Анорогенные граниты, с момента выделения их в особый петрогеохимический тип, всегда вызывали неподдельный интерес петрологов. Термин «А-тип» гранитов был введён в литературу М. Лоизелем и Д. Уонзом в 1979 году для описания гранитов, которые были генерированы вдоль континентальных рифтовых зон (анорогенных обстановок) [6]. По сравнению с другими типами гранитов, А-тип показывал высокие отношения Fe/Mg, (K + Na)/Al, K/Na, а также высокие концентрации F, Zr, Nb, Ga, редкоземельных элементов (РЗЭ), Y, Zn и низкие содержания Mg, Ca, Cr, Ni [4, 9].
Анорогенные гранитоиды Сангилена слагают несколько относительно крупных массивов - Шинхемский, Дзосский, Хусуингольский и ряд мелких, в том числе Тарбагатайский. Актуальность изучения этих гранитоидов определяется тем, что в непосредственной близости с ними располагаются граниты улугтанзекского комплекса Сангилена, с которыми пространственно и парагенетически связывается известное редкометалльное месторождение Улуг-Танзек. Анализируемые гранитоиды относятся к среднепалеозойскому возрасту.
Наиболее крупный Шинхемский массив локализуется на водоразделе рек Шин-Хем, Хурхерен-Гол, Дзос и образует вытянутое в северо-западном направлении небольшой плутон площадью 120 км2. Сложен Шинхемский массив однородными крупнокристаллическими гранитами и лейкогранит-порфирами, занимающими краевые части интрузива.
Дзосский массив распложен в среднем течении одноименной реки в 5 км южнее Шинхемского. Он образует изометричный шток площадью около 100 км2 и прорывает известняки протерозоя. Неоднородность гранитов определяется тем, что наиболее глубинные части его сложены крупнокристаллическими разностями первой фазы, а апикальные части - порфировидными лейкогранитами второй фазы.
Хусуингольский массив расположен на крайнем юго-востоке Сангилена, занимая осевую зону одноименной грабен-синклинали. В его строении принимают участии две группы пород - более ранние сиениты и интрудирующие их граниты и лейкогранит-порфиры. Последние тяготеют к периферии полнокристаллических крупнозернистых гранитов ранней фазы. По врезу в вертикальном разрезе наблюдается постепенная смена (снизу вверх) полнокристаллических гранитов порфировидными и далее лейкогранит-порфирами [2].
Тарбагатайский массив площадью более 35 км2 обнажён в крайней северной части Сангилена, в верховьях реки Верхний Тарбагатай. Он сложен однородными крупнокристаллическими лейкогранитами поздней фазы.
Полно-крупнокристаллические граниты первой фазы обладают гипидиморфной микроструктурой и состоят (масс. %) из кварца - 25-26, олигоклаза (№ 23-28) - 30-32, калинатрового полевого шпата -
35-37, биотита - 3-5, роговой обманки - 0-3. Спектр акцессориев охватывает сфен, магнетит, ортит, редко - апатит. Петрохимически они характеризуются низкими содержаниями Mg, Ca, Ti, Mn и высокими - F, Ba, Sr, Zr, Nb, Li, Y. В двухфазных массивах в ранней фазе гранитов наблюдаются более высокие суммарные концентрации редкоземельных элементов и нормированные к хондриту отношения лантана к иттербию (13,7 в Дзосском массиве и 12,3 в Хусуиногльском) (табл. 1). Эти отношения свидетельствуют о более высокой степени дифференциации редкоземельных элементов. В гранитах главной фазы и лейкогранит-порфирах устойчиво высокие отношения K/Na.
