ШОШОНИТОВЫЕ ГРАНИТОИДЫ ТИГИРЕКСКОГО МАССИВА АЛТАЯ: ГЕОХИМИЯ, ПЕТРОЛОГИЯ И РУДОНОСНОСТЬ

1

• Авторы
• Резюме
• Файлы

Гусев А.И. Гусев А.А. риведены геологические, геохимические и петрологические данные по шошонитовым гранитоидам Тигирекского массива Алтая. В составе массива выделены 5 фаз: 1 – габбро; 2 – диориты, монцодиориты; 3 − сиениты, гранодиориты, граносиениты; 4 – граниты, умеренно-щелочные граниты; 5 – лейкограниты, умеренно-щелочные лейкограниты с флюоритом. Породные типы массива отнесены к нормальной известково-щелочной и высококалиевой шошонитовой сериям. Сиениты и монцодиориты тяготеют по составу к банакитам. В процессе становления массива проихсодила диффреренциация глубинного очага с фpaкционированием редкоземельных элементов, что отразилось на соотношении в породах элементов групп LILE и HFSE со значительной деплетированностью последних. В породах происходила смена типа тетрадного фpaкционрования редкоземельных элементов, что связано с различной насыщенностью расплавов флюидами и летучимим компонентами. С массивом связаны месторождения и проявления железа, вольфрамаа, молибдена, бериллия, аквамарина, горного хрусталя и раухтопаза. Статья в формате PDF 347 KB

Тигирекский массив гранитоидов находится вприграничной полосе между Алтайским краем иРеспубликой Казахстан вмеждуречье Ини, Белой (левые притоки р.Чарыша) иБелoпopoжной Убы (правый приток р.Убы). Ранее рядом исследователей всоставе Тигирекского массива выделялись три фазы внедрения. По мнению О.В.Мурзина [3], впетротипическом Синюшинском интрузивном ареале первая фаза внедрения представлена кварцевыми сиенитами, граносиенитами, гранодиоритами имеланогранитами (5 %); вторая - биотитовыми ироговообманково-биотитовыми гранитами (85 %); третья - субщелочными лейкогранитами илейкогранитами (10 %). Все исследователи относят интрузивные образования массива ксинюшинскому комплексу (P2-T1). По нашим данным Тигирекский интрузив формировался в5фаз иимеет более сложный состав: 1фаза - габбро; 2фаза - диориты имонцодиориты; 3фаза - сиениты, гранодиориты играносиениты; 4фаза - граниты иумеренно-щелочные граниты; 5фаза - лейкограниты иумерено-щелочные лейкограниты сфлюоритом. Жильная фаза представлена дайками аплитов, аляскитов ипегматитов. Наиболее ранние породные типы первых двух фаз внедрения обнаружены нами вприконтактовой южной части массива на территории Казахстана, атакже врайоне г.Россыпной ввиде ксенолитов различных размеров от 20см впоперечнике идо нескольких метров. Здесь же обнаружены иксенолиты гранодиоритов. Следует отметить, что габброиды идиориты имеют крупнокристаллическое сложение, хаpaктерное для первых фаза внедрения интрузивов. Вцелом набор породных типов близок таковому для интрузий Айского ареала [2], которые являются типичными представителями шошонитовой серии пород. Химический состав породных типов приведен втабл.1.

Таблица 1

Средние составы породных типов Тигирекского массива (масс. %)

Породные типы	SiO2	TiO2	Al2O3	Fe2O3	FeO	MgO	CaO	Na2O	K2O	P2O5	Сумма
Габбро 1 ф (n=3)	51,09	1,20	12,13	3,34	6,55	8,20	10,75	2,21	1,14	0,91	99,52
Диориты 2 ф (n=2)	53,12	1,06	16,11	4,71	4,85	6,75	8,11	3,11	1,76	0,63	99,77
Монцодиориты 2 ф (n=2)	57,88	1,37	17,55	3,01	4,13	1,90	4,38	4,21	4,78	0,44	99,95
Cиениты 3 ф (n=3)	63,95	0,55	16,31	1,02	2,70	0,92	2,73	3,61	6,12	0,27	99,92
Граносиениты 3 ф (n=2)	66,15	0,47	16,58	1,13	1,44	0,91	2,21	4,76	5,05	0,21	99,76
Гранодиориты 3 ф (n=3)	67,14	0,61	16,21	0,64	3,94	1,14	2,54	3,89	3,01	0,23	99,32
Граниты 4 ф (n=16)	71,70	0,33	13,51	1,15	1,51	0,51	1,71	3,30	4,65	0,10	99,59
Граниты ум.-щел. 4 ф (n=4)	72,60	0,40	13,31	1,50	1,14	0,90	1,40	3,88	5,12	0,11	99,91
Лейкограниты 5 ф (n=13)	76,21	0,24	12,09	0,84	1,35	0,25	0,41	3,25	4,55	0,02	99,88
Лейкограниты ум. - щел. сфлюоритом 5 ф (n=11)	74,48	0,28	12,81	0,87	1,31	0,42	1,02	3,28	5,12	0,04	99,74

