Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геохимия и рудоносность гранитоидов Чаун-Чукотки (Западная Чукотка)

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "Геохимия и рудоносность гранитоидов Чаун-Чукотки (Западная Чукотка)"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ »ЛУК Г.ИПИПЖОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ IT.OXlII.iHII ИИ. л. П.ВИНОГРАДОВА

РГс

/ 6 Ол

■ На прапах рукописи

ЕФРЕМОВ Сергей Васильевич

УДК 550.4?. (571.651)

ГЕОХИМИЯ И РУДОНОСШСТЬ ГРАНИТОИДОВ ЧЛУНЧУКОТКИ (ЗАПАДНАЯ ЧУКОТКА)

Специальность 04.00.02 - Геохимия.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук.

Иркутск 1994

Работа выполнена в Институте геохимии Сибирского отделения Российской Академии Наук

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор В.Д.Козлов

(Институт геохимии СО РАН) Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Ф.Г.Рейф

(Институт геологии БФ СО РАН) кандидат геолого-минералогических наук В.Е.Загорский (Институт геохимии СО РАН)

Ведущая организация: Институт Земной Коры СО РАН

на заседании Специализированного совета Д.002.91.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата и. доктора геолого-минералогических наук по специальностям "геохимия" и "геохимические методы поисков полезных ископаемых" при Институте геохимии им. А.П.Виноградова СО РАН

Адрес: 664033 г. Иркутск, ул. Фаворского 1 А .

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Института геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН по адресу: г. Иркутск, ул. Фаворского i"a".

(г.Иркутск)

Защита состоится '

1994 г. в

Ж

часов

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета, к.г.м.-н.

В.Ф. Гелетий

Актуальность темы. Регион Чаун-Чукотки расположен на. восточном побережье Чаунской губы Восточно-Сибирского моря и ог-ранитчен на юге вулканитами Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (ОЧВП), а на востоке-р.Пегтымель. Интерес исследователей к региону вызван широким развитием в нем промышленного оловянного и золотого оруденения ассоциирующего с меловыми гранито-идным магматизмом. Необходимость всестороннего геолого-геохимического изучения гранитоидов региона продиктована возможностью выявить на основе этих данных основные черты генезиса редкометалльных гранитоидов района исследований, установить причины и факторы, влияющие на концентрирование и рассеяние редких элементов в процессе их дифференциации, разработать применительно к региону критерии оценки потенциальной рудонос-нссти гранитоидных интрузий.

Цель работы заключается в выработке критериев потенциальной рудоносности на основе анализа поведения редких элементов в процессе магматической дифференциации.

Основные задачи исследования. К основным задачам исследования относятся: 1)изучение петрологических и геохимических особенностей всех гранитоидных массивов Чаун-Чукотки и их фа-зово-фациальных дифференциатов, а также ассоциирующих с ними даек и эффузивов; 2)установление' общей схемы развития магматизма и определение Еозраста гранитоидов; 3)интерпретация генезиса гранитоидов; 4"!определение потенциальной рудоносности гранитоидов.

Научная новизна работа. Впервые для региона выполнено пет-ролого-геохимическое изучение гранитоидов и выявлена их геохимическая специфика. Рассмотрены вопросы генезиса редкометаяль-пьис гранитоидов района с позиций их формирования при активной роли инициального субщелочного базальтоидного шошонит-латито-бсго магматизма. Показано генетическое единство гранитоидов района исследований. На основании геолого-геохимических данных выделены рудоносные дифференциатьг гранитоидных интрузий и даны геохимические критерии их рудоносности. Предложен новый дополнительный критерий потенциальной рудоносности, позволяющий определять обогащенность флюидной фазы редкими элементами при формировании гранитоидов. Проведен на геолого-геохимической основе анализ формационной принадлежности дайковых образований.

Практическая значимость работы. Выполненные автором исследования позволяют более обоснованно производить оценку известных рудных объектов региона, прогнозировать районы вероятного развития промышленной минерализации и выделять новые перспективные площади лля поисков оловянного, а также золотого оруде-нения.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на 9 Всесоюзной школе морской геологии (Геленджик, 1990), Межвузовских научных конференциях Иркутского государственного технического университета (Иркутск,1989, 1990), конференции молодых научных сотрудников (Иркутск, 1991).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы, в том числе 3 в центральной печати.

Фактический материал. В основу работы положены материалы исслодсзак:гй. ссбрапныэ л обработанные автором за период 1988-1990 гг. В распоряжении автора было более 700 полных силикатных анализов геохимических проб гранитоидов и определений в них концентраций редких щелочных элементов; около 300 количественных определений содержаний элементов гранитофильной группы (Р,В,Ве,У,Мо), а также Ва,3г,У,Сг,Со,N1; з 40 пробах произведено определение полного спектра редкоземельных элементов. Проведен силикатный анализ и определение содержаний редких элементов в 130 выделенных автором монофракциях биотитов из всех фззово-фациальных разновидностей изученных гранитоидов, просмотрено более 400 прозрачных шлифов и выполнено по ним 160 подсчетов минерального состава гранитоидов.

В основу исследований была положена методика геолого-геохимического изучения гранитоидов и оценки их потенциальной ру-доносности и рудной продуктивности на основе количественных геохимических данных, разработанная В.Л.Козловым (1985).

