Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,593

THE GEOCHEMICAL PECULIARITIES OF SARAKOKSHINSKII PLAGIOGRANITE MASSIF OF MOUNTAIN ALTAI

Gusev A.I. 1
1 The Shukshin Altai State Academy of Education
1083 KB
Data on geochemistry, petrology snd genesis of tonalities and plagiogranites Sarakokshinskii massif Mountain Altai lead. Its characterized by high peraluminous and high magnesium of tonalities and ferrous of plagiogranites. Tonalites and plagiogranites treat to mantle formations on ratio isotopes Sr, near to type PREMA. Geochemical data allow refer to adakitic granitoids. Signs of melting amphibolites and mixing mantle smelting and crust substrates discover. Tetrad effect fractionation of rare elements W-type reveal in rocks.
tonalitie
plagiogranites
adakitic granitoids
melting of amphibolites
mixing with crust substrates
isotopes of Sr
Nd
tetrad effect fractionation of rare elements

Плагиогранитоиды имеют важное значение в определении геодинамической обстановки формирования, петрологии и рудогенерирующей роли. Геохимическое изучение их позволяет реставрировать и геодинамическую обстановку их формирования и выявить потенциал рудоносности. Актуальность исследования их связана с тем, что с плагиогранитоидами парагенетически и пространственно связаны различные типы золотого оруденения: золото-черносланцевое, золото-медно-скарновое, медно-золото-порфировое и другие [5]. Цель исследования – изучить геохимические особенности плагиогранитоидов Саракокшинского массива для выявления их петрологии и генезиса.

Петрология и геохимия плагиогранитоидов саракокшинского массива

В Саракокшинском массиве (Є3) картируются габброиды и плагиогранитоиды. Первые по различным петрогеохимическим показателям дискриминируются в различные типы. Тоналиты формируют вторую фазу внедрения, а плагиограниты – третью.

Тоналиты амфибол-пироксеновые, амфиболовые, биотит-амфиболовые и плагиограниты биотитовые, в различной степени разгнейсованные, альбитизированные и калишпатизированные. В целом, породы плагиогранитного ряда характеризуются неравномернозернистыми структурами и непостоянным минеральным составом с присутствием реликтов клинопироксена (диопсид, салит), переменными количествами плагиоклаза ряда олигоклаз-андезин-лабрадор, кварца, часто образующего крупные порфировидные скопления, а также биотита, амфибола, представленного обыкновенной роговой обманкой и, реже, паргаситом, магнетита и титаномагнетита (до 10 %). Набор акцессорных минералов включает сфен, апатит, циркон, рутил, ксенотим, гранат. Детальное петрографическое описание пород выполнено ранее [1, 2]. Химический состав плагиогранитоидов приведен в табл. 1.

Тоналиты и плагиограниты характеризуются повышенными содержаниями натрия, железа, ванадия, никеля, хрома, марганца, превышающие кларковые значения. В то же время в них меньшие количества титана, фосфора, калия. Нормированные отношения (La/Yb)N варьируют от 4,75 до 6,7 и указывают умеренную дифференциацию редкоземельных элементов (РЗЭ). В целом магматиты Сараокшинского массива лизки к островодужным породам с обогащением литофильными элементами (LILE) и деплетированы на высокозарядные (HFSE) элементы (Nb, Ta and Ti).

Таблица 1

Представительные анализы гранитоидов Саракокшинского массива (оксиды, масс. %, элементы, г/т)

Компоненты

1

2

3

4

5

6

7

SiO2

65,47

65,71

69,14

70,61

70,9

71,7

72,22

TiO2

0,40

0,43

0,35

0,36

0,39

0,26

0,31

Al2O3

13,26

15,51

12,58

12,89

14,92

12,91

12,41

Fe2O3

2,86

2,73

1,68

3,53

4,29

1,7

0,98

FeO

4,54

2,95

4,95

2,13

0,44

2,12

4,99

MnO

0,17

0,15

0,14

0,05

0,06

0,08

0,1

MgO

3,0

1,71

1,67

1,14

0,81

0,78

1,12

CaO

3,65

4,74

3,69

2,85

3,1

1,69

2,49

Na2O

4,1

3,82

3,27

4,24

3,72

4,7

3,4

K2O

0,31

0,58

0,8

0,8

0,45

1,5

0,5

P2O5

0,1

0,13

0,06

0,06

0,09

0,09

0,05

V

195

197

102

104

108

105

101

Cr

65

63

45

49

51

48

41

Ni

52

56

42

46

48

44

41

Be

1,4

1,8

2,5

2,9

3,1

2,8

3,3

Sc

22

24

16

17

19

15

12

Li

12

11

18

20

19

17

19

Sr

200

210

190

195

192

196

191

Ba

185

180

181

178

179

180

176

Rb

15,5

16

16,8

16,5

17

16,8

16,6

Nb

0,9

0,8

1,5

1,4

1,5

1,3

1,2

Zr

88

90

165

168

170

165

172

Hf

1,1

1,3

2,7

3,0

3,2

2,8

3,5

Ta

0,3

0,32

0,28

0,29

0,28

0,3

0,29

La

14,2

13,8

11,1

9,3

10,4

11,1

10,5

Ce

20,1

19,6

18,3

16,2

17,3

17,8

15,8

Pr

6,1

6,4

2,5

2,8

2,7

3,4

2,7

Nd

9,3

9,2

8,5

8,1

8,0

8,8

8,2

Sm

8,2

8,1

4,5

4,3

4,2

5,3

4,4

Eu

1,5

1,4

1,9

1,0

1,1

1,4

1,2

Gd

6,4

6,5

5,7

5,8

5,9

5,9

5,8

Tb

1,3

1,2

1,1

1,2

1,1

1,2

1,2

Dy

1,9

1,9

1,6

1,7

1,6

1,7

1,7

Ho

0,9

0,8

0,7

0,8

0,7

0,8

0,8

Er

0,7

0,7

0,5

0,6

0,6

0,6

0,5

Tm

1,1

1,1

0,9

0,8

0,7

0,9

0,7

Yb

1,4

1,5

1,2

1,3

1,2

1,3

1,3

Lu

0,7

0,8

0,7

0,7

0,7

0,7

0,8

Y

13,2

12,8

16,1

16,4

15,6

14,3

16,7

(La/Yb)N

6,7

6,08

6,2

4,75

5,8

5,67

5,37

(Gd/Yb)N

3,7

3,5

3,86

3,61

4,0

3,68

3,61

Eu/Eu*

0,044

0,042

0,084

0,045

0,049

0,056

0,053

Mg#

28,9

23,1

20,1

16,7

14,6

16,9

15,7

Примечание. Силикатные анализы на главные компоненты выполнены в Испытательном Западно-Сибирском Центре (г. Новокузнецк), а на элементы – методом ICP-MS в Лаборатории ИМГРЭ (г. Москва); значения РЗЭ нормированы по хондриту по Anders E., Greevesse N. [7].Σ PЗЭ – сумма редкоземельных элементов. Eu*= (SmN+GdN)/2. Mg# [=Mg/(Mg+Fet)]. Породы Саракокшинского массива: 1, 2 – тоналиты, 3-6 – плагиограниты, 7 – дайка плагиогранита.

На диаграмме Al2O3/(N2O+K2O) – Al2O3/(N2O+K2O+CaO) фигуративные точки составов пород локализуются в поле пересыщенных глинозёмом пород (пералюминиевое поле) (рис. 1, а).

Соотношение SiO2 – Fe2O3/(Fe2O3+MgO) показывает, что тоналиты попадают в поле магнезиальных пород, а плагиограниты – в поле железистых (рис. 1, б).

В координатах Sr/Y – Y фигуративные точки составов пород попадают в поле адакитов и в область перекрытия составов адакитов и поля типичных дуговых пород (андезитов, риолитов, дацитов) (рис. 2).

gusev1.tif

Рис. 1. а – диаграмма Al2O3/(N2O+K2O) – Al2O3/(N2O+K2O+CaO) по [13] и б –диаграмма SiO2 – Fe2O3/(Fe2O3+MgO) по [15] для пород Саракокшинского массива: 1 – тоналиты, 2 – плагиограниты, 3 – дайка плагиогранита

gusev2.tif

Рис. 2. Диаграмма Sr/Y – Y по [8] для пород Саракокшинского массива. Поля на диаграмме по [8]: Adakitic – Адакиты, Typical ARC rocks – породы типичных андезитов, риолитов, дацитов вулканических дуг. Условные обозначения те же, что на рис. 1

На серии диаграмм по экспериментальному плавлению различных субстратов устанавливается, что генерация пород Саракокшинского массива проходила за счёт плавления амфиболитов (рис. 3, а, b, c).

gusev3.tif

Рис. 3. Экспериментальные диаграммы: (a), (b), (c) – диаграммы композиционных экспериментальных расплавов из плавления фельзических пелитов (мусовитовых сланцев), метаграувакк и амфиболитов для пород Саракокшинского массива; (d) – диаграмма SiO2 – A/CNK) для пород Саракокшинского массива. Тренд известково-щелочного фракционирования вулканических пород орогенных регионов, по [9, 10]. A – Al2O3, CNK – Сумма CaO, Na2O, K2O. Остальные условные те же, что на рис. 1

По соотношению А/CNK – SiO2 фигуративные точки пород близки к области плавления палеозойских граувакк и фанерозойских кратонных сланцев (рис. 3, d).

Cоотношения La/Nb и Сe/Y указывают, что породы Саракокшинского массива ближе к тренду смешения с корой, что позволяет говорить о мантийно-коровом взаимодействии [4].

gusev4.tif

Рис. 4. Диаграмма соотношений Ce/Y – La/Nb по [7] для пород Саракокшинского массива. Остальные условные обозначения те же, что на рис. 1

Дифференциация РЗЭ привела к тому, что в породах Саракокшинского массива проявился тетрадный эффект фракционирования РЗЭ, варьирующий от 0,85 до 1,06 (табл. 2). Значимые величины менее 0,9 указывают на проявление ТЭФ W- типа, что является необычным явлением для гранитоидов. Соотношение Y/Ho – ТЕ1,3 показывает, что с уменьшением величины Y/Ho происходит уменьшение и ТЭФ (рис. 5).

gusev5.tif

Рис. 5. Диаграмма Y/Ho – TE1 для магматитов Саракокшинского массива

Таблица 2

Отношения элементов и значения тетрадного эффекта фракционирования (ТЭФ) РЗЭ в породах Саракокшинского массива

Отношения эле-ментов и значения ТЭФ

1

2

3

4

5

6

7

Отношения в хондритах

Y/Ho

14,7

16,0

23,0

20,5

22,3

17,9

20,9

29,0

Zr/Hf

80,0

69,2

61,1

56,0

53,1

58,9

49,1

36,0

La/Nb

15,8

17,3

7,4

6,6

6,9

8,5

8,8

30,75

La/Ta

47,3

43,1

39,6

32,1

37,1

37,0

36,2

17,57

Sr/Eu

133

150

100

195

174

140

159

100,5

Eu/Eu*

0,62

0,58

1,16

0,62

0,5

0,49

0,74

0,32

Sr/Y

15,2

16,4

11,8

11,9

12,3

13,7

11,4

4,62

TE1,3

1,03

1,06

0,85

0,91

0,88

0,9

0,86

-

Примечание. ТЕ1.3 – тетрадный эффект фракционирования РЗЭ (среднее между первой и третьей тетрадами) по В. Ирбер [11]; Eu*= (SmN+GdN)/2. Значения в хондритах приняты по [7].

Интерпретация результатов

Гранитоиды Саракокшинского массива относятся к толеитовому ряду по классификации Л.В. Таусона. По составу биотита они дискриминируются в плагиограниты адакитового типа (AD – типа) [5]. По данным Sm-Nd изотопного датирования плагиограниты Саракокшинского массива сформированы 587 млн. лет назад [6], а по соотношению ε(Sr)t – ε(Nd)t близки к примитивному мантийному источнику типа PREMA [1, 4]. По соотношениям Al, Yb, Sr, La они относятся к низкоглинозёмистым «океаническим» трондьемитам в понимании Дж. Арта. Наши же данные показывают, что все породы Саракокшинского массива следует рассматривать, как высокоглинозёмистые (пералюминиевые). Соотношения 87Sr/86Sr варьируют от 0,70325 до 0,70468 и указывают на мантийную природу [2]. Геохимические данные указывают на близость магматитов массива к адакитовых гранитоидам, в которых наблюдаются признаки мантийной составляющей и плавления амфиболитов земной коры с последующим смешением материала плавления коры и мантийных выплавок.

Заключение

Таким образом, толеиты и плагиограниты Саракокшинского массива по геохимическим признакам можно отнести к адакитовым гранитоидам. Их петрогенезис включает процессы плавления амфиболитов нижней коры и смешение мантийных выплавок с коровым материалом.