Вестник МГТУ. 2017, том 20, № 1/1.

Вестник МГТУ. 2017. Т. 20, № 1/1. С. 129–139. DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-1/1-129-139 129 УДК 552.161+550.42:546.26.027+543.424(470.21) Е. Н. Фомина, Е. Н. Козлов, О. В. Лохова, К. И. Лохов Графит как индикатор контактового воздействия Западно-Кейвской интрузии щелочных гранитов, Кольский полуостров Представлены результаты комплексного петрографо-минераграфического, рамановского и изотопно- геохимического изучения трех типов графитсодержащих пород, распространенных на различном удалении от щелочных гранитов: кианитовых сланцев Больших Кейв, отобранных на значительном удалении от контакта со щелочными гранитами; силлиманитовых сланцев, отобранных вблизи контакта; силекситов, приуроченных к внутренней части щелочно-гранитного массива Западных Кейв. В рассматриваемых породах было выявлено пять морфогенетических типов графита: тонкодисперсный Gr-1, межзерновой Gr-2, гнездовой Gr-3, жильный Gr-4 и сферолитовый Gr-5. Как показало проведенное исследование, разновидности графита отчетливо различаются не только по морфологии, но и по температуре кристаллизации, определенной с помощью RSCM-рамановского геотермометра, и по изотопному составу углерода. Наиболее вероятным источником для аномально "легкого" графита типов Gr-1 и Gr-2 [δ 13 C(PDB) = −43…−45 ‰] из кианитовых сланцев является водно-метановый флюид из осадочных пород с органическими соединениями. Углерод графита Gr-5 из силекситов внутренней части щелочно-гранитного массива Западных Кейв, напротив, оказался наиболее "тяжелым" [δ 13 C(PDB) = −8 ‰], что свидетельствует о его фиксации из нижнекоровых или мантийных углекислотных флюидов. Таким образом, углерод поступал в породы Кейвской структуры по меньшей мере из двух изотопно контрастных источников. Графит Gr-3, слагающий основной объем графита экзоконтактовых силлиманитовых сланцев, также является изотопно "легким", но не аномально [δ 13 C(PDB) = −17…−28 ‰]. Температура кристаллизации данного графита (435–520 ºC) и структурные взаимоотношения с прочими минералами породы свидетельствуют о его синметаморфическом происхождении. Присутствие прожилков изотопно "тяжелого" [δ 13 C(PDB) = −10…−11 ‰] высокотемпературного (570–670 ºC) графита Gr-4, секущих минералы метаморфического парагенезиса (в том числе Gr-3), указывает на то, что внедрение гранитов происходило в уже метаморфизованные толщи и сопровождалось как термальным, так и флюидным воздействием на них. Ключевые слова: Кейвская структура, щелочные граниты, графит, изотопный состав углерода, рамановская геотермометрия. Введение На современном эрозионном срезе Кейвской структуры щелочные граниты занимают площадь свыше 2500 км 2 [1]. Их возраст оценивается в 2.7 млрд лет [2]. Таким образом, щелочно-гранитная провинция Кейв является одной из крупнейших и древнейших в мире, что привлекает к ее изучению внимание многих исследователей. В то же время вопрос о механизме взаимодействия рассматриваемых щелочных гранитов с породами обрамления по сей день является дискуссионным. Одни авторы предполагают метасоматическую природу данных образований [3], другие придерживаются представлений об их магматическом генезисе, однако выдвигают разные гипотезы о внедрении либо в осадочные породы того же тектоно-магматического цикла [4], либо в более древние породы, уже метаморфически преобразованные к моменту контактового воздействия [5]. Ключом к расшифровке условий внедрения рассматриваемых гранитов может послужить изучение еще одной "визитной карточки" Кейв – углеродистого вещества, и в частности графита, которым богаты самые разнообразные породы Кейвской структуры [6]. Особенности морфологии графита, характер его распределения и взаимоотношений с окружающими минералами в совокупности обладают высокой информативностью в исследовании его первичной природы и условий преобразования вмещающих пород в ходе различных метаморфо-метасоматических событий. Это обусловлено устойчивостью углеродистого вещества, которое в зависимости от характера и условий изменения, перекристаллизации и деформирования породы не выносится из породы, а определенным образом перераспределяется, образует выделения той или иной величины и формы, сегрегируется и выполняет трещины [6; 7]. В последние десятилетия был произведен прорыв в изучении термальной истории графита. Он обусловлен появлением нового исследовательского инструмента – рамановских геотермометров, позволяющих производить in situ оценку температуры кристаллизации метаморфически преобразованного (в том числе контактово) углеродистого вещества [8; 9]. Помимо того, для расшифровки природы графита одним из важнейших и весьма информативных показателей является изотопный состав углерода. Еще в 1968 г. Э. М. Галимов, анализируя накопленный объем данных, сделал заключение о том, что образование графита в природе возможно в результате: (1) метаморфизма органического вещества; (2) воздействия магматической интрузии на карбонатные породы; (3) восстановления углерода из продуктов дегазации магматических расплавов [10]. Поскольку источники углеродистого вещества (органика, осадочные и магматические карбонаты, мантия) характеризуются различными отношениями 13 С/ 12 С, этот параметр является индикатором генезиса графита. Изотопные