Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геохимия Амананского гранитоидного комплекса (Восточное Забайкалье)

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "Геохимия Амананского гранитоидного комплекса (Восточное Забайкалье)"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. ЛОМОНОСОВА

Геологический факультет Кафедра геохимии

На правах рукописи УДК 550.4 + 550.93 + 552.3

СОКОЛОВ Сергей Юльевич

ГЕОХИМИЯ АМАНАНСКОГО ГРАНИТОИДНОГО КОМПЛЕКСА (ВОСТОЧНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ)

Специальность 04.00.02 — геохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук

МОСКВА — 1990

Работа выполнена на кафедре геохимии Геологического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, академик В. А. Жариков

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук Р. Н. Соболев (МГУ им. М. В. Ломоносова), доктор геолого-минералогических наук Л. С. Бородин (ИЛС АН СССР)

Ведущая организация: Всесоюзный геологический институт (ВСЕГЕИ) АН СССР, г. Ленинград

Защита состоится «18» мая 1990 г. в 14 час. 30 мин. в аудитории 301 на заседании Специализированного совета К. 053.05.08 по петрографии, геохимии и геохимическим методам поисков Геологического факультета Московского государственного университета. Адрес: 119899, Москва, Ленинские горы, МГУ, Геологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Геологического факультета МГУ (сектор А, зтаж 6).

Автореферат разослан « ^ V » Оа^-^^А . 1990 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, старший научный сотрудник

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Петролого-геохимическое изучение гранитоидов позволяет достоверно и объективно установить первичную природу и условия эволюции их расплавов. Поэтому проведение так:зс исследований в областях интенсивного развития гранигоидкого магматизма способствует пониманию гэодинамической обстановки и уточнению региональных металлогенических прогнозов.

Ватаейшей особенностью мезозойских гранитоидов южного края Алданского щита является гипабиссальный трещинный тип интрузий, преобладание фаций повышенной основности и щелочнометалльности, геохимическая специализация на молибден и золото, что объединяет их с магматическими породами активных геодинамическст обстановок, сформировавшимися в результате взаимодействия мантийных магм с субстратом континентальной коры. Однако дискуссионными являются вопросы типизации геодинамической обстановки мезозоя на юге Сибирской платформы, границы распространения внеорогенных гранитоидов вглубь континента, первичная природа и условия дифференциации их расплавов. Решению этих проблем должно отчасти способствовать проведенное в предлагаемой работе петролого-геохимичеекое исследование раннемезозойских гранитоидов южной части Становой складчатой области Алданского щита (Олёкминский Стаковик, Восточное Забайкалье), традиционно объединяемых в амананский интрузивный комплекс.

Цель работы - геохимическое изучение и радиоизотопное датирование раннемезозойских гранитоидов, расположенных в зоне сочленения главнейших структур юга Алданского щита, выяснение исходных магм и механизма формирования гранитоидов. В связи с этим были поставлены следующие задачи: I. Анализ размещения массивов гранитоидов с привлечением геологического картирования наиболее крупных из них, изучение их зональности, включая особенности структур и минерального состава. 2. Геохимическое изучение гранитоидов, причем наиболее полное для крупных массивов. 3. Радиологическое датирование раннемезозойских гранитоидов из разных структурных зон южного края Алданского щита, выяснение петролого-геохимических критериев их сходства и различия. 4. Оценка природы и механизма эволюции первичных магм, с привлечением расчетных моделей петрогенезиоа.

Фактический материал и методы исследования. Основной фактический материал собран автором при участии в тематических работах партии 107 ШСа МГРИ по договору с ЦНИГРИ Мингео СССР в 1983-87гг. Ревизионное геологическое картирование района сопровождалось отбо-1-1

*

- г -

ром геохимических и минералогических проб гранитоидов. Часть фактического материала предоставлена автору из архива партии 107. Основу работы составили 41 проба из массивов, отнесенных к амана-некому комплексу в результате геолого-съёмочных работ ПГО "Чита-геология" и картирования партии МГРМ. При обработке материала исследовано 70 прозрачных шлифов. Содержания породообразующих компонентов, а также Ы, НЪ , ръ, эг, у, 1т, къ определены рентгено-спектральным и Ва - рентгенорадиометрическим методами в БИМС Мин-гео СССР, ИГЕМ АН СССР. Проведена статистическая оценка качества геохимической информации по выборкам из 15-20 пар параллельных определений. Методом инструментального нейтронно-активационного анализа (ИМГРЭ Мингео СССР) определены концентрации РЗЭ в 15 наиболее представительных пробах. Определен изотопный состав кислорода в 17 пробах (ИЛС АН СССР). В 13 пробах гранитоидов и 16 мономинеральных фракциях определен изотопный состав Зг и концентрации ВЪ и Зг. Изохронным методом установлен возраст наиболее крупных массивов гранитоидов.

