Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Типоморфизм минералов и геохимические особенности редкометалльных апобазитовых метасоматитов Кейвско-Колмозерской зоны

ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Типоморфизм минералов и геохимические особенности редкометалльных апобазитовых метасоматитов Кейвско-Колмозерской зоны"

- 9 9 »

Санкт-Петербургский государственный университет

На правах рукописи

ПЕТРОВ Сергей Иванович

ТИПОМОРФИЗМ МИНЕРАЛОВ И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ АПОБАЗИТОВЫХ МЕТА СОМА ТИТОВ КЕЙВСКО-КОЛМОЗЕРСКОЙ ЗОНЫ

(Кольский полуостров) Специальность 04.00.20 - минералогия, кристаллография

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геопого-минералогических наук

Санкт-Петербург 1992

Работа выполнена в лаборатории месторождений редких элементов Геологического института Кольского научного центра РАН

Научный руководитель: кандидат геолого-минэралогических наук А.П.Белолипецкий

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

В.Г.Крииовичев (СПНУ)

кандидат геолого-минералогических наук А.Б.Вревский (ИГГД РАН)

Ведущая организация: ВСЕГШ Защита состоится "¿5"" фс^раил 1923г. в /¿Г чао, в ауд. на заседании специализированного совета Д 063.57,27

по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук при Санкт-Петербургском Государственном университете (199034. г.Санкт-Петербург, Университетская набережная, д.7/9, геологический факультет).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им.А.М.Горького при Санкт-Петербургском Государственном университете.

Автореферат разослан "" 1993г.

Ученый секретарь специализированного совета

Т.Ф.Семёнова

Актуальность темы. Процессы метасоматической переработки горных пород распрстранены чрезвычайно широко и по своей масштабности соизмеримы с явлениями регионального метаморфизма, затрагивая различные по возрасту, геолого-структурному положению и составу геологические образования. Важной особенностью зон метасоматоза является их приуроченность к областям тектонических нарушений. При этом, чем больше тектоническая подготовка пород, тем интенсивнее проявлены метасоматические процессы. В этой связи перспективными являются зоны глубинных разломов с тектоническими нарушениями з местах сочленения осадочно-вулканогенных и грани-тоидных комплексов. К числу подобных зон на Кольском полуострове откосится Кейвско-Колмозерская структурно-форыационная зона, обладавшая целым рядом ыеталлогенических особенностей, к которым, в частности, относится её редкометально-полиметаллическая специализация, обусловленная процессами метасоматической переработки. Учитывая тот факт, что метасоматические процессы играют большую, если не первостепенную роль в рудогенезе этой структуры, нам представляется, что выявление, на основе детального изучения минера-лого-геохимических особенностей метасоматитов, факторов, определяющих их геохимическую специализацию и вызывающих появление повышенных концентраций рудогенных элементов, является важной и актуальной проблемой.

Целью работы являлось детальное изучение минералого-геохими-ческих особенностей метасоматитов, на основе которого разрабатывались минералого-геохкмические критерии распознавания метасома-тичевких образований, оцределения характера исходных пород, а также выявления факторов, определяющих геохимическую специфику метасоматитов и вызывающих формирование повышенных концентраций редких элементов.

Задачи исследований; I. На основе данных о химическом и минеральном составе пород осуществить типизацию метасоматитов по характеру исходного субстрата и геохимической специализации. 2. Изучить эволюцию химического состава пород в ходе их ыетасома-тического преобразования, описать строение метасоыатических колонок. 3. Проследить изменение состава и свойств "сквозных" породообразующих минералов от пород исходного субстрата к полнопроявле-нным метасоматитам и оценить связь этих изменений с эволюцией состава пород. 4. Провести сравнительный анализ состава и свойств породообразующих и "рудных" (редкометальшх) минералов из метасо-

матитов различных генетических типов. 5. "Определить особенности химического состава и физических свойств минералов метасоматитов, выделив среди них типоморфные свойства-индикаторы тех или иных параметров метасоматической системы (тип субстрата, степень преобразования пород, геохимическая специализация и др.). 6. Оценить Р-Т условия формирования ыетассматитов. 7. На основе изучения связи минералого-геахимических особенностей с условиями образования выявить факторы, определяющие геохимическую специализацию метасо-матитов и вызывающие формирование повышенных концентраций редких элементов.

