Метасоматоз пород нижней коры, связанный со щелочным магматизмом (по данным изучения глубинных ксенолитов).

Корешкова М.Ю.*, Левский Л.К.**, Даунс Х.***, Биард А. ***

*СПбГУ, Санкт-Петербург; **ИГГД РАН, Санкт-Петербург;

***Birkbeck/UCL Research School of Earth Sciences, Birkbeck University of London, London, UK

Дайки и трубки взрыва щелочно-ультраосновных пород в северо-западном Беломорье содержат многочисленные и разнообразные ксенолиты глубинных пород. Среди них наиболее распространены гранулиты нижней коры и горнблендиты и пироксениты разного происхождения.

На основе петрографического изучения пород и состава минералов мы выделили две группы пород, богатых амфиболом (горнбендитов и амфиболовых пироксенитов): ⌠железистую■ и ⌠магнезиальную■. Для первой характерны гипидиоморфнозернистая структура пород, преобладание амфибола над пироксеном и часто наблюдаемое замещение пироксена амфиболом. Типичные рудные минералы - титаномагнетит и ильменит. Породы ⌠магнезиальной■ группы часто имеют порфирокластическую структуру. Соотношение породообразующих минералов широко варьирует, но флогопит присутствует всегда. В этих породах встречается пикроильменит. Некоторые ксенолиты горнблендитов ⌠железистой■ группы являются брекчией, содержащей обломки и гранулитов, и пород ⌠магнезиальной■ группы.

Нижнекоровые гранулиты и эклогиты содержат в переменных количествах амфибол и слюду. С их появлением в породах увеличивается содержание и изменяется отношение LIL, LRE и HFS элементов и радиогенных изотопов. Амфибол и слюда встречаются как в структурном равновесии с породообразующими минералами, так и в реакционных взаимоотношениях с ними.

В том случае, когда наблюдаются реакционные взаимоотношения, амфибол и слюда по составу аналогичны этим минералам из ксенолитов горнблендитов ⌠железистой■ группы и из горнблендитовых жил, секущих гранулиты. Такие гранулиты обогащены LREE, HFSE и Sr и имеют более низкое отношение ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr и более высокое - ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd по сравнению с породами, не содержащими слюду и амфибол.

Внедрение расплавов, давших горнблендиты, в нижнюю кору, вызвало как модальный, так и скрытый метасоматоз гранулитов, что отразилось на составе изотопов Sr и Nd в гранулитах без признаков модального метасоматоза. Изотопный состав Sr и Nd в метасоматическом флюиде и/или расплаве аналогичен источнику магм, вынесших ксенолиты на поверхность. Как следует из расчетов, модель двухкомпонентного смешения удовлетворительно объясняет состав этих изотопов в ксенолитах горнблендитов и гранулитов. Для получения изотопного состава Sr и Nd в горнблендитах необходимо добавить 50-60 вес. % компонента, соответствующего источнику оливиновых мелилититов, а для гранулитов √ 2-10 вес. % (рис.1). Попытки датирования горнблендитов ⌠железистой■ группы не дали точных результатов. Минимальный возраст √ 386-396 млн лет √ показывает датировка биотита и амфибола Ar-Ar методом из ксенолитов о.Телячий (Beard et al., 1996). Тем не менее, очевидна связь появления горнблендитов и метасоматоза нижней коры с проявлением щелочного магматизма на Кольском полуострове в девонское время.

Рис. 1. Диаграмма 143Nd/144Nd √ 87Sr/86Sr для ксенолитов.

1 √ вмещающие породы; 2 √ ксенолиты Grt-гранулитов; 3 √ ксенолиты Grt-двупироксеновых пород; 4 √ ксенолиты ╚железистых╩ горнблендитов; 5 √ ксенолиты щелочных горнблендитов; 6 √ линия смешения mk101-Ol-мелилитит R409A; 7 √ линия смешения mk101-Ol-мелилитит КР9; 8 √ линия смешения mk111-Ol-мелилитит R409A; 9 √ линия смешения Ol-мелилитит mk111-KP9. Курсивом показано процентное содержание мелилитита в смеси на кривых 8 и 9.

Породы, в которых калиевый паргасит и флогопит находятся в структурном равновесии с остальными минералами, были метаморфизованы в условиях эклогитовой фации. Равновесность амфибола и слюды с гранатом, клинопироксеном, рутилом, цирконом и апатитом подтверждается распределением редких элементов в них. Такие породы обогащены Rb, Ba, K₂O, Nb, Zr, Hf, TiO₂ и P₂O₅ по сравнению с породами, не содержащими эти минералы. Отношение Rb/Sr в них исключительно высоко, что привело с течением времени к высокому отношению ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr.

Однако состав изотопов Sr показывает, что такие породы не могут быть древнее 1.7 млрд лет. Датирование циркона с помощью SHRIMP дало серию значений возраста от 1.27 до 1.65 млрд лет (рис.2). Можно предположить, что если значение 1.65 млрд лет, одинаковое в пределах погрешности для изученных ксенолитов, является возрастом перекристаллизации пород и образования циркона (данной генерации), то значение 1.27 млрд лет показывает возраст наложенного процесса. И поскольку флогопит-паргаситовые гранулиты и лампроиты Костомукши имеют аналогичный состав изотопов Sr и Nd на момент внедрения лампроитов, вероятно, причиной метасоматоза нижнекоровых пород явилось прохождение подобных расплавов. Возможно, с этими же расплавами связано образование флогопитовых пироксенитов ⌠магнезиальной■ группы.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант ╧ 07-05-00974-а).

Рис. 2. Диаграмма с конкордией для цирконов из ксенолитов флогопит-паргасит-содержащих эклогитов.

зеркало на сайте "Все о геологии"