Гранитоиды

В гранитоидах наиболее детально изучен биотит, включающих Mg, Fe⁺², Ca, Mn, K, Na. Для всех элементов использованы кристаллохимические коэффициенты. Во всех случаях Mg и Fe⁺² тесно связаны уравнением Mg=AFe⁺² + B. Близкие уравнения вида Y = AFe⁺² + B получены и для других элементов. По этим данным построены компенсационные диаграммы вида G = gA + B (рис. слева). Полученные диаграммы выявляют основные свойства изученных выборок:

1. Эти диаграммы включают данные не только по гранитоидам (от пегматитов до гранодиоритов и сиенитов), но и большое количество выборок по гнейсам и сланцам.

2. Точки всех выборок попадают на единственную прямую с минимальным разбросом точек. Это свидетельствует об едином источнике вещества для этих пород. Состав Bio в этом источнике имеет значения: концентрация Fe⁺² = 2,1696, Mg - 2,4212.

В ряде случаев гранитоиды и гнейсы можно разделить на самостоятельные выборки, по которым построены свои компенсационные уравнения. По этим уравнениям составлена бикомпенсационная диаграмма (рис. справа), показавшая, что параметры этих компенсационных уравнений описываются единой бикомпенсационной диаграммой. Все эти данные свидетельствуют, что все гранитоиды и кислые метаморфиты образованы из единого источника.

Этим источником являются осадочные горные породы, связь которых с гнейсами и сланцами выявляется прямыми геологическими наблюдениями. Что касается гранитоидов, то гранитоиды ультраметаморфической природы также в конечном счёте произошли из осадочных пород, а для гранитов, не связанных явно с осадочными породами, ещё А.Б.Ронов (1955- 1965) ^[15] показал, что все они образованы из осадочных пород (песчаников и глин). Таким образом единство происхождений этих пород обуславливает единство и "генетической" прямой.

Карбонатиты

Магматическая гипотеза. Форма тел карбонатитов говорит о возможном их образовании при раскристаллизации из магматического расплава. Об этом свидетельствуют обломки вмещающих пород в карбонатитах, флюидная текстура некоторых карбонатитов, наличие в составе карбонатитов остывших расплавленных включений с температурой гомогенизации 880-558°С. Последнее обстоятельство позволило поставить вопрос о явлении магматической ликвации с отделением карбонатного расплава при температуре 900±50°С. Эти представления подтверждаются данными экспериментов.

Гидротермальная гипотеза. Никто из исследователей не отрицает наличие карбонатитов гидротермально-метасоматического происхождения. В пользу этой гипотезы свидетельствуют следующие данные: наличие постепенных переходов от карбонатитов к замещаемым им породам; наличие реликтов незамещенных силикатных пород, пронизанные сетью прожилков; метасоматическая зональность в распределении минеральных ассоциаций, на контакте карбонатных и силикатных пород; зависимость состава темноцветных и акцессорных минералов карбонатитов от состава замещаемых силикатных пород; избирательный характер карбонатного метасоматоза.

При анализе происхождения карбонатитов нужно чётко понимать, что различные гипотезы о магматической или гидротермальной природе отражают промежуточную стадию периода формирования карбонатитов, но ничего не дают для понимания исходной природы, т.е. источников вещества в карбонатитах. В магматических карбонатитах фации калишпат-кальцитовой и альбит - кальцитовой кальциты для температур 600 - 900°С равновесны СО₂^* и ^*СН₄. Подобный парагенезис объясним, если положить, что карбонатиты образованы переплавлением известняков, обогащённых углеродом. Этот механизм согласуется с находками скарноподобных пород и наличием признаков ассимиляции известняков фонолитами .

 Результаты изотопного анализа Использованы результаты изотопных анализов кальцитов из карбонатитов различных минеральных фаций по. Рассмотрены только те пробы, по которым одновременно имеются анализы по δ¹⁸О и δ¹³С. По этим данным рассчитывались уравнения связи вида δ¹³С = Sδ¹⁸О + A, средние значения этих величин для каждой предыдущей выборки карбонатитов, уравнения компенсации вида A = gS + G и при необходимости уравнение бикомпенсации вида G = gd + D.

Определенный интерес представляет возможность использование компенсационных диаграмм (рис. слева), которые дают информацию о составе вещества в его источнике ^[12]. Компенсационная диаграмма для карбонатитов приведена на левом рисунке. Она обобщает данные по 36 выборкам из 23 карбонатитовых масивов. Из теории явления компен- сации следует, что эта диаграмма отражает состав источника (уровня 2) вещества, поступившего для образования кальцитов карбонатитов: δ¹⁸О_о = - 21284‰ и δ¹³С_о = -4,53‰.

Следовательно, почти все карбонатиты имеют один и тот же состав источника вещества, отражаемый параметрами компенсационного уравнения. От этого множества отскакивает точка массива Alno, говоря о несколько ином составе вещества в его источнике.

Дополнительную информацию о природе карбонатитов даёт анализ явления "бикомпенсации" (рис. справа), которое отражает совместное поведение параметров компенсационных уравнений по карбонатным породам различной природы. Из теории "Задачи об источниках вещества"  следует, что это явление отражает состав вещества в более глубоком уровне (уровень 3) источников, чем компенсационное уравнение.

Согласно этой диаграмме выделяются два генетических рода карбонатных пород:

• Первый род объединяет травертины, мрамора, диагенетические кальциты и сталактиты. Её природа не ясна.

• Второй род включает высокотемпературные образования: карбонатиты, кимберлиты, скарны, гидротермальные кальциты и известняки. Все эти образования имеют общий источник вещества.

Изучение взаимодействия карбонатных пород с магматическими породами(система карбонат - интрузив) позволяет выделить две достаточно различающиеся обстановки:

• Система представлена контрастно различающимися по химическому составу породами. Взаимодействие между ними заканчивается образованием метаморфических (мрамора) или метасоматических (скарны) пород, т.е. процесс остаётся логически не завершённым.

• Система сложена породами, близкими по химическим свойствам. В этом случае процесс преобразования доходит до логического завершения с поглощением основной (ультраосновной) магмой карбонатной породы, проявляющейся в растворении последней в расплаве. В зависимости от количества поглощённой карбонатной породы эта смесь в дальнейшем ликвирует с отделением и образованием чистой карбонатитовой магмы.