Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Термолюминесцентные свойства кайнозойских гранитоидов Тырныауза (Северный Кавказ), их петрологическое и поисковое значение

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Термолюминесцентные свойства кайнозойских гранитоидов Тырныауза (Северный Кавказ), их петрологическое и поисковое значение"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В.ЛОМОНОСОВА

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ > г г- ~ Кафедра петрологии

¡0 .,, I

На правах рукописи

СААД АДЦЕЛЬХАМИД ХАЛИЛЬ ХАЛИЛЬ

ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНТШЕ СВОЙСТВА КАЙНОЗОЙСКИХ ГРАНИТОИДОВ ТЫРНЫАУЗА /СЕВЕРНЫЙ КАВКАЗ/, ИХ ПЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ И ПОИСКОВОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Специальность 04.00.08 - петрография и вулканология

■ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук.

Москва - 1993 г.

Работа выполнена на кафедре петрологии геологического факультета Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова. •

Научный руководитель - кандидат геолого-минералогических

наук, доцент А.Д.Ракчеев.

Официальные оппоненты: - доктор геолого-минералогических не

профессор В.В.Ляхович/йЛСАН/ - кандидат геолого-минералогических наук,В.М.Сергеев/

Ведущая организация - Научно-производственное предприята

"Недра" /г.Ярославль/.

Защита состоится 1^) час В с» мин ъ

ауд. 829'на заседании специализированного ученого Совета К.С 05.08 по петрографии, геохимии и геохимическим методам поиск месторождений полезных ископаемых геологического факультета Адрес: 119899,Москва,Воробьевы горы,МГУ,геологический факуль

С диссертацей можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ, зона "А^,6 этаж.

Автореферат раз о слан "Л-Я " 1993 г.

Ученый секретарь специализированного Ученого Совета ст.научн.сотр.

А.М.Батанова

ВВЕДЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена изучению термолюминесцентных свойств кайнозойских гранитоидов Тырныауза, о некоторыми из которых связано промышленное вольфрам-молибденовое оруднвние.

Актуальность работы обусловлена возрастающими требованиями к методике проведения поисковых работ и необходимостью расширения .минерально-сырьевой базы крупного действующего вольфрамо-молибде-нового комбината в г.Тырныаузе.

Цель-и задачи исследования заключались в поаытке использования новой экспрессной методике термолюминесцентного анализа для решения ряда задач, стоящих перед геологами-поисковиками, изучаю-' щими Тырныаузское рудное полеВчисло таких задач входило:

1) наховдение способа быстрой идентификации разновозрастных жильных гранитоидов, которые часто по внешнему облику трудно отличать друг от друга. В эту группу попадают как более ранние лейко-

' кратовые гранитоиды типа "Паук" и типа "Самолет" и многочисленные жильные апофизы более молодых-гранитов Эльджуртинского массива.

2) Изучение характера термолюминесценции лейкократовых гранитоидов как вблизи, так и вдали от рудных тел с целью нахождения новых дополнительных посковых критериев.

3) Выяснение характера изменения термолюминесценции эльдаур-тинских гранитов с глубиной с целью выявления скрытой вертикальной зональности в гранитном массиве, вскрытом скважинами на глубину около пяти километоров.

Этими задачами и определился характер диссертационной работы.

Фактический материал. Для выполнения диссертационной работы были проведены полевые исследования в районе Тырныаузского месторождения на Северном Кавказе. Автор диссертации работал в составе Кавказской петрографической партии кафедры петрографии МГУ. В поле проводились геологические наблюдения на поверхности и в го-ных выработках, документировался керн пробуренных скважин, дела- • лись зарисовки и собирался каменный материал, который в камеральный период изучался в шлифах под микроскопом и на термолюминео-центной установке в лаборатории кафедры петрографии. Было снято около ста кривых термолюминесценции, которые затем'интерпретировались и систематизировались. Для петрохимической характеристики

изучаемых гранитоидов были использованы химическйе анализы, заимствованные из опубликованных и рукописных работ различных авторов. Химизм породообразующих сиаикатов изучался с помощью микро-зондовых анализов, полученных в лаборатории кафедры петрографии. Для градуировки термометрических измерений методом термолюминесценции были использование данные геофизической термометрии, любезно предоставленные геологами научно-производственного предприятия "Недра" (г.Ярославль), изучавших данные сверхглубокого бурения в районе Тырныауза.