Объем и структура работа. Диссертация состоит из Введения, 7 разделов и Заключения. Общий объем работы включает 150 страниц машинописного текста, 22 таблицы, 56 рисунков и список, литературы из 135 наименований.

Работа выполнена з Лаборатории геохимии гранитоидного магматизма Института геохимии им. Л.П.Виноградова СО РАН под руководством д.г.-м.к. проф. В.Д.Козлова, которому автор выражает искреннюю благодарность. Все аналитические определения выполнены в химико-аналитической, рентгеда-спектральной, эмисси-

онного спектрального анализа, геохимии изотопов, геохимии гра-нитоидного магматизма,лабораториях Института геохимии, и автор пользуется случаем, чтобы выразить свою глубокую признательность всем сотрудникам-аналитикам, обеспечившим выполнение его работы.

В период работы автор пользовался консультацией сотрудников ПГО "Севвостокгеология" С.Ф.Бегунова, В.С.Прудниченко, кандидатов геол.-мин. наук И.В.Тибилова, Л.П.Цветкова; сотруд-яжсз Института геохимии СО РАН дсгсгоров геол. -мин. наук В.С.Антипина, 3.Й.Петровой, Ю.П.Трошина; кандидатов геол.мин. наук Н.В.Владыкина, В.Я.Левицкого, М.Н.Захарова, А.Б.Перепело-ва. Всем названным товарищам, а также коллективу Лаборатории геохимии гранитоидов автор выражает искреннюю признательность.

Для автора важно выразить глубокую признательность к.г. -м.н. Д.В.Дудкинскому коллеге и товарищу, без которого эта работа была бы значительно затруднена.

Принятые сокращения:

ОЧВП-Охотско-Чукотский вулканогенный пояс

ВЧБ-Восточно-Чаунский батолит

МАГС-монцонит-адамеллит-гранитная серия

ГС-гранитная серия

ЛС-лейкогранитная серия

РФ-ранняя интрузивная фаза

ГФ-главная интрузивная фаза

ФДИ-фаза дополнительных интрузий

5Ф-заключительная интрузивная фаза

ЗСЖ-элементы семейства железа

РЗЭ-редкоземельные элементы

ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК.

Глава написала с использованием данных К.И.Акрамовского, 8.Ф.Белого, Ю.М.Бычкова, С.Ф.Бегунова, М.Л.Гельмана, И.В.Тибилова и других геологов-исследователей Северо-Востока России

В геологическом строении района принимают участие осадочные образования нижнего и верхнего палеозоя, триасовой систе-

мы, юры и мела. Карбонатные и терригекно-осадочные отложения палеозоя обнажены в пределах Куульского антиклинального поднятия, расположенного в северной части района исследований. Тер-ригенно-осадочные отложения триаса наиболее широко развиты в Паляваамскои сшшшнорной зоне, близширотного простирания, выделяемой к югу от Куульского антиклинория.

Осадочные породы региона смяты в складки С-В простирания, прорваны меловыми гипабиссальными гранитоидными интрузиями и перекрыты на юге района вулканитами Охотско-Чукотского аул1са-ногенного пояса (ОЧВП).

Гранитоиды региона имеют довольно пестрый состав и приурочены к зонам глубинных разломов С-В и С-3 простираний. Хотя точки зрения различных авторов на формационное расчленение и возраст гранитоидов несколько отличаются, большинство исследователей выделяет единый этап гранитообразования и подразделяет гранитоиды на две последовательные группы (фазы,комплексы,формации и.т.д.). Возраст гранитоидов определен как послевалан-жинский-доальбский.

В этой же главе рассмотрены геологическая позиция, состав и точки зрения на формащюнное расчленение и происхождение малых интрузий и вулканитов. Рассмотрено строение фундамента ме-зозоид и на основе имеющихся по району данных магнитнх, грави-ометрических съемок и плотностных характеристик порол построена río.raro-геофизическая схема глубинного строения района исследований.

По геофизическим данным выделен залегающий на глубине крупный батолит, ранее названный И.В.Тибиловым Восточно-Чаунс-ким (ВЧБ), который на 70Z сложен гранитоидами повышенной основности. 8 пределах батолита отчетливо выделяются два лейкок-ратовых ядра, пространственно совпадающих с местами наибольшего развития кислых гранитоидов. Батолит приурочен к тектонической депресии С-3 простирания шириной около 70 км и протяженностью боле 200 км.

ГЛАВА 2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ВОЗРАСТ ГРАНИТОИДОВ.

Глава написана с использованием данных Гельмана М.Л.. Го-

лоты Д.С..Загрузиной И.А..Лугова С.Ф.,Тибилова И.В. и др.

Гранитоиды региона на основании данных по возрасту, структурному положению и морфологии гранитоидных массивов, минера-лого- петрографических, петрохимических, геохимических особенностей и металлогении подразделены на три естественных ассоциации (интрузивные серии): монцонит-адамеллит-гранитную серию (МАГС); гранитную серию (ГС); лейкогранитную серию (ЛС).

