Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,969

ПЕТРО-ГЕОХИМИЯ, ПЕТРОЛОГИЯ И ОРУДЕНЕНИЕ МЕТАБАЗАЛЬТОВ ШЕЛЬДЯНСКОЙ ТОЛЩИ ГОРНОГО АЛТАЯ

Гусев А.И. 1
1 Алтайская государственная академия образования им. В.М. Шукшина
Приведены петрографические, петро-геохимические данные по метатолеитам и щелочным метабазальтам предположительно венда-paннего кембрия Горного Алтая. Базальтоиды относятся к высокотитанистым разностям. Показана принадлежность метабазитов к щелочным базальтоидам океанических островов (типа симаунтов), формировавшимся за счёт небольшой степени частичного плавления шпинелевых и гранатовых лерцолитов. Геохимические данные подтверждают участие и плюмового источника и аномалии типа Dupal в их генерации. С базальтоидами связано эксгаляционно-осадочное оруденение меди с золотом и платиноидами.
метатолеиты
метабазальты
петро-геохимия
петрология
частичное плавление
мантийный обогащённый источник
шпинелевые лерцолиты
гранатовые лерцолиты
золото
платиноиды
1. Гусев А.И. Металлогения золота Горного Алтая и южной части Горной Шории. – Томск: Изд-во STT, 2003. – 308 с.
2. Гусев А.И. Месторождения спекулярита Горного Алтая // Руды и металлы, 2007. – № 2. – С.33-42.
3. 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.
4. Jahn B.M., Zhang Z.Q. Archean granulite gneisses from eastern Hebei province, China: rare earth geochemistry and tectonic implication // Contributions to Mineralogy and Petrology. – 1984. – V. 85. – Pp. 224 – 243.
5. McLennan S.M. Relationships between the trace element composition of sedimentary rocks and upper continental crust // Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2001. – V. 2. – Paper 2000GC000109. – 24 p.
6. Pang K.-N., Zhou M.-F. et al. Erratum to “Flood basalt-related Fe-Ti oxide deposits in the Emeishan large igneous province, SW Chin” // Lithos, 2013. – V. 119. –Pp. 123-136.
7. Pearce J.F. A userۥs guid to basalt discrimination diagrams//Geological Ass. Of Canada Short Course Notes, 1996. – V. 12. – Pp. 79-113.
8. Putirka K., Busby C.J. The tectonic significance of high-K2O volcanism in the Sierra Nevada, California // Geology, 2007. – V. 35. -Pp. 923-926.
9. Saccani E., Arimzadeh Z., Dilek Y., Jahaniri A. Geochronology and petrology of the Early Carboniferous Misho Mafic Complex (NW Iran), and implications for the melt evolution of Paleo-Tethyan rifting in Western Cimmeria // Lithos, 2013. – V. 175-176. – Pp. 264-278.
10. Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: implication and processes | Magmatism in the Ocean Basins // Geollogical Society of London. Special Publication. – 1989. – № 42. – Pp. 313-345.
11. Taylor S.R., McLennan S.M. The continental crust: composition and evolution. – Boston: Blackwell Scientific Publications. – 1985. – Рp. 209-230.

Петрология и петро-геохимия метаморфизованных базальтоидов ранних этапов Горного Алтая является неоднозначной, что негативно сказывается на оценке их рудоносности и вызывает различные мнения у разных исследователей по многим вопросам [1]. Актуальность изучения метабазальтоидов шельдянской толщи терехтинского метаморфического комплекса определяется тем, что с ними в пространственной и парагенетической связи отмечаются эксгаляционно-осадочные проявления золота и других металлов [1]. Цель исследования – изучить петрологию и петро-геохимию метабазальтоидов шельдянской толщи терехтинского метаморфического комплекса, а также связанного с ними оруденения.

Результаты исследований. Шельдянская толща (V-Є1?) охарактеризована Е.С. Левицким и Ю.С. Перфильевым в пределах Терехтинского горста (Терехтинской СФЗ). По данным Е.С. Левицкого (1955), данная толща в бассейне рек Банной, Черной и реки Шельдян со структурным несогласием залегает на терехтинских метаморфических сланцах. Нами в левом борту реки Ночной обнаружен контакт шельдянской толщи и терехтинских метаморфических сланцев. Контакт действительно не согласный и фиксируется пачкой конгломератов мощностью до 10 м., выше которых залегает шельдянская толща.

