CC BY
54
А. В. Федорова, П.А. Тишин, А.М. Сазонов
ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ФАКТОРЫ ВАРИАЦИЙ СОСТАВА ПОРОД СРЕДНЕ-ТАТАРСКОГО СВОДА (ЗААНГАРСКИЙ МАССИВ)
Работа выполнена при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России».
Приведены геологическая характеристика Средне-Татарского массива, особенности химического состава породообразующих минералов фойяитов и ийолитов, занимающих преобладающее распространение в составе интрузии. Представлены результаты петрохимической аттестации главных петрографических разновидностей пород, участвующих в строении массива, их петро-химическая специализация. Рассмотрены ведущие факторы вариации состава пород интрузии.
Ключевые слова: фойяиты; ийолиты; перитектическая кристаллизация; фракционирование.
Химический и минеральный состав, разнообразие форм и геологических обстановок проявления щелочных пород зависит от многих факторов, в том числе от первоисточника щелочных магм и дифференциации расплавов при становлении щелочных интрузий. Механизмы дифференциации нередко являются ключевыми при формировании месторождений, связанных со щелочными породами, и обусловливают, наряду с ме-тасоматическими процессами, их геохимическую и, как следствие, металлогеническую специализацию.
Формирование полихронного Средне-Татарского (За-ангарского) массива (Т и 700-610 млн лет) [1, 2] связано с этапом плюмовой активности на рубеже и 670700 млн лет назад, способствующим возникновению центров магматизма повышенной щелочности в Заангарье [3]. Породы массива содержат редкометалльно-редкозе-мельную и микроскопическую благороднометалльную минерализацию [4, 5]. Анализ данных по распределению редких элементов и радиогенных изотопов № и 8г в породах Средне-Татарской интрузии позволяет говорить о формировании массива в обстановке рифтинга и неоднократного внедрения мантийных фельдшпатоидных магм [1]. Для выявления тенденций вариативности состава пород Средне-Татарского массива, степени и характера их дифференцированности была проведена их петрохимиче-ская аттестация. Изучение распределения главных петро-генных оксидов в породах интрузии позволило уточнить их принадлежность к определенным петрохимическим сериям, изучить изменчивость их мафичности, щелочности как от более ранних фаз к поздним, так и внутри фаз и выявить основные механизмы, повлиявшие на их вещественную неоднородность.
Геологическая позиция и петрографическая характеристика пород Средне-Татарского массива. Средне-Татарская интрузия расположена в югозападной части Енисейского кряжа, в бассейне р. Татарка - правого притока р. Ангара. Это наиболее крупный (площадь выхода на поверхность около 12 км2) и хорошо изученный из четырех щелочных массивов одноименного комплекса. Размещение массива контролируется глубинными разломами субширотного и северозападного направлений. Интрузия штокообразной формы с многочисленными апофизами залегает среди верх-нерифейских сланцев и мраморизованных известняков. Вмещающие породы достаточно узкой приконтактовой зоны (200-500 м) фенитизированы [4]. Массив сложен преимущественно фойяитами и ийолитами (рис. 1).
Преобладают лейкократовые фойяиты ранней фазы (675 ± 5,8 млн лет [1]) и их жильная фация - щелочные
сиенит-пегматиты, развитые как в пределах массива, так и вне его. Более поздняя фаза (609,2 ± 7,3 млн лет [1]) представлена ийолитами, образующими субгори-зонтальную пластовую залежь, выходящую на поверхность в центральной части плутона в виде удлиненного в северо-западном направлении тела мощностью около 200 м с извилистыми границами. Помимо этого, в подчиненном количестве присутствуют ювиты и малиньи-ты. Контакты между ийолитами и фойяитами имеют инъекционный характер.
