расплава и соотношение магматогенной кристаллизации и постмагматического преобразования пород.

В тестой главе рассмотрена вертикальная и латеральная изменчивость проявления структурно-вещественной неоднородности в интрузивном теле. Выявлены зональность й цикличность распределения субликвидусных минеральных фаз и перераспределение остаточного порового расплава. Приведены доказательства деформации частично закристаллизованных пород. Анализируются возможные механизмы вну-трикамерной дифференциации гранитной магмы.

- / -

0C1Í0BIDJE ПОЛОЖЕНИЯ PABOTU

I. Структурно-вещественные неоднородности являются непременным атрибутом гипабиссальных гранитных интрузий, и типичным представителям которых относится Лискинский массив. Эти неоднородности носят дискретный характер и проявлены в существовании комплементарных разновидностей пород, различающихся по своей структуре и обособленных в статистически однородные группы по минеральному и химическому составу и геохимическим особенностям.

Основным объектом исследований являлся Лискинский гранитный массив, расположенный в пределах Воронежского кристаллического поднятия Восточно-Европейской платформы. Вмещающие породы представлены толщей амфибол-биотитовых гнейсов с -горизонтами биотитовых гнейсов и амфиболитов. Они относятся к донской серии предположительно архейского возраста, претерпели региональный метаморфизм в условиях амфиболитовой фации и в различной степени грани-тизированы. Формирование интрузии происходило в нижнем протерозое (2071-2007 млн. лет) и связывается с проявлением телеорогенного магматизма в период тектоно-магматической активизации области архейской консолидации. Контактовое воздействие интрузии на гчещгио-щие породы протекало в условиях пироксен-роговиковой фации (Т = 690-750 °С, Р = 0,2-0,05 ГПа) и сопровождалось частичным плавлением гнейсов и образованием обширных геохимических' аномалий лития и рубидия. Согласно существующей схеме магматических фаций глубинности Лискинский массив относится к типичным гипабиссальным интрузиям. В современном эрозионном срезе докембрийского фундамента он занимает площадь около 105 км^, имеет овальную форму, осложненную мелкими сателлитными выступами, а его морфология является дисконформно?, Зо отношению к складчатой структуре вмещающих пород.

На основании изменчивости структурно-текстурных особенностей и вещественного состава пород (рис. I) в пределах Лискинского массива вьделен ряд интрузивных фаций. Краевая фация закалки мощностью 10-30 м сложена мелко- и межо-среднезернистыми биотитовыми гранитами с устойчивым соотношением породообразующих минералов (кварц 30,7-33,4, плагиоклаз 28,9-34,3, микроклин 30,7-34,1 %) и выдержанным химическим составом. В участках пологого погружения кровли интрузии,, вблизи зон насыщения вмещающих пород жильными телами гранитов, фация закалки постепенно переходит в микрографическую фацию. Характерными особенностями последней являются рит-'

40 30

Рис. I. Вариации модального, состава гранитов мелкозернистой (а), микрографической (б), промежуточной (в) и центральной (г) фаций Лискинского массива.

-5

Рис. 2. Вариации нормативного состава гранитов в гипабиссаль-ных интрузиях Ц.Казахстана с двух- (а), трех- (б) и полимодальным (в) распределением главных главных породообразующих компонентов. Оконтурены поля составов статистически однородных групп (q = 0,05).

мичное изменение зернистости гранитов, присутствие варьирующего количества микрографического кварц-полевошпатового агрегата, преобладание лейкократовых разновидностей пород и наличие среди них меланократовых шлирообразных участков, обогащенных биотитом (до 24,6 %). Минеральный состав пород микрографической фации колеблется от кварц-олигоклазовых (плагиоклаза до 64,8 %) до существенно кварц-микроклиновых (микроклина до 57,8 %) гранитов. " От кровли и крутопадающих контактов в глубь интрузии породы краевых фаций сменяются образованиями промежуточной фации, мощность которой составляет 109-214 м. Переход от мелкозернистых гранитов' постепенный; переход от микрографических гранитов в одних случаях постепенный, а в других - резкий, четкий. Отличительной особенностью пород промежуточной фации являются значительные вариации содержания кварца (23,3-50,5 а также присутствие шлирообраз-ных минеральных обособлений силекснтового (кварца до 74,5 %) и полевошпатового (плагиоклаза н микроклина до 93,6 %) состава. Внутреннюю часть интрузии слагают породы центральной фации. Переход к ним от промежуточной фации постепенный и обусловлен уменьшением дисперсии содержаний в гранитах кварца, предельные концентрации которого составляют 26,7-37,7 %. Наблюдаемая взаимосвязь вариаций состава гранитов с их структурными особенностями позволяет говорить о структурно-вещественной неоднородности пород интрузии. При этом пространственное сонахожденпе и чередование в вертикальном разрезе интрузии разновидностей с противоположными тенденциями изменения их состава свидетельствуют о комплементарном характере структурно-вещественной неоднородности пород. •

