Фация рапакиви

Фация гранита рапакиви, хорошо известного в Финляндии, Швеции и на Украине, представляет собой другой особенный случай. Она развивается по окраине некоторых гранитных массивов или же слагает выходы протяженностью в несколько километров или иногда более крупные как, например, Выборгский массив площадью 18 000 км2. Эти выходы представляют собой, вероятно, плоские, относительно маломощные массивы. В Выборгском массиве устанавливается несколько небольших «окон» и в одном из них даже разрабатывают подстилающие известняки. X.Г. Баклунд описывает главные характерные черты этих гранитов. Пластообразное строение этих массивов проявлено очень четко. Ho клоосовская тектоника батолитов или обычных стратиформных массивов в них не обнаруживается. Рапакиви особенно подвержены изменениям и некоторые горизонты буквально распадаются в пыль, даже вдали от метеорного выветривания, что доказано бурением. Впрочем, эта способность к изменению оказывается различной в различных массивах. Термин «рапакиви», введенный Я.И. Седерхольмом, означает по-фински «гнилой камень».

Исследование этих пород было проведено В. Валем. Их структура характеризуется овоидными кристаллами калиевого полевого шпата (ортоклаз, иногда микроклин) размером до нескольких сантиметров, окруженными тонкой корочкой олигоклаза и обособленными в окружающем граните. В некоторых типах эта корочка отсутствует. Овоиды содержат мелкие включения минералов гранита, расположенные концентрически и часто повторяющиеся в виде последовательных зонок. Кварц включений или периферии овоидов часто образует с полевым шпатом микропегматитовую структуру. Некоторые рапакиви имеют миаролитовый кварц. В различных разновидностях этих гранитов, в мезостазисе весьма постоянно наблюдается бипирамидальный кварц: по мнению Э. Вегманна это, по-видимому, составляет главную характерную черту рапакиви. Слюда богата железом. Почти всегда повышенное содержание фтора (флюорит). Пегматиты редки и отсутствуют контакты с грейзенами.

Некоторые овоиды оказывают на контакте друг с другом взаимное воздействие, как будто после своего образования и до завершения своей кристаллизации они были пластичными. В некоторых случаях центр кристалла калиевого полевого шпата сложен гранитным агрегатом, подобным мезостазису (это напоминает некоторые нодули орбикулярного гранита). Овоиды рапакиви часто встречаются в породах ореола или во включениях внутри гранита. Наконец, в Фенноскандни этот вид гранита ассоциирует с эффузивными риолитами, содержащими те же самые овоиды. Так, например, кварцевые порфиры острова Гогланд связаны с Выборгским массивом рапакиви.

Опираясь на физико-химические диаграммы равновесия Боуэна, Таттла и сотрудников, Д.В. Стьюарт интерпретирует рапакиви, исследуя кристаллизации теоретической магмы (ортоклаз, альбит, анортит, кремнезем, вода). Если бы равновесия между различными фазами постоянно соблюдались, то структура рапакиви не образовалась бы. Ho он показывает, что некоторые нарушения равновесия, имеющие, впрочем, ограниченный размах (потеря летучих, замедление реакции), могли бы вызвать резорбцию калиевого полевого шпата и осаждение плагиоклаза: отсюда, образование овоидов. А. Саволати показывает также, что правила Боуена и Таттла могут объяснить эту кристаллизацию. Однако процесс, описанный Д.Б. Стьюартом, выявляет необходимость нарушений равновесия случайного характера. Ho мы думаем, что понадобилось бы некоторое стечение исключительных обстоятельств для того, чтобы эти аномалии не стерлись в процессе медленной эволюции магмы, и для того, чтобы они могли сохраниться зафиксированными в структуре завершенной породы. Эти исключительные обстоятельства также имели бы мало шансов возникнуть при простом охлаждении гомогенной магмы. Таким образом, предшествующие объяснения не являются абсолютно убедительными.

Э. Вегманн изучил массивы южного побережья Гренландии и в некоторых из них установил оторочку со структурой рапакиви, имеющую мощность, измеряемую метрами или десятками метров. Впрочем, в шведских рапакиви типовая фация с хорошо образованными овоидами также иногда имеет ограниченную протяженность в общем массиве: она также может быть краевой. В этой краевой фации гренландских гранитов Э. Вегманн отмечает обилие включений, придающих породе облик агматита. «Рапакиви, по-видимому, не проявляется в отсутствие подобных включений». Далее от контакта гранит пронизан дайками пегматита. «Пегматитовые растворы поднимаются в зону рапакиви, но там они преобразуются именно в рапакиви» и в них исчезают.

