2011

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Типоморфные особенности циркона в гранитах Верхнеурмийского массива (Дальний Восток) в связи с проблемой рудоносности

Мачевариани М.М., Алексеев В.И., Марин Ю.Б.

Санкт-Петербургский государственный горный университет, Санкт-Петербург, Россия

wia59@mail.ru

При помощи комплекса электронной и оптической микроскопии различного разрешения и систем микроанализа исследованы типоморфные признаки цирконов из гранитоидов Верхнеурмийского массива на Дальнем Востоке. Комплексное изучение кристалломорфологии и элементного состава цирконов позволило оценить условия кристаллизации гранитов и провести типизацию цирконов из разных интрузивных фаз. Особенности цирконов могут быть использованы при региональном расчленении интрузивных образований и поисках редкометальных гранитов.

Граниты Верхнеурмийского массива, расположенного в междуречье Амура и Амгуни на Дальнем Востоке, принадлежат к мяо-чанскому комплексу, с которым традиционно связывают оловянное оруденение Комсомольского и Баджальского районов (Григорьев, 1997). В восточном экзоконтакте массива найдены выходы более поздних субщелочных литий-фтористых гранитов, контролирующих положение уникального Правоурмийского вольфрам-оловянного месторождения (Брусницын и др., 1993).

С целью разработки минералого-геохимических критериев рудоносности интрузивных образований нами исследованы типоморфные особенности цирконов из пород обоих комплексов – ранних биотитовых и субщелочных циннвальдитовых гранитов. По совокупности оптических наблюдений в биотитовых гранитах преобладают желтые и светло-бурые призматические цирконы с тонкой осцилляторной зональностью. Редкометальные циннвальдитовые граниты содержат темно-бурый субизометричный грубозональный циркон. Кристалломорфологический анализ показал контрастное различие морфологии цирконов из биотитовых и циннвальдитовых гранитов (рис. 1). Кристаллизация биотитовых гранитов проходила в маловодных условиях при достаточно высоких температурах (850–900°С), а широкий диапазон морфотипов циркона по оси I.A. свидетельствует о гетерогенности материнского расплава. Формирование редкометальных циннвальдитовых гранитов связано с флюидонасыщенным расплавом, имевшим температуру 650–750°С, и завершалось уже в гидротермальных условиях. Перерыв в вертикальном температурном тренде распределения морфотипов циркона отражает, вероятно, наложение на закристаллизованные породы минерализованных флюидов, отделившихся в процессе эманационной дифференциации. Выявленный практически непрерывный «шток» основных морфотипов (I.A. = 700, I.T. = 300–800°С) характерен для потенциально рудоносных гранитов субщелочно-лейкогранитовой формации.

Рис. 1. Распределение морфотипов циркона на диаграмме Ж. Пюпина (Бродская и др., 1986) для биотитовых (а) и циннвальдитовых (б) гранитов Верхнеурмийского массива.

Электронная микроскопия в режимах BSE, SE, CL и рентгеноспектральный анализ позволили исследовать анатомию и химический состав цирконов. Низкие скорости кристаллизации и стабильные условия в расплаве обусловили формирование в биотитовых гранитах однородных цирконов с осцилляторной зональностью. В результате ускоренной кристаллизации литий-фтористых гранитов были образованы пористые скелетные цирконы с напряженной кристаллической решеткой, отличающиеся грубой зональностью, трещинами гетерометрии и обильными включениями микроминералов-узников. Сетчатое строение и циркона из редкометальных гранитов может быть обусловлено также их растворением, вследствие быстрой смены условий роста кристалла.

В составе всех изученных цирконов наблюдается устойчивая изоморфная примесь железа (0,4–1,0 мас.%), которую следует рассматривать как их региональный типохимический признак. Вероятный механизм изоморфного замещения: Fe²⁺ + 3(Y,REE)³⁺ + P⁵⁺ = 3Zr⁴⁺ + Si⁴⁺; Fe²⁺ + 4(Y,REE)³⁺ + P⁵⁺ = 4Zr⁴⁺ + Si⁴⁺. В то же время состав редких элементов в них непостоянен и зависит от типа материнского гранита. Цирконы биотитовых гранитов – (Zr_0.97Fe_0.02U_0.01)Si_0.99O₄ – свободны, как правило, от примесей, а цирконы циннвальдитовых гранитов – (Zr_0.65 U_0.12Th_0,09Hf_0,04Fe_0.02)Si_0.99O₄ – характеризуются повышенными концентрациями редких элементов: Hf, Th, U, REE, особенно в периферических частях зерен (рис. 2). Наиболее контрастным оказалось различие цирконов по содержанию гафния: отношение Zr/Hf в цирконах циннвальдитовых и биотитовых гранитов составляет соответственно 19 и 58.

Рис. 2. Различие состава цирконов в биотитовых (1) и циннвальдитовых (2) гранитах Верхнеурмийского массива

Таким образом, в гранитах Верхнеурмийского массива установлены два типа циркона. Первый тип, характерный для биотитовых гранитов, – типичные магматические цирконы, характерные для пород начальных членов редкометальных гранитоидных серий – гранодиоритов, нормальных гранитов. Свойства цирконов второго типа, выявленного при изучении циннвальдитовых гранитов, позволяют связывать их с кристаллизацией редкометального литий-фтористого расплава, возникающего на заключительных этапах эволюции гранитоидных серий. Hf-содержащий циркон второго типа формировался во флюидонасыщенном расплаве и на поздних стадиях своего роста подвергался интенсивному гидротермальному воздействию.

Полученный комплекс типоморфных признаков циркона гранитоидов расширяет возможности проведения петрологических корреляций и выявления в Приамурье редкометальных гранитов субщелочно-щелочногранитовых формаций (Марин, 2004). Детальное исследование выявленных признаков позволит использовать их для оценки степени потенциальной рудоносности гранитов.

Исследования выполнены при финансовой поддержке Минобрнауки РФ, госконтракт № 14.740.11.0192.

Литература:

Бродская Р.Л. Марина Е.Ю., Шнай Г.К., Саминина И.А. Реставрация условий и кинетики становления гранитов редкометальных формаций по кристалломорфологии акцессорного циркона // Записки ВМО. 1986. № 1. С. 50–62.

Брусницын А.И., Панова Е.Г., Смоленский В.В. Находка гранитов литий-фтористого геохимического типа в пределах Верхнеурмийского рудного узла // Известия ВУЗов. Геология и разведка. 1993. № 6. С. 150–153.

Григорьев С.И. Особенности вещественного состава позднемезозойских гранитоидов Баджальского и Комсомольского рудных районов, их петрогенезис и связь с оруденением // Региональная геология и металлогения. 1997. № 6. С. 103–115.

Марин Ю.Б. Акцессорные минералы гранитоидных серий оловянных и молибденовых провинций // Записки РМО. 2004. № 6. С. 1–7.