Полученные оценки вероятных ошибок определения содержаний минералов в шлифах, результаты статистического сравнения их с наблюдаемыми вариациями состава пород, а также наличие прямой корреляционной связи (г' =* 0,417-0,943, г 2,384 при ^ 05 = 2,052) между модальны« и норматив:»;* составом гранитов Лискнкского «ас-сива указывают, что статистические параметры распределения минеральных и химических компонентов отражают реально существующие закономерности, а не распределение ошибок определения их содержаний. Проверка эмпирических распределений минерального и химического состава гранитов установила несоответствие выборочных совокупностей моделям нормального и логнормального закона. Наблюдаемый полимодальный характер кривых распределения и наличие изгибов кумулат на графиках накопленных частот приводят к выводу о гетерогенности эмпирических выборок и присутствии в их составе не-

скольких однородных групп. Следовательно, они относятся к разряду смешанных совокупностей, а распределение минеральных и химических ■компонентов в гранитах носит дискретный характер. Выделение из эмпирических выборок однородных групп свидетельствует о присутствии в интрузии наряду с наиболее распространенным типом гранитов статистически обособленных по составу разновидностей, обогащенных или обедненных кварцем, плагиоклазом, микроклином и биотитом. Эти разновидности имеют свои геохимические особенности, и при обеднении пород кварцем наблюдается статистически значимое ^ = 0,05) снижение концентрации Ы, Си, Зп, У, УЪ, в, а обогащение гранитов микроклином сопровождается уменьшением концентрации Ag, У, УЪ, В и возрастанием содержания Ы, ЛЬ, V, йп, Р в 1,3-3,4 раза.

Результаты разделения выборочных совокупностей нормативного состава пород Эльджуртинского массива (С.Кавказ) и двенадцати гипабиссальных интрузий Ц.Казахстана, основанные на авторских химических анализах и опубликованных в литературе петрохимических данных, сопоставимы с результатами изучения вещественного состава фациальных разновидностей Лискинского массива. Из трех выделенных типов интрузий (рис. 2) по характеру неоднородности состава пород первый тип подобен гранитам центральной фации, второй тип - гранитам промежуточной фации, а интрузии третьего типа аналогичны ьсей совокупности фацнальных разновидностей Лискинского массива. Такое подобие может быть связано с характером опробования гранитных массивов, с величиной их эрозионного среза или же с реальным существованием в природе интрузий с различными закономерностями вариаций вещественного состава. Независимо от этого, полученные данные указывают, что выявленная неоднородность состава гранитов Лискинского массива не обусловлена его специфичностью, а является характерной чертой гипабиссальных'гранитных интрузий.

2. Структурно-вещественная неоднородность гипабиссальных гранитных интрузий проявлена на микро-, макро- и мегауровнях и носит унаследованный характер, что отражается в пространственном распределении и составе минеральных индивидов и агрегатов в породах, разновидностей пород в интрузивных фациях и отдельных фаций в интрузивном массиве.

