868

Ковальский А.М., Котельников А.Р., Ковальская Т.Н.

 

 

Тикшеозерский массив относят к формации ультраосновных щелочных массивов с карбонатитами, однако он расположен южнее основного скопления ультращелочных массивов с карбонатитами в приполярной части Северной Карелии, к югу от города Кандалакша [2]. В отличие от широко известных массивов щелочного типа с карбонатитами каледонско-герцинского периода (Хибинская группа, Ковдорский массив и др.), Тикшеозерский массив относится к наиболее раннему протерозойскому субплатформенному комплексу на территории Фенноскандинавского щита [5]. Литературные данные указывают на оценки возраста массива в интервале 1.8-1.9 млрд. лет, что резко отличается от других щелочно-карбонатитовых комплексов Карело-Кольской провинции, возраст которых оценен как среднепалеозойский [1].

            В ходе работы с каменным материалом Тикшеозерского массива нам удалось исследовать породы как из естественных обнажений, расчисток и канав, так и из керна ряда скважин, пробуренных в различных местах массива. Изучение пород массива показало, что он сложен тремя группами пород: (1) ультраосновные породы (пироксениты ± оливиниты); (2) щелочные породы (сиениты, ийолит-уртиты); (3) карбонатиты.

            Все породы массива сильно изменены. Оливиниты массива серпентинизированы, все пироксениты в той или иной мере карбонатизированы и амфиболизированы. Наличие в пироксенитах большого количества карбонатов, как заполняющих трещины, так и образующих самостоятельные зерна и агрегаты среди зерен пироксенов, свидетельствует об активной карбонатизации пород либо в ходе внедрения карбонатитового расплава, либо при последующей перекристаллизации карбонатов на постмагматическом этапе [4].

            Для оценки температур формирования пород Тикшеозерского массива были выделены минеральные парагенетические ассоциации – клинопироксен + амфибол; амфибол + флогопит, клинопироксен + флогопит. Определение температур проводилось с применением минеральных геотермометров [3].

            Температуры формирования пироксенитов Тикшеозерского массива с применением Cpx-Amf, Bi-Amf и Px-Bi геотермометров оценены в интервале 710-980°С. Оценка температуры формирования сильно измененных (с новообразованным содалитом, натролитом, канкринитом и карбонатом) пироксенитов по реликтовым ассоциациям минералов дает чуть более высокие значения 870-1050°С.  Определение температуры с применением двухкарбонатного геотермометра в данных породах затруднено, но однозначно свидетельствует о формировании парагенезиса при температурах менее 450°С. Обнаруженные в ряде образцов содалит, канкринит, натролит свидетельствуют о существенном гидротермальном изменении пород.

            Как видно из полученных нами результатов, массив претерпел серьезные изменения в ходе своей эволюции, поэтому для обоснования данных минеральной геотермометрии было принято решение об экспериментальном моделировании его минералогенеза.

            Для осуществления этой задачи предпринята попытка синтеза минералов в системе диопсид-геденбергит – аннит с избыточным содержанием натрия. Опыты проводились по ампульной методике в гидротермальных условиях при температурах 650 и 750°С и давлении 1.5 кбар в течение 32 и 27 суток соответственно. В качестве экспериментальных использовались гидротермальные установки с внешним нагревом и холодным затвором. Точность контроля и регулировки температуры составила 5°С, давления – 50 бар. В качестве исходных компонентов в этих сериях опытов использованы смеси гелей диопсида, геденбергита и аннита. Для введения в систему натрия был использован гель, отвечающий стехиометрии натриевого аналога флогопита. В качестве буферной смеси применялась ассоциация железо-вюстит. Смеси стартовых материалов перемешивались в механической мешалке, после чего размещалась внутри золотой ампулы. Платиновая ампула с буферной смесью размещалась в центральной части золотой ампулы и засыпалась со всех сторон стартовой смесью. Перед завариванием в золотую ампулу добавлялось 10 вес.% дистиллированной воды.

            Твердые продукты опытов исследованы микрозондовым методом и представляют собой смеси клинопироксенов системы Di-Hed-Aeg и щелочные амфиболы. В продуктах опытов 5778-5781, проведенных при 650°С пироксены представлены Aeg_4-12Di_38-85Hed_10-58 (рис. 1), а амфиболы представлены минералами системы рихтерит-катафорит-паргасит-эденит (рис. 2).В результате опытов были синтезированы пироксены, сильно отличающиеся по составам, а в одном опыте были получены две пары пироксенов (Aeg₅Di₄₅Hed₅₀ и Aeg₄Di₇₅Hed₂₁) и амфиболов (существенно щелочной и существенно кальциевый).

            Пироксены в продуктах более высокотемпературных опытов 5757-5759, проведенных при 750°С представлены Aeg_7-8Di_75-83Hed_9-18, а амфиболы представлены более щелочными (чем в опытах при 650°С) разностями системы рихтерит-катафорит-глаукофан.

            Таким образом в опытах при 750°С были получены пироксены близких составов с небольшими вариациями соотношения Ca/Mg и одинаковым содержанием эгиринового минала. Эти пироксены по своим составам очень близки пироксенам пород Тикшеозерского массива. Однако, амфиболы Тикшеозерского массива представлены существенно более кальциевыми разностями, чем синтезированные при 750°С в парагенезисе с клинопироксенами. На основании этого можно предположить, что природные амфиболы, встреченные в породах вместе с пироксеном, либо не являются парагенетическими с пироксенами, либо были изменены (с увеличением содержания Ca) в течение эволюции массива, возможно в ходе карбонатизации. В пользу второго предположения указывает наличие во всех перечисленных породах вместе с пироксеном и амфиболом и кальцита.

 

 

Литература

1.  Кухаренко А.А., Орлова М.П., Багдасаров Э.А. Щелочные габброиды Карелии. Л.: ЛГУ, 1969, 184с.

2. Металлогения магматических комплексов внутриплитовых геодинамических обстановок. М.: ГЕОС, 2001, 640 с.

3. Перчук Л.Л., Рябчиков И.Д. Фазовое соответствие в минеральных системах. М.: Недра, 1976, 287с.

4. Середкин М.В., Зотов И.А., Карчевский П.И. Минералогические типы кальцитовых карбонатитов Ковдорского массива на Кольском полуострове и их генетическая интерпретация // Докл. РАН. 2002. Т. 383. № 4. С.532-536.

5. A.A. Arzamastsev et al. Morphology and internal structure of the Kola Alkalineintrusions, NE Fennoscandian Shield: 3D density modelling and geological implications // Journal of Asian Earth Sciences 216 18 (2000), рр. 213-228.

 

 

Подрисуночные подписи:

 

Рис. 1. Составы клинопироксенов, синтезированных в опытах по моделированию минералогенеза Тикшеозерского массива.

 

Рис. 2. Составы амфиболов, синтезированных в опытах по моделированию минералогенеза Тикшеозерского массива.