Фойяиты представлены светло-серыми породами со значительными вариациями количественно-минерально го состава и большим разнообразием акцессорных и постмагматических минералов. Породы сложены нефелином (20-40%), микроклином (15-50%), альбитом (515%), эгирином (5-20%). Наиболее часто встречаемые акцессорные минералы представлены сфеном, флюоритом, апатитом, цирконом. Породообразующие минералы (нефелин, микроклин, альбит) часто представлены двумя генерациями в магматической стадии формирования породы и неоднородностью в кристаллизационном ря-дообразовании. Наблюдаются включения нефелина первой генерации в зерна второй генерации, составляющие основную часть фойяитов, и прорастание нефелина микроклином. Микроклин первичномагматический с ясной микроклиновой решеткой часто замещается более поздним метасоматическим нерешетчатым микроклином. Альбит присутствует как первичномагматический, в виде включений в микроклин, так и постмагматиче-ский - в мелкозернистых скоплениях по краям микро-клиновых зерен и между ними и нефелином.
Северо-восточный эндоконтакт интрузии представлен мусковитовыми сиенитами - продуктами гидро-термально-метасоматической мусковитизации фойяи-тов [1].
Среди ийолитов различаются: нефелин-эгириновые, не содержащие полевого шпата, и наиболее распространены полевошпатовые разности. В мезократовых ийолитах, минеральный состав представлен нефелином и 50%, эгирином и 30%, сфеном и 12%, биотитом и 8%. Среди акцессорных преобладают апатит, флюорит, рудные. Наряду с ийолитами, содержащими соразмерные минералы с минимальным количеством вростков, преобладают ийолиты с пойкилитовой микроструктурой, в которых содержится множество включений всех минералов породы в ксеноморфном нефелине. Наблюдается эгирин двух генераций. Для полевошпатсодер-жащих ийолитов присутствующие в них микропертит и микроклин могут составлять до 26% [4].
Рис. 1. Схема геологического строения Средне-Татарского массива (по материалам Ангарской ГРЭ и [4]):
1 - терригенно-карбонатные отложения позднего рифея (свиты Сухого хребта и горевская); 2—6 - Средне-Татарский комплекс: 2 - фойяиты, 3 - мусковитовые сиениты, 4 - полевошпатовые ийолиты, 5 - щелочные сиенит-пегматиты, 6 - фойяит-пегматиты; 7 - разрывные нарушения (а - второстепенные, б - скрытые под вышележащими образованиями); 8 - границы (а - геологических тел, б - фациальные). На врезке показано географическое положение Средне-Татарского массива (1). Структурное районирование региона приводится по [6]: 1-У - террейны: Центрально-Ангарский (I),
Восточно-Ангарский (II), Исаковский (III), Предивинский (IV), Ангаро-Канский (У)
Щелочные пегматиты, сформированные на завершающем этапе становления интрузии, широко проявлены как в пределах массива, так и во вмещающих его известняках и представлены фойяит-пегматитами и сиенит-пегматитами не содержащими нефелина. Все первично-магматические породы подверглись в разной степени микроклинизации и альбитизации.
Установленные концентрации главных и примесных минералообразующих оксидов в минералах фой-яитов и ийолитов Средне-Татарского массива, определенные микрозондовым анализом в лаборатории мик-розондового анализа ИГиМ СО РАН г. Новосибирска, представлены в табл. 1. Анализу были подвергнуты нефелин, микроклин, альбит, эгирин, биотит. Нефелин из пород интрузии соответствует стандартному нефелину с незначительной примесью в нем Бе. В целом содержания главных элементов в нефелине из фойяита и ийолита Средне-Татарского массива находятся в пределах их содержания для нефелина нефелиновых сиенитов и ийолитов Кузнецкого Алатау, массива Ковдор (Кольский полуостров) [7]. В полевошпатовом ийолите нефелин представлен двумя разностями. Нефелин 2
характеризуется повышенными содержаниями Са и А1 и пониженными содержаниями Бе и 81 относительно нефелина 1.
Микроклин из ийолита содержит небольшие примеси Бе и Т1 и также представлен двумя разностями. Микроклин 1 характеризуется повышенным содержанием Бе и преобладающим количеством Са над Т1. Разности микроклина из фойяита не содержат примеси Т1 и отличаются наличием в микроклине 1 примеси и Са относительно микроклина 2. Разновидности альбита из полевошпатового ийолита в целом характеризуются незначительной (менее 1%) примесью Са и К и содержат примесь Бе. Отличаются вариациями концентраций Са и К. Альбит из фойяитов содержит меньше примеси Са и больше примеси Бе относительно альбита из ийолита. Альбит 1 из фойяитов не содержит примеси Са, но в нем присутствует значительно больше Бе.
