Рудообразующий потенциал редкометалЛьных плюмазитовых гранитов: вольфрам



жүктеу 70.74 Kb.
Дата24.07.2016
өлшемі70.74 Kb.
Рудообразующий потенциал

редкометалЛьных плюмазитовых гранитов: вольфрам
Сырицо1 Л.Ф., Абушкевич2 В.С., Баданина1 Е.В., Волкова1 Е.В.

1Санкт-Петербургский государственный университет, г. Санкт-Петербург, e-mail: liudmila_syritso@mail.ru

2Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, г. Санкт-Петербург, e-mail: vik2211@gmail.com
Одной из важнейших задач фундаментальной геологической науки на современном этапе является выявление источников рудного вещества, оценка условий и механизмов его концентрации. В этом отношении исключительно благоприятный материал для исследования представляют собой редкометалльные граниты (РГ), характеризующиеся накоплением широкого спектра редких элементов – Li, Rb, Cs, Ta, Nb, W, Sn, Be и, что немаловажно, зональным строением массивов, которое позволяет прослеживать закономерности их распределения и поведения в пространстве и времени. Успехи в области экспериментальных исследований флюидонасыщенных гранитоидных систем возродили интерес к проблеме формирования массивов Li-F гранитов и связанных с ними процессов рудообразования. Результаты этих исследований, а также изучение непосредственно минералообразующих сред (расплавные и флюидные включения) показали, что процесс фракционирования является не единственным механизмом концентрации редких элементов, ему сопутствуют явления жидкостной несмесимости, способствующие отделению редких элементов с водно-солевыми субстанциями, и последующее их перераспределение в режиме послемагматического метасоматоза [Баданина и др., 2010].

Изучение характера распределения и поведения указанных редких элементов в рядах дифференциатов РГ показывает различные пути их концентрации. Так, в накоплении тантала и ниобия задействованы многие механизмы, в том числе кристаллизационное фракционирование, отделение с натрово-алюмофторидной субстанцией, метасоматическое перераспределение за счет автолизии породообразующих минералов. Литий концентрируется как внутри массивов РГ, так и в ареале экзоконтакта в виде надкупольных метасоматитов, что позволяет предполагать определенную роль эманационной дифференциации.

Характер связи вольфрамового оруденения с гранитоидным магматизмом – старая дискуссионная проблема, в решении которой принимали участие выдающиеся исследователи вольфрамового оруденения В.Ф. Барабанов, Г.Ф. Иванова, Ф.Г. Рейф. Поведение вольфрама (и олова) в массивах РГ изучено фрагментарно. В массивах РГ с низкой концентрацией Li и F вольфрам накапливается в экстремальных количествах, процесс этот рассматривается как постмагматический метасоматический. Сколь либо существенного накопления вольфрама в Li-F гранитах не установлено, тем не менее, для надкупольных зон этих массивов типично проявление вольфрамовой минерализации, нередко в промышленных масштабах, что позволяет рассматривать массивы в качестве материнских для вольфрама. Кроме того, общеизвестно, что ареалы выходов массивов РГ, как правило, сопровождаются кварц-вольфрамит-касситеритовыми жилами. Во всех случаях характер связи вольфрамового оруденения непосредственно с массивами РГ остается проблематичным.

Для решения этих вопросов актуальными являются следующие положения, которые рассматриваются нами на примере Восточного Забайкалья:



  • характер распределения вольфрама в габбро-гранитных сериях, завершающихся образованием плюмазитовых редкометалльных гранитов (ПРГ);

  • закономерности распределения вольфрама в породах и расплавах рядов дифференциатов кукульбейского рудоносного комплекса;

  • теоретические предпосылки генетической связи вольфрамового оруденения с РГ;

  • возрастные соотношения формирования гранитов и кристаллизации вольфрамита в массиве и за его пределами.

