Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

ЗОЛОТОГЕНЕРИРУЮЩИЕ ГРАНИТОИДЫ ТОПОЛЬНИНСКОГО АРЕАЛА ГОРНОГО АЛТАЯ: ВОЗРАСТ, ПЕТРОЛОГИЯ И ГЕОХИМИЯ

Гусев А.И. Гусев Н.И. Красова А.С. Табакаева Е.М.
В статье рассмотрены петрологические и геохимические особенности гранитоидного топольнинского ареала девонского возраста. Ареал включает два массива: Караминский и Топольнинский, формировавшиеся в течение 5 фаз от габброидов до лейкогранитов. Плутонические фазы сопровождаются дайковой серией пород. Плутонические разности отнесены к I типу гранитов, сильно контаминированному и редуцированному. Сильная восстановленность расплавов связана с контаминацией углеродсодержащих пород вмещающих толщ. Отношения изотопов стронция указывают на мантийный характер расплавов и контаминацию корового материала. Оценены параметры флюидного режима магматогенного этапа: парциальные давления углекислоты, воды, фугитивности кислорода, соляной и плавиковой кислот. Биотиты интрателлурической фазы содержат повышенные концентрации меди, золота, висмута. С гранитоидами связано скарновое, жильное и золото-черносланцевое оруденение золота.

Топольнинский интрузивный очаговый ареал объединяет группу небольших по размерам массивов в бассейнах рек Ануй и Щепета: Топольнинский и Караминский гранодиоритовые массивы, которые находятся на правобережье р. Ануй. С гранитоидами этого ареала пространственно и парагенетически связаны месторождения и проявления золото-медно-скарнового, жильного золото-сульфидно-кварцевого, скарново-полиметаллического и золото-черносланцевого геолого-промышленных типов [1, 2].

Цель настоящего исследования - на основе новых аналитических данных высветить возраст, петрологию и геохимию рудогенерирующих магматитов Топольнинского ареала.

Изотопное датирование проведено для собственно Топольнинского (петротипического) и Караминского массивов в Лаборатории ВСГЕИ (г. Санкт-Петербург) локальным U-Pb методом датирования по цирконам. По Топольнинскому массиву 5 штуфных проб, равномерно отобранные по вcему массиву, представлены гранодиоритами. Выделенные из них цирконы были объединены в пробу с номером 15482, по Караминскому массиву использовалось 3 пробы гранодиоритов, объединенные в пробу с номером 15366.

Цирконы обеих проб совершенно идентичные: прозрачные слегка желтоватого цвета. Кристаллы идиоморфные, габитус призматический, тип гиацинтовый и цирконовый с отчетливой тонкой зональностью. Удлинение от 2 до 3-4. По содержаниям U = 164-557 г/т, Th = 47-289 г/т они также совершенно идентичны, отношения Th/U в обеих пробах почти совпадают 0,28-0,58. Полученные конкордантные возраста для Топольнинского массива по 10 точкам 397,4 ± 4,4 млн лет, Караминского массива: 399,3 ± 4,6 млн лет соответствуют границе нижнего и среднего девона и могут быть приняты в качестве возраста становления Топольнинского комплекса.

В составе комплекса выделяется 5 фаз внедрения: 1 - габбро, 2 - диориты, 3 - гранодиориты, 4 - граниты, 5 - лейкограниты. Плутоническая ассоциация пород сопровождается дайковой фацией, где отмечены долериты, диориты, гранодиорит-порфиры, сиениты, гранит-порфиры, редко - аплиты.

Химический состав породных типов обоих массивов приведен в табл. 1 и 2. Следует отметить, что все породные типы характеризуются низкими концентрациями титана, умеренными суммарными содержаниями щелочей (сумма Na2 O и K2O не превышает 8 %. Следует указать на особенность соотношений натрия и калия в породах. В ряду от габбро до гранодиоритов в плутонических породах наблюдается превышение натрия над калием.
А в более дифференцированных разностях гранитов и лейкогранитов это соотношение обратное: калий превышает натрий (см. табл. 1 и 2).

