Тигирекский массив гранитоидов находится вприграничной полосе между Алтайским краем иРеспубликой Казахстан вмеждуречье Ини, Белой (левые притоки р.Чарыша) иБелопорожной Убы (правый приток р.Убы). Ранее рядом исследователей всоставе Тигирекского массива выделялись три фазы внедрения. По мнению О.В.Мурзина [3], впетротипическом Синюшинском интрузивном ареале первая фаза внедрения представлена кварцевыми сиенитами, граносиенитами, гранодиоритами имеланогранитами (5 %); вторая - биотитовыми ироговообманково-биотитовыми гранитами (85 %); третья - субщелочными лейкогранитами илейкогранитами (10 %). Все исследователи относят интрузивные образования массива ксинюшинскому комплексу (P2-T1). По нашим данным Тигирекский интрузив формировался в5фаз иимеет более сложный состав: 1фаза - габбро; 2фаза - диориты имонцодиориты; 3фаза - сиениты, гранодиориты играносиениты; 4фаза - граниты иумеренно-щелочные граниты; 5фаза - лейкограниты иумерено-щелочные лейкограниты сфлюоритом. Жильная фаза представлена дайками аплитов, аляскитов ипегматитов. Наиболее ранние породные типы первых двух фаз внедрения обнаружены нами вприконтактовой южной части массива на территории Казахстана, атакже врайоне г.Россыпной ввиде ксенолитов различных размеров от 20см впоперечнике идо нескольких метров. Здесь же обнаружены иксенолиты гранодиоритов. Следует отметить, что габброиды идиориты имеют крупнокристаллическое сложение, характерное для первых фаза внедрения интрузивов. Вцелом набор породных типов близок таковому для интрузий Айского ареала [2], которые являются типичными представителями шошонитовой серии пород. Химический состав породных типов приведен втабл.1.
Таблица 1
Средние составы породных типов Тигирекского массива (масс. %)
|
Породные типы |
SiO2 |
TiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
FeO |
MgO |
CaO |
Na2O |
K2O |
P2O5 |
Сумма |
|
Габбро 1 ф (n=3) |
51,09 |
1,20 |
12,13 |
3,34 |
6,55 |
8,20 |
10,75 |
2,21 |
1,14 |
0,91 |
99,52 |
|
Диориты 2 ф (n=2) |
53,12 |
1,06 |
16,11 |
4,71 |
4,85 |
6,75 |
8,11 |
3,11 |
1,76 |
0,63 |
99,77 |
|
Монцодиориты 2 ф (n=2) |
57,88 |
1,37 |
17,55 |
3,01 |
4,13 |
1,90 |
4,38 |
4,21 |
4,78 |
0,44 |
99,95 |
|
Cиениты 3 ф (n=3) |
63,95 |
0,55 |
16,31 |
1,02 |
2,70 |
0,92 |
2,73 |
3,61 |
6,12 |
0,27 |
99,92 |
|
Граносиениты 3 ф (n=2) |
66,15 |
0,47 |
16,58 |
1,13 |
1,44 |
0,91 |
2,21 |
4,76 |
5,05 |
0,21 |
99,76 |
|
Гранодиориты 3 ф (n=3) |
67,14 |
0,61 |
16,21 |
0,64 |
3,94 |
1,14 |
2,54 |
3,89 |
3,01 |
0,23 |
99,32 |
|
Граниты 4 ф (n=16) |
71,70 |
0,33 |
13,51 |
1,15 |
1,51 |
0,51 |
1,71 |
3,30 |
4,65 |
0,10 |
99,59 |
|
Граниты ум.-щел. 4 ф (n=4) |
72,60 |
0,40 |
13,31 |
1,50 |
1,14 |
0,90 |
1,40 |
3,88 |
5,12 |
0,11 |
99,91 |
|
Лейкограниты 5 ф (n=13) |
76,21 |
0,24 |
12,09 |
0,84 |
1,35 |
0,25 |
0,41 |
3,25 |
4,55 |
0,02 |
99,88 |
|
Лейкограниты ум. - щел. сфлюоритом |
74,48 |
0,28 |
12,81 |
0,87 |
1,31 |
0,42 |
1,02 |
3,28 |
5,12 |
0,04 |
99,74 |
Примечание. Анализы выполнены влаборатории Сибирского Испытательного Центра (г.Новокузнецк). 1ф - 5ф - фазы становления массива; n - количество проб; сокращения: щел. - щелочные, ум.-щел. - умеренно-щелочные.
