Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Петрология и геохимия высококалиевых пород в зоне Главного Саянского разлома (Юго-Западное Прибайкалье)

Савельева В.Б., Базарова Е.П., Демонтерова Е.И.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Инcтитут земной коры СО РАН, Иркутск, Россия

vsavel@crust.irk.ru

               Высококалиевые магматические породы формируются как в зонах перехода от океана к континенту, так и во внутриконтинентальных подвижных зонах. На континентах субщелочные калиевые интрузивные породы среднего состава – монцониты и сиениты – характерны для позднеорогенных и анорогенных магматических ассоциаций и известны начиная с архея и до кайнозоя. Интерес к этим породам обусловлен их индикаторной ролью при палеогеодинамических реконструкциях, частой ассоциацией с мантийными образованиями, необычной геохимией, а также нередкой связью с ними месторождений широкого спектра рудных элементов – Cu, Mo, Sn, Pb, Zn, Cd, Ag, W и др. (Таусон и др., 1984).

               Сибирский кратон возник как единое целое в конце палеопротерозоя в результате “слипания” архейских микроконтинентов, завершившегося формированием на рубеже около 1.9-1.8 млрд. лет назад гигантского коллизионного сооружения (Розен, 2003). Смена геодинамического режима сжатия на условия растяжения фиксируются массовым выплавлением кислых магм и кристаллизацией в пределах краевых выступов фундамента Сибирской платформы в Прибайкалье, Присаянье и Енисейском кряже крупных массивов постскладчатых калиевых гранитоидов с возрастными датировками 1.84-1.86 млрд. лет (таракский, саянский, шумихинский, приморский, ирельский и другие комплексы). Раннепротерозойские породы шошонит-латитовой серии на данной территории были известны только в Северо-Восточном Прибайкалье. Авторами высококалиевые породы с аномально высокими содержаниями Ва, Sr, LREE, Zr изучены в Юго-Западном Прибайкалье, в юго-восточной части Шарыжалгайского блока Присаянского выступа фундамента Сибирской платформы, где они слагают массив сигарообразной формы, протяженностью около 13 км при ширине до 1.2 км в зоне Главного Саянского разлома, на границе с палеозойскими образованиями Центрально-Азиатского подвижного пояса. Вмещающие массив породы относятся к жидойской свите шарыжалгайской серии раннего архея и представлены биотит-гиперстеновыми и биотит-двупироксеновыми плагиогнейсами, мигматитами, двупироксеновыми (± амфибол) кристаллосланцами, магнетитсодержащими гнейсами и кварцитами.

               Массив сложен монцонитами и сиенитами; сиениты прорваны небольшим телом мелко-среднезернистых лейкогранитов. Главными минералами монцонитов и сиенитов являются плагиоклаз и калиевый полевой шпат; темноцветные минералы представлены роговой обманкой и биотитом; кварц присутствует в количестве от 3 до 10 об. %. Главные акцессорные минералы представлены ильменитом, магнетитом, апатитом, цирконом и алланитом. Граниты сложены калиевым полевым шпатом, плагиоклазом и кварцем, темноцветные минералы представлены биотитом и редкими зернами амфибола. Амфибол представлен магнезиогастингситом и чермакитом, биотит в монцонитах содержит умеренные количества TiO₂ (до 2.9 мас. %), имеет низкие железистость (0.40–0.46) и глиноземистость (l=18.4–19.3)

               Для пород, слагающих основной объем массива, характерны умеренные содержания SiO₂ – от 54.7 до 65.6 вес. % и высокие содержания щелочей – 8.3–10.4 вес. % при отношении K₂O/Na₂O 1.1–2.0. Монцониты относятся к метаглиноземистым, сиениты – к мета- и слабо перглиноземистым (ASI до 1.03), а граниты к перглиноземистым породам. Коэффициент агпаитности возрастает от монцонитов к сиенитам в среднем от 0.66 до 0.77. Все породы имеют высокую железистость (f=0.74–0.86), но отличаются по окисленности железа: высокой в монцонитах и сиенитах (Fe₂O₃/FeO в среднем 0.72) и низкой в гранитах (Fe₂O₃/FeO в среднем 0.09). В монцонитах установлены высокие содержания (табл.) Ba, Sr, Zr, Y, F, Th, Pb, Zn, Sc, умеренные Rb, Ве, Мо, Sn, V, Cr, Со, низкие Nb, Ni, Cu (табл.). Монцониты и сиениты содержат значительные количества РЗЭ (596–718 г/т) при резком преобладании цериевых лантаноидов над иттриевыми: (La/Yb)_N=53–82. Eu-минимум в монцоните выражен слабо (Eu/Eu*=0.94), в сиените и кварцевом монцоните глубина Eu аномалии возрастает (0.79-0.80). В граните сумма РЗЭ снижается; на спектре появляется Eu максимум. Нормирование относительно примитивной мантии показывает обогащение монцонитов и сиенитов Ba, K, Rb, Th, LREE, Zr и минимумы по Nb, Ta, Ti, Y, HREE и Р.

