Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Петрология и рудоносность щелочных гранитов Казахстана

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Петрология и рудоносность щелочных гранитов Казахстана"

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ - АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ НАУК им. К.И.САТПАЕВА

01\

• '"' На правах рукописи Экз.

УДК 550.85:553.521 (574)

ЕЕКЖАНОВ МУРАТ ГИНАЯТОВИЧ

ПЕТРОЛОГИЯ И РУДОНОСНОСТЬ ЩЕЛОЧНЫХ ГРАНИТОВ КАЗАХСТАНА

Специальность 04.00.08 "Петрография, литология"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

г. Алматы, 1996 г.

Работа выполнена в Институте геологических наук имени К.И.Сатпаев

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

член-корреспондент АН РК, доктор геоло го-минералогических наук, профессор К.А.Абдрахманов

доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник ИГН МН-АН РК Г.Ф.Ляпичев

доктор геолого-минералогических наук (кафедра петрографии и минералогии КаэНТУ) Б.И.Русанов

Ведущая организация: Окно-Казахстанское территориальное

управление по охране и использованию недр

Зашита состоится 28 июня 1996г. в 14 часов на заседании специализированного совета К.53.11.02 при Институте геологических наук им. К.И.Сатпаева Министерства науки - Академии наук Республики Казахстан (ИГН МН-АН РК) по адресу: 480100, Алкаты, ул.Кабанбай батыра, 69а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института.

Отзывы в 2-х экземплярах, заверенные печатью учреждения просим направлять ученому секретарю специализированного совета по указанному адресу или по факсу (327-2) 61-53-14.

Автореферат разослан 20 мая 1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат геолого-минералогических —

наук Ы.Ш.Омирсериков

ВВЕДЕНИЕ

В Казахстане щелочные граниты проявлены широко на поздне-ка-ледонском и позднегерцинском этапах формирования земной коры. Уникальность их в геодинамическом, петрологическом и минералогическом плане предопределила необходимость проведенных исследований. Щелочные граниты в пространстве и во времени ассоциируют, с одной стороны, с ультращелочными ультраосновными и основными формациями калиевого и натриевого типа, с другой, с гранитными породами (калиевыми гранитами), с третьей, с щелочно-салическими комплексами (щелочными и нефелиновыми сиенитами). Поэтому, вопросы происхождения магматических пород и эволюции магматизма в истории Формирования земной коры континентального и океанического типов могут быть поняты при детальном изучении щелочных гранитов. Щэлочные граниты, встречающиеся относительно щелочно-салических и гранитовых пород весьма редко, но характеризующиеся ультращелочностью, высокой калиевой и натриевой щелочностью, повышенной кремнекислотностыо на фоне мела-нократовости в сравнении с лейкогранитами, присутствием щелочных амФиболов и пироксенов, своеобразного комплекса акцессориев. Все это привлекает внимание многих исследователей к щелочногранитным формациям. Щелочные граниты близки к некоторым редкометальным ме-тасоматитам, интерпретируются как апогранитные образования. Наконец, с щелочными гранитами генетически связаны промышленные типы цирконий-ниобий-олово-редкоземельной минерализации.

Актуальность диссертации. Несмотря на широкое развитие в Казахстане щелочных гранитов, последние недостаточно исследованы в минералого-петрографическом и металлогеническом отношении. Проблемы петрогенезиса и рудоносности щелочных гранитов являются исключительно актуальными. Вопросы происхождения ультращелочных пород резкой основности и кремнекислотности приобрели большой интерес в связи с уникальностью в петрологическом и металлогеническом аспектах.

Дель исследований. Выявить геологические, минералого-петрог-рафические, изотопно-геохимические и металлогенические особенности щелочных гранитов, уяснить пространственно-временную взаимосвязь шелочногранитного и гранитного магматизма, разработать петрологическую модель образования щелочных гранитов и комплексных критериев оценки их рудоносности, выделить Формационные и фациаль-ные типы.

2.

Зздачи__исследований. Детально изучить вещественный состав пород, особенно наиболее индикаторные фемические минералы с использованием микрозонда, обосновать возраст щелочных гранитов стронциево: изотопией, выявить редкоземельный состав щелочных гранитов казахстанских провинций в сравнении с другими регионами; выделить петрО' химические типы и обосновать эволюционные тренды щелочногранитного магматизма; наметить фации глубинности щелочных гранитов, создать прогнозно-поисковые критерии поисков промышленных типов полезных ископаемых.

Фактический мате^ишк Б основу диссертационной работы положены материалы исследований, проЕеденных автором с 1980 по 1994 г.г. в Институте геологических наук им. К.И.Сатпаева. Автором изучены массивы щелочных гранитов Северного Тянь-Шаня, Северо-Восточного Прибалхашья, Северо-Западного Прибалхашья, Жарминской зоны, обобщены все материалы по петрографии, петрохимии, геохимии, минералогии, дополненные оригинальными исследованиями химизма пород и Физических минералов, редкоземельного и редкозлементного состава, изотс пии и составлением геолого-петрограФических карт типовых объектов.

Для уточнения вещественного состава пород описаны 1500 прозра* ных шлифов, определены микрозондом фемические минералы в 80 аншли-фах, выявлены редкоземельный состав в 70 пробах, проанализированы 2000 проб спектральным методом. Аналитические работы выполнялись в лабораториях ГИН АН РК, ШГРЭ, КазИМСе, МГиОН РК.

Научная новизна.

1. Впервые выделены фации глубинности щелочных гранитов и предложены минералого-геохимические и петрохимические критерии Фациального расчленения.

2. Изучен редкоземельный состав разных типов щелочных гранитоЕ и уяснена природа европиевого минимума в них.

3. Выделены петрохимические типы и эволюционные тренды щелочных гранитов, показана специфика рудогенерирующих типов.

4. Обоснован возраст щелочных гранитов разных провинций Казахстана рубидий-стронциевым методом и показана их возрастная сопряжен ность с редкометаллоносными калиево-гоиомазитовыми лейкогранитами.

5. Подтверждена магматическая природа щелочных гранитов разных Фаций глубинности.

6. Разработаны комплексные минералого-геохимические и петрогра фические критерии оценки рудоносности щелочных гранитов.

7. Обоснована коровая природа щелочных гранитов, формирующихся в земной коре в результате привноса интрателлурических высокощелочных флюидов.

Практическая денност^.^аботы.

1. Обоснование возраста и геологической позиции щелочных гранитов позволяет проводить по-новому их корреляцию с калиевыми гранитами и определить место и время щелочногранитного магматизма в магматической истории палеозоид Казахстана.

2. Разработанные комплексные минералого-петрограФические и геохимические критерии оценки рудоносности щелочных гранитов позволяют определить прогнозные площади и участки на промышленные типы оруде-нения и вести научно-обоснованные поисковые работы.

3. Выявленные геолого-петрографические, и минералого-геохими-ческие и геохимические особенности щелочных гранитов дают возможность выявить уровни эрозионности щелочногранитовых объектов, масштабы автометасоматического преобразования и руцообразования.

Апробация работък Материалы работы опубликованы в 7 научных статьях и тезисах. Основные положения наши отражение в разработан* ной теме № 14 "Эволюция магматизма складчатых структур Казахстана", раздел: "Петрология и р.удоносность щелочногранитных, гранитоидных и офиолитовых формаций" 1990г. и докладывались в лаборатории Мета-соматических Формаций и гранитообразования, на Ученом СоЕете КГН АН КазССР, а также на конференциях молодых ученых в Караганде и Душамбе.

Основные^завещаемые положения.

1. В Казахстане выделены по комплексным геолого-петрографическим и минералого-геохимическим параметрам щелочные граниты трех Фаций глубинности; субвулканическая (приповерхностная), выявленные

в Предченгизско-Аягузском поясе; гипабиссальная (малоглубинная), Фиксируемая в Тлеубет-Жарма-Саурском поясе; мезоабисоальная, изученная на примере Северного Тянь-Шаня (Заилийский пояс); выделенные фации глубинности щелочных гранитов проявлены во всех известных провинциях щелочных гранитов.

2. Показано, что щелочные граниты Казахстана синхронна по возрасту с редкометаллоносннми калиевыми гранитами и генетически связаны с калиевой серией гранитов.

3. Выявлено, что щелочные граниты складчатых поясов проявляют наибольшее петрохимическое разнообразие и сложные политрендовые типы эволюции.

4. Установлено, что наиболее перспективными на промышленные концентрации цирконий-ниобий-редкоземельного оруденения являются щелочные граниты гипабиссальной Фации, а среди последних слабо эродированные купола и штоки с апогранитными трендом эволюции и

зональным распределением легких и тяжелых лантоноидов.

