Scientific journal

Modern high technologies

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

Анорогенные гранитоиды позднепермско-раннетриасового возраста калбинского типа на территории Алтая и Казахстана имеют важное металлогеническое значение. С ним связаны жильные, грейзеновые, пегматитовые месторождения Sn, W, Mo, Ta, Nb, что и определяет актуальность исследования. Интрузивные образования, отнесенные к калбинскому комплексу, на рассматриваемой Российской части представлены единственным мелким Верхне-Коксинским массивом в Холзунско-Сарымсактинской зоне в верховьях реки Коксочки. Данный комплекс выделен на смежных к северо-западу территориях Казахстана и северо-западного Алтая [4], где представлен массивами гранитоидов нормальной и повышенной щелочности [2]. Цель работы – исследование петрологии анорогенных гранитоидов восточной части Казахстана и приграничной территории Республики Алтай.

Результаты иследований. На смежной к западу казахстанской части площади интрузивные образования калбинского комплекса слагают ряд крупных массивов: Белоубинский, Нарымкинский, Талово-Тургусунский, Березовский. Наиболее крупный и приближенный к Верхне-Коксинскому Белоубинский массив, по данным Е.С. Левицкого (1961), рассматривающего данные гранитоиды в составе пермского калбинского комплекса, сложен однообразными порфировидными гранитами повышенной щелочности с небольшим преобладанием калия над натрием (Na2O = 3,50 %, K2O = 4,80 % при SiO2 = 71,73 %). Характерно снижение глиноземистости (индекс Шенда в гранитах = 1,02, в лейкогранитах = 0,97) и известковистости (Ки = 0,14 в гранитах, 0,04 – в лейкогранитах) и повышение агпаитности (Ка в гранитах = 0,6, в лейкогранитах = 0,69) в породах более поздней фазы.

Верхне-Коксинский массив имеет очень небольшую (менее 1 км2) площадь выходов, овальную удлиненную в север-северо-западном (согласно простиранию Тегерекского разлома) направлении. В их составе неравномернозернистые до порфировидных и пегматоидные мусковит-биотитовые граниты. Наряду с тем, в эндоконтактовой части массива фиксируется развитие альбититов монцонит-сиенитового состава (Na2O = 7,62 %, K2O = 2,86 % при SiO2 = 62,19 %), а в сланцах – окварцевание (до образования слюдистых кварцитов), актинолитизация, турмалинизация.

Граниты Верхне-Коксинского массива характеризуются неравномерной зернистостью и порфировидностью с вариацией от мелко-среднезернистых до крупнозернистых с размерами отдельных зерен кварца и полевого шпата до 1 см и более, примерно равными количественными соотношениями плагиоклаза, нередко представленного шахматным альбитом (он образует крупные зерна и иногда преобладает), и калиевого полевого шпата, представленного микроклином и амазонитом, часто фиксируется развитие мусковита по биотиту, в отдельных случаях фиксируется присутствие флюорита в прожилковидных скоплениях. Петрографически и петрохимически гранитоиды Верхне-Коксинского массива определяются как мусковитовые и мусковит-биотитовые микроклин-альбитовые лейкократовые граниты умеренно-щелочной серии с преобладанием натрия над калием (Na2O = 5,39 %, K2O = 3,76 % при SiO2 = 73,21 %; Кк = 0,31). Химический состав пород характеризуется высокой железистостью (Кж = 0,76), низкими содержаниями магния и кальция (Ки = 0,04) при повышенной глиноземистости (индекс Шенда = 1,08) и высокой агпаитности (Ка = 0,64), что позволяет идентифицировать данные гранитоидами с геохимическим типом анорогенных гранитов А-типа, характерных для рифтогенной стадии внутриконтинентальных позднеколлизионных геодинамических обстановок. Северо-западнее, на смежных листах Западного Алтая, в пределах петротипического Синюшинского ареала данного комплекса, лейкограниты третьей фазы характеризуются еще более высокой глиноземистостью (индекс Шенда = 1,13), а по своим петрохимическим особенностям и содержанию редких элементов (г/т, данные О. В. Мурзина: Sr = 127, Ba = 190, Rb = 169, Li = 29, Cs = 2,6, Nb = 58, Ce = 101) уклоняются к гранитам А-типа по Уолену и Коллинзу [11]. По нашим данным, в Верхне-Коксинском массиве содержания редких и радиоактивных элементов (в г/т: Ga = 35, Rb = 103-108, Ba = 189, Sr = 84, Y = 26-12, Zr = 60-78, Nb = 84-103, La = 5,4-23,0, Ce = 16-64, Yb = 7,3-8,3, Ta = 1,7-1,8, Th = 15-17, U = 4,2–4,6) даже при повышенных содержаниях рубидия более свидетельствуют о принадлежности пород гранитоидам анорогенного типа. Представительные анализы гранитоидов района сведены в таблице.

Таблица

Химические составы пород массивов Белоубинско-Коксинского междуречья

Окончание таблицы

Примечание. Анализы выполнены: силикатные – химическим анализом, на микроэлементы – методом ICP-MS и ICP-AES в лаборатории ИМГРЭ (г. Москва). N – элементы нормированы по [5]. TE1,3 – тетрадный эффект фракционирования РЗЭ (cреднее значение между первой и третьей тетрадами) по В. Ирбер [9]; ТЕ1 – тетрадный эффект фракционирования РЗЭ первой тетрады; Кагп – коээфициент агпаитности (Na2O+K2O): Al2O3. Белоубинский массив: 1 – гранит умеренно-щелочной, 2 – лейкогранит умеренно-щелочной; Берёзовский массив: 3 – лейкогранит умеренно-щелочной; Нарымкинский массив: 4 – лейкогранит умеренно-щелочной; Талово-Тургусунский массив: 5 – лейкогранит умеренно-щелочной; Верхне-Коксинский массив: 6 – лейкогранит умеренно-щелочной, 7 – аляскит умеренно-щелочной.

