Том 32, № 3 (2024)

Проведены петрографические, минералогические, геохимические, изотопно-геохимические исследования графических лейкогранитов и вмещающих их феррогаббро, кварцевых ферромонцогаббро, кварцевых монцодиоритов, кварцевых монцонитов в мезопротерозойском Валаамском силле в Ладожском грабене на Карельском кратоне. Силл характеризуется неявно выраженной расслоенностью: феррогаббро распространены в нижней части силла, средняя часть сложена кварцевыми габбромонцонитами и кварцевыми монцонитами, графические лейкограниты (гранофиры) слагают густую сеть жил преимущественно в верхней части силла. Геохимические особенности феррогаббро, железистые составы оливина и пироксенов, низко-Са состав плагиоклаза в нем указывают на эволюцию по феннеровскому тренду относительно первичного мантийного расплава. Гранофиры имеют петро- и геохимические характеристики анорогенных щелочных гранитов, характеризуются отрицательной Eu/Eu* = 0.15–0.49 и по распределению REE сходны с гранофирами расслоенных интрузивов. Все породы силла характеризуются близким изотопным составом стронция, (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_Т = 0.7043–0.7066, и неодима, ε_Nd от –9.6 до –11.2. Модельные расчеты показывают, что фракционная кристаллизация может привести исходный расплав феррогаббро в область несмесимости. В феррогаббро и ферромонцогаббро силла установлены микроструктуры ильменит-магнетит-силикатных сростков; подобные микроструктуры в расслоенных интрузивах рассматриваются как свидетельство несмесимости обогащенной Fe жидкости с таковой, обогащенной Si (Holness et al., 2011; Dong et al., 2013). Отделение высококремнистой жидкости могло происходить в промежуточной камере при 350 МПа и 960^°C; на уровень становления силла около 70 МПа поступала магма в виде кристаллической каши, сквозь которую мигрировал кислый расплав. Этот расплав испытывал фракционную кристаллизацию и вступал в реакционные взаимоотношения с минералами вмещающей среды. На уровне становления силла он закристаллизовывался в гранофировый агрегат при переохлаждении. На примере Валаамского силла показано, что после того, как фракционирование по классическому феннеровскому тренду достигнет конечного состава – феррогаббро, его продолжение с сопряженным снижением содержаний SiO₂ и Fe может быть связано с неполным отделением и перемешиванием обогащенных железом расплавов и отделившегося кислого расплава. Такой механизм может реализоваться при становлении мафической части массивов AMCG-типа.

Представлены результаты изучения геохимии, минерально-фазовых ассоциаций пород массива онгонитов Ары-Булак, составов главных, второстепенных и акцессорных минералов (кварца, полевых шпатов, топаза, циннвальдита, прозопита, редких алюмофторидов Ca, вольфрамоиксиолита, колумбита, циркона, касситерита, флюоцерита), фторидно-кальциевой фазы и образованного из нее флюорита. Породообразующими минералами порфировых онгонитов являются кварц, альбит и санидин, второстепенными – топаз и циннвальдит. Матрикс онгонитов сложен кварц-санидин-альбитовым агрегатом с игольчатыми кристаллами топаза микронных размеров. В порфировых породах переходного типа и в эндоконтактовой афировой зоне интерстиции между минералами матрикса заполняет фторидно-кальциевая фаза, образованная из F-Ca (флюоритового, стехиометрического) расплава. Фторидно-силикатная жидкостная несмесимость в оногонитовой магме и флюидно-магматические процессы привели к перераспределению REE, Y, многих примесных элементов между расплавами, флюидами, минералами и контрастной смене минерально-фазовых ассоциаций в породах массива. С этим связано появление тетрад-эффектов M-типа (T_1 La–Nd, T_4 Er–Lu) и W-типа (T_3 Gd–Ho) в нормированных к хондриту REE спектрах пород. Дегазация магматических флюидов через эндоконтактовую афировую зону массива сопровождалась кристаллизацией Sr-содержащего прозопита и водосодержащих кальциевых алюмофторидов. Афировые породы по сравнению с онгонитами и прорфировыми породами переходного типа обогащены водой, Sr, Ba, Rb, Sn, W, Ta, Be, Zr, Hf, Sb, As, Sc, но содержат меньше Li, Pb, Zn, Y и REE. В процессе воздействия магматических флюидов на обогащенные Ca и F породы, особенно эндоконтактовой зоны, альбит частично либо полностью замещался F-Ca фазой и каолинитом, а F-Ca фаза перекристаллизовалась в агрегаты микрозернистого флюорита стехиометрического состава без примесных элементов. Также кристаллизовалась Rb-Cs слюда в кайме на лейстах циннвальдита, максимально обогащенные рубидием области которой при соотношении катионов Rb > K > Cs могут быть новым минералом. Геохимия пород, особенности слагающих их минерально-фазовых ассоциаций, эволюция составов минералов и F-Ca фазы являются следствием формирования массива Ары-Булак из онгонитовой магмы в ходе флюидно-магматического процесса, осложненного фторидно-силикатной жидкостной несмесимостью с участием флюоритового и других фторидных расплавов, а также магматических флюидов P-Q и первого типов.

