Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Петрология позднемеловых редкометалльных гранитов Южного Памира

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Петрология позднемеловых редкометалльных гранитов Южного Памира"

РГБ ОД

- 8 МАЙ 1335

На правах рукописи

Крук Николай Николаевич

ПЕТРОЛОГИЯ П03ДНЕМЕЛ0ВЫХ РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ ГРАНИТОВ ЮЖНОГО ПАМИРА

специальность 04.00.08 - петрография,вулканология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

НОВОСИБИРСК 1995

Работа выполнена в Институте геологии СО РАН

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических

Официальные оппоненты:доктор геолого-минералогических

Оппонирующая организация: Институт геологии рудных месторождений ,петрографии,минералогии и геохимии (ИГЕМ РАН), г.Москва

дании диссертационного совета Д.002.50.05 при Объединенном институте геологии,геофизики и минералогии СО РАН

Адрес: 630090, Новосибирск-90, Университетский пр.,3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГМ СО РАН.

Автореферат разослан апреля 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного

наук А.Г.Владимиров

наук В.И.Буданов

кандидат геолого-минералогических наук В.Б.Дергачев

Защита состоится мая 1995 г. в iß час. на засе-

совета д.г.- м.н.

Актуальность теш: Проблема происхождения редкометалльных плюмазитовых гранитных магм является одной из самых важных и интересных в современной петрологии гранитоидов, что определяется следующими моментами:

1. Специфический петрохимический и редкоэлементный состав гранитов этого типа не позволяет связать генерацию их магм с ана-тексисом коровых субстратов " стандартного " типа и, как следствие, свидетельствует о существовании корово-мантийных магматических систем, обуславливающих генерацию редкометалльных гранитов. Вместе с тем проблема взаимосвязи мантийных и коровых факторов при формировании редкометалльно-гранитных расплавов остается нерешенной.

2. Редкометалльно-плюмазитовые граниты являются основным источником многих рудных компонентов, в первую очередь олова и вольфрама. Понимание механизмов петрогенезиса подобных образований имеет важное значение для регионального и локального прогноза рудоносности.

Цель и задачи исследования: Целью данной работы является анализ внутреннего строения, вещественного состава и флюидного режима кристаллизации позднемеловых рудоносных редкометалль-но-гранитных плутонов Южного Памира и построение, на основе комплекса всех данных, общей петрогенетической модели их формирования. В ходе выполнения исследований автором решались следующие задачи:

1. Изучение внутреннего строения, петрографических особенностей, минерального, петро- и геохимического состава редкометалльных гранитоидов Базардаринского и Бугучиджилгинского массивов.

2. Выявление основных тенденций поведения петрогенных, редких и редкоземельных элементов, имеющих место при формировании редкометалльно-гранитных ассоциаций.

3. Изучение флюидного режима и изотопно-геохимических особенностей формирования редкометалльных и ультраредкометалльных гранитов.

4. Комплексный анализ полученных результатов и построение петрогенетической модели.

Объект исследования В качестве обьекта исследования были

выбраны позднемеловые редкометалльно-гранитные Sn-W-носные массивы Южного Памира ( Базардаринский - Юго-Восточного Памира, и, в меньшей степени, Бугучиджилгинский - Пшартского Памира). В процессе работы, кроме того, возникла необходимость привлечения информации о меловых монцонитоидных комплексах Южного Памира, для которых установлена тесная пространственно-временная связь с ред-кометадльными гранитами.

Фактический материал и методы исследования: Основной фактический материал по гранитоидам Базардаринского массива получен в ходе выполнения работ ВТК " Прогноз " ( 1989 - 1991 гг. ). Материал по магматическим образованиям Пшартского Памира собран автором совместно с А.Г.Владимировым, А.В.Титовым и др. в период полевых работ 1991 года. Кроме того при описании магматических пород Южного Памира автор использовал обширные коллекции образцов, имевшиеся в ТПСЭ, г. Душанбе и ОИГГМ СО РАН, г. Новосибирск. Дополнительные сведения получены в ходе выполнения работ ВМТК " Гранодиорит '*, совместно А.В.Титовым и С.В.Палесским.

Лабораторные исследования включали микроскопическое изучение шлифов ( более 500 ); определение содержаний пегрогенных, редких и редкоземельных элементов в породах и минералах; радиологические определения возраста ( К-Аг и Rb-Sr методы ), а также изучение изотопного состава Sr и Nd; термобарогеохимические исследования ( криометрический метод ); обработку полученных результатов с использованием комплекса статистических и петрологических программ.

Подавляющее большинство анализов выполнено в ОШТиМ СО РАН ( рентгено-фдюорисцентный анализ - А.Д.Киреев; атомно-адсорбционный - Т.А.Кириленко, нейтронно-активационный инструментальный и радиометрический - В.А.Бобров, Ю.Г.Шипицын; микрорентгеноспект-ральный - Ю.Г.Лаврентьев, О.Н.Майорова, Л.Н.Поспелова; Rb-Sr изотопный масс-спектрометричёский - В.А.Пономарчук, С.В.Палесский). Определения изотопии Эп и Nd выполнены в ИГЕМ РАН (Д.З.Журавлев). При характеристике флюидного режима и Р-Т условий образования пород автором, широко использованы результаты термобарогеохимичес-ких исследований, полученные В.П.Чупиным, А.В.Титовым, А.С.Бори-сенко, А.А.Боровиковым ( ОИГГМ СО РАН ).

Основные защищаемые положения:

1. Становление редкометалльно-гранитных массивов Южного Памира связано с поэтапным внедрением и кристаллизацией полигенных

- г -

расплавов:

а) онгонитовых магм, отвечавших началу формирования редкоме-талльно-гранитной системы;

б) гибридных редкометалльно-лейкогранитных магм повышенной калиевости и фтористости, слагающих основной объем массивов;

в) ультраредкометалльных расплавов, являвшихся дифференциа-тами материнских магм или продуктами повторного частичного плавления редкометалльных гранитов и онгонитов.

