= ГЕОХИМИЯ =
ГЕОХИМИЧЕСКОЕ СОПОСТАВЛЕНИЕ ДАЙКОВЫХ ТОПАЗОВЫХ ГРАНИТОВ И ЭЛЬВАНОВ (КОКЧЕТАВСКАЯ ГЛЫБА, СЕВЕРНЫЙ КАЗАХСТАН) © 2013 г. Академик Ф. А. Летников, А. В. Левин
Поступило 11.09.2012 г.
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2013, том 448, № 1, с. 80-82
УДК 550.4:551.2
Б01: 10.7868/80869565213010210
Бор и фтор являются геохимическими маркерами гранитоидных систем, поскольку их высокая химическая активность в эндогенных флюидных системах отчетливо проявляется в образовании типоморфных минеральных парагенезисов на базе алюмосиликатных, существенно полевошпатовых матриц. Для фтора — это, прежде всего, богатые фтором слюды, топаз, флюорит, реже криолит, селлаит и т.д. Для борных гранитоидных систем — это турмалин, реже аксинит, но наиболее типоморфен турмалин, высокое содержание которого в составе гранитов позволило выделить их в отдельную группу под названием эльванов. Существенным вкладом в изучение проблемы явилось обнаружение [1, 2] даек эффузивных литий-фтористых кварцевых кератофиров, содержащих до 1 мас. % Ы20 и 3.5 мас. % фтора, названных онгонитами. Именно жильные граниты оказались наиболее информативными в отношении реставрации геохимического облика эндогенных флюидных систем, под воздействием которых происходило выплавление лейкогранитов, поскольку в силу быстрой кристаллизации ("закалки") они не подвергались воздействию более поздних флюидов и в них не проявлены широко мета-соматические процессы. Поэтому выбор объектов исследования диктовался набором, прежде всего, жильных тел гранитоидов, сопоставление которых друг с другом по составу позволило аппроксимировать эти данные на составы соответствующих эндогенных флюидных систем. В нашем случае это богатые фтором системы, на базе которых были образованы топазовые граниты, а с другой стороны, обнаруженные среди бластомилонитов месторождения Кумды-Коль турмалиновые граниты, отнесенные к эльванам [3].
Институт земной коры
Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
Обе жильные разновидности фторидных и борных гранитоидных систем найдены нами на Кокчетавской глыбе. Топазовые граниты сформировались в апикальной части колумбитонос-ного гранитного массива и детально описаны нами ранее [4]. Турмалиновые граниты — эльваны — сформировались во внутриразломном пространстве Чаглинского разлома среди бласто-милонитов после снятия тектонических напряжений и прекращения деформаций горных пород во внутриразломном пространстве. Судя по последним данным, возраст эльванов составляет 491 ± 4.9 млн лет [7]. Таким образом, топазовые граниты и эльваны образовались и на значительном удалении друг от друга, и в разной геологической обстановке, но они близки по своему возрасту, что дает нам основание для сопоставления двух отличающихся по составу глубинных флюидных систем, под воздействием которых происходило формирование двух типов гранито-идов, где в роли главных минерализаторов в одних случаях выступал фтор, а в других — бор.