Представлена новая петрогенетическая схема формирования тела лейцит-мелилитового клинопироксенита р-на Пуртовино из паралавы щелочно-ультраосновного состава. Протолитом тела, по всей вероятности, была смесь осадочных пород верхнепермского возраста (алевролиты, мергели и др.). Явления дегазации, эвапорации и контактового термального метаморфизма оказали существенное воздействие на петрогенезис, обусловив значительное разнообразие минеральных видов в ассоциациях. Кристаллизация паралавы в близповерхностных условиях сопровождалась интенсивной дегазацией и везикуляцией расплава, обусловившей локально значительную пористость пород. Высокая степень окисления расплава и прогрессивный рост fO₂, вероятно вследствие удаления H₂ при везикуляции и диссоциации воды, способствовали ранней кристаллизации магнезиохромита (Mchr) и хромистой шпинели, обогащенных Fe³⁺, затем минералов серии магнезиоферрит–магнетит. Плавление in situ кварцсодержащих и карбонатно-глинистых пород привело к развитию обособлений перщелочного фельзитового стекла, окружающего частично резорбированные зерна кварца. Обильные выделения волластонита и редкого ларнита формировались в ходе контактного термального пирометаморфизма. Прогрессивное накопление щелочей в расплаве в ходе его кристаллизации вело к росту содержания Na в минералах серии акерманит–геленит. Лейцит формировался после мелилита. Кристаллы клинопироксена обладают концентрической скрытой зональностью. Зона аномального обогащения Mg в Cpx образована в связи с локальным дефицитом Fe²⁺. В результате продолжающегося роста fO₂ в каймах зональных зерен клинопироксена состав эссенеита достигает значений Fe³⁺ = 0.48–0.54 а. ф. е. Две схемы парных изоморфных замещений: Mg²⁺ + Si⁴⁺ → (Fe³⁺ + Al³⁺) и (Ti⁴⁺ + Al³⁺) + (Na + K)⁺ → 2Mg²⁺ + Si⁴⁺ прослеживаются в разных текстурно-структурных разновидностях Cpx. Возможно, ранее существовавшие зерна оливина (в парагенезисе с Mchr) были полностью замещены сепиолитом–палыгорскитом в ассоциации с браунмиллеритом и сребродольскитом (Fe³⁺–доминантным аналогом). Пласт щелочного микроклинопироксенита является уникальным для Русской плиты, и другие пирогенные образования здесь нуждаются в дальнейшем изучении. Последующие исследования также призваны оценить содержание и объем каменного угля (или другого источника углеводородов), возгорание и длительное горение которого обеспечило формирование значительного объема щелочно-ультраосновной паралавы р-на Пуртовино.