Примечание. Анализы выполнены влаборатории Сибирского Испытательного Центра (г.Новокузнецк). 1ф - 5ф - фазы становления массива; n - количество проб; сокращения: щел. - щелочные, ум.-щел. - умеренно-щелочные.

По химизму среди пород массива выделяются известково-щелочные разности - габбро, диориты, гранодиориты, вкоторых натрий преобладает на калием иумеренно-щелочные разности - монцодиориты, сиениты, граниты, лейкограниты, вкоторых обратная картина - калий преобладает над натрием. Это подтвержадется также иположением фигуративных точек породных типов на диаграмме ТАС (рис.1). Вранних фазах (до гранитов) наблюдается высокое содержание фосфора, аначиная сгранитов концентрации фосфора падают, что связано суменьшением апатита вкислых разностях пород.

Рис. 1. Петрохимическая диаграмма диагностики горных пород в координатах
SiO₂- (Na₂O + K₂O) для породных типов Тигирекского массива:
1 - габбро; 2 - диориты; 3 - монцодиориты; 4 - сиениты; 5 - граносиениты; 6 - гранодиориты;
7 - граниты; 8 - граниты умеренно-щелочные; 9 - лейкограниты;
10 - лейкограниты умеренно-щелочные

Микроэлементный состав пород отражают данные табл.2. Обращают на себя внимание высокие концентрации стронция ибария впородах от габбро до гранодиоритов, что весьма хаpaктерно для шошонитовой серии [2].

Таблица 2

Микроэлементный состав породных типов Тигирекского массива (в г/т)

	Габбро	Диориты	Монцодиориты	Сиениты	Граносиениты	Гранодиориты	Граниты	Граниты ум-щел	Лейкограниты	Лейкограниты ум.-щел
Li	22,2	21,5	20,5	18,8	37,6	43,3	55	44	65,3	12,9
Rb	96	102	104	109	80	126	145	35	326,3	21,1
Cs	1,2	1,5	1,8	2,2	2,8	3,2	3,6	2,5	11,0	2,1
Ba	1772	1805	1870	1959	750	703	310	175	260,0	27
Sr	1651	2120	2320	4750	630	550	480	120	101,5	15
Zr	342	341	341	286	243	245	250,0	210	130,2	204
Hf	4,6	4,7	4,8	14	7,5	7,0	6,9	5,5	4,5	4,8
Nb	6,8	6,5	6,2	20,7	33	28	24,0	58	20,4	65
Ta	0,7	0,6	0,6	1,1	2	3,1	3,2	5,9	2,0	4,7
Th	4,8	4,7	4,5	5,4	24	26	27	43	38,3	48
U	2,5	2,6	2,6	2,9	9,5	8,8	8,0	12	12,2	14
Y	21.7	20	19,8	16,8	18	22	32,0	17,8	23,0	16,9
La	14	15,5	16	46	73	45	32,0	76	43,9	81
Ce	42	43	44	58	86	91	97	53	58,1	67
Pr	8,8	7,5	6,2	6,4	6,5	6,6	6,7	13	5,8	12
Nd	21	21,6	22	24	24	25,1	25,5	24	22,1	22
Sm	6,8	6,7	6,6	5,4	4,2	4,3	4,6	15	4,1	13
Eu	1,71	1,68	1,67	1,42	1,23	1,1	0,84	10	0,62	12,4
Gd	7,2	6,8	6,6	6,1	3,3	0,9	3,8	16	3,3	17
Tb	1,8	1,4	1,1	0,94	0,52	0,55	0,58	13,1	0,56	12,6
Dy	5,5	5,4	5,3	3,9	2,3	3,2	3,55	24,8	3,65	23,5
Ho	1,5	1,4	1,2	0,8	0,75	0,72	0,70	8,5	0,65	7,8
Er	4,6	3,3	2,9	2,6	2,5	2,3	2,2	15,8	2,1	15,2
Tm	0,7	0,6	0,6	0,4	0,3	0,35	0,41	3,2	0,33	2,2
Yb	3,6	3,5	3,4	2,8	1,22	3,2	3,60	9,6	3,21	10,7
Lu	0,7	0,6	0,6	0,4	0,3	0,52	0,61	1,56	0,50	1,52
Co	15,5	14,1	10,9	10	9,8	9,5	9,3	1,1	2,2	1,2
Cr	35,8	28,9	23,4	23,8	24,1	23,0	24,0	4,9	15,3	5,4
Sc	16,8	19,5	20,5	20	19,6	20,1	21,0	2,1	7,4	1,3
Ga	17,9	20	21,1	22	23,1	22,6	22,1	19,8	22,7	18,5
Cu	22,8	21	20	21	20	19,6	19	7,5	15	8,9
Sn	2,5	2,4	2,1	1,6	1,8	3,4	3,3	4,8	4,7	5,0
W	0,5	0,5	0,6	0,6	1,7	1,5	2,6	2,9	2,8	3,2
Mo	0,4	0,3	0,5	0,6	0,8	1,3	2,4	2,7	3,1	3,0
Be	6,4	7,0	7,5	3,9	1,7	3,1	2,8	4,1	4,3	3,6
Rb/Sr	0,058	0,048	0,045	0,023	0,13	0,23	0,30	0,29	3,21	1,41
Th/U	1,92	1,81	1,73	1,86	2,52	2,95	3,37	3,58	3,14	3,43
La/YbN	2,57	2,93	3,11	10,9	39,5	9,26	5,9	5,23	8,91	5,0