2. Генерацйя позднемеловых редкометалльных гранитов Южного Памира определялась совместным действием трех факторов:

а) изначальным присутствием субстратов с повышенными содержаниями литофильных компонентов (субстратный фактор);

б) воздействием флюидов, отделявшихся от монцонитоидных очагов и производивших метасоматическую подготовку субстрата в при-разломных зонах ( интрателлурический фактор );

в) широким вовлечением в процессы плавления приразломных ме-тасоматитов, онгонитов и редкометалльных гранитов ранних стадий внедрения и последующим смешением образовавшихся выплавок с гранитными расплавами стандартного типа, завершающими монцонитоидную колонну.

3. Анализ состава, возраста и особенностей распределения магматитов Индонезийско - Малайзийско - Тайландско - Бирманско -Памирского оловоносного пояса показал наличие двух этапов проявления редкометалльных гранитов: раннекиммерийского и позднекимме-рийского. Первый этап ( Тз ) отвечал коллизионной палеогеодина-мической обстановке, а второй ( К1-2 )- тыловой части АКО андско-го типа.

Научная новизна:

-доказан меловой возраст монцонитоидов Пшартского Памира;

-доказано различное происхождение ультраредкометалльных то-паз-протолитионитовых гранитов и онгонитов базардаринской ассоциации, объединявшихся ранее в один комплекс;

-впервые получены данные об изотопном составе Бг и N<3 в позднекиммерийских редкометалльных гранитах и монцонитоидах Южного Памира. На их основе обсуждается проблема источников лейкогра-нитных магм и особенности эволюции в них изотопных систем 5г и N01;

-сделан вывод о принципиальном различии вещественного соста-

ва и механизмов петрогенезиса ранне- и позднекиммерийских редко-металльных гранитоидов Индонезийско-Малайзийско-Тайландско-Бир-манско-Памирского оловорудного пояса, образовавшихся в коллизионной ( Тэ ) и субдукционной ( К1-2 ) палеогеодинамических обста-новках.

Апробация работ и публикации: По теме диссертации опубликовано 4 статьи и 1 тезисы. Отдельные положения работы докладывались на Международной студенческой конференции в Праге, 1990 г.

Структура и объем работ: Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Работа изложена на 134 страницах машинописного текста, сопровождается 42 рисунками и 26 таблицами. Библиография включает 102 наименования.

Автор выражает искреннюю благодарность д.г-м.н. А.Г.Владимирову за научное руководство работой, д.г-м.н., проф. Э.П.Изоху, д.г-м.н. А.П.Пономаревой,к.г-м.н. О.М.Туркиной, к.г-м.н. С.Н.Рудневу, к.г-м.н. А.С.Борисенко, к.г-м.н. В.П.Чупину, к.г-м.н. В.Г.Владимирову,А.В.Титову и А.А.Боровикову за ценные советы и неоценимую помощь в проведении исследований, а также всем сотрудникам лаборатории магматизма и геодинамики ОИГГМ СО РАН, оказавшим содействие в выполнении и оформлении данной работы..

Глава 1. Региональный геологический очерк

В данной главе приведены данные о тектоническом районировании и истории геологического развития Южного Памира, а также в сравнительном плане рассматриваются особенности пространственного размещения и тектонической позиции разновозрастных редкометалль-но-гранитных массивов.

Южно-Памирская складчатая система ограничена на севере Ванч-Акбайтальским разломом, на юге - складчатыми сооружениями Каракорума и Гималаев.В ее составе выделяется, с севера на юг, четыре группы зон: Центрально-Памирская, Рушан-Пшартская, Юго-Восточного и Юго-Западного Памира. Каждая группа зон обладает своими структурными и вещественными признаками.

В Центральном Памире широко развиты терригенно-карбонатные отложения, имеющие возраст от рифея до мезозоя, перекрытые кайнозойскими вулканитами и молассовыми толщами. Проявления магматизма связаны с двумя циклами: рифейским (?) и альпийским. В Ру-

шан-Пшартской группе зон присутствуют зеленосланцевые комплексы предположительно рифейского возраста« и позднепалеозойские терри-генно-карбонатные толщи, перекрытые рйфтогенными отложениями перми-триаса и юрскими карбонатами. Проявления магматизма связаны здесь с тремя циклами: раннекиммерийским, позднекиммерийским и альпийским. На Юго-Западном Памире ( ЮЗП ) широко развиты докемб-рийские породы, частично или полностью преобразованные в ранне-киммерийское время. Основные проявления магматизма относятся к раннекиммерийскому, позднекиммерийскому и альпийскому циклам тек-тогенеза ( Индосинийский, 1992; Буданов, 1993 ).

Юго-Восточный Памир ( ЮВП ) характеризуется широким развитием слабометаморфизованных отложений позднего палеозоя - мезозоя. Породы кристаллического фундамента здесь не обнажены, и, как полагают большинство исследователей, идентичны комплексам ЮВП. Магматизм проявлен в виде двух основных этапов: раннекиммерийского и позднекиммерийского.

Анализ пространственно-временного размещения магматизма свидетельствует, что в пределах Кйсного Памира проявлены два этапа формирования редкометалльных гранитов: раннекиммерийский ( Тз ) и позднекиммерийский ( Кг )•

Позднетриасовые редкометалльные граниты широко развиты на Юго-Восточном Памире ( Башгумбезский, Курустыкский, Уртабузский, Бозтеринский и др. массивы); кроме того, проявления их зафиксированы на Пшартском Памире. Напротив, редкометалльно-плюмазитовые граниты позднемелового возраста проявлены более скудно. В настоящее время достоверно известно два редкометалльно-гранитных массива, сопровождаемых Эг» - V/ оруденением и имеющих позднемеловой возраст. Это Базардаринский массив на территории ЮВП и Бугучид-жилгинский массив в Пшартском блоке Рушан-Пшартского Памира. Имеются данные о рудоносности Балтийского массива ( Дункельдыкский блок Рушан-Пшартского Памира ). Ранне- и позднекиммерийские рудоносные редкометалльные граниты приурочены к одним и тем же струк-турно-формационным зонам ( Окраинная и Промежуточная зоны ЮВП, _а также Пшартский и Дункельдыкский блоки Рушан-Пшартского Памира ). В других зонах гранитоиды подобного типа отсутствуют. Этот факт свидетельствует о наличии в разрезе вышеперечисленных зон специфических субстратов с повышенной редкометалльностыо за счет которых происходила генерация редкомегалльно-гранитных магм. Кроме

того все позднекиммерийские редкометалльные граниты пространственно совмещены с проявлениями интрузивного монцонитоидного магматизма мелового возраста и отсутствуют вне пределов его развития.

