Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,560

АНОРОГЕННЫЕ ГРАНИТОИДЫ БУТАЧИХИНСКОГО МАССИВА ГОРНОГО АЛТАЯ: ГЕОХИМИЯ, ПЕТРОЛОГИЯ И ОРУДЕНЕНИЕ

Гусев А.И. Гусев Н.И. Красова А.С.
Приведены геологические, петрохимические, геохимические и петрологические данные по породным типам Бутачихинского массива Горного Алтая. Массив формировался в позднем девоне (абсолютный возраст составляет 369 млн. лет) в 5 фаз в гомодромной последовательности от габброидов до умеренно-щелочных лейкогранитов. В гранодиоритах, гранитах и лейкогранитах отмечаются щелочные роговые обманки – рибекит, арфведсонит и озонит. Набор пород свидетельствует о принадлежности массива к габбро-гранитоидной серии повышенной щёлочности. Химизм породных типов изучен на основе 72 силикатных и количественных спектральных анализах. По соотношениям иттрия, ниобия и галлия породы массива отнесены к анорогенным гранитоидам A2 – типа, связанным с мантийными горячими точками и плюмами. Низкие значения отношений 87Sr/86Sr в рибекитовых гранитах, варьирующие от 0,70413 до 0,70429, указывают на мантийный источник расплавов. С гранитоидами массива связано уран-редкометалльно-редкоземельное оруденение с флюоритом.

Бутачихинский массив находится в среднегорной части Горного Алтая в левом борту реки Щебеты (левый приток реки Ануй). Он образует крупное дискордантное тело овальной формы по отношению к вмещающим породам площадью более 70 км2. Сателлитом Бутачихинского массива является более мелкий Елиновский, которые по геофизическим данным соединяются на глубине. Ранее С.А. Кузнецовым в составе массива выделялись два самостоятельных комплекса: 1 - среднедевонских габброидов и 2 - майорский, куда были включены все кислые разности пород. Позднее В.А. Кривчиковым все породы Бутачихинского, Елиновского и Аскатинского массивов были объединены с топольнинским массивом в единую топольнинскую ассоциацию среднедевонского возраста [4]. Современные определения абсолютного возраста пород локальным уран-свинцовым методом по цирконам (лаборатория ВСЕГЕИ, г. Санкт-Петербург) по двум пробам (Топольнинского и Караминского массивов) получены следующие результаты. Цирконы обеих проб совершенно идентичные: прозрачные слегка желтоватого цвета. Кристаллы идиоморфные, габитус призматический, тип гиацинтовый и цирконовый с отчетливой тонкой зональностью. Удлинение от 2 до 3-4. По содержаниям U = 164-557 г/т, Th = 47-289 г/т они также совершенно идентичны, отношение Th/U в обеих пробах почти совпадают 0,28-0,58. Полученные конкордантные возраста для Топольнинского массива по 10 точкам 397,4 ± 4,4 млн лет, Караминского массива: 399,3 ± 4,6 млн лет соответствуют границе нижнего и среднего девона и могут быть приняты в качестве возраста становления топольнинского комплекса (ранний-средний девон).

В щелочных гранитах Елиновского массива цирконы плоские изометричные, часто лепешковидные, около 20 % - субидиоморфные. Цвет желтоватый, розоватый до красно-бурого и коричневого. Цирконы содержат много включений, зональность грубая. По 10 замерам в цирконах получен возраст 369 ± 10 млн лет (поздний девон). Содержание урана и тория в них в два раза выше, чем в Топольнинском и Караминском массивах (U = 456-1102 г/т, Th = 180-639 г/т, отношение Th/U = 0,31-0,60).

Такой разброс возрастов пород указанных массивов свидетельствует о разных разновременных комплексах, объединяемых ранее в единую топольнинскую ассоциацию.

По нашим данным Бутачихинский массив сложен разнообразными по составу породами, образовавшимися в гомодромной последовательности и включающими 5 фаз:

1 - габбро;

2 - диориты;

3 - гранодиориты, кварцевые сиениты;

4 - граниты, умеренно-щелочные граниты, редко - щелочные граниты;

5 - лейкограниты, умеренно-щелочные лейкограниты.

В гранодиоритах, гранитах и лейкогранитах, помимо биотита, присутствуют щелочные роговые обманки: рибекит и редко - озанит, указывающие на принадлежность указанных пород к щелочным гранитоидам.

Химический состав породных типов главных компонентов представлен в табл. 1.

