Закономерности строения контрастной ритмической расслоенности в Киваккском интрузиве тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.09, кандидат геолого-минералогических наук Бычкова, Яна Вячеславовна

• Бычкова, Яна Вячеславовна
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Бычкова, Яна Вячеславовна

Введение.

Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ РИТМИЧЕСКОЙ

РАССЛОЕННОСТИ

1.1. Современное состояние проблемы внутрикамерной дифференциации.

1.2. Степень изученности явления ритмической расслоенности

1.3. Связь с оруденением

1.4. Обзор гипотез формирования ритмичности

1.4.1. Термодинамический аспект расслоенности.

1.4.2. Динамический аспект расслоенности

1.4.3. Процессы на поздних стадиях

Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ КИВАККСКОГО ПЛУТОНА, ЕГО ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ И ФОРМА. ПОЛОЖЕНИЕ В НЕМ РИТМИЧЕСКОЙ

РАССЛОЕННОСТИ.

2.1. Геологическое строение интрузива.

2.2. Распределение петрогенных компонентов по разрезу Киваккского интрузива

2.3. Распределение микроэлементов по разрезу

Киваккского интрузива

2.4. Форма интрузива и оценка исходной магмы.

Глава 3. ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРОД КИВАККСКОГО

ИНТРУЗИВА

Глава 4. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РИТМИЧЕСКОЙ РАССЛОЕННОСТИ В ПОДЗОНЕ ПЕРЕСЛАИВАНИЯ БРОНЗИТИТОВ И

НОРИТОВ

4.1. Методы, использованные для получения пространственных характеристик ритмической расслоенности.

4.2. Геолого-петрографическая характеристика ритмической расслоенности

4.3. Геохимическая характеристика пород ритмической расслоенности

Глава 5. СОСТАВ ПОРОДООБРАЗУЮЩИХ МИНЕРАЛОВ РИТМИЧЕСКИ

РАССЛОЕННОЙ ТОЛЩИ.

5.1. Подготовка образцов и расчет оптимального количества замеров для определения состава минералов на микрозондовом анализаторе

5.2. Состав породообразующих минералов.

Глава 6. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОМЕТРИЯ УЧАСТКА РАЗРЕЗА С

РИТМИЧЕСКИМ ПЕРЕСЛАИВАНИЕМ.

6.1. Тестирование геотермометров.

6.2. Условия вычислений

6.3. Результаты геохимической термометрии.

Глава 7. МНОГОСЛОЙНО-СУСПЕНЗИОННАЯ ПОНЯТИЙНАЯ МОДЕЛЬ

ФОРМИРОВАНИЯ РИТМИЧЕСКОЙ РАССЛОЕННОСТИ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Закономерности строения контрастной ритмической расслоенности в Киваккском интрузиве»

Ритмическая расслоенность является характернейшей чертой строения мафит-ультрамафитовых интрузивов. С одной стороны - это, пусть и интересная, но частная проблема образования расслоенных интрузивов - далеко не самых распространенных объектов в земной коре. С другой стороны, к ним следует относиться как к самым глубоким магматическим образованиям, в которых можно непосредственно наблюдать результаты магматической эволюции in situ. Выводы о механизмах формирования расслоенных интрузивов можно распространить на процессы в ненаблюдаемых камерах под вулканами. Одновременно механизм формирования ритмической расслоенности является важной прикладной проблемой, поскольку в расслоенных интрузивах рудные горизонты, обогащенные хромитом, или титаномагнетитом, или благородными металлами, как правило, являются членами ритмически расслоенных пачек пород.

Главной особенностью методологии коллектива, в котором работает автор, является убежденность в том, что решение петролого-геохимических проблем магматической эволюции следует искать на путях построения математических моделей рассматриваемых генетических гипотез. Используемый для моделирования Ш программный комплекс КОМАГМАТ (Френкель, 1988, Френкель, 1995, Арискин,

Бармина, 2000) количественно воспроизводит общие закономерности распределения минералов и рассеянных элементов в вертикальных разрезах расслоенных интрузивов, однако его динамическая часть не предназначена для симуляции сложной динамики образования ритмического переслаивания. Сегодня остро встал вопрос о создании новой математической модели, которая была бы способна воспроизвести ритмичность. Для того, чтобы среди большого количества гипотез выбрать наиболее правдоподобную и пригодную для формализации, необходимо было провести всестороннее детальное исследование феномена ритмического переслаивания на конкретном объекте.

Цель и задачи.

Целью настоящей работы было получение комплексной геолого-петрологической, геохимической и минералогической характеристики строения ритмической расслоенности в Киваккском интрузиве, с тем, чтобы в дальнейшем сформулировать непротиворечивую понятийную генетическую модель формирования зон ритмического переслаивания. Полученный эмпирический материал станет в будущем основой верификации численной модели формирования ритмической расслоенности.

В связи с этим бьми поставлены следующие задачи

1. Исследовать пространственные закономерности строения ритмической пачки Киваккского интрузива.

2. Получить петрографические и геохимические характеристики пород, слагающих ритмически расслоенную толщу.

3. Выявить особенности изменения составов породообразующих минералов, г' слагающих породы ритмически расслоенной толщи.

Фактический материал.

