авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Мезозойские гранитоиды золотоносных районов верхнего приамурья

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

СТРИХА Василий Егорович МЕЗОЗОЙСКИЕ ГРАНИТОИДЫ ЗОЛОТОНОСНЫХ РАЙОНОВ ВЕРХНЕГО ПРИАМУРЬЯ Специальность 25.00.04 – петрология, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Екатеринбург -2008 2

Работа выполнена в Амурском комплексном научно-исследовательском институте Дальневосточного отделения РАН и Закрытом акционерном обществе «Научно производственной компании «Геотехнология»

Официальные оппоненты:

Доктор геолого-минералогических наук Бескин Семен Матвеевич Доктор геолого-минералогических наук Гоневчук Валерий Григорьевич Доктор геолого-минералогических наук Холоднов Владимир Васильевич

Ведущая организация: Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт ДВО РАН (г. Магадан)

Защита состоится 7 октября 2008 года в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 004.021.02 в конференц-зале Института геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого Уральского отделения Российской академии наук по адресу: 620151, г.Екатеринбург, Почтовый пер., 7.

C диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геологии и геохимии УрО РАН Отзывы на автореферат высылать по адресу: 620151, ИГиГ УО РАН, Почтовый пер., 7.

г.Екатеринбург, Россия.

Факс: (343) 371-52-52.

Автореферат разослан 2008 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Чащухин И.С.

Введение Актуальность исследований. Проблема рудоносности гранитоидов и прогнозирования связанного с ними оруденения тесно переплетается с вопросами возникновения и эволюции гранитоидных расплавов, а также условиями их кристаллизации. Все это, в свою очередь, связано с расшифровкой геодинамических обстановок и реконструкцией возможных источников. В рамках решения данных проблем настоящая работа направлена на рассмотрение закономерностей размещения, выявление особенностей вещественного состава пород мезозойских гранитоидных ассоциаций одного из крупнейших золотоносных регионов Востока России. Связь золотого оруденения с позднемезозойским гранитоидным магматизмом Верхнего Приамурья отмечали многие исследователи (Геологические…, 1991;

Гуров, 1971, 1978;

Моисеенко, 1977, 1996, 1999;

Остапенко, 2007, Эйриш, 1995, 2002, Степанов и др., 1996;

Стриха, 1995, 2001). Поэтому данный регион является благоприятным для решения вопросов оценки продуктивности гранитоидов в отношении золота и, соответственно, прогнозирования золотого оруденения. Вопросы расчленения и корреляции плутонов мезозойских гранитоидов, а также интерпретация геодинамических условий формирования и их генезиса оставались до сих пор недостаточно разработанными. Это, а также систематизация имеющихся для них геохимических и металлогенических данных является актуальным.

Цели и задачи исследований. Основной целью исследований является изучение петрологических особенностей продуктивных на золото гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья.

В процессе исследований решались следующие основные задачи:

1. Уточнение изотопного возраста и проведение петролого-геохимической типизации мезозойских гранитоидных ассоциаций золотоносных районов Верхнего Приамурья.

2. Оценка геодинамических обстановок формирования, условий образования исходных расплавов и особенностей эволюции этих гранитоидов 3. Установление возраста и реконструкция состава предполагаемых источников, изучение их взаимосвязи с продуктивностью гранитоидных ассоциаций в отношении золота.

4. Исследование условий кристаллизации и особенностей флюидного режима пород продуктивных на золото гранитоидных ассоциаций.

Фактический материал и методы исследований. Работа основана на 30-летних личных исследованиях петрографии, минералогии и геохимии плутонических ассоциаций Востока России (Чукотка, Верхнее Приамурье) в процессе геолого-съемочных и научно исследовательских работ.

Изучение гранитоидов Верхнего Приамурья проводились в Амурском комплексном научно-исследовательском институте Дальневосточного отделения РАН (АмурКНИИ ДВО РАН) (г. Благовещенск) по программе изучения геохимии и петрологии золотоносных плутонических поясов Востока Азии, в процессе среднемасштабных геолого-съемочных работ и по программе совершенствования серийных легенд «Госгеолкарты-200» Федерального государственного унитарного геологического предприятия «Амургеология».

Окончательная доработка полученного в процессе исследований фактического материала производилась в Закрытом акционерном обществе «Научно-производственной компании «Геотехнология» (г. Петропавловск-Камчатский).

В диссертации использовано около 350 оригинальных химических анализов интрузивных пород, 264 определения составов породообразующих минералов на микрозонде, результаты анализов более 200 проб на широкий круг элементов-примесей в породах, в том числе 60 определений 38 элементов, включая РЗЭ, методом ICP-MS, 67 определений изотопного состава Rb и Sr в горных породах и минералах, 43 определения абсолютного возраста цирконов U-Pb методом на микрозонде SHRIMP-II, 38 определений абсолютного возраста породообразующих минералов K-Ar методом, 25 определений изотопного состава кислорода в горных породах, 24 определения изотопов Sm и Nd, результаты изучения более тысячи шлифов.

Состав минералов был определен в рентгеноспектральной лаборатории Аналитического центра ОИГГМ СО РАН методом электронно-зондового микроанализа на микрозонде JXA 8100 фирмы JEOL (Япония), аналитики Л.В. Усова, В.Н. Королюк, а также в лаборатории электоронной микроскопии ДВГИ ДВО РАН на микрозонде JXA-5A фирмы JEOL (Япония), аналитик В.И. Сапин. Для микрозонда JXA-8100 ускоряющее напряжение - 20 кВ, ток зонда 40 нА, время счета - 10 с. Использовались стандартные образцы из лабораторной коллекции: природные пироп обр. О-145 (Si, Al, Mg, Fe), хромовый пироп обр. Уд-92 (Cr), марганцевый гранат обр. Гран 25 (Mn), голубой диопсид (Са), альбит (Na), ортоклаз обр. 359 1 (К), а также стекло обр. GL-6 (Ti) и синтетические F-флогопит (F) и Cl-апатит (Cl). Для расчета концентраций был применен ZAF-метод коррекции из фирменного программного обеспечения. Воспроизводимость определения основных элементов характеризовалась относительным стандартным отклонением порядка 1-2 %. Предел обнаружения элементов 0,01-0,02 %. Для микрозонда JXA-5A ускоряющее напряжение составляло 20 кВ, ток зонда 50-60 нА, время счета - 10 с.



Исследование калиевого полевого шпата проводилось методами рентгеноструктурного анализа, аналитики И.В.Александров, Е.В.Шумейко. Съемка производилась на дифрактометрах ДРОН–3, ДРОН–3М в АмурКНИИ ДВО РАН на CuK - излучении методом Дебая - Шеррера с фокусировкой по Бреггу-Брентано. Напряжение на трубке - 30 кВ, ток - мА, щели - 2;

4;

0,25, скорость гониометра - 1 град./мин, скорость движения диаграммной ленты - 720 мм/час, при вращающемся образце. Для определения параметров структуры съемка произведена при скорости гониометра 0,25 град/мин.

Определение содержаний главных элементов в породах выполнялось в Центральной лаборатории ПГО «Дальгеология» (г. Хабаровск), АмурКНИИ ДВО РАН (г. Благовещенск) силикатным методом, аналитики С.М.Радомский, Л.П.Носкова, О.А.Зубова.

Содержания широкого круга элементов-примесей, включая РЗЭ, в представительных пробах интрузивных пород определены методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на приборе ICP-MS Elan DRC II PerkinElmer (США) в Хабаровском аналитическом центре Института геофизики и тектоники ДВО РАН, аналитики Д.В. Авдеев, Л.С. Боковенко, В.Е. Зазулина, Н.И. Ильина.. Относительная погрешность определения не превышает 5%.

Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Pb, Th, Ti, Ba, Cr, Ni, Co, V, Сu, Zn в породах определялись методом рентгенофлюоресцентного анализа (РФА) в Институте геологии и геохронологии докембрия РАН (г. Санкт-Петербург), а также Отделении региональной геологии и гидрогеологии ДВО РАН (г. Благовещенск), аналитик А.А.Зеневич. Относительная погрешность определения не превышает 10 %. Оценка точности и воспроизводства методик определения элементов осуществлялась с помощью внутренних и международных стандартов.

Определения изотопного возраста пород Rb-Sr и K-Ar методами выполнялись в лабораториях ВСЕГЕИ и ИГГД РАН (аналитики Ю.П. Шергина, А.Г. Рублев). Содержания рубидия и стронция определены методом двойного изотопного разбавления с погрешностью ± 1,5–2,0 %. Использован комбинированный трассер, обогащенный изотопами 84Sr и 85Rb.

Измерения изотопного состава стронция произведены на масс-спектрометре МИ -1201Т с ошибкой ± 0,05-0,1%. Для контроля измерений отношений 87Sr/86Sr и 87Rb/86Sr был использован стандарт Национального Бюро Стандартов США SRM-987. Для большинства проб погрешности определений отношений 87Rb/86Sr составляли 1% на 95% уровне доверительной вероятности. Лишь для амфиболов, проанализированных во ВСЕГЕИ, эта погрешность достигала 2 %. Ошибка в определении 87Sr/86Sr составляет 0,05 % (для амфиболов - 0,1%). Расчёт параметров изохрон осуществлялся по программе ISOPLOT, аналитические ошибки приведены с доверительной вероятностью 0,95 (2).

U-Pb датирование цирконов осуществлялось на ионном микрозонде SHRIMP-II в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ им. А.П. Карпинского (аналитик Н.И. Родионов).

Отобранные вручную зерна цирконов были имплантированы в эпоксидную смолу вместе с зернами цирконовых стандартов TEMORA и 91500. Далее зерна цирконов были сошлифованы и приполированы приблизительно на половину своей толщины. Для выбора участков (точек) датирования на поверхности зерен использовались оптические (в проходящем и отраженном свете) и катодо-люминисцентные изображения, отражающие внутреннюю структуру и зональность цирконов. Измерения U-Pb отношений на SHRIMP-II проводились по методике, описанной в статье (Williams, 1998). Интенсивность первичного пучка молекулярных отрицательно заряженных ионов кислорода составляла 5 нА, диаметр пятна (кратера) составлял 25 мкм. Обработка полученных данных осуществлялась с использованием программы SQUID (Ludwig, 2000). U-Pb отношения нормализовались на значение 0,0668, приписанное стандартному циркону TEMORA, что соответствует возрасту этого циркона в 416,75 млн. лет (Black, Kamo, 2003). Погрешности единичных анализов (отношений и возрастов) приводятся на уровне 1, погрешности вычисленных конкордантных возрастов и пересечений с конкордией приводятся на уровне двух сигма.

Построение графиков с конкордией (Wetherill, 1956) проводилось с использованием программы ISOPLOT/EX (Ludwig, 1999).

