Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

ГЕОХИМИЯ И ПЕТРОЛОГИЯ ОРОЧАГАНСКОГО МАССИВА ГРАНИТОИДОВ ЮГА ГОРНОГО АЛТАЯ

Гусев А.И. 1
1 Алтайский государственный гуманитарно-педагогический университет им. В.М. Шукшина
В статье приведены данные по геохимии и петрологии гранитоидов Орочаганского массива юга Горного Алтая. Умеренно-щелочные граниты, лейкограниты и щелочные граниты характеризуются повышенными концентрациями Zr, Nb, Ga, редкоземельных элементов (РЗЭ), Y, Zn и низкие содержания Mg, Ca, Cr, Ni. Гранитоиды отнесены к пералюминиевому и железистому типам, с признаками анорогенного А2-типа, сформированных в постколлизионной обстановке под влиянием плюма. В породах отмечаются признаки плавления мантийного, корового (метаграувакк) субстратов и их взаимодействия. В них проявлен тетрадный эффект фракционирования РЗЭ М-типа, обусловленный активным влиянием фтор-комплексов в магматогенных флюидах. Наблюдается корреляция концентраций W в породах и величин тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ.
Умеренно-щелочные граниты
лейкограниты
щелочные граниты
геохимия
петрология
анорогенные граниты
мантийно-коровое взаимодействие
тетрадный эффект фракционирования РЗЭ
1. Виноградов А.П. Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных пород земной коры // Геохимия. – 1962. – № 7. – С. 555–572.
2. Гусев А.И. Петрология редкометалльных магмо-рудно-метасоматических систем Горного Алтая // Известия Томского политехнического университета. – 2005. – T. 308. – № 4. – C. 43–47.
3. Гусев А.И. Минерагения и полезные ископаемые Республики Алтай. – Бийск: Изд-во АГАО, 2010. – 385 с.
4. Гусев А.И., Гусев А.А. Тетрадный эффект фракционирования редкоземельных элементов и его использование в решении проблем петрологии гранитоидов // Успехи современного естествознания. – 2011. – № 5. – C. 45–49.
5. Гусев А.И. Геохимия и петрология Чиндагатуйского массива юга Горного Алтая // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 11. – Ч. 3. – С. 27–32.
6. Гусев А.И. Некоторые аспекты геохимии минералов TR-вольфрамового месторождения Кузыл-Тау (Западная Монголия) // Успехи современного естествознания, 2015. – № 1 (Ч. 2). – С. 209–215.
7. Гусев А.И., Гусев Н.И. Анорогенные гранитоиды: петрология, геохимия, флюидный режим. – Бийск: Изд-во АГАО, 2014. – 202 с.
8. 8. Barbarin B. A Review of the relationships between granitoid types, their origins and their geodynamic environments // Lithos. – 1999. – V. 46. – Р. 605–626.
9. Eby G.H. Chemical subdivision of the A-type granitoids: Petrogenetic and tectonic implications // Geology, 1992. – Vol. 20. – P. 641–644.
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. – P. 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. – P. 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 Comochim Acta. 1999. – V.63. – № 3/4. – P. 489–508.
13. Ishihara S. The magnetite-series and ilmenite-series granitic rocks // Min. Geol. Tokyo, 1977. – V. 27. – Р. 293–305.
14. Maniar P.D., Piccoli P.M. Tectonic discrimination of granitoids // Geological Soc. America Bulletin, 1989. – V. 101. – P. 635–643.
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.
16. Wasson J.T., Kallemeyn G.W. Composition of chondrites // Phil. Trans. R. Soc. Lond, 1988. – V. 201. – Р. 535–544.

Наиболее крупными массивами ранне юрского чиндагатуйского комплекса, помимо петротипического Чиндагатуйского, является Орочаганский плутон. Он располагается в области развития юрского магматизма, с которым пространственно и парагенетически связаны различные типы оруденения Li, Ta, Nb, Mo, W [2, 3]. Актуальность изучения этого массива связана с тем, что парагенетически с ним связано грейзеновое молибденит-вольфрамитовое оруденение. Кроме того, он попадает в район, по которому в настоящее время начинается комплексное доизучение площадей по госпрограмме (ГДП-200). В рудах месторождения присутствуют редкоземельные минералы, что сближает его с редкоземельно-вольфрамовым месторождением Кызыл-Тау, расположенным в Монголии [6]. Массив изучался в конце прошлого века, по нему отсутствуют общие геохимические и петрологические представления, а некоторые данные по геохимии и петрологии устарели. Цель исследования – осветить новые данные по петро-геохимии и петрологии Орочаганского массива, перспективного на обнаружение комплексного редкоземельно-молибден-вольфрамового оруденения.