Работа выполнена на основе наблюдений и материала, собранного автором в процессе работы на интрузиве Кивакка в течение 5 полевых сезонов по проектам РФФИ №99-05-64118 и №02-05-65168. Работы велись в подзоне Переслаивания бронзититов и норитов (далее - ПзПБН) по профилям ЮКЭ ПГО"Севзапгеология". Также использовались материалы и аналитические данные по полному разрезу интрузива, любезно предоставленные сотрудниками кафедры геохимии МГУ и ИГ КарНЦ РАН.

Общий объем использованного фактического материала составляет: 85 проб, отобранных для определения химического состава и проанализированных в химической лаборатории ИГ КарНЦ РАН; 155 образцов, в которых был измерен удельный вес для определения количественно-минерального состава пород; 400 петрографических шлифов. Все использованные пробы и образцы имеют строгую привязку к вертикальному разрезу интрузива.

Проведено 2250 микрозондовых определений в 950 зернах и 6 полированных шлифах. Проведена серия численных экспериментов для проверки гипотезы парагенности сопряженных слоев.

Новизна.

Научная новизна представленной работы заключается прежде всего, в комплексном системном подходе к изучению объекта.

В работе впервые детально исследован полный непрерывный разрез ритмического переслаивания. Для Киваккского интрузива выделены ритмические единицы и получены их пространственные характеристики (масштаб, двучленное строение, характер границ). Установлено, что для ритмически расслоенной части разреза характерен узкий диапазон изменения состава минералов. Методом геохимической термометрии опровергнута гипотеза о парагенности сопряженных слоев. Предложена многослойно-суспензионная гипотеза формирования ритмической расслоенности.

Практическое значение.

Полученные результаты важны для развития представлений о формировании ритмически расслоенных пород и связанной с ними малосульфидной платиновой минерализации. Установленные особенности строения, минерального и химического состава ритмически расслоенной зоны послужат верификационным материалом для создаваемой численной модели ритмического переслаивания. Предложены и обоснованы метод определения цветного числа биминеральных пород путем измерения их плотности, методика микрозондовых определений состава пироксенов (со структурами распада твердых растворов) с заданной точностью.

Защищаемые положения.

1. Ритмическое переслаивание пород в Киваккском интрузиве сопровождает появление каждого нового кумулятивного минерала в вертикальном разрезе.

2. Ритмические единицы, выделенные на участке перехода от бронзитового к бронзит-плагиоклазовому парагенезису, имеют следующие пространственные характеристики: метровый масштаб мощности; латеральная протяженность по всему интрузиву; всегда двучленное строение, в том числе и тогда, когда верхний слой представлен бронзит-плагиоклаз-авгитовым парагенезисом (без промежуточного двуминерального); резкий характер границ как между ритмами, так и между слоями внутри одного ритма.

3. Состав породообразующих минералов в ритмически расслоенной пачке остается практически постоянным, что отражает специфику кристаллизации исходной магмы Киваккского интрузива, а именно, узкий диапазон изменения состава минералов на этапе кристаллизации бронзит-плагиоклазовой котектики. Установлено, что в кумулятивных авгитах из габбро-норитовых слоев содержание Сг ниже, чем в интеркумулятивных из сопряженных бронзитовых кумулатов. Это, в свою очередь, доказывает, что, по крайней мере, для этих пар имеет место контраст в степени фракционирования.

4. Рассчитанные траектории равновесной кристаллизации пород из слагающих ритмическую единицу слоев не обнаруживают общих точек, что доказывает формирование соприкасающихя кумулатов из порций магм, дискретно различающихся по степени фракционирования исходной магмы, об этом же свидетельствует соотношение концентраций хрома в интеркумулятивных и кумулятивных авгитах.

Апробация работы

Основные результаты исследований работы по теме диссертации докладывались на Международной конференции "Рифтогенез, магматизм, металлогения Карелии. Корреляция геологических комплексов", Втором Всероссийском петрографическом совещании, Всероссийской научной конференции "Геология, геохимия, геофизика на рубеже XX и XXI веков, Всероссийском семинаре "Геохимия магматических пород",

Всероссийском совещании молодых ученых памяти К.О.Кратца, X и Х1П чтениях памяти И.Ф.Трусовой "Проблемы магматической и метаморфической петрологии", заседании петрографической секции МОИП.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, 7-ми глав и заключения. Объем работы составляет 12Н страниц машинописного текста, 43 рисунка, 3 таблицы, 6 приложений. Список использованной литературы включает 100 названий.

Заключение диссертации по теме «Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых», Бычкова, Яна Вячеславовна

Выводы.

1. Рассчитанные траектории равновесной кристаллизации пород из слагающих ритмическую единицу слоев не обнаруживают общих точек, что доказывает формирование соприкасающихся кумулатов из порций магм, дискретно различающихся по степени фракционирования исходной магмы. Об этом же свидетельствует более низкое содержание хрома в кумулятивных авгитах из габбро-норитовых слоев, чем в интеркумулятивных из сопряженных бронзитовых кумулатов (см. гл. 5).

2. Узкий диапазон колебаний состава породообразующих минералов подзоны Переслаивания бронзититов и норитов (см. гл. 5) отвечает диапазону эволюции составов этих минералов на этапе кристаллизации бронзит-плагиоклазовой котектики исходной магмы.

Глава 7. МНОГОСЛОЙНО-СУСПЕНЗИОННАЯ ПОНЯТИЙНАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ РИТМИЧЕСКОЙ РАССЛОЕННОСТИ.

Полученные в результате проведенных исследований данные привели к следующим выводам относительно характеристик ритмической расслоенности Киваккского интрузива.

