Возняк Алексей Александрович

Изучение ультраосновных и щелочных лампрофиров Кольской щелочной провинции

Была тщательно изучена петрография и геохимия девонских лампрофировых даек в трёх районах Кольской щелочно-карбонатитовой провинции: Кандалакша, Кандагуба и Турий Мыс. В Кандалакше дайки (айликиты, флогопитовые карбонатиты и мончикиты) не связаны с крупными массивами и формировались на глубинах 45–20 км, что ограничило их эволюцию до мончикитов. В Кандагубе и Турием Мысе дайки (от мончикитов до нефелинитов, фоидолитов и карбонатитов) ассоциированы с многофазными ультрамафит-щелочными массивами, что позволило совершиться более длительной фракционной кристаллизации и ликвации карбонатитов.

Моделирование (Rhyolite-MELTS) показало, что эволюция расплавов происходила при давлениях 1.5–0.8 ГПа с доминированием клинопироксена и CO₂-флюида, что предотвращало рост SiO₂. В Турием Мысе на 1.0–1.1 ГПа произошло отделение карбонатитовых расплавов, обогащённых редкими элементами. В Кандагубе дальнейшая эволюция до фонолитов шла при 0.1 ГПа в присутствии гидротермальных флюидов.

Оливины лампрофиров

Исследование оливинов в лампрофирах Кольской карбонатитовой провинции (ККП) выявило два тренда Ni-Mg#, связанных с фракционной кристаллизацией расплавов разного состава: более высокие Ni в Кандалакше (1270–1160 °C) и низкие Ni в эволюционированном расплаве Турьего Мыса (1330–1190 °C). Фугитивность кислорода (fO₂) варьировала от QFM (Кандалакша) до QFM +1 (Турий Мыс), что подтверждается содержанием V и Sc в оливине. Первичные расплавы фракционировали 24–26% оливина Fo89 до подъема и кристаллизации в нижней коре (1.5–1.1 ГПа). Низкая магнезиальность пород (0.5–0.64) и оливина (0.81–0.87), а также высокие Ca (1665–5325 ppm) и Mn (1193–2610 ppm) в оливине указывают на эволюционированный характер расплавов, являющихся гипабиссальными аналогами магм, формирующих щелочные ультрамафитовые массивы с карбонатитами.

Сравнение глобальных данных показывает, что эволюция оливина в лампрофирах и кимберлитах различается: в лампрофирах тренды Ni-Mg# контролируются фракционированием оливина, тогда как в кимберлитах вариации Ni при постоянном Mg# могут быть связаны с ассимиляцией мантийного материала. Различия объясняются меньшим количеством мантийных ксенокристов в лампрофирах и их медленным подъемом, способствующим фракционированию в промежуточных магматических камерах.

Кальцевые гранаты из лампрофиров

Исследование гранатов из лампрофировых и карбонатитовых даек Кольской карбонатитовой провинции (ККП) выявило пять композиционных типов: высоко-Zr, высоко-Ti, средне-Ti, низко-Ti и высоко-Al. Эти гранаты встречаются в различных петрографических позициях — от ранних фенокристов до позднемагматических кристаллов ксеноморфной формы. Их состав и зональность отражают последовательность магматической кристаллизации и взаимодействие с флюидами. Ранние высоко-Zr и высоко-Ti гранаты кристаллизовались из глубинных карбонатно-щелочных расплавов, тогда как поздние высоко-Al гранаты связаны с постмагматическими процессами и замещением мелилита. Фракционная кристаллизация и реакция с карбонатитовыми флюидами приводят к эволюции от обогащённых Ti и Zr гранатов к бедным Ti, но богатым Al.

 Гранаты демонстрируют значительные вариации в содержании редкоземельных элементов: от обогащённых тяжёлыми (HREE) в магматических разностях до обогащённых лёгкими (LREE) на поздних стадиях. Высоко-Zr гранаты, являющиеся антекристами, свидетельствуют о карбонатной природе родительских лампрофировых магм. Однако их широкий состав и зависимость от акцессорной минерализации осложняют использование гранатов в качестве однозначных петрогенетических индикаторов. Например, высоко-Zr гранаты не могут служить маркерами UML-карбонатитовых ассоциаций, а Ti-содержащие андрадиты — диагностическим минералом