Изучение петрологии, геохимии магматических комплексов и связанных с ними типов оруденения имеет важное теоретическое и прикладное значение [3]. Они позволяют выработать поисковые критерии на различные типы оруденения. Металлогенический потенциал Белокурихинского плутона и его наложенных штоков и массивов ещё до конца не изучен. В этой связи не вызывает сомнений актуальность изучения малых штоков, определяющих минерагенический профиль Белокурихинского рудного района. Цель исследования – изучить петрологию, геохимию и потенциальную рудоносность Осокинского штока на юге Белокурихинского плутона. Методы исследования. Силикатные анализы магматических пород на главные компоненты выполнены в лаборатории Сибирского Исследовательского Центра (г. Новокузнецк), а на микроэлементы – методом эмиссионной спектрометрией с индуктивно-связанной плазмой (ISP-MS) на спектрометре «ОРTIMA-4300», для Cu, Zn, Pb, Li, – методом ISP-AES в Лаборатории ИМГРЭ (г. Москва).
Результаты исследований. Осокинский массив гранитоидов относится к штокам, прорывающим Белокурихнский плутон [2]. Он расположен на водоразделе рек Даниловка и Поперечка. В пределах Белокурихинского плутона выделяется несколько штоков лейкогранитов, относящихся к третьей фазе становления. Ранее было известно 3 таких штока: Точильный, Курановский, Осокинский [1]. Нами выделен четвёртый шток – Черновской, имеющий почти изометричную, округлую форму в диаметре около 1,2–1,3 км. В процессе проведения геологической практики в 2014 году получены новые данные по петрологии и геохимии Осокинского массива и его рудоносности, изложенные ниже.
Осокинский массив представляет собой вытянутое в широтном направлении неправильной формы тело (площадью 25 км2), прорывающее гранитоиды усть-беловского комплекса, кристаллосланцы и гнейсы протерозоя, терригенно-карбонатные и вулканогенные образования девона и гранитоиды первой фазы Белокурихинского массива. В составе Осокинского массива выделяются умеренно-щелочные лейкограниты, двуслюдяные лейкограниты с флюоритом и дайки аплитов.
Это розовато-серые и светло-серые биотитовые массивные неравномернозернистые породы. Вблизи контакта лейкогранитов с биотитовыми гранитами – порфировидные. Редко отмечаются участки пойкилитовых структур. Состав: микроклин-пертит – 25–40 %, кварц – 30–40 %, альбит-олигоклаз – 30–35 %, биотит – 1–3 %, редко встречается мусковит. Присутствуют микрографические сростки кварца и калишпата размером до 2 мм. Биотит по химическому составу относится к ряду истонит-сидерофиллит. Акцессорные минералы – апатит, магнетит, ортит, циркон.
Умеренно-щелочные лейкограниты представляют собой розово-серые средне-крупнозернистые лейкократовые породы, состоящие из микроклина (29–43 %), альбит-олигоклаза (до 25 %), кварца (31–35 %), низко железистого (ƒ = 43–46 %) биотита (2–5 %), мусковита (1–2 %), акцессорных минералов (г/т): циркона (10,2), апатита (1,6), флюорита (2–5), магнетита (1642), сфена.
К заключительной фазе отнесены линейно вытянутые участки (шириной до 30 м и протяженностью до 50 км) в юго-восточном эндоконтакте Осокинского массива, сложенные флюоритсодержащими двуслюдяными лейкогранитами. Особенностью этих образований является присутствие низкожелезистого (ƒ = 37-44 %) биотита (до 5 %) с повышенными содержаниями F (3,5 % и более) и акцессорного флюорита (до 105 г/т), наличие миароловых текстур и пегматоидных прожилков и жил. Флюорит в породах образует вкрапленность размерами от 0,5 мм до 0,5 см. Изредка флюорит отмечается и в миароловых пустотах, указывая на то, что в этих случаях его кристаллизация связана с поздними стадиями становления пород под влиянием позднемагматических флюидов.
Представительные анализы типовых пород Осокинского массива приведены в табл. 1.
