Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Глава 4. ПЕТРО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОСТКОЛЛИЗИОННЫХ ГРАНИТОИДОВ ПОЗДНЕПЕРМСКО-РАННЕТРИАСОВОГО ВОЗРАСТА

Синюшинский гранодиорит-гранит-лейкогранитовый комплекс

Гранитоиды мелких тел этого комплекса представлены преимущественно роговообманково-биотитовыми гранодиоритами и меланогранитами с подчиненным количеством граносиенитов и кварцевых монцонитов. Кварцевые сиениты 1 фазы Синюшинского массива слагают небольшие тела в южной части и представляют собой серые, желтовато-серые среднезернистые массивные и гнейсовидные порфировидные породы с вкрапленниками калишпата размером от 1–2 до 3–5 см, составляющими до 50–60 % объема породы. Они состоят из микроклин-пертита (35–50 %) высокой степени упорядоченности (D = 0,9), идиоморфного (№ 23–26) и интерстициального (№ 12-7) олигоклаза, кварца (10–5 %), биотита (10–20 %), единичных зерен роговой обманки и диопсида. Акцессорные минералы представлены апатитом, сфеном, цирконом, рутилом, магнетитом, ильменитом. Для пород характерны повышенная титанистость (TiO2 = 1,2 %), агпаитность (0,7), низкая глиноземистость (индекс Шенда = 0,84), умеренная известковистость (0,3).

Биотитовые и роговообманково-биотитовые граниты второй фазы слагают основные объемы Синюшинского (102 км2), Саввушинского (208 км2), Тигерекского (133 км2), Убино-Белореченского (42 км2) массивов, массив Волчьи Шкили (1,7 км2). Интрузивы имеют куполообразную и штокообразную форму с крутопадающими контактами, прорывают и метаморфизуют стратифицированные образования широкого диапазона (от позднего кембрия до среднего девона), интрузивные образования змеиногорского, усть-беловского и боровлянского комплексов. Среди гранитов доминируют розовато-серые порфировидные средне-крупнозернистые разности. Вкрапленники калишпата достигают размеров 8 см по удлиннению и составляют от 5 до 40 % объема породы. Меланократовые граниты более характерны для глубокоэродированных массивов (Саввушинский, Тигерекский массивы), лейкократовые – для слабоэродированных; иногда проявлена обратная зональность. Вдоль контактов массивов обычно прослеживается оторочка мелкозернистых лейкогранитов. Магнитное поле сильно дифференцированное положительное, от 1500-2000 нТл в глубокоэродированных массивах, до 300–500 нТл в куполах. Характерны отрицательные гравитационные аномалии, интенсивность которых уменьшается с увеличением глубины эрозионного среза.

Порфировидные граниты состоят из кварца (25–30 %), микроклина (30–35 %), слабозонального олигоклаза № 18–25, иногда андезина № 30–37 (30–37 %), биотита (5–15 %), роговой обманки (0–10 %). Акцессорные минералы (по данным О.В.Мурзина, в г/т) представлены магнетитом (1501–9030), ильменитом (23–910), сфеном (1,4–1995), апатитом (22–137), колумбитом-танталитом (12–66), монацитом (7,3–8,7), ортитом (4–80), флюоритом (ед. зн. – 135). Породы характеризуются умеренной шелочностью (Na2O = 3,8 %, K2O = 3,4 %), глиноземистостью (индекс Шенда = 1,01), известковистостью (0,2), агпаитностью (0,7). По содержанию редких элементов (в г/т) они близки гранитам главной фазы белокурихинского комплекса (Co = 2,2, Cr = 16, Sr = 101, Ba = 260, Rb = 326, Li = 63, Cs = 11), характерно повышенное содержание редких щелочей и низкие концентрации бария и стронция.

Субщелочные лейкограниты и лейкограниты заключительных фаз слагают Угловой массив (13 км2) и небольшое линейновытянутое тело в пределах Синюшинского и Тигерекского массивов. Вмещающие породы представлены гранитоидами ранних фаз, ороговикованными отложениями ордовика и силура. Породы обладают розоватой окраской, средне-крупнозернистой равномернозернистой структурой, массивной текстурой, состоят из кварца (30–35 %), плагиоклаза (20–25 %), микроклина (40–45 %) и биотита (3–5 %). Характерна повышенная щелочность (в среднем Na2O = 3,6 %, K2O = 4,4 %) высокая агпаитность (0,85), умеренная глиноземистость (индекс Шенда = 1,04) крайне низкая известковистость (0,06). По петрохимическим особенностям и содержанию редких элементов (г/т, данные О. В. Мурзина: Sr = 127, Ba = 190, Rb = 169, Li = 29, Cs = 2,6, Nb = 58, Ce = 101) лейкократовые гранитоиды существенно отличаются от гранитоидов главной фазы. С гранитными куполами связаны грейзеновые, скарновые, кварцево-жильные вольфрам-молибден-бериллиевые месторождения, тантал-ниобиевые пегматитовые проявления и пункты минерализации. Химический состав пород представлен в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Химический состав пород Синюшинского массива

Порода

Фаза

n

SiO2

TiO2

Al2O3

FeO*

MnO

MgO

CaO

Na2O

K2O

P2O5

Гранодиорит

1

7

64,79

1,03

15,06

6,17

0,36

1,56

3,36

3,42

3,81

0,24

   

2,26

0,44

1,70

2,49

0,54

1,22

1,28

0,5

3,0

0,14

Граносиенит

 

4

65,45

0,75

15,64

4,88

0,12

0,99

2,36

3,61

5,77

0,23

   

1,73

0,37

1,70

2,51

0,01

0,61

0,90

0,99

3,14

0,1

Кварцевый сиенит

1

2

64,05

0,60

16,32

3,68

0,13

0,93

2.74

3,70

5,80

0,26

Гранит

2

38

71,71

0,42

13,94

3,00

0,09

0,64

1,94

3,11

4,20

0,14

   

2,37

0,21

0,78

1,35

0,04

0,30

0,81

0,41

0,9

0,17

Субщелочной гранит

 

9

73,75

0,27

13,28

2,18

0,05

0,39

1,16

3,43

5,1

0,08

   

2,64

0,23

0,69

1,13

0,03

0,29

0,54

0,67

1,09

0,02

Лейкогранит

 

16

75,38

0,23

12,53

2,45

0,07

0,27

1,02

3,21

4,23

0,1

   

1,07

0,11

0,46

0,62

0,03

0,18

0,37

0,42

0,40

0,17

Субщелочной лейкогранит

 

21

74,82

0,20

12,87

2,11

0,06

0,33

0,75

3,65

4,86

0,05

   

0,90

0,08

0,33

0,56

0,02

0,15

0,34

0,77

0,27

0,02

Лейкогранит

3

3

75,93

0,24

12,30

2,84

0,10

0,24

1,02

3,08

3,88

0,08

   

0,52

0,09

0,14

0,55

0,03

0,20

0,21

0,23

0,45

0,06

Субщелочной

 

3

75,49

0,14

12,70

1,98

0,06

0,26

0,72

3,89

4,54

0,11

Лейкогранит с флюоритом

4

 

0,41

0,06

0,21

0,38

0,01

0,18

0,11

0,49

0,20

0,13

Примечание. В числителе – средние содержания компонентов, в знаменателе – стандартное отклонение; n – количество проб.

На диаграмме Л.С. Бородина в координатах А0–Ас фигуративные точки пород разных массивов показывают близкое положение. Породы Синюшинского массива не содержат ранних фаз внедрения, представленных габброидами и монцонитами и почти целиком попадают в поле известково-щелочной серии, а заключительные лейкограниты – в поле умеренно-щелочной серии и образуют тренд почти перпендикулярный общей кислотности пород (рис. 4.1).