Научная новизна работы заключается в том, что термолюминесценция валовых порошковых проб гранитоидов является устойчивой типоморфной характеристикой, которую можно использовать для быстрой идентификации макроскопически сходных, но разновозрастных жильных гранитоидов. С помощью термолюминесценции можно выяснять термальную гранитоидов поело их образования и выделять участки, где гранитоиды подвергались вторичному подогреву и метасоматичес-кой обработке под действием поздних растворов и флюидов. С помощью термолюминесценции выявлена вертикальная расслоенность интрузии эльджуртинских гранитов, а также закономерное изменена термолюминесцентных кривых с глубиной, что позволяет делать оценки температур на больших глубинах при бурении сверхглубоких скважин.

Практическая значимость работы. Установлено закономерное изменение в характере кривых термолюминесценции лейкократовых гранитоидов по мере приближения к зонам скарнирования и орудне-ния, что может иметь поисковое значение. Установление с помощью 'термолюминесценции расслоенности интрузии эльджуртинских гранитов может также иметь поисковую значимость при выявлении потенциально рудоносных магматических очагов'на глубине. Термолюминесценцию можно использовать для оценки температур на глубине при бурении, что требует гораздо меньше времени и материальных затрат, чем при обычной геофизической термометрии.

Дпробашш работы. Результаты работ докладывались и обсуждал: на петрографической секции МОШ. Одна статья по теме диссертации опубликована в бюллетене МОИП, геологическая серия, а другая сдана в печать.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа пред-тавляет рукопись объемом в 113страниц машинописного текста. Она одержит таблиц ш рисунков. Диссертация состоит помимо ведения из семи глав и списка литературы, включающего $0 аименованяй.

Работа выполнена на кафедре петрографии геологического акультета МГУ под научным руководством доцента А.Д.Ракчеева, . которому автор глубоко благодарен за постоянную помощь в проведали исследований и за ценные советы по написанию диссертацион-:ой работы. Автор признателен также всему коллективу кафедры .етрографии за чуткое отношение и внимание к моей работе.

Содержание работы ■

Глава I. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

В этой главе показано, что в районе Тырннаузского месторождения широкое развитие получили мелкие гипабиссальные тела, шльные и дайковые породы лейкократовых грапитоидов типа "Паук" I типа "Самолет", а также жильные микрограниты и гранит-порфи-ш, являющиеся апофизами Эльдауртинского массива биотитовых хра-штов. Геология и петрография этих гипабиссальных интрузивных . збразований хорошо изучена целым рядом исследователей, однако 1ри документации керна скважин, а'также при поверхностном поисковом геологич'еском картировашш не всегда просто решить с каким типом гранитоидных жил и гипабиссальных тел имеешь дело, т.к. по знешнему облику они часто сходны. Обычно это мелкозернистые, захаровидные, иногда порфировидные светлые породы, напоминающие ашшты. Различать их можно только в шлифах или по химизму, но изготовление шлифов и химических анализов требует много времени и стоит дорого. В то же время знание типа гранитоида, встреченно-' го на том или ином участке рудного поля для геологов-поисяовиков чрезвычайно важно, т.к. промышленное орудненио генетически и по времени близки только К более ранним интрузивным фазам жилышх" гранитоидов. По этой причине геологи-поисковики стремятся получить относительно простой дешевый и экспрессный метод определения типов жильных гранитоидов. К числу таких методов относится термолю-

люминесцентный метод, который как показали многие исследовател! позволяет решать ряд геологических и петрологических задач, в том числе и проводить идентификацию различных гранитоидов. . К сожалению, термолюминесцентные свойства гранитоидов Тырныаузг ни кем не изучались. В районе Тырныаузского месторовдения про! далось изучение термолюминесценции только карбонатных пород В.М.Сергеевым, который убедительно показал, что термолюминесцеь ция образцов мраморов отобранных вдали и вблизи от контакта с гранитами, закономерно изменялась.

Известно, что лейкократовые гранитоиды в районе Тырныауза по мере приближения к оруднелым зонам испытали некоторые структурные изменения, связанные с воздействием флюидов и растворов, обусловивших появление скарнов и оруднения. Можно полагать, чтс термолюминесцентные'свойства образцов лейкократовых гранитоидо! отобранных вдали и вблизи от зон скарнирования и рудообразовани также будут различаться, а это могло бы иметь определенное пои ковое значение

При документации керна глубоких скважин, пробуренных за последние годы в районе Тырныауза (скв. 1500, 1501 и сверхглубс кая 150СД ) стала выявляться вертикальная неоднородность, рассл енность Эльджуртинского гранитного массива (Венцловайте, Ракчее Железнов, 1989г.; Венцловайте, Ракчеев, 1991г.; Скрябин, 1992г. Венцловайте, 1993г.; Чжу Юн-Фэн, 1993г. и др.), выраженная как изменении химизма, так и минерального состава эльджуртинских гр нитов по вертикали. Такая расслоенность носит иногда скрытый ха рактер. С этой точки зрения несомненный интерес представляет ие чение-термолюминесценции гранитов в большом вертикальном диапаг не и,в частности, на глубинах свыше 3000 м, где,как выяснилось при сверхглубоком бурении господствуют,относительно высокие тел пературы, связанные с действием геотермического градиента. .

