Ийолит-карбонатитовый плутонизм (на примере маймеча-котуйского комплекса Полярной Сибири)

Рассмотрено геологическое строение щелочно-ультраосновных массивов, освещена их позиция в региональных разрывных структурах, дан анализ геолого-петрографических особенностей всех массивообразующих породных групп, доказана единая последовательность породообразования во всех ийолит-карбонатитовых Плутонах. Предложена принципиально новая модель, объясняющая особенности состава, гомодромной последовательности и механизма формирования ийолит-карбонатитовых массивов. Обсуждено место сложных плутонов в рядах гетероморфных и гомологичных магматических формаций. Уточнены условия образования апатитового, флогопитового, редкометалльного и флюоритового оруденения, обоснованы его пет-рогенетические прогнозно-поисковые критерии.

Для геологов, петрологов, геохимиков, занятых изучением, прогнозированием и поисками рудных месторождений.

Вот уже на протяжении почти 100 лет (с 1895 г.) ийолит-карбона-титовые магматические комплексы (сложные массивы и сообщества массивов ультраосновных — щелочных пород и карбонатитов) привлекают внимание широким спектром приуроченных к ним полезных ископаемых (ниобий, цирконий, редкие земли, апатит, флогопит, железные и медные руды, флюорит и др.) и экзотическим сочетанием редких (в том числе уникальных) видов изверженных пород.Раскрытие генетической сущности ийолит-карбонатитовых массивов тесно переплетено с решением ряда злободневных общепетрологических проблем, таких как происхождение ультрабазитов, щелочных и несиликатных изверженных пород, природа гомодромных плутонических серий, относительная роль и взаимосвязь магматизма и метасоматоза в платформенных плутонических формациях, историко-генетические взаимоотношения сложных карбонатитовых массивов со щелочно-ультраосновны-ми вулканитами, лампрофирами и кимберлитами.Многое для понимания отдельных сторон генезиса ийолит-карбонатитовых плутонов внесли работы Л. С. Бородина, А. Г. Булаха, Е. Л. Бутаковой, Н. А. Волотовской, А. И. Гинзбурга, А. Г. Жабина, Ю. Л. Капустина, В. А. Кононовой, В. П. Костюка, А. А. Кухаренко, А. В. Лапина, М. П. Орловой, Л. И. Паниной, Л. К. Пожарицкой, В. С. Самойлова, В. И. Тернового, А. А. Фролова, Ю. М. Шейнманна и многих других авторов, а также труды зарубежных ученых — В. Брёггера, Г. Эккермана, Б. Ч. Кинга, М. С. Гарсона, Д. К. Бейли, Дж Гиттинса, П. Дж Уайли, В. Дж Ферверда, М. Дж. Ле Ба и др.Вместе с тем до настоящего времени имеются серьезные расхождения в истолковании почти всех основных генетических аспектов проблемы и соответственно отсутствует ее сколько-нибудь удовлетворительное общее решение. Во многом это объясняется частным характером исследований (изучение отдельных массивов или породных групп, чаще всего карбонатитовой, реже ийолитовой и некоторых других), преимущественно минералого-геохимической направленностью наиболее детальных разработок и недостаточной представительностью (в отношении полноты развития и обнаженности) большинства изучавшихся объектов, особенно зарубежных.Методика исследования, легшего в основу этой работы, состояла во всестороннем изучении маймеча-котуйского ийолит-карбонатитового комплекса с акцентом на геолого-петрологические и петрографические методы. Принималось во внимание, что этот комплекс является едва ли не самым ярким, полно развитым представителем данного формационного типа.К особенно важным чертам комплекса, имеющим ограниченные аналогии или не имеющим аналогий, относятся: тесная пространственно-временная ассоциация щелочно-ультраосновных массивов с петрохимически родственными вулканитами, диатремово-дайковыми сериями и кимберлитами; многочисленность центральных интрузий, среди которых крупнейший в мире плутон этой формации — Гулинский; полнота списка всех присущих подобным комплексам породных групп при широком распространении наиболее ранних из них (эпизодически встречающихся в массивах других регионов, особенно зарубежных); редкое разнообразие пород мелилитолитовой и фоскоритовой серий; наличие двух крупных сложно построенных и хорошо обнаженных центральных штоков карбонатитов; присутствие в массивах всех наиболее характерных для формации эндогенных руд; возможность сколь угодно детальной документации взаимоотношений массивообразующих породных групп (в том числе рудных) благодаря обилию естественных выходов и широко проводившимся горнопроходческим и буровым работам.Основным методом выяснения состава, строения и эволюции массивов служило крупномасштабное геологическое картирование. Геолого-структурное изучение многофазных карбонатитовых интрузий гулинского комплекса сопровождалось микроструктурным анализом в динамическом его варианте, разработанным А. Н. Казаковым. Широко использовались литературные сведения по результатам физико-химических и термобаро-геохимических экспериментов в области щелочно-ультраосновного и кар-бонатитового петрогенеза. При диагнозе изверженных и метасоматических пород, выделении интрузивных фаз и стадий минерализации, наконец, при фациально-формационном расчленении щелочно-ультраосновных магматитов автор стремился строго придерживаться правил и требований системного метода [15].Исходный фактический материал собирался и обрабатывался в течение 35 лет (29 полевых сезонов), целиком отданных изучению маймеча-котуйского и родственных ему комплексов. За этот период были закартированы и петрографически изучены (частично в сотрудничестве с Т. Л. Гольдбурт, К. М. Шихориной и Н. П. Суриной) все крупные (кроме массива Немакит) и большинство мелких щелочно-ультраосновных интрузий провинции, составлено более 30 детальных геологических карт и схематических планов. С целью проверки универсального значения петрогенетических закономерностей, выявленных на примере маймеча-котуйского комплекса, автором проведены полевые наблюдения на наиболее обнаженных и сложных по строению массивах Карело-Кольской (Ковдор, Африканца) и Уджинской (Томтор, Богдо) провинций, посещен Хибинский плутон, изучены представительные коллекции образцов из ийолит-карбонатитовых комплексов Кении и канадского массива Ока (коллекции получены соответственно от М. Дж. Ле Ба и Дж. Гиттинса).В итоге с учетом всех ранее известных разработок предложена принципиально новая модель щелочно-ультраосновного плутоногенеза, объясняющая особенности состава, гомодродной последовательности и механизма формирования ийолит-карбонатитовых массивов.История изучения карбонатитовой проблемы, как и большинства других сложных петрологических проблем, изобилует разнообразными гипотезами. Если отбросить явно устаревшие и заведомо тупиковые решения (прежде всего те из них, в которых полностью или частично игнорировалась изверженная природа карбонатитов) и оставить без внимания часто делаемый акцент на всеобъемлющей роли кристаллизационного фракционирования, то в качестве главных, до сих пор обсуждаемых альтернатив петрогенеза уместно назвать две. Одна из них опирается на тесную фа-циальную взаимосвязь плутонического и более позднего диатремово-дайкового магматизма (Г. Эккерман и другие, преимущественно скандинавские, геологи), другая — на столь же прочное формационное единство ийолит-карбонатитовых плутонов и вулканитов мелилитит-нефелинит-фонолитовой серии (Б. Ч. Кинг, М. Дж. Ле Ба и другие исследователи африканских пририфтовых комплексов). Первая дискуссия между сторонниками этих двух подходов произошла еще в 1948 г. на XVIII Международном геологическом конгрессе (Лондон).В этой книге впервые дается развернутое обоснование формационной (генетической) автономии щелочно-ультраосновного плутонизма и обсуждается место ийолит-карбонатитовых плутонов в рядах щелочно-ультраосновных (гетероморфных) и плутонических (гомологичных) магматических формаций. В частности, карбонатиты рассматриваются как неотъемлемая составная часть сложных плутонов (а не субвулканов!) центрального типа со специфическим набором и устойчивыми возраст ными соотношениями дифференциатов глубинной щелочно-ультраосновной магмы.Автор пользуется случаем поблагодарить канадского проф. Дж. Гиттинса и английского проф. М. Дж. Ле Ба за любезно переданные образцы щелочных пород из Канады и Восточной Африки. Большую помощь в организации и проведении полевых работ в разные годы оказывали сотрудники ПГО «Красноярскгеология» М. Л. Шерман, В. Т. Кириченко и многие другие. Полнота и точность химических и спектральных анализов обеспечены в основном аналитиками ВНИИОкеангеология Г. П. Гринберг, Т. М. Саблиной, Л. В. Тесановой, О. А. Зайцевой и Р. С. Рабиновичем. Часть определений выполнена благодаря содействию Л. А. Полуниной в лаборатории ВСЕГЕИ. Всем названным лицам автор выражает свою искреннюю признательность. Особую благодарность автор испытывает к своим ближайшим сотрудникам — соавтору многих исследований Н. П. Суриной, а также Т. Л. Кочуровой, Ф. С. Фильчикову, И. В. Егорову и Н.Н. Предтеченскому, оказавшим неоценимую помощь в сборе и обработке материалов, а также в техническом оформлении рукописи и иллюстраций.