Таблица 1 Средние составы породных типов Бутачихинского массива (масс. %)

Породные типы

SiO2

TiO2

Al2O3

Fe2 O3

FeO

MgO

CaO

Na2 O

K2 O

P2O5

Сумма

Габбро 1 ф (n = 9)

51,18

1,09

16,52

2,91

6,39

5,91

9,23

2,64

1,31

0,17

99,48

Диориты 2 ф (n = 2)

53,22

1,04

16,29

2,97

6,66

5,22

8,87

2,89

1,16

0,18

99,77

Гранодиориты 3 ф (n = 3)

67,04

0,61

16,21

0,64

3,94

1,14

2,54

3,89

2,99

0,23

99,32

Кварцевые сиениты 3 ф (n = 2)

64,4

0,55

15,75

0,61

2,88

1,10

2,54

3,94

3,74

0,19

99,76

Граниты 4 ф (n = 16)

70,84

0,34

15,55

0,77

2,36

0,82

1,75

3,66

3,96

0,15

99,51

Граниты ум.-щел. 4 ф (n = 4)

70,44

0,30

15,27

0,73

1,70

0,6

1,58

3,8

4,68

0,14

99,31

Граниты щел. 4 ф (n = 2)

68,86

0,4

14,86

0,55

2,22

0,7

1,81

4,22

5,51

0,14

99,32

Лейкограниты 5 ф (n = 23)

74,66

0,14

12,96

0,94

1,65

0,21

0,77

3,56

4,25

0,05

99,38

Лейкограниты ум. -щел. 5 ф (n = 11)

74,75

0,15

12,68

0,90

1,63

0,17

0,58

4,0

4,36

0,03

99,54

Примечание. Анализы выполнены в лаборатории Сибирского Испытательного Центра (г. Новокузнецк). 1ф-5 ф - фазы становления массива; n - количество проб; сокращения: щел.- щелочные, ум.-щел. - умеренно-щелочные.

Характерной особенностью пород массива является увеличение содержаний калия в гранитоидах 4 и 5 фаз и преобладание калия над натрием (табл. 1) В направлении от ранних к поздним фазам снижается количество глинозёма, титана, железа, магния. Особенностью пород массива является несколько повышенная фосфористость. В целом набор породных типов и их химизм позволяет отнести к габбро-гранитоидной серии повышенной щёлочности.

На диаграмме ТАС (рис. 1) породы комплекса располагаются на границе известково-щелочной и умеренно-щелочной серий. При этом кварцевые сиениты, граниты, умеренно-щелочные граниты, щелочные граниты и умеренно-щелочные лейкограниты попадают в поле умеренно-щелочных пород. Остальные породные типы локализуются в пределах известково-щелочной серии (рис. 1).

Микроэлементный состав пород сведен в табл. 2.

Характерной особенностью пород массива является увеличение содержаний рубидия, бария, цезия и фтора в направлении от начальных к конечным фазам (см. табл. 2).

Рис. 1. Петрохимическая диаграмма диагностики горных пород в координатах SiO2 - (Na2O+K2O) для породных типов Бутачихинского массива: 1 - габбро; 2 - диориты; 3 - гранодиориты; 4 - кварцевые сиениты; 5 - граниты; 6 - граниты щелочные; 7 - граниты умеренно-щелочные; 8 - лейкограниты; 9 - умеренно-щелочные лейкограниты

Таблица 2 Микроэлементный состав породных типов Бутачихинского массива (г/т)

Элементы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Li

22

12

14

17

22

23

20

21

11

Be

0,1

0,1

0,5

0,8

0,7

0,8

1,0

0,9

2,5

Sc

41

34

25

30

4,5

4,8

5,0

5,1

6,5

Ti

5200

3500

2780

2550

1450

1250

1300

950

600

V

195

290

155

145

43

35

38

12

7,5

Cr

135

77

80

75

15

14

22

29

26

Co

35

36

25

30

5,1

5,0

4,9

4,8

2,5

Ni

110

65

45

42

16

14

13

17

14

Ga

26

24

25

25

23

24

25

23

20

Rb

34

32

75

90

125

120

122

119

115

Sr

430

600

550

535

130

145

156

156

185

Y

44

40

35

38

39

40

41

38

48

Zr

204

110

105

104

115

90

95

65

45

Nb

23

21

15

16

7

12

14

21

14

Cs

1,9

1,0

2,1

3,5

6,0

5,0

5,4

6,1

6,0

Ba

560

610

550

525

600

620

650

770

910

La

10

11

21

23

43

38

37

36

44

Yb

3,7

3,3

3,5

4,0

5,3

5,1

5,0

5,4

4,2

Pb

21

15

18

16

25

22

21

23

22

Th

4,1

2

3,5

4,1

4,0

6

10

13

10

U

2,1

2

1,9

2,1

2,1

2,2

2,1

3,5

2,2

Mo

1,8

4,5

2,2

2,0

0,7

2,5

3,4

1,8

1,5

Sn

6,2

12

6,4

7,9

7,4

6,6

7,0

5,7

4,5

F

510

400

480

500

550

580

600

590

670

Примечание. Анализы выполнены количественным спектральным методом в лаборатории Сибирского Испытательного Центра (г. Новокузнецк).