_2_37.wmf

Рис. 4.1. Петрохимическая диаграмма в координатах Ac – Аo Л.С. Бородина [Бородин, 1991] для пород Синюшинского массива. Петрохимические серии:
I – известково-щелочная; II – умеренно-щелочная; III –щелочная; IV – высокощелочная, Породы Синюшинского массива: 1 – кварцевые сиениты; 2 – граниты; 3 – граниты умеренно-щелочные; 4 – лейкограниты; 5 – лейкограниты умеренно-щелочные;
6 – породный тренд Синюшинского массива

На диаграмме K2O–SiO2 породные типы Синюшинского массива попадают в поля шошонитовой серии и высококалиевой известково-щелочной (рис. 4.2).

Позднепермско-раннетриасовый возраст пород ареала устанавливается в соответствии с серийной легендой и схемой корреляции и подтверждается радиологическими данными, полученными U/Pb-методом по цирконам из гранитов купола Волчьи Шкили (244 ± 2,5 млн лет) и гранитов Синюшинского массива (251,1 ± 4,6 млн лет).

Микроэлементный состав породных типов Синюшинского массива представлен в табл. 4.2.

Cледует отметить, что в наиболее дифференцированных лейкогранитах с флюоритом наблюдаются более высокие концентрации Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Yb, Lu и низкие концентрации Sr, Ba, Li, Rb. Все породные типы характеризуются высокими отношениями тория к урану, превышающие 1 (от 2,5 до 5,45), указывающие на слабые гидротермальные изменения пород. Во всех проанализированных породах наблюдаются повышенные значения отношений (La/Yb)N, свидетельствующие о сильно дифференцированном распределении редкоземельных элементов. В гранитах, лейкогранитах и лейкогранитах с флюоритом выявлен тетрадный эффект фракционирования редкоземельных элементов М-типа (значение TE1,3 превышает 1,1), что указывает на высокую обводнённость Синюшинского массива и максимально высокие концентрации летучих компонентов (и в первую очередь, – фтора и бора) в магматогенных флюидах. Об этом свидетельствуют часто встречающиеся умеренно-щелочные лейкограниты с флюоритом, а также обильные нодули турмалина размерами от 1 до 5 см в поперечнике. В гибридной породе – граносиените, слабо проявлен W-тип тетрадного эффекта (значение TE1,3 менее 0,9), указывающий на значительную роль вадозных вод, заимствованных из вмещающих пород, при формировании этих пород.

_2_38.wmf

Рис. 4.2. Диаграмма K2O – SiO2 для породных типов Синюшинского массива. Поля пород: 1 – абсарокит; 2 – шошонит; 3 – банакит; 4 – высоко-К базальт; 5 – высоко-К андезибазальт; 6 – высоко-калиевый андезит; 7 – высоко-К дацит по [Pecerillo; Taylor; 1976]. Cерии пород: I – толеитовая; II – известково-щелочная; III – высоко-К известково-щелочная;
IV – шошонитовая. Породные типы Синюшинского мссива: 1 – кварцевый сиенит;
2 – гранодиорит; 3 – граносиенит; 4 – гранит; 5 – умеренно-щелочной гранит;
6 – лейкогранит; 7 – умеренно-щелочной лейкогранит; 8 – лейкогранит с флюоритом

В заключении следует отметить, что шошонитовые гранитоиды Синюшинского массива характеризуются высоко дифференцированным типом распределения редкоземельных элементов, высокой обводнённостью и обогащённостью летучими компонентами, что весьма благоприятно для формирования различных типов оруденения. Действительно пространственно и парагенетически с гранитоидным массивом связаны скарновые месторождения вольфрама и молибдена (Кремлёвское и Плитнинское) и ряд рудопроявлений (Горный участок, Северный участок, Восточное, Каменское, Средне-Рябиновское, Вороновское, Ленинградское); кварцево-грейзеновые медно-висмут-вольфрамовые месторождения (Очаровательное I, Очаровательное II, Колыванское I, Колыванское II, Шеелитовое, Майское). Возможно, пространственно с гранитоидами Синюшинского массива связаны проявления железо-оксидного-медно-золоторудного класса типа Клонкарри, локализующиеся к северо-западу и к югу от массива (Локтевское рудное поле и другие, где существенную роль играют гематитовые руды с халькопиритом, борнитом, халькозином). В этих рудах отмечаются повышенные концентрации редких земель иттриевой группы. Хотя основную роль для проявлений Локтевского рудного поля имеет сдвиговая Северо-Восточная зона смятия, тем не менее, здесь отмечаются редкие дайки шошонитового типа) от кварцевых сиенитов до лейкогранитов с флюоритом. Эти дайки сопровождают Синюшинский массив гранитоидов, маркирующих на глубине крупный глубинный магматический очаг, дериватом которого являются и Синюшинский массив, и сопровождающие его дайковые комплексы.

Таблица 4.2

Микроэлементный состав (в г/т) породных типов Синюшинского массива

Компоненты

Породы

1

2

3

4

5

6

Li

54,1

38,0

25,0

55,0

19,0

12,8

Rb

134,0

129,0

320,0

319,0

25,2

21,2

Cs

3,8

2,9

9,7

12,8

2,1

2,1

Ba

350

760

330,0

300,0

36

27,1

Sr

485

640

180,0

177

19,0

15,2

Zr

250,0

245,0

80,0

127,0

130,0

205,0

Hf

7,0

7,9

4,8

5,4

4,6

4,8

Nb

24,0

34,0

22,0

20,2

34,0

65,0

Ta

3,2

2,2

4,7

2,2

3,6

4,6

Th

28,0

24,1

38,2

59,0

43,1

48,0

U

8,0

9,6

7,0

21,6

15,1

14,0

Y

32,0

19,4

19,0

22,0

25,0

17,9

La

32,0

73,1

59,0

63,40

50,0

81,1

Ce

96,0

87,0

65,8

86,20

67,1

67,2

Pr

6,9

6,5

11,1

12,3

12,0

12,1

Nd

26,0

24,1

22,2

27,20

21,3

22,1

Sm

25,5

24,1

22,2

3,80

20,7

13,2

Eu

7,0

1,2

0,61

0,84

10,56

11,4

Gd

3,7

3,4

3,4

4,00

11,1

17,1

Tb

0,61

0,55

0,56

0,58

10,55

12,5

Dy

24,5

3,3

3,7

12,6

22,6

23,6

Ho

0,8

0,78

0,7

0,9

6,8

7,8

Er

3,3

2.9

0,44

0,39

12,1

14,9

Tm

3,7

1,23

0,46

0,37

2,1

2,4

Yb

3,6

2,7

2,8

3,01

5,0

11,1

Lu

0,64

0,45

0,52

0,65

1,43

1,61

Co

9,3

9,1

2,2

1,8

3,0

1,1

Cr

24,0

23,5

18,0

13,3

21,0

5,2

Sc

21,0

19,5

8,5

7,1

10,0

1,3

Ga

22,2

23,6

22,8

22,9

18,4

18,6

Cu

18,9

20,0

15,1

14.9

18,3

8,8

Sn

3,4

1,9

4,9

4,7

5,1

5,3

W

2,9

1,5

2,8

2,9

3,3

3,8

Mo

2,5

0,9

3,2

3,3

3,0

3,4

Be

2,8

1,9

4,4

4,3

9,0

3,7

Th/U

3,5

2,5

5,45

2,73

2,85

3,43

(La/Yb)N

5,87

18,59

13,91

13,9

6,6

4,82

ТЕ1,3

1,85

0,85

1,03

1,33

1,58

1,43

Примечание. Анализы выполнены в Лаборатории ИМГРЭ методом ICP-MS
(г. Москва). Породы Синюшинского массива: 1 – гранит; 2 – граносиенит; 3 – лейкогранит; 4 – лейкогранит; 5 – лейкогранит с флюоритом; 6 – лейкогранит с флюоритом. ТЕ1;3 – тетрадный эффект по В. Ирбер [Irber; 1999]. Значения РЗЭ нормированы по хондриту по [Anderse; Greevesse; 1987].

