|
Редкометальные граниты и
редкоземельные сиениты в связи с анортозит-рапакивигранитной формацией
Украинского щита
Шеремет Е.М*.,
Кривдик С.Г.**, Седова Е.В.***
*Украинский
государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский
институт горной геологии, геомеханики и маркшейдерского дела НАН
Украины, г. Донецк, Украина; **Институт геохимии, минералогии и
рудообразования НАН Украины, г. Киев, Украина ***Донецкий национальный
технический университет, г. Донецк, Украина
EvgSheremet@yandex. ru
В Украинском щите
анортозит-рапакивигранитная формация (1,85-1,7 млрд лет) представлена в
трех мегаблоках: Приазовском − габбро-сиенитовый южнокальчикский
комплекс; Ингуло-Ингулецком – Корсунь-Новомиргородский
анортозит-рапакивигранитный плутон; в Волынском мегаблоке – Коростенский
анортозит-рапакивигранитный плутон.
Редкометальные граниты литий-фтористого
типа в связи с вышеназванными образованиями анортозит-рапакивигранитной
формации известны соответственно как каменномогильские (Приазовье),
русскополянские (Ингуло-Ингулецкий мегаблок); лезниковские и пержанские
(Северо-Западный мегаблок).
По петрохимическому составу граниты всех
массивов каменномогильского комплекса ничем не отличаются от одноименных
петрографических разностей южнокальчикского комплекса и гранитов
рапакиви и тождественны редкометальным лейкогранитам УЩ –
русскополянским, лезниковским и пержанским гранитам.
Сравнение химического состава биотитов
гранитов южнокальчикского комплекса и гранитов рапакиви и редкометальных
гранитов УЩ по уровню щелочнометальности (диграмма Маракушева-Тарарина)
(Маракушев, Татарин, 1965) показывает, что полностью перекрываются в
полях ІІ и ІІІ групп щелочнометальности диаграммы составы биотитов
умеренно лейкократовых гранитов с содержанием SiO2 в пределах
71,0-72,5 % Корсунь-Новомиргородского, Коростенского массивов и массивов
южнокальчикского комплекса. Биотиты ультракислых гранитов
каменномогильского комплекса, лезниковских и пержанских с содержанием
SiO2 в породах в пределах 73,2-76,9 % компактно попадают в І
группу щелочнометальности. Существует постепенный переход составов
биотитов гранитов от умеренной группы щелочнометальности к ультракислой
группе.
Для каменномогильских редкометальных
гранитов Приазовья установлен следующий тренд кристаллизационной
дифференциации исходного расплава: граносиениты → амфиболовые граниты →
амфибол-биотитовые граниты → биотитовые граниты и лейкограниты →
биотит-мусковитовые и мусковитовые лейкограниты с топазом и флюоритом (+
пегматиты). В процессе дифференциации расплавы обогащались F, Ta, Nb,
Li, Ве, Rb, Sn, W и Mo, содержание которых возрастает в остаточных
расплавах в 2-5 раз, по сравнению с менее дифференцированными, и
обеднялись Ca, Ba, Sr, Y, РЗЭ. Максимальное содержание Y и РЗЭ отмечено
в амфиболовых разностях (обогащенных кальцием). По уровню содержания
легких лантаноидов La и Ce массивы гранитов различаются довольно сильно,
отражая разные по глубинности условия становления интрузий и,
следовательно, различные уровни их эрозионного среза. Для распределения
РЗЭ в каменномогильских гранитах особенно характерен резкий дефицит Eu,
свойственный всем редкометальным гранитам (Eu/Eu* от 0,02 до 0,27) и
высокое содержание РЗЭ – 500-1700 г/т (Щербаков, 2005).
Сравнение спектров распределения РЗЭ в
каменномогильских гранитах и в пержанских и лезниковских редкометальных
гранитах коростенского комплекса свидетельствует о сходных малоглубинных
и гипабиссальных условиях формирования этих редкометальных гранитов при
весьма интенсивном полевошпатовом фракционировании, чем и обусловлено
низкое содержание бария и стронция и отрицательные европиевые аномалии в
спектрах редкоземельных элементов.
В массивах каменномогильского комплекса
широко проявлены процессы щелочного метасоматоза – биотитизация,
микроклинизация, альбитизация и процессы кислотного метасоматоза –
частичной, реже полной грейзенизации гранитов. Формирование рудных тел с
иттрий-редкоземельной минерализацией тесно связано с зонами щелочного
метасоматоза, тогда как для грейзенизированных пород характерна
редкометальная минерализация.
Сиенитовая Азовская интрузия и
одноименное редкоземельное месторождение южнокальчикского комплекса
Приазовья являются типичными показателями многостадийного формирования
субщелочного-щелочного магматизма.
Согласно исследованиям
В. С. Мельникова, Д. К. Возняка и
др. (2000),
сиениты Азовского месторождения являются продуктами кристаллизации
остаточного расплава, образованного в результате фракционной
кристаллизации базитового расплава подкорового происхождения.
