Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Акцессорные минералы, редкие элементы и потенциальная рудоносность гранитоидов синюхинского золоторудного поля

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Автореферат диссертации по теме "Акцессорные минералы, редкие элементы и потенциальная рудоносность гранитоидов синюхинского золоторудного поля"

На правах рукописи

НОВОСЕЛОВ Константин Леонндоштч

АКЦЕССОРНЫЕ МИНЕРАЛЫ, РЕДКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ РУДОНОСНОСТЬ ГРАНИТОИДОВ СИШОХИНСКОГО ЗОЛОТОРУДНОГО ПОЛЯ (ГОРНЫЙ АЛТАЙ)

Специальность 04.00.11- "Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений; металлогешгя"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Томск-1997

Работа выполнена в Томском политехническом университете

Научный руководитель:

кандидат геолого-минералогических наук, доцент Баженов А.И.

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических rayi профессор Парначев В.П.

кандидат геолого-минералогических наук, доцент Васильев Б. Д.

Ведущая организация:

Государственное геологическое предприятие "Березовгеолопш"

Защита состоится: 21 января 1998г. в 10 часов в 111 аудитории 1 корпуса i заседании диссертационного совета Д 063.80.08 в Томском политехническо университете по адресу: 634034, г. Томск, пр. Ленина, 30.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского политехническогс университета.

Автореферат разослан: 19 декабря 1997г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета

П.С. Чубик

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последнее время внимание геологов швлечсно к дальнейшему изучению и прогнозной оценке глубоких горизон->в и флангов Синкшшского скарново-рудного поля, что связано с необхо-шостью наращивания сырьевой базы золота для действующего горнорудно-» предприятия. В числе критериев прогноза важное место занимают крите-ш связей рудообразования с магматизмом, широко развитым в рудном поле на его флангах. Разработка таких критериев предполагает разностороннее ;учение акцессорных минералов как индикаторов физико-химических усло-м мшералообразования и концентраторов редких элементов, знание геохи-тческой истории которых в решешга вопросов петрогенезиса и рудоносно-и магматических образований трудно переоценить.

Цель работы. 1) Выявление комагматичности разновозрастных анитоидных массивов, развитых на площади Синюхинского золоторудного 1ля (Саракокшинского, Инского, турочакских тел) и за его пределами урочакского плутона, массива Цыган). 2) Определение геохимической спе-[ализащш и потенциальной рудоносности упомянутых выше гранитоидных icciiBOB. 3) Изучите критериев связи золотооруденешш с гранитоидцым (гматизмом и рекомендации для выделения перспективных участков.

Основные задачи исследований включают: 1) изучение петро-афических и петрохимических особенностей разновозрастных гранитоид-IX массивов, расположенных в пределах Синюхинского золоторудного поля на удалении от него - Саракокшинского, Инского, турочакских тел рудного ля, Цыгана и Турочакского плутона; 2) детальное исследование видового и личественного состава акцессорных минералов и закономерностей их рас-еделения в гранитоидных интрузивах; 3) изучение поведения редких эле-нтов, радиоактивных, РЗЭ, а также Au в породах, породообразующих и ак-ссорных минералах.

Фактический материал и методика исследова-и й. Основу диссертационной работы составляют материалы полевых гео-гических исследований, проведенных автором в течении 1992 - 1994 гг. в ставе Сшпохинской геологоразведочной партии Северо-Алтайской экспе-ции ГГТТ "ЗапсибГеология" и в рамках научной темы "Акцессорные мине-лы и геохимия редких элементов грашггоидов Алтае-Саянской складчатой ласти", осуществляемой на кафедре минералогии и петрографии Томского литехнического университета под научным руководством А.И.Баженова. >и обобщении материалов по геологическому строению района использова-сь фондовые геологические отчеты и полевые наблюдения сотрудников П Северо-Алтайской экспедиции Б.Н.Лузгина, A.B. Кривчнкова, В.Н. ¡ржнева, Ю.И. Тверитинова, А.И. Гусева, В.В. Дашмова и других.

Всего отобрано и изучено 70 протолочек, в том числе по гранитоидным ссивам: Саракокшинскому - 15, Инскому - 30, турочакским гранитоидным

телам - 10, массиву Цыган - 5, Турочакскому плутону - 10. Общее число и следованных мономинеральных фракций - 350. Оптимальный вес протолоч] составлял 2,5 кг. Для целей диагностики акцессориев использованы, наряд}' кристалломорфологическим анализом, микрохимические реакции, определ ние плотности, люминесцентных, радиоактивных свойств, а также рентген структурный и микрозондовый анализы.

Образцы для петрографического изучения гранитоидов, пробы на спе тральный и другие виды анализов отбирались из тех же точек, что и прот лочки. Объем петрографических исследований превысил 200 прозрачнь шлифов, выполнено 150 пересчетов количественно- минералогического с става пород на их химический состав по методике Я.СВисьневского, бол> 100 пересчетов химического состава пород по А.Н.Заварицкому, изучено i полированных шлифов рудных акцессорных минералов. Аналитические р боты включают: спектральный полуколичественный и количественный ан лизы пород - 180; количественный спектральный анализ акцессорных и п родообразугощих минералов - 70; люминесцентный и термолюминесцентнъ анализы - 70; инструментальный нейтронно-активационный анализ - 40; о: ределение силикатного золота методом пленочной полярографии с накопл нием на графитовом электроде - 45; микрозондовый анализ на рентгеновскс микроанализаторе "CAMEBAX-MICRO" - 60; химический анализ пород - 1 Обработка данных анализов проводилась автором на ЭВМ.