Гранитоиды МАГС слагают небольшие штокообразные тела, приуроченные к зонам глубинных разломов С-В простирания и имеют обычно двухфазное строение. В пределах массивов серии хорошо развита концентрическая гомодромная зональность. Эндоконтакто-вые зоны этих массивов сложены монцонитами и монцодиоритами, которые постепенно переходят в кварцевые монцодиориты, адамел-литы и з некоторых случаях граниты. Гранитоидам ГФ серии свойственен парагенезис: кварц-калиевый полевой шпат-резкозо-нальный плагиоклаз(Лабрадор-андезин)-биотит-амфибол-моноклинный пироксен. Своеобразие этих пород подчеркивается ассоциацией пироксена, биотита и калиевого полевого шпата, что свидетельствует о монцонитоидном характере родоначальной магмы и ее калиевой специфике.

Породы ЗФ серии представлены турмалиновыми гранитами, отличительней чертой которых является вессвсе содержание турмалина, значительное преобладание калиевого полевого шпата над плагиоклазом и повышенная основностью последнего.

С массивами гранитоидов серии пространственно ассоциируют небольшие выходы вулканитов, по составу соответствующих шошо-нитам и латитам, обладающих очень близкими вещественными характеристиками и возрастом с эндоконтактовыми разновидностями гранитоидов серии (Загрузина И.А.,1965), что позволяет рассматривать их з качестве ее составной части. С гранитоидами серии пространственно ассоциируют месторождения золото-редкоме-талльной и силикатно-касситеритовой рудных формаций.

В состав серии входят массивы: Валунный, Водораздельный, йинрогинайский. Линкор, Лоотайпынский, Палянекий, Певекская группа массивов, Право-Ичувеемский и Пургинский купол Северного массива.

Гранитоиды ГС образуют крупные, до 300 км.кв., изометрич-ной форш массивы, которые имеют монотонное строение и сложены

б

исключительно гранитами. В пределах массивов выделяется две разновидности пород, ГФ1 и ГФ2. Граниты ГФ1 представлены пор-Ьировидной разновидностью с средне-мелкозернистой основной массой, а граниты ГФ2-редкопорфировидной разновидностью с средне-крупнозернистой основной массой . Гранитоидам ГФ свойственно высокое содержание кварца при повышенной основности плагиоклаза (андезин) и преобладание калиевого полевого шпата над последним, повышенное количество биотита и спорадическое присутствие амфибола. По своим геолого-петрогрэфическим характеристикам гранитоиды ГС подобны наиболее кислым разновидностям гранитов ГФ и ЗФ МАГС . В некоторых массивах серии выделяется тела ФДИ, сложенные биотитовыми гранитами и лейкогранита-:,1и. С гранитоидами серии ассоциируют рудопропвления Аи.Бп.У.Мо.

В состав серии включены Кукинейский, Пырканаянский.Пыт-тянский и Янранайск'лй массивы.

Гранитоиды ЛС образуют крупный массив Северный, а также слагают небольшие штоки в пределах Массивов ГС. Они представлены исключительно лейкогранитами. Для них свойственны высокие содержания кварца, калишпата и кислый плагиоклаз(альбит-оли-;'оклаз). Отличительной чертой гранитоидов этой серии является присутствие литиевых слюд и весовых количеств топаза. С лейкогранитами ЛС ассоциируют промышленные месторождения 5п и ру~ допроявления и. В состав серии включены Северный массив, Кан-заамская группа штоков и небольшие штоки в пределах Кукенейс-кого, Пырканаянского, Янранайского массивов.

Согласно данным НЬ/Зг метода, возраст гранитоидов МАГС '■оставляет 144.6=14.4 млн.лет, ГС~12б.8=8.5 млн.лет. , а зоз-аст гранитов ЛС по данным К/Аг метода оценен в 86 млн.лет.

В целом, гранитоиды перечисленных серий наряду с отличиями характеризуются рядом общих особенностей, указывающих на их генетическое единство

В этой же главе рассмотрена геолого петрографическая характеристик отдельных массивов и малых интрузий региона.

Малые интрузии в районе оразуют протяженные пояса, приуроченные к зонам глубинных разломов меридионального простирания, -а основании пространственного положения и геолого-петрографической характеристики установлено, что малые интрузии не обра-

зуют самостоятельных комплексов,а связаны с гранитоидным магматизмом. По отношению к гранитоидам выделены: догранитные, сингранитные и "постгранитные" дайки. Догранитные дайки тяготеют к гранитоидам повышенной основности и являются апофизами последних. Сингранитные дайки отчетливо подразделяются на дайки-производные вышераосмотренных гранитоидных серий. Постгранитные дайки (лампрофиры, диорит-порфирита) прорывают гранито-иды МАГС и ГС, однако пересечения этими дайками гранитоидов ЛС не отмечено, что позволяет рассматривать их з качестве производных гранитоидного комплекса.

ГЛАВА 3. ПЕТГОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕЗОЗОЙСКИХ , МАГМАТИТОВ ЧАУН-ЧУКОТКИ.

В главе рассмотрены петрохимические особенности гранитоидов различных серий, вулканитов и даек.

В целом для всех магматических пород Чаун-Чукотки отмечается повышенная суммарная щелочность и К специфика, что указывает на их взаимосвязь. Эволюция химического состава гранитоидного и лайкового комплексов направлена от пород субщелочного к породам нормального ряда через промежуточные разновидности. При этом в гранитоидах закономерно снижается насыщенность щелочами , возрастает содержание Si02 и глинозема (рис.1).