Научная новизна работы. Впервые выполнено комплексное петро-лого-геохимическое исследование раннемезозойских гранитоидов на юго-востоке Олёкминского Становика. На основе содержаний породообразующих компонентов и редких элементов выявлены различия близких по минеральному составу пород двух центров раннемеэозойского магматизма. Впервые получены изохронные значения возраста и величины первичных изотопных отношений Эг для крупных массивов района и доказательства механизма гранитообразования, что даёт возможность определить геодинамическую обстановку формирования раннемезозойских гранитоидов.

Защищаемые положения. I. Установлено, что раннемезозойские массивы юга Алданского щита сложены кварцевыми монцонитами с подчиненными количествами кварцевых монцодиоритов и нонцогранитов, принадлежащими к повышенно-калиевым известново-щелочным магматическим сериям. 2. Установлено, что гранитоидные массивы образуют две возрастные группы, ранняя из которых имеет возраст 22Э+2 млн. лет при первичном отношении изотопов Бг 0,70769+0,00003, а поздняя - 193+6 млн. лет при первичном отношении изотопов Бг 0,70645+

+0,00008. 3. Установлено, что несмотря на различия возраста, кварцевые монцониты характеризуются низкими 6 0: +6,4-+7,2 °/00. что позволяет отнести их к магнетитовому типу гранитоидов, дифференцированным профилем РЗЭ с отчетливой отрицательной аномалией Ей

з сочетании с низкими отношениями нь/Эг, что сближает их с грани-гоидами активных континентальных окраин и предполагает андезито-зый состав первичных расплавов.

Практическая ценность. Уточнена схема расчленения мезозойских интрузивных комплексов Восточного Забайкалья, что должно быть учтено при новом геологическом картировании региона. Установлен новый раннеюрский интрузивный комплекс гранитоидов, с соответствующими петролого-геохимическими критериями его отличия от амана-нского интрузивного комплекса. Выделение двух комплексов должно учитываться при прогнозе металлагеняческой специализации раннеме-зозойских гранитоидов. В процессе тектонического районирования выдержанные по составу раннемезозойские гранитоиды могут использоваться как реперы, маркирующие краевую зону внеорогенного гра-нитообразования на юге Алданского щита.

Апробация работы. Результаты исследований изложены в исследовательском отчете партии 107 МГРИ по договорньм работам с ЦНИГРИ, докладывались на XIII научной конференции аспирантов и молодых ученых МГУ, секция "геохимия" (Черноголовка, 1986), научной конференции МГРИ (1986), XIII Всесоюзном семинаре "Геохимия магматических пород" (ГЕОХИ, 1987), были представлены на международную рабочую встречу "Изотопы в природе" (Лейпциг, 1989), Всесоюзный семинар "Геохимия стабильных изотопов" (ГЕОХИ, 1989).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 разделов и заключения общим объемом Ю4 страницы машинописного текста, содержит 32 иллюстрации и 15 таблиц и список литературы, включающий 118 наименований.

Работа выполнена под руководством академика В.А.Жарикова, которому автор признателен за внимание и помощь в работе. Особую благодарность хочется принести старшему научному сотруднику ГИН АН СССР С.Н.Гавриковой и сотрудникам МГРИ А.В.Галанину, В.Н.Орлову, В.Я.Федчуку, М.С.Николаеву и Л.Л.Николаевой за совместные полевые исследования п больную помощь при выполнении работы. Автор благодарен сотрудникам геологического факультета МГУ Е.М.Колесникову, В.Л.Мясниковой, М.Й.Смоляру, Л.М.Лебедевой и Н.А.Некрасовой сотрудникам ГЕОХИ АН СССР профессору Ю.А.Шуколюкову и Ю.А.Кости-| цину, сотрудникам ГИН АН СССР В.И.Виноградову и Т.А.Драгавцевой, 1 под руководством и при большой помощи которых проводились геохро-нологическяе исследования гранитоидов.

1-2

Раздел I. История изучения аманаиского комплекса.

Амфибол-биотитовые гранитоиды комплекса сформировались в начале мезозойского этапа развития региона, характеризующегося дроблением древнейшего кристаллического фундамента Алданского щита и возникновением протяженных ареалов внеорогенных гранитоидов (Га-ланин, 1984). Комплекс отличается двухфазным строением с преобладанием пород главной фазы, выдержанность» внешнего облика и минерального состава гранитоидов и их хорошей сохранностью и является поэтому оптимальным объектом исследования. К настоящему времени петрологические и геохимические особенности пород амананского комплекса слабо изучены.