Научная новизна. Впервые проведено систематизировали описание акцессорных минералов разновозрастных гранитоидных массив! Сшпохинского золоторудного поля, среди которых впервые выявлены и д тально изучены самородные металлы и интерметаллиды, рассмотрены вопр сы их генезиса, показаны время выделения акцессориев в процессе формир вания гранитоидных массивов, а также закономерности количественного ра пределения их в различных интрузивах. Впервые изучена геохимия редки радиоактивных и РЗЭ в акцессорных, породообразующих минералах и пор дах разновозрастных гранитоидных тел, выявлены закономерности их пов дения как в пределах одного интрузива, так и различных. Комплекс акце сорных минералов, редких элементов, урана и тория, РЗЭ использован д. решения вопросов петрогенезиса, оценки физико-химических условий руд генеза, что позволило определить геохимическую специализацию интрузиве доказать генетическую связь золотооруденения с породами Инского массиве

Практическое значение. Установленная геохимическая сп цианизация интрузивов, генетическая связь золотооруденения с порода» Инской интрузии позволяют расширить границы рудного поля и соответс венно увеличить сырьевые ресурсы действующего рудника Полученные в р зультате исследований критерии связи золотооруденения с гранигоидныг* интрузивами целесообразно исследовать в других золоторудных районах

при подтверждении результатов рекомендовать их для использования в геологической практике.

Основные защищаемые положения.

1) Видовой состав акцессорных минералов изученных гранитоидных гел весьма разнообразен, время их выделения занимает широкий интервал и включает все стадии эволюции магматического расплава. Ассоциации акцес-:орных минералов и элементы-примеси в них отражают геохимическую специализацию гранитоидных тел, определяют глубины их формирования, соот-зетствующие мезо- гипабиссальным фациям. В заключительную стадию формирования гранитоидных тел при взаимодействии магмы с восстановительным интрателлурическим флюидом, существенно водородным по соста-5у, реализуется частичная металлизация силикатного вещества с появлением минералов самородных элементов и шггерметаллидов. Металлизация распла-га имела место в локальных участках, приуроченных к глубинным разломам.

2) Редкие элементы в гранитоидах образуют широкий спектр. Среди шх в сравнении с массовым кларком выделены элементы аномально избы-очной, избыточной, нормальной и дефицитной распространенности. Для каждого интрузива выделена своя парагенетическая ассоциация редких элемен-ов. Закономерности распределения и и ТЬ, РЗЭ индивидуальны для каждого [3 гранитоидных интрузивов. Потенциально золотоносные интрузии отлнча-этся повышенными содержаниями РЗЭ. Золото в гранитоидных массивах лписшшского рудного поля существует в двух формах - самородное акцес-орное и силикатное, находящееся в атомарно-молекулярном рассеянии. Гра-итоидные тела рудного поля в сравнении с массовым кларком характеризуйся повышенным его содержанием, что может быть обусловлено первичной пециализацией магмы на Аи или ассимиляцией магмой вмещающих пород, богащенных золотом. Стерилен на золотую минерализацию Турочакский лутон.

3) Для изученных гранитоидных массивов определена геохимическая пециализация: Саракокшинский массив - золото-полиметаллическая (Си, Ъп,

РЬ) и редкометальная (Бп, Мо, Ве); Инской массив - золото-серебряно-исмутовая, возможно, медно-колчеданная; турочакские тела рудного поля -едно-колчеданная полиметаллическая и молибден-вольфрамовая, при этом удаый минерал W- шеелит. Породы массива Цыган имеют полиметалличе-<ую спещ1ализацию - Си, РЬ, Хп, возможно, Эи-Мо-ХУ, Турочакский плутон редкометальную потенциальную рудоносность на №>, Та, Ьа, Бп, Мо, В)', Ве, 1, (рудный минерал - ферберит).

4) На основании минералогических, геохимических, петрохимических уигериев установлена генетическая связь золотооруденения с породами Ин-;ого масста.

5) Интрузивные тела Синюхинского рудного поля не относятся к ко-згматам Саракокшинской шггрузии, а представляют продукты эволюции

расплава, инъецированного из самостоятельных магматических очагов. Ми нералого-геохимические особенности турочакских тел рудного поля и Туре чакского плутона весьма различны, что не позволяет последний рассматри вать в качестве петротипа выделяемого в пределах Синюхинского рудног поля турочакского гранитоидного комплекса.

Публикации и апробация работы. Основные положена и фактический материал диссертации изложены в 10 статьях и тезисах докла дов. Отдельные результаты работы докладывались и обсуждались на Регис нальной научно-практической конференции "Естественные науки"(Томск 1994), на XXXII Международной студенческой конференции "Студент и на учно-технический прогресс"(Новосибирск, 1994), на 1 межвузовской научно практической конференции "День Земли. Научные и педагогические пробле мы"(Бийск, НИЦБиГПИ,1995), на научной конференции "Магматизм и гео динамика Сибири", посвященной 75-летию со дня рождения доктора геол. минер, наук М.П.Кортусова (Томск, 1996), на Всероссийском совещани "Гранитоидные вулкано-плутонические ассоциации: петрология, геодинами ка, металлогения" (Сыктывкар, 1997), на научном семинаре кафедры минера логии и петрографии Томского политехпического университета, на семинар геолого-географического факультета Томского государственного университе та.

Объем работы. Диссертация состоит из 173 страниц текста и при ложений. Текст содержит введение, 5 глав и заключение. Список литератур! включает 182 наименования, в том числе 10 - на иностранном языке. Прило жения состоят из 129 рисунков и диаграмм и 48 таблиц.

В период полевых работ способствовали сбору материалов геолог] А.И.Гусев, Ю.А.Щеткин, О.С.Корольченко, В.В.Данилов. Отдельные поло жения диссертации автор обсуждал с канд. геол.-мин. наук, доценто? Л.П.Рихвановым, канд. геол.-мин. наук, с.нх. Н.Н.Борозновской, канд. геол. мин. наук А.А.Никольским, благожелательные советы по соответствующш разделам диссертации были высказаны профессором, докт. геол.-мин. нау: Г.В.Шубиным, канд.геол.-мин. наук, с.н.с. В.А.Ермолаевым, канд. геол.-ми наук, доцентом Т.И.Полуэктовой. Всем перечисленным лицам автор выража ет искреннюю признательность.

Большая помощь в производстве анализов была оказана дирекгоро? ИГЯФ СО РАН, докт. геол.-мин. наук Б.В.Олейниковым, канд. геол.-мин. на ук, с.нх. О.Б.Олейниковым, канд. геол.-мин. наук, с.н.с. А.Д. Строителевым за что автор весьма благодарен.