По химизму среди пород массива выделяются известково-щелочные разности - габбро, диориты, гранодиориты, вкоторых натрий преобладает на калием иумеренно-щелочные разности - монцодиориты, сиениты, граниты, лейкограниты, вкоторых обратная картина - калий преобладает над натрием. Это подтвержадется также иположением фигуративных точек породных типов на диаграмме ТАС (рис.1). Вранних фазах (до гранитов) наблюдается высокое содержание фосфора, аначиная сгранитов концентрации фосфора падают, что связано суменьшением апатита вкислых разностях пород.
Рис. 1. Петрохимическая диаграмма диагностики горных пород в координатах
SiO2- (Na2O + K2O) для породных типов Тигирекского массива:
1 - габбро; 2 - диориты; 3 - монцодиориты; 4 - сиениты; 5 - граносиениты; 6 - гранодиориты;
7 - граниты; 8 - граниты умеренно-щелочные; 9 - лейкограниты;
10 - лейкограниты умеренно-щелочные
Микроэлементный состав пород отражают данные табл.2. Обращают на себя внимание высокие концентрации стронция ибария впородах от габбро до гранодиоритов, что весьма характерно для шошонитовой серии [2].
Таблица 2
Микроэлементный состав породных типов Тигирекского массива (в г/т)
|
Габбро |
Диориты |
Монцодиориты |
Сиениты |
Граносиениты |
Гранодиориты |
Граниты |
Граниты ум-щел |
Лейкограниты |
Лейкограниты ум.-щел |
|
|
Li |
22,2 |
21,5 |
20,5 |
18,8 |
37,6 |
43,3 |
55 |
44 |
65,3 |
12,9 |
|
Rb |
96 |
102 |
104 |
109 |
80 |
126 |
145 |
35 |
326,3 |
21,1 |
|
Cs |
1,2 |
1,5 |
1,8 |
2,2 |
2,8 |
3,2 |
3,6 |
2,5 |
11,0 |
2,1 |
|
Ba |
1772 |
1805 |
1870 |
1959 |
750 |
703 |
310 |
175 |
260,0 |
27 |
|
Sr |
1651 |
2120 |
2320 |
4750 |
630 |
550 |
480 |
120 |
101,5 |
15 |
|
Zr |
342 |
341 |
341 |
286 |
243 |
245 |
250,0 |
210 |
130,2 |
204 |
|
Hf |
4,6 |
4,7 |
4,8 |
14 |
7,5 |
7,0 |
6,9 |
5,5 |
4,5 |
4,8 |
|
Nb |
6,8 |
6,5 |
6,2 |
20,7 |
33 |
28 |
24,0 |
58 |
20,4 |
65 |
|
Ta |
0,7 |
0,6 |
0,6 |
1,1 |
2 |
3,1 |
3,2 |
5,9 |
2,0 |
4,7 |
|
Th |
4,8 |
4,7 |
4,5 |
5,4 |
24 |
26 |
27 |
43 |
38,3 |
48 |
|
U |
2,5 |
2,6 |
2,6 |
2,9 |
9,5 |
8,8 |
8,0 |
12 |
12,2 |
14 |
|
Y |
21.7 |
20 |
19,8 |
