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

ГЕОХИМИЯ И ПЕТРОЛОГИЯ ЧИНДАГАТУЙСКОГО МАССИВА ЮГА ГОРНОГО АЛТАЯ

Гусев А.И. 1
1 Алтайская государственная академия образования им. В.М. Шукшина
Приведены данные по петро-геохимии и петрологии Чиндагатуйского массива юга Горного Алтая. Массив сложен гранитами, умеренно-щелочными ранней фазы и лейкогранитами поздней. Породы относятся к пералюминиевому и железистому типу анорогенных моношпатовых гиперсольвусных гранитоидов. По соотношению изотопов стронция и неодима гранитоиды относятся к стронций обогащённому и неодим деплетированному типу. На канонических диаграммах породы массива попадают в поле А2 – типа, формировавшихся в постколлизионной обстановке, вызванной функционированием плюма. Генерация пород массива протекала по сложному сценарию: экстремальная дифференциация базальтового расплава, контаминация коровым материалом, представленным ортоамфиболитами и метаграувакками древней вулканической дуги.
анорогенные гранитоиды
граниты
умеренно-щелочные граниты
лейкограниты
геохимия
петрология
дифференциация базальтовой магмы
контаминация корового материала
изотопы Sr
Nd
1. Гусев А.И. Петрология редкометалльных магмо-рудно-метасоматических систем Горного Алтая // Известия Томского политехнического университета, 2005. – T. 308, № 4. – C. 43–47.
2. Гусев А.И. Минерагения и полезные ископаемые Республики Алтай. – Бийск: Изд-во АГАО, 2010. – 385 с.
3. Гусев А.И., Гусев Н.И. Анорогенные гранитоиды: петрология, геохимия, флюидный режим. – Бийск: Изд-во АГАО, 2014. – 225 с.
4. Anders E., Greevesse N. Abundences of the elements: meteoric and solar // Geochim. Cosmochim. Acta., 1989. – V. 53. – P. 197–214.
5. Eby G.H. Chemical subdivision of the A-type granitoids: Petrogenetic and tectonic implications // Geology, 1992. – Vol. 20. – P. 641–644.
6. Ewart A. A review of the mineralogy and chemistry of Tertiary – Recent dacitic, latitic, rhyolitic and related salic rocks // Trondjemites, Dacites and Related Rocks. – Amsterdam, 1979. – P. 13–121.
7. Ewart A. The mineralogy and penrology of Tertiary – Recent orogenic volcanic rocks: with special reference to the andesitic-basaltic compositional range // Andesites: Orogenic Andesites and Related Rocks. – Chichester, 1982. – P. 25–95.
8. Frost C.D., Frost B.R. On Ferroan (A-type) Granitoids: their Compositional Variability and Modes of Origin // Journal of Petrology, 2010. – Vol. 52. – Issue 1. – P. 39–53.
9. Kruk N. N., Rudnev S.N., Vystavnoi S.A., Paleskiy S.V. Sr-Nd isotopic systematic of granitoids and evolution of continental crust of the wectern part of Altai-Sayan fold region / Сontinental Growth in the Phanerozoic: Evidence from Central Asia. – Novosibirsk: Publishing House of SB RAS. Department «GEO». – Р. 68–72.
10. Maniar P.D., Piccoli P.M. Tectonic discrimination of granitoids // Geological Soc. America Bulletin, 1989. – V.101. – P. 635–643.
11. Villaseca C., Barbero L., Herreros V. A re-examination of the typology of peraluminous granite types in intracontinental orogenic belts // Trans. of Royal Soc. of Edinburg Earth Science, 1998. –V. 89. – P. 113–119.
12. Zindler A., Hart С. Chemical geodynamics // Ann. Rev. Earth Planet. Sci., 1986. – V. 14. – P. 493–571.

Чиндагатуйский массив является петротипическим интрузивом одноименного комплекса. Он располагается в области развития юрского магматизма, с которым пространственно и парагенетически связаны различные типы оруденения Li, Ta, Nb, Mo, W [1, 2]. Массив изучался в конце прошлого века, по нему отсутствуют общие геохимические и петрологические представления, а некоторые данные по геохимии и петрологии устарели. Цель исследования – осветить новые данные по петро-геохимии и петрологии Чиндагатуйского массива, перспективного на обнаружение оруденения молибдена и вольфрама.