Автор благодарен научному руководителю А.И.Баженову, постоянна всесторонняя помощь которого способствовала выполнению исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. Краткий геологический очерк района Сипгохипского рудного поля

В геологическом строении района принимают участие породы нижнего и среднего палеозоя. Согласно схемы, предложенной В.В. Даниловым и С.И.Федаком (1993), общая стратиграфическая последовательность отложе-(шй и их литологическш! состав следующий: кембрийская система объединяет терригенно-карбонатные толщи убинской^иЬ), верхнеыныргинской 'Civy), усть-семннской (G2US), еландинской (Сг-зе!) свит; ордовикская система источает терригенные осадки чойской свиты (OjCs); девонская система объе-цшяет терригенные отложения кубойской свиты (Djkb) и вужаногенные -шрнинской (Dinr) и саганской (D2sg) свит.

Эффузивная деятельность по данным Б.Н.Лузгина и В.П.Ребезова 1965), Л.Д.Русаковой, Ф.Б.Бакшта, М.П.Колосовой (1977) имела место в >аннем кембрии, нижнем и среднем девоне.

Интрузивные породы, преимущественно гранитоидного ряда, пользу-отся широким распространешгем, объединяются в четыре интрузивных юмплекса (Гусев, 1994): 1.Среднекембрийский плагиогратпный. '..Позднеордовикско - силурийский диорит - тоналиговый. 3. Силурийский [ейкогранитовый. 4.Среднедевонский лейкогранитовый.

Дайковые образования в геологаческом строешш занимают одно из ве-[ущих мест. Тематическими работами коллектива кафедры геологии и раз-едки полезных ископаемых ТПУ они объединены в четыре группы от наибо-ее ранних аплитов, аплито-пегматитов, микродиоритов до наиболее поздних азальтов, андезитобазальтов.

В тектоническом плане район расположен в пограничной зоне двух рупных структурно-формациогашх зон Горного Алтая - Уймено-Лебедской Бийско-Катунской. Тектоника характеризуется сочетанием складчатых юрм и разрывных нарушений. Глуб1шные разломы разбивают структуру айона на отдельные блоки и складки-блоки.

ЛАВА 2. Геолого-петрографическая а петрохпмпческая характеристика гранптопдов Сипюхииского рудпого поля и Турочакского плутона

Саракокшинсктгй плутон, рассматриваемый в качестве петротипа сред-гкембрийского плагиогранитного комплекса, в пределы Синюхинского руд-эго поля заходит своим северо-западным окончашгем и занимает площадь дало 150 кв. км. Интрузив имеет однофазное строение, характеризуется по «физическим данным глубоким эрозионным срезом, контакт с вмещшощи-

ми породами тектонический. Инской массив, объединяемый в позднеордо викско-силурийский комплекс, расположен в междуречье р. Чоя, Иня и Иша где занимает площадь около 120 кв.км; на территории рудного поля распро сгранены более мелкие его сателлиты. Массив прорывает кембрийско ордовикские отложения, в экзоконтактовом ореоле широко развиты роговики амфиболиты; известняки мраморизованы и интенсивно скарнированы. Слага ется массив существенно кварцевыми диоритами, диоритами и гранодиори тами. Турочакский плутон, принятый в качестве петротипа силурийскоп лейкогранитового комплекса, расположен в 50 км северо-восточнее Синю хинского рудного поля, на площади которого к данному комплексу отнесет несколько мелких гранитоидных тел. Плутон, площадью около 1000 кв.км слагается монотонными крупнозернистыми биотитовыми гранитами. Масси Цыган рассматривается в составе среднедевонского лейкогранитового ком плекса и является его петротипом. Массив, площадью более 20 кв. км, слагае' г.Цыган, расположен в 15 км северо-западнее рудного поля. В пределах по следнего к данному комплексу отнесены аналогичные массиву породы, ела гающие дайки или дайкообразные тела. Характерная особенность пород ком плекса - порфировая структура, розовая до красно-бурой окраска.

Изучение гранитоидных пород в шлифах выявило неравномерност] распределения главных породообразующих минералов, что обусловило пест роту их петрографического состава, которая особенно характерна для Инско го массива, в меньшей степени - для Турочакского плутона и массива Цыган Среди групп гранитоидов, слагающих массивы, выделены как специфиче ские, индивидуализирующие конкретное интрузивное тело, так и однотипные В Саракокшинском массиве распространены граниты, плагиограниты; в Ин ском - гранодиоригы, кварцевые диориты, кварцевые сиениты; в Турочак ском плутоне — лейкограниты; в массиве Цыган - лейкограниты, кварцевы сиениты. Наряду с перечисленными породами во всех четырех шггрузива распространены субщелочной двуполевошпатовый лейкогранит, субщелоч ной двуполевошпатовый гранит, низкощелочной гранит; последний не отме чен лишь в массиве Цыган. Выделенные группы пород на диаграммах доста точно четко обособляются друг от друга, однако переходы между ними по степенные. Структура пород гипидиоморфнозернистая, гранитовая, микро пегматитовая, а породы массива Цыган имеют порфировую или сферолито вую структуру.

Породы в различной степени альбитгоированы, калишпатизированы что обусловило появление двух генераций плагиоклаза, калиевого полевог шпата. Наиболее интенсивно щелочной метасоматоз проявился в гранигоид ных телах рудного поля. Темноцветные минералы (биотит, роговая обманка хлоритизированы, при этом содержат тонкую сыпь магнетита, включения зе рен сфена, эпидота, кварца.

Анализ особенностей распределения главных петрогенных компонентов и петрохимических параметров показал сходство химического состава рассматриваемых гранитоидных массивов, что свидетельствует о близости химизма магматических расплавов, в частности, шпомазитовый уклон, высокая кремнеземистость; существенно натровая специализация характерна для пород Саракокшинского, Инского массивов, а также турочакских тел рудного поля. Породы Турочакского плутона и массива Цыган отличаются доминированием калия над натрием. Вычисленные среднестатистические дополнительные петрохимические параметры (коэффициенты агпаитности, общей щелочности пород, коэффициент глиноземистости, коэффициенты окисленности железа и железистости пород) достаточно отчетливо обособляют интрузивные тела, принадлежащие разновозрастным комплексам.