16,8 |
18 |
22 |
32,0 |
17,8 |
23,0 |
16,9 |
|
La |
14 |
15,5 |
16 |
46 |
73 |
45 |
32,0 |
76 |
43,9 |
81 |
|
Ce |
42 |
43 |
44 |
58 |
86 |
91 |
97 |
53 |
58,1 |
67 |
|
Pr |
8,8 |
7,5 |
6,2 |
6,4 |
6,5 |
6,6 |
6,7 |
13 |
5,8 |
12 |
|
Nd |
21 |
21,6 |
22 |
24 |
24 |
25,1 |
25,5 |
24 |
22,1 |
22 |
|
Sm |
6,8 |
6,7 |
6,6 |
5,4 |
4,2 |
4,3 |
4,6 |
15 |
4,1 |
13 |
|
Eu |
1,71 |
1,68 |
1,67 |
1,42 |
1,23 |
1,1 |
0,84 |
10 |
0,62 |
12,4 |
|
Gd |
7,2 |
6,8 |
6,6 |
6,1 |
3,3 |
0,9 |
3,8 |
16 |
3,3 |
17 |
|
Tb |
1,8 |
1,4 |
1,1 |
0,94 |
0,52 |
0,55 |
0,58 |
13,1 |
0,56 |
12,6 |
|
Dy |
5,5 |
5,4 |
5,3 |
3,9 |
2,3 |
3,2 |
3,55 |
24,8 |
3,65 |
23,5 |
|
Ho |
1,5 |
1,4 |
1,2 |
0,8 |
0,75 |
0,72 |
0,70 |
8,5 |
0,65 |
7,8 |
|
Er |
4,6 |
3,3 |
2,9 |
2,6 |
2,5 |
2,3 |
2,2 |
15,8 |
2,1 |
15,2 |
|
Tm |
0,7 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
0,3 |
0,35 |
0,41 |
3,2 |
0,33 |
2,2 |
|
Yb |
3,6 |
3,5 |
3,4 |
2,8 |
1,22 |
3,2 |
3,60 |
9,6 |
3,21 |
10,7 |
|
Lu |
0,7 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
0,3 |
0,52 |
0,61 |
1,56 |
0,50 |
1,52 |
|
Co |
15,5 |
14,1 |
10,9 |
10 |
9,8 |
9,5 |
9,3 |
1,1 |
2,2 |
1,2 |
|
Cr |
35,8 |
28,9 |
23,4 |
23,8 |
24,1 |
23,0 |
24,0 |
4,9 |
15,3 |
5,4 |
|
Sc |
16,8 |
19,5 |
20,5 |
20 |
19,6 |
20,1 |
21,0 |
2,1 |
7,4 |
1,3 |
|
Ga |
17,9 |
20 |
21,1 |
22 |
23,1 |
22,6 |
22,1 |
19,8 |
22,7 |
18,5 |
|
Cu |
22,8 |
21 |
20 |
21 |
20 |
19,6 |
19 |
7,5 |
15 |
8,9 |
|
Sn |
2,5 |
2,4 |
2,1 |
1,6 |
1,8 |
3,4 |
3,3 |
4,8 |
4,7 |
5,0 |
|
W |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
1,7 |
1,5 |
2,6 |
2,9 |
2,8 |
3,2 |
|
Mo |
0,4 |
0,3 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
1,3 |
2,4 |
2,7 |
3,1 |
3,0 |
|
Be |
6,4 |
7,0 |
7,5 |
3,9 |
1,7 |
3,1 |
2,8 |
4,1 |
4,3 |
3,6 |
|
Rb/Sr |
0,058 |
0,048 |
0,045 |
0,023 |
0,13 |
0,23 |
0,30 |
0,29 |
3,21 |
1,41 |
|
Th/U |
1,92 |
1,81 |
1,73 |
1,86 |
2,52 |
2,95 |
3,37 |
3,58 |
3,14 |
3,43 |
|
La/YbN |
2,57 |
2,93 |
3,11 |
10,9 |
39,5 |
9,26 |
5,9 |
5,23 |
8,91 |
5,0 |
Примечание. Анализы выполнены вЛаборатории ИМГРЭ методом ICP-MS (г.Москва).