Изотопный состав Sr и Nd и содержание Rb, Sr, Sm, Nd в образцах гранитоидов были определены в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург), аналитик Р.Ш.Крымский. Анализ изотопного состава Sr и Nd выполнен на многоколлекторном масс спектрометре TRITON (Thermo) по стандартной методике. Средняя точность определения изотопных отношений (2) составила: 87Rb/85Rb - 0,005 %, 87Sr/86Sr - 0,002%, 147Sm/144Nd 0,03%, 143Nd/144Nd - 0,005%. Изотопный состав стандарта NIST 987: 87Sr/86Sr = 0,710244 ± 0,000011. Изотопный состав стандарта Nd JNdi-1: 143Nd/144Nd = 0,512106 ± 0,000002. При расчете величин Nd(Т) и модельных возрастов TNd(DM) использованы современные значения CHUR по (Jacobsen, Wasserburg, 1984) - (143Sm/144Nd = 0,512638, 147Sm/144Nd = 0,1967) и DM по (Goldstein, Jacobsen, 1988) - (143Nd /144Nd = 0,513151, 147Sm/144Nd = 0,2136). При расчете двухстадийных модельных возрастов TNd(DM-2st) принята среднекоровая величина отношения 147Sm/144Nd = 0,12 (Taylor, McLennan, 1985).

Изотопный состав кислорода для гранитоидов выполнен в Институте геохимии, минералогии и рудообразования НАН Украины (г. Киев) по стандартной методике на масс спектрометре МИ-1201В, аналитик В.Н. Загнитко, а также в Институте геологии ДВО РАН (г. Владивосток) по стандартной методике на масс-спектрометре Finnigan MAT-252, аналитик Т.А. Веливецкая. Точность определений 18О составляет ± 0,2 ‰.

Кроме оригинальных анализов пород и минералов, полученных и обработанных автором, привлекались аналитические данные геолого-съемочных работ, а также литературные материалы.

Основные защищаемые положения.

1. Породы мезозойских (210-107 млн. лет) гранитоидных ассоциаций золотоносных районов Верхнего Приамурья относятся к I-типу и группируются в две интрузивных серии – диорит-гранитовую щелочно-известковую и монцодиорит-лейкогранитовую известково щелочную, в составе которых по соотношению Rb и Sr выделяются геохимические группы кислых пород с содержанием SiO2 более 64 %: А - с относительно высокими содержаниями Rb ( 95 г/т), низкими – Sr ( 500 г/т);

Б – низкими – Rb ( 95 г/т) и Sr ( 500 г/т);

В высокими Rb ( 95 г/т) и Sr ( 500 г/т), Г – низкими Rb ( 95 г/т), высокими – Sr ( 500 г/т).

2. Мезозойские гранитоидные ассоциации Верхнего Приамурья являются гибридными образованиями и имеют смешанное, мантийно-коровое происхождение, с преобладанием в их составе корового вещества. Ведущими механизмами при формировании гранитоидных ассоциаций являются взаимодействие мантийных базитовых расплавов с продуктами частичного плавления континентальной коры для пород среднего состава, частичное плавление корового материала для кислых пород.

3. В пределах Верхнего Приамурья выделено два этапа формирования континентальной коры – раннего протерозоя (1,7-2,5 млрд лет) и рифея (0,9-1,5 млрд лет). Продуктивность гранитоидных ассоциаций в отношении золота коррелируется с составом исходной для них континентальной коры и содержаниями MgO в гранитах. Для пород высокопродуктивных на золото гранитоидных ассоциаций источником являлась кора амфиболитового состава, а граниты этих ассоциаций характеризуются наиболее высокими содержаниями MgO ( 1 %).

Граниты низкопродуктивных ассоциаций обладают наиболее низкими содержаниями MgO ( 0,75 %) и образуются за счет корового материала метаграуваккового состава. Для пород умереннопродуктивных ассоциаций характерен смешанный метаграувакко-амфиболитовый состав источника и умеренные содержания MgO (0,7-0,92 %) в гранитах.

4. Мезозойские гранитоиды Верхнего Приамурья, с которыми связано золотое оруденение, кристаллизуются в целом при высокой фугитивности кислорода и воды, но при различном режиме галогенов. Наблюдается рост активности фтора и снижение роли хлора при переходе от высокопродуктивных в отношении золота гранитоидов к низкопродуктивным.

Высокопродуктивные гранитоиды характеризуются близким составом флюидов с гранитоидами, сопровождающимися молибденовым и медно-молибденовым оруденением, низкопродуктивные по составу флюида близки к вольфрамоносным гранитоидам. Флюидный режим гранитов низкопродуктивных в отношении золота ассоциаций отличается от состава флюидов оловоносных гранитоидов высокой активностью кислорода и воды, а высокопродуктивных, кроме этого, низкими значениями отношений летучестей фтора к хлору, высокими – хлора к воде.

Научная новизна работы.

В работе обобщены данные по петрографии, минералогии, геохимии, включая редкоземельные элементы, а также радиогенные изотопы Rb, Sr, Sm, Nd, K, Ar, O, мезозойских гранитоидов одного из крупнейших золотоносных регионов Востока России.

Разработана новая схема расчленения и корреляции мезозойских гранитоидов в различных геологических структурах Верхнего Приамурья. Впервые в результате комплексного Rb-Sr, K-Ar, U-Pb изотопного датирования получены достоверные оценки изотопного возраста пород двух этапов коллизионного гранитоидного магматизма:

позднетриасово-раннеюрского - 210-185 млн. лет и позднеюрско-раннемелового - 150- млн. лет. На основе Rb-Sr и K-Ar изотопных исследований впервые получены данные о раннеюрском (а не позднепалеозойском, как это считалось ранее) изотопном возрасте гранитоидов Чагоянского рудно-россыпного узла, позднеюрско-раннемеловом (а не раннемеловом) возрасте монцодиорит-гранитовой ассоциации Умлекано-Огоджинской зоны, раннемеловом (а не позднеюрском) этапе становления граносиенит-гранитовых ассоциаций Умлекано-Огоджинской зоны и Байкало-Витимского супертеррейна. В результате U-Pb изотопного датирования впервые получены данные о раннемеловом (а не ранне- и позднемеловом) изотопном возрасте гранит-лейкогранитовой ассоциации Станового пояса, раннемеловом возрасте гранодиорит-гранитовой ассоциации Умлекано-Огоджинской зоны, подтвержден раннемеловой возраст граносиенит-гранитовой ассоциации Умлекано Огоджинской зоны.

Впервые среди мезозойских гранитоидов Верхнего Приамурья выделены две интрузивные серии – диорит-гранитовую и монцодиорит-лейкогранитовую, которые по соотношению Rb, Cs и Sr разделены на геохимические группы А, Б, В и Г отражающие различие пород гранитоидных ассоциаций в зависимости от возраста, положения в региональных структурах, состава, изотопного возраста исходного субстрата и условий генерации родоначальных расплавов.

В результате выполненных исследований впервые проведено районирование коры Верхнего Приамурья по модельному возрасту ее формирования. Выявлена зависимость геохимических особенностей пород гранитоидных ассоциаций от возраста исходной коры.

На основании геохимических и изотопно-геохимических данных (Sm-Nd, Rb-Sr, O) оценен возможный состав коровых источников родоначальных магматических расплавов.

Установлено, что разнообразие составов гранитоидов и их продуктивность на золото в значительной степепени зависит от состава исходного корового субстрата. Продуктивность гранитоидных ассоциаций в отношении золота коррелируется с составом исходной для них континентальной коры и содержаниями MgO в гранитах. Для пород высокопродуктивных на золото гранитоидных ассоциаций источником являлась кора амфиболитового состава, а граниты этих ассоциаций характеризуются наиболее высокими содержаниями MgO. Граниты низкопродуктивных ассоциаций обладают наиболее низкими содержаниями MgO и образуются за счет корового материала метаграуваккового состава.

Впервые наиболее полно исследованы особенности составов породообразующих минералов гранитоидных ассоциаций и произведена оценка РТ условий, кислотности щелочности и важнейших параметров флюидного режима при их кристаллизации. Выявлены геохимические различия флюидного режима гранитоидов различной продуктивности в отношении золота, а также показаны их отличия от гранитоидов, сопровождающихся оруденением другого состава. Установлено, что наиболее общей закономерностью флюидного режима гранитоидов Верхнего Приамурья является рост активности фтора и снижение роли хлора при переходе от высокопродуктивных известково-щелочных и умеренно-щелочных гранитоидов, сопровождающихся золотым и золото-редкометалльным оруденением скарнового и гидротермального типов к низкопродуктивным умеренно щелочным гранитоидам с золото-редкометалльным оруденением грейзенового и гидротермального типов. Флюидный режим высокопродуктивных на золото гранитоидов характеризуются близким составом флюидов с гранитоидами, хлоротипных рудно магматических систем с молибденовым и медно-молибденовым оруденением, а низкопродуктивные по составу флюида близки к вольфрамоносным гранитоидам фторотипных рудно-магматических систем. Флюидный режим гранитодов золотоносных районов Верхнего Приамурья в целом отличается от состава флюидов оловоносных гранитоидов высокой активностью кислорода и воды.

Практическое значение. Полученные данные использованы при составлении мелкомасштабных карт масштаба 1:10000000 Новой серии и совершенствовании Становой и Зейской серийных легенд «Госгеокарты-200». Выявленные геохимические и петрологические особенности пород, также как и данные по флюидному режиму кристаллизации гранитоидов, различающихся по продуктивности в отношении золота, могут быть использованы для прогноза ассоциированного с гранитоидами оруденения.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликованы 3 монографии и более 50 научных работ. Результаты исследований вошли в 7 производственных и 5 научно исследовательских отчетов. Основные положения работы и отдельные выводы докладывались или были представлены на различных региональных, всесоюзных или всероссийских, международных совещаниях и симпозиумах, в том числе на 2 региональном петрографическом совещании «Магматические и метаморфические комплексы Северо востока СССР и составление Госгеолкарты-50» (г. Магадан, 1988), международном семинаре «Тектоника и минерагения Северо-востока СССР» (Магадан, 1990), Первом всероссийском петрографическом совещания «Магматизм и геодинамика» (г. Уфа, 1995), международной конференции к 100-летию со дня рождения Н.А.Елисеева «Проблемы генезиса магматических и метаморфических пород» (С.-Петербург, 1998), неоднократно на международной конференции “Новые идеи в науках о Земле” (г. Москва, 1999, 2005), международном геологическом симпозиуме «International Geological Symposium East-Asia» (г.