Примечание. Анализы выполнены вЛаборатории ИМГРЭ методом ICP-MS (г.Москва).

Весь набор пород массива хаpaктеризуется умеренными ивысокими нормированными по хондриту значениями La/Yb_N, варьирующими от 2,57 до 39,5, свидетельствуют оразной степени дифференцированности расплавов вотношении лёгких итяжёлых редкоземельных элементов. Это также свойственно шошонитовой серии гранитоидов.

В целом гранитоидная часть пород массива может быть отнесена книзко-титанистой группе (содержание TiO₂ впородах начиная от сиенитов клейкогранитам менее1). Они обогащены группой элементов LILE идеплетированы элементами HFSE (высокие содержания Rb, Ba, Sr ивысокие отношения Rb/Sr от 0,13 вграносиенитах до 3,21 влейкогранитах, умеренные отношения Th/U, варьирующие от 2,52 до 3,58). Это указывает на сильное фpaкционирование поздних кислых расплавов вотношении групп элементов LILE/HFSE.

На диаграмме K₂O-SiO₂ все породы кроме известково-щелочных разностей (габбро, диоритов, гранодиоритов) попадают вполе шошонитовой серии (рис.2). При этом, монцодиориты исиениты локализуются вполе банакитов.

Рис. 2. Диаграмма K₂O - SiO₂
для породных типов Тигирекского массива.
Поля пород: 1 - абсарокит; 2 - шошонит; 3 - банакит; 4 - высоко-К базальт;
5 - высоко-К андезибазальт; 6 - высоко-калиевый андезит; 7 - высоко-К дацит по [7]. Cерии
пород: I - толеитовая; II - известково-щелочная; III - высоко-К известково-щелочная;
IV - шошонитовая. Породные типы Тигирекского массива: 1 - габбро, 2 - диориты,
3 - монцодиориты, 4 - сиениты, 5 - граносиениты, 6 - гранодиориты, 7 - граниты, 8 - граниты
умеренно-щелочные, 9 - лейкограниты, 10 - лейкограниты умеренно-щелочные

Весьма интересные данные получены нами при расчётах значений тетрадного эффекта фpaкционирования редкоземельных элементов (РЗЭ). Некоторые отношения элементов изначения тетрадного эффекта фpaкционирования лантаноидов приведены втабл. 3.