В бассейне среднего течения реки Ночной (ручьи Шельдян, Светлый Ключ) широко распространены метабазитовые (по метабазальтам, значительно менее – по туффитам и, возможно, туфам основного состава) метаморфические сланцы альбит-эпидот-хлоритового, альбит-хлорит-актинолитового, актинолит-эпидот-альбитового и альбит-хлоритового состава, ассоциированные с серицитовыми микрокварцитами, кварцево-слюдистыми и хлорит-серицит-микрокварцитовыми сланцами. В меньшей степени развиты метатерригенные бластопсаммитовые и бластопелитовые (по углисто-глинистым сланцам) метаморфиты и метадолериты. Типичные метабазальты опробованы нами по стратотипическому разрезу реки Шельдян и на водоразделе рек Шельдян и Ключ Светлый. Метабазиты массивные, местами порфиробластовые образуют полосы шириной от 5 до 70 м. и представляют собой бывшие потоки лав. По составу среди них выделяются 2 группы пород: низкощелочные разности близки к метатолеитам, а высокощелочные – к щелочным метабазальтам. Представительные анализы таких лав сведены в таблицу.

Представительные анализы метабазальтов шельдянской толщи (оксиды- масс. , элементы- г/т)

Компоненты

1

2

3

4

5

6

7

8

SiO2

46,3

44,8

45,9

47,1

44,61

44,78

45,65

46,12

TiO2

3,3

3,85

3,88

2,97

3,98

4,02

3,97

3,95

Al2O3

14,05

14,57

14,52

13,95

13,93

13,91

15,65

15,69

Fe2O3t

12,65

12,85

12,74

12,97

12,86

12,45

11,98

12,02

MnO

0,23

0,21

0,20

0,24

0,26

0,22

0,25

0,31

MgO

7,28

7,11

7,04

7,23

6,45

6,44

6,4

6,32

CaO

6,83

6,74

6,77

6,45

6,12

6,11

5,98

5,86

Na2O

2,7

2,9

2,45

2,32

5,98

6,12

5,97

6,2

K2O

0,25

0,18

0,3

0,45

0,87

0,93

0,92

0,95

P2O5

0,55

0,6

0,46

0,65

0,53

0,59

0,45

0,55

Ga

22,3

29,1

24,5

23,2

20,2

18,5

21,0

26

Rb

5,5

5,4

6,0

7,9

20,1

19,8

30

48

Sr

23

91

191

228

322

217

285

560

Y

52

55

49

37

38

37

28

50

Zr

285

372

275

160

195

225

130

260

Nb

25

35

26

14

20

50

30

22

Mo

0,6

1,6

0,9

0,3

0,2

1,1

1,6

1,3

Sn

4,1

4,0

3,6

2,6

2,1

2,1

2,0

2,2

Cs

0,23

0,21

0,3

0,4

0,7

0,9

1,0

2,8

Ba

50

68

105

135

245

410

165

400

La

21,1

38,2

24,1

14,0

18,5

30,5

47

20,5

Ce

47,3

82,5

53,3

31,1

41

72,3

88

46

Pr

7,1

12,7

8,2

4,9

6,2

9,5

12,5

7,5

Nd

31,5

55,6

36,2

22,5

26,5

41,1

45,5

35

Sm

7,9

13,1

9,1

6,5

7,2

9,0

10,0

9,5

Eu

2,25

4,3

2,9

2,3

2,3

3,2

3,4

3,0

Gd

9,5

13,1

10,1

8,1

8,7

9,5

8,9

11,5

Tb

1,6

2,0

1,7

1,3

1,3

1,5

1,2

2,0

Dy

8,2

12,1

8,8

7,2

7,2

7,9

6,7

10,1

Ho

1,7

2,2

1,8

1,5

1,5

1,5

1,1

2,0

Er

4,2

5,7

4,5

3,6

3,7

3,8

2,7

5,3

Tm

0,6

0,9

0,6

0,5

0,55

0,54

0,35

0,7

Yb

3,3

5,0

3,7

2,8

2,9

3,1

2,1

4,3

Lu

0,46

0,7

0,5

0,4

0,4

0,45

0,35

0,6

Hf

7,8

10,8

8,1

5,4

6,2

6,7

4,2

8,0

Ta

1,3

2,3

1,5

1,1

1,2

3,1

2,1

1,4

W

1,5

1,37

1,1

0,8

0,3

1,2

2,1

2,4

Th

1,9

3,3

22

1,2

1,4

4,7

2,3

1,9

U

0,9

1,1

1,8

0,5

0,5

1,2

1,0

0,4

Co

64

62

58

55

70

71

69

70

Sc

51

52

49

47

56

58

59

60

Ni

22

23

21

20

30

33

35

32

Cr

49

50

47

45

55

60

61

60

ΣTR

198,7

303,1

214,5

143,7

165,9

230,9

257,8

208,0

Ba/Nb

2,0

1,94

4,04

9,6

12,25

8,2

5,5

18,2

La/Nb

0,84

1,09

0,93

1,0

0,93

0,73

1,6

0,93

