ПЕТРОЛОГИЯ, 2008, том 16, № 3, с. 331-336
УДК 548.4
УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ РУДОНОСНЫХ ЛИТИЙ-ФТОРИСТЫХ ГРАНИТОВ ШУМИЛОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ВОЛЬФРАМА,
ЦЕНТРАЛЬНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ
© 2008 г. Д. Ф. Ступак*, В. Ю. Прокофьев**, Г. П. Зарайский***
*Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет
119899 Москва, Воробьевы горы, Россия **Институт геологии рудных месторождений, минералогии, петрографии и геохимии РАН 119017 Москва, Старомонетный пер., 35, Россия; e-mail: vpr@igem.ru ***Институт экспериментальной минералогии РАН 142432 Черноголовка, Московская обл., Россия; e-mail: zaraisky@iem.ac.ru Поступила в редакцию 25.05.2007 г.
Изучены включения силикатного расплава в кварце вкрапленников в литий-фтористых гранит-порфирах Шумиловского массива, рассматривающихся в качестве источника рудоносных флюидов Шумиловского месторождения вольфрама. Даны первые оценки концентрации воды в гранитном расплаве (2.1-7.6 мас. %) и давления воды в магматической камере (3.1-5.2 кбар). Сделан вывод о сходстве физико-химических параметров формирования флюидно-магматической системы Шумиловского и Спокойнинского месторождений вольфрама.
Информация о составе и концентрации летучих компонентов в рудоносных гранитоидных расплавах важна для оценки продуктивности гранитоидных флюидно-магматических систем (Рейф, Бажеев, 1982; Рейф, 1990). Нами были сделаны первые оценки давления водного флюида и концентрации воды в расплаве литий-фтористых гранитов Шумиловского массива, с которыми генетически связано Шумиловское месторождение вольфрама (Гетманская и др., 1986; Бубнов, 1995; Гайворонский, 1995).
Би-"" Мо-"" а также непромышленная минерализация Та, ЫЪ, Ве.
Асакан-Шумиловский массив сложен гранитами трех последовательно внедрявшихся фаз (рис. 2, табл. 1). Первая фаза представлена биотитовыми порфировидными мелкосреднезернисты-ми массивными, иногда гнейсовидными гранитами, реже гранодиоритами. Вторая фаза включает лейкократовые равномернозернистые порфиро-видные мелкокрупнозернистые граниты и гра-
КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ШУМИЛОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Месторождение расположено в южной части Центрального Забайкалья, в 70 км к югу от широтного направления течения реки Чикой (рис. 1). Оно находится в области мезозойской активизации протерозойско-палеозойского складчатого фундамента Монголо-Охотского коллизионного пояса. Месторождение приурочено к центральной купольной части крупного Асакан-Шумиловского гранитного интрузива среднеюр-ского возраста (170 млн. лет), обнаженного на площади около 300 км2 (Гайворонский, 1995). К Асакан-Шумиловскому рудному району относится ряд других месторождений и рудопроявлений
Рис. 1. Географическая схема расположения Шумиловского массива (Ш).
0 1 км
Рис. 2. Геологическая схема района Шумиловского месторождения (по материалам (Дворядкин и др., 1975)). 1 - терригенные отложения ингодинской серии, С^; 2 - субвулканический комплекс (дацитовые порфириты, кварцевые порфиры), Хя-аРяР7з; 3-5 - Даурский гранитоидный комплекс у-8Т (3 - биотит-роговообманковые диориты 1-ой фазы, 4 - гранодиориты 2-ой фазы, 5 - порфировидные биотитовые граниты 3-ей фазы); 6-8 - Асакан-Шумилов-ский гранитоидный комлекс, 71-72^2 (6 - биотитовые порфировидные граниты и гранодиориты 1-ой фазы, 7 - лейко-кратовые порфировидные граниты и гранит-порфиры 2-ой фазы, 8 - литий-фтористые граниты 3-ей фазы).
нит-порфиры. К третьей фазе относятся мелко- ры, с которыми связаны вольфрамоносные грей-среднезернистые Й-Б граниты и гранит-порфи- зены Шумиловского месторождения.