Защищаемые положения. I. Редкоыетальные алобазитовые метасо-матиты сформировались в результате переработки пород постгранито-идными флюидами, источниками которых послужили разновозрастные гранитоиды различных формационных типов. Процессы метасоматоза, протекавшие в разное геологическое время (А!^ и , характеризуются при1Щипиально общей направленностью, обусловленной воздействием кремне-щелочных флюидов на породы основного субстрата, что привело к образованию метасоматических пород, сходных по петрографическому составу и строению метасоматических колонок. 2. По характеру редкометаяьной нагрузки метасоыатиты подразделяются на ред-кощелочнометальные (ы, йь, Се) (Ай^) и редкометальные (2г, У, ТЕ) (РЕ^). Формирование указанных типов мэтасоматитов происходило в сходной термодинамической обстановке в интервале температур 300-550°С и в условиях снижения кислотности растворов» Эволюция указанных параметров явилась основной причиной дифференциации химических элементов в метасоматитах и образования минерализованных зон, несущих качественно различное редкометальное оруденение. 3. Главной причиной, вызывающей накопление редких элементов в метасоматических породах, является высокая концентрация фтора в ми-нералообразующей среде, который, образуя комплексные соединения с редкими металлами, экстрагировал их из остаточного расплава. Обладая высокой миграционной способностью фторкомплексы переносились флюидами и затем, по мере распада этих комплексов, редкие металлы переотлагались в благоприятной термодинамической обстановке. 4. Минералогическим индикатором связи процесса с гранито-идным магматизмом и показателем степени метасоматического преобразования пород субстрата служит повышенная концентрация марганца в биотитах и гранатах. Максимум содержания этого элемента в указанных минералах приурочен к зонам продуктивного редкометального

метасоматоза. Аналогичную информацию несет закономерное, направленное изменение распределения марганца между центральными и краевыми частями зональных кристаллов граната, которое выражается в последовательном обогащении этим элементом ядер кристаллов от пород фронтальных зон колонок к полнопроявленвым метасоматитам.

Научная новизна. Впервые установлены общие и специфические черты состава и строения изученных разновозрастных редкометаль-ных метасоматитов. Выявлены особенности эволюции химического состава пород и минералов в процессе метасоматического преобразования пород субстрата. Установлен ряд ткпоморфных свойств породообразующих минералов метасоматитов, позволяющих оценить степень преобразования исходной породы,выявлять,продуктивные на редкие элементы зоны метасоматических колонок, устанавливать фациальный тип ыетасоматической породы. Изучены особенности фракционирования редкоземельных элементов в различных генетических типах метасоматитов (апопелитовых, апобазитовых, апогнейсовых, апогранитных). Показано,что характер спектра РЗЗ в метгсоматитах зависит от состава пород исходного субстрата.

Практическое значение работы. Установленные геохимические особенности редкометальных'метасоматитов, а также ткпоморфные свойства ряда широко распространенных породообразующих минералов позволяют выявлять зоны метасоматического изменения и могут быть использованы з качестве критериев для прогнозной оценки метасоматитов на редкометальное оруденение.

Апробация работы. Основные аспекты исследований и их результаты изложены в 6 опубликованных статьях и I монографии. Кроме того результаты отдельных этапов исследований докладывались на различных совещаниях и конференциях по проблемам:"Теоретические и прикладные исследования в минералогии",Сыктывкар,1985;"Метасоматизм и рудообразование",Ленинград,19Э7;"Эндогенные процессы в зонах глубинных разломов",Иркутск,1989;"Металлогения докембрия и метаморфогенное рудообразование",Киев,1990;"Геохимические типы и рудоносность базитов-гшербазитов.гранулит-гнейсовых комплексов, зелено каменных поясов,офиолитов",Иркутск,1990.