Гранитоиды были впервые исследованы в 1945г., однако изучение комплекса началось с 1956-58гг., при проведении геолого-съемочных работ ПГО "Читагеология" Известные массивы комплекса: Амананский и Сарыгисинский,- локализованы в архейских гранулитовых породах в узлах пересечения систем глубинных разломов северо-западного и северо-восточного простираний. По геологическим данным формирование массивов произошло в промежутке времени от становления позд-нерифэйских гранитов до внедрения кварцевых сиенитов нерчуганско-го комплекса и излияния юрских эффузивов (Тихомиров и др., 1964). Значения радиологических определений возраста варьируют вв пределах 152-270 млн. лет, однако наиболее достоверные определения обосновывают пермско-раннетриасовое время формирования комплекса: 230+15 - 260+10 млн. лет (Александров, Рублев, 1979). Большую долю современной поверхности плутонов площадью 500-700 км^ занимает породы повышенной основности: диориты и кварцевые монцониты, гра-нодиориты и амфибол-биотитовые граниты, сменяющиеся к центрам массивов биотитовыми и лейкократовыми гранитами. Особенностями минерального состава гранитоидов являются идиоморфизм резко зональных кристаллов плагиоклаза, замещение его калиевым полевым шпатом и преобладание титаномагнетита и сфена в составе акцессорных минералов. Гранитоиды характеризуются повышенной щелочнометалльнос-тью, повышенными концентрациями Зг, Ва, гг. От периферий к центрам массивов увеличивается их кремнекислотности и содержания 1^0, уменьшаются содержания прочих породообразующих компонентов (Тихомиров и др., 1964, Таусон, 1977). В связи с гранитоидами установлена незначительная молибденовая минерализация (Ге и др., 1980).

Раздел II. Петрология и геохимия раннемезозойских гранитоидов Восточного Забайкалья.

ГЛАВА I. РАСПОЛОШШЕ И ЗОНАЛЬНОСТЬ МАССИВОВ.

Изучаемые массивы раннемезозойских гранитоидов расположены в краевой области Алданского щита, к юго-востоку от области распространения известных массивов амананского комплекса. В пределах района исследований вьщелены два центра раннемезозойского грани-тоидного магматизма. Западный центр охватывает Итакинский массив на южном окончании Могочинского выступа архейских гранулитовых пород, Дырендыканский и Нижнеитакинский массииы в раннепротерозо-йских амфиболитах Черноурюмского зеленокаменного прогиба. Массивы детально геологически изучены, а Итакинский признан эталонным интрузивом амананского комплекса в исследуемом районе (Гаврикова, 1985). Восточный центр магматизма представляют крупный Малокова-линский массив, расположенный в краевой зоне Амазар-Гилюйского зеленокаменного прогиба, и небольшой плутон, размещенный в архейских породах Пинкакского выступа. Расстояние между центрами магматизма составляет около 300 км. Расположение массивов подчиняется системе разломов, параллельных краю Сибирской платформы.

Форма массивов обнаруживает зависимость от крупных разломов северо-восточного и субширотного простираний. Главная фаза внедрения представлена серией фаций гранитоидов, в которой преобладают кварцевые монцониты, нередко переходящие в кварцевые монцодиориты в зонах эндоконтакта и в монцограниты - в центральных частях плутонов. Фациальная зональность и взаимоотношения гранитоидов с вмещающими породами свидетельствуют о гипабиссальном уровне формирования массивов. Заключительная фаза внедрения представлена небольшими телами лейкократовых гранитов.

Возрастная позиция гранитоидов по геологическим соотношениям неопределенна. Так, нижняя возрастная граница определяется тем, что все массивы комплекса прорывают позднерифейские граниты, а верхняя - тем, что кварцевые монцониты рассечены кварцевыми сиенитами и частично перекрыты кислыми эффузивами средне-позднеюрс-кого возраста.

ГЛАВА II. МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ И СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГРАНИТОИДОВ.

Кварцевые монцониты как из йтакинского, Дырендыканского и ■ Нижнеитакинского массивов амананского комплекса, так и из Малоко-> валкнского массива восточного центра раннемезозойского магматизма 2 характеризуются общностью минерального состава, состоят в среднем из 39% андезина, 23$ пертитового ортоклаза, 15% кварца, 10% амфи-1-3

бола, 8/2 биотита, 5% акцессориев: магнетита, сфена, апатита, циркона. Типичные особенности минерального состава, установленные в эталонных массивах амананского комплекса, свойственны и изучаемым гранитоидам. Амфибол-ортоклаз-биотит-кварцевая ассоциация базиса кварцевых монцонитов' определяет их повышенную щелочнометалльность (Коржинский, 1973). Однако кварцевые монцониты из массивов амананского комплекса имеют гипидиоморфнозернистую структуру, а грани-тоиды Малоковалинского массива отличаются монцонитовой структурой обусловленной развитием крупных ксеноморфных зерен ортоклаза с замещением плагиоклаза и темноцветных минералов.