На основании результатов гранулометрического анализа и изучения структур роста и замещения в породах Лискинского массива ввделены различные генерации породообразующих минералов (вкрапленники, зерна основной массы, порфиробласты, гидротермально-ме-тасоматические новообразования) и охарактеризованы их структурные

- Il -

взаимоотношения, кристалломорфологические особенности, оптические свойства и состав. Выявленный порядок нуклеации и роста зерен породообразующих минералов (кварц —«- кварц + плагиоклаз —кварц + плагиоклаз + биотит —>- кварц + плагиоклаз биотит + калиевый полевой шпат) и закономерности изменения состава структурно-веще- ■ ственных разновидностей пород свидетельствуют об их формировании при последовательном увеличении количества выделявшихся минеральных фаз за счет обособления агрегатов соответствующих стадий кристаллизации. Топоминералогическими исследованиями шлифов большого формата выявлена пространственная неравномерность распределения минеральных индивидов и агрегатов в структурно-вещественных разновидностях гранитов. Она вйраяена присутствием в породах изомет-ричных гломерокристаллических скоплений диаметром 1,4-2,1 см, мезду которыми располагаются межагрегатные обособления более поздней минеральной ассоциации (рис. 3). Установлено, что по минеральному составу выявленные агрегаты аналогичны (t = 0,289-1,776 при tQ Q5 = 2,131-2,447) выделяемым структурно-вещественным разновидностям гранитов (рис. 4). Это подтверждается полученными статистическими зависимостями, свидетельствующими, что в гранитах наблюдаемые вариации соотношения полевых ипатов обусловлены различным количеством микрографпческого агрегата, а колебание содержания кварца - различным количеством вкрапленников этого минерала (рис. 5). Данные результаты указывают на существование структурно-вещественных неоднородностей на микроуровне и унаследованность их состава разновидностями интрузивных пород.

Подобная взаимосвязь вещественного состава выявляется при сопоставлении выделенных разновидностей пород и отдельных интрузивных фаций. Так, средневзвешенный минеральный состав микрографической фации, в которой преобладает породы с варьирующим соотношением полевых шпатов, характеризуется по сравнению с мелкозернистыми гранитами фации закалки более высоким содержанием плагиоклаза (t = 3,941 при t0 Q5 = 2,093) и пониженным содержанием микроклина (t = 4,377). Й петрохимическом составе это проявляется более высокой концентрацией NagO (t = 2,257 при tQ Q5 = 2,120) и отражает смещение среднего состава микрографической фации в область кварц-плагиоклазовых разновидностей гранитов. При этом средневзвешенный состав промежуточной фации, сложенной породами с варьирующим содержанием кварца, оказывается обогащенным этим минералом, что фиксируется повышенной концентрацией 3±02 (t = 2,134 при tQ>05 = 2,060). Аналогичные различия между интрузивными фаци-

Рис. 3, Топоминералогические картины распределения гипидиоморфнозер-нистого агрегата в микрографических(а) и кварца в среднезернистых (б) граии-тах ЛискинсКого массива. Масштаб 1:2.

Рцс. 4. Состав минеральных агрегатов в среднезернистых (а) и микрографических (б) гранитах. I - состав гранитов, 2,3 - цент- . ральные (2) и периферические (3) части гломерокристаллических скоплений, 4 - межагрегатные обособления.

Содержание кварца в гранитах

Ы1/(Ы1 + гх)

в гранитах

Рис. 5. Изменение состава ^ зернистых (а) и микрографических

ашГТобъеш грйш^вв^ зависли' ?ЦР'| | минеральных ивдивидов и

от содержания агрегатов.

ями проявлены и в распределении элементов-примесей. Например, в микрографической фации по сравнению с мелкозернистыми гранитами наблюдаются меньшие содержания Ы, Ва, И, V, Со, 2п, Ьа, 2г, I1 и более высокие концентрации Ои, У а в промежуточной и центральной фациях по сравнению с микрографической - пониженные концентрации X, ХЪ и повышенные содержания Ъ1, Ва, XI, Ми, V, Со, 2п, 8а, 1>а, гг, Р. В сравнении о мелкозернистыми гранитами в промежуточной и центральной фациях установлены более высокие концентрации Ы, Мп, Си, Зп и пониженные содержания Ва. Из этого вытекает, что рассматриваемый гранитный массив характеризуется неоднородностью состава интрузивных фаций, наследующих вещественный состав отдельных разновидностей пород.