В эгиринах наблюдаются существенные колебания в содержании натрия. Для эгиринов из фойяита характерно его повышенное содержание (12,4413,21 мас. %) относительно эгиринов из ийолита (2,282,43 мас. %), которые, в свою очередь, существенно
обогащены кальцием. Генерации эгирина из ийолита различаются преобладанием А1 над Mg в составе эгирина 2 и вдвое повышенным содержанием Ті относительно эгирина 1. Эгирин из фойяита характеризуется постоянством состава. Для биотита из ийолита наблю-
дается пониженное содержание кремнезема относительно биотита магматических пород [8] и существенно повышенное содержание Са, в целом же химический состав биотита находится на уровне содержания главных петрогенных оксидов в этом минерале.
Т а б л и ц а 1
Химический состав породообразующих минералов
Минерал Полевошпатовый ийолит
Нефелин 1 Нефелин 2 Микроклин 1 Микроклин 2 Альбит 1 Альбит 2 Эгирин 1 Эгирин 2 Биотит
SiÖ2 43,720 45,210 62,180 64,320 68,570 68,930 48,710 47,960 32,020
TiO2 0,00 0,00 0,076 0,016 0,003 0,003 0,192 0,417 0,646
AI2O3 32,920 36,480 19,600 18,310 19,510 19,460 1,090 1,360 13,310
£ FeO 0,300 0,216 0,087 0,139 0,078 0,079 25,160 25,300 34,650
MgO 0,00 0,00 0,005 0,001 0,00 0,00 1,200 0,762 0,508
CaO 0,043 1,080 0,037 0,033 0,062 0,118 18,800 18,180 4,350
Na2O 15,980 15,490 0,778 1,370 11,410 11,470 2,280 2,430 0,391
K2O 6,290 5,790 14,300 14,250 0,105 0,075 0,010 0,023 8,550
Сумма 99,254 104,266 97,063 98,439 99,738 100,135 98,852 97,782 95,385
Кристаллохимические ( ормулы
Si 4,228 4,135 2,942 2,999 3,00 3,003 1,921 1,913 4,141
Ti 0,00 0,00 0,003 0,001 0,00 0,00 0,006 0,012 0,063
Al 3,748 3,928 1,092 1,005 1,005 0,998 0,051 0,064 1,013
Fe 0,022 0,015 0,003 0,005 0,003 0,003 0,746 0,759 1,685
Mg 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,070 0,045 0,098
Ca 0,004 0,106 0,002 0,002 0,003 0,006 0,794 0,776 0,602
Na 2,993 2,744 0,071 0,124 0,967 0,968 0,174 0,188 0,049
K 0,775 0,675 0,862 0,847 0,006 0,004 0,001 0,001 0,705
Минерал Фойяит
Нефелин Микроклин 1 Микроклин 2 Альбит 1 Альбит 2 Эгирин
SiO2 43,900 64,590 65,640 69,460 67,760 52,690
TiO2 0,00 0,001 0,010 0,00 0,002 0,748
AI2O3 33,240 17,740 17,800 18,440 18,630 1,520
£ FeO 0,559 0,038 0,151 0,313 0,194 27,490
MgO 0,00 0,008 0,00 0,00 0,00 0,183
CaO 0,011 0,013 0,010 0,008 0,018 1,420
Na2O 16,130 0,244 0,545 11,990 11,790 12,440
K2O 6,820 16,580 16,330 0,066 0,065 0,011
Сумма 100,660 99,214 100,487 100,295 100,459 96,946
Кристаллохимические формулы
Si 4,203 3,015 3,021 3,028 3,009 2,052
Ti 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,022
Al 3,747 0,975 0,964 0,947 0,974 0,070
Fe 0,040 0,001 0,005 0,010 0,006 0,805
Mg 0,00 0,001 0,00 0,00 0,00 0,011
Ca 0,001 0,001 0,00 0,00 0,001 0,059
Na 2,991 0,022 0,049 1,012 1,014 0,939
K 0,832 0,986 0,958 0,004 0,004 0,001
Наличие нескольких фаз породообразующих минералов фойяитов с различными формами выделений зерен и их взаимные прорастания свидетельствуют о эволюции магматического расплава в процессе их кристаллизации. Присутствие среди меланократовых ийо-литов разновидностей, сложенных как соразмерными, с близкой степенью идиоморфизма, зернами темноцветных минералов (преимущественно эгирина) и нефелина, и разностей с пойкилитовой микроструктурой, а также наличие их полевошпатовых разностей может быть результатом дифференциации магматического расплава при формировании этих пород.