В пределах интрузивных комплексов, также, как и в возрастных рядах комплексов, слагающих специфические габбро-гранитные серии, завершающиеся образованием ПРГ, прослеживается выдержанная тенденция накопления вольфрама, синхронная с возрастанием кремнекислотности пород. Потенциально рудоносными на вольфрам являются наиболее поздние и наиболее кремнекислые лейкогранит-аляскитовые ассоциации (кукульбейский и шумиловский комплексы в Забайкалье, возненсенский – в Приморье, рудогорский – в Рудных Горах Чехии). Наименее измененные биотитовые граниты этих ассоциаций по петрохимическому и редкоэлементному составам практически идентичны и соответствуют по классификации Л.В. Таусона [1977] одному и тому же геохимическому типу – ПРГ, различаясь, тем не менее, направленностью внутрикамерной дифференциации и металлогенической специализацией.

Для изучения контрастного развития процессов дифференциации и характера поведения в них вольфрама особого внимания заслуживают малые штоки-сателлиты в пределах, так называемых, полиформационных интрузивов, формирующиеся в рамках одного возрастного интервала и различающиеся по геохимической специализации. Так, характер распределения вольфрама в породах и расплавах дифференцированных разрезов сателлитов Хангилайского интрузива Орловском массиве Li-F гранитов с танталовым оруденением и Спокойнинском массиве «стандартных» гранитов с вольфрамовым оруденением свидетельствует о различных механизмах концентрации редких элементов. В процессе дифференциации Li-F расплава содержание вольфрама в породе увеличивается от 5.6 до 14.2 ppm, в то время, как в расплаве накопление вольфрама более ощутимо: от 3.67 ppm в расплаве биотитовых гранитов и 8.21 ppm в расплаве мусковитовых гранитов Хангилайского массива до 61.84 ppm в амазонитовых гранитах Орловского массива. В породах апикальной части массива (эндо- экзогрейзен) происходит инверсия в распределении вольфрама между расплавом и породой: содержание вольфрама в расплаве резко падает до 0.556 ppm вольфрама, в то время, как в породе концентрация вольфрама достигает промышленных значений  Ферберитовое месторождение. Приведенные данные свидетельствуют о высоком потенциале вольфрама Орловской магматической камеры и вероятности его выноса во вмещающие породы. В гранитах «стандартного типа» содержание вольфрама в расплаве остается стабильно низким – до 7.71 ppm вольфрама, в то время, как в породе достигает ураганных содержаний. синхронно с проявлением процессов альбитизации и грейзенизации.

Обобщение результатов экспериментальных исследований с синтетическими системами, расчетных данных по растворимости вольфрамита в силикатных системах [Граменицкий и др.. 2005; Linnen, Cuney, 2006] и непосредственная оценка уровней концентрации вольфрама в регомогенезированных стеклах расплавных включений изучаемых объектов показывает, что в Li-F гранитах уровень насыщения расплава вольфрамитом не достигается. Поведение вольфрама оценивалось [Баданина, 2008] на основе расчета произведения растворимости гюбнеритового члена вольфрамитового твердого раствора – Ksp = [MnO]*[WO3]. В изученных гранитоидных системах значение произведения растворимости вольфрамита попадают в область значительно более низких величин log Ksp моль2/кг2 по сравнению с синтетическими гаплогранитными расплавами и изменяются в пределах от -5 до -7.5 моль2/кг2. Вариации содержаний вольфрама в расплаве находятся в интервале 0.84-15.9 ppm. Таким образом, невозможность кристаллизации вольфрамита на магматическом этапе и в то же время накопление вольфрама в расплаве в процессе фракционирования создают в Li-F гранитах предпосылки для выноса вольфрама за пределы магматической камеры.

На основе изотопно-геохимических исследований (Rb-Sr и Sm-Nd изотопные системы) пород, породообразующих минералов и непосредственно вольфрамитов вольфрамовых месторождений Забайкалья установлено [Abushkevich et al., 2010], что на изучаемых месторождениях наблюдаются различные возрастные соотношения между оловянно-вольфрамовой минерализацией и вмещающими ее гранитами. Так, возраст кристаллизации вольфрамита в Спокойнинском массиве составляет 139.81.3Ma, в то время, как формирование массива соответствует 144.51.4Ма (рис. 1а, б).


