Сравнение геохимических особенностей пород северо-запада Сибирской платформы и Печенгской структуры

Геологическое строение рассматриваемых регионов существенно различается. По среднему составу породы трапповой формации также отличаются от соответствующих петрографических аналогов Печенги большей магнезиальностью. Различен состав руд и содержания полезных компонентов. Тем не менее, проведенное исследование позволило обнаружить очень много общих особенностей вариаций химического состава этих образований.

Даже при беглом сравнении компонентных диаграмм объединенных выборок заметно сходство общей конфигурации полей всех пород. По результатам анализа как общих диаграмм, так и диаграмм, построенных для отдельных групп пород, в обоих случаях установлено наличие трендов, отражающих вариации составов пород по основности и отличающихся от них трендов, связанных с наложенными рудно-метасоматическими преобразованиями.

Тренды кислотно-основной дифференциации определяются средней основностью пород и поэтому различаются в разных породах обоих регионов. Устанавливается наличие двух ведущих трендов дифференциации. В породах кислого — основного состава, если принимать во внимание только поведение общих для обеих выборок элементов, главный межгрупповой тренд:

который с точностью до перестановки элементов в одной части полярной ассоциации наблюдается в обоих регионах. Только на Печенге, из-за наличия в выборке более кислых пород, в левой части ассоциации большую роль играет К, а в сибирских долеритах — Na. В гипербазитах обоих регионов вариации основности пород характеризуются трендом

В правой части этой ассоциации на Печенге, кроме того, присутствуют Fe2 и Ti, отражая большую железистость этих пород. Тренд, характеризующий рудно-метасоматический процесс, также очень сходен и представлен полярной ассоциацией

причем в трапповых образованиях в правой части, кроме Ca, главную роль играет Al, а в печенгских — Si.

Описывая рудно-метасоматический процесс, авторы имеют в виду в первую очередь образование богатых руд. Признание сингенетического характера рудной вкрапленности не противоречит полученным данным. В гипербазитах, несомненно, происходило повышение концентраций Ni и Cu одновременно с ростом их магнезиальности в процессе дифференциации (тренд б). С другой стороны, очевидна также роль метасоматоза при образовании богатых руд (тренд в).

На общей диаграмме для трапповых формаций (см. рис. 13) тренды (а) и (б) не разделяются между собой, но четко отделяются от рудного тренда (в). На диаграмме для всех печенгских пород (см. рис. 15), наоборот, тренд (а) четко отличается от имеющих одинаковую ориентировку трендов (б) и (б). Это связано прежде всего с включением во вторую выборку кислых метаосадочных образований, что усилило роль тренда (а), и, кроме того, с более четкой проявленностью «рудного» тренда в изученных образованиях Сибирской платформы.

Специфичными для каждого региона, хотя и имеющими сходную ориентировку на диаграммах, оказались тренды (3). На рис. 13 тренд (3) отражает возрастание Cr вместе с Mg в особой группе пикритов, а на рис. 14 — вариации элементов в карбонатных породах. Кроме того, в Печенгской структуре отсутствуют скарны и заведомые метасоматиты кислого состава, распространенные в эндоконтактах трапповых интрузий.

Тренд (а) в сибирских долеритах носит межгрупповой характер, соединяя центры относительно изометричных полей отдельных петрографических разностей (см. рис. 13) и явно отражает магматическую дифференциацию, в то время как в метадиабазах и метаосадочных породах Печенги он четко проявлен также в пределах отдельных групп пород нижних горизонтов (внутригрупповой) и, как указывалось выше, отражает результат дифференциации составов по основности в процессе метаморфизма высокой ступени.

Тренд (б) типичен в трапповой формации для таких ультраосновных пород, как пикриты, троктолиты и плагиоклазовые оливиниты. Для всех этих пород характерно сосуществование оливина и плагиоклаза. В Печенгской структуре тот же тренд присущ, кроме пикритов, сильно серпентизированным перидотитам и пироксенитам, казалось бы, совсем другого состава и структуры. В частности, в печенгских гипербазитах плагиоклаз обнаруживается очень редко. Однако петрологические данные свидетельствуют о первичной принадлежности этих пород также к троктолит-оливинитовому и анортозит-габбро-пироксенитовому рядам. Впоследствии породы подверглись интенсивной метасоматической переработке, сопровождавшейся почти полной хлоритизацией плагиоклаза, серпентинизацией оливина и переходом пород в хлорит-тальковые, тремолит-тальковыс и карбонат-тальковые сланцы и серпентиниты. Таким образом, наблюдаемые в настоящее время различия в составе гипербазитов рассматриваемых регионов обусловлены последующими изменениями и не являются исходными. На общих диаграммах и те, и другие породы находятся между собой в аналогичных соотношениях и занимают сходное положение.