Улан-Батор, Монголия, 1999), международной научной конференции «Генезис месторождений золота и методы добычи благородных металлов» (г. Благовещенск, 2000), IV Дальневосточном региональном петрографическом совещании (г. Хабаровск, 2001), IV международном геологическом симпозиуме «Геологическая и минерагеническая корреляция в сопредельных районах России, Китая и Монголии» (г. Чита, 2001), международном (X Всероссийском) петрографическое совещание «Петрография XXI век» (г. Апатиты, 2005), региональной конференции «Тектоника, глубинное строение и минерагения Востока Азии: V Косыгинские чтения» (г. Хабаровск, 2006), международной научной конференции «Геодинамика формирования подвижных поясов Земли» (г.

Екатеринбург, 2007).

Благодарности. Исследования велись в тесном контакте со многими коллегами из Анюйской экспедиции ПГО «Севвостгеология» (п. Билибино), СВКНИИ ДВО РАН, ФГУГП «Амургеология», АмурКНИИ ДВО РАН. В разное время автор плодотворно обсуждал отдельные аспекты работы с д.г.-м.н. С.М.Бескиным, д.г.-м.н. А.М.Борсуком, к.г.-м.н.

М.Л.Гельманом, д.г.-м.н. Ю.А.Костицыным, академиком РАН А.А.Маракушевым, д.г.-м.н.

В.Д.Мельниковым, д.г.-м.н. Л.Ф.Мишиным, д.г.-м.н. Г.И.Неронским, к.г.-м.н.

Ю.Г.Пискуновым, д.г.-м.н. В.С.Поповым, член-корреспондентом РАН В.Г.Сахно, к.г.-м.н.

А.С.Синдеевым, д.г.-м.н. В.Ф.Смолькиным, д.г.-м.н. В.И.Черновым, д.г.-м.н. Л.В.Эйришем.

Содействие в проведении исследований было оказано академиком РАН В.Г.Моисеенко, д.г. м.н. Ю.П.Трухиным, д.г.-м.н. В.А.Степановым, В.И.Голиком, Н.Н.Петрук, А.В.Пипичем, к.г.-м.н. Г.В.Ботряковым, к.г.-м.н. А.В.Мельниковым, в проведении аналитических работ – д.ф.-м.н. Е.С.Астаповой, Б.В.Беляцким, к.г.-м.н. Н.В.Бердниковым, к.г.-м.н. В.И.Гвоздевым, д.х.н. А.В.Ивановым, д.г.н. А.Н.Пономаренко, к.г.-м.н. С.М.Радомским, к.г.-м.н.

Л.И.Рогулиной, Е.В.Шарудо. Большая помощь в графическом оформлении рукописи оказана Т.М.Чубовой, в пробоподготовке – Т.С.Серебрянской и С.Г.Батуриным. Автор глубоко признателен всем названным лицам за помощь и полезные дискуссии.

ГЛАВА 1. ГЕОЛОГИЯ И ГЕОХРОНОЛОГИЯ МЕЗОЗОЙСКИХ ГРАНИТОИДНЫХ АССОЦИАЦИЙ ВЕРХНЕГО ПРИАМУРЬЯ В связи с разнообразием состава и геологических обстановок, в которых могут формироваться гранитоиды, в главе 1 рассмотрены особенности геологического строения Верхнего Приамурья, геологического положения, вещественного состава и изотопного возраста пород мезозойских гранитоидных ассоциаций.

В настоящее время территория Верхнего Приамурья представляет собой сложную мозаику разнородных блоков, сложенных докембрийскими и палеозойско-мезозойскими образованиями (рис. 1). Анализ литературных данных позволяет выделить на данной территории в качестве главных структур Алдано-Становой, Байкало-Витимский и Амурский, супертеррейны, а также Монголо-Охотский складчатый пояс (Гусев, Хаин, 1995, Парфенов и др., 1999), которые перекрываются вулканогенными образованиями и прорываются интрузиями позднеюрско-раннемелового возраста Большехинганского и Станового вулкано плутонических поясов.

1190 45/ 1320 50/ 570 57/ 24/ Ал данск ий тер р ейн Становой террейн С т а н о в о й по яс 3 БВСT 20 14а 16 22 14б 25 МОСП 15 Умлек ано Огодж инск ая з она 26 27 28 Большехинганский пояс Амурск ий супертеррейн 510 51/ 00/ 1190 45/ 1320 50/ 1 5 6 7 2 3 11 12 9 10 0 25 км Рис. 1. Схема геологического строения и размещения рудно-россыпных узлов Верхнего Приамурья (Геологическая…, 1999, Мельников, Полеванов, 1990ф) 1 - неоген-четвертичные отложения, 2 – мезозойские осадочные отложения, 3 – верхнеюрско-меловые вулканогенные образования, 4 - палеозойские магматические образования и осадочные отложения Монголо-Охотского складчатого пояса, 5 – протерозойские магматические и метаморфические образования, 6 – архейские метаморфические и магматические образования, 7 – раннемеловая гранит лейкогранитовая ассоциация, 8 – позднеюрско-раннемеловые гранитоидные ассоциации, 9 – раннеюрские гранитоидные ассоциации, 10 - раннепалеозойские интрузивные образования Мамынского блока. 11 - геологические границы, 12 - разрывные нарушения;

13 - рудно-россыпные узлы: 1 – Дырын-Юряхский, 2 – Чильчинский, 3 – Эльгаканский, 4 – Уркиминский, 5 – Джелтулакский, 6 – Апсаканский, 7 – Лапринский, 8 – Малогилюйский, 9 – Брянтинский, 10 – Верхнетокский, 11 – Сугджарский, 12 – Купури-Майский, 13 – Аргинский, 14 – Уруша-Ольдойский:

14а – Березитовый, 14б – Мадаланский, 15 – Игнашинский, 16 – Соловьевский, 17 – Могоктак Талгинский, 18 – Иликан-Унахинский, 19 – Коханийский, 20 – Золотогорско-Успенский, 21 – Джалта Ульдегитский, 22 – Уган-Моготский, 23 – Журбанский, 24 – Осежинский, 25 – Игакский, 26 – Тыгда Улунгинский, 27 – Умлеканский, 28 – Ясненский, 29 – Октябрьский, 30 – Сохатиный, 31 – Чагоянский, 32 – Нижнеселемджинский, 33 – Бурундинский, 34 – Унья-Бомский, 35 – Верхнедепский, 36 – Туксинский, 37 – Эгорский, 38 – Ульмийский.

БВСТ – Байкало-Витимский супертеррейн, МОСП – Монголо-Охотский складчатый пояс.

Алдано-Становой супертеррейн состоит из двух крупных блоков раннедокембрийской континентальной коры: Алданского и Станового (Гусев, Хаин, 1995). В пределах Верхнего Приамурья развиты архейские породы Станового террейна.

Становой террейн имеет широтную ориентировку и сложен архейскими породами, интенсивно переработанными в раннем протерозое различными по составу интрузиями этого возраста. Северным ограничением террейна является Становой шов, к которому приурочена цепочка сшивающих габбро- анортозитовых плутонов раннепротерозойского возраста. Это указывает на то, что соединение (коллизия) Станового и Алданского блоков с континентальной корой произошло в раннем протерозое и с этого времени они выступали как единый геоблок. Как показывают геотектонические построения, движения по Становому шву продолжались и много позднее. В мелу, по сопряженным со Становым швом Чульманскому и Токинскому надвигам, произошло шарьирование Станового блока на Алданский щит.

Позднемезозойские магматические образования слагают протяженный (более 700 км) Становой вулкано-плутонический пояс (СВПП) субширотного простирания, расположенный в южной части Станового террейна, вдоль его границы с Монголо-Охотским складчатым поясом.

Байкало-Витимский супертеррейн (БВСТ) характеризуется многоярусным строением.

В Верхнем Приамурье основание этой структуры сложено раннедокембрийским сиалическим фундаментом. Фундамент прорывается плутонами раннепалеозойской габбро-гранитовой формации, ассоциирующей с вeнд-кeмбpийcкими вyлкaнитами. Следующий структурно вещественный комплекс представлен позднепалеозойско-раннетриасовыми известково щелочными и щелочными вулкано-плутоническими образованиями. Граница с Алдано Становым щитом проходит по Джелтулакскому глубинному разлому, окончательное сочленение по которому Байкало-Витимского супертеррейна и Сибирского кратона произошло в среднем-позднем палеозое (Гусев, Хаин, 1995).

Амурский супертеррейн (АС) на территории Верхнего Приамурья представлен Мамынским блоком (МБ) (Парфенов и др., 1999). В его строении участвуют и архейские кристаллические образования, разнотипные рифейские метаморфические толщи, а также мощные деформированные терригенные карбонатные отложения кембрия. Характерны раннепалеозойские гранитоидные батолиты. Местами известны маломощные мелководные отложения девона, карбона, перми и триаса.

Монголо-Охотский складчатый пояс (МОСП) протягивается в виде узкой (до 300 км) прерывистой полосы от Удской губы Охотского моря до Центральной Монголии. По данным (Парфенов и др.,1999) в составе пояса устанавливаются океанические образования, представленные фрагментами офиолитов, базальтами, кремнистыми и кремнисто глинистыми отложениями, которые датируются ранним и поздним палеозоем, триасом и ранней юрой. Пояс представляет собой шовную зону между двумя древними континентальными блоками. В составе пояса выделяются террейны аккреционного клина различного типа и возраста. В пределах Верхнего Приамурья располагается Тукурингрский фрагмент Агинского террейна. Он сложен силурийскими и девонскими породами, представленных преимущественно зелеными метаморфическими сланцами, в составе которых преобладают базальты типа СОХ, кремнисто-глинистыми и кремнистыми отложениями, реже песчаниками и известняками. В северной части Тукурингрского фрагмента известны также карбонатные тела с раннеюрской фауной. Для террейна характерны фрагменты офиолитов, представленные ультраосновными породами, габбро и тоналитами.

Большехинганский вулкано-плутонический пояс. Сложен магматическими образованиями позднеюрско-раннемелового возраста и простирается в северо-восточном направлении по территории Внутренней Монголии, Китая и России более чем на 1000 км.

Продолжением пояса на территории России считается Умлекано-Огоджинская вулкано плутоническая зона (УОВПЗ) широтной ориентации, протягивающаяся от среднего течения р. Б. Невер до верховьев р. Селемджа (Геологическая…, 1999). Пояс перекрывает структуры Байкало-Витимского и Амурского супертеррейнов, а также Монголо-Охотского пояса.

Геохронологическими исследованиями в пределах МБ установлено, что среди гранитоидов условно палеозойского возраста присутствуют мезозойские, для которых различными методами получены раннеюрские датировки (Иванов и др., 2003, Сорокин и др., 2003, Стриха и др., 2005). Среди раннеюрских образований изучались породы монцодиорит гранитовой ассоциации слагающей Чагоянский массив и лейкогранитовой ассоциации, представленной породами Шимановского массива.