На решение указанных задач и была направлена диссертацион-.ная работа.

Глава П. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ РАЙОНА ТЫРШАУЗСК0Г0 МЕСТОРОЖДЕНИЯ

С момента открытия (1934 г.) Тырныаузского месторождения айон Тырныауза изучался многими геологами, петрологами, минералогами и геохимиками. В настоящей главе по литературным данным ана геологическая характеристика района месторождения, который неположен в пределах мобильной и сложно построенной Пшекиш -'ырныаузской зоне Передового хребта на Северном Кавказе. Указания зона представляет собой узкую (не более 4 км) грабен-синкли-галь, сложенную в основном среднепалеозойскими и мезозойскими

. , вылканогенно-осадочными образования и значительным количе-' ¡твом разновозрастных интрузивных тел ультраосновного, основного,' ¡рвднего и кислого составов. С севера и юга указанная зона гра-ичит с докембрийскими и нижнепалеозойскими метаморфическими слан-щми, гнейсами и мигматитами. Возраст пород в пределах Пшекиш - . .■"ырныаузской зоны в районе- Тырныауза определялся по единичным шходкам флоры в песчаниках и конгломератах С^ и С3 и фауны в сланцах Мукуланской свиты •

Все породы, слагающие указанную зону, в большей или меньшей ¡тепени испытали метаморфизм. Филлиты, песчаники, конгломераты и зулканогенные порода превращены в центральной части рудного поля в 5иотитовыв, биотит-амфиболовые, амфиболовые, кордиерит-андалузит содержащие роговики, а карбонатные породы в массивные и слоистые Фаморы^'.

Интрузивные образования в районе Тырныауза подразделяются 'на два разновозрастные-группы. К райним интрузиям относятся тела гльтраосновных и основных пород, представленных измененными 1еридотитами, пир'оксенитами, габбро, габбро-диабазами, каледоно-*ого или раннегерцинского возраста. К поздним кайнозойским интрузивным образованиям относятся жильные я штокообразные тела лей-гократовых гранитовдов. (типа ТЗаук" .и "Самолет"), биотитовые пор-. Лировидные граниты Эльджуртинского массива и субвулканические гела липаритов. По взаимным пересечениям выделяется не менее двух зтадий внедрения магмы, породившей штокообразные тела и жилы яейкократовых гранитоидов. Эльджуртинские граниты пересекают лей-кократовые гранитоиды, а субвылканические дайки г штокообразные гела липаритов в своюгочередь пересекают массив зявджуртинских гранитов. :

Абсолютный возраст лейкократ9Вых гранитов по литературным данным равен 20 млн.лет (Ляхович, 1974 г.), а эльджуртинских гранитов и субвулканических липаритов 1,9 - 2,0 млн.лет (Звягинцев, Борсук, 1978 г.; Колесников, Соболев и др. 1990 г.).

Глава Ш. КАЙНОЗОЙСКИЙ ГРАНИТОВДШЙ МАГМАТИЗМ РАЙОНЫ ТЫРНЫАУЗА

В этой главе дается общегеологичеокая характеристика лейкО' кратовых гранитоидов и биотитовых гранитов Эльджуртинского масс] ва. С магматизмом, породившим указанные гранитоиды, связан кон-■ тактовый метаморфизм вмещающих пород, скарнирование и вольфрам • -молибденовое оруднение, поэтому геология и петрография кайнозой! ких гранитоидов привлекали внимание многих исследователей. Изучением их начали заниматься с момента открытия Тырныаузского 1»;е рождения. В последующие годы вплоть до настоящего времени изучение их продолжалось. За этот период.опубликовано много работ, касающихся геологии, петрографии и геохимии молодых гранитоидов Тырныауза. В настоящей главе проводится по литературным данным и личным наблюдениям автора общегеологическая характеристика ле: кократовых гранитоидов и гранитов Эльджуртинского массива.

В группу лейкократовых гранитоидов района Тырныауза объединяются разнообразные светлые интрузивные породы кварцполевошпа тового состава, лишенные или почти лишенные темноцветных минералов и встречающихся в виде жил, даек и более сложных по форме гипабиссальных тел.

Наиболее крупное тело лейкократовых гранитоидов сложной ' паукообразной формы с большим количеством подводящих каналов получило название "Паук". Лейкократовые гранитоиды типа "Паук" встречаются также и в виде более мелких жильных или дайковых образований. По составу и структуре они отвечают микроплагиограни там или плагиогранит-порфирам. Лейкократовые гранитоиды типа "Паук" представляют наиболее ранние интрузивные фазы кайнозойского граяитоидного магматизма.

