ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2010, том 52, № 4, с. 337-357
УДК 550.4:551.2
КВАРЦ-АЛЬБИТ-МИКРОКЛИНОВЫЕ МЕТАСОМАТИТЫ ГЛАВНОГО САЯНСКОГО РАЗЛОМА: ЭВОЛЮЦИЯ МЕТАСОМАТИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И СОСТАВ АКЦЕССОРНЫХ МИНЕРАЛОВ
© 2010 г. В. Б. Савельева*, Н. С. Карманов**
*Институт земной коры СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128 **Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН 630090, Новосибирск, просп. Коптюга, 3 Поступила в редакцию 24.02.2010 г.
В зоне Главного Саянского разлома на границе Иркутской области и Бурятии (Восточный Саян, среднее течение р. Китой) кварц-альбит-микроклиновые метасоматиты (квальмиты) образованы по динамометаморфизованным биотитовым и биотит-амфиболовым гранито-гнейсам. Мощность зоны щелочного метасоматоза достигает 250—300 м, протяженность около 12 км, простирание согласное с ориентировкой Главного Саянского разлома. С ранней щелочной стадией метасоматоза связано образование рибекит-эгириновых и роговообманково-клинопироксеновых квальмитов, со стадией возрастающей кислотности —образование биотит-магнетитовых квальмитов, иногда накладывающихся на рибекит-эгириновые. 40Лг-39Лг-методом по амфиболу из метасоматитов получено значение возраста 321 ± 5 млн. лет. Метасоматиты имеют повышенные, относительно гранито-гнейсов, в среднем в 2—4 раза, содержания Zr, Nb, У лантаноидов, Be, Th, U и содержат редкоме-тальную минерализацию (фергусонит-(У), бетафит, Nb- и Y-содержащий титанит, гадолинит-(У), циркон, торит, алланит-(Се), чевкинит-(Се) и др.). Состав акцессорных минералов изучен на электронном сканирующем микроскопе "LE0-1430VP". Особенности их состава и парагенезисов свидетельствуют о синхронности метасоматоза и образования Ti-Nb-Zr-TR-минерализации. Со стадией нейтрализации кислого раствора связано образование в метасоматитах эпидота, андрадита, замещение чевкинита алланитом и титанитом. На заключительной низкотемпературной стадии образуются водные и фтор-карбонаты trq,, фосфаты (монацит-(Се)) и фториды (фторсодержащий торианит?).
ВВЕДЕНИЕ
Кварц-альбит-микроклиновые метасоматиты с тантал-ниобиевой, циркониевой, редкоземельной и сопутствующей минерализацией известны во многих регионах Мира — в России, Нигерии, Южной Америке, Канаде. Они относятся к формации редкометальных метасоматитов в связи со щелочными гранитоидами (Солодов и др., 1987) и являются важным поисковым признаком на месторождения щелочных гранитов, а иногда сами представляют экономический интерес (Кудрин, 1993). Нередко, однако, кварц-альбит-микроклиновые метасоматиты с редкометальной минерализацией не обнаруживают прямой генетической связи с интрузивными массивами. Такие метасоматиты в отечественной геологической литературе известны под названием щелочных (полевошпатовых) метасома-титов зон глубинных разломов (Казанский и др., 1978; Метасоматизм..., 1998). В России наиболее крупным редкометальным месторождением в связи с кварц-альбит-микроклиновыми метасоматитами является Катугинское Та-№^г-месторождение в
Адрес для переписки: В.Б. Савельева. E-mail: vsavel@crust.irk.ru
Восточной Сибири (Архангельская и др., 1993). К числу давно известных и хорошо изученных относятся щелочные редкометальные (№, Та, Zr, ТЯ, Ве) метасоматиты Полярного Урала (Апельцин и др., 1967; Удоратина, 1997, 2005 и др.). Танталоносные щелочные метасоматиты в докембрийских метаморфических породах выявлены в Казахстане (Сте-паненко, Панкратова, 2005). Большая практическая значимость данного типа метасоматитов в совокупности с неуклонно растущими потребностями промышленности в Zr, X Та, №, Ве, П, РЗЭ (Кременец-кий, 1993) обусловливает необходимость выявления и детального изучения подобных объектов.
В статье приводятся результаты изучения метасоматитов, развитых в зоне глубинного Главного Саянского разлома на границе Иркутской области и Бурятии (Восточный Саян, среднее течение р. Китой). Метасоматиты образованы преимущественно по катаклазированным и милонитизиро-ванным субщелочным биотитовым и биотит-рого-вообманковым гранито-гнейсам и представлены главным образом кварц-альбит-микроклиновыми метасоматитами с рибекитом, эгирином, биотитом, магнетитом и редкометальной акцессорной мине-
рализацией (фергусонит, минерал группы пирохло-ра, циркон, гадолинит, торит, алланит, чевкинит, монацит, фтор-карбонаты TR и др.). В статье рассматривается состав метасоматитов, при этом основное внимание уделено характеристике акцессорных минералов и факторам, влияющим на особенности их состава.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Анализы минералов выполнены в лаборатории физических методов анализа Геологического института СО РАН (Улан-Удэ): породообразующих минералов и циркона на модернизированном микроанализаторе "МАР-3" производства ОАО "Красногорский механический завод", прочих акцессорных минералов — на электронном сканирующем микроскопе "LEO-1430VP" (LEO Electron Microscopy Ltd.) с энергодисперсионным анализатором "INCAEnergy-300" (Oxford Instruments Analytical Ltd.). Условия анализа на микроанализаторе МАР-3: ускоряющее напряжение 20 кВ, ток зонда 45—50 нА, размер зонда <2 мкм, время измерения 20—40 с.; на электронном сканирующем микроскопе: ускоряющее напряжение 20 кВ, ток зонда 0.3— 0.4 нА, размер зонда <0.1 мкм, время измерения 50 с.
Анализы пород выполнены в лабораториях аналитического центра Института земной коры СО РАН и центра коллективного пользования Иркутского научного центра СО РАН. Содержания пет-рогенных компонентов определялись химическим методом, редких элементов — спектральным (Ba, Be, Sn, Pb) и рентгенофлуоресцентным (Sr, Zn, Nb, Zr, Y, Th, U, La, Ce, Li, Rb) (Ревенко, 1994) методами и методом фотометрии пламени (Li, Rb), содержания лантаноидов, Th, U, Ta, Hf — методом ICP-MS на спектрометре "VG Elemental Plasma Quad PQ-2".
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА
Проявление щелочных метасоматитов находится в пределах Китойкинского блока, входящего в состав раннепалеозойского Центрально-Азиатского подвижного пояса (Донская и др., 2000), обрамляющего с юга Сибирский кратон. Метасоматиты приурочены к зоне глубинного Главного Саянского разлома, являющегося границей Китойкинского блока с Шарыжалгайским выступом фундамента Сибирской платформы (фиг. 1).
Китойкинский блок сложен карбонатно-терри-генными отложениями китойкинской серии, мета-морфизованными в условиях верхов амфиболито-вой фации и гранулитовой фации (Геология и метаморфизм..., 1988). Возраст метаморфизма пород китойкинской серии, по данным U-Pb-метода, составляет 473 млн. лет (Донская и др., 2000). В среднем течении р. Китой китойкинская серия представлена главным образом биотитовыми, биотит-амфиболовыми и амфиболовыми плагиогнейсами
и гнейсами с прослоями диопсид-амфибол-плагио-клазовых кристаллосланцев и мраморов. Метаморфические породы интенсивно гранитизированы и на значительной части территории преобразованы в гранито-гнейсы. По материалам государственной геологической съемки м-ба 1 : 200000 (И.М.Широ-боков и др.), эти породы образуют крупную синклиналь запад-северо-западного простирания с крутым (70°—80°) юго-западным и более пологим (50°—60°) северо-восточным крыльями, осложненную складками более высоких порядков, к ядерной части которой тяготеют синорогенные биотитовые граниты.
Главный Саянский разлом представляет собой тектоническую зону северо-западного простирания мощностью до 5—6 км, в пределах которой метаморфические породы и гранитоиды претерпели неоднократные деформации и диафторез с образованием разнообразных тектонитов.
Зона проявления щелочного метасоматоза располагается в 1—2 км юго-западнее границы с Ша-рыжалгайским выступом и имеет простирание 290°—310°, в целом согласное с ориентировкой Главного Саянского разлома на данном участке. Мощность зоны достигает 250—300 м, однако метасоматоз проявлен неравномерно. Метасоматиты прослежены отдельными пересечениями на расстоянии около 12 км. Они картируются в основном по элювиально-делювиальным отложениям, реже встречаются коренные выходы. Субстратом для метасома-титов служат катаклазированные и милонитизиро-ванные биотитовые и амфиболовые гранито-гнейсы и гнейсы, реликты которых часто сохраняются среди метасоматитов. Это преимущественно среднезернистые породы, от мезократовых (гнейсы) до лейкократовых (гранито-гнейсы и гнейсо-граниты), претерпевшие наложенные деформации в основном в условиях эпидот-амфиболитовой фации. Главные породообразующие минералы грани-то-гнейсов — кварц, плагиоклаз (состав плагиоклаза варьирует от Ап26-28 до Ап15-18), калиевый полевой шпат, биотит, роговая обманка, обычный вторичный минерал — эпидот, акцессорные минералы представлены магнетитом, титанитом, алла-нитом, цирконом и апатитом.
ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАСОМАТИТОВ И СОСТАВ ПОРОДООБРАЗУЮЩИХ МИНЕРАЛОВ
Метасоматиты представлены главным образом гнейсовидными или тонкополосчатыми мезо-лей-кократовыми, мелко-среднезернистыми породами кварц-полевошпатового состава с бластокатакла-стической или бластомилонитовой структурой. Внешне метасоматические изменения в гнейсах и гранито-гнейсах выражаются в осветлении пород, появлении розоватой окраски, иногда с синеватым оттенком на плоскостях гнейсовидности за счет развития мелкого щелочного амфибола. Вдоль от-
Фиг. 1. Местоположение (а) и схема геологического строения района (б) (по данным Государственной геологической съемки масштаба 1 : 200000).
1 — Сибирский кратон; 2 — Центрально-Азиатский подвижный пояс; 3 — Китойкинский блок; 4 — региональные разломы; 5 — участок работ; 6 — Шарыжалгайский выступ фундамента Сибирской платформы; 7 — метаморфические образования каледонского складчатого пояса; 8 — мраморы; 9 — граниты; 10 — кайнозойские отложения; 11 — катаклаз и милонитизация (зона Главного Саянского разлома); 12 — участки проявления щелочного метасоматоза, по данным авторов; 13 — элементы залегания.
дельных зон происходит укрупнение зернистости с исчезнованием директивной текстуры. Главное отличие метасоматитов от гранито-гнейсов —это неустойчивость в них исходного биотита, который замещается пироксеном, амфиболом и/или магнетитом, а отчасти претерпевает перекристаллизацию.
Гнейсовидность и пол
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.