ГЛАВА 3. Акцессорные минералы гранитопдов Синюхпнского рудного поля п Турочакского плутопа

В изученных гранитоидных массивах установлено 70 акцессорных минералов, в числе которых самородные (золото, медь, серебро, висмут, сурьма, олово, свинец, мышьяк, ртуть, феррит, графит, латунь, муассанит), сульфиды [I сульфосоли (галенит, висмутин, молибденит, халькозин, гшрит, пирротин, халькопирит, арсеношфит, борнит, киноварь, аурипигмент, реальгар, блеклая руда), окислы и гидроокислы (корунд, ильменит, гематит, ильменорутил, ругал, анатаз, брукит, касситерит, магнетит, шпинель, бадделеит, торианит, ко-гаумбит-танталит, ферпосонит, эвксешгг, эшинит, уранинит, бетафит, лейкок-:ен, лимонит, псиломелан), галоидные соединения (флюорит), карбонаты ^азурит, малахит, бастнезит, паризит), сульфаты (барит), вольфраматы 'вольфрамит, шеелит), фосфаты (апатит, ксенотим, монацит), силикаты волластопит, гранат, диопсид, ортит, сфен, топаз, торит, тур мал |ш, фенакит, дерит, циркон, зпидот). Перечислешше акцессории в диссерташш описаны с эазличной степенью детальности; к наиболее полно изученным относятся самородные металлы, пирит, ильменит, магнетит, флюорит, апатит, монацит, фанат, ортит, сфен, турмалин, циркон. По генетическому признаку среди ак-кссорных минералов выделены собственно магматогенные, составляющие )сновную массу акцессориев, и гипергенные, объединяющие незначительное гасло минералов (гидроокислы, карбонаты и некоторые другие).

Изучение акцессориев позволяет сделать следующие выводы.

1. Акцессорные минералы кристаллизуются в широком интервале тем-1ератур, в меняющейся физико-химической обстановке, что подтверждается ермодииамическим анализом, а также неравномерностью их распределения, фиуроченностыо акцессориев к отдельным породообразующим минералам. Время их выделения включает все стадш! эволющш магмы: от наиболее ран-1ей, протокристаллизации (до начала кристаллизации породообразующих минералов), до позднемагматической. Для некоторых акцессорных минералов

(магнетит, сфен, циркон, апатит, монацит, флюорит) выделяется несколы генераций, свидетельствующих о неоднократном поступлении минералообр; зующих флюидов.

2. Ассоциация акцессорных минералов в петрографических разновщ ностях пород, участвующих в строении одного интрузива, в целом не измен; ется, сохраняется также набор элементов-примесей в них. Определенные а личия существуют в количестве акцессориев, незначительно варьирует с< держание примесных элементов в них, заметно изменяется кристалломорф« логия минералов, особенно таких как циркон, ильменит, монацит, сфен, ма нетит. Данное обстоятельство объясняется геологическим положением о: дельных участков интрузива, близостью к контакту с породами рамы, интй сивностью наложенных метасоматических процессов. Одинаковые по состаг породы, но относимые к разновозрастным массивам, различаются по асс( циациям и количеству акцессориев, содержанием элементов-примесей в ни кристалломорфологическими и физическими свойствами минералов, что св! детельствует о специфике химизма исходных магматических расплаво] сформировавших гранитоидные тела.

3. По видовому составу акцессорные минералы объединяются в да группы: а) ассоциация сквозных акцессориев; б) ассоциация доминирующих типоморфных акцессориев для каждого из гранитоидных интрузивов. Акце< сорные минералы, составляющие сквозную ассоциацию в разновозрастны массивах, имеют свои закономерности распределения, резко различаются к< личеством и примесными элементами. По доминирующим в количественно отношении акцессориям для каждого массива выделены следующие ведущк ассоциации: Саракокппшский - диопсид-сфен-монацит-апатит-циркон; Ш ской - ильменит-монацит-сфен-циркон; турочакские тела рудного поля циркон-ксенотим-монацит-гранат-шеелит; Турочакский плутон - ортш ильменит-монацит-гранат-турмаиш-флюорит-вольфрамит; Цыган - сфет гранат-циркон-гематит-флюорит-анатаз. Магнетиту принадлежит подавляк щая весовая часть акцессорной массы во всех гранитоидных массивах, за ш ключением Цыгана, в породах которого весьма низкие содержания магнетит; спорадически встречается ильменит, а наиболее обычны из Бе-Ц акцессорие - гематит и анатаз, что объясняется высоким кислородным потенциалом гр; нитоидного расплава или повышенной его щелочностью.

4. Ассоциации акцессорных минералов, элементы-примеси в них, кр1 сталломорфология выявили индивидуальные особенности условий становл( ния разновозрастных массивов. Весьма информативными среди акцессорие являются самородные, магнетит, сфен, монацит, циркон, гранат.

4.1. Самородные акцессории свидетельствуют о металлизации граните идной магмы, обусловленной поступлением восстановительного флюида, с} щественно водородного по составу, что подтверждается интенсивной хлор! газацией биотита в породах, в которых фиксируются самородные. В предела

Синюхинского рудного поля металлизация расплава носит локальный характер и контролируется глубинными разломами, по которым поступали фшои-ды. Самородные, в соответствии с их изобарными потенциалами (-А7т ), выделяются после кристаллизащш акцессорных сульфидов в заключительную стадию формирования интрузивов, и их появление не связано с более поздним гидротермальным процессом, имеющим место в районе Синюхинского рудного поля. Самородные минералы различных интрузивов наследуют черты химизма того магматического расплава, продуктом металлизации которого они являются. Морфология зерен акцессорного золота имеет свои индиви-дуатьные особенности в каждом интрузивном теле, химический состав акцессорного золота отличается от такового рудного меньшим содержанием Ад.

