ПЕГМАТИТЫ ХИБИНСКОГО МАССИВА И ИХ СВЯЗЬ С МАТЕРИНСКИМИ ПОРОДАМИ

Автор: Плечов Павел Юрьевич

Общая характеристика работы.

    Актуальность проблемы.
    Щелочные пегматиты всегда привлекали внимание исследователей как объекты с очень высокой степенью дифференциации вещества. Однако, до сих пор не выработана единая точка зрения на механизмы образования этих пегматитов. Актуальность их изучения заключается в том, что подобные образования могут служить индикатором тех специфических условий, при которых формируются месторождения фосфора, алюминия, ниобия, тантала, цериевых и иттриевых редких земель, стронция, циркония и галлия в агпаитовых щелочных массивах. Одной из ключевых проблем изучения щелочных пегматитов является установление характера связи между пегматитообразующей средой и материнскими породами.
    Цели и задачи.
    Целью настоящего исследования является сравнение типов пегматитов различных комплексов Хибинского массива; выяснение генетических соотношений между щелочными пегматитами и вмещающими их породами; установление источника вещества, из которого формируется пегматит; пути образования и эволюции пегматитобразующих сред.
    Методы исследования.
    Основными методами служили геологические и петрографические исследования приуроченности пегматитовых тел к определенным геологическим зонам в массиве, установление характера зональности пегматитовых полей, строения отдельных тел, взаимоотношения пегматитов друг с другом и с вмещающими породами. Для установления путей дифференциации вещества в материнских породах широко использовались петрохимические методы с привлечением большого количества литературных данных. Для выявления связи пегматитообразования с апатитовым оруденением в ийолит-уртитовом комплексе Хибин были изучены расплавные включения в апатите и нефелине из апатит-нефелиновых руд.
    Фактическая основа работы.
    В основу работы положены материалы, собранные автором во время полевых работ 1989-93 годов в составе Кольского отряда кафедры петрологии. Нами проводилось детальное картирование пегматитовых полей; было обнаружено и описано свыше 200 отдельных пегматитовых тел. Кроме этого, нами было построено 20 детальных геологических разрезов по различным комплексам Хибин с целью выявления закономерности размещения пегматитов и взаимоотношений между различными породами Хибинского массива.
     В ходе работы выполнено 33 оригинальных химических анализа и 10 анализов на редкоземельные элементы для пород и пегматитов Хибинского массива, изучено и описано более 300 петрографических шлифов, проделано и обобщено около 1200 микрозондовых анализов минералов. Это позволило впервые детально изучить вариации составов породообразующих минералов в пегматитах и вмещающих их породах. Было проделано 120 термометрических экспериментов с расплавными включениями в апатите и нефелине апатит-нефелиновых руд и около 300 силикатных анализов стекол, выполненных на РЭМ CamScan-DV с энерго дисперсионной приставкой Link AN- 10000
    Научная новизна работы.
    Впервые генезис пегматитов Хибинского массива рассматривается в связи с общей петрологической схемой становления массива. Впервые проведены систематические работы по изучению состава расплавных включений в апатите нефелин-апатитовых руд, которые показали их генетическую общность с пегматитами из пород лежачего и висячего бока рудной залежи. Впервые была проведена систематическая работа по изучению закономерностей размещения пегматитовых тел в Хибинском массиве. Впервые установлена зональность пегматитовых полей в фойяитах, ориентированная относительно скиалитов вмещающих пород. Впервые проведено сравнение различных типов щелочных пегматитов по составу породообразующих минералов.
    Защищаемые положения
    1. Пегматитовые поля в Хибинском массиве расположены в 4 основных дугообразных зонах, конформных с общей структурой массива и приуроченных к геологическим границам между различными типами пород (хибинитами и породами рамы, рисчорритами и трахитоидными хибинитами, фойяитами и рисчорритами, неапитами и рисчорритами).
    2. По морфологическим и минералогическим признакам эти пегматитовые поля делятся на 2 группы: (1) связанные с комплексами фойяитов и хибинитов и (2) связанные с комплексами ийолит-уртитов и рисчорритов.
    Пегматиты хибинитов и фойяитов образуют зональные поля, приуроченные к контактам с метаморфическими породами. Это связано с обогащением водой приконтактовых фаций расплавов, за счет взаимодействия с вмещающими породами.
     При формировании комплекса ийолит-уртитов происходило отделение пегматоидного расплава и концентрация его в верхних частях магматической камеры. Из этого расплава кристаллизовались апатитовые руды и образовался ультраагпаитовый (К_агп=2-6) пегматитовый расплав, который формировал многочисленные пегматитовые жилы и вызывал рисчорритизацию в вышележащих породах.
     3. Морфология и минеральный состав ультраагпаитовых пегматитов и гидротермалитов коррелируются с масштабами оруденения. Поэтому, ультраагпаитовые пегматиты и ч гидротермалиты могут служить поисковым признаком на апатитовое оруденение.
    Практическое значение.
    В работе приведено систематическое описание пегматитовых тел Хибинского массива; проведено сравнение типов пегматитов различных магматических комплексов, что может быть использовано при построении более общих схем, касающихся классификации и генезиса щелочных пегматитов. Выявленные закономерности размещения пегматитов могут быть полезны при разведочных работах на редкометальное и коллекционное сырье.
     В работе предложены пути исследования пегматитов с целью выработки критериев рудоносности и примерной оценки масштабов рудной минерализации в агпаитовых щелочных массивах.
    Объем диссертации.
     Диссертация состоит из введения, изложения истории изучения щелочных пегматитов в Хибинском массиве (глава 1), описания геологического строения Хибинского массива и взаимоотношений щелочных комплексов с вмещающими породами (глава 2), описания петрографии и минералогии пород и пегматитов (главаЗ), изложения методики изучения расплавных включений и обсуждения полученных результатов (глава 3), описания закономерностей размещения и строения пегматитов в Хибинах (глава 4), обсуждения механизмов образования пегматитообразующих сред для двух различных типов пегматитов, заключения и списка литературы из 375 наименований. Работа содержит 63 рисунка, 13 таблиц, изложена на 148 страницах машинописного текста.
     Работа выполнена в 1989-1995 годах на кафедре петрологии геологического факультета МГУ под руководством академика РАН А.А.Маракушева, которому автор от души благодарен за постоянную помощь в проведении исследований. Автор искренне признателен коллективу каф. петрологии МГУ за постоянное внимание к ходу работы.

     Автор благодарит А.П.Хомякова (ИМГРЭ) М.В.Портнягина (ГЕОХИ РАН), А.В.Бабанского, А.В.Гирниса, З.В.Шлюкову, Б.Е.Боруцкого (ИГЕМ РАН) за помощь в проведении исследований.