В строении Чагоянского массива (площадью более 500 км2) участвуют породы двух фаз:

1 фаза – кварцевые монцодиориты с редкими прослоями диоритов, гранодиориты, 2 фаза – граносиениты, граниты и лейкограниты умеренно-щелочные и нормальной щелочности с фациальными переходами между разновидностями.. Преобладают средне-крупнозернистые биотит-роговобманковые гранитоиды II фазы, в меньшей мере развиты лейкограниты.

Для гранитоидов Чагоянского рудно-россыпного узла установлен Rb-Sr возраст 189 ± 7, млн. лет и 205,7 ± 2,9 млн. лет, который характеризует их как раннеюрские образования.

Предложена новая схема расчленения и корреляции мезозойских гранитоидов СВПП.

Среди гранитоидов по возрасту, вещественному составу, геохимическим и изотопно геохимическим данным выделяются следующие ассоциации: позднеюрско-раннемеловые граносиенит-лейкогранитовая и гранодиорит-гранитовая, раннемеловая - гранит лейкогранитовая.

В строении массивов граносиенит-лейкогранитовой ассоциации участвуют образования трех фаз, между которыми установлены интрузивные соотношения. I фаза – биотитовые, редко биотит-роговообманковые порфировидные граносиениты. II фаза разнозернистые порфировидные двуслюдяные, в меньшей мере биотитовые и биотит роговообманковые граниты и лейкограниты нормальной и умеренной щелочности. III фаза ультракислые лейкограниты нормальной и умеренной щелочности. Наибольшей площадным развитием пользуются умеренно-щелочные граниты II фазы.

Породы гранодиорит-гранитовой ассоциации слагают крупные (до 3-4 тыс. км2) гранитоидные многофазные массивы сложной плито- и лакколитообразной формы участвующих в составе СВПП (Заблоцкий, 1968, 1976, 1978, Мартынюк и др., 1990, Степанов и др., 1998, Антонов, 1976, 1977 и др.). Массивы гранодиорит-гранитовой ассоциации обнажаются на площади свыше 20000 км2 Вертикальная мощность массивов достигает по геофизическим данным до 10 км в местах крутопадающих участков и составляет от первых сотен метров до первых километров в пологозалегающих плитообразных частях.

Синтез информации по строению массивов гранодиорит-гранитовой ассоциации, с учетом полученных автором данных, позволяет выделить в ее составе пять интрузивных фаз - I фаза - биотитовые габбро и диориты, II фаза - биотит-пироксеновые кварцевые монцодиориты, III фаза - биотит-роговообманковыми кварцевыми монцодиориты и гранодиориты, IV фаза – биотит-роговообманковые граниты, V фаза - мелкозернистыми биотитовые лейкограниты.

В пределах СВПП широко развиты массивы гранит-лейкогранитовой ассоциации, традиционно объединяемые в составе ираканского комплекса. Ассоциация сложена породами трех фаз: I фаза – биотит-роговообманковые кварцевые монцодиориты и гранодиориты, II фаза – биотит-роговообманковые граниты, III фаза - биотитовые лейкограниты и субщелочные лейкограниты.

В результате датирования пород гранит-лейкогранитовой ассоциации U-Pb методом по циркону на микрозонде SHRIMP II установлено, что граниты II фазы и лейкограниты III фазы имеют близкий изотопный возраст, соответственно 108,6 ± 1,3 млн. лет и 110,3 ± 2,9 млн. лет (Стриха, Родионов, 2006).

Раннемеловая граносиенит-гранитовая ассоциация БВСП представлена многофазным Хайктинским плутоном (Стриха и др., 2000). В его строении массива участвуют породы трех фаз: I фаза – кварцевые монцодиориты, II фаза – граносиениты и гранодиориты, III фаза – граниты, субщелочные граниты.

Rb-Sr возраст граносиенит-гранитовой ассоциации Байкало-Витимского супертеррейна в 131,6 ± 3,4 млн. лет свидетельствует о раннемеловом возрасте.

Разработана новая схема расчленения и корреляции мезозойских гранитоидов УОВПЗ.

Среди гранитоидов по возрасту, вещественному составу, геохимическим и изотопно геохимическим данным выделяются следующие ассоциации: позднеюрско-раннемеловая диорит-гранитовая, раннемеловые - граносиенит-гранитовая и гранодиорит-гранитовая.

Позднеюрско-раннемеловая диорит-гранитовая ассоциация. В состав ассоциации включены известково-щелочные образования, прорывающие (сшивающие) структуры АС и МОСП. В строении интрузивных тел ассоциации участвуют породы трех фаз: I фаза – биотит-роговообманковые кварцевые диориты, реже кварцевые монцодиориты, II фаза – биотит-роговообманковые гранодиориты, III фаза - биотит-роговообманковые граниты (Стриха, 2005а).

Раннемеловая граносиенит-гранитовая ассоциация объединяет умеренно-щелочные гранитоиды. Ассоциация образована породами двух фаз: I фаза – граносиениты. реже кварцевые монцодиориты, II фаза – субщелочные граниты и граносиениты. Для гранитоидов II фазы характерным является наличие крупных (до 6-8 см) порфировидных выделений калиевого полевого шпата, нередко имеющего отчетливо выраженное зональное строение, подчеркнутое ориентированным размещением включений темноцветных минералов (Стриха, 2005а).

Раннемеловая гранодиорит-гранитовая ассоциация включает гранитоиды сформировавшиеся синхронно или после становления вулканитов нижнемеловой талданской свиты. Петротипом для данной ассоциации является Елнинский габбро-гранитовый массив, в строении которого участвуют породы пяти фаз внедрения (Живайкина, 1990). I фаза – роговообманковые субщелочные габбро, II фаза – субщелочные диориты, кварцевые монцодиориты, субщелочные кварцевые диориты, III фаза - биотит-роговообманковые гранодиориты, IV фаза – биотитовые граниты, субщелочные граниты, V фаза – биотитовые лейкограниты, субщелочные лейкограниты. Наибольшим площадным распространением обладают гранодиориты III фазы, слагающие до 70-75% площади массива.

В результате комплексного Rb-Sr, K-Ar и U-Pb датирования получены достоверные оценки изотопного возраста пород. Для пород диорит-гранитовой ассоциации получены Rb Sr, K-Ar данные, указывающие на позднеюрско-раннемеловое (150-130 млн. лет) время их формирования (Стриха и др., 2004). Для субщелочных гранитоидов граносиенит-гранитовой ассоциации Rb-Sr, K-Ar и U-Pb методами фиксируется раннемеловой изотопный возраст (126-131 млн. лет). В результате U-Pb датирования гранитов методом SHRIMP-II установлен возраст 118,4 ± 2,1 млн. лет гранодиорит-гранитовой ассоциации Умлекано-Огоджинской зоны подтверждающий оценку возраста ассоциации по геологическим данным.

ГЛАВА 2. ПЕТРОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ТИПИЗАЦИЯ МЕЗОЗОЙСКИХ ГРАНИТОИДОВ ВЕРХНЕГО ПРИАМУРЬЯ Породы среднего и кислого состава мезозойских гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья объединяет широко развитый биотит-роговообманковый парагенезис темноцветных минералов. Гранитоиды содержащие только биотит или биотит и мусковит, сравнительно редки и слагают, как правило, заключительные фазы интрузивных массивов.

Для них характерен близкий состав акцессорных минералов - апатит, циркон сфен, редко ортит, при широком развитии в породах магнетита. Эти данные в целом, при учете значений начальных изотопных отношениях стронция (87Sr/86Sr)0 не превышающих 0,708, позволяют интерпретировать гранитоиды Верхнего Приамурья как образования I-типа (Chappel, White, 1974).

В начале главы приведена геохимическая характеристика пород мезозойских ассоциаций Верхнего Приамурья.

Отмечено, что гранитоиды исследованных мезозойских гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья обладают как сходством, так и различиями геохимического состава. Это касается как главных петрогенных элементов, так и редких и редкоземельных элементов. Для гранитоидов в целом характерен преимущественно высококалиевый и метаглиноземистый состав, высокая окисленность железа и высокие содержания Na2O. Гранитоиды в целом обладают близкими спектрами распределения элементов-примесей по отношению к примитивной мантии, характеризуются идентичными наиболее отчетливо проявленными отрицательными аномалиями Ta, Hf, Ti, менее проявленными положительными аномалиями Ba, K, La, Sr, P, Sm, Tb. Породы также характеризуются фракционированным спектром РЗЭ, с резким преобладанием легких над тяжелыми РЗЭ.

По особенностям петрографического и петрохимического состава пород гранитоидные ассоциации сгруппированы в две интрузивные серии: диорит-гранитовую и монцодиорит лейкогранитовую. Для ассоциаций диорит-гранитовой серии характерно принадлежность пород к щелочно-известковой серии и преобладание пород нормальной щелочности кварцевых диоритов, гранодиоритов и гранитов в составе главных фаз, хотя в большинстве ассоциаций этой серии фиксируются также породы повышенной щелочности субщелочные габброиды, субщелочные диориты, кварцевые монцодиориты, субщелочные лейкограниты (рис. 2).

а Na2О+K2О, мас.% Na2О+K2О-CaO, мас.% б 10,0 Щелочные Субщелочные серии 9,0 серии 8, 7,0 I 1 6, 5,0 II Серии нормальной - 4,0 щелочности III - 3, -6 IV 2, - 44 48 52 56 60 64 68 72 76 48 52 56 60 64 68 72 SiO2, мас.% Рис. 2 а, б. Диаграммы (Na2O + K2O)-SiO2 (а), (Na2O + K2O + CaO)-SiO2 (б) для средних составов пород гранитоидных ассоциаций диорит-гранитовой (1) и монцодиорит-лейкогранитовой (2) серий Верхнего Приамурья а – линиями разделены области распространения различающихся по щелочности серий магматических пород, пунктир обозначает нижнюю границу области магматических пород.

б – поля серий (Frost et al., 2001): I – щелочные, I I- известково-щелочные, III – щелочно-известковые, IV – известковые.

Гранитоидные ассоциации монцодиорит-лейкогранитовой серии принадлежат известково-щелочной серии (рис. 2). В их составе преобладают породы повышенной щелочности – кварцевые монцодиориты, граносиениты, субщелочные граниты и субщелочные лейкограниты. Наряду с этим нередко присутствуют породы нормальной щелочности имеющие подчиненное значение – гранодиориты, граниты и лейкограниты.