4.2. Пирит наиболее распространенный сульфид в породах гранитоид-ных тел, за исключением массивов, удаленных от рудного поля (Цыган, Ту-рочакский плутон), где содержание его при сравнительно равномерном распределении не превышает первых десятков г/т. В гранитоидных массивах рудного поля (Саракокшинский, турочакские тела, Инской) пирит присутствует в двух генерациях: магматический и гидротермальный; последний обусловливает неравномерность его распределения в породах и широкие вариации содержаний. Магматогенный пирит присутствует в двух морфологических формах: каплевидные глобули (размером 0,03 - 0,05 мм) и кристаллы преимущественно кубического и пентагондодекаэдрического габитуса. Наличие каплевидных выделений пирита, статистический анализ его кристалло-морфологии, включая характер штриховки граней, свидетельствуют о выделении пирита в заключительную стадию кристаллизащш расплава в условиях понижения парциального давления кислорода и усиления режима серы. Примесные элементы, коэффициенты отношений Со/№ отражают специфику химизма сульфидного расплава для каждого гранитоидного массива, а исследо-вшшя изотопного состава сульфидной серы (Коробейников, 1997) доказывают ее мантийное происхождение.

4.3. Магнетит, один из минералов-индикаторов химизма магматического расплава, глубины и температуры формирования интрузивных тел, их геохимической специализации. Во всех гранитоидак он представлен двумя генерациями. В составе магнетита пород Саракокшинского и Инского массивов преобладают элементы-примеси базатьтоидной магмы (П, V, Со, №, Сг, Си), что позволяет их рассматривать как дифференциаты подкоровой основной магмы. Магнетты гранитоидов турочакских тел рудного поля, Турочакского плутона и Цыгана обогащены элементами сиалических гранитоидных расплавов (2п, Бп, РЬ, ва, У, 2л, 1ЧЬ). Сравнительно низкие температуры формирования интрузивных тел (400°С - 750°С), определяют глубину их становления, соответствующей уровням мезо- гипабиссальным, при этом наиболее глубинным представляется Инской массив.

4.4. Циркон присутствует в гранигоидах в весьма небольших количествах (6,5 - 51г/т), а в отдельных разновидностях инских пород его содержание измеряется единичными кристаллами, что находит объяснение в рассеянии Тл в форме изоморфной примеси в кристаллических решетках ранее выделившихся породообразующих темноцветных минералов, а также акцессорных граната, ортита, сфена, монацита, ильменита, апатита. Кроме того в породах отмечается оксид циркония - бадделеит. По окраске и характеру включений выделены две генерации циркона: циркон 1 кристаллизовался одним из первых минералов в стадию мезокристаллизации расплава, темноок-рашенный, и циркон 2, более поздний, светлой окраски, выделился в стадию калиевого метасоматоза телокристаллизации расплава, содержит обильные включения твердой и газово-жидкой фаз. Морфология кристаллов, величины удлинений, окраска, включения, элементы-примеси циркона специфичны для каждого интрузива. Среди идеально развитых кристаллов выделено 33 морфологических типа. Для каждого массива установлены доминирующие кри-сталломорфологические типы, позволяющие коррелировать разновозрастные интрузивы.

5.Наличие акцессорных минералов, содержащих летучие компоненты (флюорит, топаз, апатит, турмалин и др.), обилие газово-жидких включений в цирконе, монаците, апатите свидетельствуют о насыщенности магматических расплавов флюидами. Вместе с тем распространенность граната, особенно в турочакских гранигоидах и Цыгане, указывает на относительную обеднен-ность расплава водой.

6. Парагенезисы акцессорных минералов специфичны для каждого интрузива и не дают оснований считать их производными одного долгоживуще-го магматического очага; не являются комагматичными гршштоиды Турочак-ского плутона и турочакских тел рудного поля.

ГЛАВА 4. Геохимия редких элементов в гранитопдах Синюхинского рудного поля и Турочакского плутона

4.1. Редкие элементы в породообразующих минералах. Изучено поведение редких элементов в плагиоклазе, калиевом полевом шпате, биотите, роговой обманке в породах различных грашггоидиых массивов.

Породообразующие минералы характеризуются широким спектром примесных элементов, образующих в их кристаллических решетках как структурные , так и неструктурные формы вхождения. Структурные формы редких элементов распределяются в минерале-хозяине более равномерно в сравнении с неструктурными. Редкие элементы объединяются в две группы: сквозные - встречаются постоянно в одноименных породообразующих минералах интрузивных тел; типоморфные — образуют максимально высокую

примесь в минерале или фиксируются в нем эпизодически. К последним относятся Бп, Мо, Ад, ТМЬ, Ьа, Се.

Минералами-концентраторами примесных элементов в гранитоидных массивах выступают преимущественно биотит и роговая обманка, в которых накапливаются Сг, V, Мп, У, УЬ, Си, Эп, 7м. Другие элементы-примеси, например, Ва, РЬ, ва предпочтительно концентрируются в полевых шпатах, а Zr, Бг, Ве примерно в равных количествах распределяются по всем породооб-• разующим.

Химический состав минералов в пределах одного интрузивного тела меняется незначительно, что особенно четко проявилось на примере роговой обманки. Однако на фоне общей тенденции в распределении редких элементов в породообразующих, в каждом интрузивном теле выделяются свои закономерности их поведения, что отражает специфику химизма формирования гранитоидных тел. Весьма показательно в этом отношении поведение таких элементов, как 7.г, Б г, УЬ, Ва, №>, Ьа, Се. Специфично распределение 8п и Ащ в одноименных минералах различных интрузивных тел. В породах Саракок-шинского массива Эп максимально концентрируется в калиевом полевом шпате, в то время как в других интрузивах, Бп, более или менее равномерно распределяясь во всех породообразующих, накапливается в биотите, а в гра-нитоидах Турочакского плутона биотит является основным минералом-носителем и концентратором данного элемента. Ад — обычная примесь в породообразующих минералах гранитоидных тел рудного поля, концентрируется только в полевых шпатах - в породах Саракокшинского массива - в калиевом полевом шпате, в других интрузивах рудного поля, кроме того, в плагиоклазе; в породообразующих минералах Турочакского плутона этот элемент не зафиксирован.

