Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Гусев А.И. 1

---

1 Алтайский государственный гуманитарно-педагогический университет им. В.М. Шукшина

В статье приведены данные по вновь выявленному Устаурихинско-Берёзовскому штоку и его рудоносности. Шток сложен породами 3 фаз: 1 – двуслюдяными гранитами, 2 – двуслюдяными лейкогранитами, 3 – умеренно-щелочными мусковитовыми лейкогранитами. Ранние двуслюдяные граниты и лейкограниты формировались за счёт дифференциации мантийных расплавов частичного плавления гранатовых лерцолитов, контаминированных граувакками, а поздние умеренно-щелочные мусковитовые лейкограниты – за счёт дифференциации расплавов большей степени частичного плавления шпинелевых лерцолитов и контаминированных граувакками и пералюминиевыми лейкогранитами.

Статья в формате PDF

1974 KB

граниты

лейкограниты

умеренно-щелочные лейкограниты

плавление мантийных магм

дифференциация

контаминация коровым материалом

пегматиты

1. Кривчиков В.А., Селин П.Ф., Русанов Г.Г. Геологическая карта масштаба 1:200 000. Издание второе. Серия Алтайская. Лист М-45-I (Солонешное). Объяснительная записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 2001. – 183 с.

2. Aldanmaz E., Pearce J.A., Thirlwall M.F., Mitchell J.G. Petrogenetic evolution of late Cenozoic, postcollision volcanism in western Anatolia, Turkey // Journal of Volcanology and Geothermal Research., 2000. – V. 102. – P. 67-95.

3. Castillo P.R. Origin of the adakite – high-Nb basalt association and its implications for postsubduction magmatism in Baja California, Mexico // GSA Bull., 2008. – V. 120. – № 3-4. – P. 451-462.

4. 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.

5. Irber W. The lanthanide tetrad effect and its correlation with K/Rb, Eu/Eu*, Sr/Eu, Y/Ho, and Zr/Hf of evolving peraluminous granite suites // Geochim Comochim Acta. 1999. – V. 63 – № 3/4. – P. 489-508.

6. Maniar P.D., Piccoli P.M. Tectonic discrimination of granitoids // Geological Soc. America Bulletin, 1989. – V.101. – P. 635-643.

7. Villaseca C., Barnero 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.

В пределах Белокурихинского плутона выявлено несколько штоков гранит-лейкогранитового состава (Осокинский, Курановский, Черновской), с которыми связано вольфрам-молибденовое и редкоземельное оруденение [1]. Гранитоидный Устаурихинcко-Берёзовский шток и пегматитовое проявление Раиса обнаружены в 2015 году при прокладке дороги на Сухую гриву при строительстве объекта Белокуриха 2 к западу от курорта Белокуриха. Актуальность изучения вновь выявленного штока и связанного с ним оруденения не вызывает сомнения. Цель исследования – выявление геохимических, петрологических особенностей штока и связанных с ним проявлений пегматитов.

Результаты исследования и их обсуждение

Ранее Устаурихинско-Берёзовский шток не выделялся, хотя он имеет значительные размеры. Он простирается от горы Сухая Грива на востоке до урочища Устаурихи (слияние рек Малой и Большой Сычёвки) на западе и с севера на юг от ручья Провальная Падь до верховьев реки Малой Сычёвки. Общая площадь штока составляет 20 км2. Он сложен породами трёх фаз: 1) гранитами двуслюдяными, 2) двуслюдяными лейкогранитами и 3) лейкогранитами умеренно-щелочными мусковитовыми.

Граниты двуслюдяные, слабо порфировидные, состоят из решетчатого микроклин-пертита (40-50 %), слабозонального олигоклаза (20-30 %), кварца (20-30 %), биотита (2-8 %), мусковита (2-4 %). Вкрапленники калишпата достигают иногда размеров 1 см по удлинению, часто характеризуются неоднородным пятнистым угасанием и тенями замещенных полисинтетических двойников плагиоклаза. Структура основной массы гипидиоморфнозернистая. Акцессорные минералы – апатит, магнетит, ортит, циркон, сфен, пирит.

Лейкограниты и субщелочные лейкограниты мусковитовые весьма схожи.