Различия в щелочности гранитоидов диорит-гранитовой и монцодиорит-лейкогранитовой ассоциаций отчетливо видны на диаграмме (Na2O + K2O)-SiO2 (рис. 2), где они занимают соответственно поля нормальных и субщелочных разностей за исключением пород ранних фаз тех ассоциаций диорит-гранитовой серии, в которых преобладают породы повышенной щелочности – субщелочные габброиды, монцодиориты и кварцевые монцодиориты. Такое разделение мезозойских гранитоидов Верхнего Приамурья перекликается с представлениями Л.В.Таусона (1977) о наличии двух рядов палингенных гранитоидов – известково-щелочного и щелочного. Породы диорит-гранитовой серии по сравнению с граносиенит лейкогранитовой в целом характеризуется более высокими содержаниями Fe2O3*, MgO, CaO, низкими - K2O, Na2O, P2O5. На диаграммах TiO2-SiO2, Al2O3-SiO2 для граносиенит лейкогранитовой серии по отношению к диорит-гранитовой отмечаются более высокие содержания TiO2 и Al2O3 в области средних пород и более низкие - для лейкогранитов при близких содержаниях в области гранитов с содержаниями SiO2 в 68-70 мас. %.

Наиболее отчетливо различия геохимических особенностей пород гранитоидных ассоциаций в зависимости от принадлежности к структурам Верхнего Приамурья проявлены в распределении крупноионных литофильных элементов – Rb, Cs, Sr, в меньшей мере - Ba.

На диаграммах Rb-Sr, Cs-Sr уверенно разделяются породы раннеюрских ассоциаций МБ (поле А), граносиенит-гранитовой ассоциации БВСТ (поле В) и гранитоидных ассоциаций СВПП (поле Б и Г) (рис. 3). Гранитоидные ассоциации УОВПЗ тяготеют преимущественно к а б Rb, г/т Cs,г/т А В 200 10 В А 6 50 Г Б Б Г 0 500 1000 1500 0 500 1000 1500 2000 Sr,г/т Sr, г/т Рис. 3 а, б. Диаграммы Rb-Sr, Cs-Sr для пород мезозойских гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья с содержанием SiO2 более 64 % Поля геохимических групп: А - с относительно высокими содержаниями Rb, Cs, низкими – Sr;

Б – низкими - Rb, Cs, Sr;

В - высокими Rb, Cs, Sr, Г – низкими Rb, Cs, высокими – Sr.

1, 2 - Мамынский блок: раннеюрская монцодиорит-гранитовая ассоциация (1), раннеюрская лейкогранитовая ассоциация (2), 3-5 – Умлекано-Огоджинская зона: позднеюрско-раннемеловая диорит-гранитовая ассоциация (3), раннемеловая граносиенит-гранитовая ассоциация (4), раннемеловая гранодиорит-гранитовая ассоциация (5), 6-8 - Становой пояс: позднеюрско раннемеловая граносиенит-лейкогранитовая ассоциация (6), позднеюрско-раннемеловая гранодиорит гранитовая ассоциация (7), раннемеловая гранит-лейкогранитовая ассоциация (8), 9 – Байкало Витимский супертеррейн: раннемеловая граносиенит-гранитовая ассоциация.

Линия разделяет гранитоидные ассоциации Мамынского блока и Байкало-Витимского супертеррейна, граносиениты I фазы и граниты II фазы граносиенит-гранитовой ассоциации Умлекано-Огоджинской зоны. Пунктир разделяет ассоциации Станового пояса и других структур Верхнего Приамурья.

полю В, но частично попадают также в остальные поля диаграммы. Такие различия могут быть обусловлены составом источников гранитоидов, а также условиями возникновения первичных (исходных) расплавов и механизмами их дифференциации (Ферштатер, 1987). В соответствии с выявленными различиями в содержаниях Rb, Cs, Sr в породах мезозойских гранитоидных ассоциаций с содержанием в пределах как диорит-гранитовой, так и граносиенит-лейкогранитовой серий могут быть выделены геохимические группы: А - с относительно высокими содержаниями Rb ( 95 г/т), Cs ( 1,5 г/т), низкими – Sr ( 500 г/т);

Б – низкими – Rb ( 95 г/т), Cs ( 1,5 г/т), Sr ( 500 г/т);

В - высокими Rb ( 95 г/т), Cs ( 1, г/т), Sr ( 500 г/т), Г – низкими Rb ( 95 г/т), Cs ( 1,5 г/т), высокими – Sr ( 500 г/т) (таблица 1).

Таблица Систематика мезозойских гранитоидов I-типа магнетитовой серии Верхнего Приамурья Серии Содержания Геохимические группы, гранитоидные ассоциации, геохимические особенности пород с содержанием SiO2 64%, типичные Sr, г/т массивы Содержания Rb 95 г/т, Cs 1,5 г/т Содержания Rb 95 г/т, Cs 1,5 г/т Амурский супертеррейн, Умлекано-Огоджинская вулкано-плутоническая Становой вулкано-плутонический пояс Мамынский блок зона Диорит- 500 Группа А Группа А Группа Б гранитовая Монцодиорит-гранитовая Гранодиорит-гранитовая ассоциация (122-118 Гранит-лейкогранитовая (113-107 млн щелочно- (210-180 млн лет);

млн лет);

лейкограниты V фазы, высокие – Y (1,9 лет);

Лейкограниты III фазы, высокие – известковая Граниты, высокие – Sc г/т), Nb (9,7 г/т), Yb (1,5 г/т), Hf (3,5 г/т), Th (16,6 Sc (2-5,2 г/т), Y (21-27 г/т), Cs (3,2-5, (2,8-8,2 г/т), Y (7-29 г/т), г/т), низкие – Sc (1,5 г/т), Сs (1,3 г/т), Ba (399 г/т). г/т), Ba (1003-1402 г/т), Zr (145-291 г/т), Nb (6-29 г/т), Ba (1017- Елнинский массив Nb (12-21 г/т), Yb (1,9-3,3 г/т), Hf (1,3-3, 1197г/т), V (11-61 г/т), Yb г/т), Ta (3,3-7,9 г/т), Th (13,3-18,8 г/т), U Группа Б (0,95-2,53 г/т), Ta (0,8-6,8 (2,6-4,5 г/т), РЗЭ (182,8-248 г/т).

Гранодиорит-гранитовая ассоциация (122- г/т), ТРЗЭ (6,6-20,7 г/т);

млн лет);

Гранодиориты III фазы, низкие – Ba Токско-Сиваканский массив;

Чагоянский массив;

(444-848 г/т), РЗЭ (100-108 г/т);

Елнинский массив 500 Группа В Группа Г Диорит-гранитовая (150-130 млн лет);

Гранит-лейкогранитовая (113-107 млн Гранодиориты, высокие – Cr (85-225 г/т), Ni (25- лет);

Граниты II фазы, высокие Sc (5,4 85 г/т), Сo (10-40 г/т), Th (10-19 г/т), U (2,1-7 г/т), 9,7 г/т), Ba (1270-1449 г/т), Zr (166- низкие – Ba (721-965 г/т), граниты, высокие – Sc г/т), Yb (1,05-1,2 г/т), Nb (6-60 г/т), Cr (4-6 г/т), Y (12-18 г/т), Nb (7-15 г/т), Yb 91-2,5 г/т), (34-348 г/т).

низкие – Ba (723-1100 г/т), Cr (6-44 (г/т), Ni (3-24 Токско-Сиваканский массив;

г/т). Джалиндинский, Джиктандинский, Игакский Гранодиорит-гранитовая (142-126 млн массивы лет);

Гранодиориты, высокие – Ba (1049 Гранодиорит-гранитовая ассоциация (122-118 1627 г/т), РЗЭ (170 г/т), Cr (27-47 г/т), Ni млн лет);

Граниты IV фазы, высокие – Sc (10,5 (24-27 г/т), Со (4-12 г/т).

г/т), Zr (164 г/т), Y (16 г/т), Yb (1б, Co (13 г/т), V Тындинский массив (93 г,т), низкие – Ba (983 г/т).

Елнинский массив Продолжение таблицы Серии Содержа Геохимические группы, гранитоидные ассоциации, геохимические особенности пород с содержанием SiO2 64%, типичные ния массивы Sr, г/т Содержания Rb 95 г/т, Cs 1,5 г/т Содержания Rb 95 г/т, Cs 1, г/т Амурский Умлекано-Огоджинская Байкало-Витимский Становой вулкано супертеррейн, вулкано-плутоническая супертеррейн плутонический пояс Мамынский блок зона Монцо- 500 Группа А Группа А Группа Б диорит- Лейкогранитовая Граносиенит-гранитовая (131- Граносиенит-лейкогранитовая лейкограни- (190-188 млн лет);

126 млн лет);

Граносиениты I ассоциация (145-133 млн лет);

товая Лейкограниты, фазы, высокие – Sc (4,5 г/т), Cs Лейкограниты III фазы, высокие известково- высокие - Cr (21-211 (9,2-10,6 г/т), Y (16-21 г/т), Zr – Sc (3,5 г/т), РЗЭ (339 г/т), щелочная г/т), Ni (18-22 г/т), (227-265 г/т), Nb (10-13 г/т), Yb низкие - Y (0-15 г/т), Nb (0- низкие – Sc (1-1,1 г/т), (1,5-1,6 г/т), Hf (2,6-3,6 г/т), Th г/т), Ni (16-21 г/т), V (16-58 г/т), Zr (50-173 г/т), Y 19,7-24,8 г/т), Cr (85-150 г/т), Ni Hf (0,55 г/т), Ta (0,6 г/т), Th (6, (0,83-1,17 г/т), Со (0,4- (35-44 г/т), Co (10-16 г/т), V (63- г/т), U (0,6 г/т).

1 г/т), Th (6,2-8 г/т), 92 г/т), РЗЭ (165-175 г/т). Чубачинский массив РЗЭ (81-82 г/т). Ускалинский массив Шимановский массив 500 Группа В Группа В Группа Г Граносиенит-гранитовая (130- Граносиенит-гранитовая Граносиенит-лейкогранитовая 125 млн лет);

Субщелочные (135-130 млн лет);

(145-133 млн лет);

граниты II фазы, низкие – Sc Граносиениты, высокие – Ni Граносиениты I фазы, высокие (0,4-2 г/т), Y (5-11 г/т), Nb 5-8 (21-32), РЗЭ (158-182 г/т), Ba (1135-2314 г/т), низкие – Ni г/т), V (10-43 г/т), Yb (0,11-0,42 низкие – Yb (0,76-0,95 г/т), Hf (16-21 г/т), Co (1-3 г/т), V (16- г/т), Ta (0,4-0,6 г/т), ТРЗЭ (1,5-7 (0,72 г/т);

Субщелочные г/т), Hf (0,5-1,2 г/т), Th (6,7-11, г/т). граниты, высокие – Сs (3-6,3 г/т), РЗЭ (84 -96 г/т);

Граниты и г/т), Cr (26-255 г/т), Ta (0,8-1,9 лейкограниты II фазы, низкие – Ускалинский, Магдагачинский, г/т), Th 10,2-28,1 г/т), РЗЭ (180 Nb (0,4-9 г/т), V (15-47 г/т), Yb Сергеевский массивы г/т), низкие – Sc (2,5 г/т), Y (3- (0,07-0,54 г/т), Ta (0,2-0,5 г/т), Th 15 г/т), Nb (5-14 г/т). (0,8-4,3), U (0,1-0,5 г/т), ТРЗЭ (0,5-7,2 г/т).