Полученные данные указывает на проявление и унаследованность неоднородности на различных иерархических уровнях интрузивного тела, и следовательно, образование структурно-вещественной неоднородности минеральных агрегатов, пород и интрузивных фаций, вероятно, являются разномасштабным'проявлением одного петрогенети-ческого процесса.

3. Выявленные типы структурно-вещественной неоднородности образуется на магматическом этапе формирования гипабиссальных интрузий путем внутрикамерной дифференциации исходно однородной гранитной магмы.

Решение вопроса об условиях формирования выявленных структурно-вещественных неоднородное!ей осуществлялось путем рассмотрения альтернативных петрологических моделей. Для проверки воз-модности образования этих неоднородностей в результате наследования глубинной (очаговой) неоднородности магмы была рассчитана вероятность ожидаемого соответствия колебаний минерального и химического состава поред фзции закалки наблюдаемым вариациям состава гранитов других фаций Лискинского массива. Низкие значения этой вероятности (Р() = 0,36-10"^ и Рх <0,6.10"®) позволяют отклонить рассматриваемую модель как несоответствующую фактическим данным. Устойчивый состав мелкозернистых гранитов свидетельствует о внедрении исходно однородной магмы, а установленная тесная зависимость вариаций вещественного состава пород от их фациального положения в интрузии указывает на их внутрикамернуга природу. Установлено, что диффузионный массообмен гранитной магмы с вмещающими породами протекал в незначительных масштабах, ограничиваясь образованием маломощных (0,2-1,5 см) эндоконтактовых оторочек, обога-■ щенных плагиоклазом (50,9-59,1 %). Однотипность наблюдаемого в

породах парагенезиса, соответствующего ортоклаз-биотйт-альмацци-новой минеральной фации, а также устойчивая глиноземистость био' тита (22,3-27,3 %) как в гранитах эндоконтактовой зоны, так и в более глубинных частях интрузии (г = 0,493 при ^ 05 = 3,182), свидетельствуют о близости режима кислотности-щелочности при формировании разновидностей пород Лискинского массива. Следовательно, в рассматриваемом случае процессы инфильтрационного массообмена на контакте гранитной магмы с вмещающими породами повышенной основности не играли существенной роли. Регрессионный анализ химического состава выявил различия в наклонах вариационных линий разновидностей пород интрузии и предполагаемой регрессии состава в результате возможного смешения магмы с материалом вмещающих пород. Аналогичные расхождения получеь.л и по соотношению в них породообразующих минералов. Допуская возможность фракционирования дезинтегрированного материала асс,ьч.»П'»руемых пород был расчитан средневзвешенный химический состав различных интрузивных фаций. Однако вместо .ожидаемого за счет ассимиляции вмещающих пород снижения концентраций 3102, К20 и увеличения Т102, АЗ^О^, ГеО, Ыб0, СаО, На2Ов приапикальной микрографической фации наблюдается более высокое содержание ЗЮ2 и уменьшение концентраций Ф102, А120у ГеО, СаО (t = 2,271-6,065 при ^ 05 = 2,120). Обогащение кремнеземом и более низкие содеркания АЗ^О^, ма20 прослеживаются и на более глубоких уровнях интрузии, включая промежуточную фацию ^ = 2,134-4,577 при ^ = 2,060). Это противоречит образованию выявленных структурно-вещественных разновидностей путем ассимиля-.ции вмещающих пород и позволяет допустить возможность их формирования в результате процессов магматической кристаллизации или постмагматического изменения интрузивных пород.

Наблюдаемая.степень автометасоматической мусковитизации (до 2 %) пород Лискинского массива не приводит к существенным изменениям их состава, но присутствие гидротермальных новообразований кварца, двойственный характер закономерностей изменения состава микроклина и субсолидусные значения температур формирования пород (515-315 °С), полученные по двуполевошпатовому геотермометру, являются признаками постмагматического перераспределения минеральных компонентов. Однако изменение состава последовательно кристаллизовавшихся генераций биотита сопровождается увеличением его железистости (от 66,4 до 82,7 %) и возрастанием относительной доли Рв20^ (от 10,3 до 18,4 %), а плагиоклаза- снижением содержания анортитового (от 15,1 до 4,8 %) и ' увеличением концентрации

альбитового (от 81,1 до 91,2 %) и ортоклазового (от 2,6 до 10,5 %) миналов, что указывает на фракционный характер их кристаллизации.