Объем работы. Диссертация состоит из введения,пяти глав, заключения,библиографического указателя и приложения. Общий объем диссертации 224 страницы. Она иллюстрирована 70 рисунками и 47 таблицами. Библиографический указатель состоит из 168 наи-

менований трудов советских к зарубежных авторов. Работа выполнена под руководством старшего научного сотрудника Геологического института КЩ РАН, канд.г.-м.н. Белолипецкого А.П.,которому автор выражает искреннюю благодарность за содействие и поддеркку.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ'ЮЛОЖЕНИЕ И ЗОНАЛЬНХТЬ ЩЮМЕГАЛЬЭДХ МЕТАСОМАТИТОВ.

Редкометальные метасоматиты изучены в пределах Воронье-Колаг-озерской и Кейвской структурно-формационных зон, расположенных на стыке двух крупных блок-антиклинориев,Мурманского и Центрально-Кольского. В пределах Воронье-Колмозерской структуры широким распространением пользуются редкощелочнометальные метасоматиты, выделенные в самостоятельную формацию метасоматитов пегматитовых полей (Гордиенко и др.,1987). Эти образования развиты вдоль тектонического шва, отделяющего метаморфические породы Воронье-Колмозерской грабен-синклинали от гранито-гнейсов фундамента,относимого к раннему архею (3250-3400 млн.лет). Комплекс метаморфических пород структуры датируется позднеархейским временем. Вулкано-генно-осадочная толща Воронье-Колмозерской грабенсинклинали прорвана серией разновозрастных интрузий, наиболее ранним из которых являются тела габбро-анортозитов. Более поздними по времени образования являются интрузии гранодиоритов (2680-2850 млн.летдъ-Зг метод). К этому же интрузивному комплексу относятся гранитные пегматиты редкометальной формации,возраст которых оценивается ЕЪ - Бг методом в 2730 млн.лет (Пушкарев и др., 1978).Редкощелочнометальные метасоматиты распространены исключительно в пределах полей редкометальных пегматитов. Субстратом для образования метасоматитов служат различные породы, в число которых входят: метагаббро-анортозиты, амфиболиты и метаосадочные образования, в связи с чем среди метасоматитов, по характеру исходных пород •выделяются апобазитовый и апопелитовый типы, различающиеся по минералого-геохимическим особенностям и характеру метасоматичес-кой зональности.

Редкометальные метасоматические образования Кейвской структуры (Ельозерская зона) развиты вдоль регионального разлома северо-западного простирания, к которому приурочены крупные тела габбро-анортозитов, являющихся наиболее древними среди интрузивных образований района. В более поздние этапы, соответствующие заключительным стадиям становления массивов щелочных гранитов

(РМ,вновь возникали разрывные нарушения, по которым происходило внедрение жильных производных щелочных гранитов. С жильными сериями пространственно тесно связаны региональные редкометальные метасоматиты,образовавшиеся в результате переработки вмещающих жилы габбро-анортозитов и кислых метавулканитов лебяжинской свиты. Последние занимают' верхною часть разреза тундровой серии входящей в состав супракрустальных образований Кейвской структурно-формационной зоны. Широким распространением в пределах района пользуются также апогранитные метасоматиты, сформировавшиеся в результате переработки жил щелочных гранитов, строение и состаЕ которых детально описаны в работах А .П.Белолшедкого (1937) и Н.Е.Костина (1368).

Отличительной особенностью всех изученных разновидностей апобазитовых метасоматитов является их отчетливое зональное строение, тогда как апо'пелитовые.апогнейсовые и апогранитные метасоматиты характеризуются слабсвыраженной зональностью или полным её отсутствием. Процесс формирования редкощелочнометальных и ред-кометальных апобазитовых метасоматитов описывается метасоматичес-кими колонками*,которые характеризуются однотипным (особенно для фронтальных зон) "набором" сменяющих друг-друга минеральных парагенезисов.

Редкощелочнометальные (ДО>) Редкометальные (Р?^) %0+Ро35^ ^

Еч40+Ро65ЛБт40^Эп Пл40+Ро65±Бт404^

^ЗО+^б+^бб^ВО Пл30+Ро754Бтб5^Гр80

Пл25+Б'й;10+Кв+Гр7с5Хлм Пл^+Вть, 0+Гр6О+Кв+ТЕ

1Хл20+Ет4д+Кв+ХтДХЛзо_^ Пл2_5+Кв+Бт£д+П?