Таблица 1. Средние составы породных типов Караминского массива и даек (масс. %)

Породные типы

SiO2

TiO2

Al2O3

Fe2O3

FeO

MgO

CaO

Na2O

K2O

P2O5

Сумма

Габбро 1 ф (n = 2)

51,83

1,10

17,10

4,03

6,20

4,92

8,40

3,30

0,75

0,18

99,72

Диориты 2 ф (n = 2)

55,13

0,84

15,78

3,60

4,98

6,18

8,81

1,90

0,85

0,03

99,71

Гранодиориты 3 ф (n = 12)

65,84

0,51

15,20

1,03

2,96

1,71

4,85

3,65

2,77

0,18

99,52

Граниты 4 ф (n = 2)

71,71

0,43

14,51

1,05

1,61

0,51

1,71

3,33

4,55

0,10

99,59

Лейкограниты 5 ф (n = 13)

73,08

0,11

14,54

0,58

0,98

0,23

0,49

3,97

4,20

0,06

99,78

Дайки диоритов (n = 5)

60,53

0,60

15,86

2,91

4,00

3,24

6,66

2,25

2,01

0,03

99,77

Дайки сиенитов (n = 1)

58,57

0,83

18,42

1,37

1,99

1,82

4,92

1,57

8,54

0,18

99,97

Дайки гранит-порфиров (n = 5)

72,71

0,19

12,75

0,99

1,21

0,41

1,98

3,22

4,75

0,04

99,67

Примечание. Анализы выполнены в лаборатории Сибирского испытательного центра (г. Новокузнецк). 1-5 ф - фазы становления массива; n - количество проб.

 

Таблица 2. Средние составы породных типов Топольнинского массива и даек (масс. %)

Породные типы

SiO2

TiO2

Al2O3

Fe2O3

FeO

MgO

CaO

Na2O

K2O

P2O5

Сумма

Дайки диоритов 2 ф (n = 4)

55,03

0,85

15,87

3,58

4,97

6,08

8,74

1,90

0,81

0,11

99,79

Дайки гранитов 4 ф (n = 12)

71,71

0,43

14,51

1,05

1,6 1

0,51

1,71

3,33

4,55

0,10

99,59

Плутоническая ассоциация

Лейкограниты 5 ф (n = 3)

73,28

0,13

14,51

0,57

0,99

0,29

0,59

3,96

4,23

0,07

99,88

Гранодиориты (n = 5)

64,70

0,59

15,50

0,95

3,90

1,62

4,90

3,50

2,70

0,11

99,87

Граниты (n = 15)

71,17

0,31

13,75

1,53

2,02

0,85

2,18

3,04

2,77

0,07

99,97

Примечание. Анализы выполнены в лаборатории Сибирского испытательного центра (г. Новокузнецк).

Весьма проблематичны дайки сиенитов в составе караминского ареала. Они относятся к шошонитовой серии и возможно их следует относить к другому интрузивному комплексу.

На диаграмме ТАС породы обоих массивов располагаются, преимущественно, в поле известково-щелочной серии (рис. 1), за исключением даек сиенитов, попадающих в область щелочной серии пород и лейкогранитов, локализующихся на линии, разделяющей известково-щелочное и умеренно-щелочное поля диаграммы.

Биотиты караминских и топольнинских гранитоидов попадают в поле гранитов I-типа сильно контаминированного и редуцированного (рис. 2). Для сравнения на диаграмме показаны и другие золотогенерирующие гранитоиды Алтайского региона.

Сильная редуцированность этих грани­тои­дов связана с контаминацией вмещающих их углеродсодержащих чёрных сланцев барагашской свиты нижнего девона. В биотитах гранитоидов в повышенных концентрациях присутствуют Cu, Pb, Zn, Mo, As, Bi, Ag, Au [3]. Содержания элементов-при- месей в биотитах гранитоидов магмо-рудно-метасоматических систем (МРМС) обоих массивов приведены в табл. 3. Повышенные содержания отмеченных элементов-примесей в биотитах интрателлурической фазы отражаются и на составе продуктивных ассоциаций профилирующего оруденения. Так, в Караминском рудном поле проявлено и скарново-полиметаллическое и золото-медно-скарновое оруденение. На металлогеническую специализацию гранитоидов указывают также повышенные концентрации золота, меди, висмута, серебра в магматогенных пиритах гранитоидов. Особенно много магматогенного пирита в контактовых частях Караминского массива в районе золото-черносланцевого месторождения Лог № 26.

