Введение к работе
Актуальность темы. Проблема происхождения щелочных гранитов имеет большое теоретическое и практическое значение и связана с решением ряда взаимосвязанных задач: разработки механизма образования щелочно-гранитной магмы, включающего с петрологической точки зрения выяснение источника, способа выплавления и эволюции исходного расплава, а также реконструкции геоди нам и ческой обстановки образования щелочных гранитов.
Практическое значение щелочных гранитов заключается в том, чти с ними связаны крупнейшие мировые запасы HRRE, Zr, Nb и других редких лито>!)ильных элементов. Однако, источники рудного вещества и механизмы рудообразовання выяснены еще не в каждом конкретном случае.
Объектом исспедования явилась Кейвская щелочно-гранитная провинция (Кольский полуостров). Древний докембрннскпй возраст гранитов не дает возможность прямо соотносить нх тектоническую позицию с фанерозойскими геодинамическими обстановками. С другой стороны, большие объемы и своеобразная геологическая позиция щелочных гранитов в Кольском регионе с особой остротой ставят вопросы о способе их образования, аномальное поведение Rb-Sr и U-Pb изотопных систем затрудняют определение точного возраста и первоначального истгчника. До сих пор не выяснены условия и механизм образования многочисленных редкометальных проявлений Кейвского региона.
Цель работы - выяснить геодинамические условия образования, источники и эволюцию расплавов, а так же источники рудного вешесіва и эволюцию рудообразующей системы щелочных гранитов. При этом используется комплекс методов: уточнение геологического строения массивов щелочных гранитов и размещения связанных с ними рудных образований, геохимическая дискриминация тектонической позиции щелочных гранитов, генетическая и геохимическая типизация редкометальных проявлений, изучение поведения U-Pb, Rb-Sr изотопных систем и изотопов благородных газов в щелочных гранитах и рудных образованиях.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые Кейвские щелочные граниты были изучены с помощью современных изотопно-геохимических и генетических моделей и были получены новые выводы об ИХ источнике, эволюции и потенциальной рудоносности.
Практическая значимость работы состоит в том, что ее результаты могут быть использованы при разработке геодинамической модели развития северовосточной части Балтийского шита, в -раннем докембрии, а так же при проведении поисково-оценочных рябот на редкометальные месторождения и рудрпроявления Кейвсхого региона.
Фактический материал. В работе использованы материалы автора, собранные в ходе полевых работ 1990, 1991, 1992 гг., а так же полевые материалы научных руководителей А.П.Белолипецкого (1989, 1990 гг.) и Ю.А.Балашова (1985). Для характеристики вещественного состава щелочно-гранитных, рудных и вмещающих пород изучено около 200 шлифов, выполнено 190 анализов горных пород на главные элементы и более 2000 определений на малые и редкие элементы. Так же было использовано около 800 анализов горных пород по щелочно-гранитным комплексам мира, собранных по литературным данным. Отобрано и проанализировано на изотопы U и РЬ - 20 проб цирконов, галенитов и полевых шпатов, на изотопы Не - 8 проб пироксенов и амфиболов. Проанализировано на изотопы Rb и Sr - 25 проб горных пород.
Основные защищаемые положения. 1. Щелочные граниты Западных Кейв по петро- и геохимическим параметрам могут рассматриваться как анорогенные граниты. В условиях докембрийского тектогенеза их формирование происходило в обстановке растяжения земной коры. Возраст гранитов (2450 млн лет) соответствует сумийскому этапу развития Печенгско-Варзугской палеорифтогенной системы.
2. Среди щелочных гранитов Западных Кейв выделено две серии: собственно щелочная и субщелочная. Источником щелочной серии является деплетированная мантия. Источник субщелочной серии - смешанный корово-мантийный: они формировались в ходе контаминации щелочно-гранитной ыагмы веществом вмещающих пород.
3. Геохимическая специфика редкометальных проявлений определяется их
генетической связью с той или иной серией гранитов: Zr, Nb, Y, HREE, Th - для
щелочных гранитов; Zr, Nb, Та, REE, Th, Sn, W, Li - для субшелочных гранитов.
4. Характер эволюции рудообразующей системы щелочных гранитов
определялся преимущественным развитием процессов кислотного
выщелачивания при подчиненной роли щелочного метасоматоза
(альбитизации), а субщелочных гранитов - преимущественным развитием
процессов щелочного метасоматоза (калишпатизации) н незначительного
кислотного выщелачивания.
Достоверность работы. Основные защищаемые положения работы и вывсды обоснованы больїіі.ім фактическим материалом, собранным и обработанным автором. Исследование геохимических особенностей щелочных гранитов и мннерштизованных пород производилось с применением методов количественного спектрального анализа, химико-рентгенофлюоресцентного и полного химического анализов. Изучение изотопного состава пород и минералов производилось масс-спектрометрическим методом. Создана компьютерная база данных и расчеты производились с помощью прикладных программ.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы были представлены на XII Всесоюзном металлогеническом совещани" (Киев, 1990 г.), на 6 конференции молодых ученых ИГГИ АН УССР и ЛОЛГУ (Львов, 1990 г.), на 7 и 8 конференциях молодых ученых, посвященных памяти К.О.Кратца (Апатиты, 1993 г., Петрозаводск, 1994 г.), на международном симпозиуме "Геохимия газов в кристаллических породах и эндогенных процессах" (Апатиты, 1993 г.), на международном симпозиуме по Свекофенскому домену (Турку, 1993 г.), на 9 международном симпозиуме IAGOD (Пекин, 1994 г.). По теме работы опубликовано и готовится к печати 8 работ.
Структура и объем работы. Диссертация объемом 150 стр. состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы (98 наименований); содержит 41 рисунок и 6 та Злиц.