Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ПЕТРОЛОГИЯ ПОРОДНЫХ ТИПОВ И ГЕНЕЗИС БОРОВЛЯНСКОГО КОМПЛЕКСА ГОРНОГО АЛТАЯ

Гусев А.И. 1
1 Алтайская государственная академия образования им. В.М. Шукшина
Приведены данные по петрографии, петрологии, геохимии и генезису магматитов боровлянского комплекса Горного Алтая. Гранитоиды отнесены к пералюминиевому I – типу Sr – не деплетиованному, Y – деплетированному. Расплавы для пород боровлянского комплекса образовались в результате мантийно-корового взаимодействия со значительной модификацией мантийной составляющей путём контаминации расплавов из нижней коры. Такие расплавы могут возникать в результате термальной релаксации в нижней коре с плавлением кварцевых эклогитов и гранатовых амфиболитов LIL – обогащённого мантийного клина, а мантийно-производные компоненты – в результате адиабатической декомпрессии в верхней мантии с участием большого количества летучих компонентов.
гранитоиды
пералюминиевые граниты
мантийно-коровое взимодействие
контаминация
адиабатическая декмомпрессия
1. Гусев Н.И., Гусев А.И. Золото-генерирующие рудно-магматические системы Горного Алтая // Руды и металлы, 1998. – № 2. – С. 67–78.
2. Гусев А.И., Коробейников А.Ф. Мантийно-коровое взаимодействие в генерации различных типов оруденения: геофизический и петрологический аспекты // Известия Томского политехнического университета. – 2009. – т 315, №1. – С. 18–25.
3. Кривчиков В.А., Селин П.Ф., Русанов Г.Г. Геологическая карта масштаба 1:200 000. Издание второе. Серия Алтайская. Лист М-45-I.– СПб.: ВСЕГЕИ, 2001. – 183 с.
4. Туркин Ю.А., Федак С.И. Геология и структурно-вещественные комплексы Горного Алтая. – Томск: STT, 2008. – 460 c.
5. Anders E., Grevesse N. Abundences of the elements: meteoric and solar // Geochim. Cosmochim. Acta. – 1989. – Vol. 53. – PP. 197–214.
6. Barbarin B. Granitoids: main petrogenetic classifications in relation to origin and tectonic setting // Geol. Journ. – 1990. –Vol. 25. – P. 227–238.
7. Wyborn L.A.I., Wyborn D., Warren R.G., Drummond B.J. Proterozoic granite types in Australia: implications of lower crust composition, structure and evolution // Trans. Royal. Edinburgh: Earth Sciences. – 1992. – Vol. 83. – P. 201–209.

Актуальность проведенных иследований заключается в том, что с гранитоидами боровлянского комплекса Горного Алтая связаны многочисленные месторождения молибдена, вольфрама, бериллия и на их генезис существуют различные точки зрения, взаимоисключающие друг друга. Гранитоиды боровлянского комплекса выделены из состава Талицкого плутона и закартированы при крупномасштабной геологической съемке. Они приурочены к Талицкому блоку и считались синорогенными образованиями, отвечающими этапу консолидации этой структуры. В пределах рассматриваемой площади гранитоиды слагают небольшие массивы: Мяснушинский, Татарский, Медвежинский, Куртачихинский, Правощебетинский, прорывающие гранитоиды Верхнебащелакского и Казандинского массивов. Южнее и юго-восточнее располагаются Талицкий и Бровлянский массивы. По вопросу выделения фаз внедрения в массивах боровлянского комплекса не существует единого мнения, как не существует и единства на генезис их и принадлежность к стандартным типам гранитов. Согласно Легенде в описываемом ареале выделяется 3 фазы, а в недавно изданной монографии Ю.А. Туркина и С.И. Федака [4] в составе комплекса рассматриваются вслед за В.А. Кривчиковым 2 фазы [3]. Цель исследования – выявить особенности генезиса и петрологии боровлянского компоекса.