Рис. 1. (a) Диаграмма в координатах 87Rb/86Sr - 87Sr/86Sr для минералов и валовой пробы породы гранитов Спокойнинского массива (проба С-334) и вольфрамитов из кварцевых жил, грейзенов, пегматоидов в пределах массива (пробы С-239, С-803, С-951, С-849, С-3/8). (б) Диаграмма в координатах 147Sm/144Nd - 143Nd/144Nd для вольфрамитов из кварцевых жил Спокойнинского массива.


Таким образом, между формированием массива и кристаллизацией вольфрамита установлен временной разрыв порядка 2.5 млн лет. Можно предположить, что этот интервал соответствует длительности перехода от магматического этапа к гидротермальному, и этот факт подтверждает метасоматическую природу вольфрамита в ПРГ «стандартного типа». Возраст формирования кварц-вольфрамитовых жил дальнего ареала – месторождения Увальное, Приваловское, Локермановское – 144±2.1 млн лет практически совпадает с возрастом формирования Спокойнинского массива, то есть на 2.5 млн лет раньше кварц-вольфрамитовых жил материнского массива. Такой интервал позволяет предполагать образование кварц-вольфрамитовых жил в массиве и за его пределами на разных этапах формирования гидротермальной системы Хангилайского интрузива. Возраст рудной минерализации (Wt, Kas) в амазонитсодержащих дайках Li-F гранитов Орловки (Wt (139.5±2.1Ma), Kas (138.5±1.6Ma)) (рис. 2) и в фельзит-порфирах Шерловой Горы (Wt (142.4±1.5Ma), Kas (141.1±1.5Ma)) практически совпадает со временем становления материнских гранитов (139.9±1.9Ма и 141.4±1.8Ma, соответственно).

Установленные различия в изотопных характеристиках Sr и Nd между материнскими гранитами Спокойнинского (Nd(144) = -3.4), Орловского (Nd(140) = -1.7) и Шерловогорс-кого (Nd(141) = -0.3) массивов и связанной с ними рудной минерализации (Wt: Nd(Т) от -1.9 до +2.1; Kas Nd(Т) от +0.9 до +3.2) указывают на участие ювенильной составляющей при формировании рудного вещества. Таким образом, есть основание предполагать, что вероятным механизмом рудообразования может служить ремобилизация рудного вещества из кристаллизующегося магматического очага (?) под действием флюида с существенно мантийными характеристиками.


Рис. 2. Диаграмма в координатах 87Rb/86Sr - 87Sr/86Sr для вольфрамита (wt) и касситерита (kas) из амазонитсодержащих даек Орловского массива.



Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ (№ 08-05-00766, № 09-05-01222, № 12-05-00926).
Литература

Баданина Е.В. Первые данные о содержании вольфрама в высокоспециализированных гранитоидных расплавах по данным изучения расплавных включений в кварце. // Вопросы геохимии и типоморфизм минералов. СПбГУ. 2008. Вып. 6. С. 42-49.

Баданина Е.В., Сырицо Л.Ф., Волкова Е.В., Томас Р., Трамболл Р.Б. Состав расплава Li-F гранитов и его эволюция в процессе формирования рудоносного Орловского массива в Восточном Забайкалье // Петрология. 2010. Т. 18. № 2. С. 1-29.

Граменицкий Е. Н., Щекина Т. И., Девятова В. Н. Фазовые отношения во фторсодержащих гранитной и нефелин-сиенитовой системах и распределение элементов между фазами.  М.: ГЕОС, 2005.  186 с.

Таусон Л.В. Геохимические типы и потенциальная рудоносность гранитоидов.  М: Наука, 1977.  279 с.

Abushkevich V.S., Badanina E.V., Syritso L.F. Wolframite and cassiterite: age of forming and isotope characteristics Sr and Nd. The 20-th general meeting of the International Mineralogical Association. 21-27 August 2010. Budapest, Hungary. P. 419.



Linnen R. L., Cuney M. Granite-related rare-element deposits and experimental constraints on Ta–Nb–W–Sn–Zr–Hf mineralization. // Rare-element geochemistry and mineral deposits / Ed. by R.L. Linnen. Montreal: Geological association of Canada Short course notes, 2006. V. 18. P. 45-68.


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет