30.12.2020

Геохимические вариации метаморфизированных осадочно-вулканогенных образований Печенгской структуры


Геологическое строение этого района, так же как и северо-запада Сибирской платформы, достаточно хорошо изучено. Основную роль в геологическом разрезе играют чередующиеся горизонты вулканических пород основного состава, главным образом метадиабазов и осадочных силикатных, реже карбонатных пород и филлитов, в значительной степени метаморфизованных. Степень метаморфизма снизу вверх по разрезу меняется от амфиболитовой до зеленосланцевой фации. Всего в разрезе выделяются четыре горизонта метаосадочных пород, разделенные четырьмя покровами метадиабазов и диабазов. Метаосадочиый горизонт между третьим и четвертым покровами диабазов представлен в основном филлитами, в которых заключены многочисленные мелкие (мощностью до 300 м) никеленосные массивы основного — ультраосновного состава, относящиеся к габбро-перидотитовой формации. По нашим данным, никеленосные массивы представлены сложно дифференцированными интрузиями троктолит-оливинитового и анортозит-габбро-пироксенитового рядов. Никеленосным является только троктолит-оливинитовый ряд пород, известный в литературе под собирательным условным названием «перидотиты». Перидотиты подверглись сильнейшей двухстадийной метасоматической переработке. Все без исключения тела фреатически серпентинизированы, а в эндоконтактовых частях дополнительно переработаны в период регрессивного регионального метаморфизма зеленосланцевой фации. Продукты аллометасоматоза серпентинитов, представленные хлорнт-тальковыми, тремолит-тальковыми и карбонат-тальковыми породами, являются главными концентраторами богатых (сплошных, брекчиевых и «серых») медно-никелевых руд. Бедное вкрапленное оруденение отмечается во всем объеме перидотитовых тел и является одним из источников переотложения полезных компонентов в зонах максимальной метасоматической проработки.

Для исследования вариаций состава пород Печенги была сформирована выборка из 530 химических анализов на 13 элементов (10 петрогенных, а также Cu, Ni, Co). В выборку были включены анализы как метавулканических, так и метаосадочных пород, а также интрузивных пород основного — ультраосновного состава, серпентинитов, апосерпентинитов и различных типов руд.

Компонентная диаграмма, построенная по результатам обработки объединенной выборки методом главных компонент в режиме корреляционной матрицы, приведена на рис. 15. На этой диаграмме наблюдаются два главных тренда.

Тренд (1) характеризуется антагонизмом Ca, Al, Mg, Fe2, Mn по отношению к Si и К, т. е. отражает колебания составов пород по кислотности — основности. Ои соответствует внутригрупповому в метавулканитах двух нижних покровов и мета-осадочных породах трех нижних горизонтов. В этом же направлении ориентированы оси, соединяющие центры полей метаосадочных пород первого и второго горизонтов с центрами полей соответствующих вулканитов.

Тренд (2) представлен полярной ассоциацией Mg, Fe3, Cu, Ni-Ca, Ti, Fe2, Al, Na, отражающей кислотно-основную дифференциацию в ультраосновных породах. В этом же направлении ориентированы поля серпентинитов, апосерпентинитов и «серых» руд, причем центры всех полей ультраосновных пород, метасоматитов и руд расположены на главной оси вариаций. Лишь поле сплошных и брекчиевых руд несколько смещено относительно этой оси. Таким образом, тренд (2) отражает одновременно первичную дифференциацию гипербазитов по основности и наложенный рудно-метасоматический процесс, связанный с регрессивным метаморфизмом. Оба эти процесса, следовательно, имеют в целом сходные геохимические особенности.

Специфичный тренд (3) наблюдается в карбонатных породах. Его характеризует полярная ассоциация Si-Ca, Mg, Mn, Ti, отражающая ведущую роль вариаций кварцевой п карбонатной составляющих в этих породах.

Особое место на диаграмме занимают диабазы третьего и четвертого покрова, образующие одно компактное и изометричное поле 8, и филлиты четвертого горизонта, общее поле которых также относительно изометрично, но исключительно широкое (поля 4 и 4а), что свидетельствует об очень высокой дисперсности составов пород. Поле габбро пересекается с полем пироксенитов, но имеет другую ориентировку, промежуточную между направлениями (1) и (2).

Рассмотрим прежде всего особенности вариаций состава осадочных и вулканических образований. Первое, что обращает на себя внимание, — это сходство внутригрупповых трендов в метавулканитах двух первых покровов и метаосадочных породах трех нижних горизонтов (параллельность главных осей эллипсоидов на общей диаграмме) при наличии четкой анизотропии эллипсоидов вариаций. Такое сходство крайне маловероятно, если считать, что взаимосвязи между элементами отражают первичные особенности геохимии пород. Единственным удовлетворительным объяснением этого сходства представляется предположение о том, что тренд (1) отражает не первичные связи между элементами, а характер перераспределения вещества при метаморфизме. В таком случае следует признать значительные масштабы миграции вещества при метаморфической дифференциации. Сделанный вывод подтверждается также тем, что диабазы третьего и четвертого покрова, будучи практически идентичны по составу (поле 8), резко отличаются от метавулканитов первых двух покровов в первую очередь изо-метричностью и компактностью фигуративного поля, т. е. однородностью состава при несколько большей основности. Как известно, метаморфизм в двух последних покровах значительно более слабый (зеленосланцевая фация) по сравнению с нижележащими образованиями (эпидот-амфиболитовая и амфиболитовая фации). Филлиты четвертого горизонта (поля 4 и 4а) также резко отличаются от нижележащих метаосадочных пород и диабазов верхних покровов крайне высокой дисперсностью фигуративного поля при его относительной общей изометричности, а также большей магнезиальностью.

