Мигматиты Ольхонского кристаллического комплекса и их минерагеническое значение

Шульга, Валентина Валерьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Мигматиты Ольхонского кристаллического комплекса и их минерагеническое значение
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Мигматиты Ольхонского кристаллического комплекса и их минерагеническое значение"

4856поз

Шульга Валентина Валерьевна

МИГМАТИТЫ ОЛЬХОНСКОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

И ИХ МИНЕРАГЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Специальности: 25.00.11 - Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

25.00.04 - Петрология, вулканология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

2 4 0Е5 "О'1

Иркутск - 2010

4856183

Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете, в отделе организации научной деятельности молодых ученых и студентов

Научный руководитель

д-р геол.-минерал, наук, профессор Кочнев Анатолий Петрович,

Иркутский государственный технический университет, г. Иркутск

Официальные оппоненты:

д-р геол.-минерал, наук, профессор Иванов Александр Николаевич

Иркутский государственный технический университет, г. Иркутск;

д-р геол.-минерал, наук Мельников Александр Иванович

Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск Ведущая организация:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет, г. Иркутск.

Защита состоится 20 января 2010 г в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.073.01 при Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Е-301. Тел./факс 8(3952)405-112; e-mail dis@istu.edu

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по указанному адресу ученому секретарю совета Мальцевой Галине Дмитриевне, e-mail dis@istu.edu, тел. 8(3952) 405-348, 89149323049

Автореферат разослан 10 декабря 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ¿ТАк*??^^ Мальцева Г.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема изучения мигматитов постоянно вызывает интерес у исследователей глубоко переработанных метаморфических комплексов уже более 100 лет.

Она остается актуальной до последнего времени. Если общие вопросы теории мигматизации изучены достаточно полно (Я.И. Седерхольм, Н.Г. Судови-ков, К.А. Шуркин, К.Менерт и др.), то геология, генезис и минерагеническая роль мигматизированных образований разных регионов исследованы лишь фрагментарно.

Фрагментарность изученности мигматитов в полной мере относится и к Приольхонью. Вопрос о мигматизации пород ольхонского комплекса затрагивается во многих работах предшественников, однако детальная характеристика мигматизированных пород Приольхонья и их роли в рудогенезе региона отсутствует. В работах разных геологов приводятся данные о составе и первичной природе мигматитов (Е.В. Павловский, A.C. Ескин), о их связи с определенными стратиграфическими подразделениями (JI.H. Куплей, Е.В. Павловский), усредненная геохимическая характеристика мигматитов (В.А. Макрыгина, З.И. Петрова), рассмотрены особенности строения и происхождения гранито-гнейсовых овальных структур (JI.H. Куклей, H.A. Божко), но обобщенной характеристики их до сих пор нет.

В то же время остаются слабо изученными геологическая позиция мигматитов, связь с интрузивными комплексами, со складчатыми и разрывными структурами, распределение их по площади, петрографический состав, текстура и структура, исходная природа, степень мигматизации, генетические типы, особенности породообразующих, второстепенных и акцессорных минералов, химизм, стадийность процесса мигматизации, связь с проявлениями полезных ископаемых. Дискуссионными остаются также вопросы о происхождении мигматитов, петрографии и геохимии мигматизированных пород, о роли мигматизации в рудогенезе района.

Изучение мигматизированных пород позволит выявить закономерности размещения полезных ископаемых, связанных с процессами мигматизации, что позволит уточнить минерагенические особенности района и провести переоценку перспектив на полезные ископаемые.

Цель работы. Реконструкция геологических условий формирования мигматизированных пород Приольхонья и выявление их связи с полезными ископаемыми района.

Задачи исследований:

1. Определение стратиграфической и структурно-геологической позиции мигматизированных комплексов.

2. Анализ степени мигматизации пород Приольхонья в разных мигматито-вых полях.

3. Петрографо-геохимическая характеристика мигматизированных пород.

4. Реконструкция первичной природы мигматизированных пород.

5. Анализ структурно-геологической позиции известных проявлений рудных и нерудных полезных ископаемых, парагенетически связанных с процессами мигматизации, с целью оценки их рудоконтролирующей роли.

Фактический материал и методы исследования. В основе работы лежат материалы, полученные автором при проведении полевых работ в 2004-2009 гг. на территории Западного Прибайкалья (Приольхонье) и при анализе опубликованных и фондовых материалов.

Решение поставленных геологических задач проводилось комплексом методов.

С целью определения геологической позиции мигматитовых комплексов, диагностики пород по степени мигматизации и определения их рудоносности проводилось детальное геологическое картирование (масштабы 1:10000 -1:2000) гранито-гнейсо-мигматитовых массивов на участках Холбо, Зугдык, Барун-Хал, составлены геологические карты опорных участков и карты зональности массивов по степени мигматизации. Изучена морфология и структурно-геологические особенности проявлений редкометалльных и редкоземельных пегматитов, связанных с процессами мигматизации и гранитизации.

В процессе картирования проводился отбор штуфных образцов и проб миг-матизированных пород для исследования их в лабораторных условиях.

Для оценки особенностей геохимических и геофизических полей мигмати-зированных комплексов исследуемой территории проводилась геохимическая съемка на участке Холбо и переинтерпретация геофизических материалов предшественников по участкам Барун-Хал и Зугдык, что позволяет обосновать возможности использования геохимических и геофизических методов при картировании этих комплексов.

В процессе камеральной обработки материалов по опубликованным данным и материалам автора была сформирована база данных анализов мигматизиро-ванных пород.

Для получения петрографической и петрохимической характеристики проводились петрографическое описание шлифов основных разновидностей миг-матизированных пород, изучение их петрохимических и геохимических особенностей с применением корреляционного, факторного и кластерного анализов.

Для установления связи между мигматизированными породами и известными в районе проявлениями полезных ископаемых был проведен минерагени-ческий анализ мигматитовых комплексов. По материалам предшественников и собственным данным составлена минерагеническая схема района, отражающая связь мигматизированных комплексов и проявлений железа, марганца, редкометалльных и редкоземельных пегматитов.

Защищаемые положения:

1. Степень мигматизации позволяет реконструировать зональность мигматитовых комплексов и геодинамические условия их формирования.

2. Мигматиты ольхонского кристаллического комплекса являются полигенными образованиями: преобладают сегрегационно-метаморфические мигмати-

ты, а в отдельных разновидностях наблюдаются признаки как инъекционно-магматического, так и метасоматического происхождения.

3. Процесс мигматизации пород Приольхонья является многостадийным: на первых стадиях он происходил в условиях перераспределения химических элементов в ходе метаморфической дифференциации, а на последующих стадиях -в условиях обменных реакций с привносом кремнезема и калия, что петрографически проявилось в окварцевании и микроклинизации исходных пород.

4. Различные по происхождению и степени мигматизации зоны мигматито-вых комплексов имеют разную минерагеническую нагрузку - в краевых частях сконцентрированы рудопроявления железа и марганца, что связано с выносом элементов группы железа из центральных частей, а в центральных частях наблюдаются проявления редкометалльных и редкоземельных пегматитов.

Научная новизна. Установлена зональность мигматитовых комплексов по степени мигматизации. Дана петрохимическая и геохимическая характеристика мигматизированных пород. Проведена реконструкция природы исходных пород и стадийности процесса мигматизации. Выявлена связь рудопроявлений железа и марганца с краевыми частями, а проявлений редкометалльных и редкоземельных пегматитов с центральными частями мигматитовых полей.

Практическая значимость. Разработанная методика картирования по степени мигматизации позволяет проводить детальное картирование мигматитовых комплексов, выявлять закономерности их формирования. Эта методика может быть использована при проведении геолого-съемочных работ в районах распространения метаморфических комплексов. Установленная связь полезных ископаемых с мигматитовыми комплексами позволяет по-новому оценить их рудоносность.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на Сибирской международной конференции «Молодые ученые по наукам о Земле» (Новосибирск, 2004, 2008); на XXI Всероссийской молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика» ИЗК СО РАН, (Иркутск, 2005); на научно-технической конференции ИрГТУ (Иркутск, 2005-2009); на VII Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле», (Москва,

2005); на Всероссийской научной конференции, (Томск, 2005); на Международной конференции «Геология и минерагения Центральной Азии» (Иркутск,

2006). В 2006 году по данной теме исследования был получен грант Леонардо Ойлера по программе германского фонда ДААД.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, из них 4 в журналах, рекомендуемых ВАК РФ для опубликования научных результатов диссертаций на соискание степени кандидата наук.

Объем и структура работы. Основной текст диссертации представлен на 174 стр. состоит из введения, 5 глав, иллюстрирован 62 рисунками и 18 таблицами, сопровождается 9 приложениями. Библиографический список включает 117 наименований.

Благодарности. Научное руководство работой, консультирование в процессе проведения полевых исследований и при написании диссертации осуществ-

лял доктор г.-м. н., профессор А.П. Кочнев, которому автор приносит искреннюю благодарность. В процессе работы автору были даны ценные консультации А.Н. Иванова, В.А. Филонюка, A.A. Шиманского, М.С. Учителя, Р.Н. Ивановой. Автор выражает благодарность всем членам кафедры «Геологической съемки, поисков и разведки МПИ», без доброжелательного отношения и помощи которых написание диссертации было бы невозможным.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, ставятся цели и задачи исследования. Приводятся основные положения работы.

В первой главе рассматривается состояние проблемы исследования мигма-тизированных пород, методика и задачи исследования.

При изучении мигматизированных пород основное внимание уделяется исследованию текстурных и структурных особенностей мигматитов и их происхождению. В полной мере это относится и к древнему метаморфическому комплексу Приольхонья (Западное Прибайкалье).

Дан краткий обзор опубликованных работ, в которых в какой-то мере рассматриваются процессы мигматизации пород ольхонского кристаллического комплекса, состав и первичная природа мигматитов (Е.В. Павловский, A.C. Ес-кин), о их связи с определенными стратиграфическими подразделениями (JI.H. Куклей, Е.В. Павловский), приводится обобщенная геохимическая характеристика мигматитов (В.А. Макрыгина, З.И. Петрова).

При этом выяснилось, что до сих пор слабо изучены геологическая позиция мигматитов, связь с определенными стратиграфическими комплексами, связь с интрузивными комплексами, позиция в складчатых структурах и связь с разрывными нарушениями, распределение их по площади, петрографический состав, текстура и структура, исходная природа - по каким типам пород развиваются мигматиты, их особенности, степень мигматизации, генезис - метасома-тические, инъекционные, сегрегационные, полигенные, химизм, стадийность и связь с этапами деформации, магматизма, метаморфизма, этапность процесса мигматизации, особенности породообразующих, второстепенных и акцессорных минералов, связь с проявлениями полезных ископаемых, роль в рудогенезе вообще и в районе в частности.

На основе анализа состояния изученности проблемы сформулированы задачи и выбраны методы исследования.

Решение поставленных геологических задач проводилось в процессе детального геологического картирования мигматизированных пород путем изучения степени их мигматизации, петрографического состава и текстурно-структурных особенностей мигматитов, определения их исходного субстрата, химизма и генетических особенностей разных типов мигматитов.

Детальное геологическое картирование проводилось на опорных участках развития мигматизированных комплексов (на водоразделах падей Зугдык, Ба-рун-Хал и Доньша в пределах Шидинской зоны мигматизации и Холбинского

мишатито-гнейсового массива) с целью изучения геологической обстановки этих комплексов: стратиграфической привязки, структурной позиции, связи их с магматическими образованиями и проявлениями полезных ископаемых.

Для изучения связи мипматитовых образовагап! с шаранурскими гранитами были закартированны Шаранурский массив гранитоидов и гранито-гнейсово-мигматитовые образования оргойтинского комплекса.

В процессе картирования прослеживались геологические границы и маркирующие пачки метапород по простиранию и оконтуривались отдельные массивы гранитов, граиито-гнейсов, мигматитов и пегматитов.