Гранитоиды МАГС обладают широким спектром составов (56-73 в.7. Si02). Согласно классификации Петрографического коммитета (1981), породы ГФ относятся к семейству монцонит-гранодио-рит(адамеллит)-гранит, а породы ЗФ-к семейству гранит-лейког-ранит. Вулканиты, ассоциирующие с гранитоидами МАГС, имеют с ними практически идентичный химический состав и соответствуют шошонитам и латитам.

По своим вещественным характеристикам наиболее основные разновидности гранитоидов МАГС и вулканиты соответствуют производным агатонит-латитовой серии (Mackenzie D.E.,1972), а наиболее кислые гранитоиды ГФ и граниты ЗФ-известково-щелочной. Эти разновидности гранитоидов МАГС связаны между собой постепенными переходами, которые реализованы в пределах одного массива. Таким образом, наблюдается постепенный фациальный переход от пород субщелочного к породам нормального ряда, что наг-

Таблица 1.

Средняя геохимическая характеристика гранитоидов и вул1санитав Чаун-Чукотки

Вулканиты Гранитоиды МАГС Гранитоиды ГС Гранитоиды ЛС

Фаза Элемент (г/т) ГФ ГФ ГФ ГФ ЗФ ГФ ФДИ ГФ ГФ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Р 1600 1240 1400 1500 1300 1500 896 1220 1000 2700 6400

В 25 79 53 20 31 36 151 21 6. 7 35 28

!Л 25 18 69 88 110 135 180 108 130 114 390

яь 247 220 236 265 290 311 305 312 350 490 910

Сз 19 16 1? 20 23 29 41 20 20 35 70

Бг 1100 740 680 530 540 330 170 175 110 36 22

Ва 2900 1900 2000 1290 960 720 470 590 230 80 61

2г 280 265 270 250 220 170 110 195 160 170 195

МЬ 53 29 37 21 - 22 19 38 36 ' 60 42

Зп 3. 9 6. 7 4. 4 9. 9 10. 5 10. 5 16.7 19. 2 20 30 30

V/ 1. 9 ^ 5 1. 6 3. 1 О 3 5 4.1 5. 5 1. 8 16 18

Мо 1. о 1. 1 6 1. 8 1. 1 6 1 4 6 .7 1. 5

Сг 360 140 200 75 42 28 18 15 15 8.6 6

N1 95 59 52 38 23 18 15 13 12 9.1 6. 7

Примечания: ГФ-главная фаза; ЗФ-заключительная фаза; ФДИ - фаза дополнительных интрузий; 1-шошониты; 2-латиты; З-монцодиорит; 4-кварцевый монцодиорит;5-адамеллит; 6-биотит-амфиболовый гранит; 7-турмалиновый гранит; 8-биотитовый гранит; 9-биотитовый лейкогранит; 10-биотитовий лейкогранит; И-протолитионитовый лейкогранит.

лядно иллюстрируется рис.1. Этот переход сопровождается постепенным снижением общей щелочности гранитоидов и возрастанием содержания глинозема.

Сочетание в единой гранитоидной серии пород субщелочного и нормального рядов является благоприятным фактором для реализации рудного потенциала интрузии (игаЬе Т., 1985)> согласно которому, повышенная щелочность на ранних этапах способствует накоплению рудных элементов в расплаве, а повышенная глинозе-мистость на заключительных способствует их переходу зо флюидную фазу.

Гранитоиды ГС также обладают повышенной суммарной щелочностью (>8%) и согласно классификации Петрографического комми-тета, принадлежат семейству субщелочных гранитов и лейкограни-тов. Вместе с тем, их субщелочной характер обусловлен вьплек-ларковыми концентрациями К при нижекларковых Иа (В.Д.Козлов, 1985). Гранитоиды ГФ представлены исключительно гранитами, а ФДИ-лейкогранитами. По химическому составу среди гранитов ГФ выделены две разновидности: ГФ1, с содержанием ЗШ2 от 68 до 71.5 и ГФ2, с содержанием 3102 от 72 до 72.5 в.%. Наиболее основные граниты серии представлены переходными разновидностями между породами нормального я субщелочного рядов, а наиболее кислые попадают в поле пород нормального ряда (рис.1). При этом граниты ГФ1 являются метаглиноземистыми, а граниты ГФ2 и ФДИ- шпомазитовыми.

Гранитоиды массивов серии, входящих в ВЧБ (Пырканаянс-кий.Пытлянский.Янранаиский) имеют более близкие химические составы, что вероятно свидетельствует о общности магматического очага. Гранитоиды ГФ серии характеризуются близкими особенностями химизма с наиболее кислыми гранитоидами МАГС, что,вероятно, указывает на генетическую близость пород обеих серий,

Гранитоиды ЛС являются наиболее кислыми породами региона и представлены исключительно лейкогранитами. Содержание ЗШ2 в этих породах колеблется от 73 до 76 в.%. Соласно классификации Петрографического коммитета, они являются субщелочными, однако на диаграмме А.Н.Заварицкого фигуративные точки их составов попадают в поле гранитов нормального ряда (рис.1). Всем грани-тоидам серии свойственно содержание избыточного глинозема, г.е. они являются плюмазитовыми. Гранитоидам ЛС свойственно

унаследование региональных вариаций в содержании отдельных компонентов от пород ГС, что указывает на единство пород обеих серий.