Флюорит-содержащие лейкограниты Осокинского массива пералюиминиевые с коэффициентом ASI более 1,1 (варьирование от 1,42 до 1,74). Экспериментально подтверждено, что кристаллизация флюорита в пералюминиевых гранитоидах из расплавов насыщенных фтором определяется концентрацией CaO в расплавах, но не буферирующей ролью фтора [6].
Характерной особенностью гранитоидов Осокинского массива является преобладание калия над натрием, низкие концентрации стронция и высокие – ниобия.
В породных типах Осокинского массива наблюдаются широкие вариации нормированных к хондриту отношений (La/Yb)N, варьирующих от 0,67 до 15,1, что свидетельствует о различной их фракцонированности на редкие земли от низкой до высокой. В породах массива отношения U/Th менее 1 (за исключением дайки аплита), указывающим на слабую изменённость пород вторичными наложенными процессами.
На канонических диаграммах все составы породных типов образуют кучные поля.
По соотношению Al2O3/(Na2O+K2O) – Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) все породы локализуются в поле пералюминиевых разностей (рис. 1, а).
Соотношение Fe2O3/(Fe2O3+MgO) – SiO2 позволяет относить все разновидности пород к высоко железистым (рис. 1, б).
В породах Осокинского штока проявлены два типа тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ: М – и W, что является редкостью для гранитоидов, но нередко обнаруживающихся в породах шошонитовой серии, к которой и относится Осокинский массив [3, 4].
Все породные типы штока имеют высокий коэффициент концентрации вольфрама, варьирующий от 10,1 до 54, указывая на геохимическую специализацию на этот элемент. Последняя реализуется и в металлогенической специализации пород. В контактах штока отмечаются скарны с шеелитом, а в поле лейкогранитов несколько проявлений и Осокинское грейзеновое месторождение вольфрама.
Наибольшее практическое значение имеет Осокинское месторождение, которое находится на водоразделе р. Б. Поперечка и ее левого притока руч. Осокина. Площадь месторождения вытянута в субширотном направлении на 2,5 км при ширине 0,5 км и приурочена к юго-восточному эндоконтакту Осокинского гранитного массива. В средней части поля вскрыто 15 кварцевых жил. Мощность жил колеблется от сантиметров до 2 м при длине до 650 м. В гранитах жилы имеют выдержанную мощность по простиранию и падению. Угол падения жил 70-75° на север. Жилы сопровождаются грейзеновой оторочкой. При переходе из гранитов в породы контакта жилы быстро выклиниваются. Руды обладают массивной текстурой и сложены кварцем с присутствием мусковита, полевого шпата. Из рудных минералов встречаются вольфрамит, висмутин, молибденит, пирит и шеелит. Вольфрамит распределен крайне неравномерно, изредка образуя кристаллы длиной до 10-12 см и гнезда до 20×30 см. Висмутин также очень редко образует кристаллы размером до 10–12 см и гнезда до 15–25 см. В окисленной части жил присутствует лимонит, бисмутит и молибденит, причем в шурфах зона окисления превышает глубину 31 м. Жилы, залегающие в скарнированных известняках, часто содержат кальцит и флюорит. Вольфрамит, висмутин и шеелит здесь содержатся в небольшом количестве. В скарнах около жил встречается редкая вкрапленность висмутина, пирита и довольно много флюорита.