Глава 2. Меловые монцонитоиды Южного Памира.

В данной главе приводится краткое описание внутреннего строения и состава меловых монцонитоидных комплексов, участвующих в строении Аличурского и Базардаринского массивов ЮВП, Джерунсайс-кого и Гумбезкольского массивов Пшартского Памира.

Юго-Восточный Памир

Ажтурсущй плутон расположен в зоне сочленения ЮВП и ЮВП. Площадь его, вскрытая на современном уровне эрозионного среза, достигает 750 кв. км. Морфология массива в значительной мере определяется процессами альпийского текгогенеза.

Меловые монцонитоиды в пределах плутона представлены породами трех интрузивных комплексов: аеджилгинского, базаррыкского и акджарского, каждый из которых отвечает гомодромному ритму ( Владимиров и др. 1990 ). Акджилгинский комплекс объединяет породы от монцогаббро до кварцевых монцонитов. В его составе выделяется две автономных породных группы: субщелочная габброидная и монцонито-идная. В составе базаррыкского комплекса присутствуют монцонито-идная и монцогранит-аляскитовая породные группы. Акджарский комплекс представлен кордиеритовыми гранодиоритами и гранитами.

Главной особенностью монцонитоидов Аличурского плутона является сосуществование в широком диапазоне, кремнекислотности явно неравновесных парагенезисов: ранных " базитовых " ( клинопирок-сен, основной плагиоклаз, роговая обманка ) и поздних, " гранитных " ( биотит, калишпат, кварц, олигоклаз ). Оба парагенезиса представлены во всех породах, начиная от монцогаббро и кончая гранитами.

В пределах Базардаринского плутона достаточно полно проявлены породы только акджарского комплекса ( кордиеритовые гранодиориты, граниты и лейкограниты ).

Анализ петро- и геохимического состава монцонитоидов указыва-

ет на наличие нескольких автономных породных групп, образование которых не могло произойти за счет дифференциации единого материнского расплава. Породы монцонитоидной группы характеризуются, относительно континентальных латитовых серий других регионов мира ( по Таусону, 1984 ), пониженными содержаниями Зг, Ва. V, редких элементов группы железа, а также повышенными содержаниями и Из. Для них характерны асимметричные спектры распределения РЗЭ, как правило, без европиевого минимума. Граниты базаррыкского и акджарского комплексов по редкоэлементному составу относятся к стандартному геохимическому типу ( по Таусону,1977). Имеются существенные отличия в вещественном составе акджарских гранитоидов Аличурского и Бааардаринского плутонов: в последнем широко развиты кордиеритовые граниты ( 71 - 72% БЮг) повышенной калиевости и редкометалльности. По своему петрохимическому и редкоэлементному составу они близки к палингенно-метасоматическим гранитам ЮЗП ( ортобузский комплекс, по [ Индосинийский..,1992] ).

Результаты изотопно-геохронологических исследований ( Из - Бг метод ) подтверждают данные А.М.Месхи и В.И.Буданова о меловом возрасте монцонитоидов. Вместе с тем №> - Бг изотопная система оказалась весьма сложной и неоднородной. Точки составов габброи-дов и монцодиоритов акджилгинского и базаррыкского комплексов и их минералов С кроме биотита )образуют изохрону с параметрами Г = 107+15 млн. лет, ( 875г/8бЗг)о = 0,70870+20, СКВО = 0.2. Монцог-ранит-аляскиты базаррыкского и гранодиорит-граниты акджарского комплексов характеризуются более высокими значениями (87Зг/86Зг)о в пересчете на возраст массива ( 0.709 - 0.713 ). В этом плане они приближаются к породам рамы С мигматит-граниты гунтского комплекса,Тз, (87Зг/8бБг)о в пересчете на 107 млн. лет = 0,716 ).

Изучение изотопного состава N(1 показало, что от монцонитоидов к гранит-лейкогранитам имеет место постепенное уменьшение первичных отношений 143Ш/144Ш, пересчитанных на возраст массива. На диаграмме - Е(ЗгН" точки составов проанализированных об-

разцов образуют кривую, аналогичную кривым смешения мантийных и коровых магм ( по Г.Фору, 1989 ). Таким образом изотопные данные однозначно свидетельствуют о широком развитии процессов гибридиз-ма и смешения магм при формировании меловых монцонитоидов Южного Памира. Этот факт не противоречит и результатам термобарогеохими-ческих исследований ( Титов, 1992 ).

Пшаргский Памир

Монцонитоиды слагают на Пшартском Памире несколько плитооб-рагных интрузивов площадью 10-15 кв. км. Дкерунсайский массив сложен породами от биотит-амфиболовых кварцевых монцодиоритов до аплитов и пегматитов. Гумбезкольский массив состоит из трех фаз ( от биотитовых монцогранодиоритов до аплитов ).

В обоих массивах представлены две породные группы: монцони-тоидная и гранит-лейкогранитная. В сравнении с "типичными" монцо-нитоидами аличурского типа фазовый и петрографический состав мон-цонитоидов Пшартского Памира отличается полным отсутствием пород баэитовой группы и резко ограниченными количествами собственно моцонитоидов при широком развитии гранодиоритов и гранитов. Отметим также, что неравновесные минеральные парагенезисы, столь обычные для Аличурского плутона, в монцонитовдах Пшартского Памира встречаются реже. Они выражаются в наличии вкрапленников основного плагиоклаза и амфибола с одной стороны,а с другой - крупных порфировидных, нередко резорбированных выделений кварца и гранитном ( кварц+калишпат+кислый плагиоклаз+биотит ) ыатриксе.

