ПЕТРОЛОГИЯ, 2011, том 19, № 4, с. 363-385
УДК 553.493:552.331.1
ЭВОЛЮЦИЯ МАГМ ТРАХИДАЦИТОВ И ПАНТЕЛЛЕРИТОВ БИМОДАЛЬНОЙ АССОЦИАЦИИ ВУЛКАНИТОВ ПРОЯВЛЕНИЯ ДЗАРТА-ХУДУК, ЦЕНТРАЛЬНАЯ МОНГОЛИЯ: ПО ДАННЫМ ИЗУЧЕНИЯ
ВКЛЮЧЕНИЙ В МИНЕРАЛАХ © 2011 г. И. А. Андреева,
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН Старомонетный пер., 35, Москва, 119017, Россия; е-таП: andreeva@igem.ru Поступила в редакцию 20.12.2010 г.
На основе метода исследования расплавных включений с использованием электронного и ионного микроанализа изучены состав, эволюция и условия образования расплавов, участвующих в формировании трахидацитов и пантеллеритов позднепалеозойской бимодальной магматической ассоциации вулканитов проявления Дзарта-Худук (Центральная Монголия). Первичные кристаллические и рас-плавные включения установлены в анортоклазе трахидацитов и кварце пантеллеритов и пантеллери-товых туфов. В числе кристаллических включений в трахидацитах определены геденбергит, фторапа-тит, пирротин, в пантеллеритах — фторарфведсонит, флюорит, ильменит, а также редкий диортосили-кат редких земель — чевкинит. Расплавные включения в анортоклазе трахидацитов состоят из стекла, газовой фазы и дочерних минералов, представленных фторарфведсонитом, флюоритом, виллиоми-том и анортоклазом (в виде каймы на стенках включений). Расплавные включения в кварце пантел-леритов содержат стекло, газовую фазу, а также мелкокристаллический солевой агрегат, сложенный фторидами Ы, № и Са — грайсита, виллиомита и флюорита. Расплавные включения в кристаллокла-стах кварца из пантеллеритовых туфов представляют собой первично гомогенные силикатные стекла. Кристаллизация вкрапленников трахидацитов и пантеллеритов осуществлялась в температурном интервале 1060—1000°С. Проведенные термометрические исследования расплавных включений в кварце пантеллеритов позволили зафиксировать явления несмесимости силикатного и солевого (фторид-ного) расплавов при температуре 800°С. Гомогенные расплавные включения в анортоклазе трахидацитов имеют как трахидацитовые, так и риолитовые составы и содержат (в мас. %): $Ю2—68—70, А1203-12-13,1Ю2—0.34—0.74%, Бе0-5-7, СаО - 0.4-0.9, №20 + К20-9-12. Коэффициент агпаит-ности колеблется в интервале 0.92-1.24. Стекла гомогенизированных расплавных включений в кварце пантеллеритов и пантеллеритовых туфов имеют риоитовый состав. По сравнению с гомогенными стеклами в анортоклазе трахидацитов включения в кварце пантеллеритов характеризуются более высокими содержаниями Si02 (72-78 мас. %) и более низкими А1203 (7.8-10.0 мас. %). В них также содержится 0.14-0.26 мас. % И02, 2.5-4.9 мас. % Бе0, 9-11 мас. % №20 + К20, 0.9-0.15 мас. % СаО. Коэффициент агпаитности составляет 1.2-2.05. Гомогенные расплавные включения в кварце пантеллеритовых туфов содержат 69-72 мас. % Si02. Концентрации остальных петрогенных компонентов, в частности 1Ю2, А1203, Бе0 и Са0, близки концентрациям этих элементов в гомогенных стеклах расплавных включений в кварце пантеллеритов. Содержание №20 и К20 составляет 4-10 мас. %. Коэффициент агпаитности варьирует в пределах 1-1.6. Стекла расплавных включений из каждой группы пород характеризуются различными концентрациями летучих компонентов. Содержания Н2О в них составляют до 0.08 мас. % (в анортоклазе трахидацитов), 0.4-1.4 мас. % (в кварце пантеллеритов), до 5 мас. % (в кварце пантеллеритовых туфов). Концентрация Б в стеклах расплавных включений во вкрапленниках трахидацитов не превышает 0.67 мас. %, а в кварце пантеллеритов достигает 2.8 и 1.4 мас. % соответственно. Содержания С1 в стеклах расплавных включений в минералах трахидацитов составляют до 0.2 мас. %, в стеклах включений в кварце пантеллеритовых туфов - до 0.5 мас. %. Изучение редкоэлементного состава стекол гомогенизированных расплавных включений в минералах исследованных пород показало, что в формировании трахидацитов и пантеллеритов принимали участие сильно дифференцированные редкометальные силикатные щелочные расплавы с высокими концентрациями О, /г, ЯЪ, X ИГ, 1Ь, и и редкоземельных элементов. Анализ состава гомогенных рас-плавных включений в минералах перечисленных пород позволил выявить магматические процессы, приводящие к концентрированию редких и редкоземельных элементов в этих породах. Главная роль среди них принадлежит процессам кристаллизационной дифференциации магмы и жидкостной несмесимости с участием солевых фторидных расплавов. Установлено также, что все изученные расплавы дифференцировали в пространственно разобщенных магматических камерах. Это определило различие в закономерностях эволюции расплавов трахидацитов и пантеллеритов. На заключительных стадиях дифференциации, в условиях насыщения магматической системы рудными элементами, происходило отделение солевого (№, Са) фторидного расплава, в значительных количествах эстраги-рующего О.
