Количественная характеристика и петрогенетическая интерпретация структуры гранитов Салминского массива (стр. 1 )

На правах рукописи

ПЕТРОВ Дмитрий Анатольевич

Количественная характеристика и петрогенетическая интерпретация структуры гранитов Салминского массива (Карелия)

Специальность 25.00.04 – Петрология, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-Петербург

2008

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном горном институте им.  (техническом университете).

Научный руководитель –

доктор геолого-минералогических наук,

член-корреспондент РАН

Юрий Борисович Марин

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук

Римма Львовна Бродская

доктор геолого-минералогических наук

Семен Матвеевич Бескин

Ведущее предприятие - Институт геологии Карельского НЦ РАН

Защита диссертации состоится 17 ноября в 16.00 на заседании диссертационного совета Д 212.224.04 при Санкт-Петербургском государственном горном институте им.  (техническом университете) Санкт-Петербург, 21-я линия, д. 2, ауд. 4312.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института им.  (технического университета).

Автореферат разослан ___ октября 2008 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета,

доцент

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Несмотря на длительную историю изучения крупных гетерогенных плутонов, в том числе, содержащих граниты рапакиви, остаются вопросы, связанные с выделением и типизацией пород отдельных интрузивных фаз и комплексов. Примером таких плутонов может служить Салминский массив в южной Карелии, с которым связана редкометалльная минерализация. Анализ результатов многочисленных исследований Салминского массива показывает необходимость выработки объективных петрографических критериев, позволяющих уверенно типизировать разновидности гранитов, а также характер и степень их постмагматических изменений. В качестве таких критериев, наряду с минеральным и химическим составом, могут быть использованы количественные параметры структуры гранитов. Структурно-текстурные особенности гранитов позволяют оценить условия их формирования, а также провести корреляцию интрузивных фаз и комплексов Салминского плутона с интрузивными фазами и комплексами фанерозойских массивов, с которыми связаны масштабные проявления редкометалльной минерализации.

Цель работы состоит в выявлении и оценке главных параметров структуры гранитов и их использовании при расчленении пород Салминского массива и его аналогов, интерпретации их формационной принадлежности и оценке условий формирования.

Фактический материал и методы исследования. В основу работы положен каменный материал (более 50 крупных штуфов), собранный автором в 2006 году на Салминском массиве, а также из коллекций СПГГИ (ТУ), ИМГРЭ и ВСЕГЕИ. Экспериментальные исследования проводились в лабораториях СПГГИ (ТУ), ВСЕГЕИ, ИГГД РАН, Института минералогии Фрайбергской горной академии (Германия). Изучено более 60 прозрачных шлифов методами оптической микроскопии, количественные параметры структуры и текстуры в 20 образцах гранитов измерены на приборе МИУ-5М (ВСЕГЕИ), а также с помощью методики, предложенной автором, при помощи сканера Epson Perfection 1240 и микроскопа Zeiss AXIO Imager, оборудованного системой анализа изображения. Для 5 образцов выполнен рентгенофазовый анализ (ФГА, дифрактометр XRD 300 TT, аналитик Р. Клеберг), полуколичественный микрорентегноспектральный анализ (ФГА, микроанализатор JEOL JXA-640, аналитик У. Кемпе), катодолюминесцентный микроанализ (ФГА, КЛ-микроскоп HC1-LM, аналитик Й. Гётце), рамановский микроанализ (СПГГИ (ТУ), рамановский спектрометр Renishaw InVia Reflex, аналитик ). Компьютерная обработка полученных данных производилась с применением специализированных программных пакетов VideoTest, FractShop1.0, ImageJ 1.37.

Научная новизна заключается в выявлении количественных параметров структуры пород, которые позволяют надежно разделить граниты Салминского массива по фазовой и формационной принадлежности, а также отражают характер и степень постмагматических преобразований.

Практическая значимость состоит в обосновании методики морфометрического анализа гранитов и типизации структурных разновидностей пород гетерогенных плутонов, в том числе содержащих граниты рапакиви, для более уверенного расчленения этих массивов при картировании.