Петрохимическая аттестация пород интрузии. По химическому составу породы массива в целом обеднены кремнекислотой (8Ю2 = 46-62%), обогащены глиноземом (А1203 = 17-28%) и щелочами (К20 + + №20 = 6-17%) с преобладанием №20. Для фойяитов характерно большее содержание этих петрогенных элементов, ийолиты содержат большее количество ок-
сидов железа, магния, кальция. Несмотря на эти отличия фойяитам и ийолитам присущи общие черты химизма, что, наряду с их родством, фиксируемым при сопоставлении минерального состава, может свидетельствовать о едином магматическом источнике. Это подтверждается изотопным составом пород СреднеТатарской интрузии. Несмотря на значительную разницу в возрасте, щелочные породы массива имеют сходный изотопный состав первичных отношений изотопов 8г и № в фойяитах (е№(7) = 4,7-5,2; е8г(7) = = -12,4...-17,8) и ийолитах (е№(7) = 4,0-4,6; е8г(7) = = -15,7.-18,9), характеризующий близкое родство источников фондовых магм [1]. В этом случае можно предположить, что разнообразие пород массива может быть обусловлено кристаллизационной эволюцией расплава.
Петрохимическая аттестация разновидностей горных пород, участвующих в строении СреднеТатарского массива, позволила в процессе изучения массива данных из 209 силикатных анализов осущест-
вить их типизацию на основе кластерного анализа и выборочного расчета нормативного минерального состава пород по методу CIPW. Из всей совокупности проанализированных пород по соотношению кальция, кремнезема, глинозема и щелочей выделяются силикатная (CaO = 0-9%; SiO2 = 45-62 %; AI2O3 = 17-34%; Na2O+K2O = 4-17%) и карбонатная (CaO = 39-75%; SiO2 = 11-37%; Al2Os = 2-8%; Na2O+K2O = 0-3%) ассоциации. Наиболее петрохимически контрастная карбонатная ассоциация объединяет силицитизированные
Натровая группа включает в себя практически все петрографические разновидности, подразделяясь внутри на 4 подгруппы по содержанию кремнезема, мафических компонентов щелочей и глинозема. Мафические ультращелочная и щелочная подгруппы объединяют лейко- и мезократовые плагиоийолиты с низким уровнем концентрации кремнезема (до 53%). Отличаются подгруппы соотношением салических и фемиче-ских компонентов. Повышенная щелочность лейкокра-товых разновидностей подчеркивается и более высокими концентрациями нормативных фельдшпатоидов (20 - 26%) относительно меланократовых ийолитов (15-22%). Наиболее распространены в пределах Средне-Татарского массива породы субсалической ультра-щелочной подгруппы, объединяющие практически все магматиты среднего состава (фойяиты и их пегматоид-ные разности) и продукты начальной стадии их выветривания с низкой степенью разделения из-за слабой контрастности этой подгруппы, что подчеркивает близость состава исходных пород.
Сопоставление нормативных составов основных петрографических типов пород щелочных и ультраще-лочных подгрупп показало, что классические полевошпатовые ийолиты выделяются по повышенным концентрациям нормативного нефелина, на фоне значительной (более 20%) доли фемических минералов. Их ульт-ралейкократовые разновидности практически не содержат нормативных пироксенов, затрудняя их петро-химическое разделение с фойяитами. Диагностические особенности нормативного состава фойяитов проявлены в наличие нормативного корунда (до 2%), подчеркивающего недосыщение пород щелочами. Для пегма-тоидных разновидностей по концентрациям фемиче-ских минералов наблюдается сближение с плагиоийо-
и скарнированные породы вмещающей горевской свиты. Более представительна силикатная ассоциация, объединяющая плагиоийолиты, фойяиты, мусковито-вые сиениты и продукты их выветривания. Она включает натровую (№20 = 3-12%; К20/№20 = 0,2-2) и калиевую (№20 = 0,3-1,3%; К20/№20 = 3-28) породные группы, отличающиеся по уровню концентрации натрия и их щелочной специализации. Калиевая группа объединяет породы, подвергшиеся наиболее интенсивному выветриванию (табл. 2).