Таблица 1
Представительные анализы лейкогранитов Осокинского массива (оксиды в масс. %, элементы – в г/т)
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
SiO2 |
74,69 |
76,1 |
77,08 |
77,18 |
75,19 |
75,2 |
75,4 |
77,2 |
79,54 |
TiO2 |
0,16 |
0,11 |
0,09 |
0,08 |
0,12 |
0,11 |
0,10 |
0,07 |
0,03 |
Al2O3 |
14,12 |
13,0 |
12,66 |
12,69 |
13,5 |
12,8 |
12,85 |
12,7 |
12,45 |
Fe2O3t |
1,48 |
0,95 |
0,99 |
0,97 |
2,05 |
1,98 |
1,92 |
1,02 |
0,26 |
MnO |
0,05 |
0,1 |
0,03 |
0,03 |
0,11 |
0,14 |
0,12 |
0,03 |
0,09 |
MgO |
0,16 |
0,07 |
0,15 |
0,16 |
0,13 |
0,34 |
0,33 |
0,14 |
0,05 |
CaO |
0,66 |
0,25 |
0,44 |
0,42 |
0,28 |
0,23 |
0,22 |
0,4 |
0,36 |
Na2O |
2,8 |
3,95 |
2,1 |
2,0 |
2,91 |
3,3 |
3,4 |
2,05 |
2,85 |
K2O |
5,3 |
4,97 |
5,85 |
5,65 |
4,92 |
5,34 |
5,4 |
5,54 |
3,96 |
P2O5 |
0,7 |
0,06 |
0,34 |
0,44 |
0,15 |
0,32 |
0,23 |
0,4 |
0,25 |
ппп |
0,04 |
0,33 |
006 |
0,07 |
0,38 |
0,31 |
0,05 |
0,4 |
0,04 |
Сумма |
100,16 |
99,89 |
99,79 |
99,69 |
99,74 |
99,57 |
99,99 |
99,95 |
99,88 |
Li |
80 |
21 |
60,5 |
61 |
58 |
5,9 |
6,8 |
62,2 |
14,6 |
Cs |
14 |
11 |
6,3 |
6,6 |
12 |
2,9 |
3,5 |
7,0 |
5,5 |
Rb |
304 |
85 |
240 |
230 |
98 |
172 |
175 |
232 |
514 |
Sr |
88 |
47 |
15 |
16 |
50 |
7,5 |
10,4 |
18 |
14 |
Ba |
231 |
905 |
5,5 |
7,5 |
655 |
26 |
33 |
8,2 |
23 |
La |
41,1 |
21,9 |
4,3 |
4,4 |
8,4 |
5,2 |
6,0 |
4,35 |
7,4 |
Ce |
66,3 |
41,4 |
8,48 |
8,5 |
28,8 |
12,5 |
13,1 |
8,51 |
18,1 |
Pr |
7,5 |
5,08 |
0,99 |
1,04 |
2,3 |
0,97 |
1,02 |
1,02 |
1,4 |
Nd |
27,3 |
19,2 |
3,61 |
3,65 |
12,3 |
10,6 |
11,3 |
3,66 |
11,6 |
Sm |
5,65 |
3,79 |
0,75 |
0,8 |
4,5 |
1,2 |
1,7 |
0,81 |
3,5 |
Eu |
0,48 |
0,41 |
0,07 |
0,09 |
0,18 |
0,48 |
0,45 |
0,08 |
0,08 |
Gd |
3,5 |
4,1 |
0,73 |
0,74 |
5,9 |
1,49 |
1,5 |
0,73 |
4,9 |
Tb |
0,71 |
0,6 |
0, 3 |
0, 4 |
1,5 |
0,16 |
0,2 |
0,35 |
1,03 |
Dy |
1,2 |
4,15 |
0,75 |
0,95 |
1,35 |
0,85 |
0,9 |
0,94 |
0,95 |
Ho |
0,6 |
0,99 |
0,17 |
0,2 7 |
0,4 3 |
0,21 |
0,3 |
0,26 |
0,23 |
Er |
0,7 |
2,8 |
0,63 |
0,64 |
0,86 |
0,65 |
0,63 |
0,63 |
0,56 |
Tm |
0,21 |
0,44 |
0,13 |
0,15 |
0,32 |
0,12 |
0,13 |
0,14 |
0,12 |
Yb |
1,8 |
3,18 |
1,01 |
1,12 |
6,3 |
1,3 |
1,6 |
1,2 |
7,3 |
Lu |
0,21 |
0,45 |
0,17 |
0,18 |
1,1 |
0,18 |
0,2 |
0,19 |
1,2 |
Y |
10,6 |
28 |
4,7 |
9,7 |
32,1 |
15,8 |
16,2 |
9,6 |
115 |
Сумма РЗЭ |
167,86 |
136,49 |
26,62 |
32,63 |
106,34 |
51,71 |
55,23 |
32,47 |
173,37 |
Zr |
107 |
77 |
44,1 |
44,6 |
80 |
216 |
220 |
45 |
40 |
Nb |
2,4 |
23,8 |
15,1 |
15,0 |
21,6 |
77 |
75 |
15,3 |
156 |
Hf |
4,1 |
3,4 |
