ГЕОХИМИЯ, 2008, № 3, с. 243-263
ЩЕЛОЧНЫЕ ГРАНИТЫ И БЕРИЛЛИЕВОЕ (ФЕНАКИТ-БЕРТРАНДИТОВОЕ) ОРУДЕНЕНИЕ НА ПРИМЕРЕ ОРОТСКОГО И ЕРМАКОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЙ
© 2008 г. Ф. Г. Рейф
Геологический институт СО РАН 670047 Улан-Удэ, ул Сахьяновой, 6а E-mail: felix@geo.buryatia.ru Поступила в редакцию 20.09.2006 г.
Для выяснения особенностей поведения Ве в процессе кристаллизации и дегазации щелочной гранитной магмы исследованы расположенные в Забайкалье Оротская (Ор) и Ермаковская (Ер) интрузии эгириновых гранитов, сопровождаемые разномасштабным Ве оруденением. Посредством петрографического и геохимического изучения пород, термометрии и микроанализа расплавных и флюидных включений установлено, что интрузии образованы отдельными порциями магмы, внедрившимися из единого магматического источника на последовательных стадиях его дифференциации. Кристаллизация интрузий происходила в интервале температур >1030-790°С (Ор) и 840-640°С (Ер) и сопровождалась повышением содержания Н2О и F в расплаве первой от 2.1 до 3.5% и от <1 до 1%, соответственно, а второй - от 3.9 до 6.7% и от <2.6 до 4.1%. Выделение флюидов Оротской интрузией началось на поздней, а Ермаковской - на промежуточной стадии кристаллизации. В начале этого процесса они были представлены галогенидно-сульфатными рассолами с более высоким (в Ор) и более низким (в Ер) отношением Cl : F. С понижением температуры магматические флюиды разделялись на две несмесимые фазы - с высокой и низкой концентрацией солей. Магматогенные рассолы и слабосоленые растворы обеих интрузий обогащены Ве (до 1.1 г/кг), что сопоставимо с его концентрацией в эманациях бериллоносных пегматитов Памира, но многократно превышает СВе в магматических флюидах вольфрамо- и оловоносных гранитных интрузий. Бериллиевое оруденение Оротского и Ер-маковского месторождений сформировано растворами, по составу и Ве-носности аналогичными слабосоленой фазе соответствующих магматических флюидов. Рассолы Ермаковской интрузии, обогащенные Мо (до 17 г/кг), в меньшей мере Mn, Ce и La, сформировали непромышленную монацит-молиб-денитовую минерализацию. С учетом имеющихся экспериментальных данных и результатов проведенных расчетов сделаны выводы, что пересыщенность расплавов обеих интрузий щелочами (ASI <1), высокое содержание в них F (до 4.1%) и отсутствие магматических минералов-носителей бериллия способствовали избирательной экстракции последнего отделяющимися флюидами в виде наиболее растворимых фторокомплексов. Высокая окисленность расплава обусловила преобладание в нем 6-валентных форм S и Mo, которые эффективно экстрагировались флюидной фазой в виде сульфатов и молибдатов щелочных металлов. Основную ответственность за разную рудопродук-тивность Оротской и Ермаковской интрузий несут различия в исходном содержании H2O, F и, скорее всего, Ве в материнских расплавах, что обусловлено их разной дифференцированностью на доинтрузивном этапе эволюции общего магматического источника.
ВВЕДЕНИЕ
Обстоятельные сводки по геологии и генезису гидротермальных месторождений бериллия на территории бывшего Советского Союза [1-3] и зарубежных стран [4] предоставляют надежные свидетельства тесной связи этого типа оруденения с гранитоидным магматизмом. При этом глинозе-мистость/щелочность гранитоидов предопределяет преобладание в ассоциированных рудах берилла или фенакита/бертрандита, но мало влияет на масштабы оруденения, о чем можно судить по имеющимся для многих месторождений данным о ресурсах руд и среднем содержании в них ВеО [4]. Из этих же данных следует, что Ве руды, как правило, богаты флюоритом (при карбонатном
составе вмещающих пород) и/или топазом (в алю-мосиликатной среде), т.е. формируются высокофтористыми растворами. Учитывая это, можно полагать, что обогащенность гранитоидной магмы фтором является одним из главных факторов мобилизации Ве из расплава в отделяющийся флюид и последующего образования гидротермальных месторождений этого металла. Чтобы убедиться в этом, необходимы сведения о концентрации Б в расплаве, а не в гранитах, в которых содержание этого и других летучих компонентов зачастую многократно ниже, чем в расплавных включениях из минералов этих же пород [5-7]. Более 1000 анализов включений расплава, опубликованных до 2000 года и обобщенных в работе [8],
свидетельствуют о том, что содержание F в кислых расплавах варьирует от 0.1 до 2 мас. %. Однако для определения значений этого параметра, свойственных интрузиям, сопровождаемым гидротермальным Ве оруденением, необходимо проведение специальных исследований.