Результаты исследования и их обсуждение

Орочаганский массив имеет сложную, вытянутую на 40 км в северо-западном направлении форму с провесами ороговикованной кровли в своей юго-восточной части, что может свидетельствовать о слабом эрозионном срезе данного массива. В Орочаганском массиве, наряду с порфировидными биотитовыми меланогранитами первой фазы, более чем в других массивах этого комплекса, развиты двуслюдяные среднезернистые и слабопорфировидные лейкограниты и мелкозернистые аплитовидные (северо-запад массива) граниты и лейкограниты. Биотитовые умеренно-щелочные граниты первой фазы состоят (в %): кварц – 30-38, микрклин и микроклин-пертит – 16-41, плагиоклаза олигоклаз-андезинового состава – 20-41, биотита – 5-8, реликтов роговой обманки – 2. В пробах-протолочках обнаружены акцессории (г/т): ильменит – 4020-4680, магнетит 1010-1165, ильменорутил – 100-125, циркон – 210-230, апатит – 296-335, монацит- 20-23, ксенотим – 20-21, тантало-ниобаты – 8-12, гранат – 2-6, турмалин – 310-380, флюорит – 2-6, пирит – 0,5-1,2, шеелит – 0,3-0,6. Преобладание в гранитах ильменита и ильменорутила позволяет относить их к восстановленной ильменитовой серии гранитоидов по [13].

gus2.tif

Рис. 2. Диаграмма Y – Nb – Ce по [9] для пород массивов. Поля гранитоидов по [9]: А1 – анорогенные гранитоиды А1 – типа рифтов, мантийных горячих точек и плюмов; А2 – анорогенные гранитоиды А2 – типа постколлизионных обстановок, связанных с функционированием плюмов. Остальные условные на рис. 1

Лейкократовые мусковитовые и аляскитовые разности гранитоидов (среднее значение SiО2 = 76 %) характеризуются нормальной щелочностью (Na2О = 3,14 %; К2О = 4,57 %), пониженной известковистостью (0,05) и слабоповышенными коэффициентами агпаитности (0,78) и окисленности (0,35) при тех же показателях калиевости, глиноземистости и железистости, что и в гранитоидах Чиндагатуйского массива [5]. В лейкогранитах пвышенные концентрции турмалина (45-520 г/т).

Абсолютный возраст гранитов Орочаганского массива определён уран-свинцовым методом и составляет 182 млн. лет, что отвечает ранней юре.

C заключительной фазой лейкогранитов связано кварцево-грейзеновое молибден-вольфрамовое месторождение Кок-Коль со значительными запасами триоксида вольфрама промышленных категорий В + С1 + С2 [3].

Химические составы пород массива сведены в таблице.

Представительные анализы Орочаганского массива (оксиды – %, элементы – в г/т)