В. И. Коваленко
ВВЕДЕНИЕ
Характерными особенностями континентального рифтогенного магматизма являются широкое развитие в его составе пород повышенной щелочности и бимодальный характер магматических ассоциаций, выражающийся в преобладании чередующихся толщ пород основного и кислого составов. С щелочно-са-лическими породами, включающими щелочные граниты и их вулканические аналоги, комендиты, пан-теллериты и трахиты, связана разнообразная редко-метальная ^г, №>, Та, П, Ве и др.) и редкоземельная минерализация достигающая иногда промышленных масштабов, что во многом обусловило повышенный интерес исследователей к этим образованиям. Согласно большому количеству имеющихся в литературе данных (Коваленко, 1977; Коваленко и др., 1993; Ярмолюк, Коваленко, 1991; Литвиновский и др., 1996 и др.), накопление столь высоких концентраций рудного вещества в щелочно-салических породах объясняется процессами длительной кристаллизационной дифференциации исходной базальтовой магмы. Вместе с тем особое значение отводится выяснению роли природных солевых расплавов в формировании кислых щелочных пород бимодальных ассоциаций, а также щелочных гранитоидов. В частности, в последние годы появляются экспериментальные работы и публикации, основанные на изучении расплавных включений в минералах щелочных гранитов и их вулканических аналогов, свидетельствующие о существовании на заключительных этапах магматической дифференциации солевых фторидных расплавов, экстрагирующих многие редкие (П, Ве, №>, Zr, ЯЪ, У) и редкоземельные элементы (Граменицкий и др, 2005; \eksler, 2005; Андреева и др., 2007; Перетяжко, Савина, 2010; Соловова и др., 2010). Однако этих данных еще недостаточно, и вопросы о составе и эволюции магм для изученных пород, а также процессах, приводящих к концентрированию в них рудного вещества, до сих пор остаются дискуссионными.
В настоящей статье приведены новые данные об условиях образования и составе магм щелоч-но-салических пород (трахидацитов и пантелле-ритов) бимодальной ассоциации вулканитов проявления Дзарта-Худук (Центральная Монголия), а также рассмотрены механизмы дифференциации магмы, приводящие к концентрированию в них рудных компонентов.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА
Магматический комплекс Дзарта-Худук является частью Монголо-Забайкальского зонального магматического ареала, возникшего в позднем триасе в диапазоне 230—195 млн. лет назад. Зональную структуру ареала определяют гигантский Хентей-Даурский батолит, являющийся ядром ареала, и периферическая система рифтовых
зон, обрамляющая батолит с севера (Западно-Забайкальская зона), запада (Хархоринская зона) и юга (Северо-Гобийская зона). Строение этих рифтовых зон включают системы грабенов, с которыми сопряжены проявления бимодального базальт-комендитового вулканизма, а также многочисленные массивы щелочных гранитов.
Магматический комплекс Дзарта-Худук расположен в западной части Северо-Гобийской рифтовой зоны и сопряжен с рядом узких грабенов широтного простирания. Его строение определяют щелочные граносиениты и нордмаркиты небольшого (~15 км2) массива, дайки щелочных гранитоидов и базальтов и вулканические толщи, сложенные базальтами, трахидиоритами, комен-дитами, пантеллеритами, щелочными и субщелочными трахидацитами и их туфами. Возраст комплекса, оцененный разными методами (U-Pb, Ar-Ar, Rb-Sr), составил около 211 млн. лет.
Вулканические поля района характеризуются сложной фациальной структурой, прежде всего, за счет преобладания в тех или иных конкретных разрезах либо основных, либо кислых пород, что отражает близость соответствующих разрезов к тем или иным центрам извержений. Так, кислые вулканические породы в строении лавовых толщ образуют крупные линзы, отвечающие скоплениям экструзивных и субвулканических образований, что позволяет связать участки их выходов с отдельными центральными вулканами. В пределах комплекса выделяются три палеовулкана, сопряженные с изолированными участками их проявления: Дзартахудукский, Унэгэ-Бетогинский и Улзийтский (рис. 1).
Один из наиболее крупных массивов кислых вулканических продуктов является Дзартахудук-ский палеовулкан (Ярмолюк, Коваленко, 1991). Его фрагменты распространены на площади 10 х 12 км. Основание вулканической толщи здесь не вскрыто, но судя по соотношениям, наблюдаемым в 1.5 км к северу от границы вулканического поля, нижние горизонты разреза, скорее всего, слагают базальты. Наиболее полный разрез палеовулкана отмечается в районе Дзарта-Худук, где он представлен пологоза-легающей толщей, погружающейся на юго-запад с углами 5°—15°. В нижней части разреза развиты потоки темно-синих флюидальных и массивных ко-мендитов и пантеллеритов с вкрапленниками кварца и щелочного полевого шпата. Мощность отдельных потоков достигает 30—40 м, а общая мощность этой части разреза превышает 300 м. Эти породы перекрыты крупным потоком (>50 м) голубовато-серых флюидальных афировых пан-теллеритов с редкими вкрапленниками щелочного полевого шпата, а также выделениями флюорита вдоль флюидальности.
Верхнюю часть разреза слагают потоки темно-серых щелочных трахидацитов. Строение потоков
Рис. 1. Схема геологического строения бимодального магматического комплекса Дзарта-Худук (Ярмолюк, Коваленко, 1991).
I — Дзарта-Худу
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.