Семинар "Геохимия щелочных пород" 

школы "Щелочной магматизм Земли"-2008

Минералогические и геохимические особенности агпаитовых щелочных пород Октябрьского массива (Украина)

Дубина А.В.^*, Шарыгин В.В.^**, Кривдик С.Г.^*, Бондаренко И.Н.^*

^*ИГМР им. Н.П. Семененко НАН Украины, Киев;

^**ИГМ СО РАН, Новосибирск

Октябрьский щелочной массив (Украинский щит, Приазовье) известен, благодаря работам Й. Морозевича, еще с конца XIX века. Массив (площадь ≈40 км², возраст – 1.8 млрд лет) в основном сложен щелочные сиенитами и фойяитами, подчиненное распространение имеют мариуполиты, субщелочные габбро и их дифференциаты (перидотиты, пироксениты, оливиниты). В небольшом количестве присутствуют дайковые эгириновые фойяиты и агпаитовые фонолиты, которые залегают преимущественно за пределами массива среди вмещающих гранитоидов (Кривдик, Ткачук, 1988; 1990). Эгириновые фойяиты и фонолиты по петрохимическим и минералогическим особенностям относятся к агпаитовым породам, а мариуполиты – к переходным между миаскитовыми и агпаитовыми. Они содержат акцессорную минерализацию (циркон, пирохлор, бритолит), более свойственную для миаскитовых нефелиновых сиенитов, хотя коэффициент агпаитности в меланократовых разновидностях мариуполитов достигает 1.5 (за счет эгирина). В жильных мариуполитах отмечался куплетскит (Вальтер и др., 1965).

Нами детально исследовались агпаитовые фонолиты, в которых ранее были выявлены эвдиалит и минерал группы астрофиллита (Кривдик, Ткачук, 1988). Условия залегания фонолитов пока не выяснены (небольшая каменная россыпь), Й. Морозевич рассматривал их как дайковые фонолитовые мариуполиты. Породы содержат редкие микрофенокристы калишпата, нефелина и Zn-куплетскита на фоне мелкозернистой основной массы, состоящей из калишпата, альбита (≈50-60%), нефелина (20-25%) и эгирина (10-15%). Второстепенные и акцессорные минералы – содалит, флюорит, канкринит, Na-катаплеит, серандит, REE-эвдиалит, хендриксит, криолит, меланоцерит (до 1.9 % Na₂О, >70% REE₂O₃, до 5.7 % Y₂O₃), фторапатит, торианит, U-REE-пирохлор.

Отличительная особенность Zn-куплетскита из фонолитов - низкие концентрации FeO_t (0.1-0.9%) и высокие Rb₂O (1-1.9%). Содержания MnO варьируют от 27 до 29% при высокой концентрации ZnO (6-8%), при этом от центра к краю кристаллов наблюдается понижение содержаний TiO₂ (от 10 до 3-6%) и повышение Nb₂О₅ (до 7.6%) и ZrО₂ (до 6.6%). В других образцах фонолита был выявлен циркофиллит (ZrО₂ - до 15%, TiO₂ – 0.1%, FeO_t – 0.9%, MnO - 28-34%). Вероятно, в исследованных фонолитах следует ожидать составы, соответствующие ряду куплетскит - ниобокуплетскит - циркофиллит. Изученные минералы группы астрофиллита отличаются от ранее описанных куплетскита и астрофиллита Октябрьского массива (Вальтер и др., 1965; Литвин и др., 1987; Пеков, 2005) высоким содержанием MnO (ZnO в них не определялся).