К другой относительно крупной интрузивной залежи лейкократ вых гранитоидов относится' тело светлых гранит-порфиров, получив шее название "Самолет". Оно имеет целую систему разветвляющихся апофиз и слагается светлыми кварц-двуполевошпатовыми породами с вкрапленниками кварца, плагиоклаза и натрикалиевого полевого

птапа. В других случаях это белые сахаровидные породы, отвечающие аплитовидным микрогранитам. Жилы и дайки этих лейкократовых рранитоидов вскрыты многочисленными скважинами и горными выработ-гами. Эти интрузивные образования относятся ко второй фазешед- • зения гранитной магмы, но они являются более древними чем эльд-куртинские граниты, которые их пересекают.

Элвджуртинский массив биотитовых гранитов является наиболее крупным интрузивным телом в районе Тырныауза. По отношению к змещающим породам массив является дискордантным, секущим напластование и слоистость вмещающих пород. В главе подробно описывают-5Я его форма, размеры и характер контактов с вмещающими породами. .

Эльджуртинский массив гранитов расслоен по вертикали, хотя такая расслоенность не всегда отчетливо выявляется. Материалы по 1зучению керна глубоких скважин'(скв. 1501, сверхглубокая скв. и у).) показывают, что такое расслоение выражается в чередовании относительно лейкократовых и меланократовых (обогащенных биотитом) разностей гранитов. Мощность указанных прослоев сильно варьирует

1 может доходить до нескольких десятков и даже сотен-метров. В леланократовых прослоях обнаруживается повышенное количество еще 5олее меланократовых шлировидных обособлений, образование кото-)ых связано с местным локальным расслоением магмы, что обуслов-1ено неравномерным распределением летучих компонентов в магмати-1еском расплаве.

Абсолютный возраст эльджуртинских гранитов дает цифры около

2 млн.лет.-

Глава 1У. ПЕТРОГРАФИЯ И ПЕТРОХИМИЯ КАЙНОЗОЙСКИХ ГРАНИТОВДОВ

В главе дается детальная петрографическая'характеристика зсех разновидностей лейкократовых гранитоидов и гранитов Эльдаур-гинского массива с приведением необходимых кристаллооптических <онстант и химических анализов главных породообразующих минора- . хов, полученных с помощью микрозонда.

Под микроскопом устанавливается, что лейкократовые гранито-иды типа "Паук" состоят в основном из кварца, плагиоклаза и редко 5иотита, а в гранитоидах типа "Самолет"-кроме этих минералов цшсутствует еще и натрикалиевый полевой шпат. Из акцессорных

минералов в обоих типах обнаруживается апатит, циркон, флюорит, сфен, ортит, а также наложенные рудные минералы и скарновые гранат и геденбергит. К числу втоичных минералов•отмечаются , альбит, серицит, хлорит, эпидот, кальций и каолинит.

Лейкократовые гранитоиды характеризуются непостоянством структурно-текстурных особенностей,что в основном зависит от наличия и отсутствия вкрапленников, от их размеров и размеров зере* слагающих основную массу пород. Средний размер вкрапленников варьирует от I до 4 мм, а зерен основной массы от 0,05 до 0,4 мм. Порфировидные выделения чаще представлены кварцем и плагиоклазом, реже натрикалиевым полевым шпатом и биотитом.

Характерной чертой лейкократовых гранитоидов является наличие в них своеобразных вытянутых червеобразных скоплений кварца, которые нередко параллельны контактам жил и даек, что, вероятно, указывает на магматическую природу таких кварцевых образований. Иногда наблюдаются и более поздние секущие их кварцевые прожилки.

Содержание плагиоклаза и кварца в лейкократовых гранитоидах. непостоянно и варьирует от 30 до 60%. Непостоянен и состав плагис клаза. Натрикалиевый полевой шпат представлен анартоклазом ( 2V от 41°до 53°). Обнаруживается он в'гранитоидах типа "Самолет".

Биотит в лейкократовых гранитоидах. или отсутствует или соде]; жание его не превышает 2%. Он имеет низкую железистость ( не более 22%). Листочки биотита содержат обычно мелкие включения цщ кона. '

• ■ Структура лейкократовых гранитоидов непостоянна. В одних 'случаях она порфировиднря, в других микрогранитовая.и на Северно» участке встречены гранитоиды с микрофельзитовой структурой. По .мере'приближения к зонам скарнирования и оруднения в лейкократовь гранитоидах структура начинает несколько видоизменяться, что вырг жается,- прежде всего, в изменении контуров зерен минералов, что затушевывает первичную микрогранитовую структуру. ■

Эльджуртинские биотитовые граниты - это серые или розовато-серые порфировидные породы. Порфировидный облик их обусловлен наличием крупных (до нескольких см), вкрапленников плагиоклаза,

нтрикалиевого полевого шпата и кварца, выделяющих на фоне относи-ельно крупнозернистой основной,массы этих пород. Главнейшими ородообразующими минералами здесь являются плагиклаз.натрикалие-ый полевой шпат, кварц и биотит. На больших глубинах встречен усковит. Количественные соотношения этих минералов от участка участку варьируют. Акцессорные минералы здесь представлены ирконом, апатитом, ортитом,' флюоритом и сфеном. К числу вторич-ых минералов относятся серицит, хлорит, кальцит.

