Минералогия и генетические особенности глиноземистых фенитов, связанных с агпаитовыми комплексами (на примере Хибинского и Сент-Илерского массивов)

Глава 2. Глиноземистые фениты Хибинского щелочного массива.

Глава включает 4 раздела. Разделы 2.1. Геолого-петрологический очерк Хибинского массива и 2.2. Апоксенолитовые породы: литературные данные представляют собой краткий обзор литературы о геологии и петрологии Хибинского массива (2.1) и подробный - о глиноземистых и родственных им апоксенолитовых породах (2.2). На рис. 1 дана геологическая схема массива c нанесенными фенитизированными ксенолитами, изучавшимися автором.

Рис. 1. Геологическая схема Хибинского массива (Зак и др., 1972) с нанесенными фенитизированными ксенолитами, изучавшиеся автором. 1 - хибиниты массивные, 2 - хибиниты грубозернистые трахитоидные, 3 - хибиниты среднезернистые трахитоидные, 4 - лявочорриты, 5 - фойяиты пироксен-амфиболовые трахитоидные, 6 - фойяиты пироксеновые массивные, 7 - нефелиновые сиениты перекристаллизованные, 8 - мельтейгит-уртиты трахитоидные, 9 - уртиты грубозернистые, 10 - апатит-нефелиновые и титанит-апатитовые руды, 11 - рисчорриты пироксеновые, 12 - рисчорриты слюдяные, 13 - рисчорриты гнейсовидные, 14 - ромбен-порфиры, 15 - карбонатиты, 16 - зоны альбитизации. Красные точки - исследованные ксенолиты: 1 - г. Эвеслогчорр (Корундовый ручей), 2 - ущелье Ферсмана, 3 - г. Юкспор (долина Гакмана), 4-6 - Кукисвумчорр (4 - Свинцовый ручей, 5 - верховья р. Тулиок, 6 - Ласточкино Гнездо), 7-8 - г. Каскасньюнчорр (7 - южный склон, 8 - северный склон), 9 - г. Партомчорр.

2.3. Минеральные ассоциации глиноземистых и родственных им фенитов

В разделе приведены описания изученных пород и минеральных ассоциаций переработанных ксенолитов Хибинского массива. Для Свинцового ручья типичны герцинит-биотит-нефелин-полевошпатовые фениты, нередко с корундом. Наименее проработанные породы содержат в разных количествах альбит, андалузит, топаз, мусковит, альмандин. Характерны ильменит-анортоклаз-герцинит-секанинаитовый фенит с силлиманитом и самородным железом (рис. 2), силлиманит-герцинитовая (рис. 3) и корунд-силлиманит-ортоклазовая с ильменитом породы. Встречаются кварц-андалузит-герцинит-альбитовые участки, биотит-полевошпатовая ассоциация с пирротином, флюоритом и графитом. В верховьях р. Тулиок зафиксированы "рудные" молибденит-ортоклазовая и пирротин-биотит-анортоклазовая породы. Для Ласточкина Гнезда характерны существенно альбит-калиевополевошпатовые и анортоклазовые породы со слабым развитием нефелина, часто обогащенные пирротином. В переменных количествах в их состав входят биотит, герцинит, ильменит, ферросилит, корунд, секанинаит, цирконолит; отмечены обогащенные Ca участки с флюоритом, геденбергитом, катофоритом. Отмечается рудная специализация фенитов: молибденит-ортоклазовые, обильные монацитовые прожилки, богатая вкрапленность пирохлора, циркона, гадолинита-(Y). В ядре крупного ксенолита на г. Эвеслогчорр развиты малопроработанные фенитизирующим флюидом породы (андалузит, мусковит, корунд) (рис. 4). К периферии ксенолита они сменяются ассоциациями с топазом, силлиманитом, альбитом, ортоклазом, герцинитом, биотитом, ильменитом; встречаются кварц-секанинаитовые участки. Сильно фенитизированные участки содержат нефелин, арфведсонит. В ущелье Ферсмана породы существенно ортоклазовые, нередко обогащенные пирротином, с переменными содержаниями альбита, нефелина, биотита, герцинита, ильменита, содалита, ферросилита, Ti-магнетита. Встречаются кварц-полевошпатовые участки с андалузитом, секанинаитом, мусковитом; обильны монацитовые прожилки.