Объем ^аботьк Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав и заключения общим объемом 159 страниц машинописного текста, содержит 15 таблиц и 70 рисунков, список литературы из 70 наименоЕ ний.

Работа выполнена в лаборатории метасоматических Формаций и гранитообраэования Института геологических наук им. К.И.Сатпаева АН РК под руководством член-корреспондента АН РК К.А.Абдрахманова.

Автор благодарен своему научному руководителю за ценные советы, помощь на всех этапах работы над диссертацией и своему стнов-лению как специалиста.

Работа выполнена под научным руководством чл.-корр. АН РК Абдрахманова К.А. В процессе работы автор пользовался консультация ми и советами академиков АН А.А.Маракушева, Ф.А.Летникова, чл.-кор АН РК Нурлыбаева А.Н., докторов геолого-минералогических наук А.Н.Бугайца, В.Ы.Коваленко, кандидатов геолого-минералогических наук Т.И.Чолканкулова, Д.Б.Бекмагамбетова, Р.В.Путаловой, А.Г.Бур-дынюк, Н.В.Владыкина, А.В.Горогляда, В.И.Старова. Аналитические ра боты были выполнены М.И.Мадиным, Э.Э.Файн, В.А.Ильиным и др. Большую помощь в оформлении оказали сотрудники лабораторий А.Ю.Марюхи-на, К.И.Маденов. Всем названным лицам аЕтор выражает свою признательность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Геолого-структурные положения провинций щелочных гранитов Казахстана.

В Казахстане щелочногранитный магматизм проявлен довольно широко. Казахстанские провинции являются составными частями трех гло бальных поясов: Восточно-Уральско-Мугоджаро-Туркестано-Алайского, Чингиз-Баянауд-Западно-Прибалхашско-Заилийского и Предчингизско-Жарма-Тарбагатай-Юкно-Монгсшьского.

Первый пояс щелочно-сиалических пород прослеживается на неско. ко тысяч километров, имеет дугообразную субиеридионально-северо-за-падно-субширотную ориентировку и сложен преимущественно щелочными 1 нефелиновыми сиенитами с резко подчиненными щелочными гранитами,калиевыми лейкогранитами и аляскитами. Мугоджарская провинция (К.А. Абдрахманов, А.Т.Бекботаев, 1966) представлена нефелиновыми (Бор-сукский) и щелочными (Карасыр, Копысай, Уймола, Карабутак) сиенита-

ад и лейкогранитами (Акбулакский). Основная часть щелочных гранитов i аляскитов развита в Туркестано-Алайском сегменте пояса.

Позднедевонские щелочные граниты образуют концентрически дуго->бразный Чингиз-Баянаул-Западно-Прибалхашско-Заилийский пояс в пре-\еяах. внутренней зоны девонского вулканического пояса. Он обрамляет Дчсунгаро-Балхашскую герцинскую складчатую систему.

В Западно-Прибалхашском вулканогенном брахиаинклинории доминируют лейкократовые разности щелочных гранитов, где они формируют «алоглубинные плутоны центрального типа (Шунак, Таятхан, Кызьштас).

Наиболее крупная Заилийская провинция представлена поэднеде-вонскими щелочными гранитами, характеризующимися линейно-поясовым типом размещения, образуя два субпараллельных интрузивных пояса-Зеверо- и Южно-Заилийский, соответственно вдоль северо-западного и юго-западного обрамления Заилийского линейного горст-антиклинория.

Позднепермские щелочные граниты сконцентрированы в зонах глубинных разломов на сопряжении Чингиз-Тарбагатайской каледонской складчатой системы со смежными Дкунгаро-Балхашской и Зайсанской герцинскими складчатыми областями е виде двух субпараллельных линейных поясов северо-западной ориентировки - Тлеумбет-Жарма-Саурс-кого (ТЖС) и Предчингизско-Аягузского (ПА). Эти пояса сочленяются в северо-западном и юго-восточном окончаниях Чингиз-Тарбагатайско-го мегантиклинория, Формируя единую линейно-овальную провинцию щелочных гранитов - Предчингизско-Жарма-Тарбагатайскую (ПЖТ).

I.I. Заилийская провинция

Заилийская провинция структурно размещена в Заилийском горст-антиклинории, являющимся ветвью единого дугообразного Ерементау-Заилийского каледонского пояса. В Казахстанской части Северного Тянь-Шаня выделяются четыре структурно-Формационные зоны: Кенцык-тас-Кастекская, Заилийская, Кунгей-Торайгырская и Баянкольская. Последние три зоны имеют субпараллельное кулисообразное размещение и субширотную (с.в. 70-80°) ориентировку, а Кендыктас-Кастакс-кая вытянута в северо-западном направлении, согласно со структурами Чу-Ияийского региона.

Основная часть массивов щелочных гранитов расположена в Заи-лийской зоне в осевой и наиболее высокогорной части одноименного хребта. Заилийская зона- это линейный горст-антиклинорий восток-северо-восточной ориентировки, тянущейся на 250 километров от верховьев рек Каракастек и Чемолган на западе до гор Ассы и Согаты

6.

на востоке. На северо-западе, севере, северо-востоке зона перекрывается герцинскими структурами южного борта Илийского мегасинклино рия, а ее юго-восточнпй границей с Кунгай-Торайгырской структурой является Чклик-Вортогайский разлом северо-восточного направления, фиксируемый гранитоидными поясами и цепочкой раннекаменноугольных наложенных мульд.

Ядро Заилийской зоны сложено комплексом метаморфитов типа вт-тит-амфиболовых гнейсов, хлорит-серицитовых и кварц-полевошпатовых сланцев, плагиоклазовых амфиболитов и редко мраморов. Основные кри> таллические сланцы найдены в высокогорной части Заилийского Алатау в виде линейного тектоноблока протяженностью 120-150 километров пр) ширине 8-12 км. Можно полагать, что в ранне-среднекембрийский, отчасти позднекембрийский период Заилийская структура развивалась как слабо дифференцированная геосинклинальная область с мощной тер-ригенно-карбонатно-алевролитовой Формацией, осложненной продуктами подводного спилит-диабазового вулканизма. Позднекембрийская склад-частость сопровождается дифференциацией Заилийской геосинклинали и возникновением в ее осевой зоне внутригеосинклинального поднятия, развивающегося в дальнейшем как область замедленного погружения. Б раннем-среднем ордовике формировалась терригенно-алевролито-песча-никовая Формация с локальными андезито-базальтовыми вулканитами в рамках позднегеосинклинальных прогибов, обрамляющих осевую геоантиклиналь. Позднеордовикская складчатость привела к общей инверсии Заилийской зош и преобразованию кк в каделонский ороген в ходе плутонометаморфизма и гранитизации геосинклинальных Формаций и последующего проникновения огромных гранитоидных масс. При этом пограничные области между внутригеосинклинальным поднятием и смежными позднегеосинклинальными прогибами как наиболее благоприятные зоны разрыва и возникновения глубинных разломов были магмопроницаемыми и в итоге оказались залеченными полихронными гранитоидными поясами отчетливой северо-восточной ориентировки. Герцинский структурный этаж Заилийской зоны несогласно наложен на каледонский гранитизиро-ванный Фундамент и выступает в виде слабо дислоцированного покрова в Чемолганской, Алматинской и Тургень-Ассинской мульдах, представляющих собой вулканические структуры южного бортов Илийского мега-синклинория и выполненных преимущественно раннекаменноугольными кон тинентальными вулканитами.

1.2. Геология Предчингизско-Аягузской и Тлеумбет-Жарма-Саурской провинций.

Главную роль в строении района играют региональные глубинные разломы допалеозойского и раннепадеоэойского заложения. Многие из них в последующие эпохи складкообразования неоднократно подновлялись Пограничные глубинные разломы на стыке Чингиз-Тарбагатайской каледонской складчатой системы с Зайсанской и Джунгаро-Балхашской гер-цинскими складчатыми системами оказалась магмоконтролирующими для щелочногранитного магматизма. Выделяются два пояса щелочных гранитов: северо-восточный Тлеумбет-Жарма-Саурский и юго-западный Пред-чингизско-Аягузский. Чингиз-Тарбагатайский антиклинорий является естественной границей между двумя этими поясами, в пределах самого антиклинория массива щелочных гранитов отсутствуют, но известны штоки щелочных сиенитов.

В обоих массивах щелочных гранитов занимают сходное структур-, ное положение. Они приурочены к зонам сочленения внутренних зон герцинид Северо-Валхашской и Жарминской зон с каледонидами Чингиз-Тарбагатайекого мегантиклинория.

