Петромагнетизм континентальной литосферы и природа региональных магнитных аномалий (стр. 8 из 12)
По минералогическим геотермобарометрам температура перекристаллизации пород варьирует от ~950oС до 300oС, давление - от 9 до ~5 кбар. Для этого интервала температур кристаллизация сосуществующих магнетит-ильменитовых пар происходила близ буфера Ni-NiO, переход от гранулитовой к амфиболитовой фации метаморфизма характеризуется усложнением окислительно-восстановительных условий от близких буферу Ni-NiO до близких буферу MH.
Величина магнитной восприимчивости ( k ) меняется от 10-5 до 10-1 ед.СИ и имеет бимодальное распределение (рис. 12): 62% образцов практически немагнитны, их мода в интервале (0,035-0,1)
10-3 ед.СИ, только 18% образцов магнитны, их мода в интервале 1-2 10-2 ед.СИ. Структурно-чувствительные характеристики Jrs/Js и Qn изменяются в пределах от 0,002 до 0,2 и от 0,08 до 2,7, соответственно, что говорит о преобладании многодоменных крупных зерен во всех изученных породах. В редких образцах, как правило, немагнитных, - Jrs/Js>0,1 и Qn>1 (иногда более 10), что, очевидно, связано с присутствием мелких зерен магнетита, концентрация которых не превышает 0,05%. По данным термомагнитного анализа, магнитные минералы представлены практически только магнетитом ( Tc около 580oС). В двух образцах присутствует пирротин ( Tc =340oС). Между k и содержанием рудных минералов, определенным по шлифам, корреляция отсутствует (рис. 13), в общем концентрация рудных минералов (по шлифам) в несколько раз превышает концентрацию магнетита, определенную по Js или k. Это, наряду с микрозондовыми данными, говорит о преобладании среди рудных минералов таких как ильменит. Среди немагнитных пород преобладают метаосадочные породы, кислые породы (видимо, главным образом, коллизионного происхождения), такие как граниты, гранодиориты, сиениты, гранитогнейсы, биотитсодержащие гнейсы и кристаллические сланцы, в общем на долю осадочных и "кислых" пород приходится 70% образцов, и на долю пироксенитов, габбро, пироксеновых и амфиболовых гнейсов и сланцев, амфиболитов, т.е. основных пород, приходится только 30%; среди магнитных пород преобладают основные - габбро, амфиболиты, пироксеново-амфиболовые гнейсы, на их долю приходится 64% шлифов, а на долю кислых пород приходится 36%. Заметную долю кислых пород среди магнитных отчасти можно объяснить широкой гранитизацией первичных пород. Это выражается в поведении суммы содержаний кварца и щелочного полевого шпата. Так, в интервале суммы содержаний этих минералов от 0 до 25-30% наблюдается большой разброс k, от немагнитных до k =4
10-2 ед.СИ, далее восприимчивость пород резко падает (рис. 14). По-видимому, указанные 25-30% кварца+калишпата знаменуют переход от частично гранитизированных пород к собственно магматическим кислым породам.Отмеченное распределение магнитных и немагнитных разностей среди петрографических групп пород отражает, очевидно, первичное распределение магнитных минералов в них, которое заметно не нарушилось последующим метаморфизмом, сопровождавшимся стрессом. Первично-магматическое распределение магнитных минералов подтверждается рядом петрохимических характеристик (см. выше). Подавляющее большинство зерен магнетита находятся в сростках с ильменитом, т.е. вероятнее всего, эти сростки являются продуктами разрушения первичных титаномагнетитов и, возможно, гемоильменитов. Даже в тех образцах, где рудные минералы выделились за счет силикатов на различных стадиях регрессивного метаморфизма, наблюдаются сростки и ламелли ильменита в магнетите.
Столь высокая доля немагнитных пород в коллекции объясняется, во-первых, как сказано выше, заметным числом первично-немагнитных кислых магматических пород, во-вторых, наличием первично-немагнитныых осадочных пород, в-третьих, кумулятивныыми основными породами (рис. 11), в-четвертых, в архее магматический режим проходил в более восстановительных условиях, чем в более позднее время, наконец, в-пятых, в процессе регрессивного метаморфизма чаще идет уничтожение рудных минералов. Повышенная намагниченность сформировалась в результате последующих процессов преобразования рудных минералов, в первую очередь ильменита.