По соотношениям Y-Nb-Ga все породные типы Бутачихинского массива локализуются в поле анорогенных гранитоидов А2 типа (рис. 2).

 

Рис. 2. Диаграмма Y-Nb-Ga по Дж. Эби [6] для гранитоидов Бутачихинского массива. Поля гранитоидов по Дж. Эби [6]: А1 - анорогенные гранитоиды А1 - типа постколлизионных обстановок; А2 - анорогенные гранитоиды А2 - типа мантийных горячих точек и плюмов. Бутачихинский массив: 1 - габбро 1 ф.; 2 - диориты 2 ф.; 3 - гранодиориты 3 ф.; 4 - кварцевые сиениты 3 ф.; 5 - граниты рибекитовые 4 ф.; 6 - граниты умеренно-щелочные 4 ф.; 7 - граниты щелочные рибекитовые 4 ф.; 8 - лейкограниты 5 ф.;
9 - лейкограниты умеренно-щелочные 5 ф.

Ранее нами кислые породы Бутачихинского массива были отнесены к агпаитовым редкометалльным гранитоидам (А2 - тип гранитов), объединенным в елиновский комплекс (D3e), включающий массивы: Елиновский, Аскатинский, Бутачихинский и другие [2]. Это однополевошпатовые гиперсольвусные граниты со щелочными роговыми обманками и редким биотитом. Для последнего характерны высокие концентрации фтора (3,1-4,6 %), высокая железистость (74-90), низкие содержания хлора (0,03-0,1 %), магния (MgO 3,11-4,5 %). В рибекитовых гранитах Елиновского массива, являющегося сателлитом Бутачихинского, отношения 87Sr/86Sr cоставляют 0,70413-0,70429, указывающие на мантийный источник магмы. Они сравнительно маловодные. Характеризуются низкими температурами кристаллизации и умеренными общими давлениями (1000-1500·102 кПа). От ранних к поздним фазам внедрения наблюдается значительное снижение фугитивности кислорода и воды, заметное увеличение активности и летучести плавиковой кислоты. В биотитах лейкогранитов Бутачихинского массива и Елиновского сателлита отмечается самое высокое содержание ниобия, а также повышенные концентрации тантала, циркония, цезия, олова, указывающих на геохимическую специализацию лейкогранитов на указанный спектр элементов [3].

Геохимическая специализация на указанные элементы реализована и в металлогеническом профиле оруденения, связанного с этим массивом. В контакте Еиновского сателлита выявлено Елиновское флюорит-редкоземельное проявление. Участок Елиновского проявления находится на водоразделе рек Баблайка и Щебеты. В 300 м от вершины горы с отметкой 1174.2 м по азимуту 45º. Выявлено оно в 1957 г. А.В. Кривчиковым. В 1958 году здесь было пройдено 14 канав, вскрывших оруденение. Рудная зона приурочена к контакту среднезернистых рибекитовых гранитов Елиновского массива с известняками куимовской свиты верхнего силура. Граниты вблизи контакта каолинизированы, окварцованы и обохрены по трещинам. Известняки скарнированы и мраморизованы. Скарновая ассоциация представлена гранатом, пироксеном, эпидотом, везувианом. В скарнироанных известняках наблюдается серия кварцевых, кварц-карбонатных и кварц-флюоритовых жил. Простирание жил северо-западное (285-300º), падение северо-восточное под углами 45-90º. Мощность жил до 0,8 м. Они прослеживаются по простиранию на первые десятки метров. В отдельных жилах флюорит составляет до 50 % объема породы. Иногда в кварце наблюдается мелкая, довольно редкая вкрапленность галенита и сфалерита. Минеральной формой редкоземельных элементов являются поликраз, фергусонит и малакон, локализующиеся в измененных гранитах и флюорит-кварцевых жилах. Размеры вкрапленности 1-2 мм. Рентгеноспектральный анализ каолинизированного гранита дал следующие результаты: Y - 0,01-0,03 %, Yb - 0,01-0,03 %. Спектральный анализ бороздовых проб по кварцу с сульфидами показал наличие Pb до 0,3-1 %, Zn до 1 %.