Анализ содержаний петрогенных и редких компонентов в породах Джерунсайского и Гумбезкольского массивов показал, что их петро-химический, и, особенно, редкоэлементный состав существенно различается. Так в Гумбезкольском массиве все породы гранит-лейког-ранитного состава имеют ярко выраженную калиевую специализацию щелочей, пониженную глиноземистость и повышенные концентрации Бг и Ва С до 480 и 1050 г/т. соответственно). Близкие им по кремне-кислотности породы Джерунсайского массива характеризуются пониженными концентрациями щелочноземельных элементов ( Бг - в 3-4 раза, а Ва - в 10-12 раз).

По содержаниям редкоземельных элементов гранодиориты Джерунсайского и Гумбезкольского массивов близки к континентальным кварцевым латитам ( по Таусону,1078 ). Для них характерны асимметричные спектры распределения РЗЭ с небольших европиевым минимумом или без него. От ранних фаг к поздним наблюдается постепенное уменьшение суммарных содержаний РЗЭ, обусловленное исключительно обеднением легкими лантаноидами. В результате в поздних фазах С аплиты, калиевые граниты ) спектры РЗЭ имеют симметричную

или Y-образную форму с отчетливым европиевым минимумом ( Eu/Eu* = 0.35-0.41 ). В целом гранодиориты Гумбезкольского массива по составу ближе всего отвечают поздним фазам базаррыкского комплекса, а джерунсайские - акджарским гранодиоритам. Тенденции поведения редких и редкоземельных элементов в монцонитоидах Пшартского Памира идентичны наблюдаемым в магматической колонне Аличурского плутона на поздних стадиях ее формирования.

Данные изотопной геохронологии ( Rb - Sr метод ) доказывают меловой возраст монцонитоидов (Т=112+0.35 млн.лет и (87Sr/86Sr)o= 0.71071+7 для Джерунсайского массива и Т » 104+1 млн.лет., (87Sr/ 86Sr)o= 0.7107+2 - для Гумбезкольского). Подчеркнем принципиальную важность этих датировок, т.к. ранее радиологическое датирование монцонитоидов Пшартского Памира не производилось, а вывод об их меловом возрасте был сделан по сходству их вещественного состава с породами Аличурского плутона (Месхи. 1964; Буданов, 1064).

Изучение изотопии Nd показало, что гранодиориты обоих массивов имеют существенно коровую природу ( значения параметра E(Nd)t < -9 ).На диаграмме "E(Nd)t - E(Sr)t" точки их составов попадают на ту же кривую, что и монцонитоиды Аличурского плутона.

Таким образом проведенные исследования позволили установить высокую степень сходства монцонитоидов Юго-Восточного и Пшартского Памира и идентичность наблюдаемых в обоих случаях тенденций при формировании корово-мантийных магматических колонн.

Глава 3. Позднемеловые редкометалльные граниты Южного Памира Юго-Восточный Памир

Редкометалльные граниты ЮВП изучены и рассматриваются в данной работе на примере эталонотипного Базардаринского массива.

Внутреннее строение: Базардаринский массив ЮВП представляет собой штокообразное тело с крутыми контактами. Площадь вскрытой эрозией части составляет около 120 кв.км. Уровень эрозионного среза совпадает с апикальной частью массива, а по долинам рек достигает 1.5 - 2 км. Граниты прорывают слабометаморфизованные отложения перми-триаса, представленные в основном флишоидными толщами, обогащенными органическим веществом, глинистыми сланцами и граувакковыми песчаниками. Соли, эвалориты и другие специфичес-

кие отложения, которые могут существенно повлиять на флюидной режим магматизма, неизвестны не только в обрамлении массива, но и в региональных разрезах ЮВП.

В экзоконтактовых частях массива наблюдаются ореолы низкотемпературных роговиков. Следы активного гидротермального воздействия на породы рамы зафиксированы только для гранитов кобри-генского комплекса.

В строении массива принимают участие породы базаррык-акдаарс-кой группы комплексов ( см. главу 2 ) и редкометалльно-гранитной базардаринской ассоциации, представленной, в свою очередь, тремя магматическими комплексами:

Комплекс " Треаубец ". В состав комплекса включена единственная онгонитовая дайка, обнаруженная в северном экзоконтакте массива и не имеющая геологических взаимоотношений с другими гра-нитоидами. Ранее онгониты рассматривались в составе кобригенского комплекса ( Владимиров и др. 1991). В данной работе они впервые выделены в самостоятельный комплекс догранитного возраста на основе анализа тенденций поведения редких и редкоземельных элементов, особенностей флюидного режима и изотопных данных. Этот вывод не противоречит геологическим наблюдениям.

Базардарияский комплекс. Редкометалльные граниты, слагающие основной обьем массива. Представлен четырьмя интрузивными фазами.

1 фаза - мелко-среднезернистые, равномернозернистые или пор-фировидные биотитовые кордиеритсодержащие граниты. Обнаружены в виде ксеноблоков и небольших тел среди лейкогранитов ГФ и имеют явно гибридное происхождение,о чем свидетельствуют совместное присутствие минералов повышенной известковистости С Лабрадор, сфен ) и глиноземистости ( кордиерит).

г фаза, (главная) - крупнозернистые, в той или иной степени порфировидные биотит-мусковитовые (+Корд)-лейкограниты. Вкрапленники представлены кристаллами микроклин-пертита (до 3-5 см по удлинению) и округлыми зернами кварца, иногда имеющими следы коррозии. Структуры с-з матрикса - гранитные, иногда с мирмекитами. Минеральный состав: кварц 30-40 %., плагиоклаз 18-32 %, калишпат 25-35 X, биотит 2-6 X, мусковит 0-8 %, Корд (псевдоморфозы) - ед. знаки. Акцессорная специализация - апатит-циркон-монацит-флюори-товая (+топаз+касситерит). Необходимо заметить, что наличие вкрапленников калишпата и реликтов кордиерита является нетипичным

для пород со столь высокой кремнекислотностью. Присутствие их, наряду с наличием резорбированных зерен кварца, может служить косвенным доказательством процессов гибридизма, имевших место на глубинных уровнях.

3 фаза - среднезернистые, равномернозернистые или порфиро-видные биотит-мусковитовые лейкограниты, обычно слагающие пласто-образные тела в краевых частях массива.