При геологической документации метаморфических пород оценивался их состав, структура, текстура, наличие включений. Особенное внимание уделялось характеру неосомы и налеосомы, определению первичной природы материала мигматизированных пород, составу и интенсивности проявления молодой ассоциации минералов. При диагностике мигматизированных пород региона учитывались текстурные и структурные особенности их в соответствии с систематиками К. А. Шуркина (1957, 1972) и К. Менерта (1968).

Детально оценивалась степень мигматизации метапород как доля неосомы относительно основной массы породы (К.А.Шуркин, 1957, 1972). Автором для мигматитов Приольхонья принята рабочая схема типизации пород по степени мишатизации с выделением 6 классов пород: 1) с весьма низкой степенью - 010% лейкосомы, 2) с низкой степенью - 10-30%, 3) со средней степенью - 3050%; 4) с повышенной степенью - 50-70%; 5) с высокой степенью - 70-90%; 6) с весьма высокой степенью - 90-100% лейкосомы. В соответствии с принятой схемой сформирована эталонная коллекция мигматизированных пород Приольхонья с разной степенью мигматизации.

Составление карт по степени мигматизации проводилось на основе детальных геологических карт м-ба 1:2000-1:5000 двумя способами:

1) путем прослеживания зон с одинаковой степенью мигматизации от -профиля к профилю;

2) путем расчета средней степени мигматизации с использованием статистического окна разного размера 10x10 или 20x20 см по квадратной сети и проведения изолиний но степени мигматизации.

Изучение возможности использования геофизических методов для картирования мигматизированных комплексов проводилось путем анализа материалов детальных (масштаб 1:2000-1:5000) магнигниторазведочных, радиометрических и электроразведочных работ. Основой применения этих методов служат различие физических свойств разных пород — магнитной восприимчивости, радиоактивности и электрического сопротивления.

Лабораторные исследования проводились с целью выяснения зависимости петрографических, пегрохимических и геохимических особенностей мигматизированных пород Приольхонья от степени их мигматизации.

При петрографическом изучении мигматизированных пород в шлифах и пришлифовках основное внимание уделялось структурно-текстурным особенностям пород с разной степенью мигматизации, определялись минеральный со-

став пород, выделялись генерации породообразующих и второстепенных минералов, форма новообразований, детально изучался характер взаимоотношений лейкосомы и палеосомы.

Для петрохимической характеристики мигматизированных горных пород была создана база данных силикатных анализа метаморфических пород При-ольхонья, включающая более 150 анализов, опубликованных в свое время разными исследователями (Л.Н. Куклей, В.А. Макрыгина и др.).

Петрохимия немигматизированных пород Приольхонья достаточно изучена, однако в известных публикациях приводится только химический состав отдельных проб или усредненный состав по группам пород. Специальные методики петрохимических исследований практически не применялись. Нами для анализа мигматизированных пород привлечены разные петрохимические методы. Наиболее информативными оказались методики A.A. Маракушееа - для классификации метаморфических пород, А. Нематова и А. Озанна - для разделения пара и ортопород, 3. Караевой - для оценки рудоносности гранитоидов, измененных процессами натриевого метасоматизма, по соотношению щелочных и щелочноземельных элементов.

Количественная оценка влияния степени мигматизации на содержание макро- и микрокомпонентов пород Приольхонья проводилась с применением корреляционного, факторного и кластерного анализов.

Корреляционный анализ позволил определить парные коэффициенты корреляции между содержаниями разных макро- и микрокомпонентов и степенью мигматизации.

Факторный анализ дал возможность оценить вклад фактора степени мигматизации в дисперсию содержания микро- и макрокомпонешов.

Кластерный анализ позволил определить тесноту связи между макро- и микрокомпонентами мигматизированных пород и выделить типовые парагене-тические ассоциации разных компонентов.

Минерагеничестй анализ заключался в анализе геолого-структурной и стратиграфической позиции известных в районе проявлений полезных ископаемых, в изучении их связи с определенными магматическими и метаморфическими комплексами, в том числе с их положением в зональности мигматито-вых комплексов, в изучен™ морфологии и вещественного состава проявлений, в оценке связи ру допроявлений с мигматитами, в составлении региональной и внутрирегиональной минерагенических схем Приольхонья.

Во второй главе приведена краткая геологическая характеристика региона и рассмотрены минерагенические особенности Приольхонья.

Приольхонье относится к складчатому обрамлению Сибирской платформы и сложено глубоко метаморфизованными породами ольхонской серии и залегающими в них разнотипными магматическими образованиями, которые в совокупности получили название ольхонского кристаллического комплекса.

Несмотря на многолетние исследования региона, основные вопросы его геологии до сих пор остаются дискуссионными - это касается как геохроноло-

шческой и стратиграфической позиции ольхонского комплекса, так и возраста и этапности проявления процессов магматизма, метаморфизма и тектогенеза.

В главе кратко изложены современные представления о геологическом троении региона: о стратиграфии ольхонской серии, об этапности магматических и метаморфических процессов, об эволюции тектонического развития.

В обобщенном виде в истории геологического развития Приольхонья выявляется пять крупных этапов (А.П. Кочнев, 2007):

I. Седиментационный (AR-PRi) - образование вулканогенно-терригенной ольхонской серии. Архейский возраст протолита ольхонской серии подтверждается Sm-Nd методом оценки модельного возраста гранито-гнейсов - 2.7-3.6 млрд. л (Мишина и др., 2005).

II. Главный метаморфический (PRi1) - преобразование пород ольхонской серии в условиях гранулитового метаморфизма, ранняя фаза складчатости, формирование базитов и ультрабазитов чернорудского комплекса.

III. Наложенный ультраметаморфический (PRi2) - гранитизация и мигмати-зация пород, диафторез в условиях амфиболитовой фации, поздняя фаза складчатости, формирование гранитов оргойтинского и шаранурскош комплексов.

IV. Этап тектоно-магматической активизации (R-PZi) - внедрение габбро-диоритов бирхинского комплекса, гранитов хайдайского и аинскош комплексов и сиенитов тажеранского комплекса.

V. Неотектонический (PZ2-KZ) - выход толщ на земную поверхность, формирование рельефа, заложение Байкальской рифтовой зоны.

Более подробно рассмотрены обобщенные данные по минерагешш Приольхонья - показана его позиция в существующих схемах минерагенического районирования Прибайкалья, освещено региональное минерагеническое районирование Приольхонья и описаны главнейшие проявления полезных ископаемых.

Из широкого круга полезных ископаемых региона наибольший интерес представляют проявления рудных и нерудных полезных ископаемых метамор-фогсшюго и магматогепного происхождения в связи с процессами ультраметаморфизма, граиитнзации и мигматизации.

Металлические полезные ископаемые этой группы в районе представлены небольшими по масштабам месторождениями и рудо проявлениями железа и марганца, а неметачлические - проявлениями графита, антофиллит-асбеста, керамических пегматитов.

В третьей главе рассмотрены вопросы геологии мигматитовых комплексов Приольхонья - структурно-геологическая позиция и морфология мигматитовых массивов, их внутреннее строение в зависимости от степени мигматизации и зональность геохимических и геофизических полей мигматитов.

На многих геологических картах мигматиты показаны в пределах выхода гнейсовых пачек пород в виде неправильных участков с постепенными переходами в немигматизированные породы. Поля мигматизации не оконтурены, поэтому судить о форме залегания их было невозможно.

Впервые поля мигматитов были оконтурены на карте JI.H. Куклея, выделившим (рис. 1) Шидинский пояс гранитизации, Холбинский, Куркутский,

Центральный, Тутайский, Шаранурский, Оргойтннский и Томотский валы. В южной части острова Ольхон им откартированы три пояса гранитизации - Курский, Южно-Ольхонский и Ташкайский. На остальной территории острова участки мигматизированных пород не оконтурены, но по карте Е.В. Павловского, 1964 можно условно выделить четыре крупных участка мигматизации - Хор-гойский, Хадайский, Уханский и Ценгрально-Ольхонский.

[Ш5Ш6И

Рис. 1. Схема тектонического районирования центральной части Приольхонья

(составил А.П. Кочнев по материалам А.С;. Кульчицкого, A.C. Ескина, Л.Н. Куклея, E.H. Смолянского):

1 - Приморский хребет (граниты приморского комплекс; 2-6 - субрегиональные зоны смятия

II порядка: Чернорудская (2), Томотская (3), Сахюртинская (4), Оргойтинская (5), Ангинская (6); 7 — Приморский региональный глубинный разлом; 8 — поперечные неотектонические субрегиональные разломы (СР — Сарминский, АН - Ангинский); 9-10 - продольные локальные и субрегиональные долгоживущие разломы: 9 - выполненные пегматитами, 10- неминералшоеанные (Кч - Кучелгинский, Кр — Куркутсюш, ЦП - Центрально-Приолъхонский, Тн - Танхайский, Нг — Нутгейский, НА — Нижне-Ангинский); 11 - крупные тела базитов и ультрабазитое; 12 - гнейсо-мигматитовые валы, купола и зоны (Шд - Шидипский, Хб - Холбинский, Тм - Томотский, Кт — Куркутский, Цт - Центральный, Шр - Шаранурский, Ор - Оргойтинский); 13 - Тажеранский массив сиенитов; 14 —Аинский массив амазонитовых гранитов

Для выяснения морфологии и структурно-геологической позиции мигма-титовых массивов изучено несколько опорных участков развития мигматитов (Шидинская зона, Холбинский вал, Шаранурский массив). Характеристика других участков дана по материалам предшественников (A.C. Ескина, Л.Н. Куклея и др.) с учетом собственных наблюдений.

Шидинский пояс гранитизации контролируется Шидинской сложной антиклиналью, осложненной в центральной части синклинальной складкой, ядро

которой сложено маркирующей пачки мраморов, образующей центриклиналь-ные замыкания на юго-западе в пади Доньша, а на северо-востоке, — на левом борту пади Хорга. К северо-востоку от руч. Хорга он сложен мигматитами и гранито-гнейсами, а к юго-западу от руч. Хорга до руч. Доньша - переходит в мигматизированные гнейсы мухорской свиты, на водоразделах наблюдаются многочисленные сближенные дайки пегматитов шаранурского магматического комплекса. По новым данным длина пояса более 12 километров, т.е. почти в 2 раза больше, чем по карте Л.Н. Куклея.

Холбинский гнейсо-мигматитовый валообразный массив сложен мигматитами и гнейсо-гранитами и амфибол-биотитовыми гнейсами уланнурской свиты. По Л.Н. Куклею он приурочен к ядерной части синклинали оз. Холбо, но при детальном картировании Холбинского водораздела установлено, что его структура представляет сложный ансамбль синклинальных и антиклинальных складок, осложненных зонами смятия, локальными разрывами и зонами повышенной мигматизации вмещающих пород.

Томотский гнейсо-мигматитовый вал контролируется одноименной антиклиналью. Гранито-гнейсы и мигматиты сосредоточены в гранат-биотитовых и амфибол-биотитовых гнейсах мухорской свиты, а их распространение ограничено слоем кальцитовых мраморов.

Куркутский (Гызгы-Нурский) и Оргойтинские гнейсо-мигматитовые валы тяготеют к выходам пород уланнурской свиты и контролируются антиклинальными структурами, имеют схожее строение и состав, однако для Оргойтинско-го вала характерна более интенсивная переработка материала и более широкое распространение мигматитов.

Шаранурский и Тутайский массивы находятся в поле выходов пород мухорской свиты, имеют неправильную форму и очень схожее строение, но Шаранурский массив претерпел более интенсивную гранитизацию и купольное ядро сложено в основном пегматоидными гранитами, а Тутайский массив сложен лейко-плагигранитами.

Хоргойский, Хадайский, Уханский, Центрально-Ольхонский массивы мигматитов о. Ольхон имеют неправильную близкую к линзовидной форму и в целом вытянуты в северо-восточном направлении по простиранию вмещающих их пород уланнурской свиты. Хоргойский массив тяготеет к осевой части Хо-бойской антиклинали. Хадайский и Центрально-Ольхонский массивы располагаются вдоль оси Хага-Яманской антиклинали. Уханский массив приурочен к юго-восточному крылу Холзано-Ташкинайской синклинали, скорее всего он также контролируется антиклинальной складкой, которая срезана береговой линией Байкала.

