Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Гусев А.И. 1

---

1 Алтайская государственная академия образования им. В.М. Шукшина

В статье приведены данные по петрографии, геохимии, петрологии и рудоносности пород среднедевонского кызылташского комплекса Горного Алтая. В составе комплекса описаны 6 фаз от габброидов до лейкогранитов с флюоритом. Комплекс признаков свидетельствует о принадлежности пород комплекса к шошонитовой серии. По соотношениям изотопов стронция и неодима родоначальный расплав близок к мантийному источнику типа EM II. Мантийно-коровое взаимодействие при формировании пород комплекса происходило в результате контаминации мантийной базальтовой магмой терригенного компонента коры. В лейкогранитах заключительных фаз проявлен тетрадный эффект фракционирования РЗЭ М- типа. Рудоносность комплекса проявлена в формировании скарнового и жильного оруденения Pb, Zn, Cu, Mo, W.

Статья в формате PDF

931 KB

петрография

геохимия

петрология

шошонитовая серия

изотопы Sr

Nd

мантийно-коровое взаимодействие

скарны

жилы

Pb

Zn

Cu

Mo

W

1. Гусев А.И. Классификация гранитоидов на основе составов биотитов // Успехи современного естествознания, 2010. – № 4. – С. 57-59.

2. Гусев А.А., Гусев А.И., Гусев Н.И., Гусев Е.А. Тетрадный эффект фракционирования редкоземельных элементов и его использование в решении проблем петрологии гранитоидов // Успехи современного естествознания, 2011. – № 5. – C.45-49.

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

4. Gusev A.I. The shoshonitic granitoids of Altai-Sajan folded area: petrology and ore mineralization // European Journal of Natural History, 2011. – № 1. – P. 41-45.

5. Туркин Ю.А., Федак С.И. Геология и структурно-вещественные комплексы Горного Алтая. – Томск: STT, 2008. – 460 c.

6. Zindler A., Hart S.R. Chemical geodynamics // Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 1986. – V.14. – P.493-571.

Актуальность изучения петрологии, геохимии и рудоносности кызылташского комплекса определяется неоднозначной трактовкой его объёма и геодинамической обстановки формирования. Кызылташский габбро-диорит-гранодиорит-граносиенит–гранит-лейкогранитовый комплекс (D2k) ранее рассматривался в ранге единого магматического комплекса, но в результате проведения работ по ГДП-200 севере Горного Алтая указывалось на полиформационность последнего, что, по мнению Ю.А. Туркина, может служить основанием для выделения двух субкомплексов [5]. По мнению автора статьи, разделение единого комплекса на два субкомплекса не правомочно. Породы кызылташского комплекса встречаются в нескольких массивах: Кызылташском, Чистинском, Лягонском, Цыганском, Кележе-Еличек и других.

Цель исследования – провести комплексное изучение вещественного состава породных типов массивов комплекса и получить объективную информацию по его петрологии, геохимии и рудоносности.

Результаты исследований. Кызылташский комплекс на территории Алтайского края представлен породами шести фаз внедрения [3]. Габбро, габбродолериты и долериты первой фазы внедрения слагают мелкие штоки и дайки внутри Турочакского плутона, а также в виде крупных ксенолитов присутствуют в северной части Кызылташского массива, где представлены интенсивно амфиболизированными породами апогабброофитовой и аподолеритовой структуры с реликтами клинопироксена и зонального плагиоклаза. Они состоят из соссюритизированного лабрадора (38–50 %), частично замещенного актинолитом, клинопироксена, определяемого авгитом (12–16 %), обыкновенной роговой обманки (25-35 %), биотита (до 10 %) и магнетита (до 5 %). В небольших количествах присутствует титаномагнетит (титаноморфит), в единичных зёрнах – сфен, апатит. По химическому составу базиты кызылташского комплекса характеризуются умеренно низкой титанистостью, умеренной и относительно высокой глинозёмистостью (al΄=1-1,1), низкой железистостью (f=55) и повышенной щёлочностью. Коэффициент агпаитности в породах не высок и составляет 0,49-0,50. Интенсивно амфиболизированные габброиды при тех же петрохимических параметрах имеют незначительно более высокую титанистость и щёлочность. На диаграмме TAS фигуративные точки амфиболизированных и менее изменённых раннекызылташских габброидов располагаются в поле составов пород нормальной щёлочности, а на диаграмме AFM фиксируется их принадлежность известково-щелочной серии с трендом базальтов островных дуг энсиалического типа.