Результаты исследования

Нами в составе комплекса выделяются 4 фазы внедрения. Наиболее ранняя фаза представлена диоритами, выявленными в Талицком и Боровлянском массивах в их краевых частях в виде крупных ксенолитов среди гранодиоритов размерами 5–10×20–55 м.

Биотитовые гранодиориты и меланократовые граниты второй фазы обнажаются в составе Боровлянского массива. Мяснушинский, Татарский, Медвежинский, Куртачихинский, Правощебетинский массивы сложены светло-серыми средне-крупнозернистыми, нередко порфировидными биотитовыми гранитами (40 %) третьей фазы и мусковитовыми лейкогранитами (60 %) четвёртой фазы. Внутреннее строение массивов однородное. Диориты массивные однородные породы образуют линзовидные тела протяжённостью до нескольких десятков метров. Состав диоритов (%): плагиоклаз – 50–60, роговая обманка – 18–20, клинопирксен – 5, ортопироксен – 3–4, калиевый полевой шпат – 1–2. Структура породы гипидиоморфнозернистая, местами призматическизернистая. Интрателлурическая фаза диоритов, кварцевых диоритов представлена крупными таблитчатыми выделениями зонального плагиоклаза размерами до 1–1,5 см. В ядрах таких кристаллов присутствует лабрадор (An56-53), редко битовнит (An70-72). Периферическая каёмка зональных кристаллов выполнена андезином (An31-42). Центральные части зональных кристаллов часто замещены карбонатом, хлоритом, эпидотом.

Таблица 1

Cредние концентрации петрогенных элементов по породным типам боровлянского комплекса (масс. %)

SiO2

TiO2

Al2O3

Fe2O3

FeO

MnO

MgO

CaO

Na2O

K2O

Диориты

53,36

0,94

17,78

2,33

5,89

0,17

4,96

7,39

3,83

0,63

 

Гранодиориты

 

63,81

0,9

15,36

1,58

4,41

0,12

2,29

3,84

3,22

2,81

 

Граниты

 

71,05

0,44

14,01

1,04

2,35

0,08

0,96

2,01

2,73

3,99

 

Лейкограниты

 

74,0

0,2

13,53

0,38

1,57

0,06

0,47

1,09

2,95

4,48

Вторая генерация плагиоклаза, распространённого в основной ткани породы, представлена полисинтетически сдвойникованным андезином (An34-43). Калиевый полевой шпат представлен несдвойникованным микроклином, реже – микроклин-пертитом. Среди темноцветных минералов доминирует роговая обманка, реже отмечаются клинопироксен (авгит с f = 31,5–33,3; l = 2,0–2,1) и ортопироксен (клиногиперстен с железистостью f = 48,0–48,2; глинозёмистостью l = 1,02–1,1).

Оба минерала по периферии интенсивно замещены эпидотом, хлоритом. Бурая роговая обманка (паргасит с f = 35,0–36,4 и l = 17,2–17,7) имеет призматические и таблитчатые выделения. Замещается эпидотом и хлоритом. Акцессории редки и представлены апатитом, магнетитом, сфеном, пиритом. По химизму это низкотитанистые породы с преобладанием натрия над калием и двухвалентного железа над трёхвалентным. В них максимальные суммарные концентрации РЗЭ (220,82 г/т); отношения тория к иттербию в диоритах минимальные среди породных типов боровлянского комплекса (табл. 2).

