Количественная характеристика и петрогенетическая интерпретация структуры гранитов Салминского массива (стр. 4 )

3. Граниты раннего комплекса Салминского массива вблизи контакта с более молодыми биотитовыми лейкогранитами подверглись значительным постмагматическим изменениям (кремне-калиевому метасоматозу), которые выразились в образовании цепочечных агрегатов кварца, выравнивании зерен по размеру, сглаживании межзеренных границ и приближении их структуры к структуре гранитов Б. Образовавшиеся вторичные аляскиты отличаются от лейкогранитов Б меньшей степенью агрегативности породообразующих минералов и реликтами структуры гранитов рапакиви.

Вторичные аляскиты (аляскитизированные граниты рапакиви) распространены преимущественно в северо-западной части Салминского массива, вблизи контакта раннего комплекса гранитов рапакиви (питерлитов) с более поздними лейкогранитами. Макроскопически порода отличается от неизмененных питерлитов тем, что основная масса в ней уже не разнозернистая (от крупно - до мелкозернистой), а сплошь крупнозернистая с изометричными зернами кварца и относительно идиоморфным калиевым полевым шпатом. По сравнению с неизмененными питерлитами (как средне-, так и крупнозернистыми), содержание плагиоклаза снижается с 18-25% до 10-12%, калиевого полевого шпата – возрастает с 33-40% до 42-43%, кварца – с 36% до 43%. Переход неизмененных питерлитов во вторичные аляскиты плавный, однако в крупных образцах можно найти участки обеих структур. В наиболее полнопроявленных вторичных аляскитах структура приближается к равнозернистой, т. к. размеры зерен основной массы сопоставимы с размерами вкрапленников. Предполагается, что аляскитизация питерлитов вызвана метасоматическим воздействием, сопутствующим внедрению лейкогранитов (Бескин и др., 1983). При этом во вторичных аляскитах часто сохраняются фрагменты структуры рапакиви, а именно – овоидные вкрапленники щелочного полевого шпата с гранофировым кварцем в краевой части.

Сравнение количественных параметров структуры вторичного аляскита с другими породами показало, что на диаграмме в координатах χ2 – Скорр он попадает в поле гранитов Б, очень близко к лейкогранитам Салминского массива (точка 5 на рис. 3). Извилистость границ кварцевых зерен на уровне 120-250 мкм (по измерению фрактальной размерности) для вторичного аляскита несколько ниже, чем у лейкогранита, но это различие ненамного превышает погрешность измерения. С другой стороны, изучение частоты межзеренных границ на приборе МИУ-5М показало, что в биотитовом лейкограните срастания кварц-кварц встречаются часто (КА = 1,0), тогда как во вторичном аляските таких срастаний практически нет (КА = 0,2). Это подтверждается и на качественном уровне петрографическими наблюдениями в шлифах. Существующие экспериментальные данные (Ikeda et al., 2002) указывают на то, что цепочные агрегаты кварца магматических лейкогранитов и аляскитов (гранитов типа Б) образовались в результате ранней кристаллизации полевых шпатов с последующим «слипанием» (кластеризацией) зерен последних. Кварц в этом случае кристаллизовался из остаточного расплава в оставшемся пространстве, и поэтому его зерна неизбежно граничат друг с другом. При аляскитизации же гранитов рапакиви, скорее всего, происходила собирательная перекристаллизация кварца, с укрупнением зерен, то есть несколько соседних разноразмерных зерен кварца объединялись в одно, не граничащее с другими. Этим объясняются значения КА, пониженные даже по сравнению с неизмененным питерлитом. Агрегативность же породообразующих минералов в биотитовых лейкогранитах Салминского массива близка к таковой у пород лейкогранит-аляскитовой формации, взятых в качестве эталонов (табл. 3).

Таблица 3. Сравнение агрегативности вторичных аляскитов с гранитами А и Б

Порода	Коэффициент агрегативности КА
Pl-Pl	Qtz-Qtz	KFsp-KFsp	Bt-Bt
Неизменный питерлит (гранит А)	0,5	0,6	0,2	0,2
Вторичный аляскит по питерлиту	0,2	0,2	0,3	0,0
Биотитовый лейкогранит (гранит Б)	0,5	1,0	0,4	1,7
Эталонный гранит Б	0,5	0,9	0,5	1,0

Примечание: Pl – плагиоклаз, Qtz – кварц, KFsp – калиевый полевой шпат, Bt – биотит. В качестве эталонного гранита Б измерялся гранит главной фазы массива Бегазы (Казахстан).

