Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГРАНИТОИДОВ САРАКОКШИНСКОГО ПЛАГИОГРАНИТОВОГО МАССИВА ГОРНОГО АЛТАЯ

Гусев А.И. 1
1 Алтайская государственная академия образования им. В.М. Шукшина
Приведены данные по геохимии, петрологии и генезису тоналитов и плагиогранитов Саракокшинского массива Горного Алтая. Они характеризуются высокой глинозёмистостью, а также повышенной магнезиальностью тоналитов и железистсостью плагигранитов. По соотношению изотопов стронция тоналиты и плагиограниты относятся к мантийным образованиям.Соотношения изотопов стронция и неодима позволяет рассматривать их мантийными образованиями, близкими к типу PREMA. Геохимические данные позволяют относить их к адакитовым гранитоидам. В них выявляются признаки плавления амфиболитов и смешение мантийных выплавок и коровых субстратов. В породах проявлен тетрадный эффект фракционирования редкоземельных элементов W- типа.
тоналиты
плагиограниты
адакитовые граниты
плавление амфиболитов
смешение с корой
изотопы стронция и неодима
тетрадный эффект фракционирования РЗЭ
1. Гусев А.И. Золотогенерирующие магмо-рудно-метасоматические системы северо-восточной части Горного Алтая. Диссертация на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук. – Томск, 2000. – 179 с.
2. Гусев А.И. Эталон синюхинского габбро-гранитного комплекса (Горный Алтай). – Новосибирск: СНИИГГиМС, 2007. – 208 с.
3. Гусев А.И. Типизация гранитоидов на основе составов биотитов // Успехи современного естествознания, 2009. – № 4. – С.54-57.
4. Гусев А.И., Коробейников А.Ф. Мантийно-коровое взаимодействие в генерации различных типов оруденения: геофизический и петрологический аспекты // Известия Томского политехнического университета, 2009. – Т. 315. – № 1. – С. 18-25.
5. Гусев А.И. Петрология золотогенерирующего магматизма. – М.: Изд-во РАЕ, 2012. – 160 с.
6. Крук Н.И., Владимиров В.Г., Руднев С.Н. Геодинамика и магматизм палеотрансфрмных окраин Алтае-Саянской складчатой области (средний палеозой) // Эволюция тектонических процессов в истории Земли. Материалы XXXVII Тектонического совещания. – Новосибирск. – 2004. – С. 273-275.
7. Anders E., Greevesse N. Abundences of the elements: meteoric and solar // Geochim. Cosmochim. Acta. – 1989. – V. 53. – Рp. 197-214.
8. Barbarin B. A Review of the relationships between granitoid types, their origins and their geodynamic environments // Lithos. – 1999. – V. 46. – Рp. 605-626.
9. Defant M.J., Drummond M.S. Mount St. Helens: potential example of the partial melting of the subducted lithosphere in a volcanic arc. // Geology, 1993. – V. 21. – Pp. 547-550.
10. 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. – Pp. 13-121.
11. 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. – Pp. 25-95.
12. 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 Cosmochim Acta., 1999. – V.63. – № 3/4. – P. 489-508.
13. Maniar P.D., Piccoli P.M. Tectonic discrimination of granitoids // Geological Soc. America Bulletin, 1989. – V. 101. – Pp. 635-643.
14. Patiño Douce, A.E. What do experiments tell us about the relative contributions of crust and mantle to the origins of granitic magmas? // Geol. Soc. London, Spec. Publ., 1999. – V. 168. – pp. 55-75.
15. 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.

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.


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: 25.09.2021).

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