В участках с повышенной степенью мигматизации наблюдаются тела пегматитов, это позволяет связать процессы мигматизации и пегматитизации.

В целом процессы мигматизации четко увязываются с формированием гра-нитоидов оргойтинского комплекса, в составе которого' выделяются ранний субкомплекс мигматитов и поздний субкомплекс гнейсо-гранитов. Ранее

Е.В. Павловский связывал образование мигматитов с шаранурскими гранитои-дами, однако позднее установлено пересечение мигматизированных пород жилами шаранурских гранитов и пегматитов. Кроме того, шара-нурские граниты несколько отличаются от гнейсо-гранитов оргойтинского комплекса по соотношению щелочей и кремнезема - на рис. 2 анализы шаранурских гранитов расположены более компактно, а содержание щелочей в них несколько выше (6-10%), чем в гнейсо-гранитах (4-9%).

Внутреннее строение мигматитовых массивов до последнего времени практически не изучалось, лишь иногда указывалось на преобладание некоторых разновидностей мигматитов в разных частях массива.

При детальном картировании мигматитовых массивов выяснилось, что для расшифровки внутреннего строения наиболее информативными оказались схемы зональности массивов по степени мигматизации слагающих их метаморфических пород. В соответствии с принятой нами рабочей схемой типизации метаморфических пород Приольхонья по степени мигматизации при документации выделялись 6 классов пород: практически не мигматизированные породы со слабой, низкой, средней, повышенной, высокой и весьма высокой степенью мигматизации (рис. 3).

Анализ распределения мигматизированных пород района показывает, что преобладают породы со средней степенью мигматизации, повышенная степень мигматизации характерна для биотитовых и амфиболовых гнейсов уланнурской и мухорской свит, слабее мигматизированы пироксеновые кристаллосланцы и амфиболиты других стратонов.

На опорных участках Шидинской зоны и Холбинского массива выявлена продольная и реже поперечная зональность увеличения степени мигматизации.

На схеме зональности участка Зугдык наблюдается увеличение степени мигматизации в северо-восточном направлении (рис. 4) — здесь мигматиты переходят в гнейсо-граниты (водораздел рек Шиды и Хорги).

В области повышенной мигматизации наблюдаются тела пегматитов, что указывает на связь процессов мигматизации и пегматитизации - повидимому, пегматиты образовывались на завершающей стадии процесса гранитизации. На схеме зональности мигматитов Холбинского участка фиксируется неоднородная картина распределения пород с разной степенью мигматизации. Отчетливо намечаются изометричные и овальные участки с высокой степенью мигматизации пород, отвечающие по составу мигматитам и гранито-гнейсам, что может служить подтверждением точки зрения B.C. Федоровского (1995) о

15 т 8 ю

6 5 2

► Ряд1

SK52

Рис. 2. Соотношение кремнезема и щелочей в гра-нитоидах оргойтинского (ряд 1) и шаранурского (ряд 2) комплексов (составила ВВ. Шульга по материалам Е.В.Павловского и др., 1964)

Биотитовьш гнейс - слабая степень Амфиболовый гнейс - низкая степень

мигматизации (левый борт р. Кучелги, мигматизации (Чернорудская зона.

Очковый биотитовьш гнейс - средняя Биотитовьш гнейс с линзовидно-складчатой

степень мигматизации текстурой - повышенная степень мигмапшза-

Теневой мигматит Гнейсо-гранит

с реликтами амфиболового гнейса с реликтами амфиболового гнейса - весьма

- высокая степень мигматизации высокая степень мигматизации

(Шндинская зона, фото В. В. Щульга, 2008) (Шидинская зона, фото В. В. Шульга, 2008)

Рис. 3. Типовые разновидности пород Приольхонья с разной степенью мигматизации

Рис. 4. Схема зональности участка Зугдык по степени мигматизации:

I — иемигматизированные породы, 2 — слабо мигматизированные породы, 3 — породы со среднего степенью мигматизации, 4 — породы с высокой степенью мигматизации, 5 — породы с весьма высокой степенью мигматизации, переходные к граяито-гнейсам, 6 — линии профилен и номера пикетов, 7 — границы литолого-стратиграфических подразделений

купольной структуре мигматито-гнейсовых массивов. Чаще они тяготеют к ядрам антиклинальных структур.

На Холбинском участке совместно с институтом Геохимии СО РАН проведено геохимическое опробование мигматитов по первичным и вторичным ореолам рассеяния, пробы анализировались атомно-эмиссионным спектральным методом на 40 элементов. По результатам исследований составлена серия «элементных» геохимических карт методом многомерного поля.

Анализ распределения макроэлементов показывает, что интенсивно мигматизированные разности пород характеризуются повышенными концентрациями 81, К, N£1 и низкими содержаниями Ре, и "Л относительно пород со слабой степенью мигматизации.

В распределении микроэлементов четких закономерностей не устанавливается, хотя в целом мигматизированные породы участка характеризуются пониженными концентрациями практически всех компонентов (за исключением №)) относительно немигматизированных амфиболовых и биотитовых гнейсов.

Геофизические исследования мигматизированных пород Шидинской зоны на участке Барун-Хал показывают, что мигматизированные породы имеют повышенную радиоактивность и повышенные значения магнитного поля. При анализе площадного распространения физических полей выявлена четкая зависимость магнитного поля от степени мигматизации пород: немигматизирован-ные породы тажеранской и кучелгинской свит характеризуются низкими значе-

ниями магнитного поля (0-200 нТ), для выходов пород нижней подсвиты му-хорской свиты, имеющие низкую и среднюю степень мигматизации, характерно преобладание положительных значений от 0-200 до 200-500 нТ, а выходы пород средней и верхней подсвит мухорской свиты, имеющие повышенную и высокую степень мигматизации, характеризуются повышенными значениями магнитного поля 200-500 нТ и более 500 нТ.

Приведенные выше данные по анализу геологической позиции мигматито-вых массивов и степени мигматизации пород Приольхонья в процессе детального геологического, геохимического и геофизического картирования позволяют уточнить их форму и размеры, реконструировать их структурное положение и внутреннее строение и сделать следующие выводы:

- мигматитовые комплексы региона имеют четкую петрографо-стратигра-фическую приуроченность к выходам пород уланнурской и мухорской свит, сложенных биотитовыми и амфибол-биотитовыми гнейсами;

- структурно-тектоническая позиция мигматитовых комплексов определяется приуроченностью большинства их к ядерным частям антиклинальных складок этапа ультраметаморфизма и гранитизации, получивших у разных авторов название валов, куполов, антиформ, термоантиклиналей;

- большинство мигматитовых массивов имеет линейно вытянутую форму, подчиняясь контролирующим их складчатым структурам и продуктивным гнейсовым пачкам;

- составлены карты-схемы зональности Шидинского, Холбинского массивов на основе предложенной автором рабочей схемы систематики мигматизиро-ванных пород по степени мигматизации, что позволило выявить продольную и поперечную зональность этих массивов и дать их характеристику;

- продольная зональность в основном повторяет геологические границы стратиграфических комплексов и выражается в увеличении степени мигматизации от периферии к центральным частям массивов;

- поперечная зональность фиксируется в участках с повышенной степенью мигматизации, имеет наложенный характер и, скорее всего, отражает поперечные и диагонально-секущие зоны повышенной проницаемости, контролирующие повышенный тепловой поток в процессе гранитизации;

- участки максимальной степени мигматизации, картируемые по выходам гранито-гнейсов, имеют изометричную куполообразную форму и тяготеют либо к участкам сопряжения продольной и поперечной зональности, либо к участкам воздымания шарниров контролирующих их антиклинальных складок;

- процессы мигматизации протекали в условиях коллизионного геодинамического режима, причем на ранних стадиях преобладали условия сжатия, что обусловило рассеянную мигматизацию в результате метаморфической дифференциации и селективной перекристаллизации минералов с образованием сла-бомигматизированных пород, а на поздних стадиях на фоне сжатия реализовались сдвиговые напряжения, что в совокупности с увеличением теплового потока вызывало разуплотнение в ядерных частях антиклинальных складок, частичное расплавление лейкократового материала, перемещение мигмы вверх и

метасоматические процессы с формированием мигматитов с повышенной и высокой степенью мигматизации;

- процессы ультраметаморфизма, гранитизации и мигматизации сопровождаются перераспределением ряда элементов - интенсивно мигматизированные породы отличаются повышенными концентрациями кремнезема и щелочей и пониженными содержаниями элементов группы железа (Ре, М§ и "Л), в связи с чем мигматито-гнейсовые комплексы четко фиксируются при геофизических исследованиях повышенными значениями магнитного поля, что позволяет рекомендовать при геолого-съемочных работах глубоко метаморфизованных комплексов использовать магнитометрический метод для уточнения контуров известных и выявления новых мигматитовых массивов.

Таким образом, перечисленные выше выводы подтверждают первое защищаемое положение: «степень мигматизации позволяет реконструировать зональность мигматитовых комплексов и геодинамические условия их формировании».

Четвертая глава посвящена петрографо-геохимическим особенностям мигматитов - описаны текстурные типы мигматитов Приольхонья, дана их микроскопическая и петрохимическая характеристика, рассмотрены вопросы реконструкции первичной природы и стадийности формирования мигматитов.

Текстуры мигматитов очень разнообразны и сложны, они зависят от соотношения палеосомы - субстрата вмещающих пород и неосомы (метатекта) -новообразований, от их размеров, формы и состава, от степени мигматизации. Их детально описали Я.И. Седерхольм, П.Д. Холмквист, Н.Г. Судовиков, К.А. Шуркин, К. Менерт. Наибольшее признание получила систематика К. Ме-нерта, которая и принята нами при изучении мигматитов Приольхонья.

На изученной территории наибольшим распространением пользуются мигматиты строматитовой (слоистой, гнейсовидной), пятнистой, птигматитовой и очковой текстур, реже отмечались агматиты, ветвистые и теневые мигматиты (А.Н. Иванов, 1982).

Изучение мигматизированных пород Приольхонья под микроскопом показало, что процессам мигматизации подвержены все типы метаморфитов.

Строматиты со слабой, низкой и средней степенью мигматизации, часто переходящие в полосчатые гнейсы, представляют собой чередование светлых и темных прослоев, обычно параллельных сланцеватости. Темные полосы представлены агрегатами пироксенов, роговой обманки, биотита и граната, а светлые полосы (лейкосома) - кварц-плагиоклазовыми прожилками, возникающими, скорее всего, в результате метаморфической дифференциации за счет селективной перекристаллизации минералов.

В птигматитах и пятнистых мигматитах со средней и повышенной степенью мигматизации неосома имеет гранитный кварц-плагиоклазовый или кварц-микроклиновый состав с включениями биотита и акцессорных минералов, полнокристаллическую зернистую структуру, обычно более грубозернистую, чем структура субстрата. Реже встречаются птигматиты с жилками кварцевого состава. Количество калиевого полевого шпата и кварца увеличивается с повы-

шением степени мигматизации. Процессы микроклинизации и окварцевания наиболее ярко проявлены в очковых и теневых мигматитах.

По условиям залегания кварц-плагиоклазовая неосома имеет обычно форму согласных со сланцеватостью прожилков, а кварц-микроклиновая и кварцевая неосома нередко образует секущие прожилки по кливажным трещинам (рис. 5).

Анализ петрографческих данных о составе лейкосомы и формах ее выделения в разных текстурных типах мигматитов Приольхонья позволяет оценить их генетические особенности:

- в мигматитах строматитовой текстуры четко проявляются процессы перекристаллизации и замещения при полной унаследованности состава исходных пород, что дает возможность отнести их к сегрегаг^онно-метаморфическим;

- в птигматитовых и пятнистых мигматитах кроме процессов бластеза и метасоматоза четко проявляются признаки внедрения ново-образованного материала, особенно в калишпатовых мигматитах, т.е. они являются частично сегрегаг\ионно-метасоматически-ми (с ранней - плагиоклазовой неосомой) и частично инъещионно-маг-матическими (с поздней микроклиновой неосомой - рис. 5);

- в очковых и теневых мигматитах наиболее ярко проявлены процессы Рис. 5. Птигматитовыемигматиты (Шида) МИКрОКЛИНИЗЭЦИИ И окварцевания, Т.е.