Следует также отметить, что, согласно сводке [4], руды с наиболее высоким содержанием ВеО (от ~0.5 до 1.5 мас. %) образуются при замещении карбонатных пород. Эффективное соосаждение F и Be в такой обстановке обусловлено тем, что связывание фтора с кальцием известняков (образование флюорита) вызывает распад фторокомплек-сов Ве, являющихся основным переносчиком этого металла, т.к. их растворимость в гидротермах на несколько порядков выше, чем других соединений Ве [9]. Тем не менее часть подобных апо-карбонатных существенно флюоритовых залежей содержит лишь незначительную примесь Ве. Яркий пример этого - руды крупного Вознесенского флюоритового месторождения на Дальнем Востоке России, содержащие в среднем всего 0.06% ВеО [3]. Это может означать, что даже обогащенные фтором магматогенные флюиды не всегда содержат Ве в количестве, достаточном для образования "рудных" концентраций в обстановке, наиболее благоприятной для его осаждения. Очевидно, что способность гранитоидных интрузий генерировать Ве-носные рудообразую-щие флюиды зависит от целого ряда факторов, выяснение сущности и условий проявления которых остается одной из актуальных задач современной геохимии.
Существует два основных подхода к решению таких задач: 1) экспериментальное исследование межфазового распределения интересующих элементов в модельных, большей частью упрощенных, магматических системах в зависимости от Т, Р, /02, состава расплава и сосуществующего с ним флюида, и 2) геолого-минералогическое, геохимическое, термобарогеохимическое изучение природных магматогенных флюидных систем (МФС), отличающихся от модельных систем большей сложностью и многообразием структурно-геологических обстановок. В настоящей работе реализован второй из указанных подходов. Исследования были сосредоточены на двух Ве-носных МФС - Ер-маковской (Ер) и Оротской (Ор), которые удалены друг от друга на 30 км и связаны с одновозрастны-ми (224 ± 1.1 и 224.8 ± 1.3 млн. лет, по [10-11]) интрузиями щелочных гранитов близкого состава. Оротская МФС отличается от Ермаковской меньшими масштабами бериллиевого орудене-ния, более низким содержанием ВеО в рудах [3] и широким проявлением кислотного выщелачивания рудовмещающих пород [3, 12, 13]. Для выяснения условий дифференциации и дегазации интрузий, особенностей мобилизации Ве и сопутствующих элементов из расплава в отделяющийся
флюид широко использованы методы термометрического и микроаналитического изучения рас-плавных (PB) и флюидных (îB) включений в минералах. Oсобое внимание уделено остаточным пегматитам, наиболее благоприятным для изучения магматических эманаций. Эволюция последних при субсолидусных температурах в данной статье подробно не рассматривается, так как охарактеризована в отдельных публикациях [7, 1З, l4].
АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Oпределение содержаний главных элементов в гранитах проведено в аналитической лаборатории ГИИ CO PAH методами, подробно описанными в [7]. Аналитики: A.A. Цыренова, B.A. Иванова, Г.П. Булдаева, ИЗ. Боржонова, ИЗ. Барда-мова, Э^. Татьянкина. Примесные элементы, кроме Be, Li, Rb, Cs, определялись рентгено-флю-оресцентным методом на установке VRA^O Б.Ж. Жалсараевым.
Анализ части гомогенизированных расплавных включений и дочерних минералов во вскрытых многофазных включениях выполнен H.C. Карма-новым (FHH CO PAH) с помощью сканирующего электронного микроскопа LEO 14З0 VP c энергодисперсионным спектрометром INCA Energy З00 при ускоряющем напряжении 20 кБ, токе 0.5 нА (SEM-EDS). Электронно-зондовый анализ (EPMA) минералов и двух расплавных включений провели H.C. Карманов и C.B. Канакин (mH CO PAH) на автоматизированном ими приборе MAP-З Красногорского механического завода. Условия анализа: ускоряющее напряжение 20 кБ, ток и диаметр зонда 40 нА и 2 мкм соответственно. Удержание Be и ряда других элементов во включениях магматического флюида определено û.M. Ишко-вым с помощью методики атомно-эмиссионной спектроскопии с лазерным вскрытием включений (AeS-LM). Полное описание методики приведено в монографии [15], сжатое - в [7].
Удержание воды в расплавных включениях оценено на основе волюмометрических и термометрических данных по методике, описанной в [6]. Для изучения расплавных и флюидных включений использована термокамера с силитовым нагревателем в комплекте с микроскопом MБИ-6, милливольтметром B7-40 и Pt/Pt-Rh термопарой, откалиброванной по точкам плавления шести химически чистых веществ и температуре гомогенизации двух флюидных включений, синтезированных при известных PT-параметрах. Oтклонение градуировочной кривой от экспериментальных точек не превышает 4°. Расплавные включения размером >15 мкм, отобранные для последующего электроннозондового анализа, гомогенизировались под давлением аргона 500 M^ в институте экспериментальной минералогии PAH (Черноголовка) Т.П. Cаловой. Криокамера, охлаждаемая
жидким азотом, снабжена медь-константановой термопарой, откалиброванной по включениям жидкой С02 с температурами гомогенизации, измеренными в водной среде ртутным термометром с точностью ±0.1°С, и искусственным включениям водно-солевых растворов с известной температурой эвтектики. Отклонение экспериментальных точек от экспоненциальной аппроксимирующей кривой не превышает ±0.2°С в диапазоне от +30°С до -56°С.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА
Интересующий район является частью складчатого обрамления Сибирской платформы и находится в Западном Забайкалье, в 140 км к востоку от г. Улан-Удэ (см. врезку на рис. 1). После завершения континентальной коллизии ^-Э?) территория развивалась в условиях внутриконтиненталь-но
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.