Плагиоклаз в эльджуртинских гранитах представлен тремя гене-ациями. К первой из них относится плагиоклаз с содержанием в ентральной (ядерной) части кристаллов от 44 до 59% анортитовой оставляющей. Краевые зоны соответствуют плагиоклазу № 14 - 17. азмеры кристаллов этого плагиоклаза варьируют от I до 5,5 мм. ентральные части зональных кристаллов плагиоклаза первой гене-вции имеют пятнисто-блочное строение. Плагиоклаз этот содержит не олее 0,3 весов.% К^о' . К плагиоклазу второй генерации относят-а. также зональные плагиоклазы, отвечающие по составу андезину, цра такого плагиоклаза содержат от 33 до 43$ анортитового композита. Размеры выделений его варьируют от 0,8 до 1,5 мм. Содержа-яе ХщО колеблется от 0,2 до 0,45 вес.О. Плагиоклаз третей энерации представлен олигоклазом и олигоклаз-андезином (№ 23-30). я содержит ¿С>о от 0,25 до 0,75 вво.%. Плагиоклазы всех генера-нй обладают хорошим идиоморфизмом.

Натрикалиевый полевой шпат присутствует в эльджуртинских эанитах обычно в количестве 30-33$. Порфировые выделения этого анерала образуют крупные до 3,5 - 5 см кристаллы, часто сдвойни-званные. Наблюдается йередко ростовая зональность. В централь-IX частях таких кристаллов содержание доходит до 3,7%,

в краевых до 1,3-1,7 вес.Я.

По данным Э'.-Э.Сендерова и др. (1978 г.), проводивших рент-эновские исследования, натрикалиевые, полевые шпаты эльдауртинс-ж.гранитов представлены санидинами. Величины 2V колеблются пределах 40-50°.

Количество биотита в эльджуртинских гранитах непостоянно, лекократовых разностях содержание его не более 5-7$, а в мела-зкратовых 15-20%. Биотит содержит включения циркойа, вокруг ко-зрых наблвдаются плеохроичные ореолы. Чешуйки биотита обычно жальны по составу. От центра к краю чешуек меняется содержание

титана, алюминия, железа, магния и хлора. Железистость биотита варьирует в пределах 55-82$, что гораздо выше чем железистость биотитов лейкократовых гранитоидов. Такая железистость по данным Д.С.Штейнберга и др. (1971 г.) характерна для среднетемператур-ных гранитов (650-700°С). На диаграмме ИрО-РеО~М/Р3 показано,'что вариации в содержании железа, магния, алюминия относительно не велики. Большинство микрозондовых анализов показал уменьшение титанистости биотитовых в краевых частях их листочков

Общая структура эльджуртинских гранитов порфировидная. Порфиров: выделения в отдельных случаях могут составлять от 40 до 6032.

Особенности химизма кайнозойских гранитоидов Тырныауза показаны на петрохимических диаграммах в системах:

?юл - (Хо^О+КхР) И $юх - Кх0 - №Х0+Ссиэ) . фигурати ные точки каждой группы изученных гранитоидов заметно разобщены и образуют свои характерные поля (см.рисЛ).

По данным В.В.Ляховича (1976 г.) эльджуртинские граниты содержат больше циркония и меньше. № и Мд по сравнению с лейкократ выми гранитоидами обоих типов. По данным В.А.Клипко в гранитах Эльджуртинского массива .содержится больше урана, чем в лейкокра-товых гранитоидах, что несомненно, связано с различным содержанием циркона в этих породах.

Глава У. ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНТШЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

В'главе излагается краткая история развития термолюминесцен ного метода, т.к. явление люминесценции минералов и горных порол при нагревании их до температуры красного камня известно с давни времен и исследователи пытались использовать это свойство для решения разных минералогических игеологических задач. Рассмотре на на базе зонной теории твердогс^физическая сущность термолюминесцентного метода, а также различные аспекты его использования настоящее время в геологии, минералогии и петрологии. В главе описана также используемая термолюминесцентная установка, которг состоит из шести различных блоков, а также методика получения кривых термовысвёчивания порошковых проб гранитоидов. Нагревание проб проводилось от комнатной температуры до 350°. Время нагре-

ва не превышало 5 минут. Изучались порошковые пробы стандартной навески с диаметром частиц от 0,25 до 0,5 мм. Образцы отобрались свежие, не подвергавшиеся поверхностному ожелезнению, выветриванию и солнечному загару. Полученные кривые термолюминесценции записывались в едином масштабе, с одним фотоэлектронным умножителем и при одном режиме усиления.