1. Феномен ритмической расслоенности регулярно воспроизводится в зонах смены кумулятивных парагенезисов.

В подзоне Переслаивания бронзититов и норитов:

2. Мощность слоев, выдержанных по простиранию, составляет первые метры.

3. Строение ритмов двучленное, в том числе и тогда, когда верхний слой представлен бронзит-плагиоклаз-авгитовым парагенезисом (без промежуточного двуминерального.

4. Последовательность смены слоев при переслаивании не всегда соответствует порядку кристаллизации, парагенезисы, образовавшиеся из более фракционированного расплава иногда залегают в разрезе ниже менее фракционированных.

5. Границы между слоями резкие, но фациальные.

6. Отсутствует сортировка минералов внутри членов ритмических единиц.

7. Отсутствует тренд изменения состава минералов. Составы колеблются в пределах, отвечающих этапу кристаллизации от последних бронзитов до первых авгитов, т.е. бронзит-плагиоклазовой котектике.

8. Содержание хрома в кумулятивных клинопироксенах из габбро-норитов ниже, чем в интеркумулятивных авгитах из сопряженных бронзитовых кумулатов.

9. На границе бронзитового и перекрывающего бронзит-плагиоклаз-авгитового кумулатов появляется нетипичный для кристаллизации исходного расплава бронзит-авгитовый парагенезис.

10. Кумулусы сопряженных слоев в ритмах не были в термодинамическом равновесии (по данным термометрии).

Прежде всего, необходимо еще раз подчеркнуть, что дифференциация (фракционирование) исходного расплава, определяющая строение интрузива в целом и явление ритмической расслоенности являются продуктами различных процессов. Мы полагаем, что эти процессы имеют разный порядок: дифференциация массива относится к процессу первого порядка, а ритмическое переслаивание - второго, осложняющего последовательную кристаллизацию массива, но не нарушающего ее закономерность.

Предыдущими численными экспериментами (с непоследовательным моделированием конвекции как полного ободнороднивания магмы в каждый момент времени), выполнявшимися в коллективе, членом которого является автор, показано, что ведущим процессом внутрикамерной дифференциации является конвекционно-кумуляционный механизм (Коптев-Дворников и др., 1979; Френкель и др., 1988; Френкель, 1995). Этот механизм имеет следующие главные черты. 1. Основной фазовой реакцией, обеспечивающей наблюдаемое разнообразие горных пород, является кристаллизация. 2. Ведущим механизмом тепломассопереноса является оседание кристаллов на фоне конвективного перемешивания эволюционирующей магмы. Твердая фаза образуется главным образом в градиентном слое у кровли. Путем Стоксовского оседания и конвекции она распределяется по всему объему камеры и оседает на дно, образуя кумулус. Концентрация взвешенной твердой фазы в конвектирующей магме может достигать 10-30 об.%. Численная реализация этого механизма (программа КОМАГМАТ) успешно воспроизводит генерализованное строение вертикальных разрезов Киваккского, Ципрингского, Бураковского, Йоко-Довыренского и др. массивов. Это дает нам основание утверждать, что предложенная модель обладает высокой степенью реалистичности.

Предположение о том, что ритмическая расслоенность является следствием конвекционных движений магмы в камере, высказывалось неоднократно. По поводу природы конвекции и инверсии плотности, ее вызывающей, господствуют две точки зрения.

Согласно одной, инверсия плотности в камере вызвана термическим сжатием силикатного расплава из-за его остывания у кровли и развитием в камере Бенаровской конвекции с квадратными в сечении замкнутыми ячейками (Bartlett, 1969 и др.). Следствием такой конвекции, по мнению многих исследователей, должна явиться направленная снизу вверх кристаллизация магмы. Для объяснения формирования ритмической расслоенности in situ привлекаются различные варианты гипотез ритмической кристаллизации или двойной диффузии (Irvine, 1970 и др.).

Уэйджер (Wager, Deer, 1939) одним из первых предположил, что конвекция может возникать в результате образования в градиентной зоне кристаллизации у кровли суспензии более плотной, чем нижележащая, и струйного погружения на дно этой смеси кристаллов и расплава как целого. М.Я.Френкель (Френкель, 1988) рассмотрел аналитическое решение упрощенного случая такой конвекции и показал, что на фоне монотонной кристаллизации и оседания кристаллов появляется периодическая составляющая. Важным концептуальным результатом М.Я.Френкеля стало понимание

109 того, что струи погружающейся суспензии не обязательно достигают поверхности кумулуса. Если в толще магмы существует вертикальный градиент плотности (не обязательно линейный), то отдельные струи могут приобрести нулевую плавучесть на некотором промежуточном уровне и растечься по горизонтали в виде слоя. Относительно недавно возможность струйного погружения более плотной суспензии была показана численно (Трубицын, Харыбин, 1997).

В развитие этой концепции мы обратили внимание на то, что кристаллизация многокомпонентных систем при переходе на очередную котектику сопровождается скачкообразным увеличением "производства" твердой фазы на единицу теряемого тепла. Это можно ясно увидеть на примере тройных диаграмм плавкости, в которых пересечения крутых ликвидусных поверхностей дают существенно более пологие линии двойных котектик, а в точке тройной эвтектики "наклон" нулевой, т.е. все теряемое тепло "тратится" на кристаллизацию (компенсируется скрытой теплотой плавления).