Ко второй фазе внедрения относятся монцодиориты, диориты, кварцевые диориты и гранодиориты. В весьма незначительном количестве в составе данного комплекса присутствуют кварцевые монцодиориты, на территории региона закартированные на водоразделе рек Кашкара и Б. Речка в краевой части Чистинского массива в виде тела площадью 1,5 кв. км c неравномерным шлирово-такситовым распределением темноцветов, практически нацело замещённых вторичными хлоритом и актинолитом, и со скоплениями крупнокристаллического эпидота. Фазовых взаимоотношений данных пород с вмещающими гранитоидами не зафиксировано. Порода состоит из таблитчатых и длиннопризматических кристаллов альбита (60-70 %), развитого по основному плагиоклазу и часто насыщенного зёрнами и землистыми скоплениями эпидота. В виде оторочки вокруг них развит калиевый полевой шпат (20-30 %), а в межзерновом пространстве – кварц (5-10 %). Иногда присутствует биотит (1-3 %), а в альбите фиксируется апозональное строение. В целом породы имеют призматическизернистую и бостонитовую структуру, переходящую в аподолеритовую структуру отдельных участков. Данные породы характеризуются высоким уровнем щёлочности с резким преобладанием натрия над калием и высокой степенью окисленности железа.

Монцодиориты розовато-серые, средне – крупно зернистые, массивные. Структура: гипидиоморфнозернистая с элементами пойкилитовай, монцонитовой. Отмечаются порфировидные разности. Размер зерен слагающих минералов от 0,8 до 2,5 мм. Минеральный состав кварцевых монцонитов: калиевый полевой шпат 27-35 %, плагиоклаз 45-60 %, роговая обманка 0-15 %, кварц 10 %. Роговая обманка по составу отвечает переходной разности между эденитом и обыкновенной роговой обманкой. Акцессорные минералы: апатит, сфен, магнетит и редко циркон. Калиевый полевой шпат пелитизирован, наблюдается слабо выраженная пятнистая микропертитовая структура. Минеральный состав более меланократовых монцодиоритов: калиевый полевой шпат – 20-30 %, плагиоклаз –
37-42 %, биотит-до 10 %, роговая обман-
ка – до 20-30 %, в единичных шлифах моноклинный пироксен (до 20 %), по составу отвечающий диопсиду. Акцессорные минералы (сфен, лейкоксен, тианомагнетит, циркон, апатит, рудный) – 1 %.

Гранодиориты отличаются от диоритов и монцодиоритов более высоким содержанием кварца и более низкими – амфибола, сфена, титаномагнетита, что также выражено в повышенной их щёлочности
(Na2O = 4,55 %, K2O = 2,4 2 % при
SiO2 = 66,4 %) при более низких cодержаниях MgO (1,25 %) и CaO (1,47 %).

Последующие фазы внедрения объединяют большую группу различных по размерам и форме массивов и даек в ограничениях и по периферии Каянчино–Каракокшинской группы грабенов. Данные магматические образования латерально и во времени наращивают ареалы ранне-среднедевонского магматизма, прорывая породы венд–раннепалеозойского и среднепалеозойского структурных этажей. Пространственное положение массивов гранитоидов кызылташского комплекса характеризуется подчинённостью зонам крупных тектонических нарушений. Взаимоотношения между различными петрографическими разновидностями гранитоидов имеют типичный интрузивный характер, а также фациальные переходы с плавными структурно-петрографическими сменами.

Гранитоиды кызылташского комплекса представлены граносиенитами, субщелочными гранитами, субщелочными лейкогранитами и лейкогранитами нормального ряда как средне-мелкозернистой, так и порфировой (гранит-порфиры) структуры, находящимися в фациальных взаимоотношениях и частой перемежаемости на фоне общей структурной и вещественной неоднородности гранитоидных массивов. При этом обычны небольшие колебания и равенство содержаний натрия и калия, что выражено развитием в породах примерно равных количеств кислого плагиоклаза и калишпата различной степени упорядоченности. Фиксируется незначительное преобладание натрия над калием в граносиенитах, субщелочных гранитах, и обратные их соотношения – в лейкократовых разностях умеренно-щелочной серии. В то же время типичной особенностью кызылташских гранитоидов является доминирующее развитие в порфировидных и порфировых фенокристаллах, на фоне гранофировой, реже гипидиоморфнозернистой и аплитовидной основной массы, кислого плагиоклаза таблитчатой и длиннопризматической формы. Калиевый полевой шпат в крупных зёрнах фиксируется очень редко, часто развит в виде каёмок и пятен в альбите, ксеноморфных и неправильных зёрен со структурами коррозии и замещения плагиоклаза. Но наиболее обычной формой его проявления являются совместные с кварцем гранофировые и пегматоидные срастания. Темноцветный минерал представлен небольшим количеством, отдельными чешуйками резко плеохроирующего биотита (классифицирующегося сидероплезитом с глинозёмистостью от 25,2 до 35,9 и железистостью от 59,5 до 69,8) и, в отдельных случаях, в граносиенитах и гранитах – единичными зёрнами и гранулированными скоплениями амфибола.

