747

 

Попов В. А.

 

Термин “карбонатит-пегматиты” не является общепринятым, его пока нет в российских петрографических словарях. Общее представление петрологов – каждой магматической породе есть соответственные пегматиты, – как будто снимает вопрос о правомочности применения термина “карбонатит-пегматиты”, если карбонатиты – магматические горные породы. Следуя традиции и логике геологических классификаций, мы должны одним термином называть горную породу только одного генезиса, в данном случае – магматического по изначальному определению В. Брёггера [6]. Метасоматическую карбонатную породу надо называть в соответствии с фациями метасоматических формаций.

Карбонатит-пегматиты в Ильменских горах описаны в начале XIX века под названием “зернистый известняк” в копях № 6, 16, 190. В этом зернистом известняке находились крупные индивиды биотита, апатита, циркона, ильменита, пирохлора. Часть минералов определена позднее, и установлена их синхронная кристаллизация с кальцитом. Термин “карбонатиты” введён Брёггером только через сто лет в 1921 г. и, конечно, он мог не знать, как устроен и как залегает ильменский “зернистый известняк”. Структура ильменских карбонатитов обычно неравнозернистая, в том числе – крупно-гигантозернистая, т. е. пегматитовая. Индивиды кальцита достигают величины 30 см, кристаллы биотита – до 80 см, фторапатита – 25 см. Во многих жилах деформации и рекристаллизация уничтожили крупнозернистую структуру кальцитового агрегата, в то время как другие минералы не рекристаллизованы или рекристаллизованы лишь частично (это относится к апатиту, иногда – к полевому шпату, титаниту и ильмениту). Почти во всех телах среднезернистых карбонатитов Ильменских гор присутствуют реликты крупных индивидов кальцита, что может указывать на их изначально пегматитовую структуру.

Карбонатиты Ильменских гор долгое время не диагностировались отчасти вследствие отнесения тел карбонатных пород к “зернистым известнякам” или к кальцифирам, отчасти – вследствие внешнего сходства маломощных жильных тел карбонатитов с гидротермальными карбонатными жилами. Только в 1990 г. появилась работа В.О. Полякова и И.Л. Недосековой [3], отметивших карбонатиты в районе копи № 13. В 1991 г. А.С. Таланцев [5] конкретно назвал карбонатитами карбонатные породы в районе оз. Ишкуль и разные по составу небольшие карбонатные жилы в щебёночном карьере на хребте Малый Ильмень. В 1997 г. В. Я. Левин также описал карбонатиты Ишкульского участка, несколько пересмотрев свои ранние воззрения на генезис этих карбонатных пород. Надо отметить, что среди названных карбонатитов нередко величина индивидов карбонатов позволяет говорить о наличии карбонатит-пегматитов (например, в районе копи № 13 индивиды доломита достигают 15 см).

А.С. Таланцев [5] привёл примеры доломит-кальцитового карбонатита с тантало-ниобатами на Ишкульском участке, отнесённого к альбит-кальцитовой фации, и весьма разнообразных по минеральному составу карбонатитов нового щебёночного карьера – представителей всех минеральных фаций, начиная от калишпат-кальцитовой и кончая цеолитовой фацией (по систематике В. С. Самойлова). А.С. Таланцев не стал перечислять фации, а минералы в карбонатных жилах названы: полевые шпаты, слюды, щелочные амфиболы, пироксены, скаполиты, цеолиты, флюорит, апатит, кальцит, доломит, ортит, пирохлор, циркон, ильменит, сфен, рутил, монацит, анкерит, бастнезит [5].

В. Я. Левин с соавторами [2] указали на Ишкульском участке биотит-кальцитовые карбонатиты с пирохлором, цирконом и ильменитом, а на Байдашевском участке – флогопит-кальцитовые карбонатиты с магнезиальным кальцитом, флогопитом (20-30%), апатитом (4-8%), гатчетолитом, ильменитом, магнетитом, пирротином, пиритом. Пироксеновые карбонатиты отмечены только севернее Ильменских гор, а карбонатные породы с пироксеном в районе горы Фирсовой отнесены В. Я. Левиным к кальцифирам.

