ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2010, том 52, № 4, с. 321-336
УДК 553.493.45:553.061.1.2
ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И ИСТОЧНИКИ БЕРИЛЛИЕНОСНЫХ ГРАНИТОИДОВ И ДРУГИХ ПОРОД НА ПРИМЕРЕ ЕРМАКОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ЗАПАДНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ, РОССИЯ) © 2010 г. Д. А. Лыхин*, В. И. Коваленко*, В. В. Ярмолюк*, А. Б. Котов**, В. П. Ковач**
*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 Поступила в редакцию 25.03.2010 г.
На Ермаковском бертрандит-фенакит-флюоритовом месторождении были проведены изотопно-геохимические исследования магматических и метаморфических пород. Установлено, что модельный возраст сланцев зун-муринской свиты — 1360—1260 млн. лет. По изотопному составу неодима и стронция сланцы отклоняются от состава континентальной коры и близки к составу обогащенного мантийного источника типа ЕМ-II. Модельный возраст карбонатных пород зун-муринской свиты составляет 1330—1020 млн. лет. Полученный модельный возраст зун-муринской свиты — средний рифей, может быть сопоставлен с возрастом ее протолита. По изотопным Sr-Nd-данным, все доруд-ные магматические породы — жильные нормальные гранитоиды, габброиды и гнейсограниты за-ганского комплекса были сформированы с участием континентальной коры. Синрудные дайки ба-зитов, гранитоидов массивов "Шток" и "Сиенит", на основе изучения изотопных Sr-Nd и геохимических данных образовались из смеси мантийных компонентов в виде (ДМ+HIMU) с разными компонентами континентальной коры ("заганские гнейсограниты", "кристаллические сланцы", средний состав региональной континентальной коры, определенной по среднему составу гранито-идов Ангаро-Витимского батолита). Синрудные магматические породы генетически связаны и относятся к проявлениям Западно-Забайкальской рифтовой зоны. Предполагается, что они образовались в триасе под воздействием мантийного плюма.
ВВЕДЕНИЕ
Источники магм и, соответственно, магматических горных пород определяют по изотопным составам этих пород и по соотношениям концентраций в них несовместимых элементов. Для этих целей используют как изотопные системы радиогенных элементов, так и составы изотопных систем стабильных изотопов. Чем больше изотопных систем использовано, тем надежнее оценка источников магматических пород. Целью данной статьи является оценка источников магм разнообразных магматических пород уникального Ермаковского бертрандит-фена-кит-флюоритового месторождения, расположенного в Западном Забайкалье (фиг. 1). Долгое время (до 90-х годов прошлого столетия) это месторождение было закрытым объектом, и исследование его современными методами (изотопия, геохронология, высокоточный химизм, расплавные включения и т.д.) было практически невозможным. Все, что было сделано на месторождении в советское время и без возможности называть месторождение, представлено в сводных монографиях (Гинзбург и др., 1975, 1977).
Адрес для переписки: Д.А. Лыхин. E-mail: liha@igem.ru
Наши исследования Ермаковского месторождения начались с середины 90-х годов, когда эксплутаци-онные работы на нем полностью прекратились. Месторождение вскрыто рядом доступных карьеров, многочисленными скважинами (теперь практически недоступными), заплывшими канавами и некоторыми естественными обнажениями. К сожалению, главные рудные зоны месторождения в значительной степени были отработаны, а 1-я рудная зона является недоступной, поскольку практически полностью залита грунтовыми водами.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ И ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЕРМАКОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Общая характеристика пород и руд Ермаковского бертрандит-фенакит-флюоритового месторождения была представлена в статьях и книгах (Галь-ченко и др., 1968; Гинзбург и др., 1975, 1977; Новикова и др., 1994, 1998; Рейф и др., 1999, 2008; Куприянова и др., 2009). Современная геохронология пород и руд месторождения представлена в ста-
Фиг. 1 Схема геологического строения Ермаковского месторождения, по данным В.И. Гальченко, В.П. Шабанова, Ф.Г. Рейфа с дополнениями авторов.
1, 2 — осадочные породы: 1 — меловые, 2 — позднепротерозойские (?) зун-муринской свиты; 3—15 — магматические, метаморфические породы и бериллиевые руды месторождения: 3, 4 — пострудный этап: 3 — дайка фельзита кижингин-ского комплекса, 4 — меланж с обломками щелочных гранитов, сиенитов и базитов, 5—11 — синрудный этап: 5 — лей-кограниты массива "Шток" малокуналейского комплекса, 6 — сиениты массива "Сиенит", 7 — будинированные дайки щелочных гранитов из XVIII рудной зоны, 8 — рудые зоны и их номера, 9 — гранат-везувиан-диопсидовые скарны и скарнированные породы, 10 — дайки кислого состава, 11 — дайки базитов, 12 — оливиновые породы, 13—15 — дорудный этап: 13 — гнейсограниты заганского комплекса, 14 — дайки и малые тела мелкозернистых гранитов и пегматитов, 15 — габброиды; 16 — разломы; 17 — уступы карьера.