Дайки. В районе выделены догранитные, сингранитные и условно постгранитные дайковые образования. Догранитные дайки представлены породами лампрофирового ряда и по химическому составу отвечают минеттам. Для них свойственна высокая сумма щелочей, значительное преобладание К над № и близкая к единице величина М^/Са. Содержание 5Ш2 в этих породах колеблется около 56 в.%. Догранитные дайки имеют химический состав практически идентичный с гранитоидами РФ МАГС, что позволяет рассматривать их, как инициальные порции магмы гранитоидов этой серии. Сингранитные дайки по своему химическому составу подразделяются на дайки-производные МАГС,ГС и ЛС. Постгранитные дайки по своему химическому составу наиболее отвечают минеттам. В них выдерживаются особенности химизма, свойственные гранитоидам РФ МАГС и догранитным дайкам. Таким образом, в регионе проявлены два цикла базальтоидного магматизма, время проявления которых соответствовало этапам наиболее сильных тектонических перестроек.

По составу наиболее основных сингранитных даек, вулканитов и гранитоидов, автором оценен состав интрудировавшей гранито-идной магмы, который соответствовал латиту.

ГЛАВА 4. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГРАНИТОИДОВ РЕГИОНА.

3 главе рассмотрены особенности редкозлементного состава гранитоидов разных серии, даек и вулканитов, поведение редких элементов в процессе магматической дифференциации и факторы на него влияющие.

Всем магматитам Чаун-Чукотки свойственны повышенные концентрации гранитофильных элементов (табл.1), что по мнению автора указывает на региональное обогащение последними и о взаимосвязи гранитоидов трех выделенных серий.

Гранитоиды МАГС. Отличительной чертой наиболее основных гранитоидов, вулканитов и даек является их двойственная геохимическая характеристика, в которой аномально высокие концентрации гранитофильных элементов сочетаются с повышенными содер-

Ъ '

Рис.1, фрагмент диаграммы А.Н.Заварицкого для гранитоидов и даек Чаун-Чукотки (Ь'=Ь-Ьа'/1СО по Д.С.Штейнбергу). 1-поле пород нормального ряда; П-поле пород субщелочного ряда; МАГС-монцонит-адамеллит-гранитная серия; ГС-гранитная серия; ЛС-лейкогранитная серия.

жаниями Ва.Бг и ЭСЗК, что свойственно производным шошонит-лати-товых магм (Л.В.Таусон,1984). Также, как в шошонит-латитах, в гранитовдах МАГС повышены концентрации В,2г,РЗЗ, при значительном преобладании легких элементов спектра над тяжелыми (Ьа/УЬ > 30). По редкоалементной характеристике эти гранитоиды наиболее близки геохимическому типу гранитов латитового ряда (Л.В.Таусон,1977).

С ростом кремнекислотности пород содержания Ва,Зг.ЭС!К снижаются, а гранитофильных элементов возрастают. Наиболее кислые граниты ГФ серии и граниты ЗФ по редкоалементной характеристике соответствую геохимическому типу плюмаэитовых редкометалль-ных лейкогранитов (Л.В.Таусон,1977). Но в отличие от среднего по типу, они содержат больше Ва,Зг,В,2г,РЗЭ, при значительном преобладании легких лантаноидов над тяжелыми, т.е в них выдерживается геохимическая специфика свойственная более основным гранитоидам серии. Ассоциация гранитоидов двух геохимических типов в едином гомодромном эволюционном ряду свидетельствует о их приемственности и о возможности образования редкометалльных гранитоидов в результате глубокой дифференциации шошонит-лати-товых магм.

Гранитоиды ГС обладают значительно 'превышающими кларк концентрациями гранитофильных элементов. По своей редкоэлементной характеристике они наиболее соответствуют геохимическому типу редкометалльных шпомазитовых лейкогранитов, хотя относительно среднего по типу, они обогащены Зп.ЫЬ.ВДг, Ва,5г,Сг,М1, при значительном преобладании легких лантаноидов над тяжелыми, т.е в них выдерживается геохимическая специфика, свойственная гранитоидам МАГС. Для гранитов ГС характерна унасдедованность региональных вариаций содержаний Зп.МЬДг, от гранитоидов МАГС, что наряду с вышеизложенным свидетельствует о генетической близости гранитоидов обеих серий.

Гранитоиды ЛС обладают наиболее эволоционированными составами. Им свойственны аномально-высокие концентрации гранитофильных элементов при самых низких содержаниях Ва,Бг и ЗСЖ. Отличительной чертой гранитоидов этой серии являются близкие величины концентраций легких и тяжелых лантаноидов (Ьа/УЬ < 10). По своей редкоэлементной характеристике гранитоиды серии соответствуют геохимическому типу шгомазитовых редкометалльных

лейкогранитов и литий-фтористой фации этого типа, которые пространственно приурочены к апикальным частям купольных выступов. Также, как в гранитоидах ГС, в лейкогранитах ЛС выражено унаследование региональных вариаций содержаний Эп.ИЬ и 7х, что подчеркивает генетически связь гранитоидов трех выделенных серии.

Геохимическая характеристика даек во многом подобна таковой гранитоидов. В догранитных, наиболее основных сингранитных и постгранитных дайках отчетливо проявлена двойственная геохимическая характеристика свойственная гранитоидам МАГС и вулканитам, а кислые дайки обладают редкозлементной характеристикой свойственной более кислым гранитоидам.

