Петрология железорудного и флогопитового месторождений Ковдорского массива

Глава VI. Скарноподобные породы Ковдорского массива

    К скарноподобным породам большинство исследователей Ковдорского массива относят породы с монтичеллитом и андрадитом (Терновой и др., 1969), а также везувианом, волластонитом, пектолитом (Лапин, 1965). В.И. Терновой (Терновой и др., 1969) скарноподобные породы называет скарнами, Е.М. Эпштейн (1994) - автореакционными скарнами, А.В. Лапин (1965) называет такие породы скарноподобными. С.В. Каверин и Н.И. Краснова (Каверин и др., 1988) рассматриваемые породы называют апомелилитовыми, поскольку они обычно развиты по существенно мелилитовым породами. К апомелилитовым породам эти исследователи относят и гастингсит-кальцит-диопсидовые породы, что в этой терминологии оправдано. Такую терминологию нельзя считать удачной, поскольку она не отвечает общепринятому фациально-формационному принципу классификации метасоматитов в зависимости от интенсивных ("внешних") факторов и придает главенство экстенсивным (литолого-минералогическим) факторам. Применение термина скарны для обозначения этих пород затруднено из-за отсутствия в них типично скарновой зональности. Поэтому термин скарноподобные породы, предложенный А.В. Лапиным (1965), на наш взгляд, наиболее удачен, так как отражает характерный для скарнов минеральный состав. Следует отметить, что монтичеллит скарноподобной ассоциации отличается от раннего монтичеллита, связанного с турьяитизацией оливинитов. Для последнего, как признак высокотемпературного происхождения, характерны ламелли оливина - продукты распада твердого раствора монтичеллит-оливин, полностью отсутствующие в монтичеллите из скарноподобных пород.

    Породы со скарноподобной минеральной ассоциацией развиты пятнисто, участками, и крайне редко получают площадное распространение. Такое пятнистое развитие скарноподобных пород очень характерно, например, для северного фланга флогопитового месторождения и придает по цвету и текстуре очень пестрый вид породам, слагающим его.

    Скарноподобные минеральные ассоциации развиты по мелилитсодержащим породам, гастингсит-кальцит-диопсидовым и флогопит-кальцит-диопсидовым породам. Реже они замещают оливин-слюдяно-клинопироксеновые и оливин-флогопит-диопсидовые породы. Монтичеллитсодержащие породы также встречены на контакте существенно клинопироксеновых пород и крупных тел кальцитовых карбонатитов с флогопитом, апатитом, магнетитом. Такие взаимоотношения чрезвычайно редки, но имеют принципиальное значение.

    Большинство исследователей (Терновой и др., 1969; Каверин и др., 1988) считают скарноподобные образования более ранними по отношению к флогопитовому комплексу. Ниже будет показано, что это не так.

    Закономерности развития минералов скарноподобной ассоциации

    Здесь будут рассмотрены минеральные ассоциации с монтичеллитом и андрадитом, как получившие наиболее широкое распространение, тогда как везувиансодержащие ассоциации развиты очень локально и рассмотрены кратко.

    Развитие позднего монтичеллита и андрадита очень характерно для мелилитсодержащих пород Ковдорского массива. Они исключительно редко сохраняются неизменными, но несмотря на это, некоторые закономерности образования монтичеллита и андрадита удается расшифровать. Монтичеллит, как правило, образует каймы по оливину на контакте с мелилитом (рис.6а). Эти каймы являются настолько характерными образованиями, что зерна оливина без монтичеллитовой каймы в мелилитовых породах встречаются исключительно редко. Некоторые исследователи (Расс, 1971) относят подобные каймы к этапу турьяитизации. Однако в более высокотемпературном монтичеллите стадии турьяитизации присутствуют ламелли оливина (рис.6е) как результат распада выскотемпературного твердого раствора оливин-монтичеллит. Тогда как монтичеллит из каемок вокруг оливина однороден. Вокруг оливина на контакте с мелилитом образуются не только монтичеллитовые, но и флогопит-монтичеллитовые каймы. Монтичеллит или флогопит- монтичеллитовый агрегат при формировании каемок замещает оливин и, особенно, мелилит. Иногда монтичеллит получает площадное распространение, развиваясь по мелилиту. Обычно мелилит представлен реликтовыми остатками в монтичеллите, слагающем агрегаты закономерно ориентированных зерен. Для контакта клинопироксена с мелилитом монтичеллит не характерен. Если в мелилитовых породах присутствует магнетит, то вокруг зерен последнего практически всегда развита андрадитовая кайма. В крайне редких случаях на контакте магнетита с мелилитом образуются сложные каймы, сложенные андрадитом, монтичеллитом и флогопитом (рис.6б). Андрадит слагает прилегающую к магнетититу часть каймы, а андрадит-флогопит- монтичеллитовая ассоциация образует часть каймы, прилегающую к мелилиту.