Компоненты

1

2

3

4

5

6

7

8

SiO2

70,3

70,35

71,05

72,8

73,48

73,84

74,7

70,35

TiO2

0,45

0,34

0,38

0,33

0,12

0,28

0,13

0,24

Al2O3

13,97

15,1

13,85

14,64

12,56

13,14

12,66

14,46

Fe2O3

0,52

0,54

0,32

1,1

0,38

0,35

0,3

1,66

FeO

3,46

2,31

3,43

0,9

3,85

2,51

1,45

0,5

MnO

0,07

0,05

0,06

0,03

0,09

0,03

0,05

0,14

MgO

0,75

0,48

0,65

0,9

0,26

0,47

0,19

0,56

CaO

1,5

1,4

1,33

1,27

0,5

0,6

0,3

0,7

Na2O

2,98

2,92

3,1

3,1

2,67

2,85

2,82

3,57

K2O

5,13

5,9

4,97

4,8

4,37

4,86

4,73

6,35

P2O5

0,14

0,1

0,14

0,1

0,13

0,13

0,07

0,1

Li

144

154

143

165

115

111

118

190

Be

5,6

5,5

5,2

6,3

7,1

7,5

8,0

9,7

Sc

7,2

8,1

6,9

7,1

4,5

3,4

4,5

4,0

V

52

55

51

40

48

45

42

41

Cr

35

25

21

18

20

20

19

19

Co

7

5

4

2

3

4

4

5

Ni

8

6

4

3

5

4

3

5

Cu

2

2

2

3

2

2

3

2

Ga

19

21

21

20

21

22

22

21

Rb

334

320

310

380

350

340

332

521

Sr

152

140

135

133

110

90

95

196

Y

45

44,8

49,2

40,7

23,2

24

18

17

Zr

203

210

220

250

200

212

220

232

Nb

20,7

22

23

20,0

19

20,3

21,5

22

Cs

43

40

38

56

43

44

51

65

Ba

855

830

840

800

810

823

812

831

La

35,5

44,5

41,1

40,5

34,8

41,8

39,1

28,5

Ce

95,2

93,6

106,3

105,1

98,0

108,5

104,0

96,2

Pr

8,7

7,7

10,7

10,6

9,5

10,8

9,7

7,7

Nd

30,3

35,1

38,1

38,0

33,9

39,0

34,6

28,1

Sm

6,2

7,9

8,1

8,05

6,8

7,96

7,1

5,7

Eu

0,95

1,1

1,1

1,09

0,68

1,15

1,02

0,65

Gd

5,5

7,5

7,4

7,3

5,6

7,02

6,2

4,4

Tb

4,96

4,5

6,3

6,28

3,43

6,52

5,6

3,3

Dy

4,96

4,5

6,3

6,28

3,43

6,52

5,6

3,3

Ho

1,1

0,95

1,2

1,19

0,6

1,2

1,08

0,6

Er

2,9

2,8

3,02

3,03

1,5

3,5

3,2

1,5

Tm

0,48

0,5

0,49

0,48

0,22

0,54

0,47

0,22

Yb

3,1

4,5

3,3

3,4

1,4

3,7

3,1

1,8

Lu

0,4

0,5

0,47

0,47

0,3

0,55

0,46

0,48

Hf

5,5

5,2

5,3

5,1

3,5

3,3

3,4

3,2

Ta

3,5

3,2

3,4

3,3

5,4

4,8

3,3

3,2

W

15,5

14,8

15,1

15,0

17,9

28,3

26,6

27,6

Th

28,2

26,1

27

30,3

19,7

21,4

22,5

36,1

U

8,5

8,2

8,1

15,0

16,2

16,3

17,1

14,5

U/Yh

0,30

0,31

0,3

0,49

0,82

0,76

0,76

0,4

∑TR

211,22

237,25

257,8

247,22

223,4

262,7

235,7

199,4

La/Nb

1,71

2,0

1,78

2,0

1,83

2,06

1,82

1,3

Ce/Y

2,1

2,09

2,16

2,6

4,2

4,5

5,8

5,6

ТЕ1,3

1,77

1,39

1,75

1,76

1,65

1,83

1,79

1,78

Примечание. TE1,3 – тетрадный эффект фракционирования РЗЭ как среднее между первой и третьей тетрадами по [12]. Породные типы Орочаганского массива: 1-4 – умеренно-щелочные граниты 1 фазы; 5-7 – лейкограниты 2 фазы с турмалином; 8 – щелочной гранит 1 фазы.

Отношения U/Th в породах менее 1 (вариации от 0,3 до 0,82), указывающие на отсутствие наложенных процессов на отобранные пробы, что также подтверждается и просмотром в шлифах. В породах массива в повышенных концентрациях (превышающих кларк в гранита) отмечаются Li (от 2,7 до 4,75), U (от 2,3 до 4,88), Th ( от 1,1 до 2.0), Zr (от 1,14 до 1,43), Be (от 1,7 до 3,2).