Химический состав пород позволяет сделать некоторые выводы: 1 – породы сравниваемых массивов весьма близки по химизму; 2 – они имеют высокие торий-урановые отношения, свидетельствующие о сравнительно не изменённых наложенными процессами породах; 3 – в них отмечается почти не дифференцированный тип распределения РЗЭ; 4 – в породах проявлен тетрадный эффект фракционирования РЗЭ; особенно заметен он для первой тетрады редкоземельных элементов; максимальные значения ТЕ1 выявлены для лейкогранитов умеренно-щелочных Нарымкинского (1,96) и Талово-Тургусунского (1,82) массивов, характеризующихся наличием редкометалльных пегматитов. По соотношению Y, Nb, Ga, позволяющему разделить гранитоиды на 2 подтипа: A1 и А2 [1, 6]. Устанавливается, что большая часть анализов пород анализируемых массивов попадают в поле A2 типа гранитоидов, а умеренно-щелочные лейкограниты Белоубинского и Талово-Тургусунского массивов – в поле А1 гранитоидов (рис. 1).

Модель распределения РЗЭ на диаграмме показывает европиевый минимум для всех пород анализируемых интрузивных массивов и выпуклую кривую для первой и третьей тетрад редкоземельных элементов, характерных для тетрадного эффекта распределения редкоземельных элементов М-типа (рис. 2).

На диаграммах композиционных экспериментальных расплавов (рис. 3, a; 3, b) анализируемые породы попадают в область плавления метаграувак, а на рис. 3, с умеренно-щелочные лейкограниты Белоубинского, Талово-Тургусунского массивов и умеренно-щелочной аляскит Верхнекоксинского массива тяготеют к экспериментальным расплавам плавления пералюминиевых лейкогранитов.

Рис. 1. Диаграмма Y- Nb – Ga по Дж. Эби [6] для гранитоидов Белоубинско-Коксинского междуречья Белоубинский массив: 1 – умеренно-щелочной гранит, 2- умеренно-щелочной лейкогранит; 3 – лейкогранит умеренно-щелочной Берёзовского массива; 4 – лейкогранит умеренно-щелочной Нарымкинского массива; 5 – умеренно-щелочной лейкогранит Талово-Тургусунского массива; Верхне-Коксинский массив: 6 – умеренно-щелочной лейкогранит, 7 – умеренно-щелочной аляскит

Рис. 2. Модель распределения РЗЭ, нормированных относительно хондрита по [5] для породных типов интрузий Белоубинско-Коксинского междуречья. (Условные обозначения те же, что на рис. 1)

Ультракислые породы всех массивов располагаются на максимуме степени известково-щелочного фракционирования ортоклаза и альбита. Экспериментально установлено, что этой ситуации могут отвечать: уменьшение щёлочности в процессе взаимодействия вода-породы или небольшая степень ассимиляции пелитов, которые и будут легко увеличивать показатель A/СNK, что и имеет место для конечных дифференциатов анализируемых массивов (рис. 3, d).

На диаграмме A/NK – A/CNK по Маньяру и Пикколи [10] породы всех массивов попадают в поле пералюминиевого типа (рис. 4).

Рис. 3. (a), (b), (c) – диаграммы композиционных экспериментальных расплавов из плавления фельзических пелитов (мусковитовых сланцев), метаграувак и амфиболитов [11] для пород массивов Белоубинско-Коксинского междуречья; (d) – диаграмма (SiO2 – A/CNK) для пород массивов Белоубинско-Коксинского междуречья. Тренд известково-щелочного фракционирования вулканических пород орогенных регионов по [7, 8]. A- Al2O3, CNK – Сумма CaO, Na2O, K2O. Условные обозначения те же, что на рис. 1

Рис. 4. Диаграмма A/NK – A/CNK по Маньяру и Пикколи [10] для пород массивов Белоубинско-Коксинского междуречья.Остальные обозначения на рис. 1.А= Al2O3, N=Na2O, K=K2O, C=CaO

Обсуждение результатов. Ранними исследованиями [3] высказано предположение о генезисе калбинских гранитов за счёт плавления богатых глинозёмом песчано-сланцевых метапелитов. Наши исследования значительно уточняют некоторые вопросы генезиса и номенклатуры этих гранитов. Приведенные результаты показывают, что описанные гранитоиды являются неоднородными и относятся к анорогенным гранитоидам двух подтипов: А1 и А2. Их формирование происходило в результате плавления граувакк, а также – пералюминиевых лейкогранитов. В их генерации прослеживается важная роль мантийно-корового взаимодействия, которое протекало по следующему сценарию: плавление мантийного источника типа EM II, выявляемое по изотопии стронция и неодима [2]. Кроме того, формирование ультракислых членов генетически связано с фракционированием альбита и ортоклаза с одновременной контаминацией корового материала пелитового состава. В распределении РЗЭ в породах выявлен М-тип тетрадного эффекта, сопровождавшегося высокими концентрациями и активностями флюидов, обогащённых фтором, водой и другими летучими компонентами.

Выводы

Таким образом, гранитоиды Белоубинско-Коксинского междуречья относятся к анорогенному типу и двум подтипам А1 и А2. Все породы массивов относятся к пералюминиевому типу. Их формирование связано с плавлением граувакк и пералюминиевых лейкогранитов.