4.2.Редкие элементы в породах гранитоидных массивов. По видовому составу подавляющая часть примесных элементов относится к сквозным и присутствует во всех петрографических разновидностях гранитоидных массивов. Особенно сходны по набору редких элементов породы гранитоидных тел, пространственно сближенных и расположенных в пределах рудного поля, или на незначительном удалешш от него - Саракокшинский, Инской, туро-чакские тела, Цыган. Гранитоиды Турочакского плутона отличаются от четырех других интрузивных тел по ассоциации и количеству редких элементов. Распределение редких элементов в породах Саракокшинского, Инского массивов, турочакских телах, Цыгана достаточно индивидуальны и отражают геохимическую специфику формирования каждого из интрузивов в отдельности. Весьма показательно в этом отношении поведение Сг, Бг, Си и др. Достаточно различаются гранитоидные массивы и статистическими параметрами распределения редких элементов, в частности, величиной дисперсии.

Редкие элементы в сравнешш с массовым кларком по А.П.Виноградову (1962) объединяются в три группы. 1) Избыточные, среди которых выделены

аномально и умеренно избыточные, границей между ними условно принят уровень превышения кларка в 2,5 раза. Избыточные элементы формируют положительную геохимическую специализацию гранитоидных тел. 2) Нормальной распространенности - редкие элементы по содержанию соответствуют кларку. 3) Дефицитные редкие элементы — количество их ниже кларка, формируют негативную геохимическую специализацию. Группа избыточных редких элементов в разновозрастных массивах Синюхинского рудного поля по своему составу однотипна, однако количество элементов, объединенных в группу, в каждом массиве различается. В Саракокшинском интрузиве число избыточных элементов 11, среди которых разнообразные литофилы, халько-филы, сидерофилы; в Инском - число элементов уменьшается до 8 и снижается роль литофилов; в турочакских гранитовдах - набор уменьшается до 7, при этом в их числе возрастают халькофилы при заметном снижении количества литофильных и сидерофильных элементов; в массиве Цыган - возрастает роль сидерофильных элементов и число избыточных элементов увеличивается до 9.

Аномально избыточные редкие элементы в массивах составляют следующие ассоциации: Саракокшинский - Бс,Си, N1, Со; Инской - V, Со; турочакские тела рудного поля - Ве, Си, Мо; Цыган - Ве, Мо. Во всех интрузивных телах, включая Турочакский плутон, отмечается резко аномально избыточная концентрация БЬ, превышающая кларк в 15-16 раз. Группа умеренно избыточных редких элементов в массивах образует следующие семейства: Саракокшинский - Ве, Бг, V, Сг, А§, Мо; Инской - Ве, Си, Сг; турочакские тела - Бг, 8с, Ва; Цыган - Ва, 7л, Бс, Сг, Си, №. Редкие элементы нормальной распространенности немногочисленны, но достаточно специфичны для массивов: Саракокшинский - Инской - Ве, Си, Сг; турочакские тела - Бг, Бс, Ва; Цыган - Бг.

Группа дефицитных объединяет наибольшее число редких элементов во всех гранитоидных телах, и в их составе заметно уменьшается количество литофилов в направлении от наиболее древних саракокшинских к молодым ту-рочакским и цыганским гранитоидам; набор халькофллов увеличивается, а в турочакских телах и Цыгане среди дефицитных появляются сидерофилы.

Резко индивидуален по ассоциации редких элементов Турочакский плутон. Аномально избыточные элементы в нем отсутствуют, к умеренно избыточным относятся Мо и Ве, к нормально распространенным - ЛЬ, Ag. Другие редкие элементы составляют дефицитную ассоциацию разнообразных литофилов (Ь1, Бс, Бг, 1\ТЬ и др. ), халькофилов(Си, 2п, ва, Бп, РЬ), сидерофи-лов(№, Со).

Коэффициенты соотношений петрогенных и редких элементов РЬ/К, Ва/К, 7п/(М§+Ге) в гранитоидных телах достаточно близки, а для отдельных из них имеют одинаковые величины, что объясняется более поздними наложенными метасоматическими процессами. Однако отношения КЖЬ и

Со/(?^+Ре) для массивов имеют различные значения и могут быть использованы как типоморфные.

4.3. Распределение урана и тория в породах гранитоидных массивов. Поведение Ц и ТЬ в породах каждого интрузива характеризуется своими закономерностями, что пе дает оснований рассматривать формировшше гршш-тоидных тел Сшпохинского рудного поля как производные единого магматического очага; различаются особенности распределения и и ТЪ в гранитоидах турочакских тел рудного поля и Турочакского плутона. Коэффициент отношения ТЬ/и сопоставляется с данными, приведенными А.С.Митропольским (1979) для гранитоидов Алтае-Саянской складчатой области. Торий-урановое отношение закономерно возрастает от древних саракокшинских пород к молодым цыганским. По содержанию и и ТЪ гранитоидные интрузивы, в соответствии с радиогеохимической классификацией по Л.В.Комлеву, относятся к различным типам гранитов. Саракокппшские и турочакские гранитоиды рудного поля отвечают слаборадиоактивным гранитам (гранодиориты, плагио-граниты), бедным и и ТЬ (ТЬ/и<2-3). Инские породы и массива Цыган соответствуют нормально радиоактивным гранитам с близким к массовому кларку содержанием и и ТЬ и средним торий-урановым отношением (2,5-4,5). Гранитоиды Турочакского плутона близки к высокорадиоактивным лейкокра-товым гранитам редкометалыюго типа с повышенным содержанием и, ТЬ, Ве, Мо, XV.

4.4. Распределение редкоземельных элементов в породах гранитоидных массивов. РЗЭ чутко реагируют на изменение физико-химических условий среды кристаллизации, что предопределило специфику их распределения в каждом интрузиве. Вместе с тем , в поведении РЗЭ сохраняются общие закономерности, обусловленные химизмом гранитоидного расплава. Во всех гранитоидных телах отмечается совпадение пиков депрессий и максимумов элементов. Максимальные содержания в изученных массивах образуют Се, ТЬ, Ьи, в депрессии находятся УЬ, Ей. Средние содержания РЗЭ для каждого шггрузива индивидуальны и характеризуются своими статистическими законами распределения: Ей, ТЬ, Ьи - соответствуют логнормальному; Ьа, Се — нормальному. Индивидуальность интрузивных тел иллюстрируется диаграммой соотношения Ьа и Ьи, на которой гранитоидные массивы формируют обособленные поля значений, что указывает на специфичность поведения Ьа и Ьи в каждом интрузиве.