Смену фаций гранитоидов главных фаз внедрения подчеркивает постепенное уменьшение количеств темноцветных минералов я плагиоклаза (основности последнего) к центрам массивов. Изучение порфи-ровидных вцдёлений в кварцевых монцодиоритах краевой фации йтаки-нского массива показывает, что из первичного расплава при внедрении кристаллизовалась пироксен-плагиоклаз-амфиболовая ассоциация минералов, а из первичного расплава Малоковалинского массива -пироксен-биотит-плагиоклазовая ассоциация. Лейкократовые граниты заключительных фаз внедрения по минеральному составу и структурам сходны с лейкогранитами эталонных массивов амананского комплекса.

ГлавА III.'ХИМИЗМ И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАННЕМЕЗОЗОЙСКИХ ГРАНИТОИДОВ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ.

Сопоставление содержаний породообразующих компонентов в кварцевых монцонитах и гранодиоритах из массивов амананского комплекса и из Малоковалинского массива (63-68% кремнезема) с использованием одномерных параметрических критериев Фишера и Стьадента показало, что они статистически не различаются (таблица I)'. Фаци-альная зональность в гранитоидах из массивов амананского комплекса характеризуется увеличением кремнекислотности и уменьшением содержаний глинозема, оснований, Рз^- Содержания на^О убывают незначительно, а для Ко0 характерно экстремальное поведение с максимумом в кварцевых монцонитах внутренних зон массивов. Постепенное увеличение стандартной железистости ?и от кварцевых монцоди-оритов до гранодиоритов близко к извастково-щелочному тренду дифференциации (Осборн, 1983). Железистость биотитов уменьшается, а амфиболов - изменяется незначительно. Количество магнетита к центру Итакинского массива увеличивается, что характерно для кристаллизации расплавов в окислительных условиях. Изменение глинозе-мистости биотитов отражает постепенное снижение щелочнометалльно-

сти пород от повышенной в кварцевых монцодиоритах и монцонитах до нормальной в центральных зонах массивов (Маракушев, Тарарин, 1975) В ряду фаз внедрения массивов происходит резкое увеличение крем-некислотности, содержаний Ю>0, железистости и отношения К/ а при резком обеднении лейкогранитов титаном и магнием (таблица 2).

Таблица I

Критерий сравнения химических составов гранитоидов.

Эл-т* Массивы амананс- МалоковалинскиЯ

кого комплекса массив

X з2 X 82 рХХ t Опенка

I 2 3 4 5 6 7 8

ЗЮ2 65,22 1,20 64,99 1,91 1,59 0,40 Сходство

ТЮ? 0,60 б.ббхХО-3 0,56 2.84Х10-3 2,39 1,30 Сходство

15,62 7,0 хЮ"2 15,41 2,14х10-Г 3,00 1,20 Сходство

Ре?03 4,80 8,0 хЮ-2 5,06 1.59Х10-1 1,99 1,62. Сходство

М^О 1,67 1,0 хЮ-1 2,06 7,0 хЮ-2 1,52 2,02 Сходство

СаО 3,30 3,2бх10-1 3,47 1,44х10~1 2,26 0,78 Сходство

Не^О 3,88 5.41ХЮ-3 3,79 2,03x10-2 2,67 1,77 Сходство

КрО 3,56 3,25хЮ~2 3,53 2,05x10-2 1,58 0,41 Сходство

нъ 88 19 103 181 8,86 3,76 Различие

Эг 596 4938 580 4411 1,12 0,48 Сходство

Ва •1295 35250 834 5943 5,93 7,04 Различив

гт 260 605 202 454 1,33 4,73 Различие

Примечания: х - породообразующие компоненты даны в мас.%, редкие элементы - в мкг/г; ** - табличные значения критериев для уровня значимости 95%: Ртабл.=3,18, гтабл.=2,10 Изменение химизма гранитоидов Малоковалинсхого массива отличается монотонным накоплением 1^0 к центру плутона. Тренд изменения железистости близок к таковому в гранитоидах амананского комплекса, что указывает на близость окислительных условий кристаллизации расплавов. Лейкограниты Малоковалинского и других массивов близки по химизму, но первые отличаются большими содержаниями %0. Обогащение магнием характерно и для кварцевых монцодиоригов массива и <_0 является признаком меньшей дифференцированности его расплава, м Для типизации гранитоидов использованы петрохимические параметры: общей .кислотности пород и щелочно-хальциевый (Бородин,

1-4

Таблица 2

Средние составы раннемезозойских гранитоидов

Эл^т__МассиЕЫ_&машанского_кода^кс

I 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ЗЮ2 60,41 64,61 66,84 69,41 71,93 62,11 64,36 67,53 70,68 74,87