Практически все зерна кварца в выявленных минеральных агрегатах, обуславливающих структурно-вещественную неоднородность пород, содержат раскрнсталлизованные расплавные включения и сопут- • ствующие им кристаллофлюидные включения дистиллята, что свидетельствует об их магматическом происхождении. Идентичность состава кристаллических фаз, определенного РС-микрозондовым анализом, и их одинаковое объемное соотношение в вакуолях расплавных включений в кварце и акцессорном апатите гранитов и биотитовнх шлиров, а также отсутствие признаков расщепления расплава при плавлении включений указывают на кристаллизацию минералов из однотипного по составу расплава и позволяют отклонить в данном случае возможность образования лейкократовых и меланократовых разновидностей пород в результате ликвации магмы. Низкая концентрация фтора (<0,2 Й) в продуктах гомогенизации•включений противоречит также подобному способу образования разновидностей гранитов, обогащенных и обедненных кварцем. .Результаты термометрических исследований расплавных включений свидетельствуют о кристаллизации минеральных агрегатов из силикатного расплава при последовательном снижении температуры от 950 до 840 °С. Расчеты, выполне ные на основании оптической и РС-микрозондовой диагностики кристаллических фаз в вакуолях расплавных включений, позволяют оценить исходное содержание воды в магме около 2,7 %. В последовательных генерациях расплавных включений наблюдается увеличение относительного объема газовой фазы вплоть до появления в вакуолях высекоплотного гетерофазного газово-жидкого флюида с температурой частичной гомогенизации 140-280 °С, что подтвер:кдает накопление воды И других летучих компонентов в процессе кристаллизации. Это приводило к отделению на позднег,;агматической стадии дистиллята, фиксируемого в виде сопутствующих водно-солевых и углекислотно-водно-солевых включений и содержавшего по расчетам до 20,3 % Нв20. Удаление во флюид большого количества натрия являлось причиной смещения состава остаточного расплава в существенно кварц-ортоклазовую область, что подтверждается результатами РС-микрозондового анализа стекла гомогенизированного лозднемагматического расплавного включения (к2о 7,92 %), а также содержанием микроклина (х = 52,9 %) » к^о :?. = 6,69 %) в эвтектофировом микрографическом агрегате, Такое отличие остаточного расплава от исходного состава гранитной !.:аг?ш предопределяло возможность ее дифференциации вплоть до заключительных стадий магматического этапа формирования пород.

4. Структурно-вещественная неоднородность в -максимальной степени проявляется в апикальных частях гипабиссальных гранитных ■интрузий, а ее формирование протекает при ведущей роли двух механизмов дифференциации пууем сегрегации субликвидусных кристаллических фаз ламинарными потоками магмы и перераспределения остаточного порового расплава под действием градиентов давления.

При расчете объемного соотношения твердых фаз и расплава на различных стадиях кристаллизации пород Лискинского массива в качестве продуктов скопления кристаллов принимались породы, обогащенные субликвидусными минералами и их агрегатами, а в качестве остаточных расплавов соответствующих стадий кристаллизации - разновидности, предельно обедненные этими компонентами. Выполненные расчеты свидетельствуют, что в субликвидусных условиях, на стадиях существования в расплаве кристаллов кварца, плагиоклаза и биотита, количество твердых фаз даже в участках их максимального скопления не превышало 35,7-42,3 %. Достижение гранитной магмой условий соладуса сопровождалось, как показано вкпе, флюидоотделе-нием и смещением состава остаточного расплава в кварц-ортоклазо-вую область, а продукты его кристаллизации отчетливо фиксируются в виде эвтектофирового микрографического агрегата. В большинстве пород апикальной части интрузии его количество составляет менее 28,8 %,■ а остальной объем пород представлен скоплениями более ранних кристаллических агрегатов. Следовательно, в субликвидусных 'условиях расплавно-кристаллическая смесь по своим реологическим свойствам соответствовала магматической суспензии, то есть пред-.ставляла собой жидкость с взвешенными твердили частицами, а на позднемагматической стадии, • в условиях солидуса, она обладала уже свойствами твердого тела, содержащего поровую жидкость.