Таким образом, с момента начала кристаллизации вблизи кровли очередной котектики весьма вероятно появление здесь слоя суспензии более плотной, чем нижележащая магма Время от времени эта суспензия в виде струй может погружаться, растекаясь в слои в толще менее фракционированной (и с меньшим числом взвешенных фаз) магмы там, где будет достигнута нулевая плавучесть. Гидродинамическая составляющая нашей гипотезы сегодня не вполне ясна. Возможной причиной многократного опускания струй является необходимость для начала очередного струйного погружения накопления у кровли слоя суспензии с критическими значениями мощности и концентрации твердых фаз, на что требуется некоторое время. Растекание струй в слои на разных уровнях может быть обусловлено непрерывно меняющимися плотностями, как погружающихся струй, так и матрицы в связи с погружением кристаллов и уменьшением теплового потока через кровлю интрузива. Так или иначе, на этапах изменения фазового состава остаточной магмы в камере возможно возникновение многослойной системы, когда в матрице одноминеральной суспензии (расплав + 1 тв. фаза) на разных уровнях в порядке уменьшения плотности снизу вверх располагаются слои более фракционированных двух- и даже трехминеральных суспензий. При этом более поздние по времени формирования трехминеральные суспензии могут оказаться более плотными и "поднырнуть" под слои более ранних и менее плотных двуминеральных суспензий. В результате слои трехминеральных кумулатов могут оказаться в разрезе интрузива ниже двуминеральных. Возможное развитие процесса по предполагаемому многослойно-суспензионному механизму представлено на рис. 42.

Рис. 42. Пространственно-временная схема развития конвективных течений (фрагмент вертикального сечения Киваккского интрузива). А. Начало кристаллизации ортопироксен - плагиоклазовой котектики у кровли интрузива и формирование двуминерального слоя суспензии (расплав + плагиоклаз + ортопироксен), более плотной, чем нижележащая одноминеральная суспензия (расплав + ортопироксен). Б. Погружение струи дву минеральной суспензии до уровня нулевой плавучести. В. Формирование серии слоев двуминеральной суспензии в матрице одноминеральной суспензии. Г. Начало кристаллизации ортопироксен-плагиоклаз-авгитовой котектики у кровли интрузива и формирование трехминерального слоя суспензии (расплав + плагиоклаз + ортопироксен + клинопироксен), более плотной, чем нижележащие. Д. Погружение струи трех минеральной суспензии до уровня нулевой плавучести. Условные обозначения: 1. Кумулус; 2. Одноминеральная суспензия (расплав+бронзит); 3. Дву минеральная суспензия (расплав+бронзигЬплагиоклаз); 4. 'Грехминеральная суспензия (расплав+ плагиоклаз + ортопироксен + клинопироксен).

Главной особенностью этой модели является наличие большого количества подвижных границ между слоями суспензий, на которых происходят фазовые реакции, поскольку эти суспензии отвечают разным степеням фракционирования исходной магмы и, следовательно, соприкасающиеся слои неравновесны. Опираясь на опыт численного моделирования дифференциации интрузивов путем оседания кристаллов в застойной магме (Коптев-Дворников, 1979; Френкель, 1988), можно утверждать, что у "мезократовых" суспензий на нижних границах должен плавится оседающий плагиоклаз (и, в случае присутствия, авгит и растворяться сульфидные капли). В конечном итоге при образовании кумулуса это должно привести к образованию резких нижних границ мезократовых слоев и к обогащению сульфидов платиноидами сразу выше уровня их растворения. Что должно происходить на верхних границах мезократовых слоев сегодня неясно, так как до сих пор не моделировалась ситуация седиментационного взаимодействия относительно примитивной суспензии с подстилающей более фракционированной.

С этих позиций весьма примечательным оказалось обнаружение на границе бронзит-плагиоклаз-авгитовых кумулатов с подстилающими бронзитовыми кумулатами маломощного прослоя бронзит-авгитовых кумулатов, существование которых противоречит порядку кристаллизации материнской магмы. Подобное нарушение порядка кристаллизации воспроизводилось ранее (Е.В.Коптев-Дворников, 1982) при математическом моделировании внутрикамерной дифференциации долеритового силла в рамках модели с оседанием кристаллов сквозь застойную магму. Результаты моделирования наглядно показаны на рис. 43 для системы оливин-клинопироксен-плагиоклаз. Порядок кристаллизации исходного расплава предполагает появление оливина, затем плагиоклаза и только потом уже пироксена. Пироксен, погружаясь намного быстрее плагиоклаза и растворяясь в менее фракционированной магме, содержащей только оливин, смещает фигуративную точку расплава в сторону оливин-пироксеновой котектики. После того, как состав этого слоя расплава становится котектическим, пироксен перестает растворяться на этом уровне и погружается ниже. Таким образом, вслед за границей, выше которой в гомогенной магме появляется оливин, опускается граница, на которой появляется пироксен, а не плагиоклаз, как было бы в случае остывания интрузива без перемещения кристаллов или при погружении кристаллов с близкими скоростями. Нужно подчеркнуть, что вышеизложенное является не гипотетическим предположением, а результатом системного численного эксперимента с учетом законов кристаллизации, гравитационного погружения кристаллов, поглощения (выделения) скрытой теплоты плавления, теплопроводности и