4 фаза - мелкозернистые или аллитовидные лейкограниты, алли-ты. Характеризуются большим разнообразием: среди них выделяются биотитовые, биотит-мусковитовые и топаз-протолитионитовые разности. Слагают дайки и жилообразные тела различной ориентировки мощностью до 1м.

Особую позицию занимают топаз-и бериллсодержащие аплито-легма-тт, жилы которых слагают мощную субгоризонтальную зону в центральной части массива, приблизительно в 1.5 км по вертикали от его кровли. Их пространственное положение, особенности вещественного состава и наличие зональности двух порядков ( в пределах каждой жилы и зоны в целом ), позволяют предположить, что апли-то-пегматиты по существу представляют собой остаточный очаг, образовавшийся при смыкании двух фронтов кристаллизации ( от кровли и подошвы массива ).

Кобригенский комплекс: Разнозернистые топаз-протолитионитовые ( Тпз-Прт )-граниты с редкими жилами редкометалльных пегматитов. Встречены в северной и южной эндоконтактовых зонах массива. Слагают плитообразные тела мощностью от 2 до 40 м, имеющие субширотное простирание, аналогичное простиранию рудных жил на месторождении " Трезубец " и рудопроявлении " Жильное ". В разных телах породы варьруют по структурам от к-з, р-з или порфировидных до аплитовидных. Минеральный состав: Кв 30-40 %, Пл 25-40 X, Кпш 15-25 %, Тпз - до 5 %, слюды - до 5 X. В порфировидных выделениях (10-15 X) отмечаются протолитионит, кварц, топаз и полевые шпаты. Структуры основной массы - гранитные или аплитовые. Акцессорные минералы: циркон, монацит, касситерит, вольфрамит, апатит , турмалин, флюорит, ксенотим, рутил, ильменит, гранат. (Акелин, 1971; Владимиров и др. 1991).

Петрохитческий и редкоэлеменшый состав: Для всех пород ба-зардаринской ассоциации, включая онгониты, характерна пересыщен-ность глиноземом по отношению к щелочам и кальцию,что определяет

наличие в них высокоглиноземистых минералов ( биотит с 1 > 277°, топаз ). По содержаниям петрогенных окислов породы либо отвечают типичным лейкогранитам ( граниты и аплиты базардаринского и коб-ригенского комплексов ), либо занимают промежуточное положение между гранитами и лейкогранитами ( аплито-пегматиты ). Онгониты имеют близэвтектический состав и на диаграмме " кварц-альбит-ортоклаз " лежат вблизи эвтектического минимума при Р-3 кбар.

По геохимической специализации все породы ассоциации относятся к типу редкометалльно-плюмазитовых гранитов ( по Л.В.Таусо-ну ) или литий-фтористых гранитов ( по В.И.Коваленко ), а онгониты " Трезубца " и топаз-протолитионитовые граниты кобригенского комплекса имеют содержания литофильных элементов, близкие к средним для литий-фтористой фации редкометалльно-плюмазитовых грани-тоидов или превышающие их ( по Л.В.Таусону ).

Граниты ГФ базардаринского комплекса характеризуются слабо асимметричными спектрами РЗЭ с отчетливым Ей минимумом ( (Се/УЬ)н =2.9; Еи/Еи*=0.1д ). При переходе к гранитам и аплитам поздних фаз происходит заметное понижение содержаний РЗЭ ( главным образом легких ), выполаживание спектров и углубление Ей минимума: так, например, аплито-пегматиты имеют (Се/УЬ)ц=0.8 и Еи/Еи*=0.02.

Граниты кобригенского комплекса характеризуются еще более низкими содержаниями РЗЭ и глубоким Ей минимумом, при симметричных или У-образных формах спектров. Сходный тип распределения РЗЭ характерен и для онгонитов, но при минимальных во всей ассоциации содержаниях РЗЭ они имеют меньшую, по сравнению с кобригенскими гранитами, глубину минимумов.

В базардаринском комплексе, во временной последовательности " ГФ - ФДИ - ЗФ " наблюдаются следующие тенденции:

1) Изменение соотношения щелочей в пользу Ыа.

2) Снижение концентраций фемических петрогенных компонентов, редких элементов группы железа, Са, Бг.Ва, ТЬ, РЗЭДг, НГ, У.

3) Увеличение содержаний Г, и, Из, 5п, Та, МЬ и и.

Топаз-протолитионитовые граниты кобригенского комплекса в целом продолжают этот эволюционный тренд, хотя установлена статистически значимая дискретность составов двух комплексов как по содержаниям петрогенных компонентов С Na.Al.Ca), так и по уровню накопления типоморфных редких элементов. Онгониты занимают обособленное положение: с одной стороны они характеризуются макси-

мальной фторонасыщенностью, эвтектическим составом, минимальными содержаниями РЗЭ, Zr.Tl.Th; а с другой - пониженными содержаниями щелочных редких элементов, и, и повышенными - Бг, Ва и Ей.

Изучение состава слюд показало, что в гранитах базардаринс-кой ассоциации присутствуют два генетических ряда слюд: 1) Би-> Прт-> Цнв; 2) Му-> Фн-Му-> 1Л-Фн-Му. Первый ряд имеет магматическую природу, второй - постмагматическую (по НегкЗегэопеЬ. а1. ,1989). Эти два генетических ряда имеют резко различную направленность эволюции. Кроме того биотиты в гранитах базардаринского комплекса характеризуются содержаниями фтора до 1.5 мас.%, и аномально высокими для этого геохимического типа - хлора ( до 0.2 мас% ). В протолитионитах и циннвальдитах кобригенских гранитов содержания ? превышают наблюдаемые в базардаринских гранитах в три и более раза, а концентрации С1 находятся на фоновом уровне. Таким образом, по составу слюд устанавливаются существенные различия флюидного режима при формировании отдельных комплексов.

