УДК 551.242./551.14
СТРОЕНИЕ, ВОЗРАСТ И РУДОНОСНОСТЬ БУРПАЛИНСКОГО РЕДКОМЕТАЛЬНОГО ЩЕЛОЧНОГО МАССИВА (СЕВЕРНОЕ ПРИБАЙКАЛЬЕ)
© 2014 г. Н. В. Владыкин*, И. А. Сотникова*, А. Б. Котов**, В. В. Ярмолюк***,
Е. Б. Сальникова**, С. З. Яковлева**
*Институт геохимии СО РАН 664033, Иркутск, Фаворского, 1А **Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2 ***Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35 Поступила в редакцию 28.02.2014 г.
Бурпалинский щелочной массив является уникальным геологическим объектом. В редкометальных сиенитах этого массива обнаружено более 50 минералов циркония, ниобия, титана, тория, бериллия и редкоземельных элементов, содержание которых часто составляет десятки процентов, а концентрации редких элементов в этих породах достигают: РЗЭ — 3.6%, /г — 4%, У — 0.5%, № — 0.5%, 1Ь — 0.5%, и — 0.1%. Геологические, геохимические данные показывают, что все разновидности пород Бурпа-линского массива являются продуктами дифференциации щелочных магм, изначально обогащенных редкими элементами. В его строении участвуют породы, варьирующие по составу от шонкини-тов и меланократовых сиенитов, нефелиновых и щелочных сиенитов до аляскитовых и щелочных гранитов. Крайними продуктами магматической дифференциации являются редкометальные пегматиты, апатит-флюоритовые породы и карбонатиты. Исходные для Бурпалинского массива расплавы образовались за счет обогащенного мантийного источника ЕМ-2. Для пуласкитов главной и редкометальных сиенитов жильной фаз Бурпалинского массива И-РЬ-методом по циркону получены оценки возраста кристаллизации соответственно 294 ± 1 и 283 ± 8 млн лет. Образование этого массива произошло в результате воздействия мантийного плюма на активную континентальную окраину Сибирского палео-континента.
DOI: 10.7868/S0016777014040066
ВВЕДЕНИЕ
Бурпалинский щелочной массив (фиг. 1), расположенный в труднодоступной высокогорной части Северо-Байкальского нагорья (высота до 3500 м), является уникальным геологическим объектом. Вместе с крупнейшим Сыннырским ультракалиевым щелочным массивом (площадь более 800 км2) и целым рядом более мелких массивов щелочных пород он относится к СевероБайкальской щелочной провинции (Жидков, 1961). В редкометальных сиенитах Бурпалинского массива обнаружено более 50 минералов циркония, ниобия, титана, тория, бериллия и редкоземельных элементов (Сотникова 2009), содержание которых нередко составляет десятки процентов, а концентрации редких элементов в этих породах достигают: РЗЭ - 3.6%, Zr - 4%, Y - 0.5%, Nb - 0.5%, Th - 0.5%, U - 0.1% и представляют промышлен-
Адрес для переписки: Н.В. Владыкин. E-mail: vlad@igc.irk.ru
ный интерес (Владыкин 1997; Владыкин, Миуза-ки, 2001; Сотникова, 2009, 2012). В связи с этим изучение Бурпалинского массива имеет важное значение для разработки моделей формирования крупных провинций проявления редкометально-го магматизма и образования месторождений стратегических полезных ископаемых.
В настоящей статье суммированы накопленные на сегодняшний день данные о геологическом строении и возрасте Бурпалинского массива, геохимических и изотопно-геохимических особенностях слагающих его пород, дана характеристика приуроченной к этому массиву редкометальной минерализации и предпринята попытка оценить его место в разработанных к настоящему времени схемах эволюции щелочного магматизма Центрально-Азиатского складчатого пояса (Владыкин, 1997; Коваленко и др., 2002, 2006; Ярмолюк, Коваленко, 2003; Ярмолюк, Кузьмин, 2012).
Фиг. 1. Схематическая геологическая карта Бурпалинского массива.
1 — четвертичные отложения, 2 — карбонатиты, 3 — аляскиты и щелочные граниты, 4 — апатит-флюоритовые породы, 5 — редкометальные пегматиты, 6 — кварцевые сиениты, 7 — пуласкиты, 8 — нефелиновые сиениты, 9 — шонкиниты и меланократовые сиениты, 10 — роговики, 11 — песчаники и алевролиты холоднинской свиты (верхний венд), 12 — места отбора проб для и-РЬ-геохронологических исследований (1 — проба Бур 305-10, 2 — проба Бур 313-10).
ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ БУРПАЛИНСКОГО МАССИВА И КРАТКАЯ ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЛАГАЮЩИХ ЕГО ПОРОД
Бурпалинский массив представляет собой концентрически зональную интрузию центрального типа площадью около 250 км2, которая прорывает вендские терригенные отложения холоднинской свиты (фиг. 1). Нами предложена новая схема магматизма Бурпалинского массива (Владыкин, 1997; Сотникова, 2009, 2012). Последовательность формирования главных разновидностей магматических пород Бурпалинского массива показана на фиг. 2.
К ранней фазе массива условно отнесены дайки шонкинитов и меланократовых сиенитов, обнаруженные во вмещающих породах его западного обрамления (фиг. 1). Они сложены калиевым полевым шпатом (80—60%) и темноцветными минералами (20—40%), которые представлены авгитом, биотитом и гранатом. Иногда в шонкинитах в
небольших количествах присутствует магматический кальцит, выделения которого расположены в интерстициях между зернами калиевого полевого шпата. Мощность даек шонкинитов и меланосие-нитов составляет 1—5 м, а их протяженность не превышает 100 м.
