ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2007, том 49, № 6, с. 506-534
УДК 553.493:552.331.1
ДВА ТИПА ИСТОЧНИКОВ МАГМ РЕДКОМЕТАЛЬНЫХ ЩЕЛОЧНЫХ ГРАНИТОИДОВ
© 2007 г. В. И. Коваленко*, В. В. Ярмолшк*, А. М. Козловский*, В. П. Ковач**, Е. Б. Сальникова**, А. Б. Котов**, Н. В. Владыкин***
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35 **Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2 ***Институт геохимии СО РАН 664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1а Поступила в редакцию 14.07.2007 г.
Представлено геологическое положение, возраст и источники редкометальных руд Халдзан-Бурег-тейского щелочногранитного месторождения (Западная Монголия) и Хан-Богдинского проявления (Южная Монголия), имеющих магматическое происхождение. Первое из них расположено в Озерной зоне ранних каледонид Центрально-Азиатского складчатого пояса и имеет возраст около 392 млн. лет, тяготеет к одному из лучей сочленения тройной системы грабенов. Второе проявление расположено в Южно-Монгольской герцинской зоне, имеет возраст около 290 млн. лет и тяготеет к континентальной рифтогенной структуре, пространственно и во времени сближенной с герцин-скими островодужными системами. Для оценки источников редкометальных магм использованы изотопные данные неодима и кислорода, а также соотношения концентраций несовместимых элементов "канонических" пар типа №-и, La-Yb, ^-Та, Се-РЬ. В связи с тем, что многие из этих элементов в редкометальных щелочных гранитоидных магмах достигают концентраций насыщения, разработана специальная методология использования отношений концентраций соответствующих элементов как для оценки источников магм, так и участия в их образовании фракционной дифференциации и кумулятивного накопления минералов редких элементов. Источником редкометальных гранитоидов Халдзан-Бурегтейского месторождения является смесь источника базальтов океанических островов и корового источника, представленного породами вмещающих офиолито-вых и островодужных комплексов каледонид. Источником редкометальных гранитоидов Хан-Бог-динского проявления является источник надсубдукционных базитов, возможно, с некоторым участием деплетированной и обогащенной мантии и континентальной коры.
ВВЕДЕНИЕ
Редкометальные щелочные граниты нередко содержат промышленную комплексную редко-метальную (ниобиевую, циркониевую, редкоземельную, бериллиевую, литиевую и др.) минерализацию (Коваленко, 1977). Такого рода коренные месторождения на рубеже 40-50-х годов прошлого столетия были впервые открыты на территории СССР, хотя россыпи, связанные с редкометальными щелочными гранитами Нигерии, были известны еще раньше. Подобные граниты в 50-60-е годы назывались "апогранитами" (Беус и др., 1962) или "гранитами с акцессорными танталониобатами" (Павленко и др., 1960). Примеры рассматриваемых месторождений - это Арыскан (Коваленко, Пополитов, 1970; Кости-цин и др., 1998), Улуг-Танзек в Туве, Катугинское в северном Забайкалье (Апельцин и др., 1967), ряд месторождений в северной Канаде (Sinclair,
Адрес для переписки: A.M. Козловский. E-mail: amk@igem.ru
1992) и др. На территории выявленной нами новой Монгольской редкометальной провинции (Коваленко и др., 1971, 1973) также были открыты месторождения и проявления редкометальных щелочных гранитов (Коваленко и др., 1985, 20041, 2, 2006х; ^а1епко вг а1., 1995). К ним относятся Халдзан-Бурегтейское Nb-Zr-REE-место-рождение, открытое нами в 1984 году в северо-западной Монголии, и целый ряд редкометальных проявлений в пределах огромного Хан-Богдин-ского массива щелочных гранитоидов в южной Монголии (Коваленко и др., 1973; Владыкин и др., 1981). Достаточно подробная характеристика этих объектов приведена в перечисленных выше публикациях, а новейшие геохронологические и геохимические данные о них в статьях (Коваленко и др., 2004х, 2; Коваленко и др., 20062). В связи с этим в данной работе только кратко суммированы имеющиеся данные по этим объектам, а основное внимание сосредоточено на оценке источников редкометальных щелочных гранитоидов,
основанных на изотопных (неодим, кислород) и геохимических (ICP-MS) данных по распределению элементов-примесей. Характеристика аналитических методов, используемых в настоящей статье, приведена в работах (Коваленко и др., 2003!, 2).
В заключение отметим, что рассматриваемые в статье два редкометальных объекта выбраны не случайно и не потому, что по ним есть соответствующие аналитические данные. Несмотря на определенную вещественную и особенно геохимическую близость их, как и вообще редкометальных щелочных гранитоидов, неожиданно выяснилось, что источники магм этих пород и руд оказались различными.
КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ И ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХАЛДЗАН-
БУРЕГТЕЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
И ХАН-БОГДИНСКОГО ПРОЯВЛЕНИЯ РЕДКОМЕТАЛЬНЫХ ЩЕЛОЧНЫХ ГРАНИТОИДОВ
Халдзан-Бурегтейская группа массивов щелочных гранитоидов и одноименное редкоме-тальное месторождение расположены в западной Монголии, в Озерной зоне, в 45 км к северо-востоку от областного центра г. Кобдо, в зоне регионального разлома, разделяющего каледонские структуры Монгольского Алтая и раннекаледон-ские структуры Озерной зоны (фиг. 1). Вмещающие для них - это породы офиолитовых комплексов и разнообразные по составу и возрасту нормальные (нещелочные) гранитоиды, рассеченные мощным субширотным дайковым комплексом. В результате геохронологических (и-РЬ- и Аг-Аг-методы) исследований установлена многоэтапная магматическая история региона (Коваленко и др., 20042). Формирование офиолитового основания ранних каледонид происходило в интервале 570520 млн. лет, а островодужные комплексы, вмещающие здесь массивы щелочных гранитов, возникли 546 млн. лет назад. Коллизионный этап развития региона завершился образованием то-налитов и гранодиоритов 495 млн. лет назад. На более поздних стадиях развития нормальные граниты проявились на рубежах 465 ± 11, 441 ± 2 и 355 ± 1 млн. лет назад. Массивы щелочных гранитоидов, включающие Халдзан-Бурегтейское ред-кометальное месторождение, имеют многофазное строение. Формирование собственно Халдзан-Бу-регтейского массива происходило в следующей последовательности (от ранних к поздним): 1 - норд-маркиты и синхронные с ними долериты; 2 - щелочные граниты и синхронные с ними долериты; 3 - экериты, мелкозернистые щелочные граниты и пегматиты; 4 - пантеллериты; 5 - редкометаль-ные щелочные граниты; 6 - дайковые калиевые
щелочные базиты и, условно, лейкократовые сиениты; 7 - миароловые редкометальные щелочные граниты. Среди минералов рудоносных пород (5-ая и 7-ая фазы) наибольший практический интерес представляют минералы ниобия, циркония, REE, иттрия, урана, тория и бериллия (Коваленко и др., 20042). U-Pb - возраст пород массива (по цирконам) установлен для щелочных гранитов 2-ой фазы - 392 ± 2 млн. лет, сиенитов 6-ой фазы - 391 ± 1 млн. лет и для кварц-циркон-ор-тит-эпидотовой руды участка Цахирин (Коваленко и др., 20042) - 395 ± 1 млн. лет. Все это позволило определить возраст образования массива в интервале 391-395 млн. лет. Внутреннее строение собственно Халдзан-Бурегтейского массива и положение в нем одноименного месторождения показано на фиг. 1.
Халдзан-Бурегтейская группа массивов щелочных пород контролируется субмеридиональной зоной растяжения, трассируемая крупными разломами и мощным дайковым поясом, который прослеживается непосредственно к востоку от щелочных массивов. Эта зона растяжения отвечает южной ветви тройного сочленения грабенов (Коваленко и др., 20042), которая сформировалась в пределах Алтае-Саянской внутриплитной области на юго-западной окраине ранне-средне-палеозойского Сибирского палеоконтинента.
Один из крупнейших в мире Хан-Богдинский массив щелочных гранитоидов (более 1500 км2) расположен в южной части пустыни Гоби (Монголия) (Коваленко и др., 20062). Массив сформировался в пределах позднепалеозойской активной континентальной окраины Сибирского палеоконтинента. Вмещающие для него - это девонские островодужные ассоциации, каменноугольные толщи известково-щелочных (разной щелочности) лав и массивов гранитоидов, объединяемых в дифференцированный комплекс краевого магматического пояса, а также породы бимодальной базальт-комендит-щелочногранитной ассоциации, которые сформированы в результате рифто-генеза, наложившегося на структуры активной окраины (фиг. 2). Положение Хан-Богдинского массива контролируется областью пересечения Гоби-Тяньшаньской субширотной рифтовой зоны с крупным косо секущим ее разломом. Массив сложен двумя кольцевыми телами, имеет резкие секущие магматические контакты с породами вмещающей островодужной толщи и тектонические разломные границы с бимодальной толщей. Внутренняя кольцевая структура особенно характерна для западного тела и подчеркивается здесь расположением кольцевых даек и провесов кровли вмещающей толщи. Массив, по гравиметрическим данным, представляет собой уплощенное тело (лакколит), подошва которого ступенчато погружается к северо-западу (Дуранте и др., 1976).
Он имеет внутреннее строение, более простое по сравнению с Халдзан-Бурегтейским массивом. Общая последовательность формирования магматических пород Хан-Богдинского массива следующая (от ранних к поздним): 1) светло-серые до розовых щелочные крупно-, среднезернистые граниты главной интрузивной фазы (ГИФ) с акцессорным эльпидитом, слагающие большую часть Западного и часть Восточного тел; 2) дайки мелкозернистых экеритов, порфировидных экеритов, слоистых щелочногранитных пород, сложенных переслаивающимися экеритами и пегматитами, пегматоидных щелочных гранитов, пегматитов, которые развиты в Западном теле, подчеркивая его кольцевую структуру; 3) сиреневые мелко- до среднезернистых щелочные (обычно эгириновые или арфведсонит-эгириновые, часто миароло-вые) граниты с акцессорным цирконом, слагающие большую часть Восточного тела; 4) дайки микрозернистых до стекловатых темно-голубых или темно-зеленых пантеллеритов; 5) дайки щелочных порфировидных мелкозернистых лейко-гранитов, развитые в северной части Восточного тела; 6) дайки микр
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.