Породы ксенолита на северном склоне г. Каскасньюнчорр очень контрастны по составу. Обычны существенно полевошпатовые, нефелин-полевошпатовые и нефелиновые фениты с биотитом, корундом, ильменитом. Многие из них крайне обогащены сульфидами, в первую очередь пирротином, в т.ч. Ti-содержащим, а также алабандином, W-молибденитом, тунгстенитом, эдгаритом, содержат графит. Встречаются бессульфидные высокотитанистые фениты: с рутилом, ильменитом, титанитом, энигматитом, TiCr-шпинелидами, вплоть до существенно оксидных пород, сложенных рутилом, кричтонитом, фрейденбергитом и ортоклазом, с цирконолитом (рис. 5) и цирконом. На южном склоне г. Каскасньюнчорр зафиксированы флогопит-герцинит- анортоклазовый фенит с корундом и ильменитом и биотит-альбит -калиевополевошпатовая порода с ферросилитом. Для ксенолита на г. Юкспор характерны нефелин-полевошпатовые фениты с герцинитом, биотитом, пирротином и корундом, иногда с титанитом, силлиманитом, ильменитом, секанинаитом. С г. Партомчорр изучена ильменит-корунд- герцинит- полевошпатовая порода (рис. 6) с самородным железом, троилитом, стрональситом.

Рис. 2. Ильменит- анортоклаз- герцинит- секанинаитовая порода с силлиманитом и самородным железом (Свинцовый ручей, Хибины).	Рис. 3. Cиллиманит-герцинитовая порода (Свинцовый ручей, Хибины).
Рис. 4. Корундсодержащая мусковит- андалузитовая порода (Эвеслогчорр, Хибины).	Рис. 5. Высокотитанистая существенно оксидная порода, состоящая из рутила, кричтонита, фрейденбергита и ортоклаза, с цирконолитом (Каскасньюнчорр, Хибины). Поле зрения: 2 мм.
Рис. 6. Герцинит- корунд- нефелиновый фенит с ильменитом и пирротином (Партомчорр, Хибины).	Рис. 7. Сферическое обособление графита в рутил- корунд- альбит- анортоклазовом фените (Каскасньюнчорр, Хибины).
Ab - альбит, And - андалузит, Anort - анортоклаз, Ap - фторапатит, Cor - корунд, Crch - кричтонит, Freu - фрейденбергит, Grph - графит, Herc - герцинит, Ilm - ильменит, Kfs - калиевый полевой шпат, Ms - мусковит, Ne - нефелин, Pyrr - пирротин, Rut - рутил, Sek - секанинаит, Sill - силлиманит, Zirc - цирконолит.

2.4. Характеристика минералов

В таблице 1 приведены минералы глиноземистых фенитов, изученные автором. Графит распространен в большинстве типов пород, иногда в виде сферических обособлений (рис. 7). Самородное железо - типоморфный минерал обогащенных Fe разновидностей глиноземистых фенитов Хибин (рис. 2), индикатор крайне восстановительного характера обстановки минералогенеза при относительном дефиците S^2-. Многие фениты Хибин характеризуются разнообразной и специфичной халькогенидной, в первую очередь сульфидной минерализацией. Халькогениды развиты в основном в существенно полевошпатовых и нефелин-полевошпатовых породах. Наиболее распространены члены ряда пирротин-троилит (до 70% от объема пород), участками обилен молибденит (до 30 об. %). Нередки и бессульфидные ассоциации. Количество других халькогенидов незначительно, но встречаются весьма редкие минералы (джайпурит CoS и вестервелдит FeAs, тунгстенит WS₂), и даже геохимические уникумы - эдгарит FeNb₃S₆ и Ti-содержащие сульфиды железа. Широко распространен (вплоть до породообразующего) корунд. Шпинелиды - важнейшие типоморфные минералы. Резко преобладает практически не содержащий Mg и Fe³⁺ герцинит - породообразующий или важный акцессорный минерал большинства типов пород, "визитная карточка" данной субформации. Он обнаружен в парагенезисах почти со всеми минералами глиноземистых фенитов (рис. 2, 3, 8). Ti,Cr-шпинелиды системы магнетит - хромит - ульвёшпинель редки. Их крайне низкая магнезиальность показывает, что Cr здесь не связан со своим типичным для ультраосновных и основных формаций спутником - Mg. Чрезвычайно распространен ильменит (до породообразующего), а пирофанит редок. В минералах этого ряда не проявлена гематитовая схема изоморфизма 2Fe3+ → Fe²⁺ + Ti⁴⁺, и почти нет Mg. Эти оксиды - чуткие индикаторы активности S^2-: с ее ростом в них повышается содержание Mn. Широко развит цирконолит (рис. 5) и ряд родственных минералов, обладающих той же стехиометрией: его Na^-, Y^-, Се^-, Nd-аналоги, образующие непрерывное поле твердых растворов. Характерная особенность этих минералов - сильное сродство к Nd (Nd → La). Помимо типичных для сложных оксидов схем гетеровалентного изоморфизма [2Ti⁴⁺ → Nb⁵⁺ + Fe³⁺, 2Са²⁺ → REE³⁺ + Na⁺, Са²⁺ + (Th,U)⁴⁺ → 2REE³⁺, Ca²⁺ + Ti⁴⁺ → REE³⁺ + Fe³⁺], в семействе цирконолита реализуются схемы: Са²⁺ + O^2- → Na⁺ + (OH)^-, Zr⁴⁺ + Ti⁴⁺ → Nb⁵⁺ + Fe³⁺, 2Са²⁺ → (Th,U)⁴⁺ + _⁰.