Айский монцонит-сиенит-граносиенит-лейкогранитовый ареал шошонитовой серии пород локализуется на севере Горного Алтая, где представлен единственным одноименным ареалом, включающим достаточно крупные Айский массив площадью 70 км2, Бабырганский массив площадью около 100 км2 и три малые интрузии: Айченок, Мохнатая и Типешкинская, закартированные в пределах Каимской тектонической пластины (рис. 39). По геофизическим данным породы указанных массивов соединяются в единый гипабиссальный плутон. Аналогичные по составу и возрасту интрузии монцодиоритов, граносиенитов, кварцевых сиенитов и лейкогранитов известны в Теранджикском и Тархатинском ареалах на юго-востоке Горного Алтая и могут также рассматриваться аналогами айского массива.

_2_39.wmf

Рис. 4.3. Схематическая геологическая карта района Айского массива. неразделённые четвертичные образования; породные типы и фазы внедрения Айского массива:
2 – умеренно-щелочные лейкограниты с флюоритом 4 фазы; 3 – умеренно-щелочные лейкограниты 3 фазы; 4 – граносиениты и кварцевые сиениты второй фазы; 5 – монцогаббро первой фазы; 6 – габбро первой фазы топольнинского комплекса; 7 – базальты, андезиты, дациты, туфы, тефроиды, песчаники, алевролиты, гравелиты онгудайской свиты;
8 – алевролиты, песчаники, базальты, лавобрекчии, силицилиты чемальской свиты;
9 – афировые базальты, лавобрекчии, туфы основного состава, силицилиты, известняки манжерокской свиты; 10 – известняки, доломиты, базальты каянчинской свиты; 11 – филлиты, базальты, извесняки, силицилиты каимской свиты; 12 – апоперидотиты, серпентиниты, листвениты позднерифейско-раннекембрийского офиолитового комплекса; 13 – разломы:
а – сбросы, взбросы, сдвиги; б – надвиги; 14 – грейзеновые проявления олова и тантало-ниобатов

В составе комплекса нами выделяются четыре фазы внедрения:

1) монцогаббро, монцониты и меланосиениты;

2) сиениты, кварцевые сиениты и граносиениты;

3) биотитовые умеренно щелочные лейкограниты и умеренно-щелочные граниты;

4) флюоритсодержащие двуслюдяные умеренно-щелочные лейкограниты.

Взамиоотношения двуслюдяных флюоритсодержащих лейкогранитов с биотитовыми лейкогранитами зафиксированы нами в юго-восточной части Айского массива. Четвёртая фаза внедрения распространена локально (на юго-востоке Айского и в приконтактовой восточной части массива Типешки и северной – Мохнатой, в западном и восточном эндоконтактах Бабырганского массива. Именно с породами четвёртой фазы связано грейзеновое и пегматитовое редкометалльное оруденение. Характерными особенностями юго-восточного и восточного контактов Айского массива, малых интрузий Типешкинского и г. Мохнатой являются: 1 – наличие пологих контактов, 2 – гребневидных выступов, 3 – наличие провесов кровли сложных интрузий между Айским массивом и сателлитами – г. Мохнатой и Типешки. Указанные признаки весьма благоприятны для формирования грейзенового оруденения. Породы сиенитовой и гранитовой групп находятся примерно в равных количественных отношениях. По результатам определения радиологического возраста (уран-свинцовым методом по циркону) сиенитов Айского массива получена цифра в 248,9 ± 5,7 млн лет [Владимиров и др., 1997]. Рубидий-стронциевое изотопное датирование лейкогранитов с флюоритом показало более молодой возраст – 244 ± 4,5 млн лет [Крук, Титов и др., 1998]. Оба определения согласно новой шкале геологического времени дают ранне-среднетриасовый возраст.

Петрогеохимия пород комплекса детально рассмотрена Н.Н. Круком, А.В. Титовым и др. [Крук, 1998]. Нами дополнительно обнаружены монцониты в западной части Айского массива среди меланосиенитов, а также лейкограниты с флюоритом в районе Бабыргана, Типешки. Представительные анализы всех разновидностей пород сведены в табл. 4.3. Кроме того, в эндоконтактовых частях массивов Типешки и Айского обнаружены проявления тантало-ниобатов в пегматитах, грейзенах и касситеритового оруденения в грейзенах. Повсеместно указанные проявления обнаружены в тесной ассоциации с лейкогранитами заключительной фазы внедрения. Новые данные, полученные по петрологии магматических образований айского комплекса, позволяют уточнить некоторые генетические особенности их образования и потенциальную рудоносность. Ранее нами по составу биотита определена принадлежность лейкогранитов Бабырганского массива к типу редкометалльных плюмазитовых лейкогранитов [Гусев, 2003], которые во многих регионах являются одними из наиболее рудопродуктивных гранитоидных магматических серий [Таусон, Гундобина, Зорина, 1998].

Монцониты представляют собой крупнокристаллические породы розовато-серой окраски, сложенные зональным анортоклазом, роговой обманкой (f = 53–58), клинопироксеном, биотитом, плагиоклазом. Краевые части зонального анортоклаза содержат микровключения салита, биотита, роговой обманки. Биотит по составу отвечает сидерофиллиту и отличается от слюд остальных разновидностей пород самыми низкими концетрациями магния (рис. 4.4).

Акцессории включают мелкие выделения сфена, апатита. Для них характерны весьма высокие концентрации стронция (до 2720 г/т) и бария (до 1970 г/т).

Монцогаббро и меланосиениты первой фазы образуют ксенолиты и ксеноблоки в приконтактовых частях Айской и других интрузий размером от первых десятков до сотен метров в поле развития сиенитов и кварцевых сиенитов. На контакте они перекристаллизованы с возникновением вторичного гранобластового агрегата биотит-кварц-полевошпатового состава. Представляют собой крупно-и гигантозернистые породы, сложенные преимущественно паргаситовой роговой обманкой (? = 50–54 %) и щелочным полевым шпатом, в незначительном объеме присутствует биотит. Вкрапленники щелочного полевого шпата насыщены включениями клинопироксена (салит), биотита, сфена и амфибола. В монцогаббро зафиксированы повышенные концентрации стронция (до 1950 г/т) и бария (до 2070 г/т).

Таблица 4.3

Представительные анализы пород айского ареала
(главные компоненты в %, элементы – в г/т)

Компоненты

1

2

3

4

5

6

7

8

SiO2

50,13

55,27

57,12

61,87

66,11

72,87

75,05

76,88

TiO2

1,24

1,18

1,44

1,20

0,47

0,16

0,13

0,11

Al2O3

14,03

14,56

17,17

17,28

16,64

13,96

13,67

12,92

Fe2O3

4,35

3,79

3,07

2,12

1,44

0,75

0,56

0,37

FeO

4,65

4,34

3,98

2,01

1,37

0,83

0,65

0,36

MnO

0,16

0,18

0,17

0,12

0,09

0,04

0,03

0,03

MgO

6,85

5,11

1,48

0,67

1,01

0,37

0,22

0,11

CaO

9,22

6,55

3,52

2,12

2,10

0,49

0,59

0,32

Na2O

3,22

4,08

3,65

3,04

4,89

4,61

3,89

4,09

K2O

3,67

3,76

7,23

8,95

5,12

4,72

4,65

3,93

П.п.п

1,45

1,67

0,32

0,40

0,23

0,32

0,42

0,41

P2O5

0,97

0,93

0,32

0,16

0,16

0,05

0,03

0,03

?

