Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,560

PETROLOGY OF ADAKITE GRANITOIDS OF OZERNAJA ZONE OF WESTERN MONGOLIA

Gusev A.I. 1 Otgonbayar D. 2
1 The Shukshin Altai State Academy of Education
2 Khovd Univercity
Приведены петро-геохимические данные по адакитовым гранитодам: тоналитам, плагиогранитам Харанурского, Дзабханского, Шаратологойского и Хиргиснурского плутонов Западной Моноголии. Выделены 2 группы пород: высокоглинозёмистые и низкоглинозёмистые адакитовые гранитоиды. Высокоглинозёмистые плагиогранитоиды формировалсь в островодужной обстановке при плавлении метабазитового субстрата при высоких давлениях, превышающих 15 кбар в условиях равновесие расплава с гранат-содержащим реститом. Плавлению подвергались эклогиты. Генерация низкоглинозёмистых адакитовых гранитоидов происходила в аккреционно-коллизионной обстановке в процессе плавления метабазитов при низких давлениях (Р~8 кбар) в равновесии с роговообманково-плагиоклаз-клинопироксен-ортопироксеновым реститом. Пространственно и парагенетически с адакитовыми гранитоидами Озёрной зоны Западной Монголии могут быть связаны месторождения золота и других металлов.
Data on petro-geochemistry of adakite granitoids: tonalites and plagiogranites Kharanurskii, Dzabkhanskii, Sharatologolskii and Hirgisnurskii plutons of Western Mongolia lead in paper. Two gpoups of rocks detached: high peraliminous and low aluminous adakite granitoids. The high peraluminoius plagiogtanites formed in island arc setting at melting metabasitic substrate for high pressures, excessing 15 kbar in conditions of melting with garnet-contain restite. Eclogites were exposed melting. Generation of low aluminous adakite granitoids happened accretationary-collisional setting in process melting of metabasites at low pressures (P~ 8 kbar) in equilibrium with amphybol-plagioclase-clinopyroxen-orthopyroxen restite. Deposits of gold and other metalls could connected of dimensional orientation and paragenetic with adakite granitoids of Ozernaja zone of Western Mongolia.
geodynamic settings
pressure
garnet
restites
melting of metabasites
plagiogranites
tonalite
adakite granitoids

К адакитовому типу гранитоидов относятся специфические кислые интрузивные породы, обнаруживающие сходство с эффузивными адакитами. К числу таких признаков относятся очень низкие концентрации иттрия (менее 18 г/т), иттербия (менее 1,8 г/т), [11, 12] поышенные содержания ванадия и хрома, высокие нормированные к хондриту отношения лантана к иттербию (более 8-10), указывающие на сильно дифференцированный тип распределения редкоземельных элементов (РЗЭ) в породах. От других петрогенетических типов гранитоидов они отличаются также и составом биотита [1, 2, 3, 4]. Актуальность изучения этого типа гранитоидов определяется тем, что парагенетически и пространственно с ними связаны разнообразные металлические полезные ископаемые – меди, железа, золота и другие. С адакитовыми гранитоидами Калбы в Казахстане связано крупное золото-черносланцевое месторождение мирового класса Бакырчик [4], в Туве – золото-медно-скарновое (месторождение Тардан) и золото-порфировое оруденение [6, 7, 8], в Монголии – медно-молибден-золото-порфировое месторождение Оую-Тологой. Актуальность рассмотрения петрологии адакитовых гранитоидов в Озёрной зоне Монголии не вызывает сомнений, так как в этой зоне в области распространения адакитовых гранитоидов встречаются проявления и аномалии золота, меди и других металлов. Цель исследования – изучить петрологию адакитовых гранитоидов Озёрной зоны Западной Монголии.

Петрология адакитовых гранитоидов озёрной зоны западной монголии

На территории Озёрной зоны Западной Монголии к раннепалеозойскому возрастному интервалу относятся адакитовые гранитоиды по С.Н. Рудневу [7]: тоналит-плагиогранитной ассоциации Харанурского плутона (с абсолютной датировкой по U-Pb изотопной системе в цирконах 531±10 млн. лет), тоналит-диоритовой ассоциации Дзабханского интрузива (абсолютная датировка 529±6 млн. лет), тоналит-плагиогранитной ассоциации Шаратологойского плутона (с возрастом 519±8 млн. лет), диорит-тоналит-плагиогранитной ассоциации Хиргиснурского плутона (с возрастом 495±2 млн. лет).

Некоторые петрохимические данные по этим гранитоидам приведены в таблице.