Весьма отличается поведение РЗЭ в породах Инского массива, концентрирующих их, в сравнении с другими интрузивами, в повышенных количествах: Ей, ТЬ, УЬ, Ьи достигают кларковых содержаний, а Бш и Се приближаются к нему.

ГЛАВА 5. Геохимическая специализация граиитондов Синюхпнского рудного поля и генетическая связь золотооруденения с магматизмом

5.1. Распределение золота в гранитоидпых массивах. В изученных гранитоидных массивах существует две формы нахождения золота: самородное Аи, охарактеризованное при описании акцессорных минералов, и силикатное Аи, находящееся в атомарно-молекулярном рассеянии.

Распределяется силикатное Аи в породах различных интрузивов неравномерно, и его содержание в них постоянно превышает массовый кларк по А.П.Виноградову (1964), за исключением двуполевошпатовых гранита и лей-когранита, в которых оно фиксируется в количествах ниже кларка. Стабильно высокими содержаниями этого металла в интрузивных телах выделяется низкощелочной гранит.

Накопление Аи в породах каждого массива подчинялось индивидуальным факторам. Достаточно стабильные условия концентрации Аи характеризуют турочакские гранигоиды рудного поля и одноименный плутон, но специфичные для каждого из них в отдельности. Существенно различаются по условиям концентрации Аи гранптоиды Саракокшинского массива и Цыгана. Более разнообразными факторами рассеяния атомарного Аи в силикатах отличаются разновидности средних по составу пород, слагающих Инской массив, что выражается в широком поле значений х и V.

Корреляционные связи Аи с петрохимическими характеристиками по А.Н.Заварицкому и петрогенными элементами, определяющими кислотность-щелочность, имеют свои значения в породах каждого массива, подчеркивая специфику условий их формирования. В гранитоидах Саракокшинского массива корреляционные связи носят самый непостоянный характер в сравнении с породами других массивов. В породах Инского массива Аи характеризуется высокими положительными коэффициентами корреляции с N3 и темноцветными компонентами.

В гранитоидах турочакских тел рудного поля и Турочакского плутона корреляционные связи Аи со всеми петрохимическими параметрами положительные и различаются величиной значений. В породах массива Цыган коэффициенты корреляции наиболее различны по своим значениям, устанавливается положительная корреляция Аи с кремнекислотностью и 51, слабая положительная связь Аи с Ма.

5.2. Геохимическая специализация гранитоидов. Результаты исследования геохимии редки* элементов в породообразующих минералах и породах, видового состава акцессориев и элементов-примесей в них позволили выделить индикаторные признаки геохимической специализации изученных гранитоидных массивов.

Магматические расплавы, формировавшие разновозрастные гранито-идные тела Сишохинского рудного поля, первоначально характеризовались обогащешгостыо редкими, в том числе и рудными элементами, что выражается в повышенных содержаниях их по сравнению с массовым кларком. Повышенные содержания Со, Сг, Ее, "П, V отражают специфику химизма ба-зальтоидных расплавов, кислыми дифференциатами которых являются массивы Саракокшинский, Инской и Цыган. Вместе с тем возможна обогащен-ность такими редкими элементами, как Я с, Б г, Ва вследствие ассимиляционных и контаминационных процессов. Гранитоиды Турочакского плутона имеют отрицательную геохимическую специализацию на все редкие элементы, за исключением Мо, содержание которого в породах немногим превышает кларковое. Отрицательная геохимическая специализация на все редкие и рудные элементы (и, ЛЬ, N1), 7.x, Бп, РЬ, \У) объясняется активной ролью флюидов, создающих благоприятные условия для выноса их во вмещающие породы.

По геохимическим признакам каждый массив соответствует своему геохимическому типу гршштоидов по Л.В. Таусону: Саракокппшсюш, Инской массивы, а также Цыган относятся к производным щелочных базальтоидных магм; саракокшинские породы соответствуют плагиогранитам толеитового ряда, инские - гранитоидам андезитового ряда, цыганские - гранитам латито-вого ряда; турочакские гранитоиды рудного поля и Турочакский плутон отвечают палингенным грашгтоидам щелочного ряда.

Наибольшую информацию о геохимической специализащш грагаггоид-ных тел несут акцессорные минералы, содержащиеся в повышенных количествах, а также элементы-примеси в них. Гранитоиды каждого интрузива имеют свои типоморфные акцессорные минералы, концентрирующие в себе редкие и рудные элементы, и выступающие индикаторами потенциальной ру-доносности гранитоидных тел. Выявленная геохимическая специализация интрузивных тел представляется следующей. Саракокшинский массив - золото-полиметаллическая (Си, 7-п, В1, РЬ) и редкометальная (Бп, Мо, Ве); Инской массив — золото-серебряно-висмутовая, возможно, медно-колчеданная; турочакские тела рудного поля — медно-колчеданная полиметаллическая и молибден-вольфрамовая, при этом рудный минерал W- шеелит. Породы массива Цыган имеют полиметаллическую специализацию - Си, РЬ, Ъх, возможно, Бп-Мо-Ш. Резко отлична от гранитоидных тел Синюхинского рудного поля геохимическая специализация Турочакского плутона. Присутствие в грани-тоидах редкометальных и редкоземельных акцессориев, повышенные концентрации редких элементов в различных акцессориях выделяют плутон как имеющий редкометальную потенциальную рудоносность: МЪ, Та, Ьа, Бп, Мо, В1, Ве, РЬ, Нахождение мелких вольфрамитовых рудопроявлений в экзо-контакте Турочакского плутона подтверждает его рудоносность на \У.

5.3. Связь золотооруденения с магматизмом. Для выяснения генетической связи золотооруденения с магматизмом использовались минералогические, геохимические и петрохимические критерии.

Минералогические критерии проявляются в том, что акцессорные минералы включают в себя такие самородные как золото, медь, серебро, свинец, олово, ртуть, феррит, графит, висмут, мышьяк, сурьму. Наиболее важным критерием в связи с золотоносностью является самородное Аи. Характерно, что присутствие его отмечается в диоритоидах Инского массива, в лейкогра-ниге массива Цыган и турочакском субщелочном двуполевошпатовом граните рудного поля. В количественном отношении золото преобладает в лейко-граните массива Цыган , но если появление его в этом массиве и турочакских гранитоидах рудного поля эпизодическое, то в инских породах оно встречается в 20% протолочек. В саракокшинских породах и Турочакском плутоне самородное Аи не обнаружено.