Ранее [4] нами были впервые описаны топазовые граниты из даек в колумбитоносных гранитах Кокчетавской глыбы (Северный Казахстан). Ко-лумбитоносные граниты (398 ± 3 млн лет, ЯЪ-8г-метод) [6] слагают крупные массивы и повсеместно содержат колумбит в виде акцессорного минерала в количестве до нескольких десятков г/т. Топазовые граниты слагают дайки протяженностью до 70— 100 м при мощности 0.4—1.5 м и имеют с вмещающими гранитами четкие секущие контакты. Состав топазовых гранитов (%): альбит ~50, калиевый полевой шпат ~ 24—26, кварц ~20, топаз 3—5, биотит и мусковит ~1, редко отмечаются мелкие кристаллы флюорита. Топаз образуется в эндо-контактовой зоне. Это крупные кристаллы до 3— 4 см, которые росли от контакта в глубь дайки. Он повсеместно встречается в основной тонкозернистой массе, но в виде мелких (до 0.05 мм) кристаллов. В топазовых гранитах рудные минералы (циркон, торит, бастнезит, иттроцерит, монацит, ит-
ГЕОХИМИЧЕСКОЕ СОПОСТАВЛЕНИЕ
81
трофлюорит, вольфрамоиксиолит, танталит, колумбит, уранит) образуют мелкие зерна, которые диагностируются только при помощи микрозонда и электронного микроскопа. Вольфрамоиксиолит встречен только внутри кристаллов топаза. Топазовые граниты существенно альбитовые, в которых Na > K, содержания F варьируются от 0.2 до 0,97 мас. %. По сравнению с вмещающими колу-битоносными гранитами в топазовых гранитах в 10—15 раз больше Ta и Li, в 3—8 раз больше Rb, Cs, Nb, Sn, F, Be, но в 1.2—2 раза меньше U, Th и ZTR. В колумбитоносных гранитах соотношение Ta : Nb = 1 : 20, а в топазовых гранитах 1 : 3, что подчеркивает танталовую специализацию и их геохимическую автономность по отношению к колумбитоносным гранитам.
Граниты с повышенными концентрациями бора (до 200 г/т) изучены на ряде гранитных массивов и получили название эльваны [3]. Следует подчеркнуть, что верхняя граница содержания бора в таких гранитах колеблется в достаточно широких пределах и отражает степень воздействия борсодержащих глубинных флюидов на гранитную матрицу. До сих пор породы данного типа были установлены в связи с гранитными массивами в виде дайковых комплексов, обычно завершающих магматический процесс. Нами впервые установлены породы типа эльванов среди бластомилонитов графит-алмазного месторождения Кумды-Коль (Северный Казахстан). Месторождение Кумды-Коль приурочено к зоне глубинного Чаглинского разлома в протерозойских породах [5]. Само месторождение представлено бластомилонитами, которые подверглись воздействию глубинных высокоуглеродных флюидных систем, из которых в породах отлагались графит и в метастабильных условиях — тонкодисперсный алмаз. Судя по имеющимся данным, это синтектонические или позднетектоничекие образования, поскольку в своем распределении и графит, и алмаз наследуют структуру бластомилони-тов. После завершающего тектонического этапа по сланцеватости бластомилонитов проникли бороносные глубинные флюиды, под воздействием которых происходило селективное плавление алюмосиликатных пород, представленных гнейсами и алюмосиликатными сланцами. Судя по геохронологическим данным процесс образования алмазоносных пород лежит в интервале 529—507 млн лет, а процесс образования турмалиновых гранитов находится в узком интервале 491 ± 4.9 млн лет [7]. Во внутрираз-ломном пространстве, где локализована графит-алмазная минерализация, все породы рассланцо-ваны и представлены тектонитами или метасома-титами, унаследовавшими структуру тектонических пород. В отличие от них турмалиновые граниты не рассланцованы и представлены массивными, кристаллическими породами с пре-