В главную фазу произошло внедрение щелочной магмы, при дифференциации которой на месте образовались нефелиновые сиениты, пулас-киты и кварцевые сиениты. Выходы нефелиновых сиенитов приурочены к центральной части массива (фиг. 1). Большая часть массива сложена пуласкитами. Ближе к контакту массива с вмещающими породами они сменяются щелочноземельными кварцевыми сиенитами. Контакты пу-ласкитов и кварцевых сиенитов с вмещающими массив песчаниками и алевролитами холоднин-ской свиты резкие, интрузивные. Последние в зоне контакта интенсивно ороговикованы, вплоть до образования кордиеритовых и биотитовых роговиков. Мощность зон ороговикования достигает 50-100 м.
а з
а ф
я
св . Я ^
ь л и
*
Главная фаза
Ранняя фаза
Фиг. 2. Последовательность формирования главных разновидностей магматических пород Бурпалинско-го массива (Владыкин, 1997; Сотникова, 2009).
Нефелиновые сиениты — это среднезернистые породы, состоящие главным образом из микро-клин-пертита (60—70%) и нефелина (10—25%). Темноцветные минералы (5—10%) нефелиновых сиенитов представлены авгитом и биотитом, а акцессорные — сфеном, цирконом, апатитом и магнетитом.
Пуласкиты обладают среднезернистой структурой и хорошо выраженной трахитоидной текстурой, обусловленной ориентировкой удлиненных кристаллов микроклин-пертита. Они сложены в основном пертитовым К-Ма-полевым шпатом (80—85%) и нефелином (5—8%). Главными темноцветными минералами пуласкитов являются щелочной амфибол (гастингсит) и эгирин-авгит. Редко в них встречается астрофиллит. Из акцессорных минералов присутствуют циркон, сфен, апатит и магнетит.
Кварцевые сиениты состоят из микроклин-пертита (70—80%), кварца (5—10%) и темноцветных минералов (5—15%) — амфибола (эденит-га-стингсита), эгирин-диопсида и биотита. Среди акцессорных минералов встречены апатит, магнетит, циркон и сфен.
Следующая фаза внедрения — жильная. Выходы пород жильной фазы занимают около 30% площади массива. К самым ранним относятся мелко- и сред-незернистые лейко- и мезократовые нефелиновые и щелочные сиениты, дайки и жильные тела которых пересекают породы главной фазы и не отличаются от них по минеральному и химическому составу.
Лейкократовые минералы жильных нефелиновых и щелочных сиенитов представлены микроклин-пер-титом (60—80%) и нефелином (5—10%), а темноцветные минералы (10—20%) — щелочным амфиболом (катафоритом) и эгирин-авгитом. Иногда в них встречается в небольших количествах магматический кальцит.
Дайковые тела эвдиалит-содалитовых сиенитов мощностью 1—3 м и протяженностью в сотни метров распространены в центральной части массива. Эти породы сложены пертитовым калина-тровым полевым шпатом (70—90%), содалитом (5—15%), эвдиалитом (1—10%), арфведсонитом и эгирином (5—10%). В некоторых разновидностях эвдиалит-содалитовых сиенитов присутствует нефелин. Некоторые исследователи называли эти породы мариуполитами (Андреев, 1981), хотя они не содержат главного минерала мариуполитов — альбита.
Редкометальные пегматиты — это неравномер-нозернистые (среднезернистые с крупнозернистыми участками) породы. Довольно часто они имеют полосчатую и трахитоидную текстуру. В качестве породообразующих минералов редкоме-тальных пегматитов выступают микроклин, альбит, эгирин, арфведсонит, нефелин и многочисленные минералы редких элементов, описание которых приведено в следующем разделе. В некоторых случаях на контакте редкометальных пегматитов с алевролитами холоднинской свиты образуются зоны фенитизации с редкометальной минерализацией мощностью до 5—10 м.
Особое место среди пород жильной фазы Бур-палинского массива занимает крупная дайка средне-, крупнозернистых апатит-флюоритовых пород, мощность которой изменяется от 10 до 20 м, а протяженность достигает 300 м. Эта дайка пересекает пуласкиты главной фазы и в свою очередь пересекается жилой аляскита. Контакты дайки с вмещающими породами резкие. Она сложена главным образом апатитом (10—30%) и флюоритом (20—70%). В эндоконтактовых зонах дайки встречаются магнетит (1—10%), биотит (3—15%), диопсид-авгит (2—10%) и нефелин (1—5%). Из акцессорных минералов в апатит-флюоритовых породах присутствуют гамбергит и игольчатый рентгеноаморфный цирконосиликат.
Во флюорите из апатит-флюоритовых пород обнаружены солевые включения с температурой гомогенизации более 560°С, а в апатите — включения раскристаллизованного расплава с температурой гомогенизации более 800°С (Сотникова и др., 2011). Эти породы являются своеобразными аналогами фоскоритов карбонатитовых массивов, только в данном случае вместо кальцита кристаллизовался флюорит.
Аляскиты (лейкограниты) и щелочные граниты образуют многочисленные дайки мощностью
16
14
12
9° 6
св £
4
I Щелочные / габбро П
Щелочные сиениты
■ до
д. д°>-
Сиениты
Щелочные лейкограниты
Щел. кварц. \ сиениты
Кварцевые
□ 1';»2»304Д5 У6 ■ 7+8^9
40 45 50 55 60 65
SiO2, мас. %
70
75
Фиг. 3. Классификацио
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.