Рудообразующий потенциал редкометалЛьных плюмазитовых гранитов: вольфрам

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.
  

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.

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.

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.