Деякі геохімічні та петрологічні критерії еволюції Октябрського масиву лужних порід (Україна)

Abstract

Розглянуто петрологічні, мінералогічні та геохімічні особливості сієнітових порід Октябрського масиву. Для уточнення послідовності кристалізації інтрузивних фаз масиву застосовано петрологічні характеристики (індекс диференціації та показник залізистості порід), мінералогічні та геохімічні критерії диференціації (еволюції). Дещо понижена залізистість та лужність фемічних мінералів із сієнітів центрального штоку (пуласкіти) Октябрського масиву вказують на їх значно слабшу (порівняно з іншими породами) диференційованість. Очевидно, вони є найбільш ранніми (крім інтрузії габро) породами масиву. Фойяїти характеризуються більш залізистими фемічними мінералами і вищою їх лужністю, ніж лужні сієніти та пуласкіти. За цими ознаками фойяїти є більш диференційованими і, як свідчать умови залягання, пізнішими від сієніт-пуласкітів. За мінералогічними критеріями егіринові мікрофойяїти, агпаїтові фоноліти та маріуполіти є більш диференційованими породами, ніж тарамітові фойяїти. На значний ступінь диференційованості мікрофойяїтів і маріуполітів, разом із надзвичайно високою залізистістю і агпаїтністю, може вказувати також підвищена концентрація марганцю в біотиті (до 8,7 % MnO) і магнетиті (до 2,2 % MnO). Зміни хімічного та мінерального складу порід добре узгоджуються зі згаданими мінералогічними і петрологічними особливостями. Так, у породах кожної наступної інтрузивної фази зменшується концентрація TiO₂, P₂O₅, Sr та Ba, збільшується — некогерентних елементів (Zr, Nb, REE, Y), поглиблюються негативні Eu- аномалії в спектрах рідкісноземельних елементів (REE). В залежності від типу порід змінюються і мінеральні форми рідкісних елементів. Загальний тренд пониження концентрації Sr і Ва в породах кожної наступної інтрузивної фази добре узгоджується із процесом інтенсивного польовошпатового фракціонування. Поступова екстракція цих елементів призвела до майже повної їх деплетації в кінцевих диференціатах. Некогерентні елементи нагромаджуються в завершальних або кінцевих диференціатах Октябрського масиву, а маріуполіти за рівнем концентрації цих елементів стають рудними або рудоносними породами. У складі REE переважають легкі елементи церієвої підгрупи, хоча частка важких REE та Y є значною. У спектрах REE порід і апатитів завжди чітко проявлені негативні Eu-аномалії. Найменшими вони виявилися в апатиті із сієніт-пуласкітів, а найглибшими — в агпаїтових фонолітах.

Рассмотрены петрологические, минералогические и геохимические особенности щелочных и нефелиновых сиенитов Октябрьского массива. Для уточнения последовательности кристаллизации интрузивных фаз массива использованы петрологические характеристики (индекс дифференциации и железистость пород), минералогические и геохимические критерии дифференциации (эволюции). Так, несколько пониженная железистость и щелочность фемических минералов из сиенитов центрального штока (пуласкиты) Октябрьского массива указывают на их значительно более слабую (сравнительно с другими породами) дифференцированность. Очевидно, это наиболее ранние (кроме интрузий габбро) породы массива. Фойяиты характеризуются более железистыми фемическими минералами и более высокой их щелочностью, чем щелочные сиениты и пуласкиты. По этим признакам фойяиты — породы более дифференцированные и, как показывают условия их залегания, более поздние, чем сиенит-пуласкиты. По минералогическим критериям эгириновые микрофойяиты, агпаитовые фонолиты и мариуполиты принадлежат к более дифференцированным породам, чем тарамитовые фойяиты. На значительную степень дифференцированности микрофойяитов и мариуполитов, наряду с крайне высокой железистостью и агпаитностью, может указывать также повышенная концентрация марганца в биотите (до 8,7 % MnО) и магнетите (до 2,2 % MnО). Изменение химического и минерального состава пород хорошо согласуется с упомянутыми минералогическими и петрологическими особенностями. В породах каждой последующей интрузивной фазы уменьшается концентрация TiO₂, P₂O₅, SrО и BaО и увеличивается — некогерентных элементов (Zr, Nb, REE, Y), а также углубляются отрицательные Eu-аномалии в спектрах REE. В зависимости от типа пород изменяются и минеральные формы редких элементов. Общий тренд понижения концентрации Sr и Ва в породах каждой следующей интрузивной фазы хорошо увязывается с процессом интенсивного полевошпатового фракционирования. Постепенная экстракция этих элементов привела к почти полной их деплетированности в конечных дифференциатах. Некогерентные элементы накапливаются в завершающих или конечных дифференциатах Октябрьского массива, а мариуполиты по уровню концентрации этих элементов становятся рудными или рудоносными породами. В составе REE преобладают легкие элементы цериевой подгруппы, хотя содержание тяжелых REE и Y также значительное. В спектрах REE пород и апатитов всегда четко проявлены отрицательные Eu-аномалии. Наименее они выражены в апатите из сиенитпуласкитов, а наиболее — в агпаитовых фонолитах.

The petrological, mineralogical and geochemical peculiarities of alkaline and nepheline syenites from Oktyabrsky massif are considered. Petrological features (differentiation index and rock’s magnesity), mineralogical and geo chemical criterion of differentiation (evolution) were used to improve the sequence of crystallisation intrusive rock se ries. Thus some decreasing of the iron content and lower alkalinity of femic minerals in the syenites (pulaskites) from a central part of Oktyabrsky massif indicate on some lower differentiation degree (compared to other rocks). Pro bably these rocks are earlier (except gabbrous) in massif. The femic minerals of foyaites have higher iron content and higher alkalinity in comparison to similar minerals from alkaline syenites and pulaskites. By these peculiarities foyaites belong to more differentiated and later rocks than syenite-pulaskites. By mineralogical peculiarities aegirine microfoyaites, agpaitic phonolites and mariupolites belong to more differentiated rocks in comparison to taramite foyaites. High Mn concentration in biotite (up to 8.7 % MnО) and magnetite (up to 2.2 % MnО) together with high iron content and alkalinity can indicate on significant differentiation degree of these rocks. The changing of chemical and mineralogical composition of those rocks agrees with mentioned mineralogical and petrological peculiarities. So sequentially TiO₂, P₂O₅, SrО and BaО depletation and increase of incoherent elements (Zr, Nb, REE, Y) in the rocks of each next intrusive phase are established. In this way a negative Eu anomalies become deeper too. The rare-metal minerals convert depending on rock types. There is a good agreement between the general trend of Sr and Ba decreasing in the each next intrusive and an intensive feldspar fractionation. Total depletation of these elements in the last differentiates is caused by their gradual extraction from melt. The incoherent elements have been accumulated in the last or final differentiates of Oktyabrsky massif. Thus, mariupolites became ore or ore-bearing rocks by these elements concentration. The LREE are prevailing in the REE pattern but HREE and Y concentration are considerable too. There are clear negative Eu-anomalies in chondrite-normalizing REE pattern from rocks and apatites. In apatites from syenitepulaskites the Eu-anomalies are less expressed while in agpaitic phonolites they are most significant.