Глава 2. ПОРОДООБРАЗУЮЩИЕ МИНЕРАЛЫ И МИНЕРАЛЬНЫЕ ПАРАГЕНЕЗИСЫ ЩЕЛОЧНЫХ ГРАНИТОВ.

Главные породообразующие минералы: калишпат, кварц, амфибол, пироксен.

КПШ- основной породообразующий щелочных гранитов. Для щелочных гранитов мезоабиссальной Фации Заилийской провинции характерен низкотемпературный микроклин-пертит решетчатого строения с альбитовыми вростками волокнисто-струйчатой Форш. Последние в среднем составляют около 50% основной массы. Между зернами КПШ всегда присутствуют "шнурочки" из мелких сдойникованных пластинок альбита. Все это затрудняет точное определение угла 2V. Значение 2Удля КПШ колеблется от - 72 до -88° с двумя пиками -80° и -88°.

Щелочные граниты Тлеумбет-Жарма-Саурской зоны характеризуются наличием среднетемпературного КПШ (ортоклаз-пертита и микроклин-пер-тита с преобладанием последнего). Угол 2¥ колеблется в довольно широких пределах: от -50° до -88°.

В субвулканических щелочных гранитах Предчингизско-Аягузской зоны преобладает гомогенный анортоклаз и реже ортоклаз-пертит, в последнем иногда наблюдаются санидиновые ядра.

Во всех щелочных гранитах встречается в небольших количествах

альбит. Развит он в основном вдоль узких промежутков между зернами КПШ, срастаясь с альбитом пертиговых вростков. Наиболее обогащены альбитом породы гипабиссальной фации, где наиболее интенсивно про-явленф постмагматические процессы.

Кварц.По Форме и размерам в среднеглубинных щелочных гранитах выделяются две разновидности. Наиболее ранние выделения кварца достигают до 0,8 мм, имеют округлую, реже ограненную Форму и встречаются в виде включений в КПШ и большей частью по краям их зерен. Еторая разновидность представлена зернами от 1,5 мм и более, с присущими ей угловатыми очертаниями.

В породах субвулканической гипабиссальной Фации кварц обычно представлен ксеноморФными волнисто-угасающими зернами, часто интенсивно трещиноватыми, первой генерации. Размеры кристаллов 0,5-1 мы, Характерны микропегматитовые сростки с КПШ. Наблюдаются также более мелкие, размером до 0,1 мм зерна кварца второй генерации. Они обычно жильного облика и не имеют волнистого угасания.

Амфибол. Щелочные граниты Казахстана разных Фаций глубинности различаются по темноцветным минералам. Для пород Предчингизско-Ая-гузскоГо пояса (ПАП) ведущую роль играет щелочной пироксен-эгирин (эгирик-авгит) с подчиненной ролью рибекита и арФвендсонита. В вул канических комагматах щелочных гранитов щелочные амфиболы практически отсутствуют. Для них характерны эгирин, эгирин-авгит и магнезиальный биотит. Дяя пород Тлеумбет-Еарма-Саурского пояса (ТЖСП) характерным мафическим минералом становится рибекит. Встречаются эгирин и эгирин-авгит, иногда биотит и астрофиллит. Количество эгирина возрастает в породах Верхне-Эспинских штоков и массива Ийсор, где интенсивно развиты автометасоматические процессы.

Для щелочных гранитов Заилийского Алатау (ЗА) типичными мафическими минералами становятся катоФорит (Са-катофорит) и гастингс-тит (Ре-гастингстит), реже Са-рибекит, Иногда с самых поздних диФ Ференциатах встречается эгирин (эгирин-авгит).

Вулканические щелочные граниты характеризуются парагенезисом высокотемпературного микроклин-пертита, ортоклаза с санидиновыми ядрами, кварца и эгирина. Этот основной парагенезис типичен для щелочных гранитов Предчингизско-Аягузского пояса и может усложняться появлением рибекита, арфведсонита, магнезиального биотита в подчиненном количестве. На ранней стадии кристаллизации Фиксируется парагенезис кислого плагиоклаза (альбит-олигоклаза), эгирин-авгита, включения альбит-олигоклаза и эгирин-аЕгита наблюдаются в минералах основного парагенезиса. Эгириновые пантеллериты типич-

ны для Восточно-Африканского рифта, где они слагают покровы на значительной площади.ЭгириноЕые щелочные граниты с вулканическими ко-магматами известны в Восточной Монголии.

Щелочные граниты гипабиссальной фации (глубина Формирования 2,5-4,5 км) характеризуется парагенезисом среднетемпературного кали-шпата (ортоклаз-пертита и микроклин-пертита в равных соотношениях), кварца и рибекита при резкоподчиненой роли эгирина. Это отражает условия высокого при умеренном литостатическом давлении и относительно пониженного окислительного потенциала, что реализуется в гипабиссальном режиме. Типовым примером являются рибекитовые граниты Жармирской зоны, слагающие ппутоны центрального типа, изомет-ричные и дайковые тела, не имеющие вулканических аналогов. В этом же режиме формировались щелочные граниты Горного Алтая, Восточной Тувы, Мугоджар, Туркестано-Алтая и др. В щелочных гранитах гипабиссальной фации отсутствует реликтовый кислый плагиоклаз (альбит-оли-гоклаз 10-15) и пироксен, тогда как для гранитов субвулканической Фации основному парагенезису высокотемпературный калишпат-^эгирин предшествует развитие кислого плагиоклаза' (альбит-олигоклаз),в микроклиновом обрамлении и эгирин-авгит в эгириновой оболочке. Особенно этот ранний парагенезис альбит-олигонлаз-нкалишпат+эгирин-авгит (аЕгит) шире проявлен в субвулканических комендитах. Это отражает возможность более раннего связывания окислов кальция, натрия и алюминия в вулканической фации. В гипабиссалькых щелочных гранитах реальна возможность присутствия магматического альбита в парагенезисе с микроклин-пертитом и рибекитом, однако, он трудно различим от метасоматического альбита апогранитной стадии в парагенезисе с метасоматическими эгирином поздней генерации.

Щелочные граниты средних глубин (мезоабиссальная фация) характеризуются парагенезисом низкотемпературного микроклин-пертита с ортоклазовыми реликтовыми ядрами и умереннощелочного кальций-содер-жащего амфибола гастигстит-катафоритового ряда. Именно этот минеральный парагенезис наиболее типичен для среднеглубинных щелочных гранитов Заилийской провинции. В условиях средних глубин возможно развитие магматического альбита совместно с микроклин-пертитов. В результате этого на ранней стадии кристаллизации происходит связывание окиси натрия в полевошпатовой составляющеГз и последующее образование низко- и умереннощелочного кальций-содернсащего амфибола.

Таким образом, при однотипной последовательности кристаллизации породообразующих минералов в щелочных гранитах различной фации глубинности различие между ними происходит при формировании феми-

ю.

ческой составляющей, а именно, в щелочных гранитах средних глубин кальций входит в амфибол совместно с натрием, а в гипабиссальных и субвулканических фациях амфибол и пироксен безкальциевые. Эти различия в составе темноцветных минералов щелочных гранитов разных глубин находят отражение в различном парагенезисе акцессорных минералов и характеризуют разный физико-химический режим кристаллизацш обусловленный прежде Есего разной глубинностью формирования.

Глава 3. ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ ТИПЫ И ЭВ0ЛЩИ0ННЫЕ ТРЕНДЫ ПРОЧНЫХ ГРАНИТОВ.

Щелочные граниты Казахстана характеризуются повышенной крем-некислотностью. Содержания 51изменяется в интервале 72,5-76,5$.

Характерной чертой щелочных гранитов является их пониженная глиноземность. Содержание А^Од колеблется от 10 до 13%.

Содержания ЫазО и К^О в щелочных гранитах разных фаций глубинности практически одинаковое и составляет в сумме 8,5-9,5$, достигая в отдельных случаях до 11,5$. Такое соотношение щелочей и глинозема определяет агпаитовый характер щелочных гранитов Казахстана. Коэффициент агпаитности изменяется от 0,&5 до 1,2. Основная часть исследуемых пород попадает в интервал 0,95-1.1.

Ляя пород субвулканической (приповерхностной) фации (ПАП) характерны повышенные содержания Т'1и МпО по сравнению с породами гипабиссальной (ТЗЕСП) и мезоабиссальной (ЗП) фаций.