- цифры у символов минералов обозначают номер плагиоклазе и железистость темноцветных минералов. Аб - альбит, Кв - кварц, Пл - плагиоклаз, Ро - роговая обманка, Хлм - холмквисткт, Бт -биотит, Хл - хлорит, Гр - гранат, Эп - эпидот, Тй - редкометальные минералы (ортит, фергусонит, гадолинит, циркон).

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ • МЕГАСОМАТИТОЙ.

Общей особенностью изученных редкометальных метасоматитов является их генетическая связь с постгранитоидными процессами. Анализ вариаций содержаний химических элементов и результаты расчета баланса вещества по методу Ю.В.Казицина и В.А .Рудника (1985) показывают, что в систему привносились элементы, типоыорфные для пород гранитоидного ряда, такие как Б! , к, На Ро Бп ¿1о , та , у , п ¿гь, Р и др. и выносились элементы характерные для пород основного состава: Са , Бг , ш , Со , Сг , V и др. По характеру редкоме-тальной нагрузки метасоматиты подразделяются на редкощелочноме-тальные ( ы , ИЪ, Ся ), связанные с относительно более дрзвними позднеархейскими гранитоидами гранодиорит-лейкогранктовой формации, и редкометальные ( 2г , У , ТЕ ), связанные со щелочными гранитами нижнепротерозойского возраста. Указанные геохимические различия обусловлены разницей в рудной специализации материнских для флюидов гранитоидов. Данные В.В.Гордиенко с соавторами (1985) свидетельствуют о том, что гранитоиды гранодиорит-лейкогранито-вой формации содержат повышенные количества ы , нь , Сз , Ба , Ве ии , ¡тогда как щелочные граниты обогащены хгь , Та , ТЬ. , П , 2г > У , ТЕ и РЪ . Кроме того геохимические особенности метасоматитов зависят от состава пород исходного субстрата, на что указывают результаты обработки аналитических данных (выборка из 121 анализа на 31 элемент) методом кластерного анализа, позволившего разделить метасоматические породы на две группы (кластеры). В "базк-товый" кластер входят метагаббро-анортозиты, плагиоамфиболиты, мет&диабазы и развивающиеся по ним метасоматиты. "Пелитовый" кластер объединяет метапелиты и апопелитовые метасоматиты.

Характерной чертой редкощелочнометальных редкоыетальннх и метасоыатитов является высокая концентрация в них фтора, который значимо положительно коррелирует с большинством привносимых элементов и отрицательно с группой элементов, вынесенных в ходе процесса. Характер корреляционных связей фтора с редкими элементами, а также его склонность к комплексообраэованда свидетельствуют в пользу того, что редкие металлы переносились в растворах в виде фтор-комплексов, устойчивость которых в большой мере зависела от типа центрального иона и от параметров среды ыинерало-образования, температуры и уровня кислотности. Формирование изу-

ченньк метасоматитов происходило в условиях снижения температуры растворов приблизительно от 500°С до 300°С. Это способствовало распаду комплексных соединений и,соответственно,возрастают активности фтора в минералообразушцей среде,что в редкощелочнометальных метасоматитах приводило к образован® биотита, а в редко-метальных, вследствие большей валовой концентрации фтора, вообще характерной для щелочных гранитов,помимо биотита кристаллизовался флюорит. Редкие элементы после распада комплексных соединений входили в решетки кристаллизующихся породообразующих и редкоме-тальных минералов.

Анализ поведения редкоземельных элементов, показывает, что в процессе метасоматической переработки субстрата валовое содержание РЗЭ возрастает,но при этом рост содержаний РЗЭ в редкоще-лочнометальных метасоматитах происходит без изменения характера спектра ланатаноидав, в котором наблюдается устойчивое преобладание элементов цериевой группы. В редкометалъных метасоматитах сопряженно с общим накоплением РЗЭ происходит существенное преобразование их спектра, выражающееся в последовательном увеличении доли тяжелых лантаноидов, которое на заключительных этапах процесса (тыловые зоны колонки) приводит к полной его инверсии.