В обобщающей работе [2] в Ильменских горах к карбонатитам отнесены только карбонатные породы в районе оз. Ишкуль и в копях № 13 и 97 в восточном экзоконтакте миаскитового массива. Опубликованные данные по карбонатитам щебёночного карьера в западном экзоконтакте миаскитового массива [5] и в копях № 228 и 287 района оз. Б. Миассово [4] не привлекли внимания, по-видимому, вследствие “неклассичности” объектов.

В последние 15 лет Лабораторией региональной минералогии ИМин УрО РАН проводился пересмотр материалов по пегматитам Ильменских гор. В том числе ревизовались копи, вскрывавшие карбонатные тела. Таких мест оказалось много по всей территории Ильменских гор, и практически везде были находки карбонатит-пегматитов. На площади развития щелочных пород – это копи № 6, 13, 15, 16, 65, 97, 115, 154, 190, 240, 295, 310, 370, 375, щебёночный карьер на хребте Малый Ильмень; на удалении к востоку от щелочных пород – № 228, 287, 390 (рис. 1).

Минеральная специфика разных тел карбонатит-пегматитов достаточно разнообразна. В южной части площади развития щелочных пород преобладают пирохлор-цирконовые карбонатит-пегматиты. На горе Фирсовой большое развитие получили ильменитовые, апатит-ильменитовые тела с небольшими содержаниями циркона и пирохлора. В северной части Ильменских гор широко распространены небольшие тела флогопитовых и пироксеновых карбонатит-пегматитов с магнетитом, ильменитом, титанитом или карбонатит-пегматиты с “солнечным” анортоклазом и цирконом. По восточному обрамлению миаскитового массива группа карбонатит-пегматитовых тел (копи № 13, 97) связана с мелкими телами щелочных ультрамафитов. В них обнаружена уникальная минерализация – монацит-(Се), поляковит-(Се), эшинит-(Се), хромдавидит, хромсодержащий фторорихтерит, хромит, форстерит и др. Поляковит и хромит ранее в карбонатитах не встречались, но известны их находки в качестве включений в алмазах.

Далее на восток от контакта с миаскитовым массивом в карбонатитовых телах снижается количество редкоземельных и редкометальных минералов, но появляются корунд и благородная шпинель, окрашенные хромом в красный цвет (копь № 287). Это новый тип рубиноносных карбонатитов и карбонатит-пегматитов. Он представлен широко в мире, но пока не признан в качестве карбонатитового.

Ещё далее на восток на берегу оз. Большое Миассово карбонатиты и карбонатит-пегматиты образовали субизометричное кальцитовое тело (копь № 228), в котором минерализация представлена очень мелкими (менее 1 мм) зёрнами фторапатита и шеелита, есть андрадит, диопсид, флогопит, графит, а также молибденит, пирротин, халькопирит, сфалерит.

Для отличия карбонатитов от мраморов и кальцифиров были приняты следующие морфологические признаки. Карбонатные тела должны иметь резкие границы с вмещающими породами. Все первичные минералы карбонатитов должны иметь индукционные (компромиссные) поверхности одновременного роста с карбонатами. Парагенезисы карбонатитов должны указывать на высокие (выше гидротермальных) температуры кристаллизации минералов (оливин, флогопит, шпинель, хромит, корунд, циркон, пироксены, амфиболы, гранаты, полевые шпаты, нефелин и др.).

Мраморы и кальцифиры, по определению, возникают путём перекристаллизации и, следовательно, их минералы должны быть представлены однородными изометричными полиэдрами перекристаллизации. Если минерализация появилась бы в карбонатных телах путём метасоматоза, то новообразованные кристаллы были бы идиоморфными по отношению к карбонатам. В карбонатных телах Ильменских гор наблюдались компромиссные поверхности одновременного роста разных минералов с карбонатами; кальцит в большинстве случаев рекристаллизован, но содержит реликты, по которым можно установить историю кристаллизации минералов. Онтогенез карбонатных пород Ильменских гор, построенный на основе специальных морфологических наблюдений, позволяет сделать заключение об их карбонатитовом происхождении.