Установлено; что распределение наиболее ранних, субликвидусных минеральных фаз в вертикальном разрезе Лискинской интрузии имеет зональный характер: в приапикальной микрографической фации наблюдаются обособления агрегатов, состоящих из биотита, плагиоклаза и кварца, в промб)зуточной фации присутствуют участки, обогащенные плагиоклазом и кварцем, а в центральной фации встречаются только разновидности гранитов с сегрегированными вкрапленниками кварца. О максимальной степени проявления структурно-вещественной неоднородности в апикальной части массива свидетельствует уменьшение дисперсий содержания в гранитах биотита (р = 2,31 при *0 05 = 2,14) и плагиоклаза (Р = 29,0 при = 19,5) ни:ке гип-

сометрических уровней соответственно 57,8 и 198,8 м от кровпи ин-

трузии. Вероятно, наблюдаемая зональность сегрегирования и выявленные закономерности изменения дисперсий распределения этих минералов обусловлены существованием в апикальной части массива з.ндчительных вертикальных температурных градиентов. Выявлено, что в вертикальном разрезе интенсивность накопления субликвидусных минеральных фаз имеет цикличный характер.'Так, на интервале'200 м от кровлй в .глубь интрузии наблюдаются два цикла уменьшения и последующего увеличения суммарного содержания в гранитах кварца, плагиоклаза и биотипа, что подтверждается существованием на соответствующих интервалах глубин статистически значимой (q= 0,05) корреляции (г = 0,504-0,798) между концентрацией этих.минералов "в породах и расстоянием от кровли массива. При этом разница в экстремальном обогащении и обеднении гранитов субликввдусными минералами имеет максимальное значение 26 % в апикальной части и уменьшается в глубь интрузии до 19 %. Путем расчета средневзвешенных концентраций породообразующих минералов, с учетом присутствия шлирообразных минеральных скоплений, по отдельным интервалам вертикального разреза Лискинского массива установлено обогащение прикровельной части интрузии биотитом, плагиоклазом и кварцем. Так как кристаллы этих минералов имеют большую плотность, чем гранитный расплав, то выявленная закономерность их распределения противоречит образованию структурно-вещественных неоднород-ностей путем гравитационного фракционирования магмы. В качестве альтернативной модели рассматривается дифференциация течения, которая реализуется, согласно результатам экспериментальных исследований, даже в очень вязких суспензиях при существовании поперечных градиентов скорости течения потока. Правомерность привлечения этого механизма подтверждается присутствием в породах интрузии текстур течения в виде пластообразных и линзовидных минеральных сегрегации, протягивающихся на сотни метров и несущих отчетливые признаки вязко-пластичной деформации.с образованием S -образных изгибов и складок волочения. При анализе закономерностей ориентировки текстур течения выявлено, что в прикровельной части массива они ориентированы субпараллельно контакту, а по мере удаления от него приобретают более крутое падение и становятся дис-конформными. Это свидетельствует о существовании в глубинах магматической камеры субвертикальных ламинарных потоков, предопределявших возможность протекания в субликвидусных условиях дифференциации течения'с сегрегированием ранних минеральных фаз не только в приконтактовой зоне, но и во всем объеме интрузии.