Рассмотренные геохимические особенности определяются в большой мере уровнем рН среды,который можно оценить с помощью "условного потенциала ионизации" (У),предложенного В.А.Жариковым (1982). Как показали расчеты, величина "У" последовательно снижается от тыловых к фронтальным зонам колонки, что свидетельствует об уменьшении уровня кислотности среды. Это явилось основной причиной вариаций содержаний редких щелочных и редкоземельных элементов и способствовало образован® минерализованных зон, несущих .качественно различное редкометальное оруденение. Так,для метасоматитов повышенной кислотности характерна преимущественно цирконовая минерализация, тогда как в более щелочных условиях формировалось редкощелочнометальное или комплексное редкометально-редкоземель-ное оруденение.

Анализ вариаций содержаний газовой составляющей флюида показал,что редкощелочнометальные метасоматиты характеризуются большей насыщенностью газами в целом и, в частности большей водокасы-щенностью. Редкометальные метасоматиты, при пониженном объеме суммы Не, Б,, С^,!^ , СН^, Со и СС^, содержат во флюиде большее

количество фтора. Указанная разница в содержании фтора и воды отражается на видовом составе редкометальной минерализации мета-соматитов, которая в редкощеловнометальных метасоматитах представлена фтор- и водосодержащими силикатами (амфиболами, биотитами, хлоритами), а% редкйметальных преимущественно безводными (окислы) собственными минералами редких элементов.

ТИПОМОРФИЗМ МИНЕРАЛОВ МЕТАСОМАТИТОВ.

Роговые обманки являются одними из главных породообразующих минералов метагабб^о-анортозитов, амфиболитов и апобазитовых мета-соыатитов. Вццелено пять генераций роговых обманок, при смене которых от пород субстрата к тыловым зонам колонок происходит закономерное изменение их показателей преломления, железистости и содержания катионов На и К. Главными изоморфными замещениями в изученных роговых обманках являются замещения типа: Si— Al^Mg-»Pe,Ca-Ha+K. При этом, как показали результаты исследований, изменение химического состава и кристаллохимических особенностей роговых обманок связано в первую очередь с эволюцией состава минералообразующей среды и может быть индикатором фациальных (кислотное выщелачивание, субщелочной,, щелочной метасоматоз) условий метасоматоза. Изменение термодинамических параметров не оказывало существенного влияния на состав амфиболов.

Ромбические амфиболы антофиллит, жедрит и холмквистит присутствуют только в метасоматических образованиях, обнаруживая свою приуроченность к зонам проявления субщелочного (железо-магний-кальциевого) и щелочного (литиевого) метасоматоза. Химический состав и результаты расчета кристаллохимических формул показывают, что наиболее глиноземистые и магнезиальные члены серии антофиллит-жедрит характерны для апопелитовых субщелочных метасоыатитов, тогда как в апобазитовых метасоматитах кристаллизуются наиболее железистые члены этого ряда, т.е. с одной стороны состав амфиболов зависит от состава пород субстрата (глиноземистые жедриты), а с другой отражает состав метасоматизирующих флюидов (железистый, магнезиальный метасоматоз). Холмквистит является ведущим породообразующим минералом в зонах максимального проявления редкощелочнометального метасоматоза и является типичным минералом экзоконтактов литиевых пегматитов. Химический состав и физические свойства холмквиститов рассматриваемых метасоыатитов детально изучены В.В.Гордиенко с соавторами (Гордиенко и др., 1987).

Слюды ряда биотит-флогопит в габбро-анортозитах и амфиболитах являются второстепенными минералами, но при развитии щелочного

метасоматоза количество биотита возрастает до образования анхимо-номинеральных слюдитов. В процессе метасоматического преобразования пород базитового ряда биотиты меняют свой состав от аннитов до почти чистых флогопитов в напрвлении от фронтальных к тыловым зонам колонок. Для биотитов из апопелитовых и апогнйсовызс метасоматитов не характерны столь широкие вариации состава и все они на диаграмме Фостер ( Poster , I960) укладываются в область промежуточных магнезиально-железистых биотитов. Результаты факторного анализа данных по содержаниям малых элементов показывают, что по мере на-рстания интенсивности метасоматического процесса в биотитах из редкометалькых образований возрастают содержания Li , Р.Ъ , Са , За и других элементов гранитоидов, тогда как слюды из метасоматитов не несущих редкометальной минерализации накапливают ряд элементов характерных для основных пород, таких как Hi , Со , Сг , V и др. Своеобразным индикатором связи метасоматического процесса с гранито-идным магматизмом служит повышенная концентрация марганца в биотитах, достигающая 0,п$. В случае отсутствия этой связи содержание марганца на порядок ниже. Исследование структурных особенностей слюд показало, что биотиты метаморфических пород, представляющие собой"смесъ" поли типов IM и 2)1 j, в ходе метасоматического процесса претерпевают перекристаллизацию и в полнопроявленных метасоматитах образуется слюда 1М-модификации.