Щелочные граниты меэоабиссальной Фации (ЗП) располагают как ниже среднемирового гранита по Р.Дели, так и выше него. Намечается тренд от пород типа нордмаркита, через типовой щелочной гранит до комендита. Причем нордмаркита, пуласкиты развиты в западной части пояса б Каскеленском массиве, затем по мере продвижения на восток они сменяются щелочными и субщелочными гранитами (район р.В.Алма-тинки) и наконец в Талгарском массиве при доминирующей роли щелочных гранитов, встречаются породы типа пезанитоь и комендитов. Эти породы взаимосвязаны по химизму, фиксируя эволюционный трецд е направлении роста кремнекислотности и щелочности, за счет составляете} в темноцветной части и некоторого снижения железистости.

В целом, для щелочных гранитов ЗП характерны щелочногранино-комецдитовый тренд эволюции при полном отсутствии пород пантеллери1] грорудитовой серии. Они более соответствуют меланократовым Фациям щелочных гранитов, имеют положительное значение параметра "С", слабую перенасыщенность щелочами, что согласуется с пониженной щелочностью темноцветных минералов, представленных Феррогастигстиг-

катафоритовнм парагенезисом.

Гипабиссальные щелочные граниты (ТЕСП) по еравнении с мезоабис-сальными более лейкократовые. Начальные точки векторов пород группируются выше среднемирового типа по Р.Дели.

Так в слабо эродированном массиве Болектас щелочные лейкогра-нитн не проявляют петрохимической дифференциации, хотя эволюционный тренд в направлении снижения щелочности при постоянстве алюмо-силикатной составляющей Фиксируется.

В дайкообразном массиве Керегетас эволюционные тренды проявлены несколько резче в двух направлениях. Первый тренц болектасского характера Фиксирует возрастание щелочности и кремнекислотности при постоянстве полевошпатовой извести, второй комендитовый тренд отражает рост щелочности, за счет щелочей темноцветной части при постоянстве кальциеЕо-магние-вого отношения. Керегетасские граниты отвечают типовым комендитам, тогда как болектасские не проявляют пересыщения щелочами. В Керегетаском массиве отчетливо проявлен третий апогранитный тренд дифференциации, выраженный в синхронном росте кремнекислотности и щелочности в полевошпатовой и.темноцветной частях. В целом керегетасские щелочные граниты характеризуются повышенной кремнекислотностью, полевошпатовой и темноцветной щелочностью, отрицательным параметром "С", перенасыщенностью щелочами. В них Фиксируется политрендовый тип эволюции.

В верхнеэспинских рудоносных штоках щелочные граниты проявляют одновременно комендитовый и апогранитный тренды дифференциации. Здесь Фиксируется эволюция щелочных гранитов в направлении щелочных лейкогранитов с несколько увеличенной против нормы полевошпатовой известью. Отчетливо выражены апогранитные Фации щелочных гранитов, отсутствующие в массиве Болектас и слабо проявленные в Керегетасе. Для Верхнеэспинских штоков характерен сложный политрендовый тип эволюции, обусловленный автометасоматозом (альбитизация, эгириниэация, окварцевание).

Щелочные граниты субвулканической Фации, как и щелочные граниты гипабиссальной, более лейкократовые, чем среднеглубинные щелочные граниты, хотя в Восточно-Кызылтасском массиве встречаются разновидности пород, близкие по своему химическому составу к среднемировым щелочным гранитам. Но эти мезократовые разновидности щелочных гранитов, в отличие от заилийских и среднемировых типов пересыщены щелочами. Варьируя от мезократовых разностей до лейко-кратовых субвулканические щелочные граниты имеют ярко.выраженный комендитовый тренд эволюции. Характерной чертой для пород этой

фации является более контрастная пересыщенность щелочами, особенш в темноцветной части, щелочно-алюминиевая раселоенность. Параметр "С" б них достигает 4 единиц, тогда как в мезо- и гипабиссальных щелочных гранитах не превышает 2. Щелочные граниты субвулканичесю фации менее железистые и более магнезиальные по сравнению с мало-и средне-глубинными, кроме того в их составе практически отсутств; полевошпатовая известь.

Если сравнивать щелочные граниты Казахстана с другими провин циями щелочногранитного магматизма, то видно, что в щелочных гран тоидах Кольского полуострова и Шной Гренландии проявлен эволюцио ный тренд, аналогичный щелочным гранитоидам Заилийского пояса.

Щелочные граниты Западного Забайкалья выделяются очень высок общей и полевошпатовой щелочностью, кремнекислотностью. Болышшст начальных точек векторов локализованы б правой половине диаграммк значительно правее среднемирового щелочного гранита. В них ярко г ражены комендитовый и особенно резко апогранитовый тренд дийЕфереь циации.

Щелочные граниты Монголии характеризуются резко повышенной п лочностью в темноцветной части, чем отличаются от западнозабайка; ких. В монгольских щелочных гранитах ярко проявлен пантеллеритов* тренд эволюции, отсутствующий в щелочных гранитах Казахстана. Щелочные граниты Монголии проявляют комендитовый, апогранитный и п? теллеритовый тренды эволюции. Щелочные граниты Нигерии идентичны гипабиссальным щелочным гранитам ТШСП Казахстана и не проявляют контрастных трендов эволюции. Щелочные граниты Горного Алтая отве чают лейкократовым Фациям со слабыми признаками апогранитного тр< да эволюции. Вулканические щелочные граниты рифтогенньгх структур (Эфиопия и др.) выделяются пантеллеритовым трендом эволюции и выделяются максимальной щелочностью как в полевошпатовой, так и те! ноцветной частях. Характерным фемическим минералом пантеллеритов является эгирин, типичный для субвулканических щелочных гранитов Казахстана. Для пантеллеритов характерна высокая натриевая щелочность, повышенная магнезиальность, умеренная железистость, очень низкая кальциевость в темноцветной и полевошпатовой частях. Пан-теллериты эфиопского типа по петрохимическим параметрам сходны с субвулканическими и малоглубинными щелочными гранитами Монголии.

Щелочные граниты океанических островов недостаточно охаракт зованы петрохимически, но в больщей степени они соответствуют ср немировым типам рибекитовых гранитов гипабиссальной Фации.

Таким образом, петрохимичесное исследование щелочных гранит

{азахстана и обобщение петрохимии всех известных провинций щелочно-гфанитного магматизма дают основание к следующим выводам.

I. Щелочные граниты разных фаций глубинности (субвулканическая гчшабиссальная, мезоабиссальная), выделенные по минеральным параге-■гезисам и индикаторным фемическим минералам, проявляют свою петро-шмическую специфику.

Щелочные граниты мезоабиссальной Фации соответствуют мелано и мезократовым типам щелочных гранитов, характеризуются положительным параметром полевошпатовой извести, повышенным содержанием окислов кальция и железа, незначительной пересыщенностью щелочами, монотрен-цовым комендитовым типом эволюции, что видно иа примере Заилийского, Кольского и Южно-Гренладской провинции.

Щелочные граниты гипабиссальной фации глубинности на примере Т1СП Казахстана, Нигерии, Западного Забайкалья, Горного Алтая и др. представлены лейко- и реже мезократовыми титлами щелочных гранитов, выделяются отрицательным параметром полевошпатовой извести, умеренной и высокой пересыщенностью щелочами в темноцветной и полевошпатовой частях в разном соотношении, полутрендовым типом эволюции, ще-лочно-основной и щелочно-кремниевой расслоенностьго. При этом наиболее рудогенерирующими являются щелочные граниты гип^-абиссальной Фации, а среди последних промышленных типов цирконий-ниобий-редкоземельного оруденения генетически связаны только с щелочными гранитами, проявляющими сложную политрендовую дифференциацию, особенно апогранитную, приводящую к концентрированию в верхней зоне малоглубинных куполов, штоков и даек расплавленных Флюидов, резко обогащенных окислами натрия, кремния, железа, кальция в парагенезисе с редкими землями и другими рудными компонентами и образующих рудокон-центрирующие апограниты и их перемещенные Фации.

Результаты выполненных исследований по ТШСП показывают, что общая и темноцветная щелочность, политрендовый, в частности апогра-нитный тип эволюции щелочных гранитов возрастают в юго-восточной и особенно северо-западной частях единого пояса. Вулканические фации щелочных гранитов характеризуются умеренной и максимальной перенасыщенностью щелочами в темноцветной части, комендитовым и пантелле-ритовым типом эволюции. Умеренная перенасыщенность щелочами и комен-цитовый тип эволюции типичны для ПАП Казахстана, Нигерии. Максимальная пересыщенность щелочами и пантеллеритовый тип эволюции характерны для Монголии и Горного Алтая. На примере Монгольской провинции можно выделить, что малоглубинные купола и штоки щелочных гранитов, переходные к гипабиссальнцм, сопровождаются промышеннымит концент-

рациями циркониево-редкоземельной минерализацией.