В зависимости от величины магнитной восприимчивости (табл. 2), т.е. от содержания магнитных минералов, породы не различаются практически по степени рассланцевания и/или по степени гранитизации (рис. 14), они весьма однородны, что отражает общую сходную степень регионального метаморфизма, сопровождавшегося стрессом. Однородность стрессового метаморфизма отразилась в однообразном поведении величины анизотропии магнитной восприимчивости (табл. 2). Анизотропия немагнитных пород определяется практически исключительно парамагнитными минералами, а магнитных пород - магнетитом. При этом средние величины kmax/kmin и E тех и других (табл. 2) очень близки. Можно говорить, соответственно, о единой природе анизотропии обеих групп пород.
Величина k слабо коррелирует со степенью вторичных изменений (регрессивный метаморфизм и др.) (табл. 2): от немагнитных разностей до k =10-2 ед.СИ степень вторичных изменений пород плавно нарастает от 1,4 до 1,6 и у наиболее магнитных пород резко падает до 1,2. Значит, основная масса магнетита образовалась до стрессового метаморфизма, небольшая часть магнетита образовалась в процессе вторичных изменений. Появление вторичного магнетита происходит после стресса, что видно по отсутствию корреляции между степенью вторичных изменений и анизотропией (табл. 2.).
Воронежский кристаллический массив.
[Геншафт и др.,1997]. Воронежский кристаллический массив представляет собой выступ докембрийского фундамента. На его территории выделяется серия архейских блоков, разделенных линейными грабенсинклиналями. Линейные зоны сложены в разной степени метаморфизованными вулканогенно-осадочными породами и интрузивными телами. Структурные элементы массива выделяются в геофизических полях, в частности, в аномальном магнитном поле. Магнитные аномалии (обычно линейно вытянутые), как правило, связаны с ультраметаморфическими и магматическими телами [Надежда и др.,1989].
Среди изученных образцов преобладают ортопороды - гранитоиды, габбро-диориты, габброиды, пироксениты; парапороды представлены плагиогнейсами, кварцитами, различными сланцами. Породы подверглись метаморфизму в гранулитовой фации, амфиболизированы, часто биотитизированы. Во всех ортопородах из рудных минералов присутствуют крупнозернистые магнетит и ильменит (часто сростки), крупные зерна распавшегося титаномагнетита (в габбро). Отмечены мелкие зерна магнетита и сульфидов в порах и по краям силикатов. По геотермометру Линдсли сростки ильменита и магнетита образовались в интервале температур 1000-460oС при fO2, близком буферу QMF.
По данным термомагнитного анализа обнаруживается только магнетит ( Tc 
580oС), либо кривые Js(T) имеют гиперболическую парамагнитную форму. Большинство образцов имеют малую магнитную анизотропию (менее 1,10), заметную анизотропию (средняя 1,22) имеют образцы гранитоидов.
Распределение пород по величине магнитной восприимчивости бимодальное (рис. 15). Группу немагнитных пород ( k 
15
10-5 ед.СИ) образуют, главным образом, кислые магматические породы и основные кумулятивные породы, группу магнитных пород ( k 
10-3 ед.СИ) образуют, главным образом, основные и средние магматические породы (тренд дифференциации). По Js -SiO2 большинство изученных пород относятся к первично-магматическим, образуя две группы - кумулятивную ( Js<0,5 Ам2/кг, SiO2 близ 50%) и тренд магматической дифференциации ( Js>1 Ам2/кг, SiO2 от 35% до 65%), (см. так же рис. 6). Например, породы Ширяевской интрузии, богатые MgO, FeO, CaO и обедненные Fe2O3 и TiO2, почти на порядок менее магнитны, чем породы Смородинской интрузии [Скрябина, Афанасьев,1981]. Можно сделать вывод, что намагниченность изученных образцов определяется количеством вторичного магнетита, при этом его содержание отражает первичную магматическую стадию формирования пород. Наложенный (регрессивный) метаморфизм приводит лишь к перекристаллизации магнитных минералов, частичному уничтожению; вторичные магнитные минералы могут образоваться при наложенных процессах метасоматоза, гранитизации, при серпентинизации ультрабазитов [Афанасьев,1978], но основной вклад в образование магнитных минералов внесли магматические процессы.