Рис. 1. Петрохимическая диаграмма диагностики горных пород в координатах SiO2 - (Na2O + K2O) для породных типов Топольнинского и Караминского массивов и дайковой серии. Караминский массив, плутоническая ассоциация: 1 - габбро; 2 - диориты; 3 - гранодиориты; 4 - лейкограниты; дайковая ассоциация; 5 - диориты; 6 - гранодиориты; 7 - сиениты; Топольнинский массив, дайковая ассоциация; 8 - диориты; 9 - граниты; плутоническая ассоциация; 10 - гранодиориты; 11 - граниты

Рис. 2. Диаграмма Log (XMg/XFe) - log (XF/XOH) в биотитах золотогенерирующих гранитоидов Горного Алтая и Горной Шории. Петрогенетические типы гранитоидов по [4]: I-WC - I тип слабо контаминированный; I-MC - I тип умеренно контаминированный; I-SC - I тип сильно контаминированный; I-SCR - I тип сильно контаминированный и редуцированный. Гранитоиды МРМС региона: 1 - Синюхинской; 2 - Чойской; 3 - Лысухинской; 4 - Караминской; 5 - Топольнинской; 6 - Ульменской; 7 - Бащелакской; 8 - Майской; 9 - Югалинской; 10 - Ашпанакской

Таблица 3. Средние содержания (в г/т) элементов-примесей в биотитах золотогенерирующих гранитоидов Топольнинского и Караминского массивов

Элементы

Топольнинская МРМС

Караминская МРМС

Плутоническая ассоциация

Дайковая ассоциация

Плутоническая ассоциация

Дайковая ассоциация

Гранодиоpиты (n = 5)

Лейкограниты (n = 3)

Гранитпорфиры (n = 6)

Граниты

(n = 4)

Лейкограниты (n = 2)

Гранодиориты

(n = 4)

Гранитпорфиры

(n = 3)

Ni

5,1

3,3

2,3

2,5

1,9

1,7

1,9

Co

5,3

6,5

0,55

3,9

2,1

2,6

2,5

Cu

51,0

32,2

56,6

21,4

66,8

30,6

40,5

Pb

20,5

15,8

52,8

33,2

23,1

14,5

13,9

Zn

300,0

502,3

506,3

154,3

209,7

102,3

111,5

Ag

151,0

196,7

201,7

83,1

103,4

81,1

82,6

Bi

81,0

98,8

153,6

61,9

101,5

52,5

61,5

Sn

2,2

1,7

1,8

0,03

0,2

0,67

0,55

V

1,0

0,8

0,88

0,65

0,4

0,78

0,98

Cr

3,1

0,87

1,8

1,9

1,5

20,8

15,6

As

23,2

10,7

11,8

22,5

33,2

12,6

22,8

Mo

8,2

20,3

24,7

11,8

15,7

12,8

11,3

Y

2,5

3,3

3,4

3,4

3,2

2,2

2,6

Yb

0,8

1,2

2,1

1,7

1,8

0,98

0,9

Be

0,2

2,2

1,5

0,35

0,67

0,77

0,67

Zr

25,3

55,3

22,4

16,7

14,5

18,9

20,5

Au

0,01

0,02

0,02

0,03

0,04

0,02

0,04

Ga

0,5

1,3

1,4

0,55

0,33

0,56

0,33

Ge

0,2

0,52

0,35

0,13

0,13

0,76

0,45

Примечание. Анализы выполнены в Западно-Сибирском аналитическом центре (г. Новокузнецк): n - количество проб.

На спайд-диаграммах гранитоиды обоих массивов нормируются в I-тип Sr-не­деплетированных и Y-не­де­пле­ти­ро­ванных гранитоидов [3], что связано с формированием их за счёт плавления плагиоклазсодержащего источника [5]. На мантийный источник расплавов и контаминацию корового материала указывают также и значения отношений 87Sr/86Sr, которые составляют: для гранодиоритов Топольнинского массива 0,70556, а для Караминских лейкогранитов - 0,70618 [3]. По соотношениям Fe3+ - Fe2+ - Mg по биотитам Топольниской МРМС устанавливается более окисленное состояние расплава, а его кристаллизация осуществлялась ближе к гематит-магнетитовому буферу. Это находит подтверждение и в наличии более окисленных форм акцессорных минералов - магнетита и сфена. Биотиты Караминской МРМС тяготеют к никель-бунзенитовому буферу, указывая на более восстановленный режим расплава, чем для Топольнинских гранитоидов. В составе акцессориев Караминских гранитоидов присутствует более восстановленная фаза - ильменит. Особенности флюидного режима гранитоидов обоих массивов приведены в табл. 4.