               На дискриминационных диаграммах для калиевых изверженных пород из разных геодинамических обстановок монцониты и сиениты попадают как в поля внутриплитных калиевых пород, так и калиевых изверженных пород вулканических дуг. С внутриконтинентальными шошонитами и латитами рассматриваемые породы сближают обогащенность Rb, Ва, Sr, La, Ce, Zr, F, а с островодужными шошонитами и латитами – обедненность Nb, Ni, Cr, Со (Антипин, 1992).

               Датирование U-Pb методом (SHRIMP-II) циркона из кварцевого монцонита, выполненное в центре изотопных исследований ВСЕГЕИ аналитиком С.Л.Пресняковым, дало значение возраста 1844.4±8.5 млн. лет, близкое к возрасту гранитоидов саянского комплекса в пределах Шарыжалгайского блока Присаянского краевого выступа. Изотопно-геохимические данные указывают на коровый источник монцонитов и сиенитов (ε_Nd(Т) –12.7 и –14) с модельным возрастом Т_DM 3.03–3.18 млрд. лет. В качестве источника расплавов предполагаются биотит-гиперстеновые и двупироксеновые плагиогнейсы шарыжалгайской серии, представленные по химическому составу рядом от андезито-базальтов до дацитов. Кристаллизация монцонитов происходила при давлении около 4 кбар из расплава с температурой около 890ºС, содержанием воды не менее 4.5 вес. % и f_O2 близкой к NNO+0.5. Моделирование по редким элементам и сопоставление с результатами экспериментов по плавлению пород разного состава показывает невозможность образования монцонитов путем парциального плавления пироксеновых плагиогнейсов в закрытой системе. Наиболее вероятным представляется плавление при подтоке по зоне глубинного разлома мантийного окисленного флюида, привносившего дополнительное тепло, щелочи, F и другие несовместимые элементы (Ва, Sr, Pb, легкие РЗЭ, Zr). На основании особенностей распределения петрогенных и редких элементов в породах образование сиенитового расплава связывается с кристаллизационной дифференциацией монцонитовой магмы в промежуточной камере, а лейкогранитного расплава – с фракционной кристаллизацией сиенитового расплава, сопровождавшейся сменой окислительных условий на восстановительные. Учитывая, что среди раннепротерозойских постколлизионных интрузивных образований Шарыжалгайского блока монцониты относятся к наиболее молодым, сделан вывод о том, что выплавление монцонитового расплава происходило на поздних стадиях коллапса орогенной системы, в условиях утонения коры и “заглублении” разломов. Структурная позиция массива, характерная для него форма типично трещинной интрузии, позволяют сделать вывод, что на рубеже 1844 млн. лет назад в обстановке постколлизионного растяжения произошло заложение разломов, определивших в дальнейшем современную границу Сибирской платформы (Левицкий и др., 2002).

               Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 10–05–00289–а и 11-05-00272-а.

               Литература:

               Антипин В.С. Геохимическая эволюция известково-щелочного и субщелочного магматизма. Новосибирск: Наука, 1992. 222 с.

               Левицкий В.И., Мельников А.И., Резницкий Л.З. и др. Посткинематические раннепротерозойские гранитоиды юго-западной части Сибирской платформы // Геология и геофизика. 2002. Т. 43. № 8. С. 717–731.

               Розен О.М. Сибирский кратон: тектоническое районирование, этапы эволюции // Геотектоника. 2003. № 3. С. 3–21.

               Таусон Л.В., Антипин В.С., Захаров М.Н., Зубков В.С. Геохимия мезозойских латитов Забайкалья. Новосибирск: Наука, 1984. 216 с.

Таблица. Средний химический и редкоэлементный состав пород массива.