Блог

Азарова Ю.В., Мурзин В. В.
К ВОПРОСУ О ГЕОХИМИЧЕСКОЙ СПЕЦИФИКЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА РИБЕКИТОВЫХ МЕТАСОМАТИТОВ ГОРЫ КАРАБАШ.

К вопросу о геохимической специфике процессов формирования

минерального состава кварц-рибекитовых метасоматитов

Карабашского массива альпинотипных гипербазитов (Ю.Урал)

Ю. В. Азарова¹, В. В. Мурзин²

¹ИГЕМ РАН, Москва; ²ИГиГ УрО РАН, Екатеринбург

                Небольшие тела изучавшихся пород мощностью 3–10 м и протяженностью до 20–30 м локализованы у подножия восточного склона горы Карабаш. Они отмечаются среди апогарцбургитовых серпентинитов в пределах Карабашского массива гипербазитов. Характер контакта кварц-рибекитовых метасоматитов с вмещающими породами изучить не удалось из-за плохой обнаженности метасоматитов.

На основании ранее опубликованных литературных данных и данных, полученных нами при оптическом изучении прозрачно-полированных шлифов кварц-рибекитовых метасоматитов (апоперидотитовых хромит-кварц-рибекитовых метасоматитов по Э. М. Спиридонову) из коренных выходов у склона г. Карабаш, можно предположить следующие этапы в формировании их минерального состава:

1. Серпентинизация первичных гарцбургитов. Последние, по-видимому, были сложены, в основном, оливином, энстатитом и хромшпинелью. В ходе серпентинизации были сформированы лизардитовые серпентиниты, в которых первичные породообразующие силикаты были практически полностью замещены лизардитом, хромшпинелиды – феррихромшпинелидами. Первичные хромшпинелиды отмечаются в виде реликтов. Отмечаются также ранние Zn-Mn-хромит, Al-хромит и хроммагнетит – в виде зон в зональных зернах [1].
2. Замещение лизардита антигоритом с формированием антигоритовых серпентинитов. Zn-Mn-хромшпинелиды замещаются Cr-магнетитом и магнетитом. 
3. Формирование хромит-кварц-рибекитовых метасоматитов. На этом этапе рибекит замещает серпентинизированную массу породы. Высокое содержание хрома в рибеките обусловлено, вероятно, замещением тонкораспыленного в серпентините хроммагнетита и, частично, феррихромшпинелидов [1].

В интерстициях между сростками кристаллов рибекита и скоплениями шпинелидов установлены и другие новообразованные минералы метасоматического генезиса – породообразующий кварц, акцессорные халькопирит и титанит (последний отмечен нами впервые).

Согласно [1], формирование относительно высокотемпературных щелочных метасоматитов связано с воздействием близрасположенной интрузии эгирин-ферросалитовых сиенитов. Последние также слагают малое интрузивное тело у восточного склона г. Карабаш [2]. Сиениты не затронуты гидротермальными процессами, залегают среди брекчированных лиственитизированных серпентинитов. Особенностью их состава является высокое содержание калия (К > Na) [2]. Надо, однако, заметить, что это интрузивное тело весьма невелико, и при формировании данной интрузии воздействию могли подвергаться породы лишь в небольшом радиусе. Кроме того, непосредственно с востока к зоне ГУР (Главного уральского разлома), в которой локализован Карабашский массив, примыкают породы Ильмено-Вишневогорской зоны, вмещающие одноименный комплекс щелочных пород.Формирование этого щелочного комплекса тоже могло сопровождаться существенным преобразованием окружающих пород. Более точное решение вопроса – формирование каких пород вызвало метасоматическую переработку гарцбургитов и образование рибекитовых метасоматитов – требует дополнительного изучения.

Гипотеза, предложенная Э. М. Спиридоновым [1], может быть косвенно подтверждена, в частности, кристаллизацией в кварц-рибекитовых метасоматитах на позднем этапе минералообразования установленного нами титанита. В отдельных шлифах титанит отмечается как характерный акцессорный минерал. По своим оптическим характеристикам титанит рибекитов ничем не отличается от обычного – в скрещенных николях светло-бурый, буровато-желтый, бурый. Плеохроизм отчетливый от серо-бурого до желтовато-бурого. Вкрапленность титанита образована, как правило, очень мелкими зернами (0.n –1 мм). Наиболее характерны идиоморфные зерна (рис. 1 а), образующие в сечениях вытянутые ромбовидные кристаллы. Отмечаются также скопления неправильной формы (рис. 1 б).Надо заметить, что, согласно опубликованным данным [2], для эгирин-ферросалитовых сиенитов также характерен акцессорный титанит. Однако последний не отмечается в протолитах кварц-рибекитовых метасоматитов – гарцбургитах и лизардитовых (антигоритовых) серпентинитах.