Таблица 4. Некоторые параметры флюидного режима золотогенерирующих гранитоидов Топольнинского и Караминского массивов (давление и фугитивность даны в барах)

 

Топольнинская МРМС

Караминская МРМС

Граниты

Граниты

Дайка гранит-порфиров

TºC

560

630

650

lgfO2

-12,5

-11,5

-9,5

fH2O

770

501

650

fHCl

750

870

940

lg fHF

-3,1

-1,2

0,5

pH2O

930

613

1100

lgfО2|fH2O

-15,2

-14,8

-12,5

pCO2

1170

100

1250

Kвос

0,155

0,5

0,55

МHF

0,0045

0,056

0,12

Примечания: T, °C - температура кристаллизации; lg fO2, lgfHF - логарифм фугитивности кислорода и плавиковой кислоты; fHCl, fH2O - фугитивности соляной кислоты и воды; pH2O, pCO2 - парциальное давление воды и углекислоты; Квост - коэффициент восстановленности флюидов; MHF - концентрации плавиковой кислоты во флюидах в моль/дм3.

Анализ табл. 4 показывает, что гранитоиды Топольнинского массива характеризуются более высокими значениями окисленности расплава и фугитивностями воды при самых низких значениях температуры кристаллизации. Самыми оптимальными для золотогенерации обладали дайки гранит-порфиров Караминской МРМС: они имеют самый высокий коэффициент восстановленности флюидов (0,55), фугитивность соляной кислоты, парциальное давление воды. Известно, что золото в наибольшей степени переносится хлоридными комплексами. Кроме того, в дайках гранит-порфиров Караминской МРМС наблюдается очень высокое значение концентрации плавиковой кислоты, что, вероятно, связано с тем, что отделение поздних даек гранитного состава происходило при подтоке более восстановленных мантийных ингредиентов, обогащённых фтором.

Таким образом гранитоиды Топольнинского интрузивного ареала обнаруживают геохимические параметры, указывающие на пространственную и парагенетическую связь различных типов оруденения золота (золото-медно-скарновое, жильное золото-сульфидно-кварцевое, золото-черносланцевое) с глубинным очагом, формировавшим плутонические и дайковые серии пород Топольнинского ареала. Соотношения изотопов стронция (87Sr/86Sr) свидетельствуют о мантийной природе расплавов, формировавшихся с участием контаминации корового материала. Дайковые образования ареала характеризуются повышенной восстановленностью флюидов и более высокими концентрациями плавиковой и соляной кислот, указывающих на подток более глубинных восстановленных мантийных флюидов в магматический очаг, что способствовало формированию золотого оруденения на заключительных этапах эволюции магматического очага.

Список литературы

1. Гусев А.И. // Современные наукоёмкие технологии, 2010. - № 10. - С. 28-32.

2. Гусев А.И. Минерагения и полезные ископаемые Алтайского края. - Бийск: Изд-во ГОУВПО АГАО, 2011. - 365 с.

3. Гусев Н.И., Гусев А.И. // Руды и металлы, 1998. - № 2. - С. 67-78.

4. Ague I.I., Brimhall G.H. // Bull. Geol. Sci. Amer. - 1988. - Vol. 100, №6. - P. 891-911.

5. Wyborn L.A.I., Wyborn D., Warren R.G., Drummond B.J. // Trans. Royal. Edinburgh: Earth Sciences. - 1992. - Vol. 83, № 1. - Р. 201-209.


Библиографическая ссылка

Гусев А.И., Гусев Н.И., Красова А.С., Табакаева Е.М. ЗОЛОТОГЕНЕРИРУЮЩИЕ ГРАНИТОИДЫ ТОПОЛЬНИНСКОГО АРЕАЛА ГОРНОГО АЛТАЯ: ВОЗРАСТ, ПЕТРОЛОГИЯ И ГЕОХИМИЯ // Современные наукоемкие технологии. – 2012. – № 1. – С. 8-12;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=29672 (дата обращения: 29.11.2020).

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