Весь набор пород массива характеризуется умеренными ивысокими нормированными по хондриту значениями La/YbN, варьирующими от 2,57 до 39,5, свидетельствуют оразной степени дифференцированности расплавов вотношении лёгких итяжёлых редкоземельных элементов. Это также свойственно шошонитовой серии гранитоидов.
В целом гранитоидная часть пород массива может быть отнесена книзко-титанистой группе (содержание TiO2 впородах начиная от сиенитов клейкогранитам менее1). Они обогащены группой элементов LILE идеплетированы элементами HFSE (высокие содержания Rb, Ba, Sr ивысокие отношения Rb/Sr от 0,13 вграносиенитах до 3,21 влейкогранитах, умеренные отношения Th/U, варьирующие от 2,52 до 3,58). Это указывает на сильное фракционирование поздних кислых расплавов вотношении групп элементов LILE/HFSE.
На диаграмме K2O-SiO2 все породы кроме известково-щелочных разностей (габбро, диоритов, гранодиоритов) попадают вполе шошонитовой серии (рис.2). При этом, монцодиориты исиениты локализуются вполе банакитов.
Рис. 2. Диаграмма K2O - SiO2
для породных типов Тигирекского 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 [7]. Cерии
пород: I - толеитовая; II - известково-щелочная; III - высоко-К известково-щелочная;
IV - шошонитовая. Породные типы Тигирекского массива: 1 - габбро, 2 - диориты,
3 - монцодиориты, 4 - сиениты, 5 - граносиениты, 6 - гранодиориты, 7 - граниты, 8 - граниты
умеренно-щелочные, 9 - лейкограниты, 10 - лейкограниты умеренно-щелочные
Весьма интересные данные получены нами при расчётах значений тетрадного эффекта фракционирования редкоземельных элементов (РЗЭ). Некоторые отношения элементов изначения тетрадного эффекта фракционирования лантаноидов приведены втабл. 3.
Анализ табл.3 показывает, что впроцессе становления Тигирекского массива выявляется два типа тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ: W иM. При этом происходила сложная картина изменений тетрадного эффекта, что вызвано было нестабильностью физико-химических параметров расплавов иих флюидного режима. На первом этапе при кристаллизации габброидов идиоритоидов первой ивторой фаз проявлен был М-тип фракционирования РЗЭ (значение TE1,3 превышает 1,1). Вгибридных разностях пород (сиенитах играносиенитах) наблюдается W-тип тетрадного эффекта (значение TE1,3 менее 0,9). Начиная сгранодиоритов икончая умеренно-щелочными лейкогранитами происходило фракцинирование РЗЭ вновь по М-типу (значение TE1,3 варьируют от 1,1 до 1,4). Незначимое значение TE1,3 зафиксировано лишь для лейкогранитов. Такой ход изменения тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ интерпретируется нами следующим образом. Кристаллизация габброидов идиоритоидов происходила из расплава, обогащённого летучими компонентами, что подтверждается высокими концентрациями фосфора ибериллия вранних фазах. Становление последующих дериватов (гибридных сиенитов играносиенитов) было вызвано контаминацией корового материала, обогащённого вадозной водой, которая иповлияла на изменение типа фракционирования РЗЭ. Последующая кристаллизация пород от гранодиоритов кумеренно-щелочным лейкогранитам вновь протекала вусловиях насыщенности расплавов флюидами, обогащёнными фтором, очём свидетельствует присутствие флюорита вумеренно-щелочных лейкогранитах.