2. Щелочные граниты континентальных рифтов Восточно-Африк&нско го типа выделяются максимальной перенасыщенностью щелочами и пантел леритовым трендом эволюции, и этим они отличаются от щелочных грани тов складчатых поясов. Рифтогенные щелочные граниты, ассоциирующие в пространстве и во времени с ультращелочными ультраосновными и основными формациями, имеют высокую перепыщенность щелочами в темноцветной части, представлены преимущественно эгириновыми Формациями. По химизму к ним близки щелочные граниты Монголии. Щелочные гранить складчатых поясов, ассоциирующих с гранитными Формациями, умеренно пересыщены щелочами и не проявляют типичной пантеллеритовой эволюции.

3. Выявлено, что содержание окислов магния, кальция, железа, титана и марганца не зависят от формационно-фациальной принадлежнос ти и, видимо, определяются петрохимической спецификой исходного ко-робового субстрата, где происходит выплавление щелочногранитных магм под действием интрателлургических флюидов.

4. Пересыщенность щелочами в щелочных гранитах возрастает от мезоабисаальной фации через гипабиссальную к вулканической. В последней этот параметр растет б относительно открытых системах, каковыми являются глубинные рааяомы, в частности континентальные рифты.

Глава 4. ГЕОХИМИЯ ЩЕЛОЧНЫХ ГРАНИТОВ.

Редкие и рассеянные элементы. Геохимическая особенность щелочных гранитов Казахстана состоит в заметном обогащении их Zr , Н{ > №&и резком обеднении Ва и 5г . Содержания других изученных элементов, хотя и варьируют в довольно широких пределах, но в среднем соответствуют кларку для кислых пород.

Редкоземельные элементы. Для изучения поведения ВЗЭ в щелочны? гранитах Казахстана было использовано около.100 определений РЗЭ из всех типов щелочных гранитов, из них 70 анализов- оригинальные.

Абсолютные содержания РЗЭ варьируют в довольно широких преде.-лах от 150 до 575 г/т. Причем колебания абсолютных значений РЗЭ происходит во всех выделяемых типах щелочных гранитов. Выделяется слабая тенденция возрастания РЗЭ с уменьшением Фаций глубинности щелочногранитных формаций. Средние содержания РЗЭ по типам пород изменяются в следующих пределах: субвулканическая Фация- 268 г/т (м-в Улькен и Кшкине Кугульдур) и 270 г/т (м-в Восточный Кызылтас и Улькен Куйкентай); гипабиссальная Фация - 261-265 г/т. Несколько

ниже значения для пород мезоабиссальной фации - 216 г/т.

Кривые распределения РЗЭ в щелочных гранитах Казахстана имеют четко выраженный европиевый минимум. Все кривые имеют сходную Форму: они относительно слабо прогнуты в центре, левые крылья имеют цовольно крупный нисходящий уклон, а правые- очень пологий (почти горизонтальный) восходящий. Такая форма кривых свидетельствует о повышенном содержании в щелочных гранитах легких и промежуточных лантоноидов. Исключение составляют щелочные граниты Талгарского массива (мезоабиссальная фация). Первые крылья кривых распределения РЗЭ имеют почти пологий нисходящий уклон, что более присуще извест-ково-щелочным гранитам, и отражает пониженную роль тяжелых РЗЭ по сравнению с легкими и промежуточными.

Разнообразные формы кривых распределения РЗЭ в рассматриваемых породах указывают на существование некоторых других различий. Некоторые из них можно проследить на тройной диаграмме ~25т _ 2 £г, предложенной Минеевым Д.А. На ней отображены общие черты составов РЗЭ. Большинство точек группируется в нижнем левом углу диаграммы, образуя поле в Форме вытянутого к центру овала. Расположение нормативных точек свидетельствует о существенной роли легких и промежуточных РЗЭ в составе щелочных гранитов. По относительному содержанию ¿Аа , 2. Ь ш. И в щелочных гранитах Казахстана можно выделить три поля: I- поле легких (цериевых) РЗЭ, П- поле промежуточных РЗЭ и Ш-поле тяжелых (иттриевых) РЗЭ.

В первое поле попадают щелочные граниты субвулканической фации и единичные пробы пород мезоабиссальной фации, во-второе- щелочные граниты всех трех Фаций, а в третье- только щелочные граниты гипа-биссальной Фации. Основная часть Есех точек группируется во втором поле, что вероятно отражает относительно равномерный состав РЗЭ первичных шелочногранитных расплавов. Затем с уменьшением фации глубинности происходит накопление тяжелых (иттриевых) ланатиноидов а с дальнейшим уменьшением Фации глубинности происходит накопление, легких- цериевых РЗЭ. Аналогичные соотношения легких и тяжелых РЗЭ для щелочных гранитов отмечаются и при использовании отношений 1а/УЬ и X Сб-гк/Х Ущ • Максимальные значения этих отношений отмечаются для пород субвулканической (приповерхностной) фации, минимальные- для пород гипабиссальной фации, а для пород среднеглубинн ной фации характерны промежуточные значения.

Выявленные закономерности более отчетливо видны на этой же диаграмме, если использовать не абсолютные значения, а нормализованные по граниты (Алексиев, 1970). Все точки группируются в цент-

ральной части диаграммы, что характеризует щелочные граниты как обо гащенные промежуточными лантеноидами. Здесь также можно ввделить три типа щелочных гранитов- I- щелочные граниты обогащенные легкими лантоноидами; 2- щелочные граниты обогащенные промежуточными (средними лантоноидами и 3- щелочные граниты обогащенные тяжелыми лантоноидами. По сравнению с гранитом (Алексиев, 1970) видно, что щелочные граниты мезоабиссальной фации более всего обогащены промежуточными лантоноидами, щелочные граниты гипабиссальной фации- промежуточными и тяжелыми лантоноидами и породы субвулканической фации-легкими лантоноидами.

Для сравнительной характеристики были использованы литературные данные по геохимии РЗЭ в щелочных гранитах Горного Алтая, Монголии и Западной Африки (Нигерия, Камерун). Сравнивая кривые распре деления РЗЭ в щелочных гранитах, можно отметить практически полное сходство поведения Т1? в породах Казахстана, Монголии и Горного Алтая. Кривые распределения РЗЭ во всех трех провинциях имеют четко выраженный Еи минимум, крутые нисходящие углы наклона левых крыльев и пологие, практически горизонтальные восходящие углы правых крыльев. Для щелочных гранитов Нигерии и Камеруна характерна друга? Форма кривых распределения РЗЭ. У них практически отсутствую"крылы и кривые имеют довольно крутой нисходящий наклон от 1_а к 1_и . Абсолютные значения в щелочных гранитах этих провинций вариьруют в очень широких пределах. Наиболее бедными являются породы Горного Алтая, где содаржения ТЯ ниже кларка для кислых пород. Наиболее близки к казахстанским породы Монголии. Б комендитах, кантеллерита: и щелочных гранитах содержания ТК колеблются от I до 2 кларков. Палочные и калиевые лейкограниты Нигерии и Камеруна характеризуются высокишсодержаниями £ ТЯ+У от 834 до 3468 г/т, что в 2,5-11 раз превышает кларк для кислых пород (Алексиев, 1970). Наиболее богатыми являются экериты и пегматиты Хан-Богдинского массива (Монголия). Б этих породах колеблется от 2400 до 4500 г/т,

достигая в отдельных пробах до 3% (30000 г/т). На диаграмме Х1а-25т~1Ег точки располагаются следующим образом: в поле I и 2 попадают в основном породы Нигерии и Камеруна, т.е. по относительному составу легких-средних и тяжелых РЗЭ они ближе к субвулканическим щелочным гранитам Казахстана, в то время, как большинство пород Монголии попадает в 3 поле, и по составу они ближе гипа-биссальным щелочным гранитам Казахстана.

Анализ геохимической специфики позволяет сделать следующие выводы:

1. Выделенные по геологическим и минералого-петрографичесяим критериям щелочные граниты разных ': фаций глубинности имеют геохимические различия. Это касается и в отношении РЗЭ, образующие промышленные концентрации в связи с щелочными гранитами.