Таблица 2

Средние составы редких и редкоземельных элементов в породных типах боровлянского комплекса (г/т)

Химические элементы и отношения

Диориты, n = 3

Гранодиориты, n = 3

Граниты, n = 7

Лейкогрниты, n = 9

1

2

3

4

5

Li

52,1

51

42,2

22,5

Be

2,5

2,4

0,83

0,6

Sc

20,5

17,2

4,1

7,1

V

135,2

125,4

17,2

9,9

Cr

51,3

45,1

23,5

15,0

Co

13,7

10,2

3,3

2,6

Ni

58,1

25,6

46,5

56,2

Ga

14,1

16,4

21,8

22,5

Rb

97,2

102

126,7

112,1

Sr

304

282

204

218

Y

53,3

51,5

33,1

30,1

Zr

390,4

375

117,5

113,1

Nb

34,4

33,7

11,5

11,0

Cs

7,5

8,7

7,0

4,6

Ba

807

745

712

1102

La

98,1

44,4

18,3

29,3

Ce

69,5

66,5

30,7

33,2

Pr

11,1

10,3

8,1

8,4

Nd

17,2

15,6

7,8

8,3

Sm

5,3

4,5

2,9

1,8

Eu

1,5

1,3

0,9

0,32

Gd

4,1

3,7

0,31

0,29

Tb

0,62

0,55

0,32

0,3

Dy

4,2

3,1

2,5

1,3

Ho

1,1

0,8

0,6

0,5

Er

1,3

1,2

0,4

0,35

Tm

0,9

0,7

0,22

0,13

Yb

5,2

4,2

3,4

2,8

Lu

0,7

0,51

0,25

0,15

Pb

21,1

23,3

23,1

29,5

Th

7,2

7,7

8,2

8,1

U

1,8

2,1

2,2

2,0

Mo

13,1

13,6

5,1

1,5

Sn

6,9

6,8

6,6

4,6

F

545

833

454

305

∑РЗЭ

220,82

157,06

82,4

86,35

La/YbN

9,25

10,5

5,4

9,8

La/SmN

11,34

6,02

3,87

9,96

Eu/Eu*

0,96

0,95

1,54

0,85

Th/Yb

1,38

1,83

2,41

2,89

Ce/Yb

13,36

15,83

9,03

11,96

Zr/Yb

75,07

89,3

34,5

40,4

Примечание. N-нормирование проведено относительно хондрита по [4]; Eu* = (SmN + GdN)/2.

Гранодиориты среднезернистые породы светло-серой окраски, иногда с розоватым оттенком. Состав гранодиоритов (%): кварц – 15–22, плагиоклаз – 29–47, роговая обманка – 5–12, биотит – 4–10, калиевый полевой шпат – 10–12. Акцессории: магнетит, пирит, циркон, апатит (короткостолбчатый). Плагиоклаз образует несколько генераций. Наиболее ранняя генерация представлена зональными кристаллами (до 0,8 см в размере), ядерные части которых сложены лабрадором (An51-55) и часто интенсивно соссюритизированы. Краевые части таких индивидов сложены андезином (An31-33). Вторая генерация характеризуется полисинтетическим двойникованием и имеет также зональное строение. Плагиоклаз таких кристаллов (3–5 мм) сложен олигоклазом (An24-25) c тонкой краевой каёмкой альбита (An8-9). Роговая обманка относится к обыкновенной с умеренными величинами железистости и глинозёмистости (f = 54,1; l = 24,0). Листочки и чешуйки бурого биотита относятся к группе сидерофиллита-аннита (f = 55,3–55,8; l = 31,2–32,0).