La/Sm

2,7

2,9

2,6

2,2

2,5

3,4

4,7

2,1

Zr/Y

5,5

6,7

5,6

4,3

5,1

6,1

4,6

5,2

Zr/Nb

11,4

10,6

10,5

11,3

9,7

4,5

4,3

11,8

U/Th

0,47

0,33

0,36

0,42

0,36

0,26

0,43

0,21

Примечание. Fe2O3t – общее содержание двух и трёхвалентного железа. Породы шельдянской толщи: 1- 4 – метатолеиты, 5-8 – щелочные метабазальты.

Отношение U/Th в породах ниже 1 (от 0,26 до 0,47), указывающее на не изменённый наложенными процессами состав пород (табл. 1).

Все вулканитовые породы шельдянской толщи характеризуются высокими содержаниями суммы редких земель (ΣTR) – от 143,7 до 303,1 г/т, и всех мантийных элементов (Сo, Sc, Ni, Cr).

На диаграмме Ba/Nb – La/ Nb фигуративные точки составов пород тяготеют к различным полям (рис. 1). Метатолеиты тяготеют к MORB и к промежуточным составам между MORB и OIB. А один анализ попадает в поле примитивной мантии (РМ). Большая часть фигуративных точек щелочных метабазальтов попадает в поле Дюпаль OIB, тем самым показывая, что щелочные метабазальты шельдянской толщи относятся к базальтоидам океанических островов и близки к обстановке Dupal аномалии базальтов океанических островов. В этом плане они близки метабазальтам засурьинской свиты.

gus1.tiff

Рис. 1. Диаграмма Ba/Nb – La/Nb по [6] для метатолеитов и метабазальтов шельдянской толщи. Данные по примитивной мантии (PM) по Sun, McDonough [10]; средней континентальной коры (СС) по [4,5]; данные по OIB, MORB, Dupal OIB по [10]; данные по составам вулканических дуг по [6, 7]. Породы шельдянской тощи: 1 – метатолеиты, 2 – щелочные метабазльты

Соотношение лантана и самария, нормированных на содержания в верхней коре, показывает, что большая часть анализов пород попадает в поле обогащённой мантии и один анализ в поле деплетированной мантии (рис. 2).

gus2.tiff

Рис. 2. Диаграмма LaUCN – Sm UCN по [7,8] для метатолеитов и метабазальтов шельдянской толщи. LaUCN и Sm UCN – значения концентраций лантана и самария, нормализованные верхнее-коровые значения по [5]. Остальные условные обозначения см. на рис. 1

На диаграмме La/Sm – La составы метатолеитов тяготеют к трендам гранатового и шпинелевого лерцолита типа N-MORB. Щелочные метабазальты шельдянской толщи тяготеют к трендам шпинелевого лерцолита E-MORB, а также гранатовым и шпинелевым лерцолитам N-MORB (рис. 3).

gus3.tiff

Рис. 3. Диаграмма La/Sm – La по [3] для метатолеитов и метабазальтов шельдянской толщи. 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. Условные те же, что на рис. 1

По соотношению Zr/Y – Zr/Nb cоставы пород попадают на линию смешения OIB плюма–N-MORB ближе к среднему составу щелочного океанического базальта (OIB), указывая на плюмовый источник происхождения и метатолеитов и щелочных метабазальтов шельдянской толщи (рис. 4).

gus4.tiff

Рис. 4. Диаграмма Zr/Y – Zr/Nb по [9] для метатолеитов и метабазальтов шельдянской толщи. Звёздочками отмечены: Average alkaline ocean basalt (OIB) – средний состав щелочного океанического базальта (OIB); Average N-MORB – средний состав нормального океанического базальта (СОХ); OIB (plume) – N-MORB mixing line – линия смешения плюмовых (OIB) базальтов и нормальных базальтов СОХ. Рудная минерализация. В составе толщи выявляются три типа оруденения: 1 – стратиформное кварц-гематит-сульфидное; 2 – кварцит-гематит-сульфидное; 3 – жильное кварц-сульфидное