Мезоабиссальные щелочные граниты характеризуются повышенным фоном промежуточных лантоноидов и понижением как легких, особенно тяжелых РЗЭ. Кривая тяжелых РЗЭ имеет субгоризонтальный, нередко нисходящий уалон, Гипабиссальные щелочные граниты наиболее обогащены тяжелыми и обеднены легкими лантоноидами. Кривая РЗЭ расположена значительно выше кривой РЗЭ мезоабиссальной фации и имеет субгори-эонтальный и чаще слабо восходящий и даже резко восходящий уклон (массив Керегетас). Субвулканические щелочные граниты обогащены преимущественно легкими и менее промежуточными РЗЭ, наиболее обеднены тяжелыми. Левые кривые распределения имеют крутой нисходящий наклон, низкий урочень кривой правой и ее субгоризонтальный или нисходящий уклон, что видно на примере Кшкине Кгульдур, Восточный Кызылтас.

2. Гипабисе&чьные щелочные граниты, как наиболее перспективные для промышленного рудообразования, выделяются не только по редкоземельному абсолютному и особенно относительному составу, но имеют повышенные содержания рубидия, превышающие кларк в рудоносных типах в 2,5-3,5 раза, циркония, свинца (4-7 раза выш® кларка, Верхнее Эспе), урана, тория. Эти геохимические параметры могут быть использованы при оценке потенциальной рудоносности щелочных гранитов.

3. Рудоносные щелочные граниты Монголии по РЗЭ сходны с гипа-биссальными типами Казахстана, имеют повышенный фон тяжелых лантоноидов, а Нигерии близки к субвулканическим. Нигерийские щелочные и калиевые биотитовые граниты проявляют тенденцию синхронного роста легких и тяжелых лантоноидов. В целом, рудоносные фации щелочных гранитов характеризуются контрастным перераспределением индивидуальных редких земель на фоне высокого, превышающего кларк в 2,5-12раз, абсолютного содержания. На примере Нигерии и Монголии видно, что индивидуальные редкие земли формируют отрицательные и положительные пики как в тяжелой, так и легкой частях РЗЭ. Это.видимо, происходит вследствие позднемагматического аллограниного преобразования и концентрирования в остаточных расплавах-флюидах редких земель. Поэтому, можно прийти к заключению, что кривые распределения РЗЭ с многочисленными пиками отрицательного и положительного характера с повышением либо легких, либо тяжелых, либо совместно легких и тяжелых лантоноидов характеризуют масштабы апогранитного (позднемагматичес-

кого и автометасоматического) преобразования и рудообразования. По морфологии кривых РЗЭ и их абсолютного и относительного содержания можно не только выделить щелочные граниты разных фаций глубинности но и перспективные массивы, локальные поля и участки.

4. Для щелочных гранитов типичны аномально низкие концентраци: бария и стронция.

5. Щелочные граниты разных генетических типов проявляют евро-пиевый минимум. Этот параметр многими исследователями интерпретирО' вался в пользу генетической связи щелочных гранитов с базальтовыми (масштабными) магмами, остаточные диФференциаты которых, обеднений европием за счет Фракционирования плагиоклаза, приводили к образованию щелочногранитных магм. В диссертации обосновываются тезисы, что щелочные граниты контрастно обеднены европием, вследствие фракционирования плагиоклаза в гранитной магме, от которой обособились каяиево-плюмазитовые плагиоклазсодержащие лейкогранитные редкоме-таллоносные и натриево-агпаитовые безплагиоклаэовые цирконий-редкоземельные щелочногранитные комплементарные расплавы.

С. Щелочные граниты о сравнении с близкими во времени формирования субщелочными аляскитами и калиево-гошмазиговыми лейкогранита-ми имеют повышенный фон Со, N1 , Бп , Си , 5с , содержание которых достигает и в отдельных массивах превышает кларк гранита. Это особенно контрастно замевно по № и С . Содержание в субщелочных гранитах Мо,№ ,2г нижнекларковое, 5п ,8е,МС, вышекларковое. Геохимическое своеобразие щелочных гранитов проявляется в том, что они при повышенном фоне ряда сядеро- и халькофильных элементов обладают высокими в ряду калиевых гранитов концентрациями редких земель, осс бенно легких и промежуточных, лантаноидов, ниобия, вышеклагкошми значениями Бп , Бе , Мо .

Глава 5. ВОЗРАСТ И ИЗОТОПНЫЕ СОСТАВ ЩЕЛОЧНЫХ ГРАНИТОЕ.

С целью более корректного обоснования возраста щелочных гранитов Казахстана было выполнено ЛЬ - Бг датирование по массивам Улькен-Куйкентай и Восточный Кызылтас (субвулканическая Фация),Ке-регетас (гипабиссальная фация) и Талгар (мезоабиссальная) фация. Полученные породно-минеральные изохроны позеолшш оценить возраст щелочных гранитов 280^5 млн.лет (Улькен Куйкентай, Восточный Кызылтас), 284_^4 млн.лет (Керегетас) и 362_к12 млн.лет (Талгар).

Результаты рубидий-стронциевого датирования щелочных гранитов

ПАП подтверждают геологические данные об их позднепермском врзрас-те. Ранее высказанные предположения, что щелочные граниты Восточного Кыэштаса прерываются аляскитами, не подтверждаются. В массиве субщелочные аляскиты постепенно переходят в щелочные граниты. Это выявляется во многих щелочногранитных провинциях.

Щелочные граниты ТНСП одновозрастны с щелочными гранитами ПАП и калиево-плюмазитовыми редкометаллоносными лейкогранитными Калба-Нарымского пояса.

Щелочные граниты ЗП (Северный Тянь-Шань) имеют позднедевонский возраст, что подтверждается геологическими и геохронологическими данными. Щелочные граниты рвут кембро-ордовикские толщи, верхнеордовикские и среднеордовикские гранитоидн и перекрыты вулканитами кетменской свиты нижнего карбона.

Первичные стронциевые отношения для пород изученных массивов составляют соответственно 0,7031+0,0002; 0,7042+0,0003 и 0,70725+ 0,0014. В целом, независимо от возраста формационного и социального содержания для щелочных гранитов характерна широкая вариация отношений ^г Аг от низких мантийных до высоких коровых. Из имеющихся у нас данных, они, за исключением единичных проб, попадают в интервал 0,703-0,710. Более высокие, чем 0,710 значения ^г/^Зг имеют как кратонные щелочные граниты, ассоциирующие с калиево-тга-мазитовыми лейкогранитами (Ньюфауленд, Канада), так и рифтовые пантеллериты, ассоциирующие с ультраосновными и основными породами ультракаяиевой и ультранатриевой щелочности:. Наиболее низкими отношениями ^г/ хг характеризуются древние граниты Австралии, молодые граниты Камеруна и Корсики, пантеллериты о.Пантеллерия.Вероятнее всего первичные стронциевые отношения зависят от возраста и степени гранитизарйзанности сиалического субстрата, как области выплавления щелочногранитных магм под действием интрателлургичес-ких Флюидов.

Глава б. АМФИБОЛ И ПИРОКСЕН - КАК ИНДИКАТОРЫ ПЕТРОГЕНЕЗИСА И РУДОНОСНОСТИ ЩЕЛОЧНЫХ ГРАНИТОВ.

Пироксен и амфибол являются индикаторными породообразующими минералами щелочных гранитов, исследование которых проводилось на микрозонде и оптическими методами из образцов щелочных гранитов Казахстана. Результаты этих оригинальных исследований и обобщение материалов по другим регионам проявления щелочногранитного магматизма позволяют обосновать исключительно важный в теоретическом и

практическом плане тезис, что составы породообразующих минералов, прежде всего амфибола и пироксена, определяются фациями глубинности формирования щелочных гранитов.

Для позднепермских щелочных гранитов Предвингизско-Аягузского пояса (ПАП) характерным темноцветным минералом является щелочной пироксен-эгирин с подчиненной ролью рибекита и арфведсонита.

Геологические условия залегания эгириновых щелочных гранитов свидетельствуют об их субвулканической и вулкано-плутонической природе.

Для щелочных гранитов Тлеумбет-Шарма-Саурского пояса (ТЖСП) индикаторным темноц*етным минералом становится рибекит. Встречаютс эгирин, эгирин-авгит, иногда биотит и астрофиллит. По геологическим параметрам позднепермские рибекитовые щелочные граниты ТЖСП формировались в среднем структурном этаже преимущественно в терри-генном песчано-сланцевом комплексе нижнекарбонового возраста. По глубине формирования (3-4,5 км) рибекитовые щелочные граниты могут быть отнесены к образованиям гипабиссалькой (малоглубинной) фации.