PI

43. Фрагмент диаграммы кристаллизации оливин-плагиоклаз-пироксен. Изменение состава расплава на границе оливинсодержащей и перекрывающей оливин-плагиоклаз-пироксеновой суспензий в процессе затвердевания модельного интрузива (сплошная линия). Цветочком показан исходный состав расплава, пунктиром - изменение состава расплава при равновесной кристаллизации. т.п. В нашем случае, обладая большими скоростями погружения, чем плагиоклаз, клинопироксен должен растворяться, опускаясь в расплав, где равновесен только ортопироксен, что приведет к изменению состава жидкости на границе вплоть до достижения им бронзит-авгитовой котектики. Присутствие бронзит-авгитового кумулата является, таким образом, важным качественным подтверждением реалистичности нашего предположения о существовании многослойной системы неравновесных суспензий на этапе, предшествующем их "фиксации" в кумулусе.

Как показано в обобщающей работе (Naslund, McBirney, 1996), универсальных для всех расслоенных интрузивов закономерностей строения ритмически расслоенных пачек, увы, нет. Предложенный многослойно-суспензионный механизм формирования ритмической расслоенности, разумеется, пригоден для объяснения генезиса не всех типов ритмичности, а только для описанной в Киваккском интрузиве (можно ее предварительно назвать ритмичностью киваккского типа) и ей подобных. Трудно сказать, насколько расслоенность с такими характеристиками распространена в природе. Нам не встретилось в литературе описание ритмичности, достаточно полное для однозначной диагностики. Уверенно к этому типу может быть отнесена ритмическая расслоенность в Йоко-Довыренском интрузиве (Коптев-Дворников, устное сообщение). В средней части вертикального разреза этого дунит-троктолит-габбрового интрузива наблюдается двучленное переслаивание с резкими границами выдержанных по простиранию слоев дунитов и троктолитов с редким появлением горизонтов оливиновых габбро, чей трехминеральный кумулятивный парагенезис устойчиво появляется на много сотен метров выше по разрезу.

Сознательно или интуитивно большинство исследователей сегодня отвергли все предложенные хитроумные механизмы образования ритмичности in situ. Господствующей точкой зрения является гипотеза повторяющихся внедрений новых порций магмы. На наш взгляд это свидетельствует о кризисе существующих подходов к анализу явления. С одной стороны все предложенные внутрикамерные механизмы представляются неудовлетворительными. В то же время фантастическим выглядит и предположение о двух - трех десятках дополнительных внедрений свежей магмы практически во всех расслоенных интрузивах и именно на этапах формирования тех уровней разрезов, на которых происходит смена кумулятивных парагенезисов. А как быть со слоями, обогащенными магнетитом, появление которых в разрезах предшествует уровню устойчивого присутствия кумулятивного магнетита? Дополнительные внедрения не свежей, а, наоборот, более фракционированной магмы? Но ведь в чем на самом деле суть гипотезы дополнительных внедрений? В неоднократно повторяющемся соприкосновении растущего кумулуса с различными по степени фракционирования слоями магмы. Именно это и предполагает наша многослойно-суспензионная понятийная модель, однако, она обращается не к случайным внешним событиям, а к закономерным факторам развития внутрикамерных процессов, что, помимо всего прочего, добавляет ей эстетической привлекательности.

Справедливости ради следует отметить, что все предложенные элементы нашей гипотезы не новы. Некоторая новизна есть в их сочетании, но главное преимущество этой гипотезы в том, что, сформулированная таким образом, она допускает построение численной модели и, следовательно, количественную проверку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

1. Ритмическое переслаивание пород в Киваккском интрузиве сопровождает появление каждого нового кумулятивного минерала в вертикальном разрезе.

2. Ритмические единицы, выделенные на участке перехода от бронзитового к бронзит-плагиоклазовому парагенезису, имеют следующие пространственные характеристики: метровый масштаб мощности; латеральная протяженность по всему интрузиву; всегда двучленное строение, в том числе и тогда, когда верхний слой представлен бронзит-плагиоклаз-авгитовым парагенезисом (без промежуточного двуминерального); резкий характер границ как между ритмами, так и между слоями внутри одного ритма.

3. Состав породообразующих минералов в ритмически расслоенной пачке остается практически постоянным, что отражает специфику кристаллизации исходной магмы Киваккского интрузива, а именно, узкий диапазон изменения состава минералов на этапе кристаллизации бронзит-плагиоклазовой котектики. Установлено, что в кумулятивных авгитах из габбро-норитовых слоев содержание Сг ниже, чем в интеркумулятивных из сопряженных бронзитовых кумулатов. Это, в свою очередь, доказывает, что, по крайней мере, для этих пар имеет место контраст в степени фракционирования.

4. Рассчитанные траектории равновесной кристаллизации пород из слагающих ритмическую единицу слоев не обнаруживают общих точек, что доказывает формирование соприкасающихя кумулатов из порций магм, дискретно различающихся.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Бычкова, Яна Вячеславовна, 2003 год

1. Амелин Ю.В., Семенов B.C. О возрасте и источнике магм нижнепротерозойских расслоенных интрузий Карелии. // Тез. докл. "Изотопное датирование эндогенных рудных формаций". Тбилиси. 1990., с. 40-42.

2. Арискин А.А., Бармина Г.С. Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм. / Наука, МАИК "Наука/Интерпериодика", М., 2000,363 с.

