Позднепалеозойская ассоциация щелочных гранитов-сиенитов Центрально-Уральского поднятия

(Средний Урал, Уфалейский метаморфический блок)

А.И. Белковский

Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс, Россия

В пределах Центрально-Уральского поднятия щелочные породы известны в Уфалейском метаморфическом блоке [8-9, 12], в строении которого участвуют несколько тектонических пластин (с запада на восток): указарской, представленной зеленосланцевыми бластомилонитами дистен-андалузитовой фациальной серии, вмещающей пластовые тела щелочных гнейсо-гранитов, егустинской √ апогаббровыми амфиболитами с многочисленными пластовыми телами сиенитов, щелочных гнейсо-гранитов и гранитов, и куртинской √ барическими бластомилонитами дистен-силлиманитовой фациальной серии cбескорневыми телами эклогитов, амфиболитов и хромдиопсидовых пироксенитов.

Щелочные гнейсо-граниты западной части Уфалейского блока. В начале прошлого века в зеленых сланцах указарской пластины было отмечено несколько коренных выходов гранитов, содержащих эгирин [8, 12]. Более поздними исследованиями установлено, что граниты представлены исключительно разгнейсованными разностями, иногда содержащими рибекит, астрофиллит, аннит, энигматит и фторсодержащий феррифенгит [4]. Специализированными поисковыми работами обследовано пластовое (2500 х 150-200 м) тело щелочных гнейсо-гранитов, согласно залегающее среди альбит-хлорит-актинолитовых бластомилонитов [4]. Структурно-текстурные особенности и химический состав изученных гнейсо-гранитов оказались близкими к гранитам Улу-Тау, Мугоджар, Центрального Казахстана (Чингизская зона), Кольского полуострова и плато Джос в Северной Нигерии [1, 10, 13-14]. Коэффициент агпаитности √ 0.87-1.02 и, соответственно, низкие содержания глинозема √ 11-12 мас.% Al₂O₃ позволяют классифицировать щелочные породы указарской пластины как граниты типа А. По минеральному составу они представлены двумя основными разновидностями: магнетит-аннитовыми и эгирин-рибекитовыми гнейсо-гранитами. Текстурные особенности пород обусловлены чередованием лейкократовых и меланократовых (магнетит-аннитовых, эгирин-рибекитовых) полос. Структура пород √ гранобластовая, гранопорфиробластовая. Реликтовая гипидиоморфная зернистая структура отмечается редко.

В первом типе щелочных гнейсо-гранитов на фоне основной ткани выделяются овоиды (0.2 х 0.6 и до 2.0 х 4-5 мм) микроклин-пертита в альбит-олигоклазовых каймах. Основная ткань сложена гранобластовым агрегатом микроклин-пертита, альбита и кварца. Минеральный состав рапакивиподобных гнейсо-гранитов следующий (об.%): плагиоклаз An₁₀ 10-25, пертитовый микроклин 30-35, дымчатый дипирамидальный кварц 30-35, оранжевый аннит 0-2, октаэдрический магнетит 0-2.

Структура гнейсо-гранитов с рибекитом и эгирином гранобластовая, гранопорфиробластовая, практически неотличимая от структур щелочных гранитов ряда массивов Кольского полуострова: Западно-Кейвинского, Белых тундр, Гремяха-Вырмес, Среднего Паноя и Колвицкого озера [14]. На фоне основной мелкозернистой массы выделяются овоиды микроклин-пертита, окруженные тонкими каймами альбит-олигоклаза. Минеральный состав этой разновидности следующий следующий (об.%): микроклин-пертит 40-45, плагиоклаз An_10-12 10-25, серый мелкозернистый кварц 25-40, эгирин 0.1-1.0, рибекит 1-5, астрофиллит 0-0.5, оранжевый аннит 0-1.0, энигматит 0-0.2, хромсодержащий магнетит 0-0.5, флюорит 0-1.5. Акцессорные √ ильменит-(Nb); титанит-(Nb); чевкинит-(Се); фергюсонит-(Y); торит, дипирамидальный длиннопризматический циркон; алланит-(Се); эпидот (по алланиту); монацит-(Се); апатит-(F); гематит; молибденит, халькопирит и пирит. В редких случаях содержание позднего флюорита, сопровождаемого аннитом и серым мелкозернистым кварцем, может достигать 10-15 об.%.