Слюды ряда мусковит-парагонит распространены менее значительно, чем биотиты. Химический анализ мусковитов из редкощелочноме-тальных метасоматитов свидетельствует об их обогащенности натрием и кремнием. При этом максимальные концентрации натрия отмечены в мускоЕитах из метасоматитов пространственно сопряженных с участками насыщенными пегаатитовыми жилами, где эти минералы соответствуют чистому парагониту. Нередко в породах одновременно с мусковитом присутствует парагонит, что диагностируется по порошкограммам. В этом случае оказывается возможным использовать содержание На2о в мусковитах (Попов, 1968) для определения температуры образования яетасоматической породы. Полученные значения температуры (350-360°С) topcrao соответствуют значениям температуры, определенной независимыми методами гомогенизации и де1фепитации газово-жидких включений з кварце.

Хлориты присутствуют как в породах субстрата, так и в различных генетических типах метасоматитов. Нередко "метасоматический" слорит замещает более ранний ыетаыорфогенный, образуя тонкопере-хлаивающиеся чешуйки двух генераций этого минерала. Изменение хими-

ческого состава при этом заключается в повышении магнезиальности минерала и некотором увеличении содержания кремния. Рентгеновское изучение хлоритов свидетельствует о том, что в изученных метасома-титах распространены хлориты пояитипной модификации Ив. Результаты термического анализа метвморфогенных и "метасаматических" хлоритов указывают на существенные их различия, что обнаруживается по разшце в соотношении интенсивности пиков обезвоживания в области низкой (1^) и высокой {1%) температур. Так, для метаморфогенных хлоритов и хлоритов из слабопроявленных метасоматитов ранних стадий процесса характерны соотношения типа тогда как на кривых

нагревания хлоритов из полнопроявленных метасоматитов наблюдаются обратные соотношения интенсивностей I.}. Попытка связать химический состав хлоритов с их термоаналитическими характеристиками дала удовлетворительные результаты. Рассчитанные уравнения регрессии связывают содержания катионов Эх, ах" Ре, и Не с параметрами ДЕА с достаточно высоким уровнем значимости, что позволяет применять метод ДТА для экспрессного определения содержания указанных катионов и использовать эти данные в классификационных целях.

Гранаты распространены в метаосадочных породах и всех типах метасоматитов. Химический состав гранатов из метасоматических пород зависит от состава исходного субстрата, что позволяет определить принадлежность метасоматитов различным генетическим типам. Кроме того для гранатов из редкометальных и редкощелочнометальных метасоматитов характерно повышенное содержание спессартина, в отличие от гранатов из метасоматитов не несущих редкоыетальной минерализации и не связанных с постгранитоидными процессами. В них содержание указанного ыинала на 1-2 порядка ниже. В целом же изученные гранаты соответствуют альмандинам. Следует отметить, что рост концентрации марганца в гранатах происходит с увеличением степени метасоматичес-кого преобразования и регулируется величиной кислотности среды, о чем свидетельствует положительная корреляционная связь условного потенциала ионизации (У) с содержанием марганца в гранатах. Изучение зональных кристаллов показала, что с ростом интенсивности процесса и щелочности среды существенно обогащаются марганцем ядра гранатов при обеднении этим элементом граевых зон. Одной из особенностей химического состава гранатов является то, что в гранатах из редкометальных метасоматитов по сравнению с редкощелочнометальными, отмечается повышенная (на 1-2)порядка) концентрация иттрия, причем первые отличаются также наиболее высокими среди изученных гранатов содержаниями спессартина.