Граниты состоят из кварца (37,2 %), микроклин-пертита (25,1 %), слабо зонального (до № 27 в ядре, № 11 в кайме) плагиоклаза (32,3 %), умеренно железистого (F = 62-73) биотита (4,2 %). Вторичные минералы представлены серицитом, мусковитом, гранатом, хлоритом, акцессорные (г/т) – магнетитом (478), апатитом (110), цирконом (71), ильменитом (50), монацитом (11,5), ортитом (11), турмалином (7), сфеном (1,3). Структуры гипидиоморфнозернистая, монцонитовая, порфировидная за счет мегакристаллов калиевого полевого шпата, реже плагиоклаза. Петрохимическими особенностями гранитов являются умеренная щелочность при сближенных значениях натрия и калия, высокая глиноземистость (индекс Шенда = 1,1), низкие коэффициенты агпаитности (0,58) и окисленности железа (0,24), умеренно низкой известковистостью (CaO = 2,1 %). По содержанию элементов-примесей (г/т) граниты близки гранит-гранодиоритовому типу (V – 17, Cr – 17, Co – 3, Rb – 118, Sr – 189, Li – 37, Pb – 29, Mo – 2, Sn – 7), уклоняясь пониженным содержанием стронция и повышенным – олова к гранитам стандартного типа. Лейкократовые гранитоиды характеризуются преобладанием кварца над микроклин-пертитом и слабо зональным олигоклазом, присутствием умеренно железистого (f = 62-73) биотита и акцессорных минералов, представленных (в г/т) магнетитом (478), апатитом (110), цирконом (71), ильменитом (50), монацитом (11,5), ортитом (11), турмалином (7), сфеном (1,3), гранатом; в отдельных случаях фиксируется присутствие пинита, развитого, вероятно, по кордиериту или андалузиту. По нашим данным лейкограниты четвёртой фазы представлены мусковитовой разностью и состоят (%): кварц (40–41), КПШ (ортоклаз) (25–27), альбит-олигоклаз (№ 10–14) (28–30), мусковит (2-5). Повсеместно в полевом шпате отмечаются вростки мелкочешуйчатого мусковита и серицита, приуроченные к ядерной части зёрен.

Нередко характерны монцонитовая и порфировидная структуры за счет развития мегакристаллов калиевого полевого шпата и, реже, плагиоклаза. Породы характеризуются повышенной глиноземистостью (индекс Шенда = 1,11), низким уровнем щелочности с преобладанием K2O (4,2 %) над Na2O (3, %) и низким коэффициентом окисленностью железа (0,26). В лейкогранитах отмечаются максимальные, в сравнении с лейкогранитами других комплексов, содержания бария (1005 г/т), стронция (220 г/т), молибдена (3,4 г/т). Лейкограниты содержат сумму РЗЭ несколько выше, чем в гранитах (86,35 г/т). В них отношения тория к иттербию максимальны среди породных типов боровлянского комплекса (табл. 2). В то же время лейкограниты характеризуются минимальными значениями отношения Eu/Eu*, составляющее 0,85. Средние содержания петрогенных компонентов в породных типах бровлянского комплекса представлены в табл. 1, а средние концентрации микроэлементов – в табл. 2.

На диаграмме ТАС (рис. 1) все породные типы боровлянского комплекса попадают в поле нормальной известково-щелочной серии в его верхней части вблизи с границей умеренно-щелочного поля. Гранитоиды формировались в мезоабиссальной обстановке. Такие минералогические особенности, как низкое содержание магнетита, повышенное – монацита, присутствие в ряде случаев типоморфного кордиерита, при отсутствии в гранодиоритах роговой обманки являются типичными для А- или S-гранитов, как считает В.А. Кривчиков [3]. По мнению некоторых исследователей коровая природа расплавов боровлянского комплекса согласуется с высокой глиноземистостью (коэффициент Чаппела – 1,13; нормативный корунд) гранитоидов главной фазы. Металлогеническая специализация комплекса: месторождения и проявления жильного и грейзенового типов вольфрама и молибдена.

pic_25.wmf

Рис. 1. Диаграмма ТАС для породных типов боровлянского комплекса: 1 – диориты; 2 – гранодиориты; 3 – граниты; 4 – лейкограниты; 5 – тренд породных типов боровлянского комплекса

На спайд-диаграмме все породные типы по макро- и микроэлементному составам образуют согласованные графики и характеризуются резким деплетированием на уран, ниобий, неодим, иттрий (рис. 2). В то же время эта диаграмма показывает обогащённость всех пород комплекса на барий, калий, стронций, фосфор, натрий. Исходя из данных диаграмы Вайборна и др. [7] гранитоиды боровлянского комплекса можно отнести к стронций не деплетированному и иттрий деплетированному типу. Формирование таких гранитоидов предполагает верхнемантийный источник [7]. Выплавление таких магм происходит из источника, обогащенного гранатом, что подтверждается их деплетированностью на иттрий (рис. 2), и вероятно, связано с активностью мантии при формировании магм боровлянского комплекса.