Хайктинский массив Чубачинский массив Различия в содержаниях рубидия и стронция в существенно гранитоидных сериях могут быть обусловлены различной щелочностью первичных для них базитовых расплавов, водонасыщенностью исходных расплавов, а также составом субстрата (Ферштатер, 1987).

Базиты в качестве пород ранних фаз известны только в составе гранодиорит-гранитовых ассоциаций Станового пояса и Умлекано-Огоджинской зоны. Содержания Sr в субщелочных габброидах этих ассоциаций коррелируется с содержаниями Sr в гранитоидах. Так, в породах позднеюрской-раннемеловой гранодиорит-гранитовой ассоциации Станового пояса отмечаются следующие содержания Sr: габброиды – 750-971 г/т, кварцевые монцодиориты 775-1070 г/т, гранодиориты – 729-919 г/т. Для пород аналогичной по составу раннемеловой ассоциации отмечаются следующие содержания Sr: габброиды – 418 г/т, гранодиориты 472 478 г/т. Это указывает на возможность зависимости содержаний этих элементов в гранитоидах от геохимических особенностей первичных базитовых расплавов.

Результаты расчета показывают близкую водонасыщенность гранитовых расплавов для большинства гип- и мезоабиссальных гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья - 7,5- мас. % H2O. Положительная корреляция содержаний Sr с содержанием воды в гранитах отмечается только для гранит-лейкогранитовой ассоциации СВПП (группа Б), кристаллизация которых происходила в приповерхностных условиях при относительно низких содержаниях воды (4-5% мас. % H2O). Граниты других геохимических групп кристаллизовались в гип-мезоабисальных уловиях при близкой водонасыщенности исходных расплавов, что указывает на наиболее вероятную причину различий содержаний стронция в породах гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья в зависимости от щелочности первичных базитовых расплавов и состава исходного для них субстрата.

Различия в содержаниях рубидия в породах гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья, вероятнее всего, обусловлены различиями в составе источников. Как показывают исследования (Ферштатер, 1987) по соотношению Rb и K2O гранитоиды габбро гранитных серий, вне зависимости от геодинамических обстановок образования, образуют единую вариационную линию, которая отличается пониженными содержаниями рубидия от гранитоидов, для которых предполагается родоначальная орогенная андезитовая магма или коровое вещество близкого к андезиту состава (рис. 4). К генеральному тренду Б гранитоидов корового происхождения тяготеют породы гранитоидных ассоциаций геохимических групп А и В с высокими содержаниями рубидия, а к базальтоидному тренду А приурочены породы гранитоидных ассоциаций групп Б и Г с низкими концентрациями рубидия.

Следовательно, выделение геохимических групп среди пород мезозойских гранитоидных ассоциаций отражает особенности их генезиса и состава исходного субстрата.

Изложенные в главах 1 и 2 материалы являются обоснованием первого защищаемого положения.

ГЛАВА 3. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ МЕЗОЗОЙСКИХ ГРАНИТОИДНЫХ АССОЦИАЦИЙ ВЕРХНЕГО ПРИАМУРЬЯ Для интерпретации выявленных геохимических особенностей мезозойских гранитоидов Верхнего Приамурья рассмотрены геодинамические обстановки, возможные Рис. 4. Диаграмма Rb-K2O для пород Rb, г/т мезозойских гранитоидных ассоциаций 400 Верхнего Приамурья 2 А и Б – генеральные тренды гранитов базальтоидного и корового происхождения Б 300 (Ферштатер, 1987).

4 Ассоциации: Мамынский блок 5 монцодиорит-гранитовая (1), 200 А лейкогранитовая (2), Умлекано 6 Огоджинская зона - диорит-гранитовая (3), 7 граносиенит-гранитовая (4), гранодиорит гранитовая (5), Становой пояс 8 граносиенит-лейкогранитовая (6), 0 9 гранодиорит-гранитовая (7), гранит лейкогранитовая (8), Байкало-Витимский 0 1 2 3 4 5 супертеррейн – граносиенит-гранитовая K2O, мас. % (9).

петрологические модели формирования исходных расплавов, а также составы источников и особенности эволюции гранитоидных ассоциаций, отражающие механизмы их образования.

Известно, что гранитоидные ассоциации I-типа формируются в широком диапазоне геодинамических обстановок. Наряду с гранитами S-типа они являются наиболее распространенными в областях взаимодействия океан-континент (активные континентальные окраины и островные дуги) и континент-континент (коллизионные зоны). При этом гранитоиды I-типа образованные в обстановке континентальной коллизии обладают близким петрографическим составом к ассоциациям островных дуг и активных окраин. В сложных по строению складчатых областях, прошедших полный цикл тектонического развития, к которым, несомненно, относится и Верхнее Приамурье, нередко пространственно совмещены гранитоиды различных геодинамических обстановок (Особенности…, 1992). Таким образом, одной из важных проблем при изучении гранитоидов I типа является проблема идентификации геодинамических обстановок при их формировании.

Как показывает обзор литературных данных, оценка геодинамических условий формирования гранитоидов Верхнего Приамурья носит дисскусионный характер.

Формирование позднемезозойских магматических образований Верхнего Приамурья связывалось с субдукцией океанической коры в условиях активной континентальной окраины (Гусев, Хаин, 1995, Зоненшайн и др., 1990, Гордиенко и др., 2000), рифтогенезом (Антонов, 1998) и коллизией (Заблоцкий, 1978;

Путинцев и др., 1983, Мартынюк и др., 1990;

Ларин и др., 2001;

Степанов и др., 1998;

Степашко, 2001;

Стриха, Моисеенко, 2004, Стриха 2006). По содержанию таких редких элементов как Y, Nb, Yb, Hf, Th, редкоземельных элементов – La, Ce, Nd, Sm, Eu, Cd, Tb, а также по особенностям распределения РЗЭ преобладании легких РЗЭ над тяжелыми (La/Yb)N = 4,6-94), мезозойские гранитоиды Верхнего Приамурья в целом близки к петрохимическим типам пород коллизионных геодинамических обстановок (Pearce et al., 1984, Rodgers, Greenberg, 1990), отличаясь от них более высокими концентрациями Sr, Ba. Так, например, породы среднего состава гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья по сравнению с аналогичными по составу породами коллизионной гранитоидной ассоциацией Кверигут Пиренеи (Roberts et al., 2000) характеризуются в целом близкими содержаниями Rb, Sc, более высокими – Sr, Ba, Cr, Ni, V, низкими – Y, Nb, Zr (кроме пород гранит-лейкогранитовой ассоциации Станового пояса обладающих наиболее высокими концентрациями Zr -166-254 г/т в гранитах,145-291г/т в лейкогранитах). По содержанию индикаторных элементов относительно типовых коллизионных граносиенитов Боливии (Pearce et al., 1984) наиболее близкими являются граносиениты I фазы граносиенит-гранитовой ассоциации Умлекано-Огоджинской зоны, которые относятся к геохимической группе А с высокими содержаниями Rb, Cs и низкими – Sr. Они характеризуются близкими к граносиенитам Боливии содержаниями Y, Nb, Yb, Hf, Ta,Th, более высокими концентрациями Sr, Zr, Ba, низкими – Rb. Граносиениты гранитоидных ассоциаций Станового пояса и Байкало-Витимского супертеррейна обладают близкими к граносиенитам Боливии концентрациями Ta, Th, Yb, при более высоких содержаниях Sr, Ba, Zr, низких – Rb, Y, Nb, Hf (табл. 1). К типовым коллизионным гранитам (Pearce et al., 1984) по содержанию индикаторных элементов (Rb, Y, Nb, Yb, Hf, Ta, Th, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb) наиболее близки граниты геохимических групп А и Б, характеризующихся низкими содержаниями Sr, при вариациях в содержаниях Rb. По сравнению с типовыми гранитами зон коллизии они также как и граниты геохимических групп В и Г обладают в целом более высокими концентрациями Sr и Ba.

Для расшифровки геодинамических условий формирования гранитоидов Верхнего Приамурья использовалась модифицированная версия дискриминационной диаграммы Rb-(Y + Nb) (Pearce, 1996) и Ta–Yb (Pearce et al., 1984) позволяющие различать граниты срединноокеанических хребтов, вулканических дуг (энсиалических островных дуг и активных континентальных окраин), синколлизионных и анорогенных внутриплитные. На этих диаграммах мезозойские гранитоиды Верхнего Приамурья располагаются преимущественно в пределах полей островодужных и постколлизионных образований, лишь частично попадая в поле синколлизионных образований и фиксируя таким образом отличие от гранитоидов типовых синколлизионных обстановок в содержаниях Rb и Ta. Однако более определенно геодинамическая позиция мезозойских гранитоидов Верхнего Приамурья оценивается с помощью тройных дискриминационных диаграмм Харриса с соавторами основанных на соотношениях Rb-Hf-Ta в породах, как более информативных по сравнению с диаграммами, предложенными этими авторами ранее (Harris et al., 1987). По соотношению Rb-Hf-Ta (Стриха, 2005а, 2006б) гранитоиды в целом характеризуются как коллизионные образования, хотя отмечаются отклонения единичных точек в поля пород вулканических дуг и внутриплитных гранитоидов. При этом преимущественно в поле синколлизионных гранитоидов располагаются раннеюрская лейкогранитовая ассоциация МБ, позднеюрско раннемеловые и раннемеловые ассоциации (150-125 млн. лет): диорит-гранитовая и граносиенит-гранитовая УОВПЗ, граносиенит-лейкогранитовая и гранодиорит-гранитовая СВПП, граносиенит-гранитовая БВСП. В поле поздне- и постколлизионных образований – раннеюрская монцодиорит-гранитовая ассоциация МБ, и наиболее поздние из раннемеловых (120-107 млн. лет) гранодиорит-гранитовая ассоциация УОВПЗ и гранит-лейкогранитовая ассоциация СВПП. Такая оценка геодинамических условий образования мезозойских гранитоидов Верхнего Приамурья позволяет сделать вывод о наличие двух коллизионных этапов в их формировании – позднетриасово-раннеюрского (предположительно на уровне 210-180 млн лет) и позднеюрско-раннемелового (150-107 млн лет). Более низкие в целом концентрации Rb и Ta по отношению к типовым синколлизионным гранитам и, соответственно, приуроченность синколлизионных гранитоидов Верхнего Приамурья к полю VAG – вулканических дуг на диаграммах Rb-(Y + Nb) и Ta–Yb, вероятнее всего, обусловлена унаследованием островодужных свойств исходного для них вещества. О субдукционной обстановке образования протолитов может свидетельствовать деплетированность Ta, Hf, Ti, HREE, а также обогащение K, Ba, P, LREE гранитоидов Верхнего Приамурья отчетливо фиксируемое на мультипликационных диаграммах по отношению к примитивной мантии, что также характерно для магматических образований островных дуг (Zanetti, 1999).