Таблица 1. Химический состав (мас. %) гранитоидов Асакан-Шумиловского интрузивного комплекса (по данным (Дворядкин и др., 1975; Сырицо, 2002))
Компоненты 1 2 3 4 5 6 7 8 9
8102 72.82 73.64 72.64 71.66 75.38 75.84 75.98 76.06 72.15
ТЮ2 0.55 0.10 0.29 0.25 0.18 0.21 0.16 0.21 0.01
А1203 14.07 12.89 13.10 13.80 12.80 13.00 11.58 10.95 15.90
Бе203 - 0.12 0.72 0.84 0.42 0.42 0.68 1.46 0.36
Бе0 0.06 2.66 2.35 2.87 1.15 1.07 0.65 0.93 1.17
Мп0 0.39 0.043 0.051 0.057 0.03 0.02 0.04 0.07 0.09
1^0 0.82 0.24 0.35 0.39 0.22 0.18 0.16 0.76 0.23
Са0 3.80 0.77 1.04 0.99 0.25 0.67 0.44 0.86 0.26
№20 4.70 4.40 4.15 3.95 3.85 3.15 3.95 3.24 5.76
К20 4.40 4.90 4.60 4.30 4.70 4.60 4.80 5.00 3.26
Р205 0.95 0.14 0.13 0.05 0.06 0.06 0.01 0.04 0.01
П.п.п. 0.13 0.05 0.35 0.65 0.58 0.34 0.84 2.91 н.д.
Сумма 98.70 100.00 99.77 99.81 99.62 99.57 99.30 99.49 99.20
Примечание. 1-4 - 1-я фаза (1, 2 - Усть-Шумиловский массив, 3, 4 - Верхнемарфинский массив); 5-8 - 2-я фаза (5, 6 - Шуми-ловский массив, 7, 8 - Ясытайский массив); 9 - 3-я фаза (Шумиловское месторождение).
УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ РУДОНОСНЫХ ЛИТИИ-ФТОРИСТЫХ ГРАНИТОВ
МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ШУМИЛОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Оловянно-вольфрамовое Шумиловское месторождение грейзенового типа (Гетманская и др., 1986; Бубнов, 1995; Гайворонский, 1995) является самым крупным рудным месторождением в районе. Основная грейзеново-рудная залежь месторождения располагается на глубине 70-120 м от поверхности купола среднезернистых биотитовых лейкогранитов и представляет собой мощное (до 100 м) пологозалегающее тело площадью порядка 500 х 600 м (Гетманская и др., 1986, 1995; Гайворонский, 1995). По морфологии рудная залежь относится к промышленному типу грейзе-низированных гранитных куполов. Важная особенность месторождения состоит в том, что промышленное грейзеново-рудное тело залегает не в апикальной части гранитного купола, как обычно, а внутри него на некоторой глубине. Это связано с тем, что рудогенерирующими являлись не вмещающие оруденение порфировидные лейко-граниты ранних фаз внедрения, а вскрытые скважинами на глубине 120-140 м под ними в форме штока мелкозернистые литий-фтористые граниты заключительной фазы Асакан-Шумиловского интрузивного комплекса (Бубнов, 1995).
Апикальная часть штока литий-фтористых гранитов и часть биотитовых лейкогранитов кровли превращены в грейзеновое тело с промышленным вольфрамовым оруденением, которое и представляет собой основную рудную залежь Шумиловского месторождения. Это так называемая структура месторождения "купол в
333
куполе" (Т^ясИепёогС, 1989). На месторождении наиболее широко распространены слюдисто-кварцевые, слюдисто-топаз-кварцевые и топаз-кварцевые грейзены. Основной рудный минерал вольфрамит образует мелкую неравномерную вкрапленность в грейзенах, а также мелкие гнезда и прожилки в ассоциации с другими рудными минералами: касситеритом, сфалеритом, арсено-пиритом, пиритом, халькопиритом, молибденитом, галенитом и минералами висмута. Нерудные минералы - кварц, полевой шпат, литиевые слюды (протолитионит, циннвальдит), топаз (Гетманская и др., 1986).