В этой же главе рассмотрено поведение отдельных элементов в процессе магматической дифференциации и выявлен ряд факторов контролирующих их поведение. Показкано, что одним из наиболее важных факторов является щелочность гранитоидов. При высоком уровне щелочности, редкие элементы распределяются в пользу расплава, и их дальнейшая история определяется их кристаллохи-мическими свойствами.

При снижении уровня щелочности происходит перераспределение редких элементов между расплавом я флюидной фазой в пользу последней я, как следствие этого, реализуется возможность флюидного переноса редких элементов. Поведение редких элементов на этом этапе определяет их сродство с летучими.

Переход от гранитоидов с повышенным уровнем щелочности к гранитоидам способным генерировать обогащенный редкими элементами флюид, отчетливо выражен на диаграмме Н.А.Заварицкого при пересечении лини'ей эволюции составов гранитоидов границы между породами субщелочного и нормального рядов.

Автором для этой цели использован индекс А1/Ма+К+Са, который отражает соотношение между щелочностью-глиноземистостью пород.

Влияние щелочности на поведение редких элементов наиболее наглядно иллюстрируется на примере Г. При высоком уровне щелочности (индекс < 1), Я распределяется'в пользу расплава и рассеивается в решетках породообразующих минералов. При снижении щелочности (индекс»1).происходит незначительный выход Г во флюидную фазу, а редкие элементы при этом остаются практически

неподвижными. При дальнейшем снижении щелочности (индекс>1.1) происходит интенсивный выход Г во флюидную фазу и наблюдается аномальное накопление Р и фторофильных элементов в купольных выступах магматической камеры.

Помимо V, щелочность аналогичным образом влияет на поведение Nb.Zr.Sn и РЗЭ.

ГЛАВА 5. СОСТАВ СЛЮД

В главе приведены номенклатура, классификация и минальный состав слюд гранитоидов региона. Рассмотрена эволюция химизма слюд в процессе магматической дифференциации, и их редкоэле-ментный состав.

Гранитоиды, по составу слюд .особенностям их химизма, характеру изоморфных замещений отчетливо подразделяются на три группы.

Слюды гранитоидов ГФ МАГ С, вулканитов, до- и постгранитных даек относятся к малоглиноземистым разновидностям изоморфного ряда флогопит- аннит. Для этих слюд свойственно повышенное содержание и практически полное отсутствие октаэдрического А1. Наибольшее влияние на состав этих слюд оказывает изоморфизм М§--Ре.

Слюды гранитоидов ЗФ МАГС и ГФ ГС представлены железистыми аннитами и магнезиальными свдерофиллитами. В отличие от слюд гранитоидов ГФ МАГС они содержат больше октаэдрического А1,1Л и ГеЗ+. Определяющее влияние на состав слюд оказывает изоморфизм А1 и двухвалентных катионов.

Слюды гранитоидов ФДИ ГС и ЛС представлены рядом сидеро-филлит-протолитиснит. В этих слюдах, наряду с октаэдрическим алюминием, отмечается накоплдение 1_д и Г. Эволюцию составов этих слюд определяет изоморфизм-октаэдрический А.1 ,!Л,31двухва-лентные катионы, тетраэдрический алюминий.

Несмотря на отличие слюд гранитоидов трех выделенных серий, та составы значительно перекрываютя, что подчеркивает единство гранитоидов этих серий.

Основополагающее влияние на состав слюд оказывает щелочность расплава из которого они кристаллизовались. При высокой активности щелочей (А1/Ыа+К+Са < 1) формируются магнезиальные

слюды, А1 входит в тетраэдрическую позицию, а состав определяется изоморфизмом М^-Ге.

При достижении баланса между щелочами и глиноземом (А1/На+К>Са=1) начинают кристаллизоваться глиноаемисгые слюды, А1 входит в октаэдрическую позицию, а состав слюд определяется изоморфизмом октзэдрического А1 и двухвалентных катионов. Совместно с А1 начинают концентрироваться Ы и Г.

Дальнейшее снижение щелочности Ш/Ыа+К+Са > 1), приводит к интенсивному накоплению в слюдах А1,1л,Г и рудных элементов. На этом этапе кристаллизуются только глиноземистые слюды, и их состав не зависит от уровня щелочности среды.

Таким образом, по составам слюд, также, как по составам гранитоидов, наблюдается постепенное обогащение глиноземом при снижении щелочности, что указывает на магматический характер этого процесса, а эволюция составов слюд при этом-на достижение равновесия между раоплэ1вом и минералом.

Редкозлементная характеристика слюд является показателем концентраций этих элементов в расплавах (Козлов В.Д.,1985). Слюды гранитоидов, вулканитов и даек региона обогащены грани-тофильными элементами относительно средних составов биотитов различных гранитоидных формаций (В.В.Ляхович,1987). При этом слюдам гранитоидов МАГС, вулканитов, до- и постгранитных даек наряду с высокими содержаниями гранитофильных элементов свойственны повышенные концентрации Ба.Зг и ЭСЖ. Несколько повышенные относительно средних концентраций в слюдах биотитовых гранитов содержания Ва.Бг.Сг.М! свойственны также слюдам гранитоидов ГС. Слюды гранитоидов ЛС аномально обогащены щелочными элементами, Г,5п, т.е. слюдам гранитоидов региона свойс-

твенна та же самая геохкмичеасзя специфика, что и породам в целом.