Исследование калиевого полевого шпата в гранитах Салминского массива методами рентгенофазового и микрозондового анализа, а также изучение характера катодолюминесценции и рамановских спектров, показало наличие во всех разновидностях гранитов рапакиви как моноклинной (ортоклаз), так и триклинной фазы (микроклин). Соотношения этих двух фаз весьма сложные (одно зерно может состоять из блоков с разной степенью упорядоченности) и их соотношение не обнаруживает однозначной связи с постмагматическими изменениями. В биотитовых лейкогранитах с помощью катодолюминесцентной микроскопии выявлено две генерации метасоматического альбита (замещающих, соответственно, калиевый полевой шпат и олигоклаз). Причиной натриевого метасоматоза могло стать внедрение наиболее молодого в Салминском массиве комплекса микроклин-альбитовых гранитов, подобно тому, как сами лейкограниты послужили причиной аляскитизации гранитов рапакиви.

Заключение

Структура гранитов Салминского массива определяется двумя главными факторами – особенностями состава магмы каждого комплекса и историей формирования пород (кристаллизацией и постмагматическими изменениями). Для гранитов рапакиви (питерлитов) первого комплекса предполагаются следующие стадии формирования: первая – кристаллизация порфировых вкрапленников (овоидов) на значительной глубине; вторая – подъем расплава с падением давления, температуры и кристаллизацией неравнозернистой основной массы; третья – частичное или полное изменение (кремне-калиевый метасоматоз), с образованием во втором случае аляскитоподобных пород. Кристаллизация биотитовых лейкогранитов второго комплекса и микроклин-альбитовых гранитов третьего комплекса не сопровождалась такой резкой сменой условий, поэтому порфировидная структура для них не столь характерна. Кристаллизующиеся породы каждого последующего комплекса служили причиной и источником постмагматических изменений предыдущего; на это указывает кремне-калиевый метасоматоз в питерлитах, и натриевый – в биотитовых лейкогранитах. Все вышеперечисленное говорит в пользу формирования Салминского батолита в результате серии последовательных магматических импульсов, а не дифференции магмы из одного источника.

Качественные и количественные исследования структуры гранитов Салминского массива показывают, что она близка к структурам поздне - и посторогенных гранитоидов гранитовой, лейкогранит-аляскитовой и субщелочно-лейкогранитовой формаций. Для двух поздних комплексов это сходство фактически переходит в тождество, что указывает на близость условий кристаллизации протерозойских и фанерозойских гранитоидов в схожей тектонической обстановке. Применяемая комплексная методика количественного анализа и типизации структуры позволила выделить поля физиографических типов гранитов А, Б и В, что дает возможность использовать этот подход для типизации структуры гранитов во вновь изучаемых и картируемых массивах. Сходство гранитов двух поздних комплексов с редкометалльными гранитами Б и В фанерозойских массивов позволяет рассматривать их как потенциально редкометаллоносные (с оловянно-полиметаллической специализацией).

По теме диссертации опубликованы следующие основные работы:

1.  Использование фрактального анализа для характеристики структуры руд Александринского месторождения (Южный Урал) // Записки Горного Института, т. 159, ч. 1 , 2005. С. 26-28.

2.  Использование фрактального анализа для характеристики структуры и технологических свойств медно-цинково-колчеданных руд Александринского месторождения // Обогащение руд, 2005, № 2. С. 18-21. (Соавтор: )

3.  Применение математических методов для характеристики строения минеральных агрегатов // Новые идеи молодежи в науках о Земле. Москва, РГГРУ, 2006. С. 64 - 68

4.  Количественные параметры и возможная генетическая интерпретация распределения кварца в гранитах // Федоровская сессия 2006. Тезисы докладов международной конференции, СПб., 2006. С. 32 - 34

5.  Textural investigation of granitic rocks (Salmi massif, Karelia, Russia) // Сборник материалов научного семинара стипендиатов программы «Михаил Ломоносов» 2006/07 года. М., 2007. С. 163-166

6.  Структурно-текстурные особенности гранитов рапакиви Салминского массива (Северное Приладожье) // Материалы XVIII молодежной научной конференции, посвященной памяти . СПб., 2007. С. 93-95.

7.  Исследование структуры гранитов: статистический подход // Труды III Всероссийской научной школы «Математические методы в кристаллографии, минералогии, петрографии». Апатиты, 2007. С. 138-144 (Соавтор: )

8.  Типизация гранитов Салминского массива (Северное Приладожье) на основании количественных параметров структуры // Известия вузов, Геология и разведка, 2008, №2. С. 37- 43.