Тикшеозерский массив относят к формации ультраосновных щелочных массивов c карбонатитами, однако он расположен южнее основного скопления карбонатитовых массивов Карело-Кольской провинции [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. 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].

Проведенный анализ литературного материала показал, что в петрологическом плане массив изучен слабо, изучение его в основном было связано с поиском месторождений полезных ископаемых. Согласно литературным источникам, Тикшеозерский массив представляет собой тело округло-эллиптической формы с линзовидным продолжением к северу; сложен последовательно внедрившимися оливинитами, габбро, пироксенитами (иногда с нефелином), мельтейгит-ийолитами, карбонатитами, амфибол-кальцит-канкринитовыми породами [2]. Наличие большого количества карбонатных жил в пироксенитах и габбро, а также присутствие в их составе таких низкотемпературных гидроксилсодержащих минералов, как содалит, натролит, канкринит, указывает на активную вторичную переработку пород массива. Массив залегает в архейских гранито-гнейсах, в контактовом ореоле представленных фенитами довольно редко встречающегося микроклин-скаполитового состава.

Карбонатиты массива слагают штокообразные тела размером в десятки метров, эруптивные образования брекчиевидной текстуры, жилы и прожилки. Наиболее крупное тело карбонатитов Тикшеозерского массива прослежено бурением до глубины 450 м. В карбонатитах массива обнаружены апатит-кальцитовые руды комплексного типа.

С целью определения особенностей минералогенеза щелочных пород Тикшеозерского массива и отличия их от пород других щелочно-карбонатитовых комплексов Карело-Кольской провинции проведено исследование породообразующих и акцессорных минералов в образцах пород массива. В ходе работы проведено микрозондовое изучение образцов кернового материала, хранящегося в пос. Чупа и в Геологическом институте КарНЦ РАН, а также образцы пород, отобранные в ходе экспедиционных работ непосредственно на массиве.

В процессе работы нами детально описаны все типы пород Тикшеозерского массива и проанализированы главные породообразующие и акцессорные минералы из большинства типов пород, слагающих Тикшеозерский массив: оливинитов, пироксенитов (рис. 1) (образцы Т 176-140, Т 23, Т 47, Т 158-210), габбро (Т 7), ийолит-уртитов (Т158-203, Т 158-66), сиенитов (в том числе с нефелином) (Т 158-213), карбонатитов (Т 158-200). В ряде пород присутствует большое количество вторичных минералов: карбонат, канкринит, содалит, натролит (рис. 2). В пределах пород выделено несколько генераций минералов; прослежены изменения составов минералов в пределах отдельных образцов и массива в целом.

Одними из самых распространенных минералов в породах Тикшеозерского массива являются клинопироксены рядов диопсид-геденбергит и эгирин-авгит и флогопиты (преимущественно ряда флогопит-аннит). В породах массива можно выделить две группы составов пироксенов: 1) пироксены большинства образцов пироксенитов соответствуют Di-Hed ряду со средней магнезиальностью 0.8; 2) пироксены образцов, содержащих такие низкотемпературные минералы, как канкринит, натролит, содалит, цеолиты, содержат в своем составе до 15-20% эгиринового минала. Составы клинопироксенов приведены на рис. 3.

В породах Тикшеозерского массива развиты различные по составу амфиболы √ в породах нормальной щелочности (оливиниты, пироксениты, габбро) присутствуют амфиболы группы паргасита, а в породах повышенной щелочности (ийолит-уртиты, сиениты) - группы рихтерита-катафорита (рис. 4). Кроме того, практически все породы Тикшеозерского массив подвержены вторичным изменениям √ в оливинитах имеет место серпентинизация, пироксениты и ийолит-уртиты пронизаны жилками карбонатов с агрегатами натролита, канкринита и содалита. В породах массива встречены карбонаты двух составов: кальцит с примесью стронцианита (до 1 мол. %) и доломит. Наличие среди карбонатитов как монокарбонатных (кальцитовых), так и двухкарбонатных (кальцит-доломитовых) типов свидетельствует о различной природе этих пород [4]. Таким образом в Тикшеозерском массиве есть магматические (кальцитовые) карбонатиты и постмагматические (двукарбонатные карбонатиты). С последними связано появление таких низкотемпературных минералов, как канкринит, натролит и содалит.

Нами впервые были посчитаны температуры образования парагенезисов клинопироксен + амфибол, клинопироксен + флогопит, флогопит + амфибол в пироксенитах и ийолит-уртитах Тикшеозерского массива. Температуры формирования пироксенитов Тикшеозерского массива с применением Cpx-Amf, Bi-Amf и Px-Bi геотермометров [3] 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.

С целью определения условий метаморфизма, имевшего место в районе расположения Тикшеозерского массива, изучены два образца биотит-гранатовых гнейсов представленных ассоциацией кварца, плагиоклаза, биотита, граната и акцессорных: рутила, апатита, ильменита и циркона. С использованием гранат-биотитового геотермометра [3] температура метаморфизма оценена в интервале 500-550°С.

Выводы. Таким образом, в ходе проведенных исследований нам удалось создать модель формирования Тикшеозерского массива. В наиболее раннюю стадию произошло формирование оливинитов и пироксенитов. Наиболее вероятный процесс, приведший к образованию этих пород, заключается в следующем. Начальный поток трансмагматических флюидов мантийного происхождения порождает обширное плавление ультраосновного мантийного субстрата, продукты которого сформировали ультрамафитовое (оливинит-пироксенитовое) ядро массива. Последующее воздействие на ультрамафиты продолжающегося потока трансмагматических флюидов порождает ультращелочные магмы ийолит-уртитового состава [5]. Эволюция последних под воздействием потока глубинных флюидов приводит к возникновению ликвационной пары магм √ нефелин-сиенитового и карбонатитового состава. В результате воздействия трансмагматических флюидов более ранних щелочных магм на ультрамафитовый субстрат массива возникли богатые кальцием скаполитовые фениты. Затем массив претерпел ряд вторичных изменений √ карбонатизация, появление натролита, содалита и канкринита. Кроме того, на Тикшеозерский массив мог наложиться региональный метаморфизм, имевший место в позднем протерозое.

Рис. 2. Сильно измененная пироксеновая порода с биотитом, содалитом, натролитом, магнетитом, ильменитом и др. Сокращенные символы минералов: Px √ клинопироксен, Сс √ кальцит, Ilm √ ильменит, Sod√ содалит, Bi√ биотит, Natr√ натролит, Mt√ магнетит, Ilm√ ильменит.