99,94

99,75

99,47

99,96

99,63

99,17

99,89

99,56

Li

21,2

20,5

30,0

18,8

27,6

55

4,5

10,8

Rb

95

104

125

109

78,9

145

164

172

Cs

1,2

1,8

2,1

2,2

2,8

3,6

7,5

1,9

Be

6,3

7,5

2,5

3,8

0,7

5,3

6,7

0,7

Sr

1951

2720

2200

8750

630

280

20

8

Ba

2072

1970

2500

1956

750

310

40

20

La

14

16

17

46

73

74

55

32

Ce

42

44

46

58

86

97

63

36

Nd

21

22

22

24

24

29

16

8,6

Sm

6,8

6,6

6,5

5,4

4,2

5,5

2,2

0,9

Eu

1,71

1,67

1,64

1,42

1,23

1,21

0,68

0,13

Gd

6,9

6,6

6,5

6,1

3,3

4,1

2,1

0,9

Tb

1,2

1,1

1,1

0,94

0,52

0,61

0,26

0,11

Dy

5,5

5,3

5,1

3,9

2,3

1,2

1,6

0,7

Tm

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,2

0,2

Yb

3,6

3,4

3,1

2,8

1,22

1,6

1,1

1,4

Lu

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,25

0,21

0,2

Y

20,7

19,8

19,7

14,7

7,8

13,6

13,4

10,4

Sc

6,8

6,7

6,5

5,7

5,6

4,2

3,3

1,3

Th

4,3

4,5

5,8

5,4

24

27

41

48

Hf

4,6

4,8

4,9

18

5,2

6,9

4,6

4,6

Ta

0,4

0,5

0,5

0,9

1,66

3,2

2,2

4,8

Nb

6,2

6,2

6,3

22,7

35,3

87,6

85,2

77

Zr

342

338

334

276

243

238

204

215

Eu/Eu*

0,75

0,76

0,76

0,75

0,97

0,75

0,95

0,44

Примечание. Анализы выполнены: для главных компонентов – химическим методом, для остальных элементов – методом ICP-ms в лаборатории ИМГРЭ (Москва). 1 – монцогаббро; 2 – монцонит; 3 – меланосиенит; 4 – сиенит; 5 – граносиенит; 6 – гранит; 7 – лейкогранит; 8 – лейкогранит с флюоритом.

Меланосиениты сложены калинатровым полевым шпатом, амфиболом феррогастингситового ряда (f = 49–60 %), редко биотитом, а в интерстициях указанных минералов содержат плагиоклаз и кварц (2–4 %); акцессорные минералы представлены (г/т) магнетитом (4942), апатитом (55) и цирконом (4). Они характеризуются высокой щелочностью (K2O = 7,23 %, Na2O = 3,65 %), титанистостью (1,44 % TiO2) и фосфористостью (0,32 % Р2О5), высоким содержанием (г/т) бария (2500), стронция (2200), циркония (334), ниобия (6,3), урана (5) и тория (5,8). Отмечается резко дифференцированное распределение легких и тяжелых лантаноидов при ? РЗЭ = 702 г/т.

_2_40.tif

Рис. 4.4. Диаграмма Al – Mg– Fe составов биотитов гранитоидов айского ареала:
1 – сиениты, 2 – граносиениты, 3 – умеренно-щелочные граниты, 4 – лейкограниты
4 фазы с флюоритом; 5 – меланосиенит; 6 – монцогаббро; 7 – монцонит

Сиениты, кварцевые сиениты и граносиениты второй фазы связаны между собой постепенными переходами, с преобладанием двух последних разновидностей. Они слагают крупное (20?2 км) дугообразное тело, прослеженное почти непрерывно от г. Блинова на западе до хр. Типешка на востоке, а также в востоной части г. Бабырган. Отдельные их обнажения известны в центральной и северо-восточной частях Айского плутона и массива Айчонок. В кварцевых сиенитах и граносиенитах встречены крупные ксенолиты перекристаллизованных пироксен-амфиболовых меланократовых сиенитов и монцогаббро ранней фазы, кордиеритовых и амфиболовых роговиков, полосчатых полевошпатовых амфиболитов, перекристаллизованных девонских гранитов и риолитов. В них присутствуют дайки субщелочных амфибол-биотитовых гранит-порфиров, единичные гнезда и жилы пегматитов, мусковит-кварц-турмалиновых грейзенов, гранат-и пироксенсодержащих кварцевых жил (в апикальной части массива на г. Типешка, Мохнатой).

Сиениты и кварцевые сиениты представляют собой красновато-серые крупно-среднезернистые массивные породы, состоящие из крупнопертитового калинатрового полевого шпата (44–80 %), амфибола (до 15 %) паргасит-феррогастингситового ряда (? = 45–56 %), биотита (до 10 %) истонит-сидерофиллитового ряда (рис. 4.4), сфена (до 2 %) и магнетита (1142 г/т), редко салита (? = 32–36 %). Характерно диференцированное распределение РЗЭ с резким преобладанием легких над тяжелыми лантаноидами при ? РЗЭ = 202 г/т, отсутствием аномалии по Eu. Отмечаются повышенные содержания (г/т) Rb (125), Sr (1445), Zr (140). В сиенитах фиксируется аномально высокое содержание Sr (до 8750 г/т), которое прогрессивно убывает с ростом кремнекислотности пород. По геохимическим особенностям породы близки к типичным для сиенитовой породной группы в составе гранитоидных серий А1-типа. Граносиениты – крупно-среднезернистые равномернозернистые или порфировидные породы, состоящие из калишпата (35–44 %), плагиоклаза (28,7–32,5 %), кварца (18–23 %), темно-бурого слабожелезистого (? = 37–42 %) биотита, зеленого амфибола (2–3 %), переходного по составу между эденитом и обыкновенной роговой обманкой (? = 42–47 %), акцессорных сфена, циркона и апатита. Породы обладают cравнительно пониженными содержаниями бария (750), стронция (630) и калия относительно кварцевых сиенитов. Для них характерны минимальные среди пород Айского массива концентрации тория, тантала, ниобия, максимальные – циркония и иттрия.

Умеренно-щелочные лейкограниты и граниты третьей фазы внедрения обнажаются на площади 12 км2 в восточной части массива (в районе г. Мохнатая), а также образуют прерывистую внешнюю оторочку главного сиенит-граносиенитового тела, повторяя его дугообразный изгиб. В западном слабо эродированном эндоконтакте (в 2 км севернее г. Березовая) С.П. Шокальским установлены фазовые взаимоотношения между среднезернистыми биотит-амфиболовыми кварцевыми сиенитами и мелко-среднезернистыми биотитовыми умеренно-щелочными гранитами. Поверхность контакта полого погружается под кварцевые сиениты, перекристаллизованные на расстоянии до 10–15 м от контакта с полным замещением амфибола мелкочашуйчатым вторичным биотитом. Умеренно-щелочные лейкограниты представляют собой розово-серые средне-крупнозернистые лейкократовые породы, состоящие из микроклина (29–43 %), альбит-олигоклаза (до 25 %), кварца (31–35 %), низкожелезистого (? = 43–46 %) биотита (2–5 %), мусковита (1–2 %), акцессорных (г/т) циркона (10,2), апатита (1,6), флюорита (26), магнетита (1642), сфена. В сравнении с граносиенитами в гранитах наблюдается уменьшение концентраций РЗЭ (до 90,3 г/т – за счет иттриевой группы), Ta, Nb, Ba, Sr, отмечается слабо выраженный минимум по Eu. По петрохимическому и редкоэлементному составу породы наиболее близки к плюмазитовым редкометалльным лейкогранитам А1-типа, отличаясь несколько повышенной глиноземистостью и повышенными содержаниями бария и стронция. В гранитах и лейкогранитах постоянно пристуствуют в повышенных количествах бор (до 30 г/т) и фтор (до 0,3 %). Биотиты этих пород относятся по составу к ряду истонит-сидерофиллита (рис. 4.4), а отдельные анализы тяготеют к ряду истонит-флогопита.