Исследования флюидного режима, проведенные В.П.Чупиным, А.С.Борисенко, А.В.Титовым и др. показали, что граниты Базардаринского комплекса кристаллизовались из недосыщенных флюидом расплавов при температурах 680-720°С. Для онгонитов " Трезубца " и кобригенских гранитов получены более низкие температуры гомогенизации РВ, 650-670°С ( Чупин и др. 1994 ). Доказано, что флюидный режим отдельных комплексов существенно различается: для онгонитов характерен резко восстановленный высокофтористый флюид, для гранитов базардаринского комплекса - флюид с повышенными содержаниями фтора и хлора, а для кобригенских гранитов - высокофтористый флюид практически без хлора. Сходные результаты получены и в результате проведенных автором криометрических исследований газово-жидких включений в пегматитах базардаринского и кобригенс-кого комплексов. Для первых характерны концентрированные ( > 25%) хлоридные растворы калий-натровой специализации, а для вторых -растворы натровой специализации с гораздо меньшими концентрациями ( < 15% ).

Изучение вертикальной зональности гранитов ГФ, проведенное по разрезу с перепадом высот более 1 км, показало отсутствие значимой зональности для петрогенных и, большинства редких элементов. Наличие зональности установлено только для Ы (увеличение концентраций с глубиной ) и Ва ( уменьшение ). Кроме того вниз по

разрезу монотонно возрастает железистость биотита. Изучение РВ во вкрапленниках кварца и остаточных стекол в разных частях разреза, проведенные В.П.Чупиным показали, что на всем интервале кристаллизация шла из недосыщенных водой расплавов (концентрации НгО= 6-7%, следы кипения фиксируются только в остаточных стеклах ) и при близких температурах ( 680-720 С°).

Изотопно-геохронологические исследования показали существенную неоднородность Ш-Зг изотопной системы. Изохронная зависимость обнаружена только для гранитов ГФ базардаринского комплекса (Т = 101+1.8 млн.лет;(873г/863г)о= 0.7096+13. Все остальные породы ассоциации имеют, при пересчете на возраст массива, более высокие первичные отношения изотопов (873г/863г).

Изотопные исследования Зт\ и N<1 показали что граниты базардаринского и кобригенского комплексов имеют равные, в пересчете на возраст массива, первичные отношения 143Нс1/144Ш, значительно более высокие, чем в предшествующих монцонитоидах ( Е(Ш)>-7 ). Изотопный состав № в онгонитах, напротив, аналогичен монцонитои-дам акджилгинского комплекса, в пересчете на их возраст. Кроме того онгониты " Трезубца " и граниты кобригенского комплекса характеризуются аномально высокими отношениями 147Зп/144Мс1 ( 0.47 и 0.429 соответственно ). Подобное увеличение изотопных отношений противоречит " классическим " представлениям, согласно которым по мере увеличения дифференцированности расплава 147Эп/144Мс1 в нем должно уменьшаться ( Г.Фор, 1989 ). Однако в лейкогранитной системе коэффициенты распределения " минерал - расплав " для большинства породообразующих минералов существенно изменяются. Как показывают расчеты, фракционирование ансамбля породообразующих и акцессорных минералов, отвечающего лейкограниту, приводит к повышению 147Зп/144Мс1 отношения в остаточном расплаве. Таким образом, высокие 147Зш/144Мс1 отношения в онгонитах и кобригенских гранитах свидетельствуют о высокой степени " дифференцированности " этих расплавов ( за счет глубокой дифференциации или повторного, переплавления ).

Пшартский Памир

Характеристика редкометалльных гранитов Пшартского Памира дана на примере Бугучиджилгинского массива. Интрузив представляет

собой штокообразное тело площадью около 10 кв.км, прорывающее терригенно-карбонатные и вулканогенные отложения Пшартского Памира, а также более древние гранитоиды. Массив сложен тремя интрузивными фазами: лейкогранитами, гранит-порфирами и аллитами. Минеральный состав и петрографические характеристики пород аналогичны наблюдаемым в базардаринском комплексе. Онгониты и ультра-редкометалльные граниты " кобригенского " типа отсутствуют.

Петрохимический и, особенно, редкоэлементный состав гранито-идов в значительной мере изменен постмагматическими процессами. Однако при изучении наименее измененных пород, отчетливо прослеживаются тенденции эволюции состава от ранних фаз к поздним, аналогичные имеющимся в базардаринских гранитах.

Результаты изотопно-геохронологических исследований свидетельствуют, что Rb-Sr изотопная система бугучиджилгинских гранитов была полностью изменена в альпийское время. Меловой возраст массива принят на основе наблюдаемых геологических взаимоотношений, а также сходства вещественного состава с гранитами Базарда-ринского массива ( Месхи, 1964; Буданов, 1964, 1993 ).

Глава 4. Петрогенезис редкометалльных гранитов Южного Памира

В данной главе на основе полученных данных обсуждаются возможные механизмы петрогенезиса редкометалльных гранитов, а также предлагается обобщенная модель их формирования на примере базар-даринской редкометалльно-гранитной ассоциации.

Особенности структурного положения и вещественного состава аплито-пегматитов Базардаринского массива позволяют связать их петрогенезис с процессами кристаллизационной дифференциацией лей-когранитной магмы на уровне становления. С целью проверки данного предположения были определены содержания редких и редкоземельных элементов в минералах гранитов ГФ. Полученные данные использовались для расчета реальных Kd " минерал-расплав " и проведения масс-балансовых расчетов, позволивших оценить предельные количества акцессорных минералов в породах. Затем полученные количественные соотношения и значения Ка использовались при модельных построениях. Работа была проделана совместно с к.г-м.н. О.М.Гур-киной и к.г-м.н.С.Н.Рудневым. Результаты моделирования, проведенного по Се,,Eu,Yb,Hf,Th,Rb,Sr и Ва, показали соответствие соста-

bob аплито-пегматитов расчетному тренду дифференциации магмы гранитов ГФ при степени кристаллизации около 90%.

. Наличие единого, эволюционного тренда от гранитов ГФ до пегматитов, включающего все породы промежуточных фаз, заставляет предполагать сходный генезис последних ( возможно в более глубинном промежуточном очаге ).

Наиболее сложным является вопрос о происхождении редкоме-талльно-лейкогранитных магм повышенной фтористости и калиевости, отвечающих базардаринским гранитам главной фазы.