Содержания некоторых компонентов в адакитовых гранитоидах Озёрной зоны Монголии (оксиды даны в масс. %, элементы – в г/т)

Породы

SiO2

Al2O3

Na2O

K2O

Cr

V

Ni

Y

Yb

 

Харанурский плутон

Тоналиты

66,26

17,03

4,55

0,42

56

64

33

3,4

0,62

Плагиограниты

73,17

16,11

5,21

0,7

50

53

29

2,9

0,47

 

Дзабханский массив

Тоналиты

65,6

17,1

4,5

0,45

62

54

40

10,5

1,1

 

Шаратологойский плутон

Тоналиты

66,14

14,75

4,13

0,75

52

61

31

11,5

1,3

Плагиограниты

72,55

13,96

5,21

1,3

41

52

27

8,7

0,97

 

Хиргиснурский плутон

Тоналиты

65,26

17,21

3,9

0,81

49

57

29

7,7

0,55

Плагиограниты

72,88

16,35

4,1

0,95

41

51

21

6,2

0,48

Примечание. Анализы выполнены в лаборатории Испытательного Западно-Сибирского центра (г. Новокузнецк).

Тоналиты и плагиограниты Харанурского плутона характеризуются повышенными концентрациями Ba (180-480 г/т), Sr (650-430 г/т), Cr, V, Ni (табл. 1), отношениями Sr/Y (65-70) и пониженными величинами (г/т): Y (2,9-3,4), Yb (0,47-0,62), Zr (70-35), Hf (1,1-2,0), Nb (0,5-1,4), Ta (0,1-0,16). Характерно умеренное преобладание лёгких лантаноидов над тяжёлыми (La/Yb)N = 3,1- 13,2, позитивные и негативные аномалии Eu – (Eu/Eu*)= 0,7-1,8. По содержаниям Al2O3 (>15 масс. %) и Yb (0,47-0,62 г/т) они отвечают плагиогранитоидам высокоглинозёмистого типа. Породы Харанурского плутона имеют высокие значения εNd(T)=+7,4, низкие (87Sr/86Sr)0=0,7039, указывающие на мантийную составляющую в их источнике.

На диаграмме Sr/Y – Y все разновидности изученных пород Озёрной зоны попадают в поле адакитов (рис. 1).

mongolia1.tif

Рис. 1. Диаграмма Sr/Y – Y по [11] для пород Озёрной зоны

Поля на диаграмме по [11]: Adakitic – Адакиты, Typical ARC rocks – породы типичных андезитов, риолитов, дацитов вулканических дуг. Породы Озёрной зоны Западной Монголии: 1 – тоналиты Дзабханского интрузива; 2 – тоналиты и 3 – плагиограниты Харанурского плутона; 4 – тоналиты и 5 – плагиограниты Шаратологойского плутона; 6 – тоналиты и 7 – плагиограниты Хиргиснурского плутона.

На диаграмме SiO2 –K2O породные типы Озёрной зоны попадают в область толеитовой серии и лишь плагиограниты Шаратологойского плутона локализуются в поле известково-щелочной серии пород (рис. 2).

mongolia2.wmf

Рис. 2. Диаграмма K2O – SiO2 для пород Озёрной зоны. 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 [13]. Cерии пород: I – толеитовая; II – известково-щелочная; III – высоко-К известково-щелочная; IV – шошонитовая. Породы Озёрной зоны Западной Монголии: 1 – тоналиты Дзабханского интрузива; 2 – тоналиты и 3 – плагиограниты Харанурского плутона; 4 – тоналиты и 5 – плагиограниты Шаратологойского плутона; 6 – тоналиты и 7 – плагиограниты Хиргиснурского плутона

На диаграмме La/YbN – YbN породные типы Озёрной зоны Западной Монголии тяготеют к тренду плавления кварцевого эклогита (рис. 3), то есть материала сильно метаморфизованной нижней коры.

Тоналиты Дзабханского интрузива характеризуются низкими концентрациями (г/т) :Rb (4,5-4,7, Ba (77-105) и высокими Sr (520-650). Содержания высокозарядных элементов в породах варьируют в широком диапазоне значений (г/т): Y (5,8 – 10,8), Nb (0,12-4,95), Ta (0,1-0,53), Zr (12-48), Hf (0,3-1,3). Породы Дзабханского массива имеют высокие значения Al2O3 и относятся к высокоглинозёмистому типу плагиогранитов. Изотопные значения тоналитов имеют высокие значения εNd=+7,9 – +8,0 и низкие (87Sr/86Sr)0=0,7037.

mongolia3.wmf

Рис. 3. Диаграмма (La/Yb) N – (Yb)N, по Barbarin [10], для пород Озёрной зоны Монголии. Тренды плавления различных источников: I – кварцевые эклогиты; II – гранатовые амфиболиты; III – амфиболиты; IV – гранатсодержащая мантия, с содержанием граната 10 %; V – гранасодержащая мантия, с содержанием граната 5 %; VI – гранатсодержащая мантия, с содержанием граната 3 %; ВМ – верхняя мантия; ВК – верхняя кора. Остальные словные см. на рис. 1

Тоналиты и плагиограниты Шаратогольского плутона имеют сравнительно низкие концентрации K2O (0,7-2,4 масс.%), Rb (15-55 г/т), широкие вариации Ba (400-890 г/т), Sr (220-610 г/т), Nb (1,5-5,0 г/т), Ta (0,1-0,5 г/т), Y (8,5-15,7 г/т), Zr (65-240 г/т), Hf (2,0-6,2 г/т). По индикаторным элементам (Al2O3 < 15 масс. % и Yb = 0,90 – 1,45 г/т) они отвечают плагиогранитоидам низкоглинозёмистого типа. По изотопным характеристикам пород (εNd=+6,5 – +6,6; (87Sr/86Sr)0=0,7038-0,7039) они являются типичными для плагиогранитоидов островодужного этапа.