3. Барков А.Ю., Ганнибал Л.Ф., Рюнгенен Г.И., Балашов Ю.А. Датирование цирконов из расслоенного массива Кивакка, Северная Карелия. // Методы изотопной геологии. Тез.докл. Всесоюзной школы-семинара. С.-Петербург. 1991., с.21-23.

4. Буссен И.В., Сахаров А.С. Первичная расслоенность интрузивных массивов как проявление магматической дифференциации. / В сб.: Магматические образования Кольского полуострова. Изд-во АН СССР, М., 1962.

5. Буссен И.В., Сахаров А.С. О происхождении первичной расслоенности массивов нефелиновых сиенитов. // Тез.Докл. ШВсес.петроргаф.Совепцо СО АН СССР, Новосибирск, 1963.

6. Виноградов А.П., Ярошевский А.А. О физических условиях зонного плавления в оболочках Земли. // Геохимия, №7, стр.779-790,1965

7. Коптев-Дворников Е.В. Свойства динамической модели кристаллизационной дифференциации и закономерности строения долеритовых силлов трапповой формации./Дисс. на соискание уч.ст. канд. геол-мин наук., 1982, М, 239с.

8. Ю.Коптев-Дворников Е.В., Ярошевский А.А., Френкель М.Я. Кристаллизационная дифференциация интрузивного магматического расплава. Оценка реальности седиментационной модели. // Геохимия, 1979, №4, с.488-508.

9. Котов С.Р. Структура контрастной расслоенности "критических" зон базит-гипербазитовых интрузий Кивакка и Бушвельд: свойства, происхождение. / Автореферат диссертации на соискание уч.ст. канд. геол-мин наук. Спб, 1998.117

10. Лавров М.М. Гипербазиты и расслоенные перндотит-габбро-норнтовые интрузии докембрия Северной Карелии. / Наука, Л., 1979, 136 с.

11. Латыпов P.M. Природа ритмической расслоенности в интрузиве Панских тундр. Кольский полуостров. // Докл. РАН. 1994. т.336,№5. с.643-647.

12. Латыпов P.M., Чистякова С.Ю. Физико-химические аспекты формирования магнетитовых габбро в расслоенном интрузиве Западно-Панских тундр, Кольский полуостров. // Петрология. 2001, т.9, №1, с.28-50.

13. Маракушев А.А. Ликвационная природа андезитовых вулканических серий. // Изв. АН СССР. Сер.геол., 1984, №8, с. 25-37.16.0сипов М.А. Формирование расслоенных плутонов с позиций термоусадки. / М. Наука, 1982., 100 с.

14. Самойлович Ю.А. О возможности кристал-лизации магматических тел в режиме автоколебаний. // Геохимия, 1979, №6, стр.821-828.

15. Семенов B.C., Коптев-Дворников Е.В., Берковский A.M., Киреев Б.С., Пчелинцева Н.Ф., Васильева М.О. Расслоенный троктолит-габбро-норитовый интрузив Ципринга, Северная Карелия: геологическое строение, петрология. // Петрология, 1995, т.З, №6, с.645-668.

16. Трубицын В.П., Харыбин Е.В. Конвекция в магматических камерах, вызванная инверсией распределения по глубине осаждающихся кристаллов // Физика Земли, 1997, №5, с.47-52.

17. Уэйджер Л., Браун Г. Расслоенные изверженные породы. / М. Мир, 1970.

18. Френкель М.Я. Тепловая и химическая динамика дифференциации базитовых магм. / М.: Наука, 1995.

19. Френкель М.Я., Ярошевский А.А. Кристаллизационная дифференциация интрузивного магматического расплава. Диффузионный механизм переноса тепла и вещества. // Геохимия, 1976, №8, стр.1197-1203.

20. Френкель М.Я., Ярошевский А.А., Арискин А.А. и др. Динамика внутрикамерной дифференциации базитовых магм. / М.: Наука, 1988.

21. Хворов Д.М., Коптев-Дворников Е.В., Бычкова Я.В. Реконструкция формы Киваккского расслоенного интрузива. // "Петрография на рубеже XXI века. Итоги и перспективы". Мат.П Всер.петр.совещ., 2000, Сыктывкар, с. 224-227.

22. Хворов Д.М. Петрология и геохимия расслоенного изверженного комплекса Кивакка (Фенноскандия). // Тез.докл.научн.конф."Ломоносовские чтения", 2002, Москва.

23. Шарков Е.В Явление ритмичности при затвердевании интрузий. // 1Междунар. геохим. конгр. т.1. Магматические процессы. М., 1972, с.532-544.

24. Ярошевский А.А. О происхождении ритмических структур изверженных горных пород. // Геохимия, 1970, №5, с.562-573.

25. Alapieti Т.Т., Filen В.А., Lahtinen J.J. Proterozoic layered intrusions in the Notheastern part of the Fennoscandian Shield. // Min.Petrol. 1990. v.42, pp. 1-22.

26. Ballhaus, C., Sylvester, P. Noble metal enrichment processes in the Merensky Reef, Bushveld Complex. // J.Perol, 2000,41, №4, pp545-561.

27. Barnes, S.J. The use of metal rations in platinum group element prospecting. // Explore, 1988,64, pp8-10.

28. Bartlett R.W. Magma convection, temperature distribution and differentiation // AmerJ.Sci., 1969, Vol.267, pp. 1067-1082.