Результаты исследований и их обсуждение

Чиндагатуйский петротипический массив на территории российской части Горного Алтая занимает бассейн реки Чиндагатуй, имеет сложную форму и фиксируется отрицательной гравиметрической аномалией. По данным В.И. Тимкина, гранитоиды всех фаз характеризуются очень устойчивым структурно-текстурным обликом. Значительная часть массива сложена гранитоидами, относимыми к породам первой фазы, представленной биотитовыми и двуслюдяными гранитами средне-крупнозернистой и порфировидной до грубопорфировидной текстуры с фенокристаллами микроклина и плагиоклаза. Иногда среди пород первой фазы отмечаются умеренно-щелочные граниты. В эндоконтактовой части массива в интервале 1–3 м развиты породы гранит-порфирового облика. К породам второй фазы отнесены двуслюдяные слабо порфировидные граниты и лейкограниты с более крупными кристаллами плагиоклаза размером до 3–4 см и с повсеместным присутствием турмалина. Акцессорными минералами в породах первой фазы являются: циркон, ильменорутил, ильменит и зёрна гематита и магнетита. Cпектр акцессориев в породах второй фазы: тот же, что и в гранитах ранней фазы, за исключением турмалина, который часто образует нодули в лейкогранитах. Абсолютный возраст гранитоидов Чиндагатуйского массива по данным U-Pb (по циркону), Ar-Ar (по биотиту и мусковиту) варьирует от 190 до 201 млн лет (нижняя юра).

Во всех гранитоидах массива фиксируется относительно не высокий уровень щелочности (средние значения Na2O + К2О = 7,3–7,6 % по группам пород различной кремнекислотности от 68 до 75 %) высокоглиноземистых пород известково-щелочной серии с единичными отклонениями к умеренно-щелочным и низкощелочным породам. Характерны стабильные повышенные значения коэффициента калиевости (0,47–0,52) и невысокие значения коэффициента агпаитности (0,69-0,71) при небольшом снижении от меланогранитов к лейкогранитам коэффициентов известковистости (от 0,12 до 0,07), окисленности железа (от 0,32 до 0,14) и при повышении коэффициентов железистости (от 0,59 до 0,78) и глиноземистости (индекс Шенда от 1,17 до 1,24).

Представительные анализы Чиндагатуйского массива сведены в таблице.

Химические составы пород Чиндагатуйского массива (оксиды – масс. %, элементы – г/т)