Таблица 1
Представительные анализы анорогенных гранитоидов Сангилена
(оксиды в масс. %, элементы - в г/т)
|
Оксиды, химические элементы |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
SiO2 |
72,86 |
74,57 |
71,03 |
75,8 |
73,22 |
75,84 |
75,87 |
|
TiO2 |
0,21 |
0,16 |
0,26 |
0,11 |
0,19 |
0,09 |
0,08 |
|
Al2O3 |
13,51 |
13,31 |
14,5 |
13,04 |
13,65 |
12,5 |
12,4 |
|
Fe2O3 |
0,72 |
0,73 |
0,86 |
0,71 |
0,32 |
0,57 |
0,56 |
|
FeO |
2,65 |
2,0 |
1,66 |
1,08 |
2,37 |
1,93 |
1,94 |
|
MnO |
0,01 |
0,01 |
0,03 |
0,02 |
0,04 |
0,01 |
0,01 |
|
MgO |
0,22 |
0,21 |
0,39 |
0,09 |
0,41 |
0,05 |
0,06 |
|
CaO |
0,98 |
0,91 |
1,64 |
0,82 |
1,0 |
0,40 |
0,38 |
|
Na2O |
3,86 |
3,8 |
3,88 |
3,46 |
3,71 |
3,9 |
3,8 |
|
K2O |
4,91 |
4,25 |
4,68 |
4,83 |
5,03 |
4,66 |
5,06 |
|
P2O5 |
0,04 |
0,05 |
0,13 |
0,05 |
0,06 |
0,02 |
0,03 |
|
Li |
33 |
58 |
21 |
7 |
43 |
15 |
14 |
|
Cs |
2 |
3,5 |
3 |
2 |
5 |
2 |
3 |
|
Rb |
139 |
173 |
128 |
160 |
195 |
180 |
175 |
|
Ba |
873 |
605 |
803 |
86 |
550 |
375 |
370 |
|
Sr |
217 |
148 |
327 |
65 |
165 |
40 |
43 |
|
F |
410 |
413 |
380 |
390 |
620 |
915 |
920 |
|
Be |
3 |
4 |
4 |
5 |
3 |
4 |
4 |
|
U |
3 |
4 |
1,2 |
2 |
6 |
5,1 |
5 |
|
Th |
17 |
17,1 |
13 |
24 |
25 |
22,2 |
22 |
|
La |
28 |
17 |
26 |
18 |
31 |
30 |
33 |
|
Ce |
55 |
42 |
53 |
40 |
56 |
64 |
60 |
|
Pr |
1,5 |
1,1 |
1,4 |
1,0 |
1,6 |
0,9 |
0,8 |
|
Nd |
22 |
12 |
21 |
11 |
19 |
27 |
17 |
|
Sm |
4 |
3 |
3,5 |
3 |
4,1 |
6 |
3,5 |
|
Eu |
0,64 |
0,47 |
0,62 |
0,45 |
0,5 |
0,4 |
0,37 |
|
Gd |
4,3 |
0,72 |
3,5 |
0,65 |
0,55 |
0,53 |
0,55 |
|
Tb |
0,29 |
0,33 |
0,27 |
0,3 |
0,3 |
0,62 |
0,34 |
|
Dy |
2,1 |
2,0 |
1,9 |
0,9 |
0,8 |
0,5 |
0,6 |
|
Ho |
0,25 |
0,2 |
0,24 |
0,18 |
0,15 |
0,11 |
0,14 |
|
Er |
1,0 |
0,7 |
0,98 |
0,65 |
0,55 |
0,45 |
0,48 |
|
Tm |
0,19 |
0,23 |
0,2 |
0,21 |
0,2 |
0,43 |
0,26 |
|
Yb |
1,35 |
1,37 |
1,4 |
1,35 |
1,7 |
1,3 |
1,75 |
|
Lu |
0,35 |
0,25 |
0,39 |
0,26 |
0,3 |
0,6 |
0,26 |
|
Y |
24,5 |
5,6 |
25,1 |
4,8 |
4,5 |
3,8 |
3,5 |
|
Zr |
135 |
46 |
140 |
52 |
50 |
45 |
43 |
|
Ta |
1,4 |
2,45 |
1,4 |
1,5 |
1,4 |
2 |
2,2 |
|
Sc |
2,31 |
2,3 |
2,4 |
2,32 |
1,9 |
2,4 |
2,3 |
|
Nb |
88 |
98 |
87 |
101 |
100 |
102 |
101 |
|
Hf |
5,5 |
5,2 |
5,6 |
5,1 |
6,0 |
5 |
5,5 |
|
Ni |
4,9 |
5,2 |
4,5 |
3,8 |
3,7 |
9 |
8 |
|
Co |
2,7 |
2,5 |
2,6 |
2,1 |
2,2 |
1,6 |
1,5 |
|
Sb |
0,78 |
0,47 |
0,8 |
0,42 |
0,8 |
0,74 |
0,75 |
|
Cu |
10,3 |
8,3 |
11,5 |
9,4 |
9,8 |
10,1 |
9,5 |
|
Zn |
29 |
28 |
30,5 |
29,7 |
28 |
30 |
31 |
|
Pb |
30 |
20 |
31,8 |
19,8 |
21 |
21 |
18 |
|
∑РЗЭ |
145,5 |
86,9 |
139,5 |
82,7 |
121,2 |
136,6 |
122,5 |
|
(La/Yb)N |
13,7 |
8,2 |
12,3 |
8,8 |
12,0 |
15,2 |
12,5 |
|
Rb/Sr |
0,64 |
1,2 |
0,39 |
2,5 |
1,2 |
4,5 |
4,1 |
|