29. Boudreau A. Pattern formation during crystallization and the formation of fine-scale layering. / In: Parsons, I (ed.) Origins of Igneous Layering. Dordrecht: Reidel, 453-471.

30. Boudreau A.E., McBirney A.R. The Skaergaard Layered Series. Part III. Non-dynamic Layering. //J.Petrol., 1997,38, No 8, 1003-1020.

31. Cameron E.N. Postcumulus and subsolidus equilibration of chromite and coexisting silicates in the eastern Bushveld Complex. // Geochim.Cosmochim. Acta, 1975, 39, 10211023.

32. Сатегоп E.N. Chromite in the central section, eastern Bushveld Complex, South Africa. //Am.Miner., 1977, 62,1082-1096.

33. Engelbrecht J.P. The Chromites of the Bushveld Complex in the Nietverdiend Area. // Econ.Geol., 1985, 80, No 4, 896-910.

34. Gain S.B. The Geologic Setting of the Platiniferous UG-2 Chromitite Layer on the Farm Maandagshoek, Eastern Bushveld Complex. // Econ.Geol., 1985, 80, No 4, 925-943.

35. Goode A.D.T. Intercumulus igneous layering in the Kalka layered intrusion, Central Australia. // Geol.Mag., 1977,114,215-218.

36. Gorring M.L. & Naslund H.R. Geochemical reversals within the lower 100 m of the Palisades sill, New Jersey. // Contr.Miner.Petrol., 1995,119,263-276.

37. Harris, C., Chaumba, J.B. Crustal contamination and fluid-rock interaction during the formation of the Platreef, Nothern Limb of the Bushveld Complex, South Africa. // J.Petrol., 2001,42, №7, ppl321-1347.

38. Hess H.H. Stillwater igneous complex. // Met.Geol.Soc.Amer., 1960, 80, pp.1-230.

39. Hort M., Marsh B.D., Spohn T. Igneius layering through oscilatory nucleation and ceystal setting in well-mixed magmas. // Cont.Miner.Petrol., 1993, v.l 14, pp 425-440.

40. Hulbert L.J., Von Gruenewaldt G. Textural and Compositional Features of Cromite in the Lower and Critical Zones of the Bushveld Complex South of Potgietersrus. // Econ.Geol., 1985, 80, No 4, 872-895.

41. Huppert H.E. & Sparks R.S.L. The fluid dynamics of a basaltic magma chamber replenished by influx of hot, dense ultrabasic magma. // Contr.Miner.Petrpol., 1980, 75, 279-289.

42. Husch J.M. Palisades sill: origin of the olivine zone by separate magmatic injection rather than gravity setting. // Geology, 1990,18,699-702.

43. Irvine T.N., Keith D.W., & Todd S.G. The J-M platinum-palladium reef of the Stillwater complex, Montana: П Origin by double diffusive convective magma mixing and implications for the Bushveld complex. // Econ.Geol., 1983,78,1287-1334.

44. Keith D.W., & Naslund H.R. Petrographic and chemical characteristics of a layered sequence in the Upper Border Zone of the Scaergaard intrusion, East Greenland. // GeoI.Soc.Amer.Abst., 1987, 19, 723.

45. Kogarko L.N., & Khapaev V.V. The modeling of formation of apatite deposits of the Khibina massif (Kola Peninsula). / In: Parsons, I. (ed) Origins of igneous layering. Dordrecht: Reidel, 1987, 589-611.

46. Kruger F.J., Marsh J.S. 1985. The mineralogy, petrology and origin of the Merensky Cyclic Unit in the Western Bushveld Complex. // Econ.Geol., 80, No 4, 958-974.

47. Layered Intrusions. / Cawthorn, R.G. (ed), 1996. Elsevier.

48. Lee, C.A. A review of mineralisation in the Bushveld complex and some other layered intrusions. / In: Cawthorn, R.G. (ed.) Layered intrusions., 1996, ppl03-145.

49. Lesher C.E., & Walker D. Cumulate maturation and melt migration in a temperature gradient. //J.Geophys. Res., 1988,93,10295-10311.

50. Levenson D.J. Orbicular rocks A review. // Geol.Soc.Am.Bull., 1966,77,409-426.

51. Li, C., Maier, W.D., deWaal S.A. The role of magma mixing in the genesis of PGE mineralisation in the Bushveld Complex: thermodynamic calculation and new inteipretations. // Econ.Geol., 2001, 96, pp653-662.

52. Lipin B.R. Pressure increases, the formation of chromite seams, and the development of the ultramafic series in the Stillwater Complex, Montana. // J.Petrology, 1993, 34, 955976.

53. Maal0e S. The origin of rythmic layering. // Miner.Mag, 1978,42, 337-345.

54. Maal0e S. Rythmic layering of the Skaergaard intrusion. / In: Parsons, I. (ed) Origins of igneous layering. Dordrecht: Reidel, 1987,247-262.

55. Macdonald, A.J. Ore deposit models #12. The platinum group element deposits: classification and genesis. // Geoscience Canada, 1987, 14, pp 155-166.

56. Mangan M.T., Marsh B.D., Froelich A.J. & Gottfried D. Emplacement and diffenetiation of the York Diabase Sheet, Pennsylvania. // J.Petrology, 1993, 34, 12711302.

57. Martin D., Griffiths R.W. & Campbell I.H. Compositional and thermal convection in magma chambers. // Contr.Miner.Petrol., 1987,96,465-475.