тьях Д.А. Лыхина и др. (2001, 2010). Ермаковское месторождение является наиболее крупным и богатым бериллиевым месторождением России и уникальным по минералогическим особенностям.
Месторождение приурочено к небольшому блоку осадочных пород — кристаллических сланцев, мраморизованных известняков, песчаников и доломитов, переслаивающихся между собой и слагающих синклинальную складку. Осадочные породы метаморфизованны в условиях регионального метаморфизма альмандин-амфиболитовой фации (Гинзбург и др., 1975). На месторождении широко распространены магматические породы. Нами определена последовательность образования пород и руд месторождения в три магматических этапа (Лыхин и др., 2001). К первому дорудному магматическому этапу относится образование массива габброидов, образующих согласное межпластовое тело, приуроченное к ядерной части синклинальной складки осадочных пород и являющееся своеобразным экраном для бериллиевого оруденения. Согласно нашим геохронологическим данным (Лыхин и др., 2010), возраст габброидов — 332 ± 1 млн. лет. Затем произошло внедрение нормальных даек гранитов и пегматитов с возрастом — 325 ± 3 млн. лет. Завершается дорудный магматический этап образованием гней-совидных гранитов заганского комплекса — 316 ± ± 2 млн. лет, слагающих небольшие межпластовые тела в южной и северной частях месторождения. Габброиды, гранитоиды и метаморфические породы секутся поясом даек контрастной (бимодальной) ба-зит-граносиенит-щелочногранитной ассоциации, небольшими штокообразными массивами "Сиенит" и "Шток" малокуналейского комплекса, относимых к синрудному магматическому этапу. Возраст образования рудоносных щелочных лейкогра-нитов массива "Шток" — 226 ± 1 млн. лет, массива "Сиенит" — 227 ± 1.9 млн. лет, даек различного состава — 225 ± 5 млн. лет, бериллиевых руд месторождения — 225.9 ± 1.2 млн. лет. Завершилась магматическая деятельность на месторождении внедрением дайки фельзит-порфиров, отнесенной к пострудному этапу с возрастом 184 млн. лет.
Магматические породы на месторождении в основном относятся к субщелочному, реже — к щелочному ряду. По содержанию кремнезема породы варьируют от 46.1 до 78.7 мас. %, по сумме щелочей от 0.3 до 13.8 мас. %. В целом породы варьируют от ба-
зитов до лейкогранитов при наличии всех промежуточных разностей. Составы магматических пород укладываются в единые тренды: с ростом содержания кремнезема содержания щелочей (в частности, калия), глинозема проходят через максимумы, содержания магния, железа и кальция постепенно снижаются до уровня составов лейкогранитов. Дорудные породы похожи по распределению элементов-примесей. Это сравнительно мало дифференцированные породы, иногда со слабыми минимумами цезия, тория, ниобия, тантала, циркония, титана и скандия. В дорудных габброидах содержания РЗЭ выше, чем в дорудных гранитоидах, а минимум титана практически отсутствует. Синрудные магматические породы более дифференцированы. Наиболее примитивные составы характерны для даек базитов, которые имеют слабые минимумы свинца, ниобия, скандия, циркония, гафния. В массиве "Сиенит" и в синрудных дайках сиенитов-гранитов появляются четкие минимумы стронция, титана, европия, максимум — рубидия, свинца, урана, иногда циркония и гафния. В рудоносных лей-когранитах массива "Шток" и в дайках щелочных гранитов в меланже XVIII рудной зоны к ним добавляются минимум бария, а минимумы стронция, европия, гафния и максимум циркония резко усиливаются.
Оруденение на месторождении представлено несколькими минеральными и генетическими типами (Гинзбург и др., 1975; Новикова и др., 1994; Куприянова и др., 2009). В основном руды месторождения — фенакит-бертрандитовые. Главные рудные минералы месторождения — фенакит и бер-трандит, кроме них, присутствуют: эвдидимит, ме-линофан, лейкофан, бавенит, миларит и гельвин. Рудные минералы слагают от 1—2% до 10% и более объема породы. Другим постоянным и главным компонентом руд является флюорит. В переменных количествах в рудах присутствуют полевые шпаты, карбонаты, кварц, слюды, реже — сульфиды, минералы титана, барит и апатит. Рудные зоны имеют пластовый характер, преобладающее простирание их субширотное (270°—290°), падение на север (в южном крыле) и на юг (в северном крыле складки) под углами 45°—70°. При общей выдержанности параметров и относительной протяженности по простиранию и падению рудные зоны имеют сложное строение и вмещают несколько рудных тел (Гин-
збург и др., 1975). Мощность тел от единиц до первых десятков метров, протяженность от десятков до сотен метров и распространенность на глубину до сотен метров. Мощность рудных тел не постоянна и зависит от строения вмещающей пачки осадочных пород зун-муринской свиты, а также от перекрывающих их даек и зон разломов.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Методом ICP-MS был определен полный спектр редких и редкоземельных элементов во всех изученных породах в Институте аналитического приборостроения РАН (г. Санкт-Петербург). Анализы были выполнены на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой PlasmaQuad 3 производства фирмы VG Elemental. Относительная погрешность определения элементов не превышает 5—10%.
Опреде
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.