Ставролит характерный минерал метаморфизованных осадочных и осадочно-вулканогенных образований и развивающихся по ним ыета-соматитов. Главным отличительным признаком химического состава "метасоматического" ставролита является повышенное, по сравнении со ставролитом из метаморфических пород, содержание в октаэд-рическсй позиции кристаллической решетки минерала. Причиной увеличения количества катионов железа в октаэдре является последовательное снижение температуры растворов от пород субстрата к полногтроявленным метасоматитам. В этом же направлении увеличивается параметр элементарной ячейки " ъо" и коэффициент распределения железа между тетраздрической и октаэдрической позициями в

структуре ставролита. Расчет коэффициентов корреляции показывает, что температура и параметр " ъо" жестко связаны между собой обратной зависимостью (5= - 0,98), значим при аС =0,01). Связь температуры с коэффициентом распределения железа слабее (Е = - 0,82); значим при =0,05). Указанные связи описываются урвненияки регрессии вида: 2+ I. Т°С= -4524 ъ0 + 75682; 2- Т°С = -5946,5 + 570,4

С помощью приведенных уравнений возможно оценить температуру образования метаморфических пород даже в зонах максимальной мета-соматичесной переработки, при наличии в метасоматитах реликтов метаморфогенного ставролита. Так, для реликтового ставролита из лалнопроявленных хлоритовых ыетасоматитов зоны Колмогеро-Воронья с помощью уравнений I л 2 установлены температуры 540-560°С, соответствующие температуре метаморфизма осадочных пород, тогда как поздние генерации ставролитов по рассчетнкы данным кристаллизовались при более низких температурах 350-440°С.

Минералы группы зшвдота замещают плагиоклаз габбро-анортозитов и,-реже, роговые обманки амфиболитов. В процессе метасоматического преобразования количество эпидота в породе увеличивается и особенно в экзоконтактах пегматитов и жил щелочных гранитов. При этом, если в экзоконтактах редкометальных пегматитов кристаллизуются клиноцоизит-эпидоты, то в зонах насыщенных жилами щелочных гранитов преобладают ортиты. Присутствие ортита отмечено также в региональных редкощелочнометаяьных метассматитах фации кислотного выщелачивания, но лишь в качестве акцессорного минерала.

Изменение химического состава в ходе метасоматического процесса сводится к замещению кальция редкоземельными элементами и снижению железистости минерала от 98% в габбро-анортозитах до 86% в полнопроявленных метасоматитах. Характер фракционирования РЗЭ

во всех изученных ортитах одинаков и выражается в преобладании элементов легкой части спектра.

Циркон - типоморфный минерал редкощелочнометальных и редко-метальных метасоматитов. В первых он присутствует в акцессорных количествах, во вторых образует рудные скопления. Ми1фозовдовые исследования показали, что цирконы из редкощелочнометальных метасоматитов однородны по своему составу, зональность для них не характерна. В редкоыетальных метасоматитах цирконы образуют идио-морфные, оптически зональные кристаллы, характеризушиеся разнообразной морфологией. Наблюдаемая оптическая зональность сопряжена с различием в химическом составе отдельных зон, что выражается в некотором обогащении 1фаевых зон кристаллов кремнием с параллельным уменьшением содержаний иттрия и церия. Отличительной чертой химического состава цирконов из редкометальных метасоматитов является их относительная обогащенность ураном. В отношении содержаний редкоземельных элементов и итррия существенных различий не обнаружено.

Фергусонит - характерный минерал редкометальных апобазитовых метасоматитов и типичный акцессорный минерал щелочных гранитов и алогранитных метасоматитов. Иногда зерна фергусонита имеют зональное строение, хорошо видимое при наблюдении изображения минерала в отраженных электронах. Количественный микрозовдовый анализ обнаруживает относительное снижение в краевой зоне концентраций практически всех компонентов, за исключением кремния и, судя по качественной оценке (интенсивность "вспучивания", недостаток суммы анализа) повышение количества воды. В случае контакта фергусонита с цирконом в нем наблюдается резкое уменьшение содержания кремния и кальция, снижается сумма РЗЭ и аномально повышается концентрация циркония, что по-видимому связано с перераспределением указанных компонентов между кристаллизующимися минеральными фазами. Главное отличие фергусонитов из алогранитных метасоматитов заключается в характере спектра РЗЭ. Для них характерен более комплексный состав лантаноидов, ( Ьа-К<1)/( Ег-Ъи) = 0,16, чем для фергусонитов из апобазитовых метасоматитов, в которых сильно возрастает рель тяжелых РЗЭ (Ьа-Ш )/( Ег-Ьи) = 0,016.