Р1-ранняя тагиоклазовая неосома, ош могут быть отнеСены к метасо-

Ш - наложенная микроклиновая неосома .

матическим образованиям.

Таким образом, эти данные являются доказательством второго защищаемого положения: «мигматиты ольхонского кристаллического комплекса являются полигенными образованиями: преобладают сегрегационно-метаморфические мигматиты, а в отдельных разновидностях наблюдаются признаки, как инъекционно-магматического, так и метасоматиче-ского происхождении».

Петрохгшическая характеристика мигматизированных пород Приольхонья дается на основе созданной автором базе данных (В.В. Шульга и др., 2005).

Пробы систематизированы по петрографическому составу и степени мигматизации, изучена изменчивость химического состава мигматизированных пород, проведен корреляционный, факторный и кластерный анализы.

Для каждого класса пород определены основные статистические характеристики - тип распределения, средние содержания (рис. 6), дисперсии, стандартные отклонения, коэффициенты вариации содержаний породообразующих элементов.

(=0 , т> о го

и 65

ее

2 3 4

Классы порол

4,00 3,50

Оа,ро

э.по

1,50

Классы пород

П.Р.П

► о.сс

2 0,40

н 0,20 О, СО

т ■

О М ■

А:8о -1

2 3 4

Классы повод

1 2 3 4 5 Классы пород

5,00 4,00 о г .оо £ 2,00 1.00 0.00

2 14

Классы пород

12 5 4 5

Классы пород

3,50 3,00 2,50 ■ ° 2,00 я

1.00 0,50 0,00

2 ¿ 4

Классы пород

12 3 4 5

Классы пород

3.50

0 3.00

1 2.50 2.00

2 3

Классы пород

1 2 3 4 5 Классы пород

0,16 0,14 0,12 0,10 и,ш 0,06 0,04 0,02 0,00

? 3 4

Классы пород

Рис. б. Изменчивость средник содержаний макрокомпонентов « метаморфических породах Приольхонья:

1 — слабо и не мыгматизированные породы; 2-5 - мигматизнрованпые породы с низкой (2). средней (3), повышенной (4) и высокой (5) степенью мигматиза-г/г/м

Содержания практически всех компонентов имеют близкий к нормальному характер распределения, иногда намечается бимодальное распределение (8Ю2, ТЮ:, №ьО) - скорее всего это связано с объединением в исследуемой выборке двух типов пород: слабомишатизированных исходных пород и мигматизиро-ванных. Для отдельных групп пород и отдельных элементов отмечается отклонение от нормального распределения иногда с (правой) положительной (А12Оэ), но чаще с (левой) отрицательной асимметрией. По-видимому, это связано с малой представительностью анализов отдельных групп пород. Другие статистические характеристики более тесно связаны с составом пород и степенью их миг-матизации.

Средние содержания большинства элементов слабо мигматизированных пород зависят от петрографических типов исходных пород. При этом содержания ЗЮ2, АЬ03 и К;С) дают восходящий тренд в ряду пород от пироксенсодержа-щих кристаллосланцев до силлиманит-гранат-биотитовых гнейсов; содержания ТЮ2, РеО, СаО и Р205 дают нисходящий тренд в этом же ряду пород, а

содержания МпО и Иа20 практически одинаковы для всех групп пород.

Для анализа зависимости петрохимического состава мигматизированных пород от степени мигматизации составлены графики изменчивости средних содержаний макрокомпонентов (рис. 6), на которых отчетливо видно, что средние содержания 8Ю2 и К20 устойчиво увеличиваются по мере увеличения степени мигматизации в ряду пород от слабо мигматизированных (класс 1) до мигматитов с высокой степенью мигматизации (класс 5), а содержания остальных окислов в целом уменьшаются по мере увеличения степени мигматизации.

По отдельным классам мигматитов имеются частные отклонения в поведении некоторых макрокомпонентов, но они не затушевывают общую закономерность, которая может быть объяснена привносом 8Ю2 и КгО в процессе мигматизации и выносом или перераспределением остальных компонентов. С этим же связано и асимметричность графиков распределения химических элементов в мигматизированных породах: привнос 8Ю2 и К20 вызывает увеличение модальных значений их содержаний, что отражается в правой асимметрии графиков их распределения, а вынос других компонентов - уменьшение модальных значений их содержаний и левую асимметрию графиков их распределения.

Для количественной оценки установленной выше качественной зависимости содержаний химических элементов от степени мигматизации пород Ольховской серии проведены корреляционный, факторный и кластерный анализы.

Корреляционный анализ макрокомлонентов мигматизированных пород Приольхонья проведен по средним содержаниям элементов в каждом классе мигматитов (Г]) и по первичным рядовым содержаниям (г2). Характер связи содержаний макрокомпонентов и степени мигматизации одинаков для обоих вариантов: положительная связь наблюдается только для 8Ю2 и К20, для остальных компонентов фиксируется отрицательная связь (рис. 7). Однако теснота

мзкро«оыПй«еи1Ь(

Рис. 7 Изменчивость коэффициентов корреляции (г1, г2) содержаний макрокомпонентов и степени мигматизации

вариантов различна -критическое значение коэффициента корреляции при уровне значимости 0,95 для 1 варианта (объем выборки 5 анализов) составляет 0,75, а для 2 варианта (объем выборки 107 анализов) -0,19. По 1 варианту значимый коэффициент кор-

реляции имеют все элементы, кроме Ре2Оэ, причем теснота связи близка к 1 (от 0,78 для ]^а20 до 0,98 для РеО). По 2 варианту значимый коэффициент корреляции имеют все элемент без исключения, но теснота связи варьирует от 0,21 для Ре203 до 0,64 для А120з. Полученные данные подтверждают сделанный ранее вывод о привносе кремния и калия и выносе остальных элементов в процессе мигматизации.

Расчет парных коэффициентов корреляции макрокомпонентов друг с другом проведен отдельно для слабо мигматизированных пород 1 класса и для мигматитов 2-5 классов. Сравнение полученных корреляционных матриц показывает, что в целом при увеличении степени мигматизации усиливается отрицательная связь БЮз и К20 с остальными компонентами и положительная связь между компонентами группы железа. Привнос 8102 и К20 в ходе мигматизации приводит к перераспределению других компонентов или к их выносу, что вызывает обогащение немигматизированных пород минералами группы железа.

Корреляционный анализ микроэлементов для пород Холбинского участка показал, что значимая (с учетом критического значения коэффициента корреляции 0,81 при уровне значимости 0,95) отрицательная связь степени мигматизации фиксируется только с барием, оловом и ванадием (рис. 8). Остальные микрокомпоненты имеют незначимые коэффициенты корреляции со степенью мигматизации пород, т. е. в процессе мигматизации их роль незначительна.

|ТЭГ (ада

о,«

'-0.К

'ГГЕГ 1 г г"' ' г г'.а;

•'- «и-;'

1Л|— 1-

¡цикрсишкжешы

Рис. 8. Изменчивость коэффициентов корреляции содержаний микрокомпонентов и степени мигматизации

Расчет парных коэффициентов корреляции содержаний микрокомпонентов в мигматизированных породах Приольхонья показывает, что тесные корреляционные связи положительного характера имеют Ьа с Се, № с Со и Сг, Со с Сг, Мп со 8с и У. Для остальных пар компонентов связь практически отсутствует.

¡ Таким образом, на участке Холбо четких закономерностей в распределении микроэлементов не устанавливается. Их геохимические шля фиксируют как высокую так и более слабую степень мигматизации амфиболовых и биотитовых гнейсов. Установленные корреляционные зависимости между микрозлемента-J ми, по-видимому, указывают в первую очередь на состав первичных пород, по которым проходил процесс мигматизации.

Факторный анализ проведен для оценки влияния фактора степени мигматизации на содержания макро- и микрокомпонентов. Рассчитаны критерии Фишера и определена доли фактора степени мигматизации в дисперсии содержаний основных химических элементов (рис. 9). Значимую величину критерия Фишера (больше табличного) имеют все макроэлементы, кроме щелочей, глинозема и фосфора, что указывает на значительное влияние степени мигматизации на содержание макро-|элементов в породах Приоль-

хонъя. Максимальная доля Iфактора степени мигматиза-

ции характерна для кремнезе-|ма и железа, что отражает их

главную роль в процессе миг матизации: по-видимому, он Рис 9. Гистограммы вариации величина критерия сопровождался привносом Фишера (1) и доли влияния фактора степени миг- кремнезема, выносом железа матизации (2) на содержание макрокомпонентов в и пере-рас преде пением ос-мигматизироваппых породах тальных химических элемен-

тов.

' При факторном аначизе микрокомпонентов установлено, что только для олова критерий Фишера имеет значимую величину (F=12), для остальных микрокомпонентов он меньше критического (FK=6,59), т.е. является незначимым. Это подтверждает ранее сделанный вывод, что содержание микрокомпонентов I не зависит от степени мигматизации и скорее всего, отражает их концентрации в исходных породах.

При кластерном анализе макрокомпонентов в мигматизированных породах Приольхонья выделено 4 типа их ассоциаций: ведущее значение имеют ассоциации Ее0-Мп0-Са0-Р205, и Ti02-Mg0-Fe203, отражающие состав субстрата ! исходных пород, подчиненное значение имеют ассоциации А1203-№г0 и Si02-К?С), отражающие состав неосомы мигматитов.

При кластерном анализе микрокомпонентов в мигматизированных породах участка Холбо установлено, что они образуют две ассоциации: 1) La-Ce имеют между собой наиболее тесную связь (г =0,97), но с остальными микрокомпонентами их связь минимальна (г = 0,10-0,3); 2) все остальные микрокомпоненты (Ni, Со, Cr, V, Ti, Se, Mn, Zn, Y, Li, Sn) дают общую цепочку по убыванию величины коэффициента корреляции.

Рис 9. Гистограммы вариации величина критерия Фишера (1) и доли влияния фактора степени мигматизации (2) на содержание макрокомпонентов в мигматизированных породах

Тесная связь микроэлементов второй группы отражает состав исходных горных пород, тогда как поведение церия и лантана скорее всего, говорит о их привносе в процессе мигматизации.

Для реконструкции первичного состава мигматизированных пород привлечены специальные методики петрохимических пересчетов - А.А.Маракушева, А.Нематова, А.Озанна.

Результаты петрохимического и геохимического изучения мигматитов При-ольхонья позволяет оценить особенности состава пород с разной степенью мигматизации и реконструировать исходный субстрат:

- в мигматизированных породах со слабой и низкой степенью мигматизации уверенно опознается природа исходных пород. Часто это парапороды (гранат-биотитовые и биотитовые гнейсы, кварцито-шейсы), но нередко и ортопороды (первично вулканогенные образования - амфиболовые и амфибол-биогитовые гнейсы, амфиболиты и пироксеновые кристаллосланцы), петрохимически они почти не отличаются от немигматизированных разновидностей;

- в мигматитах с повышенной и высокой степенью мигматизации отмечаются повышенные концентрации кремнезема и пониженные содержания элементов группы железа (железо, марганец, магний и титана), в связи, с чем природа исходных пород опознается неоднозначно, т.е. в ходе процесса мигматизации происходит конвергенция признаков разнотипных мигматитов, которые можно отнести к щелочноземельному ряд}' пород, обогащенных кремнеземом, по классификации A.A. Маракушева;

- четко устанавливается положительная корреляция степени мигматизации с содержанием SiC>2 и К20 и отрицательная корреляция - с содержаниями других элементов, т.е. в процессе мигматизации происходит привнос кремнезема и щелочей и вынос остальных элементов;

- закономерное смещение поля мишатизированных пород на диаграммах относительно полей слабо и немигматизированных пород в сторону увеличения содержания кремнезема, указывает на связь процесса мигматизации с кварцевым метасоматозом.