ТЮо 0,82 0,63 0,51 0,49 0,25 0,72 0,58 0,46 0,30 0,26

А12О3 Ре2°3 16,62 15,63 15,22 14,95 13,35 15,95 15,64 14,52 13,% 12,30

5,98 4,96 4,62 3,73 3,39 6,01 5,23 4,38 3,34 2,14

МпО 0,09 0,08 0,06 0,05 0,05 0,09 0,08 0,08 0,06 0,04

%Э 2,49 1,83 1,32 1,28 0,38 3,08 2,17 1,62 0,97 0,57

СаО 4,69 3,56 2,75 2,30 0,95 4,40 3,64 2,79 1,99 0,65

На20 3,99 3,87 3,90 3,87 3,38 3,63 3,79 3,81 3,44 3,07

к20 3,11 3,65 3,32 3,31 5,28 2,83 3,47 3,76 4,25 5,13

Р2°5 0,22 0,16 0,10 0,08 0,06 0,16 0,14 0,10 0,06 0,04

Рш 0,70 0,73 0,76 0,74 0,90 0,67 0,71 0,73 0,78 0,79

К/Ка 0,87 1,06 0,97 0,96 1,77 0,83 1,02 1,П 1,39 1,87

Иа+К ~СёГ 2,32 3,26 4,21 4,80 15,30 2,25 3,02 4,07 5,71 17,89

Ас 1,01 1Д7 1,27 1,41 1,54 1,09 1,16 1,30 1,48 1,73

йъ 73 90 86 90 138 72 101 133 141 137

Эг 811 579 535 315 144 798 612 455 354 134

Ва 1251 1378 918. 678 563 972 870 630 661 878

гг 263 268 193 170 151 245 207 187 174 Н/оп

Ьа 61 38 30 29 н/оп 30 35 34 35 н/оп

Се 120 76 65 48 н/оп 63 74 75 70 н/оп

гш 9,4 6,3 4,5 3,3 н/оп 6,3 5,9 5,9 5,3 н/оп

Ей 1,40 1,01 0,92 0,76 н/оп 0,92 0,77 0,69 0,50 н/оп

Ть 1,00 0,77 0,44 0,54 н/оп 0,55 0,66 0,65 0,65 н/оп

Уъ 2,40 2,07 1,35 1,20 н/оп 1,60 1,50 2,20 2,30 н/оп

Ьи 0,33 0,33 0,20 0,16 н/оп 0,22 0,24 0,29 0,30 н/оп

К/ИЬ 354 340 323 297 317 327 285 235 252 311

НЪ/Зг 0,09 0,16 0,18 0,30 1,01 0,09 0,17 0,29 0,41 1,02

Се/Уъ 50 38 45 40 н/оп 39 49 35 31 н/оп

бЕи бШ0 0,53 0,56 0,65 0,70 н/оп 0,55 0,46 0,42 0,32 н/оп

46,5 46,4 н/оп +7,2 +8,5 +6,4 +6,6- +7,0 +7а2 н/оп

Условные обозначения: 1,6 - кварцевые монцодиориты, 2,7 - кварцевые монцониты, 3,8 - гранодиориты, 4,9 - монцограниты, 5,10 - ле-йкократовые граниты заключительной фазы внедрения.

1987). Породы как амананского комплекса, так и Малоковалинского массива принадлежат к повышенно-калиевым известково-щелочным магматическим сериям. Дифференциация расплавов главных внедрений приводит к уменьшению щелочнометалльноети гранитоидов. Напротив, в ряду последовательных фаз внедрения щелочнометалльность остается повышенной: тренд изменения параметров совпадает с повышенно-калиевым орогенным трендом дифференциации (Бородин, 1987).

Сравнение концентраций редких элементов в кварцевых монцони-тах и гранодиоритах•показало, что породы Малоковалинского массива обогащены яъ и обеднены Ва и '¿т. Поведение редких элементов в фа-циальных сериях глаЕных внедрений имеет общие тенденции. Положительная корреляция содержаний Бг и СаО указывает на значительное фракционирование из расплава калиевых полевых шпатов при формировании гранитоидов. Для нъ характерна положительная корреляция с ^0. Увеличение отношения йь/бг отражает возрастание кислотности пород, а уменьшение отношения К/КЬ - рост степени дифференцирова-нности. По соотношению концентраций НЪ и Бг гранитоиды следует отнести к магматическим сериям, образовавшимся из андезитовых первичных расплавов.(Фершгатер, 1987). Однако тренд дифференциаций гранитоидов Малоковалинского массива отличается большим накоплением йъ в кислотных членах серии, а корреляционные зависимости содержаний Ва, 2т и 1^0 отрицательны. Концентрации РЗЭ в кварцевых монцонитах из всех изучаемых массивов близки. Породы имеют дифференцированное распределение РЗЭ с отрицательной аномалией Ей. Гранитоиды краевой фации Йтакинского плутона обогащены всеми РЗЭ по сравнению с кварцевыми монцодиоритами Малоковалинского массива, что вместе с обеднением кварцевых ыонцодиоритов йтакинского плутона ЩО является признаком большей дифференцированности его расплава. В фациальной серии плутона происходит уменьшение концентраций РЗЭ, степени дифференцированности их распределения и глубины отрицательной аномалии Ей (рисунок I). В фациальной серии Малоковалинского массива уменьшение дифференцированности распределения РЗЭ вызвано возрастанием концентраций тяжелых элементов группы, а глубина отрицательной аномалии Ей увеличивается (рисунок 2). Таким образом, для гранитоидов характерны общие признаки геохимии, свойственные породам - производным дифференцированных расплавов с участием мантийного вещества: высокие содержания Зг и низкие нъ/Бг отношения, распределение РЗЭ с чётко выраженными отрицательной аномалией Ей и обогащением легкими элементами группы

Ча~ТСе (3т 1£и ГТЪ 'уь *Ьи

Рисунок I. Нормализованные (дааЬИа а1, 1971) распределения РЗЗ в гранитоидах главной фазы внедрения массивов амананского комплекса. Номера профилей соответствуют номерам средних составов гранитоидов в таблице 2.