В качестве геохимических критериев связи магматизма с оруденением из числа типоморфных элементов, ассоциирующих в золоторудных месторождениях, в гранигоидных телах Синюхинского рудного поля установлены Ва, А«, РЬ, Zn, Си, Со, N1, из которых Ва, Си, Со, № предпочтительно концентрируются в массивах, содержащих самородное Аи. Типоморфные элементы в породах Саракокпшнского и Инского массивов распределяются неравномерно, особенно такие, как Ва, Со, в меньшей мере Си, Ъп. Неравномерность их распределения свидетельствует о локальном выносе золота и этих элементов гидротермальными растворами и переотложением их на геохимических барьерах. Вычисленные коэффициенты контрастности, характеризующие интенсивность выноса редкого элемента, имеют наибольшие величины для пород Саракокшипского и Инского интрузивов. Весьма показательно распределение РЗЭ: они образуют повышенные содержания в породах Инского массива, в то время как количество их в других интрузивах ниже. Наконец, широкое распространение Аи в акцессорных и породообразующих шшералах Инского массива обусловлено содержанием этого металла в магматическом расплаве.

Петрохимические критерии связи золотооруденения с магматизмом основываются на вычисленных модулях Б.Н.Пермякова (1983), согласно которым Саракокишнский массив определен как имеющий золото-полиметаллическую и полиметаллическую потенциальную рудоносность, Ин-ской — золото-молибденовую.

На основании минералогических, геохимических и пстрохимических критериев к продуктивным на золото относится Инской массив со всеми его дериватами. Формирование золотого оруденения генетически связано с генерациями даек среднего состава. Саракокшинский массив относится по комплексу критериев к ограниченно продуктивным на золотое оруденение и может обусловить формирование мелких золоторудных тел. Тела турочакских

граиитоидов рудного поля и массива Цыган мало перспективны как золотоге-нерирующие, и появление в них самородного Аи, по-видимому, обусловлено контаминацией их металлом в результате выщелачивания поздними магматическими расплавами или гидротермами, связанными с ними.

Промышленное оруденение скарнов связано с более поздней стадией, вследствие чего скарновое золото по своему составу резко отличается от акцессорного золота, установленного в гранитоидных телах. С гршпггоидами массива Цыган и турочакскими телами рудного поля золотооруденение, видимо, имеет парагенетическую связь. Турочакский плутон по всем имеющимся данным стерилен на золотую минерализацию.

Список опубликоваппых работ по теме диссертации

1.Новоселов K.J1. К вопросу о гранитоидном магматизме Синюхинского золоторудного поля (Горный Алтай)./ Естественные науки. Тез. докл. региональной научно-практической конференции. Томск, ТГУ, 1994.С.15 - 16.

2.Новоселов K.J1. Самородные акцессорные минералы в грантах Синюхинского золоторудного поля (Горный Алтай)./ Естественные науки. Тез. докл. региональной научно-практической конференции. Томск, 1994. С.33—35.

3.Новоселов K.JI. Акцессорные минералы гранитоидных шггрузий Синюхинского золоторудного поля./ Студент и научно-технический прогресс. Тез. докл. XXXII Международной студенческой конференции. Новосибирск, 1994.

4.Новоселов К.Л., Баженов А.И., Полуэктова Т.Н. К вопросу о природе акцессорных минералов в гранитоидах Алтае-Саянской складчатой области./ Новые данные по геологии и полезным ископаемым западной части Алтае-Саянской области. Новокузнецк, 1995. С. 198-200.

5.Новоселов K.JI. Распределение акцессорного золота в гранитоидах Синюхинского рудного поля (Горный Алтай)./День Земли. Научные и педагогические проблемы. Т.1. Тез. докл. 1 межвузовской научно-практической конференции. Бийск, НИЦБиГПИ, 1995.С.120-122.

6.Новоселов K.JI. К вопросу о турочакских гршштоидах Синюхинского золоторудного поля (Горный Алтай)./ Магматизм и геодинамика Сибири. Тез. докл. научной конференции посвященной 75-летию проф. М.П.Кортусова(19-20 декабря 1996). Томск, ТГУ,1996. С.73-74.

7.Новоселов К.Л., Полуэктова Т.Н., Баженов А.И. Акцессорные самородные металлы и интерметаллиды в гранитоидах Синюхинского золоторудного поля (Горный Алтай)./ Магматизм и геодинамика Сибири. Тез. докл. научной конференции посвященной 75-летию проф. М.П.Кортусова (19-20 декабря 1996). Томск,ТГУ,1996. С.166-167.

8.Новоселов K.JI., Баженов А.И., Полуэктова Т.И. Уран и торт! в гранитоидных массивах района Синюхинского золоторудного поля (СВ Алтай)./

Гранитоидные вулкано-плутонические ассоциации. Тез. докл. Всероссийского совещания. Сыктывкар, Респ.Коми, 21-23 мая 1997.С.75-76.

9.Борозновская H.H., Новоселов K.JL, Небера Т.С. Генетическая информативность люминесценции породообразующих минералов из гранитои-дов Синюхинского золоторудного поля./ Гранитоидные вулкано-плутонические ассоциации. Тез. докл. Всероссийского совещания. Сыктывкар, Респ. Коми, 21-23 мая 1997. С.47-48.

Ю.Новоселов К. Л. Редкоземельные элементы как индикаторы связи золотого оруденения с гранитоидным магматизмом (на примере Синюхинского золоторудного поля, СВ Алтай)./Гранитоидные вулкано-плутонические ассоциации. Тез. докл. Всероссийского совещания. Сыктывкар, Респ. Коми, 21-23 мая 1997.С.69-70.

Подписано к печати 11.12.97.

Формат 60x84/16. Бумага ZOOM.

Тираж 100 экз. Заказ Z ~7&

ИПФ ТПУ. Лицензия ЛТ. №1 от 18.07.94.

Типография ТПУ. 634034, Томск, пр. Ленина, 30.