Компоненты

1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8

9

SiO2

70,3

71,61

72,3

71,48

73,55

74,57

74,65

74,5

TiO2

0,37

0,29

0,33

0,25

0,18

0,17

0,21

0,07

Al2O3

14,1

14,11

13,96

14,3

14,1

13,15

13,25

14,25

Fe2O3

0,7

0,73

0,74

0,41

0,16

0,2

0,55

0,21

FeO

3,8

2,5

2,27

2,35

2,18

2,38

1,84

1,6

MnO

0,05

0,06

0,09

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

MgO

0,6

0,53

0,5

0,4

0,39

0,38

0,43

0,16

CaO

1,1

1,15

0,98

1,1

0,79

0,95

0,82

0,31

Na2O

2,97

3,2

2,9

3,3

2,7

2,75

3,05

3,74

K2O

5,1

4,8

4,65

5,4

4,8

4,45

3,99

4,1

P2O5

0,24

0,32

0,24

0,22

0,26

0,18

0,22

0,16

Cr

35

25

21

18

20

20

19

19

V

52

55

51

40

48

45

42

41

Ni

8

6

4

3

5

4

3

5

Co

7

5

4

2

3

4

4

5

Pb

2

3

2

2

1

2

2

2

Cu

2

2

2

3

2

2

3

2

Zn

8

7

6

4

5

4

7

6

Mo

1,2

2

1

2,5

1

2

1

1

Zr

203

210

220

250

200

212

220

232

Ba

855

830

840

800

810

823

812

831

Ga

19

21

21

20

21

22

22

21

Nb

20,7

22

23

20,0

19

20,3

21,5

22

Be

5,6

5,5

5,2

6,3

5,0

4,8

5,0

5,1

Ta

3,5

3,2

3,4

3,3

5,4

4,8

3,3

3,2

Li

144

154

143

165

115

111

118

110

Cs

43

40

38

56

59

60

62

61

Rb

334

320

310

380

350

340

332

321

Sr

152

140

135

133

110

90

95

96

Hf

5,5

5,2

5,3

5,1

3,5

3,3

3,4

3,2

Y

45

44,8

49,2

40,7

23,2

24

18

17

U

8,5

8,2

8,1

15,0

16,2

16,3

17,1

14,5

Th

28,2

26,1

27

30,3

19,7

21,4

22,5

26,1

La

35,5

44,5

41,1

40,5

34,8

41,8

39,1

28,5

Ce

65,2

73,6

86,3

85,1

78,0

88,5

84,0

66,2

Pr

8,7

7,7

10,7

10,6

9,5

10,8

9,7

7,7

Nd

30,3

35,1

38,1

38,0

33,9

39,0

34,6

28,1

Sm

6,2

7,9

8,1

8,05

6,8

7,96

7,1

5,7

Eu

0,95

1,1

1,1

1,09

0,68

1,15

1,02

0,65

Gd

5,5

7,5

7,4

7,3

5,6

7,02

6,2

4,4

Tb

0,93

1,3

1,02

1,03

0,74

1,08

0,94

0,7

Dy

4,96

4,5

6,3

6,28

3,43

6,52

5,6

3,3

Ho

1,1

0,95

1,2

1,19

0,6

1,2

1,08

0,6

Er

2,9

2,8

3,02

3,03

1,5

3,5

3,2

1,5

Tm

0,48

0,5

0,49

0,48

0,22

0,54

0,47

0,22

Yb

3,1

4,5

3,3

3,4

1,4

3,7

3,1

1,8

Lu

0,4

0,5

0,47

0,47

0,3

0,55

0,46

0,48

U/Th

0,30

0,31

0,3

0,49

0,82

0,76

0,76

0,56

ΣTR

211,22

237,25

257,8

247,22

200,67

237,32

214,57

166,85

(La/Yb)N

7,5

6,5

8,2

7,9

16,5

7,4

8,3

10,5

(La/Sm)N

3,51

3,45

3,11

3,08

3,14

3,22

3,37

3,07

Eu/Eu*

0,0385

0,0257

0,0254

0,0257

0,0247

0,0285

0,032

0,0359

Примечание. Анализы выполнены: силикатный на главные компоненты химическим методом в Лаборатории Западно-Сибирского испытательного Центра (г. Новокузнецк); для микроэлементов – методом ICP-MS в лаборатории ИМГРЭ (г. Москва). Значения РЗЭ нормированы по хондриту по [4]. Eu*= (SmN+GdN)/2.

Породы Чиндагатуйского массива: 1–3 – граниты, 4 – умеренно-щелочной гранит, 5–8 – лейкограниты.

Отношения U/Th во всех породах менее 1, что указывает на отсутствие наложенных гидротермальных изменений на анализируемые породы. Для пород массива характерны повышенные суммарные концентрации РЗЭ (от 166 до 257 г/т). Нормированные отношения (La/Yb)N повышены (от 6,5 до 16,5) и свидетельствуют о дифференцированном типе распределения лёгких и тяжёлых РЗЭ. Все породы массива имеют повышенные концентрации Ga, Nb, Cs, Zr, Ba, что характерно для анорогенных гранитоидов.

На диаграмме A/NK – A/CNK все породные типы Чиндагатуйского массива локализуются в пределах пералюминиевых гранитов (рис. 1, а).

Соотношение SiO2 – Fe2O3 / (Fe2O3+MgO) показывает, что точки составов пород Чиндагатуйского массива располагаются в поле железистых разностей (рис. 1, б).