литами, а по соотношению нормативных нефелина и полевых шпатов - с фельдшпатоидными сиенитами (0,120,23), что, вероятно, может определяться их формированием в результате частичного растворения продуктов ранних фаз внедрения, более поздними расплавами.
Субсалическая высокоглиноземистая подгруппа представлена мусковитовыми сиенитами, характеризующимися значительным обогащением глиноземом (до 27%) на фоне понижения щелочности (до 8%), что выражается в появлении нормативного силлиманита (18-26,5%) и кварца (до 23%). Низкая фемичность (суммарное содержание доли FeO, MgO, CaO не превышает 7%) сближает их с фойяитами.
Петрохимическая специализация пород массива. Для выявления особенностей, проявившихся при эволюции расплава и повлиявших на вещественную неоднородность пород массива, была оценена петрохимиче-ская специализация пород интрузии. В соответствии со схемой О.А. Богатикова на классификационной диаграмме Na2O+K2O - SiO2 большинство фигуративных точек исследуемых пород попадают в поля магматитов щелочной серии, за исключением мусковитовых сиенитов и небольшого количество фигуративных точек фойяитов, частично подвергшихся процессу гидротер-мально-метасоматической мусковитизации (рис. 2).
На диаграмме А. Мияширо FeOVMgO - SiO2 большинство фигуративных точек обнаруживают толеитовую специализацию (рис. 3). Оценка щелочной специализации (диаграмма K2O/Na2O - SiO2) позволяет отнести породы массива к продуктам калиево-натриевой серии. Локальное отклонение фигуративных точек в поле калиевой серии фиксируется для мусковитизированных разновидностей, в которых предполагается значительный вынос натрия на фоне обогащения калием.
Т а б л и ц а 2
Химический состав петрохимических разновидностей пород Средне-Татарского массива, мас. %
Содержание SiO2 TiO2 AI2O3 Fe2O3 (вал) MgO CaO Na2O K2O K2O+Na2O K2O/Na2O
Карбонатная ассоциация
Среднее 18,66 0,20 4,58 2,80 7,68 64,49 0,47 1,11 1,59 6,68
Минимальное 11,26 0,03 2,37 1,89 4,13 38,81 0,05 0,34 0,82 0,24
Максимальное 36,75 0,39 7,74 3,62 9,67 75,45 1,68 2,01 3,42 30,00
Силикатная ассоциация
Среднее 56,52 0,46 22,58 4,53 0,53 2,20 8,39 4,79 13,18 0,83
Минимальное 45,74 0,00 16,97 2,36 0,00 0,20 0,26 1,75 3,67 0,17
Максимальное 61,66 4,56 33,99 11,32 6,44 8,63 11,84 7,88 17,19 28,43
Элементы натровой группы силикатной ассоциации
Среднее 56,60 0,45 22,41 4,45 0,49 2,23 8,57 4,80 13,37 0,58
Минимальное 45,74 0,00 16,97 2,36 0,00 0,20 2,68 1,75 7,57 0,17
Максимальное 61,66 4,56 27,54 11,32 3,58 8,63 11,84 7,88 17,19 2,29
Элементы калиевой группы силикатной ассоциации
Среднее 53,34 0,76 29,37 8,06 2,01 1,23 0,77 4,46 5,23 11,07
Минимальное 51,65 0,10 24,76 3,38 0,06 0,53 0,26 2,81 3,67 2,88
Максимальное 55,31 1,52 33,99 10,92 6,44 2,16 1,33 7,26 7,51 28,43
Рис. 2. Петрохимическая типизация пород Средне-Татарского массива в координатах классификационной TAS диаграммы: 1 - лейкоийолиты; 2 - мезократовые ийолиты; 3 - фойяиты; 4 - мусковитовые сиениты. I-III - композиционные поля магматических пород:
I - нормальной щелочности; II - субщелочного ряда; III - щелочного ряда [7]
Рис. 3. Петрохимическая типизация пород Средне-Татарского массива на классификационной бинарной диаграмме Ре01/М§0 - 8102. 1—4 - представительные химические составы пород (условные обозначения см. в пояснении к рис. 2).