Обогащенность гранитсфильными элементами слюд гранитоидов различных серий Чаун-Чукотки указывает на обогэщенностъ этими элементами расплава из которого они кристаллизовались, а двойственная геохимическая характеристика слюд и гранитоидов-о его специфичном характере и связи последних с базальтоидным магматизмом.

На распределение редких элементов в слюдах влияет ряд факторов, среди которых одним из наиболее важных является щелоч-

пасть среды. По редкозлементным составам слюд, такие как по валовым составам пород проявлен отчетливый контроль уровнем щелочности поведения Бп.МЬ, и Г, При высокой щелочности среды (А1/Ма+К+Са < 1) в слюдах отмечаются снижение концентраций МЬ и Г, что указывает на снижение содержаний этих элементов в расплаве, Бп на этом этапе дифференциаци ведет себя индефе-рентно или слабо накапливается. При снижении уровня щелочности, (А1/Ма+К+Са=1) отмечается слабое накопление в слюдах ? и рудных элементов, что свидетельствует о повышении га химических потенциалов в расплаве ввиду возможности их слабого флюидного подтока. С дальнейшим снижением щелочности среды (А1/Ыа+К+Са=1.1), происходит интенсивное накопление рудных элементов совместно с ? в слюдах. Резкое накопление этих элементов связано с интенсивным выходом Р во флюидную фазу и транспортировкой последним рудных элементов, с накоплением их в верхних уровнях магматической камеры.

ГЛАВА 6. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ГРАНИТОИДОВ РЕГИОНА.

Происхождение гранигоидов региона рассмотрено с позиций анализа их геодинамического положения, характеристики вероятного источника вещества и условий становления массивов гранитоидов трех выделенных серий.

Геодинамическая позиция. В разделе дан краткий обзор наиболее известных геодинамических классификаций гранитоидов, использующих вещественный состав последних для палеогеодинами-ческих реконструкций.

Анализ палеогеодинамического положения гранитоидов МАГС был проведен с использованием геохимических данных и на основании их тесной ассоциации с вулканитами шошонит-латитовой серии. Соласно результатам этого анализа, гранитоиды МАГС образовались в тыловой зоне активной континентальной окраины, существовавшей в позднеюрское время вдоль южной границы Чукотки (В.Е.Стриха, 1990). Геодинамическое положение гранитоидов ГС и ЛС было определено с помощью дискриминационной диаграммы Р.А.Бзтчелора (1985). Соласно своему положению на диаграмме, гранитоиды ГС являются коллизионными. Время их внедрения хорошо - согласуется со временем коллизии (алт) Сибирского и Аркти-

ческого литосферных блоков (Зоненшаин Л.П.,1990). Гранитоиды ЛС попадаот в поле анорогенных гранитоидов и их формирование вероятно связано с активизацией складчатой области во время становления ОЧВП.

Источники вещества. В разделе, на основании геохимических, геологических и геофизических данных.оценена возможность участия в формировании гранитоидного комплекса различных источников вещества. На основании этого анализа сделано предположение о том, что инициальными расплавами гранитоидного комплекса являлись первичные магмы состава латита, контаминированные коровьи веществом.

О первичном характере инициальной магмы свидетельствует аномальная геохимическая характеристика ее производных, выраженная в одновременном концентрировании гранитофильных элементов, Ва,5г,эсж,геэ, что является характерной чертой шошо-нит-латитов, мантийная природа которых не вызывает сомнений у большинства исследователей. О контаминации родоначалыюй магмы свидетельствует высокое Sr87/5r86 отношение в наиболее основных гранитоидах (0.711) и относительно пониженное в наиболее кислых (0.708). Предполагается, что снижение величины первичного отношения свидетельствует о различном уровне контаминации гранитоидов фронтальной части магматического очага (МАГС) и его внутренних зон, производными которого являются более кислые гранитоиды (ГС).

Условия становления гранитоидов. Для характеристики условий становления гранитоидов были расчитзнн оценки Т.Р, фуги-тивности кислорода (lgf02), воды (ГН20), Фтора (IffHF), аодо-рояа (lfjfl!2) и активность глинозема в расплаве (a_al). В основу расчета физико-химических параметров был положен анализ равновесия между составами сосуществующих минералов зкраллен-ников гранитоидов. Для расчета равновесий использовались составы биотитов, амФиболсв, гранатсв, железо-титановых окислов, плагиоклаза и щелочного полевого шпата. Точность Метода по температуре составляет 12 градусов, по давлению 0.2 килобара.

В результате анализа полученных дачных была, оценена вероятная глубина формирования гранитоидов трех выделенных серий серий. Наименее глубинными являются гранитоиды МАГС, гранитоиды ГС занимают промежуточное положение, а гранитоиды ЛС явля-

ются наиболее глубинными. Эти данные хорошо согласуются с предположением о присутствии в пределах Чаун-Чукотки крупного магматического тела (ВЧБ), фронтальная часть которого сложена монцонитоидами, а ядро квазиэвтектическими гранитами.

Для подтверждения выводов о важной роли щелочности среды на поведение редких элементов, сделанных на основании анализа их распределения в породах и минералах, была расчитана оценка ■активности глинозема в расплаве по методике Д. Вуда (1981). Уровень активности глинозема в расплаве связан линейной обратной зависимостью с активностью щелочей и, следовательно, может быть использован как показатель последней.