К четвёртой фазе отнесены линейно вытянутые участки (шириной до 230 м и протяженностью до 1,5 км) в юго-восточном эндоконтакте Айского массива, сложенные флюоритсодержащими двуслюдяными умеренно-щелочными лейкогранитами. Аналогичные породы отмечены нами в восточных эндоконтактовых частях Типешки и северных контактах Мохнатой. Особенностью этих образований является присутствие низкожелезистого (? = 37–44 %) биотита (до 5 %) с повышенными содержаниями F (4 % и более), MnO (2,8–3 %) и акцессорного флюорита (до 105 г/т), наличие миароловых текстур и пегматоидных прожилков и жил. Флюорит в породах образует вкрапленность размерами от 0,5 мм до 0,4 см. Изредка флюорит отмечается в миароловых пустотах, указывая на то, что его кристаллизация связана с поздними стадиями кристаллизации пород под влиянием позднемагматических флюидов. Породы характеризуются широкими вариациями редкоэлементного состава, минимальными среди гранитоидов Айского массива содержаниями Sr, Ba, РЗЭ, наличием в спектре РЗЭ слабого европиевого минимума и только в лейкогранитах с флюоритом он становится заметно ощутимым и составляет 0,44. По особенностям химизма данные образования обнаруживают сходство с умеренно-щелочными лейкогранитами западного эндоконтакта Айского массива. Ранние фазы айского ареала (монцогаббро, монцониты) обнаруживают близость к аппинитам. Аппиниты характеризуются повышенными концентрациями магния, стронция, бария, лёгких РЗЭ, показывающими мантийную природу (Fowler, Henney et al., 2001). В то же время они имеют относительно пониженные концентрации ниобия, тантала. Стронций-неодимовые изотопные данные отвечают их генерации из обогащённой мантии (Fowler, Henney, 1996; Muir et al., 1997). На диаграмме ТАС все породные типы белокурихинского эталона попадают в поле умеренно-щелочных пород (рис. 4.5)

_2_41.wmf

Рис. 4.5. Петрохимическая диаграмма диагностики горных пород в координатах
SiO2 – (Na2O + K2O) для пород Айского ареала:
1 – габбро; 2 – диориты; 3 – монцогаббро; 4 – монцониты; 5 – меланосиениты;
6 – сиениты; 7 – граносиениты; 8 – монцодиориты; 9 – гранодиориты; 10 – граниты;
11 – лейкограниты; 12 – граниты умеренно-щелочные; 13 – лейкограниты умеренно-щелочные; 14 – лейкограниты умеренно-щелочные с флюоритом

На диаграмме Л.В. Бородина в координатах а0 – Ас породы комплекса попадают в поле умеренно-щелочной серии.

Характерной чертой массивов Айского ареала является различный эрозионный срез интрузивов. Считается, что Белокурихинский массив имеет наименьший уровень среза. Айский массив имеет более глубокий срез, а Теранджикский и Тархатинский массивы показывают ещё более глубокие уровни. Вероятно, по этой причине в каждом из массивов преобладают те или иные породы. Так, в Белокурихинском массиве преобладают граниты и гранодиориты, значительным распространением пользуются лейкограниты и отсутствуют породы более основного состава – габброиды и диоритоиды. Только в этом плутоне получили широкое развитие пегматиты и грейзены. В Айском массиве обнаруживаются породы более глубоких уровней – габброиды, монцонитоиды, сиениты и диоритоиды. Меньшим распространением пользуются граниты и лейкограниты. Теранджикский и Тархатинский массивы характеризуются набором пород ещё большего эрозионного среза – габброидами, монцонитоидами, диоритоиадами, сиенитами. В них редки граниты и отсутствуют лейкограниты.

Поведение химических элементов в породных типах также подчиняются степени эрозионного среза массивов (рис. 4.6). Так в монцогаббро от айского к теранджикскому уровню среза происходит увеличение количеств магния, кальция, калия и соответственное уменьшение концентраций титана, алюминия, натрия. При этом степень окисленности железа в монцогаббро Айского массива несколько выше, чем в таких же породах Теранджикского массива (0,50 и 0,46, соответственно).

_2_42.wmf

Рис. 4.6. Поведение главных породообразующих элементов в зависимости
от эрозионного среза массивов:
Массивы: Б – Белокурихинкий; А – Айский; Т – Теранджикский. Породные типы:
1 – монцогаббро; 2 – монцониты; 3 – граносиениты; 4 –граниты; 5 – лейкограниты

В монцонитах в этом же направлении происходит увеличение концентраций алюминия, закисного железа и кальция и снижение титана, магния, калия, натрия. Степень окисленности железа снижается в монцонитах Айского массива от 0,48 до 0,46 в таких же породах Теранджикского массива.

В граносиенитах от Айского массива к Теранджикскому наблюдается увеличение содержаний титана, триоксида железа, магния, кальция и снижение алюминия, натрия, калия. При этом степень окисленности железа возрастает от 0,62 до 0,73.

В гранитах от Белокурихинского к Айскому и Теранджикскому массивам наблюдается увеличение концентраций алюминия и снижение титана и кальция. Поведение остальных элементов более сложное. Степень окисленности железа увеличивается от Белокурихинского массива к Айскому (0,42 и 0,61, соответственно) и вновь снижается к Теранджикскому до 0,42.

В лейкогранитах отмечается увеличение концентраций алюминия, окисленного железа, натрия, калия и снижение – титана, закисного железа, магния и кальция от Белокурихинского массива к Айскому. Степень окисленности железа в указанном направлении увеличивается от 0,3 до 0,67.

На диаграмме Mg – Na + K – Fe все породы эталона попадают в поле известково-щелочной серии и дают отчётливый тренд в сторону снижения магния и железа и одновременное увеличение суммы калия и натрия (рис. 4.7).

_2_43.wmf

Рис. 4.7. Тройные петрохимические диаграммы для пород Айского ареала:
Породы ареала: 1 – габбро; 2 – диориты; 3 – монцогаббро; 4 – монцониты; 5 – меланосиениты; 6 – сиениты; 7 – граносиениты; 8 – монцодиориты; 9 – гранодиориты; 10 – граниты;
11 – лейкограниты; 12 – граниты умеренно-щелочные; 13 – лейкограниты умеренно-щелочные; 14 – лейкограниты умеренно-щелочные с флюоритом

На диаграмме Na–Ca–K наблюдается закономерное изменение соотношения в составе салических компонентов от габброидов к гранитам и лейкогранитам в сторону увеличения Na и K за счёт снижения кальция и магния.

Cистема Ca–Mg–Fe примечательна тем, что соотношение этих компонентов в габброидах сохраняются в процессе эволюции габбро-гранитных серий и в кислых дифференциатах, поскольку происходит разбавление габбровой котектики гранитной [Ферштатер, 1987].