Поля I, II ограничены составами известковой и толеитовой серий соответственно. Направления эволюции химизма пород каждой фазы массива: 1 - фойяитов; 2 - ийолитов. Граница полей нанесена в соответствии со схемой О.А. Богатикова с соавт. [9]
Анализ диаграммы Л.С. Бородина (Na2O + K2O)/CaO - Ac также подтверждает развитие среди пород Средне-Татарского массива производных магматической серии повышенной щелочности (рис. 4). Однако отчетливо проявленные на этой диаграмме различные эволюционные тренды фигуративных точек пород каждой фазы массива указывают на различные механизмы кристаллизации при их становлении.
Оценка унаследованности петрохимических параметров пород Средне-Татарского массива на основании изучения распределения главных петрогенных оксидов относительно содержания кремнезема на соответствующих бинарных диаграммах показала, что вариации содержаний TiO2 и Fe2O3 в общем отвечают обратной пропорциональной зависимости, отображая степень дифференцированно-сти исходного магматического расплава. Подобное же распределение наблюдается и на диаграммах CaO - SiO2, MgO - SiO2 (рис. 5). Фиксируемое в разной степени в обоих случаях отклонение от генерализованной последовательности фигуративных точек фойяитов и расщепление вариационного тренда отражает высокую вариативность данных компонентов в высококремниевых областях. Это дополнительно подчеркивает приоритет перитектической кристаллизации при формировании этих пород.
Оценка унаследованности петрохимических параметров пород Средне-Татарского массива на основании изучения распределения главных петрогенных оксидов относи-
тельно содержания кремнезема на соответствующих бинарных диаграммах показала, что вариации содержаний TiO2 и Fe2O3 в общем отвечают обратной пропорциональной зависимости, отображая степень дифференцированно-сти исходного магматического расплава. Подобное же распределение наблюдается и на диаграммах CaO - SiO2, MgO - SiO2 (рис. 5). Фиксируемое в разной степени в обоих случаях отклонение от генерализованной последовательности фигуративных точек фойяитов и расщепление вариационного тренда отражает высокую вариативность данных компонентов в высококремниевых областях. Это дополнительно подчеркивает приоритет перитектической кристаллизации при формировании этих пород.
Распределение глинозема в породах СреднеТатарского массива (рис. 6) обнаруживает близкие закономерности с вариациями содержания щелочей и кремнезема (см. рис. 2), подтверждая предположение о различных механизмах фракционной кристаллизации пород ранней и поздней фазы (фойяитов и ийолитов).
Таким образом, наблюдаемое накопление в ийолитах салических компонентов в остаточном расплаве, а в фой-яитах - их снижение (например, для Na2O и K2O) либо постоянный состав (как в случае Al2O3), свидетельствуют о том, что при кристаллизации ийолитов главным фактором является фракционирование темноцветов (пироксе-нов), а в фойяитах отмечается перитектическая кристаллизация полевого шпата и фельдшпатоидов.
Рис. 4. Вариации и характер щелочности пород Средне-Татарского массива на диаграмме Л.С. Бородина. 1—4 - представительные химические составы пород (условные обозначения см. в пояснении к рис. 2). I -IV композиционные поля магматических пород: I - известковой (толеитовой); II - известково-щелочной; III - субщелочной;
IV - щелочной серий [10]. Вариационные тренды пород массива:
1 - фойяитов; 2 - ийолитов; 3 - мусковитовых сиенитов
Рис. 5. Вариации вещественного состава пород на бинарных диаграммах: Са0-8Ю2 (А), М§0-8Ю2 (Б). 1—4 - представительные химические составы пород (условные обозначения см. в пояснении к рис. 2). Направления эволюции химизма пород массива
Рис. 6. Вариации вещественного состава пород на бинарных диаграммах АЦ0з-8Ю2.