Гвдолинит и титанит являются акцессорными минералами редкометальных метасоматитов. Но, если гадолинит встречается только в полнопроявленных метасоматитах, то титанит относится к "сквозным" минералам, присутствуя как в исходных метагаббро-анортозитах, так и в метасоматитах практически всех зон колонки. Но данным

микрозондового анализа содержание основных компонентов в гадоли-ните следующее (масс.^): БЮ2- 24,61; РеО- 13,65; СаО- 1,54;

29,40; тьо2-2,5б; ио3~ 0,40; РЪО-0,55; кц,о3-12,96; сумма 8о,67. Изменение химического состава титанитов б направлении от фронтальных к тыловым зонам колонки заключается в уменьшении содержания кремния, кальция и алюминия с параллельным увеличением количества титана. Одновременно происходит обогащение минерала иттрием, ниобием и танаталом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изученные разновозрастные редкощелочнометальные и редкоме-тальные ыетасоматиты сформировались в результате взаимодействия кислых постгранитоидных флюидов с породами основного состава. Различие их геохимической специализации обусловлено геохимическим различием материнских для флюидов гранидоидов, а основным фактором, определяющим накопление редких элементов, явилась высокая концентрация во флюиде фтора.

Образование редкощелочнометальных метасоматитов , по сравнению с редкоыетальными, протекало в более водонасыщенной среде, тогда как редкометальные метасоматиты формировались в относительно "сухой" обстановке, что и определило разницу в видовом составе редкометальной минерализации. Минералами-носителями редких щелочных элементов являются.водосодержащие силикаты, тогда как редкоземельные элементы, иттрий и цирконий накапливались преимущественно в безводных силикатах и окислах.

Выявленные типоморфньте свойства породообразующих и редкоме-тальных минералов позволяют:

1. Типизировать метасоматиты по характеру исходного субстрата.

2. Несут информацию о геохимической обстановке в ыинералооб-разующей среде.

3. Позволяют опредеоить степень метасоматического преобразования пород и выявлять зоны метасоматитов, перспективных на редкометальное оруденение.

Работы, опубликованные по теме диссертации.

1. Типсморфизм хлоритов из алобаэитовых метасоматитов зоны Колмозеро-Воронья.- В кн.: Минералогические критерии комплексной оценки минерального сырья Кольского полуострова. Апатиты, изд. KSAH СССР, 1982, с. 95-105.

2. К вопросу о генезисе региональных метасоматитов юго-восточной части зоны Колмозеро-Воронья.- В кн.: Метаморфизм и мета-морфогенное рудообразование раннего докембрия. Апатиты, изд. КФАН СССР, 1984, с. 47-58.

3. Типоморфные свойства ставролитов как индикаторы их генезиса.- В кн.: Минеральные парагенезисы метаморфических и метасома-тических пород. Апатиты, изд. КФАН СССР, 1966, с. 31-36.

4. 0 типсыорфкзме гранатов из метасоматитоЕ зоны Колмозеро-Воронья,- В кн.: Новые данные по минералогии магматических и метаморфических комплексов Кольского полуострова. Апатиты, изд. КФАН СССР, 1986, с. 45-49. (соавтор А.П.Белолипецкий).

5. Химический и структурный типоморфизм слюд ряда биотит-флогопит из метаморфических и метасоматических пород зоны Колмозеро-Воронья.- Зап. Всес. мин. об-ва. Л., 1989, ,¥3, с. 64-72. (соавтор М.Н.Марочкина).

6. Минералогия и геохимия метасоматитов зон глубинных разломов. Апатиты, изд. КФАН СССР, 1987, 115 с. (соавторы А.П.Белолипецкий, А.А.Калинин).

7. Состав гранатов как индикатор геохимической обстановки метасоматических процессов.- В кн.: Новое в изучении минерально-сырьевых ресурсов Мурманской области. Апатиты, изд. КНЦ АН СССР, 1990, с. 38-39. (соавтор М.Н.Марочкина).