2,6 |
2,7 |
3,5 |
9,8 |
9,7 |
2,9 |
5,5 |
Ta |
1,6 |
1,19 |
2,22 |
2,25 |
1,3 |
3,5 |
3,4 |
2,3 |
19 |
Th |
25,1 |
11,1 |
23,1 |
23,8 |
12,8 |
20,9 |
21,5 |
24,0 |
14 |
U |
2,6 |
1,1 |
3,6 |
3,6 |
1,5 |
4,1 |
5,2 |
4,2 |
18 |
W |
8,5 |
9,0 |
31,5 |
35,7 |
25,6 |
7,8 |
6,7 |
32,3 |
7,9 |
(La/Yb)N |
15,1 |
4,55 |
2,81 |
2,6 |
0,88 |
2,64 |
2,47 |
2,4 |
0,67 |
U/Th |
0,1 |
0,09 |
0,16 |
0,15 |
0,12 |
0,19 |
0,24 |
0,18 |
1,28 |
ASI |
1,6 |
1,42 |
1,51 |
1,57 |
1,66 |
1,44 |
1,43 |
1,59 |
1,74 |
Примечание. Значения РЗЭ нормированы по хондриту по Anders E., Greevesse N. [5]. Породы Осокинского массива: 1–2–6–7 – лейкограниты умеренно-щелочные; 3–4–5, 8 – лейкограниты c флюоритом, 9 –аплит (дайка).
Рис. 1. а – диаграмма Al2O3/(N2O+K2O) – Al2O3/(N2O+K2O+CaO) по [8] и б – диаграмма SiO2 – Fe2O3/(Fe2O3+MgO) по [9] для пород Осокинского штока; 1 – умеренно-щелочные лейкограниты, 2 – лейкограниты с флюоритом, 3 – аплит (дайка)
Таблица 2
Отношения элементов и значения тетрадного эффекта фракционирования (ТЭФ) РЗЭ в породах Осокинского массива
Отношения элементов и значения ТЭФ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Отношения в хондритах |
Y/Ho |
17,7 |
28,3 |
27,6 |
35,9 |
74,6 |
75,2 |
54 |
36,9 |
500 |
29,0 |
Zr/Hf |
26,1 |
22,6 |
16,9 |
17,0 |
22,8 |
22,0 |
22,7 |
15,5 |
7,3 |
36,0 |
La/Nb |
17,1 |
0,92 |
0,28 |
0,29 |
0,39 |
0,07 |
0,08 |
0,28 |
0,05 |
30,75 |
La/Ta |
25,7 |
18,4 |
1,94 |
1,98 |
6,5 |
1,5 |
1,7 |
1,9 |
0,39 |
17,57 |
Sr/Eu |
183 |
114 |
214,3 |
178 |
278 |
15,6 |
23,1 |
225 |
175 |
100,5 |
Eu/Eu* |
0,31 |
0,36 |
0,29 |
0,35 |
0,11 |
1,1 |
0,85 |
0,31 |
0,06 |
1,0 |
Sr/Y |
8,3 |
1,7 |
3,2 |
1,6 |
1,56 |
0,47 |
0,64 |
1,9 |
0,12 |
4,62 |
TE1,3 |
0,82 |
0,92 |
1,25 |
1,28 |
1,06 |
0,69 |
0,66 |
1,24 |
0,89 |
- |
Примечание. ТЕ1.3 – тетрадный эффект фракционирования РЗЭ (среднее между первой и третьей тетрадами) по В. Ирбер [7]; Eu*= (SmN+GdN)/2. Значения в хондритах приняты по [5]. Породы Осокинского массива: 1, 2, 6, 7 – лейкограниты умеренно-щелочные; 3, 4, 5, 8 – лейкограниты c флюоритом, 9 – аплит (дайка).
Содержание триоксида вольфрама (среднее) по отдельным жилам колеблется от 0,2 до 1 %. Молибден присутствует в количествах от «следов» до 0,02 % и висмут – 0,02- 0,12 %.
Запасы триоксида вольфрама на 1.01.1956 г. составляли: балансовые, категории В+С1 – 54 т, С2 – 3 т, при среднем содержании триоксида вольфрама – 0,9 %; забалансовые, категории В+С1 – 96 т, С2 – 54 т, при среднем содержании триоксида вольфрама – 0,5 %.