На диаграмме Y – Nb – Ce все породы Чиндагатуйского массива локализуются в поле анорогенных гранитов А2 – типа моношпатовых гиперсольвусных, характрных для постколлизионных обстановок, вызванных функционированием плюма (рис. 2).

gus1.wmf

а) б)

Рис. 1. а – диаграмма Al2O3/(N2O+K2O) – Al2O3/(N2O+K2O+CaO) по [10] и б – диаграмма SiO2 – Fe2O3/(Fe2O3+MgO) по [11] для пород Чиндагатуйского масиива

Нами проанализирован лейкогранит Чиндагатуйского массива на соотношение изотопов стронция и неодима. Эти показатели составили: ε(Nd)t - (- 1,7), a ε(Sr)t - (+ 118,2). Близкие данные приведены у [9] для гранита, составляющие ε(Nd)t - (- 1,8), a ε(Sr)t - (+ 121,3). На диаграмме соотношений ε(Nd)t и ε(Sr)t, составленной нами [3], фигуративные точки составов пород попадают в поле II, отвечающее деплетированным значениям неодима и обогащением стронция (рис. 3). Этой ситуации соответствует крайне высокая степень контаминации корового материала.

gus2.tif

Рис. 2. Диаграмма Y – Nb – Ce по [5] для пород массивов. Поля гранитоидов по Дж. Эби [5]: А1 – анорогенные гранитоиды А1 – типа рифтов, мантийных горячих точек и плюмов; А2 – анорогенные гранитоиды А2 – типа постколлизионных обстановок, связанных с функционированием плюмов. Породы Чиндагатуйского массива: 1 – граниты, 2 – умеренно-щелочной гранит, 3 – лейкограниты

gus3.wmf

Рис. 3. Диаграмма εSr(t) - εNd(t) для анорогенных гранитоидов. Типы мантии по Зиндлеру и Харту [12]: EM I и EM II - обогащённая мантия типов I и II; PREMA - примитивная мантия; HIMU - мантия с высоким изотопным уран-свинцовым отношением. Поля I, II, III - подтипы анорогенных гранитоидов по степени изотопной обогащённости и деплетированности. Породы Чиндагатуйского массива: 1 - гранит, 2 - лейкогранит

Полученные результаты указывают, что гранитоиды Чиндагатуйского массива относятся к пералюминиевому и железистому («ferroan») типу. Такие гранитоиды формировались по схеме сложного сценария. С одной стороны они генерированы в результате экстремальной дифференциации базальтовых расплавов с увеличивающейся щёлочностью и повышением давления в процессе дифференциации, а с другой – в результате сильной контаминации корового материала [8]. Таким коровым контаминантом могли служить амфиболиты и метаграувакки, что подтверждается анализом экспериментального плавления различных источников (рис. 4 a, b, c).

Амфиболитовая природа прослеживается для ранней фазы гранитов, а метаграувакковая – для поздних лейкогранитов и умеренно-щелочных гранитов. Соотношение SiO2 и A/CNK указывает, что все породы массива тяготеют к тренду плавления известково-щелочных вулканических пород орогенных поясов (рис. 4, d). Этими вулканитами могли быть ортоамфиболиты. Плавление протекало с отделением альбита с образованием гиперсольвусных моношпатовых гранитов А-типа.

gus4.tif

Рис. 4. Экспериментальные диаграммы: (a), (b), (c) – диаграммы композиционных экспериментальных расплавов из плавления фельзических пелитов (мусовитовых сланцев), метаграувакк и амфиболитов для пород Чиндагатуйского массива; (d) – диаграмма SiO2 – A/CNK) для пород Чиндагатуйского массива. Тренд известково-щелочного фракционирования вулканических пород орогенных регионов, по [6, 7]. A- Al2O3, CNK – Сумма CaO, Na2O, K2O. Остальные условные те же, что на рис. 1

Выводы

Чиндагатуйский массив сложен гранитами, умеренно-щелочными гранитами и и лейкогранитами, относящимися к пералюминиевому и железистому типу гранитоидов анорогенного (А-типа). Это моношпатовые гиперсольвусные граниты, формировавшиеся в рамках сложного сценария: экстремальная дифференциация базальтового расплава и контаминация коровым материалом, представленным ортоамфиболтами и метаграувакками. Геодинамическая обстановка их генерации близка к постколлизионной, вызванной функционированием плюма.


Библиографическая ссылка

Гусев А.И. ГЕОХИМИЯ И ПЕТРОЛОГИЯ ЧИНДАГАТУЙСКОГО МАССИВА ЮГА ГОРНОГО АЛТАЯ // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 11-3. – С. 27-31;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34433 (дата обращения: 20.10.2021).

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