Если предполагать глубинное происхождение карбонатитов и неоднородность глубоких частей коры и верхней мантии, то следует ожидать большое разнообразие геохимической специфики карбонатитов. Очевидно, карбонатиты Ильменских гор и сопредельных территорий демонстрируют это разнообразие и по минеральной специфике (см. выше), и по изотопной. Так, изотопный состав углерода, определённый С. А. Садыковым на наших образцах из карбонатитов, следующий (δ¹³С, ‰ PDB, среднее из трёх замеров в разных частях индивидов кальцита; масс-спектрометр Delta+ Advantage, ИМин УрО РАН):

Вишнёвые горы, скв. 3079, кальцитовый карбонатит с MoS₂       -3.9

Слюдорудник, жила № 175, амфиболовый карбонатит                 -9.6

Назямские горы, Перовскитовая копь, карбонатит-пегматит       -6.6

Ильменские горы, копь 115, карбонатит с пирохлором                 -9.5

Ильменские горы, копь 154, карбонатит с ильменитом                 -9.3

Вариации изотопного состава углерода укладываются в достаточно широкий интервал данных для карбонатитов мира. В отдельных индивидах кальцита из карбонатитов разброс значений в разных зонах роста достигает 4.5 ‰. Это очень большая разница, которая говорит об отсутствии диффузии (выравнивания) изотопов углерода в кристаллах карбонатов.

Таким образом, на территории Ильменских гор развиты карбонатит-пегматиты и карбонатиты с широким разнообразием минерального состава. В западном экзоконтакте в карбонатитовых телах нередки минералы, обогащённые марганцем (Mn-содержащие кальциты, амфиболы, биотиты, гранаты [1]); в щелочном массиве большинство карбонатит-пегматитов обогащены ниобием и цирконием (пирохлор, циркон) либо титаном (ильменит, ильменорутил); в восточном экзоконтакте щелочного массива в карбонатитовых телах заметную роль играет хром (хромит, поляковит, хромдавидит, хромсодержащий рихтерит и др.), ещё дальше на восток – алюминий и вольфрам (корунд, шпинель, шеелит).

 

Литература

1. Баженов А. Г., Котляров В. А. О находке высокомарганцевых амфибола (калийтарамит) и биотита в ассоциации с гроссуляр-спессартиновым гранатом (Ильменогорский миаскитовый массив) // Уральский минералогический сборник № 13. Миасс: ИМин УрО РАН, 2005. С. 51–55.

2. Левин В.Я., Роненсон Б.М., Самков В.С., Левина И.А., Сергеев Н.С., Киселёв А.П. Щёлочно-карбонатитовые комплексы Урала. Екатеринбург: Уралгеолком, 1997. 274 с.

 3. Поляков В.О., Недосекова И.Л. Минералогия апогипербазитовых фенитов и карбонатитов южной части Ильменских гор // Минералогия месторождений и зон техногенеза рудных районов Урала. Свердловск: УрО АН СССР, 1990. С. 6–17.

4. Попов В. А., Макагонов Е. П., Никандров С. Н. Оновых проявлениях карбонатитов на Урале // Уральский минералогический сборник № 8. Миасс: ИМин УрО РАН. 1998. С. 240–248.

5. Таланцев А. С., Петрова Г. А. Условия и механизм формирования карбонатитов Ильменогорско-Вишнёвогорского щелочного комплекса. Свердловск: УрО АН СССР, 1991. 71 с.

6. Brogger W. C. Die Eruptivgesteinen des Kristianiagebietes, IV. Das Fengebiet in telemarken, Norwegen. – Norske Vidensk. Selsk. Skrift, 1 math-naturv., 1921, № 9. P. 210–222.

 

 

Подрисуночные подписи

 

Рис. 1. Схема расположения щелочных пород Ильменских гор (по В.Я. Левину [2]) с копями на карбонатит-пегматитах (по нашим данным).

1 – гранитоиды; 2 – щелочные породы (миаскиты, сиениты, карбонатиты и др.); 3 – осадочно-вулканогенные образования; 4 – плагиосланцы и кварциты сланцевого обрамления; 5 – кристаллические сланцы ядра; 6 – Кыштымский сбросо-сдвиг; 7 – копи на карбонатит-пегматитах