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).
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
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).
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].
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).
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.
Библиографическая ссылка
Гусев А.И. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГРАНИТОИДОВ САРАКОКШИНСКОГО ПЛАГИОГРАНИТОВОГО МАССИВА ГОРНОГО АЛТАЯ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 2-2. – С. 59-64;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=5009 (дата обращения: 17.08.2024).