Глава У1. ТЕРМОЖМИНВСЦЕНЦИЯ КАЙНОЗОЙСКИХ ГРАНИТОВДОВ

ТЫРНЫАУЗА

Полученные данные по термолюминесценции гранитоидов показывает, что все гранитоиды заметно отличаются друг от друга по положению главного максимума на кривых термовысвечивания с температурной шкале, а также и по высоте, что связано о интенсивностью свечения (см.рис.£ ). Наиболее высокие главны^максимумы наблюдаются у гранитоидов типа "Паук" (90-95 усл.ед.). У гранитоидов типа "Самолет" главный максимум несколько ниже и еще ниже он у эльджуртинских гранитов.

Выявилось закономерное изменение характера термолюминесцентных кривых лейкократовых гранитоидов по мере приближения к зонам скарнирования и оруднения, состоящее в том, что на кривых постепенно исчезают все низкотемпературные максимумы.и низкотемпературный край кривых постепенно смещается в сторону более высоких температур (см.рис.З К

Установлена зависимость интенсивности термолюминесценции эльджуртинских гранитов от содержания в них циркона, тесно ассоциирующегося с биотитом. Наблюдается также резкое и многократное изменение высоты главного максимума на кривых термолюминесценции в вертикальном разрезе массива эльджуртинских гранитов,

что указывает на расслоенность этих гранитов по вертикали (см. рис 5,6').

Была выявлена количественная зависимость изменения термолюминесцентных кривых с глубиной в пределах Эльджуртинского массива. Она сводится к тому, что низкотемпературный край кривых постепенно смещается в сторону более высоких температур с исчезновением низкотемпературных максимумов. На больших глубинах термолюминесценции не фиксируется, т.к. все электронные ловушки в минералах гранитов при температурах выше 200°С освобождены от

электронов./см. рис. 4/.

СаО+ЩО

К, О

Рис.1 Химизм лейкократовых гранитоидов и эльджуртинских гранитов в системе

- лейкократовые гранитовды типа "Паук".

-лейкократовые гранитовды типа "Самолёт",

-эльджуртинские граниты.

1 (усл.ед.1

400

7 5

«о

25

Рис.2

о МО 200 ЭОО 400

Типы кривых термолюминесценции разных гранитоидов.

1-леЙкократсьые гранитовды типа' "Паук",

2-лейкократовые гранитовды типа "Самолет",

3-эльджуртинские граниты. ,

Образцы отобраны на поверхности вдали от рудоносных зон.

Т исл.ед.)

Рис.3 Изменение характера кривых термолюминесценции лейкократо-вых гранитоидов типа Паук" по мере приближения.к рудной зоне. Верхняя часть Мукуланского карьера. 1- в 30 м. от рудной зоны. 2- около рудной зоны, 3- в 15 м. от рудной зоны.

Рис.4 Изменение характера кривых термолюминесценции эльджуртинских гранитов с глубиной.

1-скв.бОО, глуб. 13 м. , 2-сверхглуб. скв., глуб.1300 м., 3-сверхглуб. скв., глуб.1800 м., 4-сверхглуб.скв.,глуб.'. 1905 м., 5-сверхглуб. скв., глуб.2610 м., б-сверхглуб. скв., глуб.3406 м., 7-сверхглуб. скв., глуб.3808м. .

Н м

2500

гооо 1500

/ООО

500

о -300 -1000 -1500

-гооо

-2300

-3000 Рис. 5

63

-14 -70

73 80 э (усх.ед)

- % -- * *

+

*СКВ* -1500Я

++ + <? 4 £

* £ а

# * *

+ ++ +

* л *

ч- -+-

*** *

+

—!— -!-

+

с * -С* 1

А- + й-

Е±3'

Е& ЕЕ)*

Изменение интенсивности термолюшнесценции / по величине главного максимума / в вертикальном разрезе эджуртинских гранитов по скв. 600 и 1500 /сверхглубокой/. 1-порфировидные крупно- и среднезернистые граниты, 2-гра-ниты, обогащенные биотитом, 3-граниты, обогащенные биотитом и слабопорфиро видные, 4-граниты слабопорфировидные, местами двусюдяные, 5-среднезернистые лейкократовые граниты. С%\

В( объемн.,%

20,Ог '

15,0 Ш.О 5.0

БО

65

70

75

80

"3 (усп.вд.)