Коллизионная природа мезозойских гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья подтверждается результатами геотектонических реконструкций (Natal,in, 1996;

Нужнов, 1998;

Путинцев и др., 1983).

Мезозойская коллизия в пределах Верхнего Приамурья может быть обусловлена мантийным диапиризмом, связанным с формированием Монголо-Охотской складчатой системы (Красный, 1997;

Антонов, 2004). Раздвиг таких смежных разноплотностных структур как Алдано-Становой и Амурский геоблоки способствовал приближению к поверхности перегретого глубинного вещества. Плотностные изменения в коре, астеносфере и более глубоких горизонтах мантии обусловили сильнейшее сжатие коры между сближающимися геоблоками в соответствии с представлениями Артюшкова (1993).

В настоящее время петрологами рассматривается три основных механизма зарождения магм в верхней мантии и земной коре, связанных с нагреванием вещества выше температуры плавления каким-либо источником, адиабатическим подъемом вещества, дегидратаций гидроксилсодержащих минералов, обзор которых приведен в работе (Попов, 1997).

Исследования термальных условий магмообразования в различных тектонических обстановках (Weber, Behr, 1983;

England, Thompson, 1984 и другие), показывают наличие ограничений по видам коровых процессов, которые могут быть ответственны за формирование гранитоидных магм. Термальные условия, возникающие вследствие корового утолщения при коллизионных процессах, благопрятны для формирования богатых H2O, наиболее низкотемпературных расплавов (Clemens, 1984;

Clemens, Mawer, 1992). Такие расплавы не способны к значительным вертикальным перемещениям и обычно кристаллизуются как магматиты в средней коре в результате низкотермальной энергии (Соболев, 1970;

Файф, 1972 и др.). Клеменс и Друп (Clemens, Droop, 1998) пришли к выводу о том, что известково-щелочные высококремнистые магмы для обладания необходимой энергией для интрузии в верхнюю часть коры нуждаются в исключительных термальных условиях для их образования. Такие условия возникают в областях нижней коры и требуют подвода тепла путем внедрения базальтовых магм мантийного происхождения (Clemens, 1990;

Vielzeuf et al., 1990). Базальтовые магмы являются эффективными источниками высокой температуры и поставщиком материала для коры, способствующими образованию гранитоидной магмы (Huppert, Sparks, 1988). Методами математического моделирования показано, что слой расплава основного состава мощностью 1 км может генерировать слой расплава гранодиоритового и гранитового состава мощность до 2,5 и 3 км соответственно (Соболев, Авилина, 1986).

Теоретически, кроме частичного плавления вещества нижней коры гранитоидные расплавы могут формироваться за счет базальтовых материнских магм путем фракционной кристаллизации или в результате AFC процессов - фракционной кристаллизации и ассимиляции (DePaolo, 1988). Незначительные объемы габброидов и средних пород в составе гранодиорит-гранитовых ассоциаций, средних пород в составе монцодиорит гранитовых и граносиенит-гранитовых ассоциаций и полное отсутствие основных и средних пород в составе граносиенит-лейкогранитовой и гранит-лейкогранитовой ассоциаций Верхнего Приамурья (в большинстве случаев содержания SiO2 в породах ранних фаз диорит гранитовой серии больше 56 мас. %, а для граносиенит-гранитовой - больше 64 мас. %), ставят по сомнение возможность формирования огромных масс гранитоидов путем фракционной кристаллизации базальтовой магмы. Породы гранитоидных ассоциаций в большинстве случаев демонстрируют небольшие изменения первичного Sr и Nd-изотопного соотношений с ростом содержания SiО2, что также не подтверждает их образование из мафических магм в ходе AFC процессов, кроме случая, когда изотопные составы исходных базитовых расплавов и континентальной коры одинаковы.

На основании экспериментальных данных, Робертс и Клеменс (Roberts, Clemens, 1993) установили, что высококалиевые разности гранитоидов I-типа возникают при частичном плавлении в коре известково-щелочных обогащенных калием водосодержащих метаморфических пород основного и среднего состава под тепловым воздействием глубинных мафических магм. Учитывая весь имеющийся фактический материал по составу, соотношениям пород, их геохимических и изотопно-геохимических особенностей, представляется, что эта модель является наиболее приемлемой для происхождения гранитоидов Верхнего Приамурья.

О взаимодействии мантийных базитовых расплавов с веществом коры при образовании пород мезозойских гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья могут свидетельствовать соотношений изотопных отношений неодима и стронция, выраженных в виде Sr и Nd. На диаграмме отношений Sr и Nd, рассчитанных с учетом их возраста, в гранитоидах Верхнего Приамурья фиксируется обратная корреляция между изотопными отношениями неодима и отношениями неодима и стронция (рис. 5). Гранитоиды Верхнего Приамурья в целом занимают промежуточное положение между полями базальтов срединно-океанических хребтов (MORB), базальтами океанических островов (OIB), формирующихся при некотором участии вещества земной коры, позднемезозойскими субщелочными базальтами Западно Забайкальской рифтовой зоны (RB) и полем речной взвеси (RS), представляющей усредненный состав наиболее верхнекоровой компоненты материков (Костицин, 2000). Лишь некоторые породы диорит-гранитовой ассоциации УОВПЗ попадают в поле базальтов OIB, а породы граносиенит-гранитовой ассоциации БВСТ располагаются в пределах поля RS, что отражает, вероятно, наибольшее присутствие осадочного вещества. Такое общее положение гранитоидов Верхнего Приамурья на этой диаграмме, позволяет сделать вывод о том, что в их образовании могло принимать участие как мантийное, так и коровое вещество.

Рис. 5. Изотопный состав неодима и стронция Nd в мезозойских гранитоидах Верхнего 16 Приамурья.

Сплошными кривыми оконтурены поля 12 MORB изотопных составов, характер-ных для 8 базальтов срединно-океанических хребтов OIB (MORB), базальтов океанических островов RB (OIB) (Zindler, Hart, 1986), базальтов Западно Забайкальской рифтовой зоны (RB) (Ярмолюк - и др., 1998) и пылевой взвеси рек (RS) по RS (Костицин, 2000).

- Ассоциации: Мамынский блок: монцодиорит -12 гранитовая (1), Умлекано-Огоджинская зона - диорит-гранитовая (2), граносиенит гранитовая (3), гранодиорит-гранитовая (4), - -40 10 Становой пояс - граносиенит-лейкогранитовая Sr (5), гранодиорит-гранитовая (6), гранит лейкогранитовая (7), Байкало-Витимского супертеррейна – граносиенит-гранитовая (8).

Фигуративные точки пород гранитоидных ассоциаций образуют на данной диаграмме два отчетливо выраженных тренда. Тренд 1 отражает рост значений Sr в породах диорит гранитовой и граносиенит-гранитовой ассоциации УОВПЗ и далее к породам граносиенит гранитовой ассоциации БВСТ при сохранении уровня Nd. Это, скорее всего, связано с увеличение доли метапелитового корового вещества в составе пород ассоциаций и может быть объяснено как результат смешения коровых и мантийных компонентов примерно одного и того же изотопного состава. Такое предположение подтверждается тем, что значения Sr, как правило, положительно коррелируются со значениями 18О, отражающего участие метапелитов в породах мезозойских ассоциаций Верхнего Приамурья. Положение тренда 2 фиксирует рост значений Nd в гранитоидах Станового пояса по отношению к гранитоидами других структур Верхнего Приамурья, что связано с увеличением возраста метаморфических комплексов исходной для них континентальной коры при различном участии в их составе мантийного материала.

Об участии мантийного и корового компонентов в составе мезозойских гранитоидов Верхнего Приамурья свидетельствуют также данные по содержанию Rb и отношений K/Rb в породах, а также особенностям состава биотита (Стриха, 2006а).

Положение пород гранитоидных ассоциаций на диаграмме K/Rb-Rb (рис. 6), на которой выделены области мантийных, коровых и мантийно-коровых гранитоидов (Коваленко и др., 1981;

Руб и др., 1983), свидетельствует об их принадлежности к гибридным образованиям, состоящим из смеси корового и мантийного материала.

Многофазность и гомодромная последовательность становления мезозойских гранитоидных массивов Верхнего Приамурья, наличие в породах среднего и умеренно кислого состава меланократовых шлировидных включений позволяют предполагать, что вероятными механизмами взаимодействия мантийных и коровых источников является синтексис базитовых и коровых расплавов. Состав первичных мантийных базитовых расплавов взаимодействующих с земной корой известен только для гранодиорит-гранитовых K/Rb 1200 Смесь т ия 1000 коров ого и мантийного Ман материала 800 I 600 II Кора 0 100 200 300 400 Rb Рис. 6. Диаграмма K/Rb-Rb для пород мезозойских гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья Поля гранитоидов изотопных провинций: I – раннепротерозойской, II – рифейской.

Ассоциации: 1, 2 – Мамынский блок: монцодиорит-гранитовая (1), раннеюрская лейкогранитовая (2), 3- – Умлекано-Огоджинская зона: диорит-гранитовая (3), граносиенит-гранитовая (4), гранодиорит гранитовая (5), 6-8 - Становой пояс: граносиенит-лейкогранитовая (6), гранодиорит-гранитовая (7), гранит-лейкогранитовая (8), 9 – Байкало-Витимский супертеррейн: граносиенит-гранитовая.

ассоциаций УОВПЗ и СВПП. Базиты I фазы гранодиорит-гранитовой ассоциации УОВПЗ представлены субщелочными габброидами, гранодиорит-гранитовой ассоциации СВПП – субщелочными габброидами и габброидами нормальной щелочности, которые по соотношению SiO2-FeO*/MgO относятся к толеитовой серии. Для остальных гранитоидных ассоциаций их состав может быть реконструирован на основе соотношений Rb и Sr в гранитоидах (рис. 7).

• Рис. 7. Диаграмма Rb-Sr для Rb,г/т мезозойских гранитоидов Верхнего Приамурья • Поля (Ферштатер, 1987): I - толеитовой океанической, II - толеитовой 200 4 континентальной и островодужной, III 2 IV орогенной андезитовой, толеитовой 150 9 повышенной щелочности, латитовой, IV 1 латитовой, щелочно-базальтовой.

5 3 8 • Ассоциации: Мамынский блок (тренды 50 I пунктир): монцодиорит-гранитовая (1), II III лейкогранитовая (2), Умлекано 0 500 1000 Огоджинская зона (тренды – пунктир с Sr,г/т точкой) - диорит-гранитовая (3), граносиенит-гранитовая (4), гранодиорит • гранитовая (5), Становой пояс (тренды сплошная линия) - граносиенит лейкогранитовая (6), гранодиорит гранитовая (7), гранит- лейкогранитовая (8), Байкало-Витимский супертеррейн (тренд – широкий пунктир) – граносиенит-гранитовая (9).