о

'Ьа 'Се 'бш 'Ей 'ТЪ 'хъ 'ьи

Рисунок 2. Нормализованные («акйа е* а1, 1971) распределения РЗЗ в гранитоидах главной фазы внедрения Малоковалинского массива. Номера профилей соответствуют номерам средних составов гранитоидов в таблице 2.

(Балашов, 1985, Жариков, 1987). Вместе с тем, значимые геохимические различия гранитоидов двух центров диктуют необходимость объективного доказательства их принадлежности к одному проявлению магматизма.

Раздел III. Изотопы стронция и кислорода в раннемезозойских гранитоидах.

ГЛАВА I. ВОЗРАСТ ГРАНИТОИДОВ ПО ДАННЫМ Rb-Sr МЕТОДА

Определения изотопного состава Sr и концентраций изотопов йЪ и sr осуществлялось по методу изотопного разбавления со смешанным трасером из одной навески образца (Буякайте и др., 1983). Измерения выполнены на масс-спектрометре МИ-1201 Т с усовершенствованными конструкцией и программным обеспечением. Точность измерений контролировалась по стандартным образцам стронция SHM-987 и ВНИИМ (Смоляр, Колесников, 1987). Параметры изохрон расчитаны по методу наименьших квадратов (полиномиальный метод), а приведенные погрешности представляют доверительные интервалы на 95% уровне значимости. При датировании использовались выборки из 5-7 проб гранитоидов, представляющих фациальные серии главных внедрений Итакин-ского и Малоковалинского массивов. В качестве дополнительного доказательства истинности значений возраста как времени кристаллизации расплавов построейу.контрольные минеральные изохроны.

Угол наклона прямой, проведенной на эволюционной диаграмме через фигуративные точки гранитоидов Итакинского массива,- соответствует при значении X =1,42x10""** лет-'®' возрасту 233+51 млн. лет и первичном}' отношению изотопов Sr 0,70764+0,00031. Точки обнаруживают хорошую линейную зависимость на диаграмме, однако небольшая вариация отношения нъ/sr в пробах выборки обусловила явне не-приемлимые погрешности. Построение изохроны, включающей одну из проб и выделенные их нее минералы, уточнило значения возраста: 22Э+2 млн. лет,- и первичного изотопного отношения: 0,70769+ +0,00003. Полученные данные однозначно устанавливают раннетриасо-вое время кристаллизации расплава Итакинского массива (рисунок 3). Для датирования Малоковалинского массива построена изохрона, содержащая фигуративные точки семи проб поперечного сечения центрального блока интрузива. Точки обнаруживают хорошую линейную зависимость на эволюционной диаграмме, которая даёт основание предполагать, что гранитоиды соответствуют изохронной модели и значение возраста 193+6 млн. лет при первичном отношении 0,70645+0,00008 соответствует времени кристаллизации расплава массива. Контроль-

1,0 87

1?ь/8б5г

Рисунок 3. ЛЬ-Бг изохроны гранитоидов Итакинского (I) и Малоковалинского (2) массивов: а - по пробам пород, б - по фракциям минералов одной пробы. Условные обозначения фракций минералов: ап - апатит, ам - амфибол (нм - немагнитная фракция, эм - электромагнитная фракция), бт ~ биотит, пл - плагиоклаз, пл+орт - фракция двух полевых шпатов, пр - проба породы, из которой ввделены минералы, сф - сфен. Т - изохронный возраст, 1БГ -первичное отношение изотопов Яг, СКВО - средний квадрат взвешенных отклонений.

ная изохрона по одной из проб и выделенным из неё апатиту, сфену, плагиоклазу и амфиболу даёт согласующиеся значения возраста и первичного изотопного отношения (рисунок 3). Полученные данные устанавливают ранкеюрское время кристаллизации расплава Малоковалинского массива. Различия возраста гранитоидов коррелируют с пет-ролого-геохимическими различиями и обосновывают выделение в Восточном Забайкалье поэднеамананского интрузивного комплекса.

ГЛАВА II. ИЗОТОПНЫЕ КРИТЕРИИ ПРИРОДЫ РАСПЛАВОВ ГРАНИТОИДОВ.

Гранитоиды главных фаз внедрения из йтакинского и Малоковалинского массивов характеризуются низкими величинами изотопной плотности кислорода +6,4-+7,2°/оо, сопоставимыми с величи-

нами в основных магматических породах и островодузшых андезитах и указывающими на значительную долю мантийных маг« в составе первичных расплавов пород (Коваленко и др., 1989, Фор, 1989) В кварцевых монцодноритах краевой фации Йтакинского массива б180 составляет +6,5°/оо, в кварцевых монцонитах она варьирует от +5,3 до +8,1°'оо, а в монцогранитах Нижнеитакинского массива равна +7,2°/оо. В гранитоидах Малоковалинского массива 6^0 постепенно увеличивается от +б,4°/оо в краевой фации до +7,2°/оо в центро интрузива (таблица 2). Лейкограниты заключительной фазы внедрения

амананского комплекса обогащены

18

Понижение величины 6 0 в кварцевых монцонитах йтакинского массива до +5,3~^5,9°/оо связано с взаимодействием пород или расплава определенной зоны массива с термальными водами (Фор, 1989). Более интенсивное взаимодействие с термальными водами в кварцевых монцэнитах Дыреидыканского массива приводит нэ только к снижению Л до +3,2-*4,2°/оо, но и к обеднению Бг я нарушению сохранности иь-Эг изотопной системы.

Анализ вариаций изотопного состава Бг в мзвестково-щелочных вулканитах современных областей активной геодинамики показывает, что отношения ^Бг/^Зг, близкие к первичным изотопным отношениям в раннеыезоэойских гранитоидах (0,706-0,708), характерны для андезитов и дацитов активных континентальных окраин, формирующихся на мощной докембрийской континентальной коре. Для объяснения происхождения азвестково-щелочного магматизма таких областей привлекают процессы, включающие взаимодействие мантийных магм с веществом низов континентальной коры и длительную эволюцию образовавшихся расплавов но мере ах внедрения. Поэтому целесообразно сопоставить изучаемые гранитоиды с гранитсидами ;ктлвннх окраин конти-

нентов, для которых разработаны модели эволюции первичных магм. Раздел 1У. Происхождение расплавов ранкемезозойских

гранитоидов Восточного Забайкалья.. ГЛАВА I. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ ИЗВЕСТКОВО-УЩОЧНОГО

■ МАГМАТИЗМА АКТИВНЫХ КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ОКРАИН Развитие известково-щелочного гранитоидного магматизма на древней мощной сиалической коре наиболее характерно для юго-запада США и центральной зоны Андского пояса. Установлено, что вариации минерального, химического и изотопного составов гранитоидов этих регионов подчиняются субмеридиональной зональности, коррелирующей с возрастанием мощности и возраста подстилающей континентальной коры и, по мнению исследователей, отражающей прогрессирующее в восточном направлении взаимодействие мантийных магм с субстратом коры (McNutt, I975;ishihara,I984). В породах увеличиваются содержания КрО, Rb , Ва, Zr , уменьшаются - оснований. Характерно увеличение общего количества РЗЭ и обогащение пород.легкими элементами группы. Величины изотопных отношений Sr возрастают от значений, характерных для известково-щелочных вулканитов примитивных островных дуг: 0,703-0,705,- до "типично коровых" значений.

В качестве критериев сравнения раннемеэозойских гранитоидов Восточного Забайкалья и гранитоидов активных окраин континентов использованы минералого-геохимические классификации Чаппела.к Уайта, Ишихары (Chappell, White, 1974, Iahihara, 1977), петрохими-ческие характеристики:" отношение K/Na, параметры общей кислотности и щелочног-кальцяевьгй (Бородин, 1987),- концентрации Rb и Sr (Ферштатер,.'1987), первичные изотопные отношения sr. Сравнение показало,-' что гранит о иды, характеризующиеся, как и гранитоиды ам-ананского и позднеамананского комплексов: принадлежностью.к I-типу и магнетитовой серии, отношениями К/на в интервале 0,8-1,2 при вариациях содержаний кремнезема 59-68 мас.%, принадлежностью к повышенно-калиевым известково-щелочным магматическим сериям по соотношению параметров Ас и (Na+KJ/Ca, производным андезитовых первичных магм по соотношению концентраций Rb и Sr, значениями отношения изотопов Sr от 0,706'до 0,708,- распространены в тыловых зонах активных окраин континентов, где приурочены к выходам на поверхность метаморфических пород докембрийского складчатого основания. Выявленное сходство гранитоидов позволяет предположить общность процессов их формирования. Это свидетельствует о близости геодинамических обстановок мезозоя на юге Сибирской платформы

и в современных активных континентальных окраинах. К изучаемым гранитоидам можно применить модели петрогенезиса, разработанные для гранитоидов окраинно-континентального типа. ГЛАВА II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ

РАСПЛАВОВ ГРАНИТОИДОВ Возможность образования первичных расплавов раннемезозойских гранитоидов тольно за счет вещества континентальной коры отвергается современными экспериментальными данными и теоретическими построениями (№уХ1ае, 1977, Жариков, 1987) Альтернативным механизмом является взаимодействие мантийных магм с субстратом континентальной коры, интерпретируемое в рамках моделей ассимиляции маг: мами метаморфических пород и фракционной кристаллизации возникающих при этом расплавов. Согласно модели ассимиляции, андезитовке расплавы образуются пои смешении вещества глубинных магм с низкими величинами и ^Зг/^Эг, богатых 5г, и корового вещества с высокими б180 и ^Эг/^зг, но бедного Бг. Расчет модели ассимиляции показывает, что для образования первичного расплава Итакинского массива с концентрацией Бг 858мкг/г и изотопным отношением 0,70769 мантийная магма с параметрами 1000мкг/г и 0,704, соответственно, должна ассимилировать 1,3-4 массовые доли архейских гра-нулнтовых пород с отношением изотопов Бг 0,719 и содержанием зг 103-310мкг/г (Николаева, 1988). Для первичного расплава Малоковалинского массива с параметрами 818мкг/г и 0,70645, соответственно массовая доля ассимилированных метабазитов с концентрациями элемента 479-825мкг/г составляет 0,33-0,57. Более точным приближением к реальным процессам является модель ассимиляция-фракционной коисталлизации (БеР&оЮ, 1984), согласно которой для расплава Итакинского массива отношение массы ассимилированного вещества к массе фракционирующей твердой фазы составляет 0,7 и для расплава Малоковалинского массива - 0,55. Величина общего коэффициента распределения Сзг во втором расплаве меньше, что отражает большую долю фракционирующих темноцветных минералов при его внедрении. Магмы близки к толеитовым базальтам по отношениям йг/р и нь/У.

Заключение В предлагаемой работе показана возможность установления первичной природы расплавов внеорогенных гранитоидоЕ на основе их петролого-геохимического иаусения. Исследованы раннемезозойские гранитоиды южного края Алданского щита. Выявлены общие признаки химизма и геохимии пород. На основе различий структур, концентра-

ций редких элементов, радиологического возраста и изотопных отношений вьщелен новый комплекс гранитоидов. Первичные расплавы пород имели андезитовый состав и образовались в результате ассимиляции толеитовыми магмами вещества фундамента Сибирской платформы, на что указывают особенности геохимии гранитоидов и их петролого-ге-охимическоа сходство с гранитоидами запада США и центральных Анд.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Редкие земли в позднепалеозойских гранитоидах Восточного Забайкалья //Мат-лы XIII научной конф. аспирантов и молодых ученых Секция "Геохимия". Деп в ВИНИТИ К> 808-В-87 от 04.02.87.

2. Оценка условий формирования позднепалеозойских гранитоидов Восточного Забайкалья //Тезисы докл. XIII Всесоюзн. совещания "Геохимия магматических пород". М, ГЕОХИ. 1987.

3. Золотоносность гранитоидных комплексов как следствие условий их формирования (на примерз мезозойских комплексов Восточного Забайкалья) //Записки ВМО. 1988. № 6 (совместно с С.Н.Гавриковой, В.Я.Федчуком, Х.Б.Амосовой, Т.К.Велихановой, А.В.Галаниным, Н.И.Медведовской, М.Р.Николаевым, В.Н.Орловым).

4. К проблеме генезива гранитоидов активной окраины Алданского щита //Геохимия. 1988. № 10 (совместно с С.Н.Гавриковой, D.A. Борщевским, Н.И.Медведовской, Х.Б.Амосовой и М.С.Николаевым).

5. Вариации изотопов кислорода в внеорогенных гранитоидах южной окраины Алданского щита /Дезисы докл. XII Всесоюзн. симпозиума по стабильным изотопам в геохимии. М. ГЕОХИ 17-19 апреля 1989г. (совместно с С.Н.Гавриковой и М.С.Николаевым).

6. The Meeozoic granitolde of the southern margin of the Aldan Shield: geochemistry, petrology, geology // 5th Working Meeting "Isotopes in Hature". 25-29 eept. 1989- Leipzig (with S.N.Gavrikova, M.S.Hlkolaev).

7. Rb-Sr возраст гранитоидов амананского комплекса в Восточном Забайкалье //Докл. АН СССР. Раздел "Геохимия". В печати, (совместно с М.И.Смоляром). .

(j) I

Сдано в набор 12.03.90 Подписано в печать 06.03.90 Л-10728

Формат 60x90 1/16 Печать офсетная Бум.офс.

Усллеч.л. 1,0 Усл.кр.-отт. 1,12 Уч.-иад.л. 1,05 Тяр. 100 экз. Зах. 2106

Пронавоаственно-кздательсккй комбинат ВИНИТИ 140010, Люберцы 10, Московской обл., Октябрьский проспект, 403