pic_26.wmf

Рис. 2. Спайд-диаграмма по [7] для породных типов боровлянского комплекса: 1 – диориты; 2 – гранодиориты; 3 – граниты; 4 – лейкограниты

На диаграмме (La/Yb)N – (Yb)N породы боровлянского комплекса попадают в поле источников плавления ниже верхнекорового на продолжении трендов плавления кварцевых эклогитов и гранатовых амфиболитов (рис. 3), указывая на нижнекоровый источник плавления родоначальных пород.

pic_27.wmf

Рис. 3. Диаграмма (La/Yb)N – (Yb)N для пород боровлянского комплекса. Тренды плавления различных источников по [6]: I – кварцевые эклогиты; II – гранатовые амфиболиты; III – амфиболиты; IV – гранатсодержащая мантия, с содержанием граната 10 %; V – гранатсодержащая мантия, с содержанием граната 5 %; VI – гранатсодержащая мантия, с содержанием граната 3 %; ВМ – верхняя мантия; ВК – верхняя кора. Остальные условные см. на рис. 2

По соотношению

Al2O3: (CaO + Na2O + K2O)

(индекс ASI превышает пороговое значение 1,1) все породы массива относятся к пералюминиевому типу.

На диаграмме соотношений

Al2O3/(N2O + K2O) – Al2O3/(N2O + K2O + CaO)

все породные типы попадают в поле пералюминиевых гранитоидов (рис. 4). Высокая глинозёмистость (пералюминиевость) пород боровлянского комплекса подтверждается также наличием в их составе высокоглинозёмистых минералов: кордиерита, мусковита, граната, а также нормативного корунда. На диаграмме SiO2 – Fe2O3/(Fe2O3 + MgO) породы боровлянского комплекса попадают в поле магнезиального типа (рис. 4)

pic_28.wmf

Рис. 4. а – диаграмма Al2O3/(N2O + K2O) – Al2O3/(N2O + K2O + CaO) по [6]; б –диаграмма SiO2 – Fe2O3/(Fe2O3 + MgO) по [5] для пород боровлянского комплекса: 1 – диориты; 2 – гранодиориты; 3 – граниты; 4 – лейкограниты

Заключение

Таким образом, кислые породы боровлянского комплекса отнесены к пералюминиевому типу гранитоидов, имеющих специфические условия генезиса. Близость некоторых характеристик этих гранитоидов к S- и А-типам гранитов именно и объясняется контаминацией высокоглинозёмистого материала нижней коры. Однако их следует рассматривать специфическим I- типом гранитов, образовавшимся в результате мантийно-корового взаимодействия и смешения расплавов мантийного и корового составов [2]. Такие магмы чаще всего содержат и компоненты верхней мантии, и нижней коры, что подтверждается составами пород и положением фигуративных точек анализов породных типов на диаграммах. Подобные коровые расплавы могут возникать в результате термальной релаксации в нижней коре с плавлением кварцевых эклогитов и гранатовых амфиболитов (рис. 3) LIL – обогащённого мантийного клина, а мантийно-производные компоненты таких магм – в результате адиабатической декомпрессии в верхней мантии с участием большого количества летучих компонентов.


Библиографическая ссылка

Гусев А.И. ПЕТРОЛОГИЯ ПОРОДНЫХ ТИПОВ И ГЕНЕЗИС БОРОВЛЯНСКОГО КОМПЛЕКСА ГОРНОГО АЛТАЯ // Успехи современного естествознания. – 2013. – № 2. – С. 36-41;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=31360 (дата обращения: 18.10.2021).

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 = 1.074