Таблица 1. Содержание редких элементов в топазовых гранитах и эльванах (ppm)
Элемент Топазовые граниты Эльваны
V - 3.5- -73.3 (ср. 29.1)
Cr 9.9- -72.7 (ср. 41.3) 26- -97.6 (ср. 62.1)
Co 0.28- -4.62 (ср. 1.41) 2.6- -10.8 (ср. 6.53)
Ni 7.7- -22.35 (ср. 22.35) 13.8- 30 (ср. 22.8)
Rb 668.5- -2212 (ср. 1258) 83.1- -1355 (ср. 141.3)
Sr 6.0- -48.5 (ср. 21.4) 31.3- -112.9 (ср. 75.3)
Y 12.4- -23.4 (ср. 17.6) 2.3- -14.7 (ср. 8.4)
Zr 56.6- 76.3 (ср. 64.0) 20- -194.5 (ср. 116.9)
Nb 70.2- 92.8 (ср. 80.2) 0.42- -12.7 (ср. 5.0)
Cs 16.2- -86.8 (ср. 40.8) 0.2- -4.3 (ср. 1.5)
Ba 27.5- -52.4 (ср. 38.2) 13.3- -1142 (ср. 286)
La 27.5- -52.4 (ср. 39.95) 0.5- -12.9 (ср. 4.4)
Ce 26.1- 60.26 (ср. 42.0) 4.9- -30.1 (ср. 10.0)
Nd 8.7- -19.7 (ср. 13.7) 0.7- -15.1 (ср. 5.3)
Hf 7.4- 10.1 (ср. 8.57) 1.2- -6.4 (ср. 2.46)
Ta 16.7- 37.2 (ср. 25.06) 0.05- -1.25 (ср. 0.4)
Tl - 0.1- -4.6 (ср. 1.1)
Th 15.1- -22.5 (ср. 18.4) 0.1- -4.6 (ср. 1.1)
U 2.7- -13.8 (ср. 7.6) 0.3- -3.44 (ср. 1.2)
Примечание. Прочерк указывает на то, что анализы на V и Tl не проводились.
обладающей гипидиморфнозернистой структурой. Воздействие бороносного флюида на гранитную матрицу выразилось в неравномерном проявлении гнезд с турмалином крупнозернистого и пегматоидного облика. Кроме того, флюиды воздействовали и на вмещающие породы, что выразилось в образовании турмалинсодержащих метасоматитов. Метасоматическая природа турмалина подтверждается и тонкими изотопными исследованиями.
Для выяснения природы флюидных систем, под воздействием которых образовались топазовые граниты и эльваны, в них были установлены традиционными методами содержания петроген-ных элементов, а содержания редких и рассеянных элементов — методом ISP-MS (измерения проведены на квадрупольном масс-спектрометре Agilent 7500 CE ISP-MS), результаты сопоставления приведены в табл. 1. В скобках даны средние значения содержаний элементов. Граниты двух рассматриваемых типов четко различаются по валовым содержаниям в породе F и B. В топазовых гранитах содержания B не превышают 13.4 ppm, а F -5142 ppm (среднее 0.46 мас. %), в эльванах среднее содержание B2O3 составляет 0.52 мас. %, а F — не более 0.05 мас. %.
82
ЛЕТНИКОВ, ЛЕВИН
Топазовые граниты. F от 0.1 до 0.95%. Среднее 0.46%
Рис. 1. Геохимическое сопоставление топазовых гранитов и эльванов (Кокчетавская глыба, Северный Казахстан).
Сопоставление содержаний в двух сравниваемых типах пород позволяет выделить три группы элементов.
Элементы, характерные для топазовых гранитов: ЯЪ, ^ №, С8, Ьа, Се, Ш, Hf, Та, ТЬ, и.
Элементы, характерные для эльванов: Сг, Со, N1, 8г, Ва, Ъг.
Элементы, характерные для обоих типов пород: N1, Ъг, Се.
Полученные результаты позволяют четко обозначить геохимическую специализацию по редким элементам: фторные и борные эндогенные системы (рис. 1, табл. 1), что дает основание судить об их различной генетической природе, когда для бороносных флюидных систем характер-
ны халькофильные ("мантийные") элементы, а также Ba и Sr — типичные для мантийных бази-тов. Для фторных систем наиболее характерны редкие элементы гранитного ряда, что четко отделяет их от производных бороносных флюидных систем. Геохимические различия рассматриваемых нами двух типов пород четко прослеживаются в составе акцессорных минералов. В топазовых гранитах это топаз, флюорит, танталит-колумбит, фосфаты и фторкарбонаты редких земель; в эль-ванах — турмалин, сульфиды Ni, Co, Cu и Pb.
Полученные геохимические различия фтор-ных и борных алюмосиликатных систем свойственны и распространенным в районе метасома-тита
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.