«Гиперсольвусный» состав ЩПШ, экстремально железистый состав фемических
минералов и минералов, содержащих H2O, F и CO2, и
отрицательная европиевая аномалия (Щербаков И. Б., 2005)
в распределении РЗЭ
являются показателями высокой степени дифференциации расплава. Азовское
месторождение является верхней частью мощной фракционной колонны, в
которой происходило накопление фторофильных редких элементов и
обогащение флюидными компонентами. Высокая температура расплава,
обогащенного флюидными компонентами, способствовала высокой степени
концентрации редких элементов. Магматическая камера содержала
остаточный, обогащенный редкими элементами (Zr, РЗЭ) и летучими
компонентами (вода, галоиды, оксиды углерода), расплав. Формирование
циркониевых и цирконий-лантаноидних руд на Азовском месторождении
происходило в процессе кристаллизационной дифференциации сиенитового
расплава в магматических камерах по механизму расслоенных интрузий.
Сиенитовая интрузия
Ястребецкого штока (и одноименное циркониевое месторождение)
расположена в
Сущано-Пержанской тектонической зоне Волынского мегаблока УЩ и относится
к дериватам Коростенского анортозит-рапкивигранитного плутона.
Ястребецкий сиенитовый массив с
его богатыми циркониевыми рудами является почти полным аналогом
Азовского месторождения. Типичные минералы редкоземельных и
цирконий-редкоземельных руд Азовского месторождения − бритолит, ортит и
бастнезит, как по валовому химическому составу, так и по спектрам
содержания редких земель и иттрия, оказались идентичными или близкими на
этих двух месторождениях. Существует ряд отличий, обусловленных как
разной степенью дифференциации исходных расплавов, так и, возможно,
несколько различными направлениями их фракционирования.
Сиениты Великовисковского массива
являются одними из завершающих дифференциатов
анортозит-рапакивигранитного
Корсунь-Новомиргородского плутона. Высокая железистость этих
сиенитов и минералов в них, а также значительная концентрация таких
несовместимых элементов, как Zr, TR, Y, Nb и низкая Sr и Ba,
свидетельствуют об остаточном характере расплавов, из которых
сформировались эти породы. По петрологическим и геохимическим
особенностям великовисковские сиениты занимают промежуточное положение
между фаялит-геденбергитовыми сиенитами Южно-Кальчикского массива и
одноименными породами Азовского месторождения.
Сиениты имеются во многих
анортозит-рапакивигранитных плутонах, однако в пределах УЩ сиенитовый
тренд эволюции этих плутонов наиболее выражен. Так, Южно-Кальчикский
массив в Приазовье является существенно сиенитовым аналогом таких
плутонов. Есть основания считать, что этот тренд может в большей степени
реализоваться в абиссальных условиях при пониженной фугитивности
кислорода и, следовательно, проявляться в более эродированных плутонах.
Корсунь-Новомиргородский плутон и
Южно-Кальчикский массив, отличаются значительным или большим эрозионным
срезом (Кривдик, Ткачук, 1990).
Все признаки главных
петрогенных и редкоэлементных компонентов редкометальных гранитов и
гранитов рапакиви УЩ, достаточно определенно указывают на принадлежность
их к гранитоидам А-типа. Принадлежность к гранитам А-типа – определяющее
обстоятельство как с точки зрения их геохимии и металлогенической
специализации, так и с точки зрения геотектонической позиции, вероятных
геодинамических условий образования и эволюции расплава и формационного
парагенезиса.
Генезис рассматриваемых образований УЩ
анортозит-рапкивигранитной формации, на наш взгдяд, обусловлен
формированием их в рифтовых зонах, приуроченных к
восходящим струям конвективных течений. Поднимающаяся масса вещества в
виде разуплотненного диапира, отвечающего по составу щелочному пиролиту,
во время его подъема дифференцируется и обогащается в верхней части
более легкоплавкими щелочными и другими литофильными элементами и
летучими, а в нижней части – ими обедняется. У подошвы литосферы,
отвечающей условиям выплавки щелочных и щелочно-базальтовых магм (Зоненшайн,
1976), в верхней части диапира
образуется оболочка, насыщенная щелочами, где возникают магматические
очаги. По мере подъема могла происходить дополнительная дифференциация
щелочных магм. В континентальную литосферу из диапира поступали тепловые
потоки и потоки литофильных элементов и летучих, что приводило к
появлению местных очагов плавления с образованием эвтектических
гранитных магм. Одновременный подъем к поверхности щелочных выплавок из
диапира и кислых коровых выплавок приводит к появлению бимодальных
серий, каковыми и являются анортозит-рапакивигранитные формации.
Редкоземельная специализация сиенитовых
магм и редкоэлементная специализация кислых эвтектоидных магм являются
результатом дифференциации магмы единого геотектонического процесса, в
котором дифференциаты щелочных базальтоидных магм обладают
редкоземельной специализацией, а эвтектоидные расплавы появляются как
остаточные магмы с накоплением редких литофильных элементов.
Список литературы:
Зоненшайн Л. П., Кузьмин М. И.,
Моралев В. М.
Глобальная
тектоника, магматизм и металлогения. М.: Недра, 1976. 231 с.
Кривдик С. Г.,
Ткачук В. И.
Петрология щелочных пород Украинского щита. Киев: Наук.
думка,
1990.
408 с.
Маракушев А. А., Тарарин И. А.
О минералогических критериях щелочности гранитоидов // Изв. АН СССР.
Сер.геол. 1965. №3. С. 20-37.
Мельников В. С., Возняк Д. К.,
Гречановская Е. Е. и др.
Азовское цирконий-редкоземельное месторождение: минералогические и
генетические особенности //
Минерал.
журн. 2000. 22.
№ 1. С. 42–61.
Щербаков И. Б.
Петрология Украинского щита. Львов: ЗУКЦ, 2005. 366 с. |