    Монтичеллит и андрадит развиваются не только в мелилитовых породах, но и довольно обычны для флогопит-кальцит-диопсидовых и гастингсит-кальцит-диопсидовых пород. Как правило, монтичеллит развит в виде каемок вокруг диопсида на контакте с кальцитом (рис.6г), существенно реже по границе флогопита и диопсида или по границе гастингсита и диопсида. Андрадит развит по магнетиту, формируя вокруг него каймы. Как правило, андрадит и монтичеллит развиваются сопряженно, хотя можно встретить образцы флогопит-кальцит-диопсидовых или гастингсит-кальцит-диопсидовых пород, в которых может отсутствовать монтичеллит и развит андрадит или, наоборот, отсутствует андрадит, а монтичеллит обычен. Если в гастингсит-кальцит-диопсидовых породах присутствует реликтовый оливин, то он, как правило, окружен флогопит-монтичеллитовой или мономинеральной монтичеллитовой каймой (рис.6в). При интенсивном развитии монтичеллита и андрадита во флогопит-кальцит-диопсидовых породах диопсид или кальцит могут исчерпаться полностью. В этом случае тогда формируются андрадит-флогопит-диопсид-монтичеллитовые породы, реже андрадит-флогопит-кальцит-монтичеллитовые породы. Гастингсит-кальцит-диопсидовые породы при интенсивном развитии монтичеллита и андрадита постепенно сменяются андрадит- гастингсит-монтичеллитовыми породами. В последних гастингсит либо переуравновешивается и приходит в равновесие с монтичеллитом и андрадитом, либо по нему развиваются "снопы" листочков флогопита. Андрадит-гастингсит-монтичеллитовые породы нередко получают площадное развитие и А.В. Лапиным (1965) отнесены к типичным скарноподобным породам Ковдорского массива.

    В оливин-флогопит-диопсидовых породах (породах флогопитового комплекса) монтичеллит и андрадит развиваются на северном фланге флогопитового месторождения, в то время как в его центральных зонах и на южном фланге эти минералы не встречены В породах флогопитового комплекса монтичеллит обычно развит на контакте оливина и диопсида, существенно реже на границе других минералов - диопсида и флогопита, оливина и флогопита. Монтичеллит развивается как в виде мономинеральных агрегатов, так и в тесной ассоциации с новообразованным флогопитом. Этот флогопит отличается от флогопита флогопитового комплекса большей магнезиальностью и мелкими размерами. Андрадит в оливин-флогопит-диопсидовых породах, как и во всех ранее рассмотренных, развивается в виде каймы по магнетиту. Описанные взаимоотношения монтичеллита и андрадита с породами флогопитового комплекса однозначно говорят об их более позднем образовании по отношению к нему.

    Развитие монтичеллита и андрадита в оливин-слюдяно-клинопироксеновых породах подчиняется тем же закономерностям, что и в оливин-флогопит-диопсидовых породах.

    Развитие андрадита и флогопит-андрадитовых агрегатов по дайкам ийолитов и нефелиновых сиенитов на северном фланге флогопитового месторождения является обычным явлением. Такой андрадит наиболее логично связать во времени с образованием скарноподобных пород по мелилитовым, гастингсит-кальцит- диопсидовым и другим породам северного фланга флогопитового месторождения.

    Очень редко наблюдается развитие флогопит-монтичеллитовых и андрадит-флогопит-монтичеллитовых пород на контакте кальцитовых карбонатитов и существенно клинопироксеновых пород. Такие андрадит-флогопит-монтичеллитовые породы следует относить к биметасоматическим образованиям, сформированным после внедрения карбонатитов. Об этом свидетельствует их четкая приуроченность к контактовой зоне карбонатитов со слюдяно-клинопироксеновыми породами. Можно было бы предположить, что формирование монтичеллитсодержащих пород произошло в связи со становлением карбонатитов, но в этом случае обсуждаемые породы должны были бы сопровождать карбонатитовые тела всегда или, по крайней мере, быть обычными. Однако они очень редки.