Это условие выполняется в золотоносных массивах островодужной известково-щелочной формации и выражается, по мнению В.Л. Хомичёва с соавторами, в совмещении или в небольшом разбросе фигуративных точек габбро, диоритов и гранитов, отмеченной для мартайгинского комплекса [Хомичёв, 1993]. В заключительных фазах становления белокурихинского эталона наблюдается тенденция непрерывного роста железа за счёт магния и кальция, выявляемого усреднённым трендом на диаграмме (рис. 4.6), что свойственно умеренно-щелочным магмам [Хомичёв, 2000].

Диаграмма CaO–MgO–Al2O3 (рис. 4.8), связывающая салические и мафические компоненты магматических горных пород, предложена Д.С. Штейнбергом [Штейнберг, 1988; Штейнберг, Ферштатер, 1968] и активно поддержана М.Л. Гельманом [Гельман, 1997]. Она позволяет судить об общих закономерностях эволюции состава магматитов. Выбор компонентов обусловлен ведущей ролью CaO, MgO, Al2O3 в составе породообразующих минералов, формирующих котектические расплавы и, показывающих эволюцию компонентов в ходе кристаллизационной дифференциации. Выявленные закономерности подтверждены наблюдениями в конкретных магматических системах над порядком кристаллизации минералов и последовательностью формирования различных серий пород [Штейнберг, 1988; Штейнберг, Ферштатер, 1968]. Так, замена магния железом, калия натрием почти не влияет на соотношениях мафических и салических минералов, на количество кварца в породе и т.д. Многие закономерности химического состава магматитов в проекции на треугольник An–Ab–Or не зависят от количества кварца или нефелина в системе; они сохраняются в сериях базальт-риолит, базальт-трахит, базальт-фонолит и их интрузивных эквивалентах. Дальнейшее упрощение состава приводит в пределе к системе CaO–MgO–Al2O3, которая позволяет особенно чётко выявить наиболее общие закономерности изменения состава изверженных пород и дать им генетическую интерпретацию. Составы пород на диаграмме позволяют проследить котектические пути эволюции от наиболее тугоплавких дунитов до габбро (от вершины MgO к стороне CaO–Al2O3) и далее от габброидов (нормальных и щелочных) до самых легкоплавких лейкогранитов (к вершине Al2O3). Диаграмма показывает различия двух главных рядов магматитов – нормального (известково-щелочного и толеитового) и щелочного (базальт-трахитового и базальт-фонолитового).

Диаграмма позволяет решить ряд генетических вопросов. Во-первых, фигуративная точка пикродолеритов (точка К) лежит в плоскости An-En (Fo) и соответствует избыточному по отношению к эвтектике (Е3-4) составу. Габбро-долерит (точка Л) находится в той же плоскости с другой стороны эвтектики симметрично к точке К. И от неё тренд пород белокурихинского комплекса следует строго параллельно котектической линии Di–Ab–An в сторону эвтектической точки Al2O3, совпадая с трендом промежуточным между субщелочной и известково-щелочной сериям в ранних фазах, а затем пересекает умеренно-щелочной тренд для пород заключительных фаз (рис.9). В целом диаграмма показывает, что тренд породных типов белокурихинского комплекса смещён в сторону щелочных пород (базальт-трахитового ряда) в сравнении с габбро-гранитным Синюхинским комплексом Горного Алтая [Гусев, 2003].

_2_44.wmf

Рис. 4.8. Эволюционные тренды породных типов массивов
Айского ареала на диаграмме CaO–Al2O3–MgO:
I, II, III – серии: толеитовая, известково-щелочная, субщелочная;
Е1, Е2, Е3, Е4 – экспериментальные эвтектики. Эвтектики: Di–An, Di–An–Ab, An–Tn (Fo). Породные типы Айского ареала: 1 – габбро; 2 – диориты; 3 – монцониты; 4 – сиениты; 5 – гранодиориты; 6 – граниты; 7 – лейкограниты; 8 – лейкограниты умеренно-щелочные с флюоритом. Жирный пунктир – тренд породных типов Айского ареала

Соотношение тяжёлых, средних и лёгких РЗЭ хорошо просматривается на треугольной диаграмме (рис. 4.9). Диаграмма показывает однозначное преобладание лёгких РЗЭ над средними и тяжёлыми. Фигуративные точки составов РЗЭ образуют кучное расположение на диаграмме, где наиболее крайнее положение в сторону обогащения тяжёлыми РЗЭ показывают габброиды, а лейкограниты и диоритоиды ложатся в поле наибольшего обогащения лёгкими РЗЭ (рис. 4.9).

_2_45.wmf

Рис. 4.9. Соотношение лёгких, средних и тяжёлых лантаноидов в породах Айского ареала:
Породные типы: 1 – габброиды; 2 – диоритоиды; 3 – гранодиориты; 4 – граниты;
5 – лейкограниты; 6 – лейкограниты с флюоритом; 7 – дайки лампрофиров

Так как в состав айского ареала входят близкие по составу породы (монцониты, сиениты и т.д.), нами нанесены составы их на соответствующие дискриминационные диаграммы, предложенные различными исследователями для выделения шошонитовой серии интрузивов. В координатах К2О–SiO2 почти все породы попадают в шошонитовое поле, а по содержанию кремнекислоты растягиваются от абсарокитов до банакитов через шошониты (рис. 4.10).

_2_46.wmf

Рис. 4.10. Диаграмма K2O – SiO2 для пород шошонитовой серии Алтая:
Поля пород: 1 – абсарокит; 2 – шошонит; 3 – банакит; 4 – высоко-К базальт;
5 – высоко-К андезибазальт; 6 – высоко-калиевый андезит; 7 – высоко-К дацит по [Peccerilo, Taylor, 1976]. Cерии пород: I – толеитовая; II – известково-щелочная;
III – высоко-К известково-щелочная; IV – шошонитовая. Породы Горного Алтая (айский, теранджикский, тархатинский массивы): 1 – монцогаббро; 2 – монцониты;
3 – меланосиениты; 4 – сиениты; 5 – граносиениты; 6 – тоналиты; 7 – граниты;
8 – лейкограниты; 9 – лейкограниты с флюоритом. Дайки: 10 – шонкиниты;
11 – лампрофиры; 12 – лампроиты

На диаграмме К2О – Na2O большая часть составов белокурихинского комплекса также попадает в область шошонитов и незначительная часть в поле ультракалиевых пород (рис. 4.11).

_2_47.wmf

Рис. 4.11. Диаграмма К2О – Na2O для пород шошонитовой серии Алтая:
Поля пород: I – ультракалиевые; II – шошониты; III – известково-щелочные
[Turner, Arnard, 2001]. Породы Горного Алтая (айский, теранджикский, тархатинский массивы):
1 – монцогаббро; 2 – монцониты; 3 – меланосиениты; 4 – сиениты; 5 – граносиениты;
6 – тоналиты; 7 – граниты; 8 – лейкограниты; 9 – лейкограниты с флюоритом. Дайки:
10 – шонкиниты; 11 – лампрофиры; 12 – лампроиты

По соотношениям редкоземельных элементов в породах айского ареала фигуративные точки также попадают в шошонитовое поле (рис. 4.12).

_2_48.wmf

Рис. 4.12. Диаграмма Ce/Yb–Ta/Yb для шошонитовой серии пород Алтая:
Поля пород выделены по [Pearce, 1982]. Остальные условные обозначения
как на рис. 4.10 и 4.11

На диаграмме f-L–OH/F по составу биотитов гранитоиды Айского ареала попадают также в поле шошонитов (рис. 4.13).