Таблица 3
Отношения химических элементов изначения тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ впородных типах Тигирекского массива ивхондритах
|
Породные типы ихондриты |
Y/Ho |
Eu/Eu* |
La/Lu |
Zr/Hf |
Sr/Eu |
TE1,3 |
|
Габбро |
14,46 |
0,054 |
20,0 |
74,3 |
965,1 |
1,31 |
|
Диориты |
14,3 |
0,055 |
25,8 |
72,5 |
1261 |
1,17 |
|
Монцодиориты |
16,7 |
0,055 |
26,7 |
71,04 |
1389 |
1,11 |
|
Сиениты |
21,0 |
0,055 |
115,0 |
20,4 |
3345 |
0,88 |
|
Граносиениты |
24,0 |
0,071 |
243,3 |
32,4 |
512 |
0,78 |
|
Гранодиориты |
30,55 |
0,085 |
86,5 |
35,0 |
500,0 |
1,4 |
|
Граниты |
45,7 |
0,043 |
52,4 |
36,2 |
571,4 |
1,11 |
|
Граниты умеренно-щелочные |
2,09 |
0,14 |
48,7 |
38,2 |
12,0 |
1,27 |
|
Лейкограниты |
35,4 |
0,037 |
87,8 |
28,9 |
163,7 |
0,95 |
|
Лейкограниты ум.-щел. сфлюоритом |
2,1 |
0,19 |
53,3 |
42,5 |
1,2 |
1,29 |
|
В хондритах |
29,0 |
0,32 |
0,975 |
36,0 |
100,5 |
- |
Примечание. ТЕ1,3 - тетрадный эффект по В.Ирбер [6]. Eu*=(SmN+GdN)/2. Значения РЗЭ нормированы по хондриту по [4].
Сложная картина насыщенности различными летучими ифлюидами описанных дериватов, вероятно, сказалась ина многообразной рудогенерирующей способности интрузива. Пространственно ипарагенетически сним связаны месторождения ипроявления железа (железорудные Белорецкое, Инское), вольфрама, молибдена (редкометалльное месторождение Белорецкий рудник), бериллия (пегматитовые месторождения Тигирекское, Гор Рассыпной, Чайной идругие). Помимо указанных типов оруднения впегматитах Тигирекского месторождения, Гор Чайной иРаасыпной присутствуют прекрасные аквамарины идрузы горного хрусталя, раухтопаза [1].
Таким образом, Тигирекский массив предствлен породами нормальной известково-щелочной ишошонитовой серий, формиовавшихся в5фаз от габброидов умеренно-щелочных до лейкогранитов сфлюоритом. Вмагматическом глубинном очаге происходили сложные процессы дифференциации, сопровождавшиеся фракционированием редкоземельных элементов. Смена типов тетрадного эффекта фракционирования редкоземельных элементов связана сменявшимися условиями флюидного режима, что сказалось на комплексной металогенической специализации Тигирекского массива собразованием емтсорождений ипроявлений железа, вольфрама, молибдена, бериллия, аквамарина, горного хрусталя, раухтопаза.
Список литературы
- Гусев А.И. Геммология Алтая сосновами геммотуризма. - Бийск: БПГУ, 2007. - 156 с.
- Гусев А.И., Гусев А.А. Шошонитовые гранитоиды: петрология, геохимия, флюидный режим иоруденение. - М.: Изд-во РАЕ, 2011. - 125 с.
- Туркин Ю.А., Федак С.И. Геология иструктурно-вещественные комплексы Горного Алтая. - Томск: STT, 2008. - 460 c.
- Anders E., Greevesse N. // Geochim. Cosmochim. Acta. - 1989. - Vol. 53. - Р. 197-214.
- Gusev A.I. // European Journal of Natural History. - 2011. - № 1. - P. 41-45.
- Irber W. // Geochim. Cosmochim Acta. - 1999. - Vol. 63. - Р. 489-508.
- Peccerillo A., Taylor S.R. // Contrib. Mineral. Petrol. - 1976. - Vol. 58. - P. 63-81.