Eu/Eu* |
0,034 |
0,051 |
0,039 |
0,05 |
0,043 |
0,024 |
0,037 |
|
TE 1,3 |
- |
1,49 |
- |
1,13 |
1,22 |
1,41 |
1,13 |
Примечание: PЗЭ - редкозмельные элемннты; (La/Yb)N - нормированное к хондриту по [3] отношение лантана к иттербию; Rb/Sr - отношение рубидия к стронцию; Eu*= (SmN + GdN)/2. ТЕ1,3 - тетрадный эффект по В. Ирбер [5]. Дзосский массив: 1 - граниты полнокристаллические, 2 - лейкогранит-порфиры; Хусуингольский массив: 3 - граниты полнокристаллические, 4 - лейкогранит-порфиры; 5 - лейкогранит-порфиры Шинхемского массива; 6, 7 - лейкогранит-порфиры Тарбагатайского массива.
Лейкогранит-порфиры второй фазы обладают порфировидной структурой и гипидиоморфной микроструктурой основной ткани породы и состоят (масс. %): кварц - 32-33, олигоклаз (№ 17-20) - 32-33, микроклин-пертит - 31-33, биотит - 1-3. Из акцессориев отмечены лишь сфен и циркон. Биотит лейкогранитов отличается более высокими концентрациями фтора и редких элементов (рубидия, лития) (табл. 2). Лейкогранитам свойственны те же петрохимические характеристики, что и гранитам ранней фазы. В двухфазных массивах наблюдается снижение суммарных концентраций редкоземельных элементов и уменьшение нормированных к хондриту отношений лантана к иттербию (8,2 в Дзосском и 8,8 в Хусуингольском массивах). В сравнении с ранней фазой в лейкогранит-порфирах наблюдается некоторое увеличение отношения Eu/Eu* и Rb/Sr (см. табл. 1).
Таблица 2
Представительные анализы биотитов анорогенных гранитоидов Сангилена
|
Компоненты, % |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
SiO2 |
39,26 |
38,40 |
39,14 |
40,34 |
38,54 |
38,44 |
|
TiO2 |
1,27 |
1,18 |
1,48 |
0,99 |
0,87 |
0,79 |
|
Al2O3 |
16,32 |
16,35 |
16,25 |
18,86 |
16,25 |
16,25 |
|
Fe2O3 |
5,70 |
5,75 |
5,20 |
5,11 |
5,20 |
5,20 |
|
FeO |
16,87 |
15,72 |
13,45 |
13,24 |
12,45 |
13,45 |
|
MgO |
5,27 |
7,80 |
8,26 |
3,9 |
6,26 |
6,26 |
|
MnO |
0,51 |
0,52 |
0,52 |
0,38 |
0,51 |
0,50 |
|
CaO |
0,54 |
0,82 |
1,24 |
0,60 |
1,21 |
1,22 |
|
Na2O |
0,35 |
0,46 |
0,83 |
0,22 |
0,81 |
0,84 |
|
K2O |
8,11 |
7,69 |
8,13 |
8,37 |
8,93 |
8,43 |
|
H2O+ |
3,21 |
3,70 |
3,66 |
4,00 |
3,66 |
3,69 |
|
F |
1,16 |
0,85 |
1,05 |
2,91 |
3,05 |
3,55 |
|
Rb2O |
0,35 |
0,40 |
0,38 |
0,65 |
0,76 |
0,79 |
|
Li2O |
0,33 |
0,31 |
0,35 |
0,54 |
0,61 |
0,66 |
|
Сумма |
99,25 |
99,95 |
99,94 |
100,11 |
100,01 |
100,07 |
На тройной диаграмме составов биотитов, построенной автором в координатах OH/F - f - l, где отражены наиболее важные компоненты слюды (OH/F - отношение гидроксильной группы к фтору; f - общая железистсоть биотита; l - общая гинозёмистость биотита) [1] и граниты лавной фазы, и лейкогранит-порфиры попадают в поле анорогенных (А-тип) гранитов.
