Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Первые находки скоплений карбонатного материала среди ультраосновных-щелочных пород были столь неожиданны, что их рассматри-
W0-300
300-/90
Карбонатитовый этап (стадия)
J \Ла \Ж6 І Ш I Ж
/95-/550Z
Посткас натилюоыи этап
Рис. 69. Температурная градуировка формирования карбонатитов. По С. Соколову и Е. Эпштейну.
а — массивы Сетте-ДабанскоЙ провинции, б — массив Ковдор; 1 — биотит-пироксеновый и амфибол-пнрок-сеновый геотермометры; 2 — гомогенизация; 3 — декрепитация; 4 — распад твердых растворов; б — пирротин-пиритовый геотермометр; 6 — температура по полям устойчивости минералов
вали как ксенолиты осадочных известняков, вынесенные из глубин при интрузиях. При этом одни геологи полагали, что они имеют дело с ксенолитами известняков подстилающих пород (Р. Дэли, С. Шенд), другие— что они наблюдают ксенолиты, погрузившиеся в магму из перекрывающих пород (А. Мак Грегор). Высказывались также предположения о том, что карбонатиты представляют собой осадочные породы, приобретшие на глубине высокую пластичность и выжатые вверх подобно куполам каменной соли (Т. Джеверс и др.).
Однако в настоящее время эти взгляды оставлены, кажется, всеми геологами. Им противоречат следующие факторы: 1) в толщах вмещающих пород большинства районов распространения карбонатитов отсутствуют осадочные карбонатные породы; 2) цилиндрическая или дай-кообразная форма карбонатитов; 3) многостадийность образования карбонатитов; 4) признаки метасоматического замещения карбонатитами вмещающих пород некоторых месторождений; 5) наличие в карбонати-тах специфических, в том числе редкометальных минералов, отсутствующих в осадочных известняках; 6) связанное с этим обогащение карбонатитов редкими элементами, например, содержание в них стронция в 5 раз, лантана в 500 раз, ниобия в 6 тыс. раз выше, чем в осадочных карбонатных породах (Д. Голд); 7) повышенное значение отношений изотопов 18Or16O, 15Ci12C, 26MgI24Mg и 87SrI86Sr в карбонатитах по сравнению с осадочными карбонатными породами и соответствие отношений 34S : 32S метеоритному стандарту, свидетельствующее об их ювенильном источнике, а также о более высокой температуре образования.
В настоящее время конкурируют две гипотезы образования карбонатитов. Одна из них рассматривает карбонатиты как породу, образовавшуюся при раскристаллизации магматического расплава. Эту точку зрения защищают X. Бассет, Д. Бейли, В. Бреггер, К. Виллиамс, К. Дэ-вис, Б. Кинг, Е. Ларсен, В. Пекора, Б. Смит, А. Холмс, X. Экерманн, Р. Эриксон и др., а из советских геологов Л. Егоров, А. Лапин, А. Жа-бин. По другой гипотезе карбонатиты формировались как типичные постмагматические гидротермальные месторождения при различном соотношении отложения вещества в пустотах вмещающих горных пород и при их замещении. Из зарубежных ученых этот взгляд пропагандируют Н. Боуэн, отчасти Е. Сеттерли, И. Фрехен, а из советских — Л. Бородин, А. Гинзбург, Л. Пожарицкая, А. Фролов, Ю. Шейнманн, Е. Эпштейн и др.
Магматическая гипотеза. Наблюдения над телами карбонатитов некоторых месторождений говорят о возможном образовании их при раскристаллизации из магматического расплава. Об этом свидетельствует наличие в карбонатитах типичных ксенолитов окружающих пород, в том числе обломков ультраосновных-щелочных и измененных фенитизированных пород. Магматическому происхождению соответствуют флюидная текстура некоторых карбонатитов и ориентировка длинных осей слагающих их карбонатов вдоль карбонатитовых даек. В пользу этого говорит независимость состава карбонатитов от состава пересекаемых ими пород. Известны случаи излияния карбонатных лав. Так из современных вулканов Олдонио и Налианго в Африке изливались ще-лочно-углекислые и кальциево-углекислые лавы, которые могут рассматриваться как прототипы карбонатной лавы (О. Кнорринг и др.).
Важным доказательством магматического происхождения служит обнаружение в составе карбонатитов СССР и Африки расплавленных включений с температурой гомогенизации 880—550°С (Б. Романов, С. Соколов, Е. Харламов, В. Келли и др.), что позволило некоторым исследователям этих включений поставить вопрос о явлениях магматической ликвации с отделением карбонатного расплава при температуре 900±50°С. Такие представления подтверждаются экспериментальными исследованиями Г. Орловой и И. Рябчикова в системе Na2O — CaO — MgO—А120з—SiO2—СОг, показавших, что ликвация магмы о обособле-
ниєм карбонатного расплава возможна в условиях повышенного потенциала CO2, на глубинах не менее 30—40 км. Теоретические вопросы магматической гипотезы разрабатывал также Л. Перчук, важная информация содержится в работах А. Лапина.
Осмотр карбонатитовых даек Ально в Швеции участниками XXI сессии Международного геологического конгресса осенью 1960 г. под руководством X. Экерманна не оставил сомнений в образовании их из магматического расплава.
Долгое время магматическая гипотеза генезиса карбонатитов не могла объяснить ряд явлений, связанных с физико-химической характеристикой карбонатного расплава. Так, например, такие карбонаты, как кальцит, слагающие на 80% и более карбонатитовые тела, характеризуются очень высокой температурой плавления (кальцит плавится при температуре 1339°С и давлении 102,5 МПа). Ясно, что при такой температуре и особенно давлении карбонатиты не могли формироваться из магматических расплавов. Однако экспериментальные исследования Ф. Сыромятникова во Всесоюзном научно-исследовательском институте минерального сырья (ВИМС) показали, что карбонатный расплав может существовать при сравнительно низком давлении, отвечающем гипабис-сальным условиям.