Рис. 6 Зависимость интенсивности термолюшнесценции /7 / эльдкуртинских гранитов от содержания в них биотита.

Высокие температуры на больших глубинах зафиксированы по сверхглубокой скважине и связаны с высоким геотермическим градиентом в районе Тырныауза. Оказалось, что положение низкотемпературного края кривых термолюминесценции эльджуртинских гранитов хорошо совпадает с температурами, полученными геофизиками научно-производственного предприятия "Недра" (г.Ярославль), измерявших температуру эльджуртинских гранитов по сверхглубокой сква-

^т^о1^ диссертащ1и_было рассчитано уравнение парной регрессии

1 тс = 48 553 + О 0408 X. .(Глубина в метрах по скважине), по которому можно рассчитать температуру пород на разных глубинах (см.рис.7 ).

Глава УЛ. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ, ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАЩЩАЕШЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Полученные данные по термолюминесценции кайнозойских гра-нитоидов Тырныауза показывают, что как разновидности лейкократо*-, вых гранитоидов, так и эльджуртинские траниты по положению и высоте главного максимума на кривых термовысвечивания заметно различаются. Это значительно облегчает идентификацию различных жильных гранитоидов. Изготовление шлифов или химических анализов для решения такой задачи не всегда можно быстро'и дешево сделать. С помощью экспрессной и дешевой методики термолюминесцентного анализа эта задача решается быстро и без особого труда. Высота максимумов на кривых термолюминесценции пород зависит от ряда факторов, и, прежде всего, от общего количества радиоактивных элементов примесей и от продолжительности облучения кристаллического вещества гранитоидов, т.е. от их геологического возраста. Если рассматривать кривые термолюминесценции образцов лейкократо-вых гранитоидов, не испытавших вторичного подогрева, то такие гранитоида дают наиболее интенсивную термолюминесцеяцию и положение главных максимумов у них наиболее вырокое (90-95 уол.ед.). Учитывая, что радиоактивность лейкократовых гранитоидов ниже чем у эльджуртинских гранитоидов, то можно сказать, что высокое положение главных максимумов термолюминесценции у них обусловлено в основном за счет их более древнего возраста по сравнению с гранитами Эльджуртинского массива. Среди лейкократовых гранитовдов неибольшей интенсивностью термолюминесценции обладают гранитоида типа "Паук" как наиболее древние. У лейкократовых гранитовдов

О 50 100 /60 200 ¿"с

Рис.7 Изменение температуры эл£дяуртинских гранитов с глубиной. • -по данным геофизической термометрии. X -по термолюминесценции гранитов.

типа "самолет" максимумы на кривых несколько ниже и еще ниже они у эльджуртинских гранитов, как наиболее молодых. Интенсивность термолюминесценции-и высота главных максимумов на кривых лейко-кратовых гранитоидов, испытавших дополнительный подогрев и частичный метаморфизм под воздействием скарнирующих и.рудообразующих растворов, ниже чем у элбджуртинских гранитов. Так как главные, процессы скарнирования и оруднения происходили раньше чем внедрение интрузии эльджуртинского массива, то можно было бы ожидать,что и главные максимумы термолюминесценции у таких лейкократовых гранитоидов будут выше, чем. у гранитов эльджуртинского массива,одна- ' ко этого не наблюдается, т.к. общая радиоактивность лейкократовых гранитоидов низкая. Те лейкократовые гранитоиды, которые попали под контактовое воздействие эльджуртинской интрузия, имеют значи-телно более слабую термолюминесценцию, т.к. внедрение эльджуртин-' ских гранитов происходило позднее, чем главная фаза скарнирования и. оруднения и накопление светосуммы происходило за меньший период времени. •

Оде .более низкое свечение обнаруживают лейкократовые гранитоиды Северного участка, испытавшие интенсивный гидротермальных растворов, отложивших сульфиды железа, меди и (флюорит. Среди элбджуртинских гранитов также встречаются разности, сильно измененные гидротермально-метасоматическими процессами /серитизация, хлор.итизация, карбонатизация/. Такие измененные'граниты наблюдаются вдоль зон повышенной.проницаемость,'где циркулировали' поздние минерализованные растворы. Кривые термолюминесценции таких измененных гранитов имеют сравнительно слабые максимумы свечения.

Изменение характера термолюминесцентных кривых по мере приближения к зонам скарнирования и оруднения может иметь поисковое значение, т.к. при бурении скважин рудные.зоны могли быть непод-сеченными, но находятся рядом. Характер термолюминесценции жиль-' ных гранитоидов может указать на близость таких зон.