1—4 - представительные химические составы пород (условные обозначения см. в пояснении к рис. 2). Направления эволюции химизма пород каждой фазы массива: 1 - фойяитов; 2 - ийолитов
Петрохимические факторы вариаций состава пород массива. Для выявления закономерностей изменения составов пород Средне-Татарского массива и характеристики основных процессов, определяющих вариации их составов, в выборке, объединяющей сили-
катную ассоциацию, был проведен компонентный анализ петрохимической информации. Идентификация ведущих факторов фракционирования, определяющих разнообразие пород интрузии, осуществлялась с помощью статистического анализа методом главных компо-
нент. Вариации петрохимических параметров пород в пределах выборки определяются тремя главными компонентами с суммарным вкладом 83%. Их обобщенная структура выглядит следующим образом:
F,
1(49%)
Si36 (Na +K)29 Al23 Na 22K2
Fe43Ti40Ca39Mg38
(K/Na)
A1
50 Л145
Na53 (Na + K)43 Ca 21
F3
Si4
3(11%)
K72 (Na + K)35 (K/Na)3
Первый фактор, оказывающий наибольшее влияние на вариативность пород массива, отражает разделение магматического расплава в промежуточной камере и дифференциацию порций ийолитовой магмы in situ и четко фиксируется линейной дисперсией выборки фигуративных точек ийолитов вдоль оси абсцисс (рис. 7).
Дифференциация выборки ийолитов подчеркивает ведущее значение фракционной кристаллизации феми-ческих минералов (пироксенов, сфена) в качестве ранних кумулятивных фаз именно при внедрении второй фазы Средне-Татарского массива.
Рис. 7. Распределение фигуративных точек пород Средне-Татарской интрузии в плоскости координат Н-БЗ. 1 - мафическая ультращелочная подгруппа;
2 - мафическая щелочная подгруппа; 3 - субсалическая ультращелочная подгруппа;
4 - субсалическая высокоглиноземистая подгруппа; 5 - калиевая подгруппа.
Во врезке - матрица факторных нагрузок главных компонентов. Выделенные совокупности: I - породы мафических ультращелочной и щелочной подгрупп,
II - породы субсалических ультращелочной и высокоглиноземистой подгрупп
Вторая компонента характеризует, по видимому, направленность экзогенных процессов, определяемую разложением темноцветов и фельдшпатоидов с образованием мусковита, что проявляется поведением кальция и натрия при наличии обратной корреляции с глиноземом и калий-натровым отношением. Эта тенденция показывает избирательный характер вторичных преобразованй различных пород Средне-Татарского массива, что подтверждается и результатами приведенной выше петрохимической аттестации. Метасомати-ческие изменения фиксируются преимущественно при аттестации фельдшпатоидных сиенитов и диагностируются избытком глинозема по отношению к щелочам в слабопереработанных породах и появлением нормативных алюмосиликатов в интенсивно преобразованных разностях. Вторичные изменения плагиоийолитов выразились в формировании контрастных кластеров калиевой группы - монтмориллонит-гидрослюдистой коры выветривания.
Третья компонента, вероятно, фиксирует распределение в изученных породах полевых шпатов и отражает их перитектическую кристаллизацию, так как характеризуется высокой положительной корреляционной связью суммы щелочей, калия и калий-натрового от-
ношения на фоне устойчивых отрицательных связей с кремнеземом. Данный антагонизм кремния по отношению к калию, при относительно нейтральном поведении натрия, фиксирует реакцию обогащенного кремне-кислотой остаточного расплава первой фазы внедрения и его перитектическую реакцию с ранними фельдшпа-тоидами, по всей вероятности, калиевой группы, что и определяет особенности формирования фойяитов Средне-Татарского массива. На диаграмме это фиксируется ортогональной деформацией вариационного поля фигуративных точек фойяитов (рис. 8).
Таким образом, наряду с отмечаемым сходством минерального состава пород основных фаз интрузии (фойяитов и ийолитов), общими чертами химизма и близким источником фойдовых магм являются их вещественная неоднородность, значительный временной интервал и различные процессы формирования.