Следовательно, на диаграмме выявляются существенные различия в геохимических особенностях толщи пород до третьего метаосадочного горизонта включительно и вышележащих образований, связанные с сильной метаморфической переработкой первых и отсутствием таковой во вторых. По-видимому, породы нижних горизонтов испытали метаморфизм еще до излияния диабазов третьего покрова, и может быть их следует рассматривать как особое более древнее структурное подразделение.

Отметим, что центры полей метаосадочных пород в последовательности от первого горизонта к третьему и метавулканитов первых двух покровов в той же последовательности закономерно смещаются вправо вниз на диаграмме в направлении, почти перпендикулярном к внутригрупповому тренду, т. е. примерно соответствующем тренду (2). Это означает последовательное увеличение в них средних содержании таких участвующих в тренде (2) элементов, как Mg, Fe3, Na, Cu, т. е., в частности, рудных элементов. Поскольку тренд (2) отражает влияние рудно-метасоматического процесса, связанного с низкотемпературным метаморфизмом регрессивной стадии, указанное смещение центров следует относить за счет этого влияния.

Рассмотрим особенности верхних горизонтов, включая и расположенные в филлитах четвертого горизонта гипербазиты и метасоматиты. Прежде всего отметим, что пикриты, залегающие в нижней части четвертого покрова диабазов и частично — в третьем, существенно отличаются по составу от соответствующих диабазов, но имеют сходный состав с пироксенитами и оливинитами, располагаясь на пересечении их полей. Филлиты четвертого горизонта четко делятся на две разные группы. Первая группа, представляющая среднюю часть филлнтового горизонта (поле 4) имеет состав, сходный с метаосадочными и метавулканическими породами нижних горизонтов, а вторая, характеризующая нижнюю и верхнюю части горизонта филлитов (поле 4а), является высокодисперсной, составы ее дают непрерывные переходы от сходных с группой 4 до неотличимых от метапироксенитов и метаоливинитов.

Породы ультраосновного состава и связанные с ними метасоматиты, как уже указывалось, на общей диаграмме характеризуются одним трендом (2), отражающим как первичную дифференциацию гипербазитов, так и наложенный рудно-метасоматический процесс. Для выявления особенностей последнего эта группа пород, включая и «серые» руды, была подвергнута отдельной обработке, результаты которой представлены на рис. 16. На этом рисунке видны существенные различия в трендах кислотно-основной дифференциации и «рудного». Кислотноосновная дифференциация, очевидно, отражается трендом (1), соединяющим центры нолей оливинитов и пироксенитов и характеризующимся антагонизмом Mg, Fe3, Ni и Cu по отношению к Ca, Ti, Fc2, Al, Na. Почти перпендикулярно к этому направлению расположен «рудный» тренд (2), являющийся ведущим в группе «серых» руд. Для него характерно возрастание содержаний Ni, Cu, Co, Fe3, Fe2 при уменьшении содержаний остальных элементов, главным образом Ca и Si Важная отличительная особенность этого тренда — отсутствие в составе полярной ассоциации Mg. В пироксенитах тренд (2) практически не проявлен, а в оливинитах, серпентинитах и апосерпентинитах он согласуется с вариациями основности. Отметим, что судя по ориентировке главных осей эллипсоидов вариаций, одинаковых в этих породах, увеличение содержаний в них рудных элементов происходит согласованно с ростом основности.

Линия аа' на рис. 16 представляет собой верхнюю границу локализации фигуративных точек для пород нормального ряда дифференциатов и продуктов их автометасоматических изменений. Попадание точек выше этой линии свидетельствует о влиянии рудно-метасоматических преобразований, т. е. о потенциальной рудоносности массива. Таким образом, данная диаграмма, так же как и приведенная на рис. 14 для трапповых долеритов, позволяет осуществлять разбраковку конкретных интрузивных массивов по степени их потенциальной рудоносности. Эффективнее для этой цели использовать другую диаграмму, построенную по результатам обработки тех же пород, но без анализов рудных образцов. К сожалению, мы не смогли проделать эту работу, поскольку не имели разбивки анализов по конкретным массивам.

Таким образом, анализ вариаций состава образований Печенгской структуры позволил: а) установить три ведущих тренда, два из которых характеризуют нормальную дифференциацию по основности пород кислого — основного и ультраосновного состава соответственно, а третий отражает влияние рудно-метасоматического процесса, связанного, по-видимому, с регрессивной стадией регионального метаморфизма; б) выявить вероятное метаморфическое происхождение ведущего тренда в метадиабазах и метаосадочных породах нижних горизонтов и существенные геохимические различия этих пород от вышележащих; в) получить новые критерии для оценки потенциальной рудоносности конкретных массивов путем разделения трендов, связанных с первичной дифференциацией по основности гипербазитов и продуктов их изменения, с одной стороны, и с наложенным рудно-метасоматическим процессом, с другой.





Яндекс.Метрика