    Скарноподобные породы с везувианом встречены в северном борту флогопитового карьера. Они сложены везувианом, пектолитом, хлоритоподобным минералом (Терновой и др., 1969) и развиваются по мелилитовым и по скарноподобным породам с монтичеллитом и андрадитом, что свидетельствует о более позднем образовании везувиансодержащих ассоциаций по сранению с андрадитсодержащими.

    Некоторые особенности состава минералов скарноподобной ассоциации

    Флогопит из скарноподобной ассоциации имеет макроскопически зеленый цвет, а в шлифе бесцветный. Это связано с его очень магнезиальным составом (f=3-8%). Такой магнезиальный состав флогопита сближает его с флогопитами из фоскорит-карбонатитового комплекса (f=6-12%) и позволяет отличать от флогопита флогопитового комплекса, имеющего более высокую железистость (f=8-18%) и макроскопически бурый цвет. Флогопит из скарноподобной ассоциации характеризуется необычно высоким содержанием Na₂O (Na до 0.4 ф.е.).

    Гранат из скарноподобной ассоциации относится к титанистому андрадиту. Он отличается от гранатов из турьяитов меланит-нефелин-волластонит-клинопироксеновых пород меньшим содержанием титана до практически полного его отсутствия. Как правило, гранат развит по магнетиту и для него характерна зональность: части каемок прилегающие к магнетиту богаче Ti по сравнению зонами каемок, максимально удаленными от магнетита.

    Монтичеллит скарноподобной ассоциации характеризуется однородным строением и никогда не содержит ламелли оливина, характерные для более раннего монтичеллита этапа турьяитизации. Это позволяет их надежно различать.

    Некоторые генетические аспекты происхождения скарноподобной минеральной ассоциации

    Для скарноподобной ассоциации характерным минеральным парагенезисом является Mtc+Phl+Adr. Эти минералы всегда появляются сопряженно при изменении любых пород (мелилитовых, флогопит-кальцит- диопсидовых, оливин-флогопит-диопсидовых и др.). Гастингсит в ассоциации с монтичеллитом и андрадитом известен только в андрадит-гастингсит-монтичеллитовых породах, развитых по гастингсит-кальцит- диопсидовым породам. Тем не менее, в них нередко развиты "снопы" листочков флогопита, замещающие гастингсит. Поэтому его можно считать реликтовым, переуравновешенным.

    Развитие монтичеллита и андрадита скарноподобной ассоциации четко подчиняется следующим закономерностям, не зависящим от состава исходных пород:

    Монтичеллит развивается в контакте оливина с мелилитом или клинопироксеном.

    Fo+Ak+CaO=3Mtc или Fo+Di+2CaO=3Mtc

    Монтичеллит развивается в контакте диопсида с кальцитом, к этому же случаю следует отнести появление монтичеллита на контакте кальцитовых карбонатитов с существенно клинопироксеновыми породами.

    Di+Cal+MgO=2Mtc+CO₂

    Андрадит развивается по магнетиту в мелилитовых и пироксенсодержащих породах

    2Mag+4.5Mel+0.5O₂=3Adr+4.5MgO; 2Mag+9Mel+0.5O₂=3Adr+9MgO

    Флогопит скарноподобных ассоциаций, очевидно, появляется за счет разложения натромелилитовой молекулы (NaCaAlSi₂O₇) в мелилите, гастингсита или более раннего флогопита.

    Развитие монтичеллита и андрадита имеет, несомненно, биметасоматическую природу. Но появление этих минералов локальное и в каждом участке определяется своими закономерностями и термодинамической подвижностью компонентов. В целом же все компоненты, за исключением щелочей, воды и углекислоты, заимствуются из существенно мелилитовых пород или пород развитым по ним (гастингсит-кальцит-диопсидовых ).

    Формирование скарноподобной ассоциации происходило в постмагматический этап, о чем свидетельствует их более позднее формирование по отношению к породам флогопитового комплеса, нефелиновым сиенитам и крупным телам кальцитовых карбонатитов, ликвационных с нефелиновыми сиенитами. Источник флюидов, за счет которых образуются скарноподобные ассоциации, связан с карбонатитами.

    Из приведенного в этой главе материала вытекает 4-ое защищаемое положение.

далее>>