Петрохимическая специализация пород интрузии показывает, что их петрографическое разнообразие в целом определяется кристаллизационной эволюцией продуктов калий-натриевой щелочной серии. Одновременно геометрия вариационных трендов указывает на некоторую вариативность факторов фракционирования при становлении пород разных фаз массива.
Рис. 8. Распределение фигуративных точек пород Средне-Татарской интрузии в плоскости координат Р2-Р3 (условные обозначения см. в пояснении к рис. 7). Во врезке - матрица факторных нагрузок главных компонентов. Выделенные совокупности: I - породы мафических ультращелочной и щелочной подгрупп и субсалической ультращелочной подгруппы; II - метасоматиты субсалической высокоглиноземистой подгруппы
Основным фактором при кристаллизации ийолитов выступает фракционирование темноцветов (пироксе-нов), а при формировании фойяитов ведущим фактором выступает перитектическая кристаллизация полевого шпата и фельдшпатоидов. Это отражается и в структурах главных компонент, определяющих вариации петрохимических параметров пород, подчеркивая ведущую роль перитектической кристаллизации расплава в процессе формирования фойяитов первой фазы и влияние процессов фракционирования фемических компонентов на петрографическую вариативность продуктов кристаллизации ийолитового магматического
расплава второй фазы и его дифференциацию in situ на мезократовые щелочные и лейкократовые ультраще-лочные разновидности. Отсутствие четких корреляционных зависимостей между степенью дифференциации и перитектическим фракционированием калиевого полевого шпата свидетельствует о различных пространственно-временных характеристиках их проявления. Таким образом, можно говорить о том, что вещественная неоднородность пород Средне-Татарского массива обусловлена эволюцией фоидитового расплава, связанной с различными механизмами фракционирования и кристаллизации магмы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сазонов А.М., Врублевский В.В., Гертнер И.Ф. и др. Заангарский щелочной интрузив, Енисейский кряж: Rb-Sr-, Sm-Nd-изотопный возраст
пород и источники фельдшпатоидных магм в позднем докембрии // ДАН. 2007. Т. 413, № 6. С. 798-802.
2. Верниковский В.А., Верниковская А.Е., Сальникова Е.Б. и др. Позднерифейский щелочной магматизм западного обрамления Сибирского
кратона: результат континентального рифтогенеза или аккреционных событий? // ДАН. 2008. Т. 419, № 1. С. 90-94.
3. Корнев Т.Я., Кочевский Л.К., Ножкин А.Д. и др. Рабочая схема корреляции магматических и метаморфических комплексов Енисейского
кряжа // Региональные схемы корреляции магматических и метаморфических комплексов Алтае-Саянской складчатой области. Новосибирск: СНИИГГиМС 1999. С. 17-46.
4. СвешниковаЕ.В., СеменовЕ.И., Хомяков А.М. Заангарский щелочной массив, его породы и минералы. М.: Наука, 1976. 80 с.
5. Федорова А.В. Акцессорная благороднометалльная минерализация в породах Средне-Татарского щелочного массива // Золото Сибири: гео-
химия, технология, экономика: Материалы IV Междунар. симп. Красноярск: КНИИГиМС, 2006. С. 77-78.
6. Vernikovsky V.A., Vernikovskaya A.E., Kotov A.B. et al. Neoproterozoic accretionary and collisional events on the western margin of the Siberian
Craton: new geological and geochronological evidence from the Yenisey Ridge // Tectonophysics. 2003. Vol. 375, № 1/4. P. 147-168.
7. Минералы: Справочник. Т. 5: Каркасные силикаты. Вып. 2: Фельдшпатоиды / Под ред. Г.Б. Бокий, Б.Е. Боруцкого. М.: Наука, 2003. 379 с.
8. Дир У.А., Хауч Р.А., Зусман Дж. Породообразующие минералы. Т. 3: Листовые силикаты / Под ред. В.П. Петрова. М.: Мир, 1966. 318 с.
9. Магматические горные породы: В 6 т. Т. 6: Эволюция магматизма в истории Земли / Под ред. В.И. Коваленко. М.: Наука, 1987. 439 с.
10. Бородин Л.С. Петрохимия магматических серий. М.: Наука, 1987. 264 с.
Статья представлена научной редакцией «Науки о Земле» 18 октября 2010 г.