На диаграмме " кварц-альбит-ортоклаз " точки составов гранитов ГФ даже при Р=1 кБар лежат в поле кристаллизации кварца. Подобный расплав не может образоваться при плавлении менее кремнекислого субстрата ( также, как и при дифференциации менее кремнекислого расплава ) в закрытой системе. В то же время результаты изучения флюидного режима не дают оснований предполагать наличие открытой системы и избытка флюида. Таким образом, образование подобных магм может быть связано только с вовлечением в процессы магмогенерации высококремнистого редкометалльного субстрата. Такие субстраты не имеют регионального распостранения на Южном Памире. Однако тесная связь редкометалльных лейкогранитов с проявлениями монцонитоидного магматизма позволяет предположить, что именно флюид, отделявшийся от монцонитоидных очагов, являлся ме-тасоматизирующим агентом и приводил к образованию локальных (скорее всего, приразломных ) зон высококремнистых метасоматитов.

Отсутствие рудоносных редкометалльных гранитов за пределами зоны Юго-Восточного Памира, даже в районах активного проявления монцонитоидного магматизма, свидетельствует, что само по себе наличие монцонитоидов и их флюида недостаточно для образования редкометалльных лейкогранитов ( например сходные по петрохимическому составу интрузивы Рушанского Памира относятся к стандартному геохимическому типу ). Очевидно необходимо, чтобы метасоматоз накладывался на субстрат, уже имеющий повышенные содержания литофиль-ных элементов, так как только в этом случае конечные метасоматиты будут ультраредкометалльными. По мнению А.Г.Владимирова ( 1993 ) образование подобного субстрата связано с процессами площадного кремний-калиевого метасоматоза, обусловленного коллизией и внут-риконтинентальной субдукцией, имевшей место в пределах Юго-Восточного Памира в позднетриасовое время.

Гибридный характер гранитов ГФ, выражающийся в наличии вкрапленников калишпата ( что нетипично при столь высокой кремне-кислотности ), реликтов кордиерита и зерен кварца со следами коррозии, позволяет утверждать, что вовлечение высококремнистых ме-тасоматитов в процессы магмогенерации происходило за счет внедрения палингенных гранитных магм, частичного плавления метасомати-тов и смешения " стандартных " гранитных расплавов с образовавшимися редкометалльными выплавками.

Более высокие, по сравнению с монцонитоидами, первичные отношения изотопов Бг и N(1 в гранитах ГФ свидетельствуют о наличии достаточно длительного промежутка времени между формированием ме-тасоматитов и их плавлением. За это время, благодаря повышенным ИУБг и зт/М отношениям, метасоматиты накопили " избыточные" радиогенные Бг и Ыс1.

Общность вещественного состава онгонитов и монцонитоидов, зафиксированная по изотопным данным, допускает два возможных механизма их петрогенезиса. Один из них ( глубокая дифференциация монцонитоидного расплава ), как выяснилось после всестороннего рассмотрения, не может объяснить ряд наблюдаемых фактов. По мнению автора образование оНгонитовых расплавов происходило при частичном плавлении высококремнистых метасоматитов на стадии их формирования, под воздействием высокотемпературного флюида.

Как говорилось выше, граниты кобригенского комплекса продолжают эволюционный ряд базардаринских гранитоидов. Наблюдаемые геохимические характеристики топаз-протолитионитовых гранитов отвечают модели глубокой ( >98Х ) кристаллизационной дифференциации гранитов ГФ . Однако отделение столь малых количеств остаточного расплава маловероятно. Кроме того, подобный механизм не может объяснить наблюдаемое срезание телами кобригенских гранитов постгранитных кварцевых жил базардаринского комплекса. Поэтому в качестве альтернативы, автором рассматривается модель частичного плавления базардаринских гранитов в промежуточной камере под воздействием флюида, отделяющегося при дегазации остаточного монцонитоидного очага.

Обобщенную модель формирования редкометалльно-гранитной ассоциации базардаринского массива можно, таким образом, представить в следующем виде:

При кристаллизации монцонитоидных расплавов в средних частях

коры происходит их частичная дегазация. Опережая расплавы, поток флюидов устремляется вверх по зоне разломов и образует на мезоа-биссальном уровне штокверк редкометалльных метасоматитов ( напомним, что субстрат, подвергающийся метасоматозу, уже был неоднократно переработан флюидами и имеет, в региональном плане, повышенные содержания литофильных элементов ). Образовавшиеся метасо-матиты имеют изотопные метки, аналогичные монцонитоидам, но отличаются от них резко повышенными отношениями 87№/865г и 147ап/144М. По мере повышения температуры в отдельных участках метасоматитов начинается плавление. Генерируемые ультраредкоме-талльные расплавы, имеющие близэвтектический состав, проникают на гипабиссальный уровень и там застывают, образуя онгонитовые дайки.

В дальнейшем за счет подьема теплового фронта происходит постепенное вовлечение в процессы магмогенерации вещества коры на все более высоких уровнях, приводящее к образованию гранитов " стандартного " геохимического типа. Продолжительность этого этапа составляет первые миллионы лет. В приразломных метасоматитах в это время происходит распад радиоактивных изотопов, приводящий к накоплению избыточного радиогенного Зг и N6.

При тектонической активизации, по обновленным разломам происходит внедрение в более высокие уровни земной коры палингенных гранитных расплавов "стандартного" типа С акджарский комплекс), недосыщенных летучими и, поэтому, относительно подвижных. По мере подьема этих магм и повышения температуры начинается частичное плавление метасоматитов. Образовавшиеся выплавки смешиваются с поднимающимися палингенными гранитами, образуя в итоге гибридную магму повышенной калиевости, фтористости и редкометалльности. Увеличение кремнекислотности расплава происходит за счет захвата части реститового кварца из метасоматитов. Таким образом образуются гибридные редкометалльно-гранитные магмы, с одной стороны сохраняющие некоторые признаки первичных палингенных расплавов ( вкрапленники калишпата, реликты кордиерита), а с другой - несущие следы активного плавления метасоматитов ( реститокристы кварца, повышенная редкометалльность и т.д.).