В условиях солидуса, когда породы апикальной части интрузии были закристаллизованы более чем на 70 %, разделение ранних минеральных агрегатов и порового остаточного расплава могло осуществляться только путем деформации кристаллического каркаса. Признаки подобной деформации установлены во всех разновидностях пород, обедненньк продуктами кристаллизации остаточного расплава позднемагматической стадии. В кварце они выражены образованием свилей, - блоковым строением зерен и присутствием залеченных трещин, трассирующихся дендритообразными ветвящимися срастаниями или цепочками микрокристалликов полевых шпатов. В зернах плагиоклаза и микроклина наблюдаются блоково-мозаичное угасание, искажения кристаллографических форм, пластические и хрупкие дислокации двойниковых структур роста. В деформированных зернах кварца по трещинам, разбивающим их на отдельные блоки, присутствуют рас-плавные включения, а трещины в кристаллах полевых шпатов залечиваются прожняковидными ответвлениями от интерстиционного кварца, содержащего включения раскристаллиз о ванного расплава I! кристалло-флюидные включения магматогенного дистиллята. Эти факты свидетельствуют о деформации кристаллов в присутствии расплава до завершения магматического этапа формирования пород. Установлена статистически значимая ^ = 3,023-3,833 при t0 = 2,093) латеральная неоднородность средневзвешенного состава микрографической фации и присутствие в ней линзовидных тел, протягивающихся субпараллельно кровле интрузии и сложенных нацело продуктами кристаллизации остаточного расплава. Это указывает на латеральное перераспределение и образование в апикальной части интрузии обособленных порций порового расплава. Выявлено общее обеднение микрографической фации по сравнению с фацией закалки ^ = 3,941 при 05 = 2,093) продуктами кристаллизации остаточного расплава, что свидетельствует о его частичном удалении за пределы магматической камеры и подтверждается присутствием среди вмещающих пород жильных гранитов существенно калиевого состава с отношением К20/(К20 + Па2о) равным 0,620-0,645. Особенности залегания в.апикальной части интрузии тел, сложенных продуктами кристаллизации обособленных порций порового расплава, противоречат возможности его перераспределения под действием гидростатического фильтр-прессинга. Для обсуждения предлагается альтернативная модель перераспределения остаточного порового расплава под действием градиентов гидродинамического давления. • •

Основное содержание диссертации изложено в следующих опубликованных работах:

1. Скрябин В.Ю. Расплавные включения в гранитах Воронежского массива // У Всесоюзное совещание по термобарогеохимии: Тезисы докладов.- Уфа, 1976.- С.II0-III.

2. Скрябин В.Ю. Анортоклаз в раннепротерозоПских двуполево-шпатовых гранитах // Доклады АН СССР,- 1977,- Т.235.- Jf6.- C.I405-1406.

3. Скрябин В.Ю. Некоторые особенности условий и механизма формирования гипабиссальных гранитных интрузивов // Термобарог^о-химия в геологии: Тезисы У1 Всесоюзного совещания по термобарогеохимии.- T.I.- Владивосток," 1978.- С.71-73.

4. Скрябин В.Ю. О составе раскристалллзованных включений гранитного расплава // Доклады Ш СССР.- 1978.- Т.242.- №2.- С. 416-418.

5. Скрябин В.Ю. Изучение кристалломорфологических особенностей калиевых полевых пшатов в гранитоидах // Минералы и парагене-зисы минералов горных; пород и руд.- Л.: Наука, 1979.- С.35-44.

6. Скрябин В.Ю. Неоднородность вещественного состава и вну-трикамерная дифференциация в Лискинской гранитной интрузии // ХП семинар "Геохимия магматических пород": Тезисы докладов.- М., 1986.- С.92-93.

7. Скрябин В.Ю. Конвекционная и инфильтрэциониая дифференциация гранитного расплава в интрузивной камере // Происхождение и эволюция магматических формаций в истории Земли: Тезисы докладов УП Всесоюзного петрографического совещания.- T.I.- Новосибирск, 1986.- С.46-47.

8. Температурный и флюидный режим регионально-метасоматичес-кой гранитизации армейских пород Воронежского кристаллического массива / Скрябин Влл, Квадрина Е.Г., Белых В.И., Шугурова H.A. // Происхождение и эволюция метаморфических формаций в истории Земли: Тезисы докладов УП Всесоюзного петрографического совещания,- Т.З.- Новосибирск, 1986,- С.82-83.

9. Скрябин В.Ю. Нчжнепротерозойские интрузивные граниты областей архейской консолидации Воронежского кристаллического массива // Магматизм, метаморфизм и геохронология докембрия Восточ-но-1''вропейской платформы в связи с крупномасштабным картированием: Тезисы докладов 1У Регионального петрографического совещания по ['пропейской части СССР.- Петрозаводск, 1987.- С.

ТЕ 07105 от 9.03.89 г., заказ 170, тираж 100 экз. Об*ем In.л. Формат 60x90 I/I6. Офсетная лаборатория ВГУ.