Изученное тело щелочных гнейсо-гранитов характеризуется зональным строением (разрез приведен с запада на восток): 17 м √ микроклинизированные альбит-хлорит-актинолитовые бластомилониты и микроклиниты с чевкинитом (Се) → 24 м - рапакивиподобные магнетит-аннитовые гнейсо-граниты → 20 м эгирин-рибекитовые гнейсо-граниты с астрофиллитом, аннитом, энигматитом → 25 м магнетит-аннитовые гнейсо-граниты флюоритизированные и окварцованные → 18 м микроклинизированные альбит-хлорит-актинолитовые бластомилониты.

Имеющиеся определения абсолютного возраста щелочных гнейсо-гранитов указарской пластины (K-Arметод, по рибекиту и астрофиллиту) √ 290 млн. лет, что позволяет отнести их позднепалеозойским образованиям.

Сиениты, сиенит-мигматиты, сиенит-пегматиты, щелочные гнейсо-граниты центральной и восточной частей Уфалейского блока. Наибольшее развитие щелочных пород отмечено среди апогаббровых амфиболитов егустинской пластины, где они прослежены в виде согласных пластовых тел на протяжении 12-14 км [3]. Контактовые породы представлены тонкополосчатыми теневыми сиенит-мигматитами, являющимися промежуточными образованиями между апогаббровыми гранатовыми амфиболитами и сиенитами. Мелко-среднезернистые сиениты характеризуются гранобластовой, реже аллотриаморфнозернистой структурами. Текстура пород грубо-тонкополосчатая, обусловленная чередованием лейкократовых и меланократовых (амфибол-гранатовых, амфибол-гранат-магнетитовых, амфиболовых) прослоев. По текстурным особенностям √ это бластомилониты. Кремнезем (SiO₂ = 62-66 мас.%), щелочи (K₂O + Na₂O= 9-10 мас.%) и коэффициент агпаитности (А = 0.73-0.81) соответствует характеристикам известково-щелочных и реже щелочных сиенитов. Минеральный состав сиенитов, не содержащих реликтов апогаббровых амфиболитов, следующий (об.%): лейстовый и микрозернистый альбит основной массы 50-60 и до 30-40; микроклин 35-45 и до 3-5; эгирин-авгит 0-0.5; амфибол 3-5 и до 10-15; гранат 0-5; аннит 0-3 и до 5; малотитанистый октаэдрический магнетит 0-3 и до 5. Акцессорные минералы: кристаллический и метамиктный-(U) циркон, ильменорутил, ильменит-(Nb), титанит-(Nb), алланит-(Се), эпидот (по алланиту), гематит, апатит-(F), флюорит; молибденит; сфалерит; халькопирит и пирит.

Плагиоклаз √ в сиенитах наблюдается в виде удлиненных лейст (альбит An_5-10)с тонкими полисинтетическими двойниками и поздних мелкозернистых агрегатов, не содержащих оксидов калия (An_1-2). В позднем альбите установлены относительно высокие концентрации оксида железа √ 0.17-0.40 мас.% (микрозонд WDX-2a) [5]. По отношению к лейстовому плагиоклазу решетчатый и несдвойникованный микроклин ксеноморфен. Содержит микровростки низкогафниевого циркона, циртолита, темно-красного высокотитанистого (TiO₂ = 5.62 мас.%) аннита. Решетчатый микроклин содержит многочисленные пертиты замещения, характеризуется повышенными содержаниями бария и железа (мас.%): BaO = 0.21-0.68; Fe₂O₃ до 0.13 (микрозонд WDX-2a) [5].