• Номера трендов соответствуют таковым для ассоциаций.

Анализ данной диаграммы показывает, что возможными источниками тепла и поставщиками мантийного вещества для мезозойских гранитоидов Верхнего Приамурья могли быть базитовые расплавы различной щелочности – от толеитовых континентальных до щелочно базальтовых, различающиеся по содержанию Sr. В поле II производных континентальных толеитовых базитовых расплавов попадают раннеюрские граниты монцодиорит-гранитовой и лейкогранитовой ассоциаций МБ, лейкограниты III фазы граносиенит-лейкогранитовой и гранит-лейкогранитовой ассоциаций СВПП, характеризующиеся наименьшими содержаниями Sr (геохимические группы А и Б). Большинство гранитоидов Верхнего Приамурья по содержанию Rb и Sr отвечающие геохимическим группам В и Г попадают в поле III производных орогенной андезитовой, толеитовой повышенной щелочности и латитовой магм, включая и гранодиорит-гранитовые ассоциации УОВПЗ и СВПП, ранние фазы которых представлены субщелочными габброидами толеитовой серии. В поле производных латитовых и щелочно-базальтовых расплавов располагаются породы граносиенит-гранитовой ассоциаций УОВПЗ (граносиениты I фазы группы А и граниты II фазы группы В), БВСТ (группа В), граносиенит-лейкогранитовой ассоциации СВПП (группа Г), для которых характерны наиболее высокие содержания Sr.

Количественная оценка содержаний корового компонента возможна с использованием Nd корового индекса (NCI) Депаоло (DePaolo et al., 1992). Расчеты проведены при значении деплетированной мантии (DM резервуара) при Nd = +9,5, коровые резервуары взяты со средними значениями Nd = -16 для раннепротерозойской коры по (Ларин и др., 2001, Стриха, 2006в), и максимальными значениям Nd = -8 и средними - Nd = -4 для рифейской коры.

Согласно расчетам, для раннеюрских гранитов рифейской изотопной провинции потребуется 99 % заимствование корового Nd при расчете с использованием среднего значения рифейской коры и 76% заимствование корового Nd при расчете максимального значения Nd для рифейской провинции. Для позднеюрско-раннемеловых ассоциаций рифейской провинции требуется от 52 до 97 % заимствования корового Nd при расчете на максимальное значение Nd = -8 и 67-99% - на среднее Nd = -4. Соответственно доля мантийного компонента в породах этой изотопной провинции не превышает для пород среднего состава 50 % и 35 % при расчете на максимальное и среднее значение Nd, для кислых пород преимущественно составляя менее 15 %, а в гранитах и лейкогранитах в большинстве случаев не превышает 3 % или отсутствует.

Для гранитоидов раннепротерозойской провинции требуется 82-98% корового Nd при расчете c использованием среднего значения Nd раннепротерозойской коры, что также указывает на низкое содержание мантийного компонента.

Таким образом, на основании проведенного анализа можно сделать вывод о мантийно-коровой природе гранитоидов Верхнего Приамурья в целом. Мантийное вещество в виде базитовых расплавов при этом играет важную роль как в качестве носителя тепловой энергии, за счет которой плавится материал коры, так и существенного компонента в составе расплавов среднего и умеренно-кислого состава. Коровое вещество доминирует в составе средних и кислых пород гранитоидных ассоциаций.

Для выяснения механизмов формирования многофазных мезозойских гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья – частичного плавления коры при одновременном взаимодействии с базитовыми расплавами или фракционной кристаллизации гибридных расплавов рассмотрены особенности их эволюции. Характер эволюции гранитоидных расплавов выявлялся с помощью данных по особенностям распределения петрогенных окислов, элементов-примесей, включая и РЗЭ, величине европиевой аномалии, суммы РЗЭ, P2O5, Zr, суммы щелочей в породах гранитоидных ассоциаций в зависимости от их кремнекислотности.

Для большинства гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья отмечается увеличение концентрации K2O, Rb, Ba, Zr, и уменьшение TiO2, Fe2O3, CaO, MgO, Al2O3, Sr, Y, Ni, Cr по мере роста в породах содержания SiO2, которое может быть обусловлено процессами фракционной кристаллизации первичных расплавов среднего или умереннокислого составов.

Однако, для большинства ассоциаций выявлены ограничения, противоречащие этому механизму формирования интрузивных серий.

Так, в качестве примера для диорит-гранитовой серии рассмотрим ограничения модели фракционирования первичного расплава для пород гранодиорит-гранитовой ассоциации СВПП.

Уменьшение суммы РЗЭ, а также содержаний P2O5 и Zr при переходе от кварцевых монцодиоритов к гранодиоритам гранодиорит-гранитовой ассоциации СВПП предполагает возможность образования магм гранодиоритового состава при фракционной дифференциации магмы монцодиоритового состава при участии в процессе фракционирования акцессорного апатита и циркона. Однако наличие в гранодиоритах слабой европиевой аномалии (0,7), при учете близости содержаний щелочей (Na2O+K2O = 6,84-7,95) в них и менее кремнеземистых кварцевых монцодиоритах (Na2O+K2O = 6,85-7,61), указывают на независимость формирования пород этих фаз из самостоятельных первичных расплавов, поскольку фракционирование плагиоклаза при образовании гранодиоритового расплава должно привести к повышению его щелочности по отношению к исходному расплаву по составу отвечающего кварцевому монцодиориту. Это подтверждается также положением фигуративных точек пород ассоциации на диаграмме А.Кохайри (Cocherie, 1986), отражающей предпочтительный механизм формирования магматических пород на основе отношений Sr и Rb, где гранодиорит-гранитовая ассоциация образует тренд располагающийся субпараллельно тренду частичного плавления. Кроме этого, расположение фигуративных точек средних составов пород ассоциации на диаграмме Бородина не подчиняется линейному тренду характерному для пород дифференцированных серий с единым родоначальным расплавом с пересечением границы полей субщелочных и умеренно щелочных пород. Этот факты позволяет считать, что процесс частичного плавления однородных источников играл более существенную роль при формировании наиболее дифференцированных разностей гранитоидов данной ассоциации, чем фракционная кристаллизация предполагаемого первичного монцодиоритового расплава.

В качестве примера для монцодиорит-лейкогранитовой серии рассмотрим ограничения модели фракционирования для пород граносиенит-лейкогранитовой ассоциации СВПП.

Для гранитоидов позднеюрско-раннемеловой граносиенит-лейкогранитовой ассоциации СВПП наблюдается отчетливо выраженное снижение общей щелочности пород от граносиенитов I фазы (Na2O + K2O = 8,77 %) к гранитоидам II фазы с суммой щелочей в 8, %, к ультракислым лейкогранитам III фазы – 8,22 %. Не смотря на то, что от граносиенитов I фазы к гранитоидам II фазы отмечается уменьшение содержаний РЗЭ и P2O5, а по распределению Sr и Rb породы ассоциации располагаются вдоль тренда кристаллизационной дифференциации, отчетливое уменьшение щелочности пород по мере роста их кремнеземистости противоречит гипотезе их образования в результате кристаллизационной дифференциации. Кроме этого, на диаграмме Бородина фигуративные точки средних составов пород I и II фаз ассоциации пересекают границу полей умеренно-щелочных и известково-щелочных серий, в то время как дифференцированные серии образуют тренды субпараллельные главным петрохимическим трендам или границам полей. Следует учитывать также то обстоятельство, что гранитоидах II фазы не наблюдается отчетливо выраженных отрицательных аномалий Eu, которые неизбежно должны были бы присутствовать в них в связи с фракционированием плагиоклаза, что предусматривается снижением содержаний Na2O от граносиенитов к гранитам. Как показывают исследования, в процессе эволюции гранитоидных ассоциаций, в результате фракционирования смеси фемических минералов и плагиоклаза кислого состава, в соответствии со значениями коэффициентов распределения минерал-расплав в продуктах фракционирования, происходит рост содержаний рубидия и уменьшения стронция (Александров, 1977;

Ферштатер, 1987).

Кроме этого, на диаграмме Rb-Sr (рис.7) гранитоиды граносиенит-лейкогранитовой ассоциации образуют тренд субпараллельный оси Sr, что фиксирует сохранение уровня содержаний Rb при резком снижении содержаний Sr при переходе от граносиенитов I фазы к ультракислым лейкогранитам III фазы. Все эти факты позволяют считать породы различных фаз граносиенит-гранитовой ассоциации продуктами самостоятельных расплавов не связанных с процессами дифференциации единого первичного расплава.

Таким образом, анализ распределения главных и редких элементов, включая суммарные значения содержаний РЗЭ, величины европиевой аномалии, соотношения Rb-Sr, Sr-Ba, в породах гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья показал, что фракционная дифференциация не является ведущим механизмом при их образовании. Геохимические и изотопно-геохимические особенности свидетельствуют о формировании пород среднего и кислого состава из автономных источников в результате частичного плавления коры при одновременном взаимодействии коровых и базитовых расплавов.

Рассмотренные в данной главе материалы служат основанием для второго защищаемого положения.

ГЛАВА 4. КОРОВЫЕ ИСТОЧНИКИ И РУДОНОСНОСТЬ МЕЗОЗОЙСКИХ ГРАНИТОИДОВ ЗОЛОТОНОСНЫХ РАЙОНОВ ВЕРХНЕГО ПРИАМУРЬЯ Разнообразие составов кислых магматических расплавов формирующихся в земной коре может объясняться не только изменениями условий их выплавления – содержанием Н2О, давлением, температурой, летучестью кислорода и др., но и различием в составе источников.

По образному выражению М.П.Робертса c соавторами (Roberts et al., 2000), граниты можно рассматривать в качестве окон, через которые может оцениваться состав нижней коры и хотя сомнительно, чтобы гранитоиды точно отражали состав источника, за счет которого образованы исходные для них расплавы, породы гранитоидных ассоциаций позволяют косвенно получать сведения о геологической истории, о которой больше нет никаких доказательств.

Значения модельных Sm-Nd возрастов для пород мезозойских гранитоидных ассоциаций свидетельствуют о различиях в возрасте исходного для них корового субстрата. Значения TNd(DM-2st) для мезозойских гранитоидов Верхнего Приамурья варьирует в широких пределах – от 917 до 2471 млн лет. При этом отчетливо проявлена зависимость модельных возрастов гранитоидов от тектонического районирования данного региона. По величине Sm Nd модельных возрастов для мезозойских гранитоидов на территории Верхнего Приамурья можно выделить две изотопных провинции: раннепротерозойскую -1744-2471 млн лет и рифейскую - 917-1548 млн лет.



Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.