При анализе стадийности формирования мигматитов Приольхонья учтены, как известные схемы метаморфизма ольхонского комплекса (A.C. Ескин, З.И. Петрова, В.И. Левицкий, В.А. Макрыгина и др.) и ультраметаморфизма (A.B. Мидовский, 1985), так и современные представления об этапности геологического развития региона (стр. 9).

На основе полученных нами результатов предлагается рабочая схема стадийности формирования мигматизированных пород Приольхонья. Согласно ей мигматиты и гранито-гнейсы оргойтинского комплекса являются продуктами ультраметаморфического этапа геологического развития региона, в рамках которого намечается пять стадий формирования мигматитов:

- начальная стадия рассеянной мигматизации за счет образования мигмы под действием теплового потока, когда формировались слабо мигмати-зированные породы типа строматитов и артериитов;

- ранняя стадия - обогащение мишы кремнеземом за счет вовлечения в

процесс расплавления кварца и других минералов в связи с повышением интенсивности теплового потока и инъецирование её вдоль слоистости и латентной трещиноватости с образованием пород средней и повышенной степени мигма-тизации более сложной текстуры (птигматиты, стиктолиты, агматиты);

- поздняя стадия - инъецирование обогащенной оксидами кремния и калия мигмы с образованием интенсивно мигматизированных пород с реликтами не-мигматизированных пород сложной текстуры (небулитов, теневых мигматитов), а в центральных частях массивов гранито-гнейсов;

- конечная стадия - формирование анатектических гранитов и гнейсо-гранитов оргойтинского комплекса в центральных частях массивов мигматитов;

- заключительная стадия - в зонах повторного поступления теплового потока в тектонически активных областях возможно палингенное переплавление материала гнейсо-гранитов и перемещение иалингенной магмы в выше лежащие толщи с образованием аллохтонных интрузий гранитов шаранурского комплекса.

На современном эрозионном срезе обнажаются области мигматизации, развитие которых в зависимости от тектонической обстановки могло остановиться на разной стадии. В связи с этим картируются как участки рассеянной мигматизации и гнейсово-мигматитовые зоны, так и гранито-гнейсо-мигматитовые массивы, автохтонные гнейсо-граниты и интрузии аллохтонных гранитов.

Предлагаемая схема стадийности формирования четко коррелируется со стадиями процесса гранитизации по A.B. Мидовскому и имеет элементы сходства со схемами других авторов (З.П. Петрова, В.А. Макрыгина, A.C. Ескин).

Таким образом, полученные результаты по петрохимии мигматизированных пород, реконструкции их первичной природы и стадийности процесса мигматизации подтверждают третье защищаемое положение: «Процесс мигматизации пород Приольхонья является многостадийным: па первых стадиях он происходил в условиях перераспределения химических элементов в ходе метаморфической дифференциации, а на последующих стадиях - в условиях обменных реакций с привносом кремнезема и калия, что петрографически проявилось в окварцевании и микроклинизации исходных пород».

Пятая глава посвящена роли процессов мигматизации в образовании и локализации проявлений полезных ископаемых региона на основе полученных данных по геологии, петрохимии и геохимии мигматитовых массивов Приольхонья (гл. 3-4), а также по минерагеническим особенностям региона (гл. 2).

В Приольхонье имеются многочисленные рудопроявления и мелкие месторождения как металлических (Борсойское, Тумырбашское и Нарын - Елгинское месторождения бурых железняков, Озерское и Кутульское месторождения марганца), так и неметаллических (Мухор-Булыкское и Кучелгинское месторождения графита, Нарын-Кунтинское месторождение керамических пегматитов, проявления антофиллит-асбеста) полезных ископаемых.

Анализ пространственного расположения их относительно выходов мигматитовых комплексов проводился на основе составленной нами схемы минерге-нического районирования изученной площади (рис. 10) на разных масштабных

7 - Приморский глубинный разлом; 8 - региональные разломы, служащие границами металлогенических зон; 9-11- Тажеранская мегаллогеническая зона (9 -Чернорудская, 10 - Томотская, 11 - Куркутская подзоны), 12-13 - Крестовская мегаллогеническая зона (12 -Сахюртинская, 13 - Ангинская подзоны); 14-18 - месторождения и рудопроявления полезных ископаемых (14 - рудопроявления бурого железняка: 1 -Борсойское, U - Тумырбашское, Ш - Нарын-Елгинское), (15- рудопроявление красного железняка: IV-Иликсинское , 16 - рудопроявления марганца: VI - Кутульское, V - Озерское), (17 - рудопроявления графита: VII - Кучелгинское, VIII - Мухор-Булыкское, Х1-Хожертуйское), (18 - месторождение керамического сырья- IX - Нарын-Кунтинско), (19 - проявление антофиллит асбеста: X - Кучелгинское; XII - Ольхонские ворота; XIII -Тонтинское; XIV - Намши-Нурское; XV - Верхне Ангинское; XVI - Ангинское; XVII - Бегульское), (20 - проявление Ti-Mg - XVIII)

Изучены возрастные, генетических и парагенетических соотношения известных проявлений полезных ископаемых с мигматитами и другими продуктами процессов магматизма и метаморфизма. Выделено 5 типов структурно-вещественных комплексов, установлена пространственная связь большинства проявлений полезных ископаемых с выходами пород позднесинметаморфиче-ского СВК - структурно-вещественного комплекса, представленного продуктами гранитизации и мигматизации.

Структурно-геологическая позиция разнотипных полезных ископаемых определяется разными частями структур гранитизации - проявления железа, марганца и графита сконцентрированы в межкупольных зонах мигматитовых полей, а проявления керамических пегматитов с повышенными содержаниями

уровнях с учетом материалов предшественников и полученных нами данных об условиях формирования мигматитовых комплексов.

Рис. 10. Схема локального минерагенического районирования Приольхонья:

1 - граниты приморского комплекса; 2- массивы гранитоидов, 3 -крупные тела базитов и ультрабазитов; 4 - гранитные масси-вы;5- основные, ультраосновные, щелочные пороОы нерасчленен-ные. б - гнейсо-мигматитовые валы, купола и зоны (Шд - Ши-динская, Хб - Холбинскнй, Тм - Томотский, Кт - Куркутский, Гз -Гызгынурскин, Шр~ Щаранурскии, Ор - Оргоитински);

редких земель и редких металлов фиксируются в центральных частях мигмати-товых массивов.

На основе анализа структуры и зональности структурно-вещественных комплексов изученной территории откорректирована региональная схема минера-генического районирования Западного Прибайкалья и составлена детальная схема субрегионального районирования Приольхонья - в составе Тажеранской металлогенической зоны B.C. Малых выделены Чернорудская, Томотская и Куркутская подзоны, а в составе Крестовской зоны - Сахюртинская и Ангин-ская подзоны.

Чернорудская подзона включает Шидинскую зоны гранитизации и проявления графита (Кучелгинское), железа (Тумырбашское), кварцитов и антофиллит-асбеста.

В Томотской подзоне наблюдаются Томотский, Холбинский и Куркутский мигматитовые массивы, а также проявления марганца (Кутульское), железа (Нарын-Елгинское), антофиллит-асбеста (Тонта).

На площади Сахюртинской подзоны картируются Тутайский и Шаранур-ский массивы мигматитов и гранитов, Кутульское и Борсойское проявления железа.

На площади Оргойтинской подзоны наблюдаются Оргойтинский гнейсо-мигматитовый вал, Намшинурское пегматитовое поле, Кутульское и Озерское месторождения марганца.

На площади Ангинской подзоны распространены Бирхинский и Бегульский массивы габбро-диоритов, Тажеранский массив сиенитов, Аинский и Крестовский массивы гранитов, Нарын-Кунтинское месторождение керамических пегматитов, проявления антофиллит-асбеста, редкометальных и редкоземельных пегматитов.

На основе анализа зональности мигматитовых комплексов разработана схематическая структурно-минерагеническая модель мигматит-гранито-гнейсовых куполов, на которой отражена причинная связь размещения месторождений железа и марганца в межкупольных зонах, а проявлений пегматитов — в центральных частях купольных структур и в областях повышенной степени мигма-тизации (рис. И).

Рис. II. Схематическая структурно-минерагеническая модель мигматит-гранито-гнейсовых куполов Приольхонья:

1 - мигматитовые граттю-гнейсовые купола и зоны (I - Шидинская зона мигматизации, II - Холбинский массив, III- Куркутский вал, IV- Тутайский вал), 2 - рудопроявления бурого железняка, 3 - рудопроявления марганца, 4-проявление антофиллит-асбеста, 5 - миграция химических элементов, 6 - Приморский разлом; 7-гранито-гнейсы Приморского хребта; 8-межкупольные пространства

По петрохимическим данным оценена потенциальная рудоносность мигматитов и метаморфогенных гранитоидов с учетом критериев, предложенных З.Г. Караевой (1968) для редкометальных гранитоидов, измененных процессами щелочного метасоматизма, и показано, что мигматиты и гранито-гнейсы оргой-тинского комплекса близки к типу измененных лейкократовых гранитов, потенциально перспективных на поиски месторождений V/, Мо, Ве, Бп силикатной и полиметаллической формаций, слюдоносных и редкометальных пегматитов.

Таким образом, полученные данные подтверждают четвертое защищаемое положение: «Различные по происхождению и степени мигматизации зоны мигматитовых комплексов имеют разную минерагеническую нагрузку - в краевых частях сконцентрированы рудопроявления железа и марганца из центральных частей, а в центральных частях наблюдаются проявления редкометальных и редкоземельных пегматитов».

Установленная зональность мигматитовых комплексов Приольхонья по степени мигматизации, петрохимическая и геохимическая характеристика миг-матизированных пород, реконструкция природы исходных пород и стадийности процесса мигматизации, выявленная связь рудопроявлений железа и марганца с краевыми частями, а проявлений редкометальных и редкоземельных пегматитов с центральными частями мигматитовых полей говорит о научной новизне работы.

В практическом плане разработанная методика расчленения мигматитовых комплексов по степени мигматизации позволяет проводить детальное картирование мигматитовых комплексов, выявлять закономерности их формирования, проводить их минерагеническое районирование и прогнозировать месторождения полезных ископаемых. Эта методика может быть использована при проведении геолого-съемочных работ в районах распространения глубоко метамор-- физованных комплексов, особенно на настоящем этапе, когда проводится гео. логическое доизучение площадей разных масштабов и создаются новые серии геологических карт по программам ГДП-1000 и ГДП-200.

Методические разработки по детальному картированию метаморфических комплексов могут быть использованы в учебном процессе при проведении учебных геологических практик.

Список публикаций по теме диссертации

(жирным шрифтом выделены статьи в изданиях по списку ВАК)

1.Иванова Р.Н. Геолого-геофизическое картирование северо-восточного склона пади Ба-рун-Хал / Р.Н. Иванова, А.П. Кочнев, В.В. Шульга И Геофизика на пороге третьего тысячелетия : Тр. второй Байкальской шк.-сем. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2001. С. 22-33.

2.Кочнсв А.П. - Геолого-геохимические особенности Холбинского мигматито-гнейсового массива (Приольхонье, Западное Прибайкалье) / А.П. Кочнев, Н.Б. Санина, Л.А. Филиппова, В.В. Шульга // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле РАЕН. Сер. Геология, поиски и разведка месторождений рунных полезных ископаемых /Иркут. гос. техн. ун-т. 2005. Вып. 2(28). С. 100-111.

3.Шульга В.В. Мигматиты Ольхонской серии и их геохимические особенности (Приольхонье, Западное Прибайкалье) / В.В. Шульга, А.П.. Кочнев, Н.Б. Санина, Л.А. Филиппова // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований : Сб. избр. тр. НТК. Вып.5. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2005. С.68-72.

4.Шульга В.В. Степень мигматизации пород ольхонской серии и ее отражение в физических полях (Приольхонье, Чернорудский полигон) / В.В. Шульга, А.П. Кочнев // Строение литосферы и геодинамика : Материалы XXI Всерос. молодеж. конф. Иркутск : ИЗК СО РАН, 2005. С.73-75.