Впоследствии (Кузнецов, 1990) при обследовании канав видимой минерализации не обнаружено. Опробованию были подвергнуты скарнированные известняки, кварц-флюоритовые и кварц-карбонатные породы. Повышенное содержание элементов встречено лишь в измененных гранитах: Zr - 0,1 %, Nb - 0,005 %, Ga - 0,001 %, Y - 0,01 %, Yb - 0,002 %. Повышенной радиоактивностью до 65 мкр/ч на фоне 25 мкр/ч обладают дайки рибекитовых гранитов мощностью до 0,3 м и измененные граниты по зонам дробления. В первом случае в дайках повышенная радиоактивность, связанная с малаконом (малакон - дипирамидальная разновидность циркона с повышенными содержаниями U, TR, Th; содержание U - 0,8-1 %, Th - 0,3 % по рентгеноспектральному анализу), а во втором случае природа радиоактивности не выяснена. Местами в дайках наблюдается малакон в виде густой вкрапленности. Размер зерен малакона до 0,5 см. Местами отмечается густая вкрапленность циркона размерами от 0,5 до 2 мм. Химическим анализом в гранитах установлена диоксид Zr до 0, 76 %.

Другим, близким по составу проявлением, связанным с рибекитовыми гранитами, является проявление Аскатинское. Оно располагается в северном экзо- и эндоконтакте Аскатинского массива. Оруденение проявлено в метасоматически окварцованных и альбитизированных породах (местами представляющих настоящие альбититы), в которых установлена ниобиево-редкоземельная минерализация в виде иттриалита и фергусонита, образующих тонкую вкрапленность размерами 1-2 мм. Содержания в зоне иттрия составляют ( %) 0,01-0,05, иттербия 0,01-0,04.

Таким образом, породы Бутачихинского массива имеют позднедевонский возраст, в отличие от Топольниских гранитоидов, датирующихся ранним-средним девоном. Породы Бутачихинского массива, в отличие от Топольниских (нормальные известково-щелочные породы, относящиеся к петрогенетическому I-типу гранитов), имеют повышенную щёлочность, относятся к анорогенному типу, генерируещемуся в обстановках горячих мантийных точек и плюмов. В составе массива имеются разности пород с щелочными роговыми обманками, однозначно определяемые породы как щелочные.

Металлогения сравниваемых массивов различна. Если с гранитоидами Топольнинского массива связано золото-медно-скарновое оруденени [1], то с массивами Бтачихинского ареала связано уран-редкометалльное и уран-редкоземельное оруденение с флюоритом [2, 3]. Гранитоиды Бутачихинского массива должны рассматриваться в составе самостоятельного комплекса, или относиться к майорскому комплексу щелочных гранитов, c которыми имеют большое сходство и близкий абсолютный возраст, описанных и детально изученных нами раннее [5].

Список литературы

  1. Гусев А.И., Бедарев Н.П. Руды и металлы. - 1997. - № 2. - С. 100-109.
  2. Гусев А.И. Проблемы геодинамики и минерагении Южной Сибири. - Томск, 2000. - С. 53-61.
  3. Гусев А.И. Известия Томского политехнического университета. - Томск. 2005. - № 4, Т. 307. - С. 43-47.
  4. Кривчиков В.А., Селин П.Ф., Русанов Г.Г. Геологическая карта масштаба 1:200 000. Издание второе. Серия Алтайская. Лист М-45-I (Солонешное). Объяснительная записка. - СПб.: ВСЕГЕИ, 2001. - 183 с.
  5. Тимкин В.И, Гусев А.И., Дзагоева Е.А., Смородина М.А. Природные ресурсы Горного Алтая: геология, геофизика, экология, минеральные, водные и лесные ресурсы Алтая. - Горно-Алтайск, 2007. - № 1. - С. 40-45.
  6. Eby G.N. Geology. - 1992. - Vol. 20. - Р. 64-644.

Библиографическая ссылка

Гусев А.И., Гусев Н.И., Красова А.С. АНОРОГЕННЫЕ ГРАНИТОИДЫ БУТАЧИХИНСКОГО МАССИВА ГОРНОГО АЛТАЯ: ГЕОХИМИЯ, ПЕТРОЛОГИЯ И ОРУДЕНЕНИЕ // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 4. – С. 222-226;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=30017 (дата обращения: 17.12.2018).

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 = 1.252