Нами были сопоставлены составы рибетитовых метасоматитов, их протолитов (гарцбургитов) и эгирин-ферросалитовых сиенитов (табл. 1).

Эгирин-ферросалитовые сиениты характеризуются почти вдвое большим содержанием SiO₂, чем протолиты рибекитовых метасоматитов. Сиениты также обогащены алюминием, титаном, барием, щелочными элементами (натрием и калием) относительно гарцбургитов и серпентинитов. Химический состав рибекитовых метасоматитов характеризуется, в свою очередь, также обогащенностью щелочами, титаном и кремнеземом относительно их протолитов. Все это может свидетельствовать в пользу гипотезы о формировании рибекитовых метасоматитов при воздействии интрузии эгирин-ферросалитовых сиенитов и “заимствования” именно от сиенитов дополнительного SiO₂. Привносимый щелочным кремнекислым раствором избыток кремнезема способствовал, по-видимому, образованию кварца вэтих породах.

Что касается обогащенности ферросалитовых сиенитов щелочными элементами, то отражением этого является состав породообразующих минералов – это кали-натриевый полевой шпат и богатый натрием пироксен (эгирин-ферросалит). Таким образом, высокая активность натрия и калия во флюидах, инициированных интрузией этих пород и, возможно, воздействовавших на протолит изучавшихся метасоматитов, представляется очевидной. Воздействием этих растворов может объясняться замещение преимущественно магниевых породообразующих минералов их протолитов высоконатриевым щелочным амфиболом – рибекитом в кварц-рибекитовых метасоматитах.

Сопоставление содержаний микро- и редкоземельных элементов позволяет заметить четко выраженную обедненность рибекитовых метасоматитов Cr, Cu, Ni и Co относительно гарцбургитов и антигоритового серпентинита с того же восточного склона г. Карабаш. Возможно, частично эти элементы были вынесены в ходе метасоматического процесса. С другой стороны, хорошо проявлена обогащенность метасоматитов редкоземельными элементами относительно антигоритового серпентинита. К сожалению, отсутствие данных пока не позволяет сопоставить их с содержанием редкоземельных элементов в гарцбургитах и эгирин-ферросалитовых сиенитах. Учитывая, что, согласно [1], антигоритовые серпентиниты являются “промежуточной” породой в ходе преобразования гарцбургитов до рибекитовых метасоматитов, можно предположить, что при этом преобразовании происходило накопление редкоземельных элементов и некоторый вынос хрома, меди, никеля и кобальта.

Все перечисленное позволяет охарактеризовать процесс формирования рибекитовых метасоматитов как апосерпентинитовый Si-Na-(возможно, Si-Na-K-Ti-)-метасоматоз, сопровождающийся выносом некоторых микроэлементов и накоплением редкоземельных элементов.

Литература

1. Спиридонов Э. М., Плетнев П. А.Апоперидотитовые хромит-кварц-рибекитовые метасоматиты Золотой горы (гора Карабаш) // Урал. геол. журнал, 2001. № 6. С. 61–72.
2. Плетнев П. А., Спиридонов Э. М.Эгирин-ферросалитовые сиениты Золотой горы (гора Карабаш) // Урал. геол. журнал, 2001. № 6. С. 59–60.

Рис. 1. Выделения титанита (Titn) в кварц-рибекитовых метасоматитах среди скоплений рибекита (Rib) и шпинелидов (Shp) (а – идиоморфные, б – неправильной формы).

Таблица 1

Состав кварц-рибекитовых метасоматитов, их протолитов и эгирин-ферросалитовых пород (мас. %)

                Таблица 2

Содержание микроэлементов и редкоземельных элементов в кварц-рибекитовых метасоматитах,

их протолитах, антигоритовых серпентинитах и эгирин-ферросалитовых сиенитах (г/т )

Примечанияк таблицам 1 и 2: *⁾– данные Г. Г. Кораблева (метод ICP-MS, ИГиГ УрО РАН, аналитик Ю. Л. Ронкин);**⁾ – наши данные (метод ICP-MS, ИГиГ УрО РАН, аналитик Ю. Л. Ронкин); содержания главных элементов в рибекитовых метасоматитах – метод рентгенофлюоресцентной спектроскопии, спектрометр PW 2400, аналитик А. И. Якушев, ИГЕМ РАН. Д. о. – данные отсутствуют. Прочерк – ниже предела обнаружения.