Породы Хиргиснурского плутона, в отличие от Шаратогольского, относятся к высокoглинозёмистым плагиогранитоидам, в них повышенные содержания Al2O3 > 15 масс. % и низкие Yb = 0,26 – 0,55 г/т. Тоналиты и плагиограниты этого плутона характеризуются следующими содержаниями элементов (г/т): Nb (0,5-1,1), Ta (0,07-0,12), Y (4,4-8,5), Zr (78-118), Hf (2,6-4,1), Ba (310-500), Sr (815-1000). Породы Хиргиснурского плутона характеризуются преобладанием лёгких лантаноидов над тяжёлыми (10,5-22,0), указывающим сильно дифференцированный типа распределения РЗЭ.

Интерпретация результатов. Приведенные данные свидетельствуют о наличии в составе адакитовых гранитоидов Озёрной зоны двух групп: низкоглинозёмистых (A2O3 менее 15 %) и высокоглинозёмистых (A2O3 более 15 %). При этом высокоглинозёмистые адакитовые гранитоиды Харанурского, Дзабханского и Хиргиснурского плутонов относятся к тоналит-трондъемитовой серии магматитов, для которых применима метабазитовая модель формирования, предусматриваюшая возможность образования тоналит-плагиогранитоидных магм при дегидратированном плавлении мафических субстратов в диапазоне давлений от 3 до 25 кбар. и температурах 900 – 1100 °С. Плавлению подвергались высоко метаморфизованные нижне коровые субстраты, представленные эклогитами. По изотопно-геохимическим данным плагиогранитоиды таких комплексов относятся к +εNd – типу (εNd(0)=+3,8; c широким диапазоном значений εNd(T)= от + 3,9 до +7,5) , а по петрогеохимическим – к высокоглинозёмистым плагиогранитам [12] и высококремнистым адакитам [12]. Необходимым условием генерации плагигранитоидов такого типа служит высокое давление (больше или равное 10-12 кбар) и равновесие расплава с гранат-содержащим реститом. Их формирование происходило в островодужной обстановке и плавлению подвергались высоко метаморфизованные нижнекоровые образования, представленные эклогитами..

Низкоглинозёмистые адакитовые гранитоиды Шаратогольскго плутона дают очень узкий предел вариации εNd(T)= от + 6,5 до + 6,6. Они формировались при значительно меньших давлениях, в интервале от 3 до 9 кбар [14] в равновесии с роговообманково-плагиоклаз-клинопироксен- ортопироксеновым реститом. Генерация низкоглинозёмистых адакитовых гранитоидов Шаратогольского плутона, вероятно, происходила в аккреционно-коллизионном этапе формирования Озёрной зоны Западной Монголии.

Данные по адакитовым гранитоидам Озёрной зоны Монголии позволяют склониться к комбинированному механизму их генерации. Ближе всего комбинация модели возрастающего плавления субдуцирующего слэба, в котором отмечается переход от процесса дегидратации слэба к частичному плавлению и значительной роли метасоматизирующих флюидов мантийного клина в формировании адакитовых гранитоидов. Такими флюидами могли быть трансмагматические флюиды, участвовавшие в генерации поздних фаз становления глубинных магматических очагов в виде заключительных дериватов и дайковых образований, подтоку более восстановленных флюидов [1], игравших важную роль в формировании наиболее концентрированного и масштабного оруденения бакырчикского золото-черносланцевого типа.

Заключение

Таким образом, в Озёрной зоне Западной Монголии развиты плагиогранитоиды адакитовой близости 2 групп: 1 – высокоглинозёмистые, формировавшиеся в островодужной обстановке при плавлении метабазитового источника при давлении > 15 кбар, в равновесии с роговобманково-клинопироксен-плагиоклаз-гранатовым реститом, погружающейся в зоне субдукции океанической плиты; субстрат плавления для них был высоко метаморфизованный материал нижней коры, представленный эклогитами; 2 – низкоглинозёмистые плагиогранитоиды с адакитовой близостью, формировавшихся при меньших давлениях, в интервале от 3 до 9 кбар в равновесии с роговообманково-плагиоклаз-клинопироксен- ортопироксеновым реститом. Генерация низкоглинозёмистых адакитовых гранитоидов Шаратогольского плутона, вероятно, происходила в аккреционно-коллизионном этапе формирования Озёрной зоны Западной Монголии.