При высокой активности щелочей в расплаве, величина 1®£НР, характеризующая парциальное давление НР в равновесном флюиде, имеет невысокое значение и остается постоянной. При снижении активности щелочей до определенного значения (Де а_а1=-2.5) происходит незначительное обогащение флюидной фазы фтором, а при дальнейшем снижении начинается резкий рост значения НГ, свидетельствующий об увеличении парциального давления этого компонента в флюидной фазе. Таким образом, полученные данные практически совпадают с результатами, полученными иными методами и подтверждает достоверность сделанных выше выводов.

В этом же разделе рассмотрены особенности становления отдельных массивов разных гранитоидных серий и сделан вывод о важном значении процессов эманационной дифференциации з аетро-генезисе и рудогенезе гранитоидов МАГС и ЛС.

ГЛАВА 7. РУДОНОСНОСТЬ ГРАНИТОИДОВ ЧАУН-ЧУКОТКЙ.

В главе приведен анализ потенциальной рудоносности и рудной продуктивности гранитоидов трех серий на основании геолого-геохимических данных с использованием оригинальной методики (В.Д.Козлов,1985).

Соласно результатам этого анализа, наиболее перспективными относительно редкометалльного оруденения являются лейкограниты ЛС, максимально обогащенные редкими элементами. При этом, объем промышленного оруденения, приуроченного к массивам этой серии имеет прямую корреляционную зависимость с содержанием Р в последних. Граштоиды ГС остаются практически безрудными, а

гранитоиды МАГ С могут сопровождаться промышленным оруденением, если их становление сопровождается интенсивным флюидоотделени-ем, при условии обогащения флюидной фазы рудными элементами.

В качестве дополнительного критерия >1 геолого-геохимическим методикам определения потенциальной рудоносности гранито-идных интрузий, автором предложен коэффициент А1/На+К+Са, отражающий уровень щелочности-глиноземистости гранитоидов. При значении этого коэффициента менее 1.1, рудные элементы удерживаются в расплаве, а при большем значении переходят в флюидную фазу, что при прочих благоприятных условиях,приводит к реализации рудного потенциала интрузии.

В этой же главе проиллюстрировано применение этого критерия к гранитоидам разных серий и указано, что э большинстве массивов МАГС и всех массивах ГС невозможен переход редких элементов во флюидную фазу, несмотря на интенсивную дегазацию массивов и аномадьно-высокие соджержания рудных элементов в гранитоидах, и как следствие этого, отсутствие промышленного оловянного оруденения всвязи с этими объекташ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главные результаты геолога-геохимического изучения гранитоидов Чаун-Чукотки приведены а следующих защищаемых положениях:

1. По геологическим я вещественным признакам все мезозойские гранитоиды района исследований отчетливо подразделяются на три самостоятельных группы-интрузивные серии, характеризующиеся различной степенью рудоносности. Гранитоидам выделенных серий свойственен ряд общих черт, позволяющих рассматривать их, как дискретные производные единого эволюционного магматического процесса.

2. Всем гранитоидам региона свойственны повышенные концентрации граиитсфнльннх элементов. По своей геохимической характеристике гранитоиды монцонит-адамелдит-гранитной серии в основном соответствуют геохимическому типу гранитов латитового ряда, гранитоиды гранитной серии-типу плюмазитовнх редкоме-талльных лейкогранитов, а гранитоиды лейкогранитной серии-плю-мазитовым редкометалльным дейкогранитам и литий-фтористой фа-

ции этого типа.

3. Высокие концентрации редких элементов в гранитоидач имеют первичную природу и связаны с геохимической спецификой инициальной латитовой магмы. Основополагающее значение на поведение редких элементов оказывают химизм расплава, концентрации и характер летучих элементов.

4. Наиболее перспективными относительно редкометалльного оруденения являются гранитоиды лейкогранитной серии. Промышленное редкометалльное оруденение также может быть связано с гранитами заключительной фазы монцонит-адамеллит-гранитной серии, а гранитоиды гранитной серии остаются практически безрудными. .

5. Появление промышленных месторождений с редкометалльной спецификой возможна только с массивами гранитоидов, становление которых сопровождается интенсивной генерацией обогащенной редкими элементами флюидной фазы. Переход редких элементов в флюидную фазу контролируется уровнем щелочности-глиноземистос-ти расплава и возможен только в пересыщенных глиноземом составах.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1.Интерпретация геодинамического режима формирования тошо-нит-латитовой серии тыловой зоны Охотско-Чукотского вулканогенного пояса.//Геология океанов и морей-Дез. докл. 9 Всесоюзной школы морской геологии,-Геленджик:1990.-с.117-119. В соавторстве с Д.В.Дудкинским.

2.Геохимические особенности и результаты Яэ-Бг-датирования редкометалльных гранитоидов восточного побережья Чаунекой губы (Чукотка)//Докл.АН СССР.-1992.-т.325.N 4.-с.1039-1044. В соавторстве с Д.В.Дудкинским, В.Д.Козловым.

3.Распределение редкоземельных элементов в оловоносных гранитоидах Центральной Чукотки.//Докл. АН СССР.-1992. -т.327. N 1.-е.135-140. Совместно с Д.В.Дудкинским, В.Д.Козловым.

4.Геохимические черты мезозойских гранитоидов повышенной основности восточного побережья Чаунской губы (Чукотка).// Тихоокеанская геология. -1993.-И. 6.-с.74-84. Совместно с Д.В.Дудкинским, В.Д.Козловым.