Для щелочных гранитов Заилийского Алатау (ЗА) типичными темно цветными минералами являются катафорит (8а-катафорит) и гастингс-тит (Ре-гастигнстит), редко Са-рибекит. Иногда а самых поздних диФ ференциатах, слагающих дайко- и пластообразные тела, устанавливает ся эгирин (эгирин-авгит). Геологические условия щелочных гранитов заилийского типа, а именно: залегание в нижнем структурном этаже среди ордовикско-девонских гранитов, терригенно-сланцевых толщ ордовика и метаморфитов нижнего кембрия-докембрия, относительно боль шие размеры массивов щелочных гранитов, отсутствие вулканических комагматов, свидетельствуют о среднеглубинной (5-7 км) фации их становления.

Таким образом, составы щелочных и субщелочных амфиболов и пи-роксенов контролируются глубинностью Формирования щелочных гранитов, определяющей окислительно-восстановительный потенциал, парциальное давление воды, летучих и общее литостатическое давление.

Глава 7. Ф0РМАЦИ0ННЫЕ И ФАЦИАЛЬНЫЕ ТИПЫ ЩЕЛОЧНЫХ ГРАНИТОВ.

Анализ литературного материала по щелочногранитным провинциям позволяет ввделить три глобальные формации, различающиеся по геодинамическому режиму, геологическим условиям залегания, петро-химическим и геохимическим параметрам, минеральным парагенезисам.

К первому типу принадлежат комендиты и щелочные граниты океа-

лческих островов внешних периферических зон современных океанов.

Второй Формационный тип составляют пантеллериты континенталь-ах риФтогенных структур (Восточно-Африканский, Сомали-Кенийский), ссоциирующие во времени и в пространстве с ультраосновыми и основами Формациями повышенной и высокой щелочности как калиевой, так натриевой, реже карбонатитами.

Третий тип- наиболее распространенная комевдит-щелочнограни-ая Формация складчатых областей. К данному типу относятся щелочные раниты Казахстана, Забайкалья, Горного Алтая, Восточной Тувы, Тур-естано-Алтая, Кольского полуострова, Восточной Монголии, Северного .'итая, Нигерии, Камеруна, Южной Гренландии. В Казахстане щелочно-ранитные Формации относятся к третьему типу.

Щэлочногранитные Формации третьего типа, детально изученные [а примере казахстанских провинций, характеризуются общими для ¡их признаками.

1. Щелочные граниты во всех провинциях Формировались в условное зрелой континентальной коры, тесно связаны с процессами гранито-¡бразования, возникая в позднеороггннуга (посторогеннута) стадию склад-?атых поясов после проявления гранодиорит-плагиогранитной и гранит-юй Формации.

2. Щелочные граниты проявляют пространственно-временную сопряженность с калиевыми гранитами позднеорогенной стадии складчатых зон, представленными калиево-плюмазитовыми лейкогранитами, субщелоч-■шми и субнормальными аляскитами.

3. Щелочные граниты складчатых областей Формируют внутриконти-нентальные линейно-дуговые пояса, субсогласные с общей ориентировкой геосинклинально-складчатых систем и имеющие значительную протяженность.

4. Щелочные граниты складчатых зон в сравнении с щелочными гранитами континентальных рифтов не ассоциируют с уяьтраосновными и основными Формациями с повышенной и высокой щелочностью, но им пред-пествуют Формации субщелочных габброидов и базальто"идов.

5. Щелочные граниты складчатых зон по сравнению с щелочными гранитами рифтов менее пересыщены щелочами, особенно в Фемической части, шире проявлены умереннощелочные разности с полевошпатовой известью, дисперсные по кремнекислотности, и основности, характеризуются петрохимической неоднородностью полетрендовым этапов эволюции. Только в щелочных гранитах складчатых зон проявлен апогранит-ный тренц эволюции, причем в гипабиссальной Фации.

В соответствии с составом ассоциирующих с щелочными гранитами

породными парагенезисами могут быть выделены такие формации: лейко-гранит-щелочногранитная, собственно-щелочногранитная, еиенит-щелоч-ногранитная.

Таким образом, геологические и петрологические критерии дают основание выделить:

1. Комендит-щелочногранитную Формацию океанических островов.

2. Пантеллерит-щелочногранитную формацию континентальных риф-тогенньтх поясов.

3. Комендит-пантеллерит-щелочногранитную формацию складчатых поясов.

Все Формации имеют магматическую природу и проявляют магматическую полифациальность. Каждая Формация мо^ет быть расчленена на формационные и фациальные пояса (по породным парагенезисам в ассоциации с щелочными гранитами, комендитами, пантеллеритами) и фации глубинности (вулканическая, гип- и мезоабиссальная), комплексные критерии выделения которых разработаны на примере Казахстанских провинций.

'Глава 8. ПЕТРОГЕНЕЗИС И РУДОНОВНОСТЬ ЩЕЛОЧНЫХ ГРАНИТОВ.

О генезисе щелочных гранитов выскаэанн различные представления. Многие исследователи приводят данные о первично-магматической природе щелочных гранитов^ Ряд исследователей (Северов Э.А., Генд-лер В.Е., Чуйков, Беус, Минеев Д.А. и др.) считают, что щелочные граниты образовались метасоматическим путем при воздействии щелочных растворов на известково-щелочные граниты. В.Н.Зырянов полагает, что щелочные граниты являются автометасоматически измененными фация ми субщелочкых биотитовых гранитов магматической природы. Некоторые исследователи В.И.Коваленко, Э.И.Пополитов, А.С.Павленко и др. считают возможным образование щелочных гранитов при воздействии щелочных флюидов на коровий субстрат любого состава. По мнению П.В.Ермолова (1988) исходным субстратом для образования щелочногранитных расплавов служат малоглиноземистые железистые базальты типа континентальных толеитов. И.Д.Батиева рассматривает щелочные граниты как первично магматические образования, имеющие подкоровую базаль-тоидную природу. По ее мнению щелочногранитная магма возникла в процессе кристаллизационной и эманационной дифференциации толеито-вого базальта.

Б.А.Литвиновский полагет, что щелочногранитные магмы могут

быть поздними дифференциатами мантийных магм основного состава. Вопрос о магматической природе щелочных гранитов не требует особых доказательств. Главным решающим аспектом в петрогенезисе щелочных гранитов представляется их тесная пространственно-временная, структурно-геологическая, минералого-петрохимическая взаимосвязь с лей-кократовыми и аляскитовыми гранитами формации калиевых гранитов, Фиксируемая в щелочногранитных провинциях складчатых областей. Щелочные граниты, как аляскиты-лейкограниты, возникли в Финальную стадию развития геосинклинально-складчатых структур, когда уже сформировалась зрелая континентальная кора. Щелочные граниты и плю-мазитовые лейкограниты по петрохимии и геохимии являются комплементарными членами единой серии калиевых гранитов. Щэлочные граниты и плюмазитовые лейкограниты составляют единую генетическую группу калиевых гранитов с содержанием К^О на уровне 4,6%, в которой минеральные парагенезисы и петрохимические параметры проявляют закономерную эволюцию в связи с щелочностью-основностью пород. Собственно щелочные граниты как агпаитовая ветвь калиевых гранитов в отличие от лейкогранитов как плюмазитовой ветви вьщеляются наличием щелочных амфиболов и пироксена, повышенной общей и натриевой щелочностью, железистостыо и магнезиальностью, а лейкограниты, наоборот, характеризуются относительно повышенным содержанием окислов А1203, СаО.

Таким образом, можно сделать вывод, что щелочногранитные расплавы имеют коровую природу и образовались в континая тальной коре путем привноса интрателлурических высокощелочных Флюидов. Щелочные граниты и комендиты проявлены в зонах резкого повышения режима щелочности магмообразования. Для развития комендит-щелочногранитного магматизма необходимо как минимум два условия: наличие высокощелочных глубинных флюидов и зрелой континентальной коры. Такие условия реализуются на йозднеорогенной стадии складчатых поясов, в континентальных рифтах, зонах активизации на кратонах и молодых платформах.

Рудоносные щелочные граниты выделяются высокой пересыщенностыо щелочами в фемической и полевошпатовой частях,сложными политрендо-выми, в том числе апогранитными, типами эволюции, обогащеннсстью тяжелыми лантаноидами, зональными распределениями легких и тяжелых яантоноидов, разнообразием и повышенным содержанием редких акцессорных минералов. По всем этим прогнозным параметрам наибольшими пер-

спективами на обнаружение промышленных концентраций цирконий-ниоби! редкоземельного оруденения обладают Северо-Западная (Тлеумбетский узел) и Юго-Восточная (Эспинскай, Тарбагатайский) части ТЖСП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные исследования позволили выявить и дополнить данные о геологии, геодинамике, петрохимии, геохимии, изотопии, формацион-ному и фациальному расчленению, петрогенезу и металлогении щелочны: гранитов Казахстана. Сравнительный анализ щелочных гранитов всех известных провинций показал их генетическое единство и связь с зонами и структурами повышенной проницаемости интрателлурических высокощелочных флюидов. Основные выводы сводятся к следующему.