Среднезернистые порфировидные биотито-вые граниты (лейкограниты) главной фазы массива сложены кварцем, микроклином, олигокла-зом и биотитом. Вкрапленники представлены микроклином. По акцессорным минералам граниты относятся к монацит-ильменитовому типу, обогащены Ся, ЯЪ, П, Ля, Ве, БЪ, Та, ТЬ, и, РЬ и обеднены Ва, Бг, V, Си, Мо, Сг, N1, Со, V, №>, 7г, Ш, У и большинством РЗЭ по сравнению со средним составом верхней континентальной коры. Более поздние мелкозернистые литий-фтористые граниты внутреннего штока сложены кварцем, микроклином, альбитом, протолитионитом и небольшим количеством топаза. По сравнению с биотитовыми лейкогранитами они еще более обогащены многими литофильными и рудными металлами: В1, Сё, Мо, Ве, Бп, Та, №>, Ш, 2г, П, ЯЪ, Ся, Т1, 2П, РЪ, Си, Ля, ва, И (рис. 3).
Грейзены обогащены по сравнению с Ы-Б гранитами элементами, входящими в состав минералов главных рудных ассоциаций месторождения:
102п
101
100
В1 Сё
W Та
Т1
Мо
Ве 2п Бп Ь
ЯЪ
РЪ
NЪ
Ля Си
Ск
_ Ьи Оа
Ппп
УЪТш2г
Ппп
У Бш
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I—¡'-чиц-щлшмм III III III II
Е^шш^аТЩуСе
Ьа
N1
Еи
Ва
10-
Бг
Рис. 3. Обогащение и обеднение различными малыми элементами литий-фтористых гранитов Шумиловского месторождения относительно материнских лейкогранитов Асакан-Шумиловского массива.
и
Таблица 2. Содержания (ppm) редких и редкоземельных элементов в литий-фтористых гранитах и в рудоносных грейзенах Шумиловского месторождения
Элементы Li-F гранит Грейзен по Li-F граниту Элементы Li-F гранит Грейзен по Li-F граниту
Li 307 902 La 8.2 12.6
Be 22.5 6.1 Ce 26.9 33.7
Sc 1.2 1.8 Рг 3.5 4.6
& 16.8 90.9 Nd 14.4 18.6
Со - - 8т 4.8 6.2
№ - 1.4 Ей - -
Си 4.5 614 Gd 3.8 4.3
Zn 211 4275 ТЬ 0.58 0.59
Ga 29.3 25.9 Оу 2.7 3.4
As 12.9 129 Но 0.55 0.55
Rb 1231 1693 Тт 0.21 0.23
Sr 9.2 4.7 Yb 1.6 1.9
Y 15.0 21.9 Lu 0.23 0.29
Zr 97.5 53.3 Ш 5.1 3.9
№> 39.7 22.6 Та 17.2 7.0
Mo 1.9 0.8 4.3 13.8
Ag 1.1 6.5 Т1 17.8 5.5
Cd 1.5 19.4 РЬ 94 863
Sn 43.6 243 В1 3.1 21.8
Cs 33.7 37.7 ТЬ 31.5 39.2
Ba 29.1 36.4 и 32.4 14.7
Бп, Ы, Си, 2п, РЬ, Л8, а также редкими щелочами (Ы, ЯЬ, С8), входящими в состав литиевых слюд, всеми редкоземельными элементами и иттрием, которые образуют в рудах месторождения собственные минералы - монацит и ксенотим
Рис. 4. Включения силикатного расплава (силикатные фазы, газовый пузырек и водный раствор в ин-терстициях) в кварце вкрапленников в порфировид-ных литий-фтористых гранитах Шумиловского массива. Масштаб 10 мкм.
(табл. 2). Близость геохимической специализации грейзенов и литий-фтористых гранитов позволяет рассматривать последние в качестве источника грейзено- и рудообразующих флюидов. Поэтому изучение физико-химических условий образования литий-фтористых гранитов и связанных с ними водных флюидов на Шумиловском месторождении приобрело первостепенное значение.
ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПЛАВНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ
Исследованные образцы отобраны из контактовой зоны штока литий-фтористого гранита, не несущего признаков грейзенизации или других гидротермальных изменений (скв. 73, глубина 401 м). В центральной части штока Ы-Б граниты имеют среднезернистую структуру, а в прикон-тактовой области становятся более мелкозернистыми, и в них появляются порфировые вкрапленники таблитчатого микроклина и округло-ограненного кварца (3-5 мм). Вкрапленники кварца содержат первичные включения
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.