Анализ табл.3 показывает, что впроцессе становления Тигирекского массива выявляется два типа тетрадного эффекта фpaкционирования РЗЭ: W иM. При этом происходила сложная картина изменений тетрадного эффекта, что вызвано было нестабильностью физико-химических параметров расплавов иих флюидного режима. На первом этапе при кристаллизации габброидов идиоритоидов первой ивторой фаз проявлен был М-тип фpaкционирования РЗЭ (значение TE_1,3 превышает 1,1). Вгибридных разностях пород (сиенитах играносиенитах) наблюдается W-тип тетрадного эффекта (значение TE1,3 менее 0,9). Начиная сгранодиоритов икончая умеренно-щелочными лейкогранитами происходило фpaкцинирование РЗЭ вновь по М-типу (значение TE1,3 варьируют от 1,1 до 1,4). Незначимое значение TE1,3 зафиксировано лишь для лейкогранитов. Такой ход изменения тетрадного эффекта фpaкционирования РЗЭ интерпретируется нами следующим образом. Кристаллизация габброидов идиоритоидов происходила из расплава, обогащённого летучими компонентами, что подтверждается высокими концентрациями фосфора ибериллия вранних фазах. Становление последующих дериватов (гибридных сиенитов играносиенитов) было вызвано контаминацией корового материала, обогащённого вадозной водой, которая иповлияла на изменение типа фpaкционирования РЗЭ. Последующая кристаллизация пород от гранодиоритов кумеренно-щелочным лейкогранитам вновь протекала вусловиях насыщенности расплавов флюидами, обогащёнными фтором, очём свидетельствует присутствие флюорита вумеренно-щелочных лейкогранитах.

Таблица 3

Отношения химических элементов изначения тетрадного эффекта фpaкционирования РЗЭ впородных типах Тигирекского массива ивхондритах

Породные типы ихондриты	Y/Ho	Eu/Eu*	La/Lu	Zr/Hf	Sr/Eu	TE1,3
Габбро	14,46	0,054	20,0	74,3	965,1	1,31
Диориты	14,3	0,055	25,8	72,5	1261	1,17
Монцодиориты	16,7	0,055	26,7	71,04	1389	1,11
Сиениты	21,0	0,055	115,0	20,4	3345	0,88
Граносиениты	24,0	0,071	243,3	32,4	512	0,78
Гранодиориты	30,55	0,085	86,5	35,0	500,0	1,4
Граниты	45,7	0,043	52,4	36,2	571,4	1,11
Граниты умеренно-щелочные	2,09	0,14	48,7	38,2	12,0	1,27
Лейкограниты	35,4	0,037	87,8	28,9	163,7	0,95
Лейкограниты ум.-щел. сфлюоритом	2,1	0,19	53,3	42,5	1,2	1,29
В хондритах	29,0	0,32	0,975	36,0	100,5	-

Примечание. ТЕ_1,3 - тетрадный эффект по В.Ирбер [6]. Eu*=(Sm_N+Gd_N)/2. Значения РЗЭ нормированы по хондриту по [4].

Сложная картина насыщенности различными летучими ифлюидами описанных дериватов, вероятно, сказалась ина многообразной рудогенерирующей способности интрузива. Прострaнcтвенно ипарагенетически сним связаны месторождения ипроявления железа (железорудные Белорецкое, Инское), вольфрама, молибдена (редкометалльное месторождение Белорецкий рудник), бериллия (пегматитовые месторождения Тигирекское, Гор Рассыпной, Чайной идругие). Помимо указанных типов оруднения впегматитах Тигирекского месторождения, Гор Чайной иРаасыпной присутствуют прекрасные аквамарины идрузы горного хрусталя, раухтопаза [1].

Таким образом, Тигирекский массив предствлен породами нормальной известково-щелочной ишошонитовой серий, формиовавшихся в5фаз от габброидов умеренно-щелочных до лейкогранитов сфлюоритом. Вмагматическом глубинном очаге происходили сложные процессы дифференциации, сопровождавшиеся фpaкционированием редкоземельных элементов. Смена типов тетрадного эффекта фpaкционирования редкоземельных элементов связана сменявшимися условиями флюидного режима, что сказалось на комплексной металогенической специализации Тигирекского массива собразованием емтсорождений ипроявлений железа, вольфрама, молибдена, бериллия, аквамарина, горного хрусталя, раухтопаза.

Список литературы

1. Гусев А.И. Геммология Алтая сосновами геммотуризма. - Бийск: БПГУ, 2007. - 156 с.
2. Гусев А.И., Гусев А.А. Шошонитовые гранитоиды: петрология, геохимия, флюидный режим иоруденение. - М.: Изд-во РАЕ, 2011. - 125 с.
3. Туркин Ю.А., Федак С.И. Геология иструктурно-вещественные комплексы Горного Алтая. - Томск: STT, 2008. - 460 c.
4. Anders E., Greevesse N. // Geochim. Cosmochim. Acta. - 1989. - Vol. 53. - Р. 197-214.
5. Gusev A.I. // European Journal of Natural History. - 2011. - № 1. - P. 41-45.
6. Irber W. // Geochim. Cosmochim Acta. - 1999. - Vol. 63. - Р. 489-508.
7. Peccerillo A., Taylor S.R. // Contrib. Mineral. Petrol. - 1976. - Vol. 58. - P. 63-81.

---