Характерной особенностью массивов анорогенных гранитоидов Сангилена является их зональное строение, когда в центре крупных массивов располагаются более ранние фазы, а по периферии локализуются более дифференцированные поздние разности лейкогранитов с образованием обратной зональности. Установлено, что обратная зональность массивов проявляется тогда, когда более эволюционированные порции магмы локализуются на периферии интрузивов; контакты между фазами и фациями контрастные с дискордантными текстурами [8]. Именно такие наблюдения зафиксированы нами в пределах Дзосского, Хусуингольского и Шинхемского массивов. Характер зональности плутонов интерпретируется как результат химической дифференциации и скорости поступления последовательных фаз. Когда скорость становления массивов малая предыдущие фазы внедрения успевают закристаллизоваться и тогда более поздние фазы внедряются на периферию плутонов с образованием обратной зональности [1].
По соотношениям Zr, Y, Rb, Sr, Ti, Ba в формировании породных типов не просматривается тренд дифференциации с кристаллизацией из расплавов пироксенов, роговых обманок, биотитов, полевых шпатов.
Высокая насыщенность расплавов фтором и другими летучими компонентами позволяет предполагать важную роль в генерации анорогенных гранитоидов Сангилена флюидного режима. Характерны несколько меньшие температуры кристаллизации лейкогранит-порфиров и более высокие значения фугитивностей воды, парциального давления углекислоты. Обращает на себя внимание повышенные концентрации плавиковой кислоты во флюидах в лейкогранит-порфирах, превышающие на порядок таковые в гранитах ранней фазы. Редкометалльный профиль металлогенической специализации гранитоидов Сангилена можно предположить, исходя из двух признаков:
1 - геохимической специализации гранитоидов на редкие металлы (Zr, Nb, Li);
2 - повышенные концентрации редких элементов - рубидия и лития в биотитах.
При формировании лейкогранит-порфиров проявился тетрадный эффект фракционирования редкоземельных элементов M-типа [5, 7], значения которого (от 1,13 до 1,49) приведены в табл. 1 (TE 1,3).
Таким образом, петрологические, петрохимические данные и параметры флюидного режима указывают на потенциальную рудоносность гранитоидов Сангилена на редкометалльное оруденение.
Список литературы
- Гусев А.И., Гусев Н.И., Табакаева Е.М. Петрология и рудоносность белокурихинского комплекса Алтая. - Бийск: БПГУ, 2008. - 193 с.
- Минин В.А., Щипицын Ю.Г., Довгаль В.Н., Иванова Л.Д., Маликова И.Н. Редкие и редкоземельные элементы в среднепалеозойских гранитах нагорья Сангилен (Юго-Восточная Тува) / Редкоземельные элементы в магматических породах. - Новосибирск, 1988. - С. 44-59.
- Anders E., Greevesse N. // Geochim. Cosmochim. Acta, 1989. - V. 53. - P. 197.
- Collins W.J., Beams S.D., White A.J.R., Chappell B.W. // Contributions to Mineralogy and Рetrology. -1982. - Vol. 80, № 2. - P. 189.
- Irber W. // Geochim Comochim Acta. - 1999. - Vol. 63, №3/4. - P. 489.
- Loiselle M.C., Wones D.R. // Abstracts of papers to be presented at the Annual Meetings of the Geological Society of America and Associated Societies, San Diego, California. - 1979. - Vol. 11, № 3. - P. 468.
- Masuda A., Ikeuchi Y. // Geochim J. - 1979. - Vol. 13. - P. 19.
- Vigneresse J.L. // Ore geology Reviews. - 2007. - Vol. 30. - № 2. - P. 181.
- Whalen J.B., Currie K.L., Chappell B.W. // Contributions to Mineralogy and Petrology. - 1987. - Vol. 95, № 3. - P. 407.