Стратиформное оруденение проявления Надежда, расположенного в левом борту Ключа Светлого, представлено перемежающимися согласными с вмещающими породами прослоями кварц-пиритового, хлорит-гематит-пиритового, кварц серицитового составов. Прослои местами смяты в складочки с размахом крыльев от 10 до 50 см. Нередко отмечается более мелкая гофрировка прослоев. Мощности прослоев варьируют от 3 до 15 мм. Местами в зоне отмечаются кварц-карбонатные линзы и прожилки с сульфидами. Общая мощность таких согласных рудных тел среди метабазальтов и метатуфов варьирует от нескольких метров до 20-25 м. Наиболее обогащённые части представлены хлорит (10-15)-гематит (35-55 %) – пиритовыми (15-20 %) прослоями, где также отмечаются редкие вкрапления халькопирита, сфалерита, халькозина и борнита. Местами в таких прослоях обнаруживаются мелкие выделения золота. Содержания компонентов в рудах составляют: меди от 0,1 до 0,5 %, цинка – от 0,2 до 0,9 %, мышьяка от 50 до 600 г/т, сурьмы от 20 до 50 г/т, висмута от 1 до 10 г/т, кобальта от 20 до 30 г/т, никеля от 20 до 150 г/т, золота от 0,05 до 2,1 г/т, иттрия – от 80 до 150 г/т, иттербия от 20 до 95 г/т, серебра – от 3 до 30 г/т, платины от 5 до 7,5 мг/т, палладия от 3 до 5,3 мг/т. Оруденение сопровождается шлиховыми потоками золота и сопутствующими минералами – халькопиритом, халькозином, галенитом, сфалеритом, пироморфитом.

Кварцит-гематит-сульфидное оруденение распространено меньше предыдущего. Кварциты имеют мозаичную микроструктуру с прожилками пирита мощностью 2-5 мм, сопровождающимся кварцем и хлоритом. В зонах отмечаются гнёзда кальцита и анкерита. Местами в кварцитах отмечается мелкая тонкая вкрапленность пирита, представленная фрамбоидальными выделениями и кластерами фрамбоидов. В поздних прожилках кварца с кальцитом наблюдаются гематит, спекулярит, пирит 2 генерации (кубический и пентагон-додекаэдрический) в ассоциации с эпидотом, пирротином, арсенопиритом, халькопиритом. Мощности таких зон варьируют от 5 до 15 м. Содержания компонентов составляют: меди – от 0,05 до 0,3 %, ртути от 10 до 30 г/т, бора от 100 до 500 г/т, бария от 200 до 700 г/т, золота – от 0,1 до 2 г/т, серебра – от 5 до 40 г/т. Эти зоны рудной минерализации весьма похожи на эксгаляционно-осадочное золото-сульфидное оруденение среди яшмоидов засурьинской свиты в районе Маралихи [Гусев, 2003]. Спекулярит распространён в гидротермальных жильных проявлениях кварца с кальцитом, халькопиритом. Стратиформный тип оруденения со спекуляритом является новым типом оруденения по спекуляриту для Алтайского региона [2].

Оба типа оруденения представляют собой эксгаляционно-осадочные образования, формировавшиеся на границах метабазальтов и метатуфов.

Интерпретация результатов. Приведенные данные показали, что метабазальты шельдянской толщи формировались за счёт частичного плавления обогащённого мантийного астеносферного источника (преимущественно, шпинелевых и гранатовых лерцолитов E-MORB и N-MORB) в обстановке океанических островов (типа симаунтов) при участии плюмового компонента, схожего с аномалией Dupal. Во всех случаях наблюдается небольшая степень частичного плавления источников (0,05-0,01).

Петрология, петро-геохимия метабазальтов указывают на мантийную природу их генерации. Повышенные концентрации в метатолеитах и щелочных метабазальтоидах мантийных элементов, предопределяет и появление в рудных образованиях, с ними связанных, таких элементов, как платина и палладий.

Заключение

Метатолеиты и щелочные метабазальты шельдянской толщи относятся к высокотитанистым базальтам, формировавшимся путём частичного плавления обогащённого мантийного источника в обстановке океанических островов при участии плюмовой обстановки близких к аномалии Dupal. Парагенетически связанное эксгаляционно-осадочное сульфидное оруденение с золотом и платиноидами может иметь значительно большие масштабы при их изучении.


Библиографическая ссылка

Гусев А.И. ПЕТРО-ГЕОХИМИЯ, ПЕТРОЛОГИЯ И ОРУДЕНЕНИЕ МЕТАБАЗАЛЬТОВ ШЕЛЬДЯНСКОЙ ТОЛЩИ ГОРНОГО АЛТАЯ // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 9. – С. 73-78;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=34709 (дата обращения: 18.08.2019).

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 = 1.252