5. Шульга В.В. Шидинская зона мигматизации / В.В. Шульга, А.П. Кочнев // Проблемы геологии и освоения недр : Материалы Междунар. науч. симп. студ. и молодых ученых. М.: Изд-во МГРУ (МГРИ), 2005. С.59.

6. Шульга В.В. Особенности мигматизированных пород Приольхонья / В.В. Шульга, А.П. Кочнев, Н.Б. Санина // Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. Томск: Изд-во ТПУ, 2005. С. 194-199.

7. Кочнев А.П. Оценка влияния степени мигматизации метаморфических пород Приольхонья на их химический состав / А.П. Кочнев, В.В. Шульга, Н.Б. Санина. // Известия вузов Сибири. 2006. Вып. 9-10. С. 69-72.

8. Шульга В.В. Шидинская зона мигматизации (Приольхонье, Западное Прибайкалье) / В.В. Шульга П Вестник Иркутского государственного технического университета. 2006. Вып. 2 (26). С. 19-20.

9. Шульга В.В. Опыт факторного и кластерного анализа микрокомпонентов в мигматизированных метаморфических породах Приольхонья (Западное Прибайкалье) / В.В. Шульга, А.П. Кочнев // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований : Сб. избр. трудов НТК. Вып.б. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. С. 84-88.

10. Шульга В.В. Реконструкция первичной природы мигматизированных пород Приольхонья (Западное Прибайкалье) по пстрохнмическим данным / В.В. Шульга, А.П. Кочнев // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле РАЕН Сер. Геология, поиски и разведка месторождений рудных полезных ископаемых / Иркут. гос. техн. ун-т. 2007. Вып. 4(30). С.57-70.

11. Шульга В.В. Стадийность формирования мигматизированных пород Приольхонья (Западное Прибайкалье) / В.В. Шульга, А.П. Кочнев // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле РАЕН. Сер. Геология, поиски и разведка месторождений рудных полезных ископаемых / Иркут. гос. техн. ун-т. 2007. Вып. 5(31). С. 85-91.

12. Шульга В.В. О рудоносности мигматизированных пород Приольхонья / В.В. Шульга // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле РАЕН. Сер. Геология, поиски л разведка месторождений рудных полезных ископаемых / Иркут. гос. техн. унт. 2008. Вып. 6(32). С.81-85.

13. Шульга В.В. Влияние степени тектонической переработки на прочностные свойства пород / В.В. Шульга, Р.Н. Иванова // Материалы Четвертой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск, 2008. - С. 285-286.

14. Кочнев А.П. Влияние переработки пород купольного парагенезиса на их прочностные свойства / А.П. Кочнев, Р.Н. Иванова, В.В. Шульга // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований : Сб. избр. трудов НТК. Вып.9. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2009. С.115-120.

Подписано в печать 6.12.2010. Формат 60 х 90 / 16. Бумага офсегная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,75. Тираж 100 экз. Зак. 174. Поз. плана 57н.

Лицензия ИД № 06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Шульга, Валентина Валерьевна

Введение.

1. Состояние проблемы, методика и задачи исследования.

2. Основные черты геологии и минерагении Приольхонья

2.1 .Краткий геологический очерк.

2.2. Минерагеническая позиция и региональное минерагеническое районирование Приольхонья.

2.3. Главнейшие проявления полезных ископаемых региона.

2.3.1. Железо.

2.3.2. Марганец.

2.3.3. Графит.

2.3.4. Антофиллит-асбест.

2.3.5. Керамические пегматиты.

3. Мигматитовые комплексы региона

3.1. Структурно-геологическая позиция и морфология мигматитовых массивов.

3.2. Внутреннее строение мигматитовых'массивов.

3.2.1. Систематика мигматитов по степени мигматизации.

3.2.2. Зональность мигматитовых массивов по степени мигматизации.

3.2.3. Зональность геохимических полей мигматитовых массивов.

3.2.4. Зональность геофизических полей мигматитовых массивов.

4. Петрографо-геохимические особенности мигматизированных пород

4.1. Текстурные типы мигматитов Приольхонья.

4.2. Микроскопическая характеристика мигматитов.

4.3. Петрохимическая характеристика мигматитов.

4.3.1. Изменчивость химического состава мигматитов.

4.3.2. Корреляционный анализ.

4.3.3. Факторный анализ.

4.3.4. Кластерный анализ.

4.4. Реконструкция первичной природы.

4.5. Стадийность формирования мигматитов.

5. Значение мигматизации для минерагении региона.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Мигматиты Ольхонского кристаллического комплекса и их минерагеническое значение"

Актуальность работы. Вопрос о мигматизации пород ольхонского кристаллического комплекса затрагивается во многих работах предшественников; однако детальная характеристика мигматизированных пород Приольхонья и их роли в рудогенезе региона*отсутствует.

Мигматиты.представляют собой самостоятельную группу переходных пород со своими», закономерностями формирования; с особенностями» состава и специфическими структурами-и текстурами:

Их происхождение однозначно не определено — мигматиты» обычно рассматриваются либо с позиций магматического образования; либо с позиций ме-тасоматического и метаморфического происхождения:

Таким, образом, дискуссионными^ остаются-вопросы о происхождении^мигматитов; петрографии^ геохимии* мигматизированных пород, о роли мигматизации в рудогенезе района.

Изучение мигматизированных пород позволит выявить некоторые закономерности размещения полезных ископаемых связанных с процессамшмигмати-зации, что поможет уточнить минерагенические особенности.района и провести переоценку перспектив на полезные ископаемые.

Цель работы. Реконструкция геологических условий формирования мигма-тизированных пород Приольхонья и выявление их связи? с полезными ископаемыми района.

Задачи исследований:

1. Определение стратиграфической и структурно-геологической, позиции мигматизированных комплексов:

2. Анализ степени мигматизации пород Приольхонья в разных мигматитовых полях.

3. Петрографо-геохимическая характеристика мигматизированных пород.

4. Реконструкция первичной природы мигматизированных пород.

5. Анализ структурно-геологической позиции известных проявлений рудных и нерудных полезных ископаемых, парагенетически связанных с процессами; мигматизации; с целью оценки их рудоконтролирующей роли.

Фактический материал представлен данными, полученными автором при проведении полевых работ в 2004-2008 гг. на территории Западного Прибайкалья (Приольхонье). Проведено детальное геологическое картирование мигматитовых комплексов, составлены геологические карты опорных участков и карты зональности массивов по степени мигматизации. Изучена морфология и структурно-геологические особенности проявлений редкометалльных и редкоземельных пегматитов, связанных с процессами мигматизации и гранитизации.

В процессе камеральной обработки материалов проведено петрографическое описание шлифов, создана, база,данных химических (силикатных) анализов по литературным источникам и материалам автора (приложение 1), проведены петрохимические исследования пород. По материалам предшественников составлена минерагеническая схема района, отражающая* связь мигматизиро-ванных комплексов и проявлений железа, марганца, редкометалльных и редкоземельных пегматитов.

Методы исследования. Решение поставленных геологических задач-проводилось комплексом методов:

С целью определения геологической- позиции^ мигматитовых комплексов, диагностики, пород по степени мигматизации* и определения их рудоносности проводилось детальное геологическое картирование (масштабы 1:10000-1:2000) гранито-гнейсо-мигматитовых массивов на участках Холбо, Зугдык, Барун-Хал.

Для оценки особенностей геохимических и геофизических полей-мигмати-зированных комплексов исследуемой территории проводилась геохимическая съемка на' участке Холбо переинтерпретация геофизических материалов предшественников по участкам Барун-Хал и Зугдык, что позволяет обосновать возможности использования геохимических и, геофизических методов при картировании этих комплексов.

В процессе картирования проводился отбор ппуфных образцов и проб миг-матизированных пород для исследования их в лабораторных условиях.

Для получения, петрографической и петрохимической характеристики проводились петрографические исследования основных разновидностей мигмати-зированных пород, изучение их геохимических особенностей с применением корреляционного, факторного и кластерного анализов.

По опубликованным данным и материалам автора была сформирована база данных силикатных анализов мигматизированных пород.

Защищаемые положения:

1. Степень мигматизации позволяет реконструировать зональность мигма-титовых комплексов и геодинамические условия их формирования.

2. Мигматиты ольхонского кристаллического комплекса являются, полигенными образованиями: преобладают сегрегационно-метаморфические мигматиты, а в отдельных разновидностях наблюдаются признаки как инъекционно-магматического, так и метасоматического происхождения.

3. Процесс мигматизации пород Приольхонья является многостадийным: на первых стадиях он происходил в условиях перераспределения,химических элементов в ходе метаморфической дифференциации, а на последующих стадиях -в условиях обменных реакций с привносом кремнезема и калия, что петрографически проявилось в окварцевании и микроклинизации,исходных пород.

Научная новизна. Установлена зональность мигматитовых комплексов по степени мигматизации. Дана петрохимическая.и геохимическая характеристика мигматизированных пород. Проведена реконструкция природы исходных пород и стадийности процесса мигматизации. Выявлена связь рудопроявлений железа и марганца с краевыми частями, а проявлений редкометалльных и редкоземельных пегматитов с центральными частями мигматитовых полей.

Практическая значимость. Разработанная^ методика картирования» по степени мигматизации позволяет проводить детальное картирование мигматитовых комплексов, выявлять закономерности их формирования. Эта методика может быть использована при проведении геолого-съемочных работ в районах распространения метаморфических комплексов. Установленная связь полезных ископаемых с мигматитовыми комплексами позволяет по-новому оценить их рудоносность.

Апробаиия работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на Сибирской международной конференции «Молодые ученые по наукам-о Земле» (Новосибирск, 2004, 2008); на XXI Всероссийской'Молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика» ИЗК СО РАН, (Иркутск,

2005); на научно-технической конференции ИрГТУ (Иркутск, 2005-2009); на УП Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле», (Москва,

2005); на Всероссийской научной конференции, (Томск, 2005); на Междунаг родной конференции «Геология и минерагения Центральной Азии» (Иркутск,

Объем и структура работы. Основной текст диссертации представлен на 174 стр. состоит из введения, 5 глав, заключения, иллюстрирована 62 рисунками и 18 таблицами, сопровождается 9 приложениями. Библиографический список включает 117 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Шульга, Валентина Валерьевна

Заключение

В процессе исследований проведен комплексный анализ мигматизирован-ных пород Приольхонья, включающий детальное геологическое картирование опорных участков, анализ степени мигматизации пород ольхонской серии, изучение петрографического состава, текстурно-структурных особенностей, пет-рохимии и геохимии мигматитов, реконструкция исходного субстрата мигмати-зированных пород и геологических условий их формирования, изучение мине-рагенической роли процесса мигматизации.

Установлена четкая петрографо-стратиграфическая приуроченность мигма-тито-гнейсовых комплексов к выходам пород уланнурской и мухорской свит, сложенных биотитовыми и амфибол-биотитовыми гнейсами. Уточнены формы и параметры выходов гранито-гнейсо-мигматитовых комплексов и определен структурно-тектонический контроль мигматито-гнейсовых комплексов - большинство их располагается, в .ядерных частях антиклинальных складок этапа ультраметаморфизма и гранитизации, получивших у разных авторов название валов, куполов, антиформ, термоантиклиналей.

Предложена рабочая схема систематики мигматизированных пород по степени, мигматизации с выделением 6 классов пород и составлены карты-схемы зональности Шидинского и Холбинского массивов по степени мигматизации, что позволило выявить продольную и поперечную зональность этих массивов и дать характеристику этой зональности. Продольная зональность в основном повторяет геологические границы стратиграфических комплексов и выражается в увеличении степени мигматизации от периферии к центральным частям массивов. Поперечная зональность фиксируется в участках с повышенной степень мигматизации, имеет наложенный характер и скорее всего отражает поперечные и диагонально-секущие зоны повышенной проницаемости, контролирующих повышенный тепловой поток в процессе гранитизации. Участки максимальной степени мигматизации, картируемые по выходам гранито-гнейсов, имеют изометричную куполообразную форму и тяготеют либо к участкам воз-дымания шарниров контролирующих их антиклинальных складок.