Лейкограниты розовато-серые и светло-серые двуслюдяные массивные неравномернозернистые породы. Вблизи контакта лейкогранитов с биотитовыми гранитами – порфировидные. Редко отмечаются участки пойкилитовых структур. Состав: микроклин-пертит – 25-35 %, кварц – 30-35 %, альбит-олигоклаз – 25-30 %, биотит – 5-3 %, редко встречается мусковит (1-2 %). 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-щелочными лейкограниты мусковитовые отличаются присутствием низко железистого (ƒ = 37-44 %) биотита (до 2 %) с повышенными содержаниями F (4 % и более), MnO (2,8-3 %), мусковита (5-8 %) и иногда акцессорного флюорита (до 100 г/т) и турмалина (до 120 г/т), наличием миароловых текстур и пегматоидных прожилков и жил. Флюорит и турмалин в породах образуют вкрапленность размерами от 0,5 мм до 0,4 см. Изредка флюорит и турмалин отмечается в миароловых пустотах, указывая на то, что их кристаллизация связана с поздними стадиями становления пород под влиянием позднемагматических флюидов. Из других акцессориев присутствуют магнетит, сфен, циркон. Химический состав пород штока приведен в таблице.

На канонических диаграммах фигуративные точки составов пород попадают в поля пересыщенных глинозёмом (рис. 1, а) и железистых (рис. 1, б) пород.

Все породы характеризуются низкими отношениями U/Th, указывающими на относительно свежие породы, не претерпевшие наложенных процессов. Суммарные содержания редких земель в них умеренные и варьируют от 32,18 до 216,84 г/т. Большие концентрации свойственны боле ранним фазам.

Рудоносность штока. В последнее время в пределах северной периферии Белокурихинскогно плутона обнаружено несколько новых проявлений пегматитов. Они располагаются по реке Берёзовка и её притокам и объединены в Берёзовское пегматитовое поле. В пределах этого пегматитового поля локализуется Устаурихинско-Берёзовский шток двусдюдяных гранитов и лейкогранитов, к которому и приурочены пегматитовые проявления: Устаурихинское, Карьерное, Правая Берёзовка и Раиса. Все они, за исключением Карьерного, приурочены к штоку, а Карьерное – к экзоконтакту штока с порфировидными гранитами главной фазы Белокурихинского плутона. Карьерное проявление локализуется в порфировидных гранитах главной фазы Белокурихинского плутона, и в отличие от всех остальных проявлений, характеризуется интенсивно проявленной эпидотизацией.

Проявления пегматитов Карьерное и Правая Берёзовка локализуются в бортах ручьёв Карьерный и Правая Берёзовка. На каждом из проявлений обнаружены по нескольку пегматитовых тел мощностью от 1,5 до 3,5 м и протяжённостью в несколько десятком метров. Пегматиты дифференцированы и состоят из кварца, ортоклаза, альбита, мусковита, турмалина, граната, эпидота, редко – тантало-ниобатов, ортита. Все они относятся к числу камерных пегматитов, локализующихся в лейкогранитах, с которыми они пространственно связаны. Проявления слабо изучены и требуют вскрытия канавами.

Устаурихинское проявление пегматитов локализуется в двуслюдяных гранитах и лейкогранитах в самом урочище Устауриха, а также в бортах Малой и Большой Сычёвки. Мощности пегматитов варьируют от 10 до 80 см, видимые протяжённости от 15 до нескольких десятков метров. В наиболее крупных телах пегматитов отмечается зональность с кварцевым ядром, крупноблоковой частью и мелко-агрегатными микро-пегматитовыми оторочками. Состав: кварц нескольких генераций, мусковит, биотит, калиевый полевой шпат, альбит, реже гранат, турмалин, тантало-ниобаты.

Проявление пегматитов Раиса находится в правом и левом бортах ручья Берёзовка. Выявлено Раисой Ивановой в 2015 году. Проявление обнаружено при прокладке дороги на Сухую гриву при строительстве объекта Белокуриха 2.

Пегматиты уникальные. Они приурочены к Берёзовскому штоку двуслюдяных гранитов и лейкогранитов площадью более 20 км2. Пегматиты образуют пегматитовое поле и вскрыты по вертикали более чем на 400 м. В нижней части пегматиты пронизывают гранитоиды штока в виде жил мощностью от 10 см до 1,1 м с субширотным простирание и падением на юг. Пегматитовых жил насчитывается более 50. А в верхней части пегматиты образуют своеобразный штокверк, где более мощные тела образуют субгоризонтальные жилы мощностью от 0,5 до 1,5 м, от которые ответвляются субвертикальные и вертикальные жилы. Создаётся впечатление, что пегматиты здесь наследуют трещины отдельности, образовавшиеся при застывании гранитоидов. В местах сочленений разнонаправленных жил пегматитов образуются раздувы до 10 м. Пегматиты сложены среднезернистыми и крупнозернистыми пегматоидными породами, состоящими из розового микроклина, дымчатого кварца, альбита, часто принадлежащего клевеландитовой разновидности, зеленоватого и белого мусковита, чёрного биотита, редко турмалина, граната, эпидота, монацита, танталита, колумбита, пирохлора, циркона. Местами отмечаются хорошие участки с письменной текстурой. Изредка отмечаются зональные пегматиты с кварцевым ядром, крупноблоковой полосой и мелкопегматитовой оторочкой. В этой части пегматитов реки Берёзовки обнаружены кварц-турмалиновые и кварц-гранатовые шлиры размерами от 5 до 7 см. Среди таких шлиров отмечены графические срастания граната с кварцем и цирконом. Здесь гранат образует специфические удлинённые выделения до 2-3 см в длину. Изредка среди пегматитов отмечаются «инее-подобные» срастания мусковита. Содержания элементов по штуфным пробам составляют: тантала и ниобия от 0,05 до 0,7 %, циркония от 0,1 до 0,5 %, церия от 0,1 до 1,2 %, иттрия от 0.2 до 1,3 %. Пегматиты требуют доизучения, так как содержат повышенные концентрации редких и редкоземельных элементов.