Достоверность защищаемых положений, выводов и рекомендаций определяется детальными петрографическими наблюдениями, применением комплекса различных методик морфометрического анализа горных пород с использованием новейших компьютерных технологий, а также подробным анализом результатов предыдущих исследований по тематике работы.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на заседаниях кафедры минералогии, кристаллографии и петрографии СПГГИ (ТУ). Отдельные результаты исследований докладывались и получили положительную оценку на научных конференциях «Полезные ископаемые России и их освоение» (Санкт-Петербург, 2005-2008 гг.), «Молодые – наукам о Земле» (Москва, 2006 и 2008 гг.), «Фёдоровская сессия – 2006» (Санкт-Петербург, 2006 г.), «Актуальные проблемы геологии докембрия, геофизики и геоэкологии» (Санкт-Петербург, 2007 г.), «Математические методы в кристаллографии, минералогии, петрографии» (Апатиты, 2007 г.). Значительная часть изложенных в диссертации материалов вошла в отчет по проекту № РНП.2.2.2.3.9636 «Изучение особенностей структуры и состава гранитов для реконструкции условий их образования» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг.)».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, и содержит 132 страницы, включая 33 рисунка, 11 таблиц. Список литературы содержит 106 наименований. Во введении определены цель и задачи исследования. В первой главе дается общая характеристика Салминского массива и анализируются результаты предшествующих исследований. Во второй главе обосновывается методика количественного анализа структуры изверженных горных пород и приводятся результаты ее применения для гранитов разной формационной принадлежности. В третьей главе проводится структурная типизация разновидностей гранитов Салминского массива на основании указанной методики. Четвертая глава посвящена вопросам связи структурно-текстурных особенностей гранитов массива с условиями их образования. В заключении приведены результаты работы, охарактеризовано ее методическое и практическое значение.

Диссертационная работа выполнена под руководством доктора геолого-минералогических наук, члена-корреспондента РАН , которому автор выражает глубокую признательность. Автор сердечно благодарит , (СПГГИ), (ВСЕГЕИ), (ИМГРЭ) за поддержку в выполнении исследований и ценные критические замечания при обсуждении результатов работы. Особую благодарность автор выражает директору Института минералогии Фрайбергской горной академии профессору Г. Хайде (G. Heide), а также сотрудникам ФГА У. Кемпе (U. Kempe), Й. Гётце (J. Götze), Р. Клебергу (R. Kleeberg), А. Рено (A. Renno) за организацию стажировки и проведение исследований. Значительную помощь в проведении лабораторных исследований и обработке результатов оказали , , (СПГГИ), , (ВСЕГЕИ), , -Добровольский (ИГГД РАН). Всем им автор выражает искреннюю благодарность. Исследования были поддержаны грантами Министерства образования и Германской службы академических обменов (РНП.2.2.2.3.9636), РФФИ (06-05-64312-а), Правительства Санкт-Петербурга, АФГИР (ST-015-02).

Краткая геологическая характеристика Салминского массива

Салминский массив расположен на северо-восточной окраине протяженного (>2000 км) пояса плутонов гранитов рапакиви, который трассирует западный край Восточно-Европейской платформы. Размеры массива ≈100 км в направлении северо-запад – юго-восток и 40 км в направлении северо-восток – юго-запад, т. е. его площадь около 4000 км2. Юго-западная часть массива перекрыта протерозойскими вулканическими и терригенными породами. По гравиметрическим данным Салминский массив представляет собой батолит мощностью от 2-5 км (северо-западная часть) до 10 км (центральная часть), мощность >10 км в южной части объясняется наличием подводящего канала (Бескин и др., 1983; Amelin et al., 1997). Юго-восточная часть (1/3 площади) массива сложена основными и переходными по составу породами (габброноритами, габбро, анортозитами, монцонитами и кварцевыми монцонитами), а остальные 2/3 площади (северо-западная часть) различными гранитами, в том числе и рапакиви. Возраст гранитов различных фаз оценивается в пределах 1541-1530 млн. лет (Ларин, 2008).

Предыдущие исследователи Салминского массива (Свириденко, 1968, 1984; Бескин и др., 1983) выделяют в его северо-западной части три комплекса гранитных пород (рис. 1):

1.  Комплекс гранитов рапакиви (выборгиты и питерлиты), занимающий большую часть массива и подразделяющийся на ряд фаз, отличающихся по структурным особенностям;

2.  Комплекс равнозернистых биотитовых лейкогранитов, слагающих дугу на севере массива;

3.  Комплекс микроклин-альбитовых лейкогранитов с топазом и циннвальдитом, представленных небольшими телами в западной части массива. С гранитами этого комплекса связывается минерализация Кительского месторождения и Питкярантского рудного поля (Хазов, 1973; Никольская, Гордиенко, 1977).