Образовавшаяся лейкогранитная магма внедряется в приповерхностные слои земной коры. При этом она интрудирует и частично поглощает ( на глубинных уровнях ) предшествующие метасоматиты и

большую часть догранитных онгонитовых даек ( подобная картина зафиксирована недавно на Этыкинском месторождении в Забайкалье ( Бескин и др., 1994)).

С образованием и поступлением на уровень становления значительных обьемов редкометалльно-гранитных магм заканчивается прогрессивный этап развития магматической колонны. Дальнейшие события относятся уже к регрессивному этапу и происходят на фоне постепенного опускания изотерм в коре и снижения температур в магматических очагах. Этому этапу отвечают процессы кристаллизационной дифференциации лейкогранитных магм на уровне становления массива и в промежуточных камерах ( формирование пегматитов In situ, жильных гранитов и аплитов ).

Последний этап связан с понижением изотерм и окончательной кристаллизацией мезоабиссальных и абиссальных монцонитоидных очагов. Он также сопровождается локальным отделением флюидов при вскрытии остаточных камер. Объем этих флюидов незначителен, но можно предположить, что именно под их воздействием происходит локальное плавление наиболее редкометалльных ( а следовательно и самых легкоплавких ) образований уже сформировавшейся магматической колонны. Весьма вероятно, что при участии этих же флюидов происходит и формирование постмагматических рудоносных кварцевых жил.

Изложенная модель, позволяющая непротиворечиво обьяснить весь комплекс фактических данных, результаты численного моделирования поведения редких и редкоземельных элементов, а также Sr -Nd изотопные отношения, приводит еще к одному выводу: формирование редкометалльно-гранитной системы над монцонитоидным очагом происходит пульсационно ( многоэтапно ) и начинается практически одновременно с появлением крупных обьемов монцонитоидных ( монцо-габброидных ) магм в низах коры. Только в этом случае удается обьяснить имеющийся разброс Sr-Nd отношений, накладывающий жесткие ограничения на характер эволюции Rb/Sr и Sm/Nd систем, а также временной интервал, необходимый для накопления дочерних радиогенных изотопов ( не менее 10 млн.лет ). Этот вывод требует проверки на других геологических примерах.

Глава 5. Южнопамирская оловорудная провинция как составная часть оловоносного пояса Юго-Восточной Азии

В данной главе проводится анализ тенденций пространственного и временного размещения редкометалльных гранитов на территории Индонезийско-Малайзийско-Тайландско-Бирманско-Памирского оловоносного пояса. Установлено, что тенденции эти идентичны на Южном Памире и в странах Юго-Восточной Азии. Выделяются два этапа проявления редкометалльно-гранитного магматизма: раннекиммерийский и позднекиммерийский. Гранитоиды первого этапа приурочены к коллизионным границам террейнов, причем особенности их геохимического состава зависят от состава вмещающих блоков. В большинстве случаев эти гранитоиды не сопровождаются проявлениями более основного мантийного магматизма.

Граниты второго этапа распространены только в районах развития рудоносных раннекиммерийских гранитоидов и, в отличие от последних, тесно связаны с предшествующими проявлениями мелового монцонитоидного магматизма.

Особенности вещественного и изотопного состава одновозраст-ных гранитоидов Южного Памира и Юго-Восточной Азии также идентичны. Редкометалльно-гранитный магматизм первого этапа представлен калиевыми плюмазитовыми гранитами с кремнекислотностью 69-727., содержащими высокоглиноземистые мафические минералы ( кордиерит, гранат). Наряду с высокой редкометалльностью они характеризуются повышенными содержаниями когерентных элементов и асимметричными спектрами распределения РЗЭ. Гранитоиды второго этапа - это лей-кограниты, аналогичные вышеописанному базардаринскому типу. Они обеднены когерентными элементами и имеют симметричные или слабоасимметричные спектры РЗЭ. Первичные отношения изотопов Бг в них ниже, чем в гранитоидах первого этапа, а изотопные отношения N(1 более высокие, чем в связанных с ними монцонитоидах и стандартных Б-гранитах.

Подобное сходство гранитоидов Юго-Восточной Азии и Памира доказывает образование их по близкому механизму и в идентичных геодинамических обстановках: раннекиммерийских - в условиях коллизионной тектоники террейнов, позднекиммерийских - в тыловой части АКО андского типа.

Заключение: соответствует по содержанию основным защищаемым положениям.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Владимиров А.Г., Крук H.H., Чупин В.П. и др. Петрология топаз-протолитионитовых гранитов и онгонитов Базардаринского рудного района ( Юго-Восточный Памир ) // Геология и геофизи-ка.-1991.- N 4.- С. 40 - 48.

2. Владимиров А.Г., Чупин В.П., Крук H.H., Аверкин Ю.А. Динамика кристаллизации многофазных лейкогранитных массивов и проблема остаточных очагов литий-фтористых магм // Доклады РАН, -1992.- т.328 - N.2.

3. Руднев С.Н., Крук H.H. Типоморфные особенности слюд в олово-вольфрамоносных гранитах Юго-Восточного Памира // Петрология, геохимия и рудоносность интрузивных комплексов юга Сибири. -Новосибирск, Изд-во ИГиГ СО АН СССР,1991. - С. 126 -149.

4. Борисенко A.C., Боровиков A.A., Шебанин А.П., Павлова Г.Г., Крук H.H., Морцев Н.К. Эндогенные флюиды олово-серебряных рудообразующих систем Базардаринского рудного района ( Юго-Восточный Памир )// Термобарогеохимия минералообразующих процессов, выпуск 3.- Новосибирск, . Изд-во ОИГГМ СО РАН, 1994.- С. 83-91.

5. Крук H.H., Владимиров А.Г. Гранитоидный магматизм и геодинамика Индонезийско-Малайзийско-Тайландско-Бирманско-Памирского оловоносного пояса. // Тезисы доклада Совещания по металлогении Азии - Свердловск, 1995 г.

6. Титов A.B., Владимиров А.Г., Крук H.H., Палесский C.B. Петрология и возраст 'вулканитов Кызылрабатской структуры ( Юго-Восточный Памир ) // в печати.