Щемиловское скарновое проявление находится на западном фланге Щемиловского участка Осокинского месторождения, где в 1983-86 гг. выявлено широкое распространение шеелитоносных скарнов. Проявление приурочено к кровле Осокинского гранитного массива, сложенной вулканогенно-осадочными и карбонатными образованиями девона и прорванной дайкообразными апофизами гранитов. Контакты пологие (около 20˚ к югу). Вмещающие породы интенсивно ороговикованы, скарнированы, грейзенизированы, альбитизированы и эпидотизированы. Линейные и линзовидные тела везувиановых и гранат-везувиановых скарнов развиты на площади 0,9×0,4 км, мощность тел до 60 м, падение юго-восточное под 60–80°. Шеелит образует мелкую вкрапленность, гнезда и тонкие прожилки в окварцованных скарнах, подчиненное значение имеют висмутин, молибденит, касситерит, пирит, апатит, флюорит. Установлена прямая зависимость между степенью окварцевания и содержанием шеелита. В скарнах выделено 11 рудных тел со средним содержанием WO3 0,1-1,12 %, мощностью 0,1-3,0 м и протяженностью 60-100 м. Везувиан в скарнах образует сплошные массы и местами в пустотах образует правильные короткостолбчатые кристаллы оливково-зелёного цвета размерами до 1-1,5 см. Везувиан в пустотах прозрачен.
В рудах установлены повышенные содержания (%): Li – до 0,1; Be – до 0,079; Bi – до 0,107; Sn, Nb – до 0,02; Mo, Zn – до 0,03; Cu – до 0,05; Au – до 0,2-1,0 г/т; Ag – до 400 г/т. Прогнозные ресурсы категории Р2 до глубины 200 м оцениваются в 1180 т WO3, бериллия – 155 т (при среднем содержании 0,01 %), лития – 1203 т (0,03 %).
Интерпретация результатов и выводы. Важное значение для генерации различных типов оруденения имеют параметры флюидного режима, окисленность и восстановленность обстановки и другие физико-химические условия, влияющие на перенос рудогенных металлов.
На диаграмме Eu/Eu* – TE1,3 показательны тренды различных типов тетрадного эффекта (ТЭФ) РЗЭ и изменений величин Eu/Eu* (рис. 2).
Рис. 2. Диаграмма Eu/Eu* – Te1 для пород Осокинского массива: 1 – умеренно-щелочные лейкограниты, 2 – лейкограниты с флюоритом, 3 – аплит (дайка)
Для умеренно-щелочных лейкогранитов наблюдается проявление тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ W-типа. Его величина уменьшается с увеличением отношений Eu/Eu*. В лейкогранитах с флюоритом проявлен тетрадный эффект фракционирования РЗЭ М-типа. ТЭФ М- типа увеличивается с увеличением отношений Eu/Eu* (рис. 2).
Интерпретация этого явления сводится к тому, что проявление различных типов ТЭФ обусловлено различным флюидным режимом магматогенного этапа формирования Осокинского массива. При формировании лейкогранитов с флюоритом ведущая роль принадлежала высоко-фтористым флюидам с проялением ТЭФ РЗЭ М-типа, а при генерации умеренно-щелочных лейкогранитов – ведущую роль играли высоководные флюиды с проявлением ТЭФ РЗЭ W-типа.
Различный режим магматогенных флюидов определял металлогенический потенциал различных фаз становления Осокинского массива. Наибольшую роль в формировании грейзенового (Осокинское месторождение) и скарнового оруденения (Щемиловское месторождение) вольфрама и других металлов в контактах Осокинского массива играли высоко-фтористые магматогенные флюиды, которые осуществляли перенос вольфрама во флюидах к местам рудоотложения. При этом формирование оруденения вольфрама происходило при генерации относительно высоко кремнекислотной обстановки с уменьшением содержаний суммы щелочей в лейкогранитах с флюоритом.
Библиографическая ссылка
Гусев А.И. ПЕТРОЛОГИЯ И ОРУДЕНЕНИЕ ГРАНИТОИДОВ ОСОКИНСКОГО ШТОКА ГОРНОГО АЛТАЯ // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 1-2. – С. 209-214;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34813 (дата обращения: 17.08.2024).