Известно, что в Печенгской структуре отсутствуют аналоги «такситового» горизонта сибирских траппов, представленного породами анортозитового типа, главную роль среди вмещающих пород играют породы довольно пестрого состава, объединяемые под назанием филлитов. Среди пород трапповой формации филлиты такого типа отсутствуют, но фиксируются относительно маломощные горизонты углистых сланцев. Рассмотрим положение этих пород на общих диаграммах. «Такситовые» долериты (поле 5 на рис. 13) и филлиты четвертого горизонта Печенгской структуры (поле 4а на рис, 15) занимают на соответствующих диаграммах одно и то же положение. Поля такситовых долеритов и филлитов пересекаются с полями пикритов и пород троктолит-оливинитового ряда. Пространственная локализация такситов и филлитов также одинакова, они контактируют с одними и теми же породами троктолит-оливинитового ряда. Все эти факты с учетом значительного сходства общих закономерностей геохимической дифференциации пород обоих регионов позволяют предполагать, что частично филлиты образовались за счет обогащенных плагиоклазом пород типа анортозитов, входивших, вероятно, в состав троктолит-оливинитового ряда Печенгской структуры. Переход плагиоклазитов в филлитоподобные породы мог произойти на той стадии регрессивного метаморфизма, на которой происходила почти полная хлоритизация плагиоклаза в троктолитах и начинал проявляться «рудно-метасоматический» тренд («в» — рис. 15). Отметим также, что в соответствии с этим трендом обогащение рудными компонентами сопровождалось выносом кальция.

По геологическим данным в рассматриваемую стадию на Печенге большую роль играли процессы милонитизации и будинажа, облегчавшие метасоматические преобразования, в частности, выщелачивание и вынос кальция. Интенсивная карбонатизация пород свидетельствует в пользу осаждения Ca в соседних зонах.

Таким образом, приведенные геохимические данные с учетом известных петрологических и геологических сведений показывают, что рудоносные формации гипербазитов Печенгской структуры и трапповых интрузий северо-запада Сибирской платформы первоначально имели гораздо больше общих особенностей, чем это наблюдается в настоящее время. Представляется наиболее вероятной следующая история формирования этих структур.

Верхние горизонты Печенгской структуры вначале представляли собой одну или несколько пластовых интрузий, дифференцированных от долеритов до пикритов и илагиооливинитов, возможно, как и на Сибирской платформе, разделенных горизонтами углистых сланцев. Вмещающими являлись уже метаморфизованные породы нижних горизонтов.

Трапповые интрузии Сибирской платформы испытали воздействие относительно высокотемпературного метасоматического процесса, носившего регрессивный характер, В ходе этого процесса сформировались все метасоматиты и богатое оруденение, после чего развитие структуры в основном завершилось. Этот процесс, возможно, проявился и на Печенге, но его продукты были уничтожены в ходе последующих преобразований, поэтому геологические доказательства наличия метасоматитов типа сибирских отсутствуют. Породы Печенгской структуры подверглись дополнительно интенсивному воздействию низкотемпературного метасоматического процесса, связанного с регрессивным метаморфизмом зеленосланцевой фации. Геохимическая направленность этого процесса была той же (тренд «в»), но образующиеся минеральные ассоциации, так же как и тектонический режим, существенно отличались. Интенсивность метасоматических преобразований была, по-видимому, связана с широким развитием процессов катаклаза и милонитизации. IIa рассматриваемой стадии пластовые интрузии расчленились на отдельные массивы, совершились аллометасоматические преобразования плагиоклаз-оливиновых пород, милонитизация и переход существенно плагиоклазовых пород в «филлиты» с выносом кальция (источником углистого вещества служили прослои углистых сланцев). Более высокотемпературные метасоматиты предыдущей стадии, вероятно, были уничтожены и, наконец, произошло перераспределение рудного вещества с образованием, в частности, «серых» руд, отсутствующих на Сибирской платформе.