В минерале группы эвдиалита MnO (до 8.8%) преобладает над FeO_t (до 4.8), в нем также фиксируются высокие содержания LREE₂O₃ (до 9.6%), ZrO₂ (9.5%), Y₂O₃ (1.5%), Nb₂O₅ (до 4.5%). По химизму исследованный эвдиалит отличается от одноименного минерала из Хибин, Ловозеро и Иллимауссака и в какой-то мере подобен Mn-эвдиалитам из мариуполитов Бульдженейского массива (Лазебник, Малышонок, 1986). Другой Mn-минерал, серандит, содержит 33-36% MnO, отклонения в сторону пектолита незначительны (СаО - 3-5%). Находка в фонолитах Октябрьского массива Zn-слюды, хендриксита, является первой в щелочных породах и второй в мире (после Mn-Zn-скарнов, Frondel, Ito, 1966). Вариации состава для хендриксита (в мас.%): SiO₂ - 37.7-38.7; Al₂O₃ - 10.1-10.9; TiO₂ - до 0.2; FeO_t - 0.3-1.4; MnO - 6.4-7.7; ZnO - 21.5-25.8; MgO - 6.9-9.7; K₂O - 8.4-9.1; Rb₂O - 0.5-0.8; F - 1.5-2.3. От одноименного минерала из скарнов он существенно отличается высокими содержаниями F, SiO₂, MgO, SiO₂ и низкими MnO, Al₂O₃. В фонолитах был также обнаружен фторапатит с высокими содержаниями Ce₂O₃ – 7.2%, La₂O₃ – 2.6%, Nd₂O₃ – 4.0% и Nа₂О - до 2.7% и низким SrO (0.1-0.3%) в краевых зонах. Подобные апатиты известны на  Хибинах, Ловозеро и Иллимауссаке, а также в карбонатитах Черниговского комплекса. В таких апатитах проявлена беловитовая схема изоморфизма Na+REE→2Ca. Следует отметить, что апатит редкий минерал в породах Октябрьского массива. В мариуполитах вместо него образуется бритолит.

Ранее было установлено, что присутствие в щелочных породах минералов, содержащих ^[6]Zn в структуре, является отражением низкой fS₂, высокой fO₂, высокой щелочности (агпаитности) и флюидонасыщенности среды (Пеков, 2006; Piilonen e. a., 2006). В этом смысле агпаитовые фонолиты Октябрьского массива являются ярким примером. В них отсутствуют сульфидная минерализация, характерно обилие силикатов, содержащих ^[6]Zn (куплетскит, хендриксит), и минералов с H₂O и/или F (серандит, флюорит, криолит, меланоцерит и др.). Хендриксит кристаллизовался позже Zn-куплетскита, и в изученных фонолитах в процессе кристаллизации наблюдается увеличение концентраций ^[6]Zn и F.

Марганцевая специфика минералов проявляется не только в фонолитах, но и в других щелочных породах Октябрьского массива. Так, в амфиболах из жильных фойяитов содержание MnO достигает 4.5 %, а в биотитах и магнетитах из мариуполитов - до 5 и 2.2 %, соответственно. По геохимии агпаитовые нефелиновые сиениты и фонолиты Октябрьского массива имеют большее сходство с одноименными породами Иллимауссакского, чем Хибинского и Ловозерского массивов. Это проявляется в низком содержании Sr как в породах, так и минералах, а также в высокой щелочности и железистости темноцветов.

Работа выполнена при поддержке СО РАН (интегр. проект 6.15).

Литература

Вальтер А.А., Еременко Г.К., Лысенко Т.А. Куплетскит из щелочных пород Приазовья // Минер. сборник Львовского университета. 1965. Вып. 19. № 2. С. 246-252.

Кривдик С.Г., Ткачук В.И. Эвдиалитсодержащие агпаитовые фонолиты и дайковые нефелиновые сиениты Октябрьского массива (Украинский щит) // Геохимия. 1988. № 8. С. 1133-1139.

Кривдик С.Г., Ткачук В.И. Петрология щелочных пород Украинского щита. Киев: Наук. думка. 1990. 408 с.

Лазебник К.А., Малышонок Ю.В. Редкие минералы в породах Бульдженейского массива // Геол. и геохимия рудонос. магмат. и метасомат. формаций зон Мал. БАМа. Якутск. 1986. С.48-55.

Литвин А.Л., Егорова Л.Н., Кульчецкая А.А. и др. Астрофиллит – первая находка на Украине // Минерал. журн. 1987. Т. 9. № 6. С. 77-82.

Пеков И.В. Генетическая минералогия и кристаллохимия редких элементов в высокощелочных постмагматических системах. Дисс. д.г.-м.н.. М., МГУ. 2005. 652 с.

Frondel C., Ito J. Hendricksite, a new species of mica // Amer. Miner. 1966. V. 51. P. 1107-1123.

Piilonen P.C, Pekov I.V, Back M. et al. Crystal-structure refinement of a Zn-rich kupletskite from Mont Saint-Hilaire, Quebec, with contributions to the geochemistry of zinc in peralkaline environments // Miner. Mag. 2006. V. 70. P. 565-578.