Выявленная зависимость интенсивности термолюминесценции эльджуртинских гранитов в зависимости содержания: в них биотита, а следовательно, и от содержания циркона, который обычно тесно ассоциирует с этим минералом, а также резкое и многократное изменение высоты главных максимумов термолюминесценции в вертикальном разрезе эльджуртинской интрузии указывает на ее расслоенность по

вертикали. Это может иметь важное петрологическое значение для понимания механизма становления гранитной интрузии и указывает на то, что такая расслоенность происходила в относительно спокойной динамической обстановке в камере застывания.

В последние годы целым рядом исследователей установлено, что многие гранитные массивы являются расслоенными и часто расслоенные магматические расплавы оказываются потенциально рудо--носными. Флюидно-магматическое расслоение магматических расплавов в настоящеегремя хорошо доказано экспериментально . (Анфилогов, Абрамов и др. 1972 г.; Маракушев, Иванов, Римкевич, ■ 1981 г.; Еайф, ВажвеВ', 1982г.; Граменицкий и др. 1989 г.; Маракушев, Шаповалов, 1991 г.; Маракушев, Безмен, 1992г. и др.). Расслоенные гранитные интрузии неоднократно наблюдались и изучались в природе целым рядом геологов и петрологов. (Повилайтис, 1966, 1990 г.г.; Маракушев, 1988 г.; Руб. и др.,'1988 г.; Хасанов, 1991 г.,и др.). Такие месторождения как Селтей (Ц.Казахстан), Спокойнинское (Восточное Забайкалье), Югозырь"(Монголия), Панаскейра (Португалия) и др. связаны с расслоенными гранитными интрузиями.

Макроскопически вертикальная расслоенность Эльджуртинского . массива гранитов не всегда четко проявлена и нередко бывает скрытой. Выявление такой расслоенности,с помощью экспрессного термолюминесцентного метода значительно облегчает эту задачу. Это монет иметь и общепоисковое значение при выявлении потенциально рудоносных магматических очагов.

Выявленная количественная зависимость изменения кривых термолюминесценции с глубиной в пределах эльджуртинского массива гранитов указывает на возможность- применений гормодашшесцентного метода для расчета температур на разных глубинах при бурении сверхглубоких скважин. Эта методика является менее трудоемкой и не требует- больших материальных затрат.'

Подводя итоги проведенных исследований можно сформулировать основные выводы, которые являются и основными защищаемыми положениями.

I. Термолгаминесценция валовых порошковых проб гранитоидов является устойчивой типошрфной характеристикой, которую можно широко использовать для быстрой .идентификации макроскопически/-, сходных, но разновозрастных жильных гра'нитных образований.

2. Термолюминесценция позволяет выяснить термальную историю ранитоидов после их образования и выделять участки, где граки-оиды подвергались вторичному подогреву или метаморфической^ере-ристаллизации под действием скарнирующих или рудообразгжх раст-оров, контактового метаморфизма и других процессов с указанием

х относительного возраста.

3. Установлено закономерное изменение характера термолюми-:есценции лейкократовых гранитоидов по мере приближения к зонам карнирования и оруднения, что может иметь поисковое значение.

4. С помощью термолюминесценции выявлена вертикальная рас-■лоенность интрузии эльджуртинских гранитов, которая обусловлена аличиек в них прослоев различной мощности с разной интенсивно-:тью термовысвечивания. Это связано с тем, что в таких прослоях юдержится разное количество биотита и приуроченного к нему ра-иоактивного циркона. Такая расслоенность часто является 'скрытой. Зыявление расслоенность позволяет лучше понять механизм останов-шния Эльджуртинского массива и геодинамическую обстановку его сристаллизации в камере застывания, которая была относительно ¡покойной. Наличие расслоенности в гранитах может иметь общепоис-(овоо значение для выявления потенциально рудоносных магматических очагов на глубине, на что в последние годы указывают многие гсследователи.

5. Выявленная'количественная зависимость изменения характера кривых термовысвечивания эльджуртинских гранитов с глубиной гоказывает, что термолюнинесценцию можно использовать для определения температур пород на больших глубинах при бурении сверхглубоких скважин и для определения величины геотермического градиента. Эта методика является экспрессной и требует гораздо меньше материальных затрат, чем при обычной геофизической термометрии.

По теме диссертации имеются следующие публикации:

1. Навые данные па лет рала гяя эльдауотинскях гронятав на Северне« Кавказе. Бюл. ЮИП, «тд. гевл.,1993 г., т.68, вып.4.(всаавт»ротвв сЕ.И.Венцлавайте).

2. Термалюминесценция маладых гранитавдав Тнрныауза (Северные Кавказ В печати. (В саавтарствв с А.Д.Ракчвввым и Е.И.ВенцявваЯтв).