Процессы ультраметаморфизма, гранитизации и мигматизации сопровождаются перераспределением ряда элементов, в частности железа с образованием магнетита, в связи с чем мигматито-гнейсовые комплексы четко фиксируются при геофизических исследованиях повышенными значениями магнитного поля, что позволяет рекомендовать при ГСР глубоко метаморфизованных комплексов использовать магнитометрический метод для уточнения контуров известных и выявления новых мигматито-гнейсовых массивов.

Проведен- анализ петрографических данных о составе лейкосомы и текстурных особенностях мигматитов Приольхонья с разной степенью мигматизации, что позволяет оценить их генетические особенности - в мигматитах стромати-товой текстуры со слабой степенью мигматизации четко проявляются« процессы перекристаллизации и замещения-при, полной унаследованности состава исходных пород, что дает возможность отнести-такие мигматиты к. сегрегационно-метсшорфическим или сегрегационно-метасоматическъш; в птигматитовых и пятнистых мигматитах со средней» и повышенной степенью мигматизации кроме процессов бластеза и метасоматоза четко проявляются признаки внедрения новообразованного материала, особенно в калишпатовых мигматитах, т.е. они являются частично сегрегснрюнно-метасомати-ческими (с ранней плагиокла-зовой неосомой) и частично инъекционно-магматическими (с поздней микроклиновой неосомой); в очковых и теневых мигматитах наиболее ярко проявлены процессы.микроклинизации и окварцевания, т.е. они могут быть отнесены л-метасоматическим образованиям.

Петрохимическое и геохимические изучение мигматитов Приольхонья позволяет оценить особенности состава пород с разной степенью мигматизации, реконструировать исходный субстрат и установить стадийность процесса мигматизации. В мишатизированных породах со слабой и низкой степенью мигматизации уверенно опознается природа исходных пород, часто это гранат-биотитовые, амфибол-биотитовые и амфиболовые гнейсы, петрохимически они почти не отличаются от немигматизированных разновидностей. В мигматитах с повышенной и высокой степенью мигматизации отмечаются повышенные концентрации кремнезема, отмечаются повышенные концентрации кремнезема и пониженное содержание элементов группы железа (железо, марганец, магний и титана), в связи с чем природа исходных пород опознается неоднозначно, т.е. в ходе процесса мигматизации происходит конвергенция признаков разнотипных мигматитов.

Четко устанавливается положительная корреляция степени мигматизации с содержанием БЮг и К20 и отрицательная корреляция - с содержаниями других элементов, т.е. в процессе мигматизации происходит привнос кремнезема и щелочей и вынос остальных элементов.

Достаточно уверенно устанавливается стадийность процесса мигматизации в рамках ультраметаморфического этапа геологического развития региона, включающая начальную (рассеянная« мигматизация -формирование слабомиг-матизированные пород типа строматитов и артериитов), раннюю (образование пород средней и повышенной степени мигматизации - птигматитов, стиктоли-тов, агматитов), позднюю (образование интенсивно мигматизированных пород с реликтами немигматизированных пород - небулитов, теневых мигматитов, гра-нито-гнейсов), конечную (формирование анатектических гранитов и гнейсо-гранитов оргойтинского комплекса) и заключительную (палингенез гнейсо-гранитов и образование аллохтонных гранитов и пегматитов шаранурского комплекса) стадии. На современном эрозионном срезе ольхонской серии обнажаются^ области мигматизации; развитие которых в,зависимости от тектонической обстановки могло остановиться на разной стадии. В связи с этим картируются как участки рассеянной мигматизации и гнейсо-мигматитовые зоны, так и гранито-гнейсо-мигматитовые массивы, автохтонные гнейсо-граниты и интрузии аллохтонных гранитов.

Проведен анализ пространственной и парагенетической связи известных проявлений- полезных ископаемых Приольхонья с выходами пород позднесин-метаморфического СВК, представленного продуктами гранитизации и мигматизации. Структурно-геологическая позиция разнотипных полезных ископаемых определяется*разными частями структур гранитизации.- проявления железа, марганца и графита сконцентрированы в межкупольных зонах мигматито-вых полей, а проявления-керамических пегматитов с повышенными содержаниями редких земель и редких металлов фиксируются в центральных частях мигматитовых массивов.

На основе анализа зональности мигматитовых комплексов разработана схематическая структурно-минерагеническая модель мигматит-гранито-гнейсовых куполов, на которой отражена причинная связь размещения месторождений железа и марганца в межкупольных зонах, а проявлений; пегматитов - в центральных частях купольных структур и в областях повышенной степени мигма-тизации.

По петрохимическим данным оценена потенциальная« рудоносность мигматитов и метаморфогенных гранитоидов с учетом критериев, предложенных З.Г. Караевой (1968) для редкометальных гранитоидов, измененных процессами щелочного метасоматизма; и показано, что мигматиты и гранито-гнейсы оргой-тинского комплекса близки к типу измененных лейкократовых гранитов, потенциально перспективных на поиски месторождений Мо, Ве, Бп силикатной и полиметаллической формаций, слюдоносных и. редкометальных пегматитов.

Таким образом, полученные данные подтверждают выдвинутые автором-защищаемые положения:

- ваяснейшим признаком при изучении мигматитов является степень миг-матизации, позволяющая реконструировать зональность мигматитовых комплексов и геодинамические условия их формирования.

- мигматиты ольхонского кристаллического комплекса являются полигенными образованиями: преобладают сегрегационно-метаморфические мигматиты, а в отдельных разновидностях наблюдаются признаки, как инъекцион-но-магматического, так и метасоматического происхождения.

- процесс миглштизации пород Приольхонья является многостадийным: на первых стадиях он происходил в условиях перераспределения химических элементов в ходе метаморфической дифференциации, а на последующих стадиях - в условиях обменных реакций с привносом кремнезема и калия, что петрографически проявилось в окварцевании и микроютнизации исходных пород;

- различные по происхождению и степени мигматизации зоны мигматитовых комплексов имеют разную лшнерагеническую нагрузку - в краевых частях сконцентрированы рудопроявления железа и марганца из центральных частей, а в центральных частях наблюдаются проявления редкометальных и редкоземельных пегматитов.

В практическом плане разработанная методика расчленения мигматитовых комплексов по степени мигматизации позволяет проводить детальное картирование мигматитовых комплексов, выявлять закономерности их формирования, проводить их минерагеническое районирование и прогнозировать месторождения полезных ископаемых. Эта методика может быть использована при проведении геолого-съемочных работ в районах распространения глубоко метамор-физованных комплексов, особенно на настоящем этапе, когда проводится геологическое доизучение площадей разных масштабов и создаются новые серии геологических карт по программам ГДП-1000 и ГДП-200.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Шульга, Валентина Валерьевна, Иркутск

1.Я. Геологическая сущность кольцевых структур // Кольцевые структуры земной коры. Иркутск: Воет -Сиб филиал СО АН СССР, 1978. - С.5-21.

2. Арсентьев ВЯ1., Хренов* П:М. Структурно-металлогенические части Саяно-Байкальской горной области. // Вопр. генезиса и закономерн. размещ. эндоген. м-й М.: Наука, 1966. - С. 257-276.

3. Артемьев?Б.Н. Очерк геологического строения и полезных ископаемых Ольхонского края // Очерки по землеведению Сибири Изв. Вост. - Сиб. отд. гос. РГО, т. 12, вып.З, Иркутск, 1926. - С. 1-64.

4. Бабошин В.А. Мигматиты и литолого-петрографический контроль слюдоносных пег-матитов.//Тр ВСЕГЕИ, вып. 166, 1973,- С.5-40

5. Бабошин В:А. Диагностика генетических типов мигматитов (на примере районов развития слюдоносных пегматитов).//Зап.ВМО, 106, N 4, 1977.- С.436-447.

6. Божко Н.А., Демина Л.И. О геологии и условиях метаморфизма древних толщ центральной части Западного Прибайкалья. Изв. ВУЗов. Геология и разв, 1974, N12. - С 106119

7. Божко Н:А., Куклей JI.H. Особенности строения и происхождение гранито-гнейсовых овальных структур Приольхонья //Геол., тектоника, петрология и рудоносность докембрия Сиб платформы и ее обрамления. Геохронология Тез. докл. Иркутск: ИЗК, 1987.-С. 148-150.

8. Геологические факторы контроля сл юдоносныхпегмагитов/Ю.Е. Рыцк, A.C. Ни-каноров, В.А.Бабошин и др. -М.: Недра, 1971. 336 с.

9. Гранито-гнейсовые купола^ Приольхонья и о.Ольхон / В.С.Федоровский, В П Мартынова, Г.В Риль и др. //Гранито-гнейсовые купола: Тез. докл. Всесоюз. совещ. -Иркутск, 1983. С. 85-86. •

10. Дейс С.Ю., Мехоношин*А;С. Высокобарические породы Чёрнорудской зоны Приольхонья //Геофизика на пороге третьего тысячелетия. Труды второй Байкальской молодежной школы семинара. - Иркутск: ИрГТУ, 2001. С.89-94.

11. Демина-Л.И., Матвеева С.С. Физико-химические условия процесса гранитизации в Приольхонье (Западное Прибайкалье). //Магматич. и метаморфические комплексы В. Сибири. -Иркутск, 1974. С. 157-158

12. Ескин(A.C. К стратиграфии и тектонике архея Прибайкалья (Западное Прибайкалье).- Тр. Вост. Сиб. геол ин-та СО АН СССР, сер. Геол., вып.5, 1962. -С.137-146.

13. Ескин A.C. Древние метаморфические породы Западного Прибайкалья. //Геол. Прибайкалья. -Иркутск: ИЗК, 1969. -С.91-120.

14. Ескин A.G., Эз В.В. Выявление первичной природы метаморфических пород раннего докембрия (на примере ольхонской серии Прибайкалья). //Динамика земной коры В. Сибири.- Новосибирск- Наука,1973. С. 27-35.

15. Ескин A.C., Обухов С.П., ФельдмашМ.С., Эз В.В., Гептнер T.M., Глазунов О.М., Иванов А.Н: Этапы докембрийского магматизма в Западном Прибайкалье. //Пробл. до-кембр. магматизма. JL: Наука, 1974 - С. 70-74.

16. Ескин-A.C., Эз В.В., Смульская А.И., Морозов Ю.А. Основные этапы развития Байкальского метаморфического пояса //Магм, и метаморф. комплексы В. Сибири. Иркутск, 1974.-С. 152-154.

17. Ескин. A.C., Эз В.В. и др. Корреляция эндогенных процессов в метаморфических комплексах докембрия Прибайкалья. // Новосибирск: Наука, 1979. -118 с.

18. Ескин A.C., Эз В.В., Морозов Ю.А. Проблемы взаимосвязи эндогенных процессов на примере метаморфических комплексов Прибайкалья. //Проблемы петрогенезггеа и рудо-образования, корреляция эндогенных процессов -Иркутск, 1979. С. 134-135.

19. Иванов.АШ.*, Шмакин Б.М. Редкие элементы в полевых шпатах и слюдах из пегматитов Приольхонья. //Ежегодник 1972 СибГЕОХИ. - Иркутск, 1973. -С 144-148.22: ИвановА.Н., ШмакинБ.М; Граниты и пегматиты Западного Прибайкалья. М ■ Наука, 1980.-218с

20. Иванов».A.Hi Учебная геологическая практика. Геология Приольхонья. Иркутск: ИЛИ, 1981 -79 с.24: Иванов А.Н. Пегматиты активизированных складчатых систем Прибайкалья и Северной Монголии //Геол. и генезис пегматитов. JI ■ Наука, 1983

21. Иванова Р.Н., КочневА.П., ШульгаВ.В. Геолого-геофизическое картирование северо восточного склона пади Барун - Хал.//Геофизика на пороге третьего тысячелетия. Труды второй Байкальской школы - семинара. - Иркутск: ИрГТУ, 2001. С. 22-33.

22. Инструкция по составлению и подготовке к изданию Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:200 000. М , Роскомнедра, 1995.