Граниты двуслюдяные и лейкограниты двуслюдяные обогащены легкими РЗЭ и в сочетании с повышенными содержаниями Nb (> 20 г/т) и высокими отношениями Nb/La ppm = 0,58-0,89 (таблица), относятся к дериватам, образовавшимся за счёт плавления обогащенных Nb базальтоидов (NEB-типа).

Лейкограниты умеренно-щелочные мусковитовые характеризуются ещё более высокими концентрациями ниобия (62,2 – 77 г/т) и максимальными отношениями Nb/La ppm = 12,3-20,2, что позволяет их рассматривать в качестве выплавок высокониобиевых базальтов (HNB-типа). Для высоко-Nb базальтов считается, что их источник находится в астеносферной мантии [3].

На диаграмме соотношений La/Sm – La фигуративные точки составов пород попадают на различные кривые плавления родоначальных источников базальтоидов (рис. 2).

Рис. 2. Диаграмма La/Sm – La по [2] для пород Устаурихинско-Берёзовского штока. DMM – деплетированный мантийный источник MORB. РМ – примитивная мантия; ЕМ – обогащённый мантийный источник; E-MORB – и N-MORB – составы обогащённых (Е) и нормальных (N), базальтов срединно-океанических хребтов; точечные линии – тренды плавления источников DMM и EM, засечки с цифрами на точечных линиях – степень частичного плавления для соответствующих мантийных источников. Породы штока: 1 – гранит двуслюдяной, 2 – двуслюдяные лейкограниты 3 – лейкограниты умеренно-щелочные мусковитовые

Рис. 3. Экспериментальные диаграммы: (a), (b), (c) – диаграммы композиционных экспериментальных расплавов из плавления фельзических пелитов (мусовитовых сланцев), метаграувакк и амфиболитов для пород Устаурихинско-Берёзовского штока; (d) – диаграмма SiO2 – A/CNK) для пород штока. Тренд известково-щелочного фракционирования вулканических пород орогенных регионов по [4]. A- Al2O3, CNK – Сумма CaO, Na2O, K2O. Остальные условные те же, что на рис. 1

Все породы попадают на кривые плавления обогащённой мантии. Однако, если двусдюдяные граниты и лейкограниты отвечают очень низкой степени частичного плавления гранатового лерцолита, то лейкограниты умеренно-щелочные мусковитовые отвечают высокой степени частичного плавления шпинелевого лерцолита и локализуются вблизи среднего состава базальтоидов E-MORB) (рис. 2).

Проверка на возможность контаминации коровым материалом и выяснение возможных источников плавления проведена с использованием экспериментальных данных (рис. 3).

Такая контаминация коровым материалом подтверждается приведенными анализами и осуществлялась за счёт плавления метаграувакков (для двуслюдяных гранитов и двуслюдяных лейкогранитов) и пералюминиевых лейкогранитов для мусковитовых умеренно-щелочных лейкогранитов (рис. 3).

Выводы

1. Формирование Устаурихинско-Берёзовского штока проходило в рамках сложного сценария – на первом этапе за счёт низкой степени частичного плавления и дифференциации гранатового лерцолита, а для поздних мусковитовых умеренно-щелочных лейкогранитов – за счет большей степени частичного плавления шпинелевых лерцолитов и последующей дифференциации расплава.

2. На позднем этапе расплавы в области нижней коры были контаминированы коровым материалом. Для двуслюдяных гранитов и лейкогранитов таким контаминатом были граувакки, а для умеренно-щелочных мусковитовых лейкогранитов – граувакии и пералюминиевые лейкограниты.

3. Завершение магматического процесса ознаменовалось генерацией редкометалльных пегматитов с тантало-ниобатами.

Библиографическая ссылка