58. McBirney A.R. Differentiation of the Skaergaard intrusion. Nature, 1975, 253, 691694.

59. McBimey A.R. & Noyes R.M. Crystallization and layering of the Skaergaard intrusion. // J.Petrology, 1979,20,487-554.

60. McBirney A.R. & Murase T. Rheological properties of magmas. // Ann.Rev.Earth Planet Sci., 1984,12, 337-357.

61. McBirney A.R. Further considerations of double-diffusive strstification and layering in the Skaergaard intrusion. // J.Petrology, 1985,26,993-1001.

62. McBirney A.R. Constitutional zone refining of layered intrusions. / In: Parsons, I. (ed) Origins of igneous layering. Dordrecht: Reidel, 1987,437-452.

63. McBimey A.R., White C.M. & Boudreau A.E. Spontaneous development of concentric layering in a solidified siliceous dike, East Greenland. // Earth-Sci.Rev., 1990, 29, 321330.

64. McBirney A.R. Mechanisms of differentiation in the Skaergaard intrusion. // J.Geol.Soc.London, 1995,152,421-435.

65. Meurer W.P., Boudreau A.E. Petrology and Mineral Composition of the Middle Banded Series of the Stillwater Complex, Montana. // J.Petrol., 1996, 37, No 3,583-607.

66. Moiser, D.L., & Bliss, J.D. Introduction and overview of mineral deposit modelling. / In: Bliss, J.D. (ed.) Developments in mineral deposit modelling. U.S.Geol.Surv.Bull., 1992,2004,ppl-5.

67. Naldrett A.J., Cameron. G., von Gruenewaldt G. & Sharpe M.R. The formation of stratiform PGE deposits in layered intrusions. / In: Parsons, I. (ed) Origins of igneous layering. Dordrecht: Reidel, 1987,313-397.

68. Naldrett A.J., Briigmann G.E. & Wilson A.H. Models for the concentration PGE in layered intrusions. // Can.Miner., 1990,28, 389-408.

69. Naldrett A.J., Gasparrini E.C., Barnes S.J., et al. The Upper Critical Zone of the Bushveld Complex and the origin of Merensky-type Ores. // Econ.Geol., 1986, 81, 11051117.

70. Naldrett A.J., Gasparrini E.C., Barnes S.J., von Gruenewaldt G., Sharpe M.R. The Upper Critical Zone of the Bushveld Complex and the origin of Merensky-type ores // Econ.Geol., 1986, v.81, pp.1105-1117.

71. NasIund H.R, McBirney A.R. Mechanisms of Formation of Igneous Layering. / Layered Intrusions, 1996, pp. 1-44.

72. Naslund H.R. , Turner P.A., Keith D.W. Crystallization and layer formation in the Middle Zone of the Skaergaard intrusion. // Bull.Geol.Soc.Denmark, 1991, v. 38„ No., pp.165-171.

73. Naslund H.R. The effect of oxygen fugacity on liquid immiscibility in iron-bearing silicate melts. // Am.J.Sci., 1983,283,1034-1059.

74. NasIund H.R. Supersaturation and crystal growth in the roof-zone of the Skaergaard magma chamber. // Contr.Miner.Petrol., 1984, 86, 89-93.

75. Parsons I, & Becker S.M. Layering, compaction and post-magmatic processes in the Klokken intrusion. / In: Parsons, I. (ed) Origins of igneous layering. Dordrecht: Reidel, 1987,29-92.

76. Power M.R., Pirrie D., Andersen J.C. 0., Butcher A.R. Stratigraphical distribution of platinum-group minerals in the Eastern Layered Series, Rum, Scotland. // Miner.Depos., 2000,35,762-775.

77. Ray R.G. Orbicular diorite from southern Alaska. // Am.J.Sci., 1952, 250, 57-70.

78. Reynolds I.M. The nature and origin of titaniferous magnetite-rich layeres in the Upper Zone of the Bushveld Complex: a review and synthesis. // Econ.Geol., 1985, 80, 10891108.

79. Ryder G. Oxydation and layering in the Stillwater intrusion. // In: Abstr.and Progr. AGS, No. 16,1984, p.642

80. Sparks R.S.J., Huppert H.E., Koyaguchi Т., & Hallworth M.A. Origin of modal and rythmic igneous layering by sedimentation in a convective magma chamber. // Nature, 1993,361,246-249.

81. Wager L.R. 1959. Differing powers of crystal nucleation as a factor produsing diversity in layered igneous intrusions. // Geol.Mag., 96, pp.75-80.

82. Wager L.R., Brown G.M. Layered Igneous Rocks. / San Francisco, CA: W.H. Freeman & Co.,1968, 587 pp.

83. Wilson, A.H. The Great Dyke or Zimbabwe. / In: Cawthorn, R.G. (ed.) Layered intrusions., 1996, pp365-402.

84. Wilson, A.H., Murahwi, C.Z., Coghill, B.M. The geochemistry of the PGE Subzone in the Selukwe Subchamber, Great Dyke; an intaformational layer model for PGE enrichment in layered intrusions. II Min.and Petrol., 2000, 68, №1-3, ppl 15-140.

85. Young I.M. & Donaldson C.H. Formation of granular-textured layeres and laminae within the Rhum crystal pile. // Geol.Mag., 1985, 122, 519-528.123

86. Zingg A.J. Recrystallization and the origin of layering in the Bushveld Complex. // Lithos, 1996, 37,15-37.