ПЕТРОЛОГИЯ, 2004, том 12, № 6, с. 563-585
УДК 552.331:11
ВАРИАЦИИ ИСТОЧНИКОВ МАГМ ЩЕЛОЧНЫХ ГРАНИТОИДОВ И СВЯЗАННЫХ С НИМИ ПОРОД ХАЛДЗАН-БУРЕГТЕЙСКОЙ ГРУППЫ
МАССИВОВ (ЗАПАДНАЯ МОНГОЛИЯ) ПО ИЗОТОПНЫМ (НЕОДИМ, СТРОНЦИЙ И КИСЛОРОД) И ГЕОХИМИЧЕСКИМ ДАННЫМ
© 2004 г. В. И. Коваленко*, В. В. Ярмолшк*, В. П. Ковач**, Е. Б. Сальникова**, А. М. Козловский*, А. Б. Котов**, А. И. Ханчук***
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 109017 Москва, Старомонетный пер., 35, Россия; e-mail: vik@igem.ru **Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2, Россия ***Геологический институт ДВО РАН 690022 Владивосток, просп. 100-летия Владивостока, 159, Россия
Поступила в редакцию 25.12.2003 г.
Халдзан-Бурегтейская группа массивов щелочных пород в Западной Монголии (субщелочные до-лериты, щелочные базиты, сиениты, нордмаркиты, щелочные граниты, пантеллериты, экериты, редкометальные щелочные граниты) приурочена к мощному дайковому поясу, секущему раннека-ледонские островодужные офиолиты и расположенные в поле последних нормальные (нещелочные) граниты. В процессе формирования массивов выделяется семь фаз внедрения. Уран-свинцовый возраст по цирконам пород массивов составляет 392-395 млн. лет. Большой разброс значений возраста отмечен для рубидий-стронциевой системы, которая в породах нарушена. В соответствии с вариациями изотопного состава и содержаний редких элементов вся совокупность щелочных по-
T
род разделена на ряд групп. Изотопный состав неодима в породах массива (eNd) варьирует от +5 (пантеллериты и некоторые другие щелочные породы, объединенные в группу П) до +9 (щелочные базиты, долериты и некоторые другие породы группы Д). Промежуточные Nd-изотопные составы характеризуют группы Э и Э' (экериты и некоторые другие породы). Изотопный состав стронция для возраста кристаллизации пород массивов, определенный по концентрирующим стронций апатиту и флюоритам, составляет около 0.704. Изотопный состав кислорода в изученных породах колеблется в интервале значений 5180 от +3.4 до +8.6 (преобладают значения от +6.0 до +7.5). По соотношению совместимых и несовместимых элементов-примесей источники щелочных пород варьируют от OIB (щелочные базиты, породы группы П, сиениты) до N-MORB (экериты). Для объяснения вариаций состава в породах массивов привлекается гипотеза мантийного метасоматоза, обогащающего деплетированный мантийный источник непосредственно перед его плавлением. Предложена модель образования щелочных пород Халдзан-Бурегтейской группы массивов, в соответствии с которой источниками магм для пород группы П служили мантийный плюм с характеристиками OIB и деплетированная литосферная мантия. Предполагается, что последняя в интервале времени 532-636 млн. лет назад (видимо, при распаде суперконтинента Родиния) подверглась переработке в обогащенную мантию, из которой выплавились преобладающие в массивах породы группы Д. Экеритовые магмы группы Э' образовались при ассимиляции (или анатексисе) существенных количеств вмещающих островодужных офиолитов и нещелочных гранитов раннекаледонской юве-нильной континентальной коры Центрально-Азиатского складчатого пояса.
Халдзан-Бурегтейская группа массивов, расположенная в Западной Монголии, характеризуется широким разнообразием слагающих их магматических пород (от щелочных гранитов через нордмаркиты, сиениты, пантеллериты до щелочных и промежуточных базитов). В пределах этих массивов нами было выявлено крупное месторождение циркония, ниобия, редкоземельных элементов, в том числе тяжелых РЗЭ и иттрия
(Коваленко и др., 1985; Коваленко и др., 1989; Коуа1епко й а1., 1995). Геохронологическая и минералогическая характеристика пород массивов была дана в публикации (Коваленко и др., 2004). В предлагаемой статье мы кратко напомним эти данные, но акцент сделаем на анализе вариаций источников пород, используя при этом изотопные данные неодима, стронция, кислорода и разнообразные элементы-примеси.
Рис. 1. Геологическая карта Халдзан-Бурегтейской группы массивов щелочных пород и их обрамления. 1 - рыхлые отложения; 2 - щелочные базальты и сиениты (условно) 6-ой фазы, дайка щелочных сиенитов (условно) 6-ой фазы; 3 - редкометальные щелочные граниты 5-ой и 7-ой фаз; 4 - пантеллериты 4-ой фазы; 5 - породы 3-ей фазы: экериты, пегматиты щелочных гранитов, щелочные граниты; 6 - щелочные граниты 2-ой фазы; 7 - нордмаркиты 1-ой фазы; 8 - щелочные трахидациты, пантеллериты, комендиты, щелочные гранит-порфиры провесов кровли (вулканических жерловин); 9 - долериты и габбро; 10 - дайки базальтов, диоритов, монцонитов и гранитов; 11 - нормальные биотит-амфиболовые граниты; 12 - раннепалеозойские офиолиты; 13 - разломы; 14 - редкометальное месторождение Халдзан-Бурегтей (I), редкометальное проявление Цахирин (II).