Граносиениты состоят из (%) интенсивно альбитизированного, нередко апозонального плагиоклаза (40-60), калиевого полевого шпата – ортоклаза (20-30), обычно образующего каймы вокруг более крупных кристаллов плагиоклаза и кварца (15-20), присутствующего в неправильных зёрнах и идиоморфного по отношению к полевым шпатам. В качестве тёмноцветного минерала фиксируется столбчатый клинопироксен салитового ряда (2-3), иногда зерна амфибола и листочки биотита. Характерно высокое содержание сфена (до 2 %) в виде крупных зёрен и скоплений. Структура породы порфировидная, участками монцонитовая. Это низкотитанистые породы, умеренно глинозёмистые, с более высокой агпаитностью (0,89), чем в предыдущих разностях пород.

По результатам работ последних лет химический состав кызылташских гранитоидов позволяет подавляющее их большинство относить к породам кали-натровой умеренно-щелочной серии при подчинённом положении лейкогранитов нормального ряда (аляскитов), характеризующихся повышенной кремнекислотностью и содержанием кварца (40-45 %). На диаграмме TAS фигуративные точки данных пород при гомодромной последовательности располагаются широкой полосой, обнаруживая тренд дифференциации, направленный из области высокощелочных пород в поле составов пород нормальной щёлочности, соответствующий тренду гранит-граносиенитовой формации. На многокомпонентной диаграмме Батчелора и Боудена гранитоиды более низкой кремнекислотности совместно с кварцевыми монцодиоритами располагаются в поле составов позднеорогенных и синколлизионных гранитов, субщелочные лейкограниты, вместе с тем, более соответствуют анорогенным обстановкам, а лейкограниты нормального ряда максимально приближены к полю посторогенных гранитоидов.

Граниты пятой фазы биотитовые светло-серой окраски с розоватым оттенком, мелкокристаллические. Структура пород порфировидная, с гипидиоморфнозернистой основной тканью в сочетании с гранофиро-сферолитовой и микрографической микроструктурами. Состав (%): плагиоклаз – 30, кварц – 30, КПШ – 30, биотит (плюс хлорит по биотиту) – 10. Акцессории: магнетит, сфен, турмалин, редко – сульфиды. Ин­трателлурическая фаза представлена таб­литчатым плагиоклазом размерами
0,4-1 мм. Диагностируется олигоклазом № 29, до андезина № 34. Встречаются зональные кристаллы по прямому типу. В основной ткани последовательность кристаллизации выстраивается в ряд: биотит – олигоклаз II (№ 15-16) – КПШ – кварц. Схема плеохроизма биотита от коричневого по Ng до светло-желтоватого по Np. Сферолитовые образования и микропегматоидные срастания состоят из кварца и КПШ.

Лейкограниты шестой фазы умеренно-щелочные светло-розовой окраски, мелко-среднезернистые. Структура порфировидная, основной ткани – гипидиоморфнозернистая с элементами микрографической, реже – гранофиро-сферолитовой. Плагиоклаз I фенокристов определён как олигоклаз № 27; плагиоклаз II основной ткани породы диагностируется олигоклазом № 12-13. Последовательность кристаллизации: олигоклаз I (№ 27) – биотит- олигоклаз II (№ 12-13) – кварц – КПШ. Цвет биотита и схема его плеохроизма такая же, как в биотитовых гранитах. Спектр акцессориев: магнетит, сфен, турмалин, апатит. Для лейкогранитов характерно минимальное содержание суммы редкоземельных элементов (82,77 г\т).