1. Впервые на мировом уровне выделены Фации глубинности щелоЧ' ных гранитов и показаны их различия по минеральным парагенезисам, петрохимиии и геохимии.

2. На примере складчатых поясов Казахстана и других регионов обоснована пространственно-временная и генетическая связь щелочных гранитов с лейкогранитами и аляскитами калиевой серии, с процессам гранатообразования в континентальной коре.

3. Показана коровая природа щелочных гранитов и предложен механизм их образования за счет гранитно-метаморфического субстрата путем привноса глубинных высокощелочных флюидов.

4. Детально исследован редкоземельный состав разных типов щелочных гранитов и уяснена природа европиевого минимума в них.

5. Выделены петрохимические типн и эволюционные тренды щелочных гранитов.

6. Обоснован возраст щелочных гранитов разных провинций и различных фациальных типов рубидий-стронциевым методом.

7. Детально изучены микрозондовым методом составы амфиболов и пироксенов.

8. Разработаны прогнозно-поисковые критерии на выявление в связи с щелочными гранитами промышленных концентраций цирконий-ниобий-редкоземельных руд, на основе которых наменены площади первоочередных поисков.

Выявленною закономерности формирования щелочных гранитов прису щи щелочногранитным провинциям не только Казахстана, но и других регионов, и имеют общее значение. Результаты исследований важны для решения проблем магматизма и рудообразования.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Палочные граниты Каиндинской и Шарминской линейно-прираз-омной структур в Центральном Казахстане. Караганда, П Республи-анская школа молодых ученых и специалистов геологов. 1982. с.31-3 (в соавторстве с АбдрахманоЕым К.А., Бекмагамбетовым Д.Б.).

2. Металлогенические особенности гранитоидных формаций Казах-тана. Алма-Ата. Из-во "Наука". Металлогения Урало-Монгольского кладчатого пояса. Тезисы докладов X Всесоюзного металлогенического овещания. Т. 1У, 1984. с.3-4 (в соавторстве с Абдрахмановым К.А.),

3. Петрологические особенности щелочных интрузивных пород Се-еро-Восточного Прибалхашья. Алма-Ата. Изд-во "Наука". Проблемы етрологии Казахстана. 1984. с.26-28 (в соавторстве с Абдрахмано-ым К.А., Бекмагамбетовым Д.В., Путаловой Р.В.).

4. Магматические комплексы Заилийского' Алатау. Алма-Ата, Пу--еводитель геологической экскурсии по Южному Казахстану. ИГН АН азССР. 1987. с.8-83 (в соавторстве с Абдрахмановым H.A., Марюхи-юй А.И.).

5. Петрология щелочных гранитов Казахстана. Душанбе. Изд-во Дониш". Региональная геология, полезные ископаемые Средней Азии [ Казахстана. 1988. с.С4-65.

6. Онгониты Северо-Восточного Прибалхашья. Алма-Ата. Изд-во 'Наука". Известия АН КазССР. 1985. $ С. с.83-88 (в соавторстве с Зекмагамбетовым Д.В., КожахметоЕым Е.М.).

7. Амфибол и пироксен - как индикаторы петрогенеза и рудонос-юсти щелочных гранитов. Алматы. Геология и разведка недр Казахста-!а. 1995. 6. с.2-6.

БЕНЗШОВ MYPAT ГйНАШЛЫ

Такырыбы : "^азакстандагы с!лтхлхк граниттардыч нетрологияс жэнв кеидШхт1Г1" 04.00.08. "Петрография, литод гия" мамандыгы бойынша геология-минералогия гыль ыыньщ кандидаты дзрежеегн алу дкссвртациясы.

Алматы каласы, "Казжер^ойшуы" ГШ Казак мвнаралдык

вякгзат институты, 1996 ж.

Схятхлгк гранаттар - сврек таралган, взгнэ тэн мвнералдьщ парагвнезистер1, нетрохвмйяса» геохиывясы, акцэесорлык минералога сы жэне метллогеняясамен свпатгалатын тау жыныстары. Вдзакстан С1лт!лхк граниттар магматизм!kíh ен ipr аймагына яатады. Схлт1л1н гранаттар нетрологиясы мен кендхлхктхгчн зерттегенде, олардыц кдлыптасуывда яалпы задцылыктардьщ бхрсыпырасын табу иушсхнд1Г1 туда.

Алтая рет алэндхк децгеЯде схлмлхн гранйттардыц теревдхлхк фациялары белгхлвнд!» олардьщ форыацяялык жэне фацаялнц белвгектв! лзрхнхн минерзлогиялык-геохвмиялых жэне иетрохкыинлык ныаандары эзхрлендх. Схлтхл1к гранаттардын эртурлх твптвр1Н1ц сирек элемент-тер карана, натрохкиаялык ерекпелгктерх» манералдык парагенезвств! егжей-тегжейл1 зерделендх. Рубвдий-стронций эдхсхиен К&закстаннш? турлд аймдцтары схлтхл!к граниттарыньгч осыдан бурын цанаа жыл гааш сында пайда болтаны нвгхзделд1. (ИлтШк граниттардыц артурлх тер« дхлхк фацвяларн табигатыньщ ыагиалык вкендхгх расталды, ол&рдьщ кыртыствлыты жэне грашт-иатанорЗшзмдхк субетраттан, антраталлурлы жогары С1лтхлхк флюидтер косылымы нзтвжесхнде, пайда болу мушиццх немзделд!. (ИлтШк гранвттардач кендШктхгхн 'багалау yeríH ивнер

югиялык-геохвмиялык ждне петрографиялык иешэнд1 белгхлер! /критерии/ }Э1рлендг. Автометаеоиатвкальпс удергстерд!^ каркыкды дамуимен коса-«алданган схлт1л1* граниттардыц гипабиесалдык фацвялары ерекиа турде-'I кентудыруш енендхггн кэрсэтэд!. Гипабиссалдыц жагдайларда азау-дамды магналии ояактардыч теменнен яогарн карай крвсталдану мехаииэ-«{н 1ске косуга эте колайлы иушсхндгктер туады да кан компонвнттер1нэ санывдан кеаеухл-магыанац жэне оная кеЙ1иг1 аавггары балкыган флпвд-•врд1н ог?ззулацуцна экелгп согады.

СгятШх граняттардьщ нетрологвясы яане кендШкт1г1 тарапында Лкындалран эаедыяыктарднц кагиатвзм жзне кентудыру пробяеиаларын (еауде зор манызы болатыиы сэзсгз.

Bekzhanov Murât Ginayatovich

"Petrology and Ore-Bearing Ability of Alkaline Granites of Kazakstan" Authoric resume of the dissertation presented for degree of candidate for geologicai-and- mineralógica! sciences on speciality 04.00.08 -"Petrography, Lithology".

Alkaline granites - are the rare rocks, characterized by original mineral paragenesis, petrochemistry, geochemistry, accessory mineralogy and metallogeny. Kazakstan represents the largest province of alkaline-granite magmatism. Researchs for petrology and ore-bearing ability of the alkaline granites allowed to determine the whole number of general regularities of their formation.

For the first time in the world scale, their were separated facies of deepness of the alkaline granites, developed mineralogical-and-geochemical and petrochemical signs of formational and facies separation. Rare-earth composition of different hearths of the alkaline granites, petrohemical peculiarities, mineral paragenesis were studed in details. The age of the alkaline granites of different Kazakstani provinces was proved by rubidiumstrontium method. Magmatic origin of the alkaline granites of different deepness's facies was confirmed, and their crustal origin, and possibility of formation thanks to granite-metamorphic subsurate as the result of supply with petratellurgic highly-alkaline fluids, were proved. There were developed complex mineralogical-and-geochemical, and astrographical criterios for estimation of ore-bearing ability of the alkaline granites, which show that the alkaline granites of the hypabyssal facies, accompanied by intensive development of autometasomatic processes, are the most ore-generating In hypabyssal conditions are formed the most favourable conditions for realization of mechanism of crystallisation of small-volume magmatic hearths from below to up, that brings to isolation of later- and postmagmatic fusion fluids, enriched with ore components.

Discovered regularities in the sphere of petrology and ore-bearing ability of the alkaline granites are of great importance for solution of magmatism and ore-formation problems.