Образование овоидов подсказывает метаморфический процесс, развивающийся либо за счет гранитного вещества в ходе эволюции, либо за счет инородных пород включений или ореола. Помимо гипотезы X.Г. Баклунда о преобразовании путем гранитизации в твердом состоянии, мысль о метаморфическом характере рапакиви поддерживалась различными авторами (П. Эскола, Ф.К. Дрешер-Каден). Л. Дж. Д. Фернандо приводит строение овоидов в конечную натровую фазу, установленную в некоторых гранитах: «Строение рапакиви находится в тесной связи с замещением, ассоциирующим с общим процессом фельдшпатизации. Очевидно, что кайма плагиоклаза явно является каймой замещения и коррозия полевого шпата также совершенно очевидна... Рапакиви представляет собой прерванные стадии в замещении калия натрием». Мнение X. Томаса и У. Кэмпбелла-Смита по поводу овоидов рапакиви, наблюдающихся на контакте гранита Плуманаш в Бретани с древним габбро, аналогично (не касаясь причины и механизма). Базификация этого гранита в ходе его образования, производимая путем изъятия калия (развитие биотита во включениях габбро), помешала калиевому полевому шпату продолжать кристаллизацию, растворила по сфере края уже образованных микроклинов и окружила их корочкой олигоклаза.

Однако существует другая гипотеза: в отдельных точках могло сохраниться обогащение среды калием — концентрация этого калия. Она опирается на созидающую роль, приписываемую поступлению и диффузии пегматитов. Подобное селективное развитие небольших местных концентраций калиевого полевого шпата в форме овоидов (порфиробласты) имело бы следствием местное обогащение натрием и известью в их непосредственном окружении. Сам рост овоидов путем собирательной кристаллизации оказывал бы химическое действие на среду и вызвал бы на конечной стадии образование олигоклаза.

Обе гипотезы имеют общее в длительном нарушении химического равновесия между центрами калиевой кристаллизации и мезостазисом: или последний обедняется калием в результате внешних причин, или же калиевые центры все более и более обогащаются калием в результате диффузии вещества пегматитов и образования ортоклаза путем собирательной кристаллизации.

Замечательной характерной особенностью рапакиви является сферичность овоидов, необычная в фенокристаллах плутонических пород и в фенобластах метаморфических, так же как и резкость смены ядра корочкой. Что касается промежуточных ободков включений ядер, то они могут возникать при остановках и возобновлении роста ядер, как в ряде порфиробласт различных горных пород. Эта своеобразная структура рапакиви предполагает спокойную, хотя и относительно деформируемую среду: «вжатые» овоиды; иногда реоморфизм, дающий эффузивный облик. Мнение Э. Вегманна о диффузии пегматитового вещества, исходящее из полевых наблюдений и из богатства этих пород рассеянными пневматолитовыми элементами, фтором и радиоактивными элементами (Баклунд), кажется вполне обоснованным. Ho значительного привноса из подстилающего гранита не было, последний гомогенизировал бы и разрушил эти хрупкие структуры. Мелкие миаролитовые концентрации доказывают легкий избыток остаточных растворов.

Однако подобные условия исключительны в образовании гранитов. Кроме этого, граниты рапакиви имеют различный химический состав. Это разнообразие могла бы объяснить гранитизация агматитов, способная произвести рапакиви. «Эти граниты, — пишет Вегманн, — были образованы за счет весьма разнообразных исходных пород, имеющих весьма различный возраст». Он наблюдал «шлифы рапакиви, в которых виден как оливин, так и кварц. Известны также антирапакиви с плагиоклазом в центре овоидов и калиевым полевым шпатом вокруг».

Рапакиви, по-видимому, обнаруживают эволюцию, отличающуюся в различных случаях. Если некоторые могут возникнуть путем преобразований почти на месте на окраине крупных массивов обычного гранита, другие же имеют интрузивный характер малых глубин. Так, вероятно, обстоит дело в Фенноскандии. По мнению А.А. Полканова, все известные тела рапакиви Фенноскандии размещаются вблизи крупной флексуры широтного простирания, созданной в конце верхнего докембрия и протягивающейся на 1300 км от Онежского озера вдоль Финского залива до Швеции.

Интрузии, в форме мощных конкордантных или дискордантных плит, связаны, по-видимому, с радиальными разломами, сопровождающими эту флексуру. В более крупном масштабе Э. Вегманн отмечает, что эти граниты занимают дугу круга от Украины до Южной Гренландии и, может быть, до Баффиновой Земли.