На канонических диаграммах фигуративные точки составов пород попадают: целиком в поле пересыщенных глинозёмом (пералюминиевые граниты) (рис. 1, а) и в поле высоко-железистых пород (ferroan) за исключением одного анализа умеренно-щелочных гранитов (рис. 1, б).

gus1.tif

Рис. 1. А – диаграмма Al2O3/(N2O+K2O) – Al2O3/(N2O+K2O+CaO) по [14] и б – диаграмма SiO2 – Fe2O3/(Fe2O3+MgO) по [15] для пород Орочаганского массива. Породы массива: 1 – умеренно-щелочные граниты 1 фазы, 2 – лейкограниты 2 фазы, 3 – щелочные граниты 1 фазы

gus3.tif

Рис. 3. Диаграмма соотношений La/Nb – Ce/Y по [8] для пород Орочаганского массива. Условные те же, что на рис. 1

Высокая железистость, повышенные концентрации Zr, Nb, Ga, редкоземельных элементов (РЗЭ), Y, Zn и низкие содержания Mg, Ca, Cr, Ni определяют эти породы как анорогенные гранитоиды, что сближает их с породами Чиндагатуйского массива [5, 7].

Особенности классификации, типизации и генезиса магматических пород запечатлеваются в распределении редких и рассеянных элементов. Соотношение таких элементов как Nb, Y, Ce позволяют с уверенностью относить породы Орочаганского массива к А2-типу гранитоидов, моношпатовых гиперсольвусных, характрных для постколлизионных обстановок, вызванных функционированием плюма (рис. 2).

На диаграмме соотношений La/Nb – Ce/Y фигуративные точки составов пород образуют тренд, параллельный тренду плавления мантии, но начало этого тренда фиксируется вблизи тренда смешения с корой (рис. 3).

Cледовательно, в породах Орочаганского массива главную роль играли процессы плавления мантийного субстрата, но и возможно участие корового компонента.

На экспериментальных диаграммах по плавлению различных субстратов большинство фигуративных точек составов пород попадает в поле плавления метаграувакк (рис. 3). По соотношению А/ CNK – SiO2 все породные типы тяготеют также к среднему составу палеозойских граувакк и в то же время близки к концу тренда известково-щелочных пород орогенных регионов, отвечающего фракционированию ортоклаза и альбита (рис. 4, г).

gus4a.tif gus4b.tif

а б

gus4c.tif gus4d.tif

в г

Рис. 4. Экспериментальные диаграммы: (a), (б), (в) – диаграммы композиционных экспериментальных расплавов из плавления фельзических пелитов (мусовитовых сланцев), метаграувакк и амфиболитов для пород Орочаганского массива; (г) – диаграмма SiO2 – A/CNK) для пород Орочаганского массива. Тренд известково-щелочного фракционирования вулканических пород орогенных регионов, по [10, 11]. A – Al2O3, CNK – Сумма CaO, Na2O, K2O. Остальные условные на рис. 1

В породах Орочаганского массива проявлен тетрадный эффект фракционирования РЗЭ М-типа, варьирующий от 1,39 до 1,83 (таблица). Как известно, проявление ТЭФ РЗЭ М-типа обусловлено специфичностью магматогенных флюидов, в которых повышенные концентрации и активность фтора и его комплексов обеспечивают и дифференцированный тип распределения РЗЭ, и проявление ТЭФ РЗЭ, а также извлечение из расплавов и перенос редких металлов и вольфрама в гидротермальных растворах М-типа в породах связано с активностью фтор-комплексов в магматогенных флюидах [4]. На диаграмме зависимости содержаний вольфрама и величины ТЭФ РЗЭ М-типа видно, что увеличение концентраций W в породах сопровождается увеличением величины ТЭФ РЗЭ М-типа (рис. 5).

gus5.tif

Рис. 5. Диаграмма W – TE1,3 для породных типов Орочаганского массива (составлена автором)

Серая область на диаграмме выделена на основании средних содержаний вольфрама в изверженных породах по [1]. Содержания вольфрама в хондритах по [16]. Условные те же, что на рис. 1.

Таким образом, гранитоиды Орочаганского массива относятся к А2-типу гранитов, формировавшихся в постколлизионной обстановке под влиянием плюма. Они характеризуются повышенными концентрациями турмалина. В их генерации отмечается плавление мантийного субстрата, коровых метаграувакк и последующее мантийно-коровое взаимодействие. Концентрации W в породах увеличиваются с увеличением величины ТЭФ РЗЭ М-типа в обстановке активной роли фтор-комплексов в магматогенных флюидах.


Библиографическая ссылка

Гусев А.И. ГЕОХИМИЯ И ПЕТРОЛОГИЯ ОРОЧАГАНСКОГО МАССИВА ГРАНИТОИДОВ ЮГА ГОРНОГО АЛТАЯ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 3-2. – С. 277-281;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=8719 (дата обращения: 26.09.2020).

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