Представительные анализы породных типов кызылташского комплекса
(оксиды в мас. %, элементы – в г\т)

Примечание. Анализы выполнены в лаборатории ОИГГиГ СО РАН (г. Новосибирск). К-23, К-34 – габбро; К-45 – кварцевый сиенит; К-52 – кварцевый монцодиорит; К-65 – гранодиорит; Ш-850 – гранит; 8-742, 8-749, 8-741 – лейкограниты.

В породах заключительных фаз (лейкогранитов и лейкогранитов с флюоритом) проявлен тетрадный эффект фракционирования РЗЭ М-типа [2].

По соотношениям εNd(T) и εSr(T) граниты кызылташского комплекса тяготеют к первичному обогащённому мантийному источнику типа EM II (рис. 1). Интерпретация этого источника (высокие отношения 87Sr/86Sr и низкие значения εNd) обычно связывается с допущением о вовлечении в магмогенерацию терригенных осадков. Следовательно, мантийный источник родоначальной щелочно-базальтовой магмы в глубинном очаге в процессе дифференциации сопровождался контаминацией корового материала в виде терригенных осадков. Таким образом, на лицо мантийно-коровое взаимодействие щелочной базальтовой магмы и корового терригенного материала, которое характеризовалось тем, что в глубинном очаге не создавался гомогенный расплав, а гетерогенный, который и генерировал дериваты, попадающие в различные по щёлочности поля на диаграммах. Эта неоднородность расплава приводила к тому, что последующий гидротермальный процесс создавал сложный комплекс оруденения, в котором сочетались халькофильные (Cu, Pb, Zn и редкометалльные (Mo, W) типы оруденения.

Диаграмма εSr(t) – εNd(t) для гранитов Кызылташского массива

Типы мантии по Зиндлеру и Харту [6]: EM I и EM II – обогащённая мантия типов I и II; PREMA – примитивная мантия; HIMU – мантия с высоким изотопным уран-свинцовым отношением.

Пространственно и парагенетически с массивами гранитоидов комплекса связано жильное кварц-полиметаллическое оруденение, скарновое полиметаллическое, жильное медно-молибденовое, жильное молибден-вольфрамовое.

Наиболее изученным является Месторождение ключа Кварцевого, расположенного в западном экзоконтакте Цыганского массива гранитоидов, где вскрыто 5 кварцевых жил мощностью от 0,15 до 3 м и протяжённостью от 80 до 240 м. Жилы имеют юго-западное простирание (220°) с падением на СЗ под углами 40-45°. Руды представлены галенитом, сфалеритом, реже халькопиритом. Содержание свинца от 0,15 до 15,58 %, цинка до 2,75 %, меди до 0,05 %. Спектральным анализом установлены Mo, V и Ag. Запасы свинца подсчитаны по 3-м жилам в количестве 82,59 т по категории С1 и 700 т по категории С2 при среднем содержании свинца 0,15-2,69 %; запасы забалансовые.

Интепретация результатов. У предшественников, изучавших гранитоиды сложного габбро-гранитоидного кызылташского комплекса, получены неоднозначные трактовки его объёма и генерации. В нашем исследовании также отмечены различные положения фигуративных точек породных типов на петрохимических диаграммах и положение в приграничной зоне между известково-щелочным и умеренно-щелочным полями указывают на сложные процессы, участвовавшие в его формировании. Тем не менее, отрывать существенно габбровые дериваты от более поздних – гранитоидных нет никаких данных. На всех диаграммах наблюдается единый тренд от более щелочных основных разностей к умеренно-щелочным кислым дериватам. На серийных диаграммах породы кылыташского комплекса также занимают пограничное положение между известково-щелочным и умеренно-щелочным полями. Так на диаграмме K2O – SiO2 тренд эволюции дифференциатов направлен от абсарокита и высоко- калиевого базальта (габброиды) к банакитам шошонитовой серии (гранодиориты – граниты – лейкограниты) и высококалиевым дацитам (лейкограниты) высоко-калиевой известково-щелочной серии. По петро-геохимическим данным и составам биотитов гранитоиды комплекса близки к шошонитовой серии [1, 4].

Заключение

Таким образом, в объём кызылташского комплекса следует включать и габброидные образования, так как последние по геологическим данным и на петрохимических диаграммах образуют единый ряд дериватов глубинного очага. В формировании расплавов просматриваются черты мантийно-корового взамодействия мантийной магмы и контаминация терригенного материала, что приводило к генерации различных типов оруденения Pb, Zn, Cu, Mo, W.

Библиографическая ссылка