Амфибол наблюдается в виде удлиненных (0.1-0.5 и до 2-4 мм) плохо образованных кристаллов. К участкам, обогащенным амфиболом, приурочены магнетит, алланит-(Се), титанит-(Nb) и апатит (F). Плеохроирует от черного до густо-зеленого по N_gдо желто-зеленого по N_p (n_g = 1.724-1.730; n_m = 1.711-1.719; n_p = 1.698-1.704, отмечаются простые двойники по первому пинакоиду). По химическому составу √ это низкокремниевый феррогорнблендит (F_общ.= 81-90), обогащенный марганцем и цинком. Феррогорнблендит с высокими содержаниями марганца (MnO = 2.34 мас.%) на Урале ранее установлен в фирситах Ильменогорского щелочного массива [11]. Нами проведено уточнение структуры нескольких образцов феррогорнблендита из сиенитов и сиенит-пегматитов. Метрика элементарной ячейки изученных образцов близка к константам эталонного феррогорнблендита: a₀ = 9.923-9.932; b₀ = 18.159-18.178; с₀ = 5.331-5.344 Ǻ; β = 104°55′-105°08′; V₀ = 929.6-931.9 Ǻ³ [3]. Феррогорнблендит замещает эгирин-авгит, а сам, в свою очередь, корродируется аннитом. Реликтовый гранат в сиенитах и сиенит-мигматитах обладает прогрессивной микрозональностью и исключительно высокой кальциевостью √ Пир₁Аl₄₉Спесс₁₀Са-комп.₄₀ (F_{общ. =}98-99; N = 1.787-1.789; a₀ = 11.664-11.666 Ǻ). Новообразованные гранаты в сиенитах и сиенит-пегматитах обогащены марганцем и по составу относятся к Mn-гроссуляр-альмандинам (F_общ. = 98-99; N = 1.799-1.800; a₀ = 11.634-11.642 Ǻ) и спессартин-гроссуляр-альмандину (F_общ.= 100; N= 1.798-1.802; а₀ = 11.631). Поздние гранаты также обладают прогрессивной микрозональностью, замещаются магнетитом. Железомагнезиальные слюды в сиенитах относятся к высокотитанистому анниту, умеренно глиноземистому (Al^IV= 1.32; Al^VI = 0.14 ф.е.) и уникальному по составу анниту (Al^IV = 1.11; Al^VI = 0.49 ф.е.) с постоянной примесью цинка √ 0.5-0.9 ф.е., фтора √ 0.9-1.0 мас.% и лития √ 50-150 г/т. Умеренно глиноземистые анниты характеризуются высокой суммой катионов в октаэдрической позиции √ 2.95-2.99 ф.е. Химический состав аннитов-(Zn) [6, 15] близок к химизму аннит-протолитионитов из топазо-берилловых пегматитов Ильменских гор [7]. Анниты замещают амфибол, гранаты и магнетит. Последний наблюдается исключительно в виде октаэдрических кристаллов (0.1 х 0.1 и до 2 х 2 мм), грани (111) которых покрыты треугольными пирамидками. По составу относится к низкотитанистому магнетиту, обогащенному марганцем и цинком.

Сиенит-пегматиты встречены среди апогаббровых амфиболитов в виде секущих и согласных жил, содержащих исключительно крупные индивиды (40-50 х 10 см) феррогорнблендит (F_общ. = 90-95; n_g = 1.724-1.730; n_p = 1.699-1.705; а₀ = 9.921; b₀ = 18.156; с₀ = 5.342 Ǻ; β = 104°59′; V₀ = 929.5 Ǻ³ [3].

Щелочные гнейсо-граниты пространственно совмещены с сиенитами, залегающими также согласно среди гнейсовидных апогаббровых амфиболитов. Структура пород гранобластовая, реже аллотриаморфнозернистая. Текстура пород тонко-грубополосчатая, массивная. Химический состав их мало отличается от состава щелочных гнейсо-гранитов указарской пластины (Al₂O₃ = 12.20-10.81; Na₂O = 3.05-4.55; К₂О = 3.21-4.20 мас.%; коэффициент агпаитности √ 0.84-0.88). Минеральный состав этой группы пород довольно простой (об.%): плагиоклаз An_5-10 10-26; микроклин-пертит 20-45; кварц 29-35; эгирин 0.05; арфведсонит 0-0.5; магнетит 1-3 и до 5; аннит 0.2 и редко до 4-5. Акцессорные немногочисленны: анизотропный и метамиктный циркон, ильменит-(Nb), титанит-(Nb), ильменорутил, алланит-(Се), эпидот (по алланиту), апатит-(F), гематит, халькопирит и пирит. Абсолютный возраст сиенитов (K-Ar метод, по породе и феррогорнблендиту) 290╠11 и 278╠11 млн. лет.