Массивы щелочных пород расположены в западном обрамлении Озерной зоны каледонид. Геологическое строение района здесь определяют породы островодужной базальт-андезит-дацито-вой (с осадками) толщи, внедренные в них нормальные (нещелочные) гранитоиды, а также дай-ковый пояс базитов-андезитов-дацитов, секущий как островодужную ассоциацию, так и граниты. Щелочные массивы прорывают все эти образования и сложены магматическими породами следующих групп (от ранних к поздним, рис. 1): (1) нордмаркиты и сингенетичные с ними долери-ты; (2) щелочные граниты и сингенетичные с ними долериты; (3) дайковые экериты, мелкозернистые щелочные граниты и щелочно-гранитные пегматоиды; (4) дайковые пантеллериты; (5) ред-кометальные щелочные гранитоиды; (6) щелочные базиты и кварцевые сиениты; (7) миароло-вые щелочные редкометальные граниты. Последовательность образования перечисленных магматических пород установлена по их геологическим взаимоотношениям, и в дальнейшем изложении каждая из этих групп пород будет называться соответствующими (от первой до седьмой) фазами внедрения. Этим фазам мы не придаем смысл комагматичности, как это делается при выделении классических интрузивных фаз и фаций. Редкометальное оруденение концентрируется в двух участках (рис. 1): главное - в собственно Халдзан-Бурегтейском массиве и второстепенное -в телах щелочно-гранитоидных пегматоидов и кварц-циркон-ортит-эпидотовых метасоматитов, развитых по таким пегматоидам и концентрирующихся в провесах кровли, расположенных к северу от этого массива, в других телах щелочных гранитоидов (проявление Цахирин). Как уже было показано в более ранних наших публикациях, собственно Халдзан-Бурегтейский массив имеет концентрически-зональное строение, фиксируемое расположением даек различных интрузивных фаз. Все массивы рассматриваемой группы, в свою очередь, имеют дайкообразные формы, и их расположение контролируется упоминавшимся выше мощным дайковым поясом, приуроченным к региональному Цаган-Шибетинскому разлому.
В предыдущей нашей статье (Коваленко и др., 2004) были приведены данные о радиологическом возрасте магматических пород массивов (уран-свинцовые по цирконам, аргон-аргоновые по амфиболам и рубидий-стронциевые по породам и минералам). Для собственно щелочных гранитоидов Халдзан-Бурегтейского массива имеется значительное количество датировок разными методами. Наиболее надежными являются датировки уран-свинцовым методом по цирконам. По циркону из щелочных гранитов 2-ой фазы внедрения установлен возраст 392.2 ± 2.3 млн. лет, из сиенитов 6-ой фазы - 390.8 ± 1.2 млн. лет, а из кварц-эпидот-циркон-ортитовой рудной зоны проявле-
ния Цахирин - 395.0 ± 1.3 млн. лет. Похоже, что все гранитоиды собственно Халдзан-Бурегтей-ского массива, в том числе сиениты, которые прорывают породы первых четырех фаз, включая пантеллеритовые дайки, имеют близкий уран-свинцовый цирконовый возраст, составляющий 390-392 млн. лет. Возможно, несколько более древними, судя по цирконовой датировке руд участка Цахирин, являются породы и руды этого участка.
Оценки возраста щелочных пород массива, полученные рубидий-стронциевым методом в целом несколько более низкие по сравнению с уран-свинцовыми цирконовыми датировками и, кроме того, варьируют в более широких рамках. Общая эрохрона рубидий-стронциевых изотопных данных для всех пород массива дает оценку возраста 369.9 ± 17.1 млн. лет при очень высоком СКВО (163). Эрохроны для пород ранних трех фаз и для пород остальных поздних фаз (кроме щелочных базитов 6-ой фазы) дают возрасты 376.9 ± ± 11.2 млн. лет (СКВО = 17.3) и 366.4 ± 36.5 млн. лет (СКВО = 244) соответственно. Изохрона по двум точкам для щелочного гранита 2-ой фазы и флюорита дает возраст 385 ± 4 млн. лет. Интервал возрастов при постоянном первичном отношении
, принятом равным этому отношению во флюорите, для всех проб гранитов этой фазы составляет 366-388 млн. лет. Аналогичный интервал
возрастов при постоянном 10|г (апатит, табл. 1) для экеритов 3-ей фазы составляет 371-379 млн. лет. Эрохрона для флюорита и пород 7-ой фазы составляет 373 ± 25 млн. лет при вариациях возрастов, рассчитанных на флюорита этой фазы, 373-406 млн. лет. Рубидий-стронциевый возраст полилитионита из редкометальных щелочных гранитов 5-ой фазы составляет 386 млн. лет. Более низкие рубидий-стронциевые оценки возраста по сравнению с цирконовыми датировками могут быть связаны с более низкой температурой закрытия рубидий-стронциевой системы, и тогда эта разница возрастов характеризует различие во времени температуры закрытия уран-свинцовой системы в цирконах и рубидий-стронциевой - в породах. Но, конечно, нельзя исключать, что на рубидий-стронциевую систему щелочных гранитоидов воздействовало какое-то наложенное событие, нарушившее изотопное равновесие 366373 млн. лет назад или даже раньше и способствовавшее упомянутым вариациям рубидий-стронциевого возраста пород и минералов. Последнее предположение подтверждается более реалистич-
т8г
ными значениями первичного отношения 10 в породах для возраста 370 млн. лет, в то время как величина первичного отношения для возраста 392395 млн. лет для многих из изученных пород
Таблица 1. ЯЬ-Бг, 8т-№1 и О изотопные данные для пород и минералов Халдзан-Бурегтейского массива
№п/п Номер образца ЛЬ
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.