_2_49.wmf

Рис. 4.13. Диаграмма f-L-OH/F в биотитах гранитоидов шошонитовой серии Горного Алтая:
f – общая железистость биотитов (f = Fe + Mn/Fe + Mn + Mg); L – глинозёмистость биотитов (L = Al/Si + Al + Fe + Mg); OH/F – отношение гидроксильной группы к фтору в составе биотитов. Стандартные типы гранитоидов:
М – мантийные СОХ, задуговых бассейнов (в составе офиолитовых комплексов); I – мантийно-коровые островных дуг, трансформных, активных континентальных окраин, коллизионных обстановок; S – коровые и мантийно-коровые коллизионных обстановок и комплексов метаморфических ядер; SH – шошонитовый тип гранитоидов постколлизионных обстановок; А – мантийно-коровые и мантийные анорогенных обстановок (внутриконтинентальных рифтов, горячих точек, мантийных плюмажей, активизации кратонных стадий древних платформ). Породные типы гранитоидов белокурихинского комплекса: Айский массив: 1 – сиениты, 2 – граносиениты, 3 – граниты, 4 – лейкограниты; Белокурихинский массив: 5 – гранодиориты, 6 – граниты, 7 – лейкограниты; Теранджикский массив: 8 – сиениты; Тархатинский массив: 9 – сиениты; Атуркольский массив: 10 – граниты

На диаграмме А.Т. Хитрунова породы белокурихинского комплекса образуют разброс составов от I до S-типов гранитов с принадлежностью от натровой до калиевой серий (рис. 4.14).

_2_50.wmf

Рис. 4.14. Диаграмма А.Т. Хитрунова для различных типов гранитоидов:
I1, I2, S1, S2 – стандартные I и S типы и подтипы гранитоидов. Cерии пород:
K – калиевая; Na + K – натрий-калиевая; Na – натриевая. Породы Айского ареала:
1 – габбро; 2 – монцогаббро; 3 – диориты; 4 – монцониты; 5 – сиениты; 6 – граносиениты;
7 – монцодиориты; 8 – гранодиориты; 9 – граниты; 10 – лейкограниты;
11 – граниты умеренно-щелочные; 12 – лейкограниты умеренно-щелочные;
13 – лейкограниты умеренно-щелочные с флюоритом

Р. Батчелор и П. Боулдер для реконструкций палеогеодинамических обстановок формирования породных ассоциаций использовали широкий набор петрогенных компонентов, позволяющих объективно оценивать обстановки генерации гранитоидов. В координатах R1–R2 тренд пород белокурихинского комплекса даёт широкий разброс: ранние фазы близки к островодужным обстановкам, более поздние фазы к позднеорогенным. Заключительные фазы близки к анорогенным, синколлизионным и посторогенным (рис. 4.15).

_2_51.wmf

Рис. 4.15. Диаграмма R1 – R2 для пород айского ареала. Поля на диаграмме:
I – мантийные плагиограниты, II–VII – гранитоиды островодужные (II), постколлизионных поднятий (III), позднеорогенные (IV), анорогенные (V), синколлизионные (VI), посторогенные (VII). Породы белокурихинского комплекса: 1 – габбро; 2 – монцогаббро;
3 – диориты; 4 – монцониты; 5 – сиениты; 6 – граносиениты; 7 – монцодиориты;
8 – гранодиориты; 9 – граниты; 10 – лейкограниты; 11 – граниты умеренно-щелочные;
12 – лейкограниты умеренно-щелочные; 13 – лейкограниты умеренно-щелочные с флюоритом

На диаграмме La-Nb (рис. 4.16) большая часть пород белокурихинского эталона попадает в поле пород, производных литосферного источника, и только лейкограниты и лейкограниты с флюоритом близки к породам, производным астеносферного источника.

На диаграмме Rb-Th-U-Ta-Zr-Ce-Sm-Y-Yb (рис. 4.17) показано положение пород из массивов и ареалов белокурихинского комплекса из различных тектонических блоков. Все породы (за исключением некоторых пород Горновского и Жерновского массивов) попадают в поле высоко-калиевого известково-щелочного и шошонитового магматизма (НКСА + SHO).

_2_52.wmf

Рис. 4.16. Диаграмма La – Nb по [De Paolo Daley, 2000]
для интрузивных пород айского ареала:
Поля на диаграмме: Ast – поле лав, производных астеносферного источника, La/Nb
от 0,6 до 0,9; Lit – литосферный источник, La/Nb > 2. Фигуративные точки составов пород: 1 – габброиды; 2 – диоритоиды; 3 – гранодиориты; 4 – граниты; 5 – лейкограниты;
6 – лейкограниты с флюоритом; 7 – лампрофиры; 8 – сиениты; 9 – монцониты; 10 – граносиениты

_2_53.wmf

Рис. 4.17. Диаграмма Rb-Th-U-Ta-Zr-Ce-Sm-Y-Yb для массисов и ареалов айского ареала Алтая и Салаира. Поля на диаграмме: в прямоугольном поле – Pre-Coll – доколлизионного известково-щелочного магматизма; в поле слева вверху – НКСА + SHO – высоко-калиевого известково-щелочного и шошонитового магматизма; в поле справа внизу – ALK – щелочного магматизма. Ряд 1 – три нижних – тархатинский, вверху – керсантит чуйского к-са с Аюты; ряд 2 – белокурихинский ареал; ряд 3 – Горновской и Жерновской массивы;
ряд 4 – Еландинский массив; ряд 5 – Айский массив

Приведенные данные по геологическому строению интрузий айского комплекса свидетельствуют о едином источнике формирования всех разновидностей пород. Ряд исследователей, изучая интрузивные образования Айского массива, пришли к выводу о формировании граносиенитовых расплавов в процессе анатектического плавления слабо метасоматизированных коровых субстратов [Крук, титов, 1998]. При этом констатируется автономность и генетическая разнородность базит-сенитовых и граносиенит-гранитовых породных групп. Наши данные свидетельствуют о едином источнике базитовых, монцонитоидных, сиенитовых и гранитовых разностей, произошедших в результате дифференциации единой щелочной мантийной базальтовой магмы в глубинном очаге. Такое единство просматривается не только в сходных и закономерных изменениях петро-геохимических характеристик всего набора пород, но и по данным изотопов стронция и неодима (рис. 3.4), указывающих на близость к единому мантийному источнику обогащённой мантии типа EM II. Соотношение изотопов стронция (87Sr/86Sr) в породах айского комплекса варьируют от 0,7052 до 0,7068 [Крук, Титов, 1998], также указывают на ювенильный мантийный источник родоначальной магмы и контаминацию корового материала.

Формирование лейкогранитов с флюоритом заключительной фазы внедрения изученных массивов связано с эманационной дифференциаций и дегазацией фельзических выплавок, максимально обогащённых и пересыщенных летучими компонентами. Образование низкотемпературных расплавов, пересыщенных летучими компонентами, создаёт благоприятные условия для отделения от них относительно низкотемпературных флюидов, заметно обогащённых элементами, тесно связанными с переносом в виде соединений, содержащих фтор (Sn, Ta, Nb, Rb, Li, W, Be, Mo и другие).

Флюидный режим магматических образований характеризовался обилием различных летучих компонентов, и в первую очередь, фтором, водой, бором, фосфором. Экспериментальные данные по изучению кислых расплавов [Коваленко, 1974], показали, что гранитные магмы, насыщенные водой и фтором, не заканчивают кристаллизацию при температуре солидуса обычных гранитов, а продолжают свою эволюцию на 150–200 °С ниже и становятся «низкотемпературными» расплавами, которые кристаллизуются при температуре 575 ± 25 °С (при давлении в 1000 атм). Наши данные по завершающим фазам айских лейкогранитов с флюоритом близки к оговариваемым параметрам.