Полевые шпаты - главные минералы большинства апоксенолитовых пород. Практически все они щелочные - натровые (обычен высокий альбит, олигоклаз редок), калиевые (ортоклаз) или натрий-калиевые (анортоклаз, чаще всего распавшийся) (рис. 8), находки лабрадора и стрональсита единичны. Количество полевых шпатов, в первую очередь Na-содержащих, относительно других силикатов, содержащих Al, - показатель стадии фенитизации. Сначала их содержание в породе растет, а бесщелочных Al-содержащих силикатов - убывает, а затем натровые полевые шпаты вытесняются нефелином. Нефелин - главный индикатор существенной степени проработки пород фенитизирующим флюидом - распространен во многих типов пород (содержание до 70%). Высокоглиноземистые бесщелочные силикаты с нефелином встречаются крайне редко, и такие ассоциации скорее всего являются неравновесными.

Слюды распространены чрезвычайно широко. Резко преобладают триоктаэдрические, чаще всего железистые (аннит) и высокоглиноземистые (вплоть до сидерофиллита) (рис. 9), высокофтористые и титанистые. Магнезиальность биотита нередко отражает активность S2-: в самой богатой сульфидами ассоциации при высоком общем содержании в породе Fe находится практически безжелезистый флогопит. Среди диоктаэдрических слюд резко преобладает мусковит, отмечен парагонит. Мусковит ассоциирует с высокоглиноземистыми минералами и наиболее характерен для слабофенитизированных пород. Примеси Cr и V более характерны для биотита, но в мусковите их содержание может достигать целых процентов. Силлиманит (рис. 2, 3) и андалузит (рис. 5) широко распространены в слабофенитизированных породах. Наибольшее количество андалузита связано с ядрами крупных ксенолитов. Секанинаит встречается нечасто, но иногда играет роль главного породообразующего минерала. Его можно рассматривать как индикатор слабой проработки железисто- глиноземистого протолита фенитизирующим флюидом, так же как и топаз и альмандин. Последний является одним из самых устойчивых к воздействию щелочного флюида силикатов, содержащих Al в октаэдрах; топаз - важный концентратор F. Главные минералы уникальной щелочной существенно оксидной породы - фрейденбергит, кричтонит и рутил, причем содержащие ощутимые примеси V и Cr. Кричтонит является "заместителем" ильменита, формирующимся в обстановке, где крупные катионы, входящие обычно в парагенные с ильменитом силикаты, из-за дефицита Si концентрируются в составе этого высокотитанистого оксида. Рутил - <заместитель> корунда или герцинита в породах с недостатком Al и при этом с высоким содержанием Ti. Пироксены и амфиболы в целом нетипичны для субформации глиноземистых фенитов. Встреченные пироксены железистые. Породообразующие ферросилит и эгирин встречаются изредка в специфических разностях фенитов, и в т.ч. образуют симплектиты с нефелином (рис. 10). Эгирин - индикатор зрелой стадии фенитизации. Редкий геденбергит приурочен к локальным резко обогащенным Ca полиминеральным обособлениям.

Табл. 1. Минералы глиноземистых фенитов, изученных в настоящей работе, их распространенность.
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Самородные элементы
Графит				+	+	+		++
Железо				++					+
Сульфиды и арсениды
Халькозин				+
Галенит			+	+				+		+
Алабандин			++		++	+		++
Сфалерит			+	+	+	+		+
Троилит			++		++			++	++
Пирротин			++	++	++	+++		+++		++
Пентландит*								+
Халькопирит			+	+	+	+		+		+
Кубанит					+
Молибденит					++	+++		++
Тунгстенит*								+
Джайпурит**			+
Эдгарит								++
Пирит	++		++			++		++
Лёллингит					++	++
Вестервелдит**					+
Фториды
Флюорит	++			++		++		++
Оксиды
Корунд	+++		+	+++		+++	++	+++		++
Рутил	++		+	++	++	+	+	+++	+	+
Шриланкит				+
Бадделеит				+
Кварц	++	++		++				+		++
Ильменит	++		++	++	+	++	+++	+++	++	++
Пирофанит			++	+			+	++		+
Герцинит	++	+++	+++	+++		+++	+++	++	+++	+++
Ганит			+
Магнетит				+				++	+
Ti-магнетит		++	++		++	++		++		+
Хромитo								+		+
Ульвёшпинель					++	++	++	+
Хризоберилл	+
Магнезиотааффеит-2N'2S*				+			++
Лопарит								++
Фрейденбергит								++
Кричтонит								++
Давидит-(Се)				+
Семейство цирконолита	+	+	+	++		++		+
Ферроколумбит				+						+
Манганоколумбит										+
Фергусонит-(Y)	+		+
Фергусонит-(Се)o										+
Пирохлор	+	+	+	+	+	++		+
Самарскит-(Y)*	+
Силикаты
Фаялит	+	+						+
Циркон	+	++	+	++	++	++	++	++	+	+
+
Торит										++
Альмандин				++		+		+	+
Спессартин										++
Андалузит	+++	++		++
Силлиманит	++		++	++		++
Топаз	++			++				++
Бритолит-(Y)*				+
Фторкальциобритолит		+
Гадолинит-(Y)*						+
Ловенит	+							+
Бурпалит (?)*							+
Титанит	+	+	++	+		++		+++
Уедаит-(Ce)o										+
Секанинаит	+++	++	++	+++		++
Чевкинит-(Се)			+
Волластонит						+
Энстатит								+
Ферросилит			+			++	++	++
Геденбергит						++	++
Эгирин	+		+			+		++
Лоренценит								+
Энигматит			+					++
Катофорит						+
Фторкатофорит*						+
Феррикатофорит	++
Арфведсонит	+	+
Фтормагнезиоарфведсонит*		+	+
Магнезиорибекит								++
Феррорихтерит						+
Фторрихтерит*			+
Флогопит								+		++
Фторфлогопит*						++		++
Биотит		+++					++
Аннит	+++	+++		+++	+++	+++		+++		+++
Фтораннит*		++		++	++
Сидерофиллит				++
Мусковит	+++	++	++	++				++		++
Иллит			+
КПШ (Ортоклаз)	+++	+++	+++	+++		+++	+++	+++	+++	+++
NaK-ПШ (Анортоклаз)		+++		+++	+++	++	+++	+++	+++	+++
Альбит	+++	+++	+++	+++		+++	+++	+++	+++	+++
Олигоклаз				+
Лабрадор	+					++	+
Стрональсит									+
Нефелин	+++	++	+++	+++	+++	++	+	+++		++
Содалит		++		++				++
Фосфаты
Ксенотим-(Y)	+									+
Монацит-(Ce)	+	++	++	++	++	++	++	++		+
Фторапатит		+	++	++		++	++	++
Фторстрофит		+						++
Гояцит*								+
Поздние гидротермальные минералы
Карбонаты
Кальцит										+
Родохрозит			+	+				+		+
Сидерит				+
Доломит				+						++
Анкерит										+
Давсонит				++
Маккельвиит										+
Ca,REE-фторкарбонаты				+		+				+
Синхизит-(Y)						+
Cинхизит-(Се)						+
Паризит-(Се)						+
Силикаты
Анальцим								+
Натролит	+	+	+	++		+		+
Паранатролит						+		+
Шамозит	+					+		+
Примечание: 1-9 - Хибины: 1 - г. Эвеслогчорр (Корундовый ручей), 2 - ущелье Ферсмана, 3 - г. Юкспор (долина Гакмана), 4-6 - Кукисвумчорр (4 - Свинцовый ручей, 5 - верховья р. Тулиок, 6 - Ласточкино Гнездо), 7-8 - г. Каскасньюнчорр (7 - южный склон, 8 - северный склон), 9 - г. Партомчорр; 10 - Сент-Илер. * и o - минералы, впервые установленные для Хибинского и Сент-Илерского массивов, соответственно, ** - минералы, впервые установленные для России. Распространенность минералов: +++ - главные породообразующие или типичные второстепенные породообразующие, ++ - второстепенные породообразующие или типичные акцессорные, + - акцессорные минералы.

Рис. 10. Симплектиты ферросилита и нефелина в ильменит-биотит-нефелин-полевошпатовой породе (г. Каскасньюнчорр, Хибины)	Рис. 11. Полиминеральная частичная псевдоморфоза по альмандину, сложенная в основном натролитом и давсонитом, в карбонатизированном глиноземистом фените (Свинцовый ручей, Хибины).
Anort - анортоклаз, Ilm - ильменит, Ne - нефелин, Bt - биотит, Px - ферросилит, Mon - монацит-(Се), Daw - давсонит, Natr - натролит, Phl - флогопит, Sph - сфалерит, Alm - альмандин.

Содержание фторапатита в апоксенолитовых фенитах мало, и, вероятно, лимитируется количеством Ca. Более распространен монацит-(Се), иногда дающий <рудные> скопления. Карбонаты в глиноземистых фенитах Хибин встречаются крайне редко и являются продуктами поздней гидротермальной проработки. Широкое их развитие зафиксировано лишь в одном участке на Свинцовом ручье, в приразломной зоне, где ксенолит подвергся проработке углекислотными растворами. Здесь породообразующим выступает NaAl-карбонат давсонит (рис. 11).