Щелочные породы Уфалейского метаморфического блока следует рассматривать как продукты позднепалеозойского платформенного магматизма. Редкометальная минерализация, представляющая практический интерес, установлена в щелочных гнейсо-гранитах указарской пластины. Представлена она двумя разновидностями циркона √ дипирамидальным (0.5-1.8 кг/т) и длиннопризматическим (0.5-0.7 кг/т) цирконом [2]. Изученные образования во многом похожи на амфиболовые сиениты и щелочные граниты Увильдинского и Ильменогорского комплексов. Полученные новые данные позволяют считать, что амазонитовые пегматиты с разнообразной редкометальной минерализацией генетически не связаны с позднепалеозойским (290-270 млн. лет) платформенным магматизмом.

Литература

1. Батиева И.Д. Петрология щелочных гранитоидов Кольского полуострова. Л.: Наука ЛО, 1976. 223 с.

2. Белковский А.И. История открытия, изучения и перспективы поисков месторождений редких металлов на западном склоне Среднего и Южного Урала // Металлогения древних и современных океанов-2001. История месторождений эволюция рудообразования. Миасс: ИМин УрО РАН, 2001. С. 13-17.

3. Белковский А.И., Литвин А.Л.., Остапенко С.С. и др. Закономерности состава и структура феррогастингситов из сиенит-мигматитов и щелочных сиенитов Уфалейского комплекса // Амфиболы метаморфических комплексов Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1981. С. 19-28.

4. Белковский А.И., Локтина И.Н. Раннепалеозойская ассоциация щелочных гранитов-нефелиновых сиенитов западного склона Урала // ДАН СССР. Т. 215. ╧ 4. 1974. С. 1206-1209.

5. Белковский А.И., Нестеров А. Р. Полевые шпаты сиенитов и сиенит-пегматитов западной части Уфалейского метаморфического блока // Уральский минералог. сборник, ╧ 5, 1995. Миасс: ИМин УрО РАН, 1995. С. 169-174.

6. Белковский А.И., Нестеров А.Р. Первая находка природного цинкового аннита // Материалы III регионального минералог. совещ. Миасс: ИМин УрО РАН. 1998. С. 40-42.

7. Белогуб Е.В. Слюды амазонитовых пегматитов Ильменских гор. // Уральский минералог. сборник, ╧ 3. 1995. Миасс: ИМин УрО РАН. С. 56-73.

8. Белянкин Д.С., Соколов Г.А. Геологическая карта Урала. Описание листа N-41-1 // Тр. Всесоюзн. геол.-разв. объединения, 1933. Вып. 28. 67 с.

9. Грабежев А.И., Карагодин С.С., Чащухина В.А. и др. Геохимия метасоматитов щелочных и субщелочных интрузивных комплексов Среднего Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1982. 56 с.

10. Зырянов В.Н. Петрология метасоматически измененных гранитоидов и щелочных пород Чингизской зоны. М.: Наука, 1969. 160 с.

11. Левин В.А., Баженов А.Г. Фирситы из Ильменогорского щелочного массива // Щелочные, основные и ультраосновные комплексы Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1976. С. 23-29.

12. Смирнов Г.А. Уфимский амфитеатр. Ч. 1. Стратиграфическое описание. М.: Наука, 1956. 174 с.

13. Уколов М.И., Шаманова З.В., Степаненко Н.И. Редкометальные метасоматиты Мугоджар и Улу-Тау // Рудоносные метасоматические формации Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1978. С. 14-15.

14. Щелочные породы Кольского полуострова. Отв. ред. д.г.-м.н. О.А.Воробьева. М.-Л.: Изд. АН СССР. 1958. 374 с.

15. Belkovskiy A., Belkovskiy Ya., Belogub E.V. Lithium and fluorine in rock-forming minerals from metamorphic bloks of Urals (Russia) // International Simposium on ╚Light Elements in Rock-forming Minerals.╩ Czech. Republic. Moravia, 2003. P. 4-5.

зеркало на сайте "Все о геологии"