Условия накопления летучих компонентов и связанных с ними рудных и редких элементов в потенциально рудоносных магматических системах коррелируются с соотношениями в них летучих компонентов и их окислительно-восстановительных потенциалах. Показателем последних является фугитивность кислорода. Реставрация численных значений фугитивности кислорода в магматических расплавах изучаемого комплекса проведена на основе анализа содержаний кислорода в биотитах в позиции (ОН, F). Для олова и других редких элементов наиболее вероятной формой переноса являются комплексные соединения типа Sn(OH,F)2–. В аналогичных формах переносятся тантал, ниобий и другие элементы. Следовательно, повышенные концентрации фтора в биотитах в позиции (OH, F) должны рассматриваться как важный критерий оловоносности и редкометалльности гипабиссальных интрузий. Такие условия и существуют для биотитов интрателлурической фазы. Содержания фтора в биотитах умеренно щелочных лейкогранитов с флюоритом достигают 4 и более %. Максимально высокий индекс редкометалльности (табл. 3) также указывает на потенциальную рудоносность заключительных фаз становления (лейкограниты с флюоритом), приближающийся по своим значениям к индексу редкометалльности плюмазитовых редкометалльных лейкогранитов.

Образование флюорита в лейкогранитах связано с обогащёнными фтором флюидами позднемагматической стадии. Обогащённость фтором обусловлена эманационной дифференциацией в магматическом очаге. Известно, что концентрации РЗЭ во флюоритах и отношения некоторых лантаноидов являются хорошими показателями геохимической обстановки кристаллизации минерала и вмещающей породы. Нами проанализировано несколько монофракций флюоритов на РЗЭ (табл. 4.4).

Таблица 4.4

Концентрации РЗЭ (г/т) во флюоритах лейкогранитов фазы
(Верхне-Айский, Типешкинский массивы)

Элементы и отношения

Номера проб

5995

5998

5601

La

81

76

74

Ce

67

63

61

Pr

12

11

11

Nd

22

24

21

Sm

13

11

10

Eu

12,4

13,7

14,2

Gd

17

19

22

Tb

12,6

14,8

15,3

Dy

23,5

25,8

27,6

Ho

7,8

9,6

11,4

Er

15,2

16,7

18,8

Tm

2,2

2,6

3,1

Yb

10,7

12,8

14,3

Lu

1,52

1,78

2,04

Y

16,9

17,4

19,7

Tb/La

0,16

0,19

0,21

Y/Ho

2,17

1,81

1,72

La/YbN

5,1

4,0

3,5

Примечание. Анализы выполнены методом ICP-ms в лаборатории ИМГРЭ (г. Москва).

Следует отметить, что спектры РЗЭ во флюоритах отличаются довольно значительными концентрациями почти всех элементов, вероятно, обусловленных процессами эманационной дифференциации, в которых существенную роль играли лиганды фтора на позднемагматической стадии. Отмечается слабо обогащённый спектр распределения лёгкими РЗЭ (La/YbN = 3,5–5,1). При эманационной дифференциации не происходило заметного деплетирования лёгкими РЗЭ, как это имеет место при взаимодействии флюид/порода в процессе кристаллизационной дифференциации. Эманационная природа дифференциации, вероятно, обусловила и повышенные относительные концентрации тербия и отношения тербия к лантану (от 0,16 до 0,21). Аналогичные отношения Tb/La в первичных флюидах без эманационной дифференциации составляют в пределах первых сотых, являющихся индикатором степени фракционирования флюида [Subtas et. All., 1995]. Вероятно, эманационной дифференциации обязаны и сравнительно низкие отношения иттрия к гольмию (1,72–2,17), в то время как в гидротермальных флюоритах такое отношение составляет 50–200 [Bau , 1995], тем самым, указывая на относительно слабый фракционированный характер магматогенного флюида в период эманационной дифференциации.

На диаграмме (рис. 4.18), отражающей спектры распределения РЗЭ во флюоритах лейкогранитов, наблюдаются позитивные аномалии европия и тербия. Модель распределения РЗЭ имеет выпуклый характер и вызвана тетрадным эффектом фракционирования M-типа по А. Масуда и др. [Masuda, 1997].

_2_54.wmf

Рис. 4.18. Спектры распределения РЗЭ во флюоритах из лейкогранитов.
Концентрации РЗЭ нормированы по хондриту [Taylor , 1995]. Флюориты из лейкогранитов:
1 – Айской интрузии; 2 – Типешкинской интрузии

Величины тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ во флюоритах из лейкогранитов варьируют от 1,25 до 1,32, коррелирующиеся со значениями отношений иттрия к гольмию и лантана к лютецию. Позитивная аномалия европия колеблется от 2,55 до 2,87 (табл. 4.5).

Таблица 4.5

Отношения некоторых РЗЭ и значения тетрадного эффекта в флюоритах из лейкогранитов Айского ареала

Отношения элементов

Флюорит
из лейкогранитов,
Айский массив

Флюорит
из лейкогранитов,
Айский массив

Флюорит
из лейкогранитов,
Типешкинский массив

Y/Ho

2,16

1,81

1,73

Eu/Eu*

2,55

2,87

2,83

La/Lu

53,28

42,69

36,27

TE1..3

1,32

1,28

1,25

Примечание. ТЕ1.3 – тетрадный эффект по В. Ирбер (1999). Eu* = (SmN + GdN)/2.

Анализ изотопов стронция и неодима показывает, что все породы комплекса образуют единый ряд дифференциатов от монцогаббро до лейкогранитов и сиенитов (табл. 4.6). На диаграмме ?Sr(t) – ?Nd(t) cоотношения указанных изотопов образуют линейный тренд составов от монцогаббро до граносиенитов и лейкогранитов (рис. 4.19) и локализуются вблизи обогащённого мантийного источника типа EM II.

_2_55.wmf

Рис. 4.19. Диаграмма ?Sr(t) – ?Nd(t) для пород айского ареала. Типы мантии по Зиндлеру и Харту [10]: EM I и EM II – обогащённая мантия типов I и II; PREMA – примитивная мантия; HIMU – мантия с высоким изотопным уран-свинцовым отношением. Интрузивные породы Айского комплекса: 1 – сиениты; 2 – граносиениты; 3 – умеренно-щелочные граниты; 4 – лейкограниты 4 фазы с флюоритом; 5 – меланосиенит; 6 – монцогаббро; 7 – монцонит

Таблица 4.6

Значения параметров ? (Nd)t и ?(Sr)t для пород айского интрузивного комплекса

Породы и фазы внедрения

?(Nd)t

?(Sr)t

Монцогаббро 1 фазы

1; 96

31; 3

Монцонит 1 фазы

1; 99

31; 2

Меланосиенит 1 фазы

2; 15

30; 4

Сиениты 2 фазы*

2; 13

29; 73

Сиениты 2 фазы

2; 12

28; 27

Граносиениты 2 фазы*

2; 93

12; 83

Граносиениты 2 фазы*

2; 93

20; 94

Умеренно-щелочные граниты 3 фазы*

2; 90

23; 0; 5

Умеренно-щелочные граниты 3 фазы*

2; 72

21; 14

Лейкограниты 4 фазы*

2; 94

20; 37

Лейкограниты 4 фазы

2; 93

22; 34

Примечание. Анализы выполнены в лаборатории ИГЕМ РАН (г. Москва). Анализы; помеченные * заимствованы из работы Н.Н. Крук; А.В. Титова и др. [1998].

Невысокие значения первичных отношений изотопов Sr (0,7052–0,7068) и положительные значения величины ?(Nd)t (2,13–2,94) позволяют исключить участие зрелых коровых субстратов в магмогенерации.

Приведенные материалы позволяют связывать образование крупной Айской плутонической ассоциации пород в триасовое время с дифференциацией магматического очага в условиях рифтогенного растяжения; вызванного функционированием Сибирского суперплюма [Гусев; Гусев; 2005].


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674