23. КараеваЗ.Г. Петрохимические особенности рудоносности гранитоидов //Докл. АН СССР,- 1968.-Т. 179,№6 -С.1436-1439

24. Комаров Ю.В., Копылов Э.Н., Белоголовкин A.A. Рудоносность купольных структур и металлогения Байкальского мегасвода //Гранитогнейсовые купола Тезисы докл. Всесоюзного совещ. Иркутск ИЗК СО АН СССР, 1983.-С. 152-153.

25. Коржинский Д.С. Закономерности ассоциаций минералов в породах архея Восточной Сибири. (Тр. ГИН АН СССР, сер петрограф., вып. 61, N 21). М.: изд АН СССР, 1945. -100 с.

26. Кориковский С.П., Федоровский B.C. Гранитогнейсовые купола докембрия Байкальской горной области: петрология и возраст гранитов //Гранитогнейсовые купола. Тезисы докл. Всесоюзного совещ. Иркутск ИЗК СО АН СССР, 1983. - С. 118-119.

27. Кочнев А.П., Смолянский E.H., Гончар Г.А. К разработке региональной схемы магматизма Приольхонья. // Геология и металлогения докембрия юга Сибири.-Иркутск: Вост.-Сиб книж. изд-во. 1999. С.70-72

28. Кочнев А.П., Иванова Р.Н. Об этапах формирования складчатости Приольхонья (Зап. Прибайкалье). //Вестник Томского гос. Университета, Приложение №3 (1) Проблемы геологии и геграфии Сибири. Материалы науч Конференции. Томск:ТГУ, 2003. - С.92-94.

29. Кочиев А.Ш, Шульга В.В., Санина Н.Б. Оценка влияния степени мигматизации метаморфических пород Приольхонья на их химический состав.//Известия вузов Сибири. Вып. 9-10,- Иркутск: изд-во ИрГТУ, 2006. 69-72

30. Кочиев А;П. Ольхонский кристаллический коплекс. Проблемы геологии и минераге-нии Приольхонья: //Монография Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. -252 с.

31. Куклей. ЛЖ. Структура и стратиграфия докембрийских образований Приольхонья (Зап. Прибайкалье). Сов. геол., N 9, 1984. - С. 72-81.

32. Куклей ЛШ. Докембрий Западного Прибайкалья. М., 1985.44.- Куклей-Л.Н. Тектонические структуры,гранитизации (на примере Западного Прибайкалья). М., 1988. - 215 с.

33. Кульчицкий? А.С., Калинина К.И: Государственная геологическая карта Приольхонья масштаба 1:200000-М., 1960-61 гг.

34. ЛетниковФ.А. Гранитоиды глыбовых областей. Новосибирск: Наука, 1975.-203 с.

35. Летников 1Ф:А'.,.Хал и лов В. А., Савельева В.Б. Изотопное датирование эндогенных процессов в Приольхонье. //Докл. АН (Россия), 1995. Т.344, № 1. С.96-100.

36. Лобацкая P.Mi Структурная зональность разломов. М.: Недра, 1987. -168с.49i МакрыгинаВ.А., Петрова-З.И., КоневаА.А. Геохимия основных кристаллических сланцев Приольхонья и острова Ольхон (Западное Прибайкалье)// Геохимия, 1992, № 6, с.771-786.

37. Makrygina sV.A;, Petrova Z.I. The importance of geochemical data for geodynamic reconstruction: formation of the Olkhon metamorphic complex, Lake Baikal, Russia//Lithos, 1998, v. 43, p. 135-150.

38. Макрыгина В.А., Петрова Корреляция основного магматизма в литосферных блоках Западного и Северного Прибайкалья // Геология и геофизика. 2000.- Т. 41, № 3. - С. 414-427.

39. Малых BIC., Зуева Н.А:, Корниенко В.М., Смыслова Н:А. Эндогенная минерализация Байкало-Патомского нагорья и Западного Прибайкалья. //Материалы по геологии и полезным ископаемым В. Сибири, вып. 6(27). Иркутск, 1960.

40. Малых B.C. Некоторые черты металлогении центральной части Западного Прибайкалья. //Матер, по геол. и полезн. ископ. Иркутской обл., 1962. Вып.4.

41. Малых B.C., Михайлова Т.С. О необходимости выделения в центральной части Западного Прибайкалья палеозойского интрузивного комплекса. //Материалы по геол. и геофизике Сиб. Платформы, вып. 1, Иркутск, 1968.

42. Малых B.C., Михайлова Т.С. Прибайкальская зона глубинного разлома и ее роль в металлогении Западного Прибайкалья. // Тр. ВСНИИГГИМСа, 1974. С. 62-71.

43. Мац В.Д., Уфимцев Г.Д., Мадельбаум М.М. Кайнозой Байкальской рифтовой впадины. Строение и геологическая история. Новосибирск: изд-во СО РАН, филиал «Гео», -2001,-252 с. .

44. Миловский А.В., Матвеева-С.С., ЛеоненкоЕ.И; Гранитизация горных пород. М.: Изд-во МГУ, 1985, 213 с.67." Ыарсеев В.А. Проблемы рудообразования в системе «купол-прогиб» //Гранитогнейсовые купола. Иркутск: ИЗК СО АН СССР, 1983. - С.42-43.

45. Павловский Е.В. Геологическая история и геологическая структура Байкальской горной области. /Яр. ИГН АН СССР, вып. 99, N31, 1948.-175с.

46. Павловский'Е.В., ЕскинА.С. Особенности состава и структуры архея Прибайкалья / Тр. ГИН АН СССР, вып. 110. -М., 1964. 126с.

47. Петрова З.И:, ЛевицкийВ.И. Геохимия процессов формирования гранитогнейсовых куполов //Гранитогнейсовые купола,- Иркутск: ИЗК СО АН СССР, 1983. С.42-43.

48. Петрова^ 3.Hi, Левицкий В.И. Петрология и геохимия гранулитовых комплексов Прибайкалья. Новосибирск: Наука, 1984. - 201 с.

49. Петрова' З.И., Левицкий В.И. Общие закономерности развития гранулито-гнейсовых комплексов в фундаменте и складчатом обрамлении Сибирской платформы (петрология и геохимия) //Геол., тектоника, петрология. -1984.

50. Петрова« З.И., Левицкий В.И1 Геохимия и генезис гранитоидов в гранулито-гнейсовых комплексах Восточной Сибири //Современные проблемы теоретической и прикладной геохимии. Новосибирск: Наука, 1987, с 110-118.

51. Петрова З.И., Конева ¿А. А., МакрыгинаВ.А. Геохимия каврцитов икварцитослан-цев Приольхонья и острова Ольхон (Западное Прибайкалье) //Геохимия, 1995, №10, с.1448-1464.

52. Петровская <Н.В. Гиганто-мигматитовый тип пегматитов Мамско-Витимского слюдоносного района. Свердловск-М.: ОНТИНКТП СССР. - 1937. -76с.

53. Петровская Н.В. Пегматиты Мамско-Витимского слюдоносного района. //Пегматиты СССР, т.З. Львов: Изд АН СССР, 1941. -С.83-190.

54. Плешанов С.П., Чернов Ю.А. О роли разрывных нарушений в геологтческой структуре Приольхонья. //Тр Ирк. политех, ин-та., вып. 42. Иркутск, 1968. - С.22-27.

55. Плешанов,С.П., Чернов Ю.А. Роль разрывных нарушений в формировании рельефа Приольхонья. //Вопросы геол. Прибайкалья и Забайкалья. Вып. 6. -Чита, 1969. С.23-27.

56. Розен«О.М., Федоровский B.C. Граниты и гранито-гнейсовые ареалы в коллизионных системах //Новосибирск, 2000. Интернет ресурсы. Публикации по структурной геологии и тектонике.

57. Салоп Л.И. Геология Байкальской горной области. М/ Недра, 1964. —Т.1. - 515 с; 1967.-Т П.-699 с.

58. Семинский Ж.В. Металлогенические пояса Юго-Восточной Сибири // Известия Сиб. Отдел. Секция наук о Земле РАЕН. Вып. 3(29). Иркутск: Из-во ИрГТУ, 2006. - С.5-15.

59. Скурскнй М.Д. Редкометальная металлогения гранитогнейсовых куполов Забайкалья. // Гранито-гнейсовые купола: тез. докл. Всесоюзного совещ. Иркутск: ИЗК СО АН СССР, 1983.' -С.

60. Симонович. ШМ. О двух этапах метаморфизма кристаллических пород архея-о-ва Ольхон. Тр. Вост. - Сиб. геол. ин-та СО АН СССР, сер геол., вып. 5, 1961. С.129-136.

61. Солоненко В.П. Геология месторождений графита,Восточной Сибири и дальнего Востока./Солоненко В.П. -М.: Госгеолиздат, 1951. -384 с.

62. Сорокин.А.В; Пегматиты Западного Прибайкалья. //Тр. Ирк. горно-металлург. инта. Вып. 14. Иркутск, 1957. - С. 106-127.

63. Судовиков Н.Г. Мигматиты, их генезис и методика изучения (по материалам исследований в Карелии). Тр. ЛАГЕД, 1955, вып. 5, с.97-174.

64. Федоровский.B.C., Соколова* Ю.Ф; Тектоника Центральной гнейсово-купольной зоны Приольхонья (Западное Прибайкалье) //Геотектоника. 1986. №5. С.54-71.

65. Федоровский^В.С., Владимиров А.Г., Хаин-Е.В. и др. Тектоника, метаморфизм и магматизм коллизионных зон каледонид Центральной Азии //Геотектоника, 1995. №3. С.З-22.

66. ЮГ. ШаровВ.Н. Мигматитовые купола и связь с ними гранитизации и пегматитизации (Северо-Байкальское нагорье). //Мусковитовые пигматиты СССР. Л.:Наука, 1975. -С.209-213.

67. Шаталов В.К. О тальковом сырье в Западном Прибайкалье. //Сов. геол., 1964, №9.

68. Шаталов В.К. Некоторые закономерности размещения свинцово-цинковой минерализации в Западном Прибайкалье //Изв. ВУЗов. Геол. и разв., 1967, N 1.-С.60-66

69. Шерман С.И. Приморский взбросо-сдвиг //Информ. сб. научн. тр. ИЗК СО АН СССР. Иркутск, 1970.

70. Шестаков Ю.Г. Математические методы в геологии. / Красноярск: Из-во Красноярского ун-та, 1988. -208 с

71. Шмакин Б.М., Макагон В.М., Конев АЛ., Иванов А.ЕГ. Амазонитовые пегматиты Приольхонья (Западное Прибайкалье) -ЗВМР, 1973, вып. 102, №5, С.591-599.

72. Шульга B.Bf Шидинская зона мигматизации (Приольхонье, Западное Прибайкалье). //Вестник Иркутского государственного технического университета. Вып.№2"(26) 2006. -С 19-20.

73. Шульга В.В., Кочнев А\П. Реконструкция первичной природы мигматизированных пород Приольхонья (Западное Прибайкалье)* по петрохимическим данным // Известия СО Секции наук о Земле РАЕН. Иркутск: Из-во ИрГТУ, 2007. -Вып.4(30) - С.57-70

74. Шульга1 BiBJ О рудоносности мигматизированных пород Приольхонья //Известия СО Секции наук о Земле РАЕН. Иркутск* Из-во ИрГТУ, 2008 -Вып.6(32). - С.81-85.

75. Шульга В. В., Иванова Р.'Н. Влияние степени тектонической переработки на прочностные свойства пород материалы Четвертой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск, 2008. - С. 285-286.

76. Шуркин К.А. К вопросу о классификации ультраметаморфических пород вообще и мигматитов в частности. //Тр.ЛаГеД АН СССР, вып.7, 1957. С.74-108.

77. Щеглов А.Д. Металлогения областей автохтонной активизации Л.: Наука, 1968. 178 с.1. А?1' г- ,. ¿-V ГС.-«**

Информация о работе

Шульга, Валентина Валерьевна
кандидата геолого-минералогических наук
Иркутск, 2010
ВАК 25.00.11

Диссертация

Мигматиты Ольхонского кристаллического комплекса и их минерагеническое значение - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы