ГЕОХИМИЯ, 2003, № 1, с. 70-82
РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В КВАРЦ-МУСКОВИТОВЫХ МЕТАСОМАТИТАХ ПРИМОРСКОГО РАЗЛОМА (ЗАПАДНОЕ ПРИБАЙКАЛЬЕ)
© 2003 г. В. Б. Савельева, А. С. Зырянов, С. В. Пантеева
Институт земной коры СО РАН 664033 Иркутск, ул. Лермонтова, 128 Поступила в редакцию 16.04.2001 г.
Изучено поведение редкоземельных элементов и У в метаморфических породах сарминской серии РЯ1 и развитых по ним кварц-мусковитовых метасоматитах зоны Приморского разлома в Западном Прибайкалье. Рассмотрены метасоматиты по кварц-хлоритоидным, хлоритоид-ставролит-гранато-вым сланцам и гранатовым амфиболитам, в процессе преобразования которых выделяются две стадии: калиевого метасоматоза и кислотного выщелачивания. Показано, что при мусковитизации хлоритоид-ставролит-гранатового сланца РЗЭ ведут себя инертно, тогда как образование кварц-гранат-мусковитовых метасоматитов по хлоритоидным сланцам сопровождается увеличением в породах содержаний ТЯУ, а образование гранат-мусковитовых метасоматитов по гранатовым амфиболитам - как ТЯСе, так и ТЯУ. При окварцевании сланцев происходит интенсивный вынос редкоземельных элементов и У, с уменьшением их суммарного содержания в 3-6 раз по сравнению с субстратом и понижением отношения ТЯСе/ТЯУ от 4.3-11.8 до 2.2-2.6.
К настоящему времени накоплен большой материал по геохимии редкоземельных элементов в магматических, осадочных и метаморфических породах, позволяющий широко использовать РЗЭ для решения различного рода задач в области магматической петрологии, при анализе процессов корообразования, реконструкциях палеогео-динамических обстановок и др. Значительно слабее изучено поведение редкоземельных элементов в метасоматических процессах, несмотря на важную роль последних в формировании и преобразовании континентальной коры. При этом наибольшее количество публикаций, преимущественно отечественных геологов, направлено на изучение поведения РЗЭ при щелочном метасоматозе и гранитизации [1-4 и др.], в то время как гораздо более ограниченное число работ посвящено анализу распределения РЗЭ в других типах метасоматитов.
В данной статье приводятся данные, характеризующие поведение РЗЭ при образовании кварц-мусковитовых метасоматитов, которые в классификациях метасоматических пород [5-7] относятся к среднетемпературным кислотным метасома-титам, формирующимся в обстановке умеренных давлений при повышенных соотношениях ак/а +
в растворах. Объектом исследования послужили метасоматиты, широко развитые в Западном Прибайкалье в зоне Приморского разлома. Следует отметить, что в настоящее время в группе кислотных метасоматитов наиболее детально изучено поведение РЗЭ при образовании вторич-
ных кварцитов [8], а также при процессах постмагматического изменения гранитов - серицити-зации, турмалинизации, аргиллизации [9], тогда как данные, отражающие подвижность РЗЭ при образовании кварц-мусковитовых метасоматитов, в литературе отсутствуют.
КРАТКИМ ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ОЧЕРК
Приморский разлом относится к категории глубинных разломов краевого шва, отделяющих Сибирскую платформу от Саяно-Байкальской складчатой области [10] (рис. 1). Тектониты Приморского разлома наложены на метаморфические породы сарминской серии РЯ1 и граниты приморского комплекса, которые образуют раннепроте-розойский складчатый пояс в составе фундамента Сибирской платформы и слагают в Западном Прибайкалье Приморский хребет и южную часть Байкальского хребта. На западе сарминская серия перекрывается отложениями платформенного чехла - байкальской серией верхнего протерозоя, а на востоке Приморским разломом отделена от ольхонской серии раннепалеозойского метаморфического комплекса Приольхонья. Текто-ниты Приморского разлома имеют мощность от первых сотен метров до 5-8 км, протягиваются в северо-восточном направлении на расстояние около 150 км [11].
В сарминской серии по одним представлениям выделяются (снизу вверх) хулуртуйская и илик-тинская свиты [12], по другим - иликтинская и
\\ 2 а б 3 4 '/л 5 6 ■ 7 1666/97| •
Рис. 1. Схема геологического строения региона. 1-3 - Сибирская платформа: 1 - рифейско-палеозойский осадочный чехол, 2-3 - фундамент платформы (2 - сарминская серия, 3 - граниты (а) и гнейсограниты (б) приморского комплекса), 4 - складчатое обрамление: ольхонская серия раннепалеозойского метаморфического комплекса Приольхонья, 5 - зона максимального динамометаморфизма и мусковитизации (Приморский разлом), 6 - изограды метаморфизма (Gr - граната, St - ставролита, Ab + Ep + Act - альбит-эпидот-актинолитовая, Hrb + Ol - роговообманково-олигокла-зовая, Tsch - чермакита), 7 - район работ, 8 - точки отбора и номера проб. Основа по Геологической карте СССР м-ба 1 : 200000, с дополнениями авторов.
анайская [13]. В состав хулуртуйской и иликтин-ской свит входят хлорит-мусковитовые, хлорит-двуслюдяные и гранат-биотитовые сланцы, мета-эффузивы кислого и среднего состава, гнейсы, амфиболиты, кристаллосланцы. Анайская свита представлена кварцитами и высокоглиноземистыми (23-27% А1203) сланцами [14]: кварц-серицит-хлоритоидными, кварц-мусковит-хлоритоидны-ми, кварц-хлорит-хлоритоидными, кварц-мусковит-дистен-хлоритоидными, хлоритоид-гранат-ставро-литовыми. Среди отложений обоих свит залегают силлы метадиабазов.
Породы сарминской серии претерпели зональный метаморфизм кианит-силлиманитового типа с повышением степени метаморфизма в юго-восточном направлении при приближении к границе с ольхонской серией. В метапелитах выделяются следующие метаморфические зоны: биотитовая, гранатовая и ставролит-хлоритоидная, в метаба-зитах - альбит-кальцит-эпидот-хлоритовая, альбит-эпидот-актинолитовая, олигоклаз-роговообманко-вая и олигоклаз (андезин)-чермакитовая. Данные термобарометрии отражают неизобарический характер прогрессивного метаморфизма в сарминской серии с увеличением давления на границе с ольхонским блоком, где был сосредоточен также максимальный тепловой поток. Оценки Т-Р-па-раметров метаморфизма по парагенезисам мета-базитов составляют 280-370°С, 2-3.6 кбар вблизи границы с байкальской серией и 625-655°С, 5.06.4 кбар в обрамлении гнейсогранитов приморского комплекса на границе с ольхонской серией.
Приморский комплекс представлен биотитовыми гнейсогранитами и гранитами, по химизму сходными с гранитами рапакиви [15]. Контакты
гранитов с сарминской серией в основном тектонические, однако в поле развития пород зеленослан-цевой фации отмечается прорывание гранитами образований иликтинской свиты [15], а в наиболее высокотемпературной зоне метаморфизма - постепенные переходы между гранитами и метаморфическими породами через ореолы порфи-робластической микроклинизации [16]. По данным В.С. Федоровского, С.П. Кориковского, А.И. Сезь-ко [13], все граниты, развитые в поле сарминской серии, являются синметаморфическими. Наиболее достоверным возрастом гранитов считается 1910 ± 30 млн. лет [17].
ПЕТРОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАСОМАТИТОВ
Метасоматоз в зоне разлома тесно связано с ди-намометаморфизмом. На всем протяжении разлома наложенные деформации в гранитах и породах сарминской серии сопровождаются интенсивным проявлением мусковитизации и окварцевания. Однако наиболее интенсивно эти процессы проявились на границе с ольхонской серией, в полосе шириной до 4-5 км, где накладываются на граниты и метаморфические породы ставролитовой и гранатовой зон метаморфизма (рис. 1). В пределах главной зоны динамометаморфизма также выделяются участки, различающиеся по степени деформации и метасоматической проработки, причем интенсивность метасоматоза усиливается с увеличением степени деформации. Тектоно-метасоматический комплекс включает кварц-полевошпатово-слюдистые бластокатаклазиты и бластомилониты по гранитам, рассланцованные мусковитизированные гнейсы, кварц-гранат-мус-
4
1 \ \ \ 2 3 159/99 •
Рис. 2. Поля составов сланцев сарминской серии и метасоматитов по ним на диаграмме A'KF (A' = AI2O3 + Fe2O3 -(K2O + Na2O), K = K2O, F = FeO + MgO + MnO, все окислы в молекулярных количествах). 1-3 - поля составов: 1 - хло-ритоидных и гранат-ставролитовых сланцев, 2 - кварц-гранат-мусковитовых метасоматитов, 3 - кварцитосланцев, 4 -составы рассматриваемых в статье образцов. Alm - альмандин, Ames - амезит, Chld - хлоритоид, Ms - мусковит, St -ставролит.
ковитовые крупнозернистые метасоматиты с реликтами высокоглиноземистых сланцев, мус-ковитовые кварцитосланцы и кварциты, которые обычно связаны со слюдистыми бластоми-лонитами и гранат-мусковитовыми сланцами постепенными переходами, а также пластооб-разные тела амфибол-плагиоклазовых бласто-милонитов, представляющих собой динамомета-морфизованные дайки диабазов. Максимально метасоматические изменения проявлены в мета-пелитах и гранитах, несколько слабее в гнейсах и в значительно меньшей степени в метабазитах, что обусловлено быстрой нейтрализацией растворов при взаимодействии с породами, богатыми основаниями. При этом, независимо от состава субстрата, влияющего на особенности протекания процесса, конечным продуктом метасоматоза являются мусковит-кварцевые и кварцевые метасоматиты, характерные для кислотного выщелачивания.
Наиболее интересными в петрогенетическом отношении являются метасоматиты по высокоглиноземистым сланцам, широко представленные в главной зоне динамометаморфизма. В про-
цессе их образования отчетливо выделяются две стадии. На ранней стадии - калиевого метасоматоза - в хлоритоидных и гранат-ставролитовых сланцах происходит замещение хлоритоида и в меньшей мере ставролита мусковитом =
= 0.17-0.21, = 5.9-12.31). Одновременно происходит образование граната, который представлен синдеформационными зернами величиной до 1.5 см либо мелкими додекаэдрическими зернами, облекаемыми мусковитом. Мусковит часто содержит вростки мелких зерен турмалина, что свидетельствует о протекании процесса минера-лообразования в условиях умеренной кислотности [18]. При усилении метасоматоза из темноцветных минералов в мусковитовых метасомати-тах остается только гранат, который резко укрупняется, достигая величины 2-2.5 см. Общая направленность изменения минералогического состава высокоглиноземистых сланцев при мет
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.