ГРАНИТОИДЫ Cu-Mo-порфирового месторождения ЭРДЭНЭТУИН-ОБО

(Северная Монголия): геохимия, изотопия Sr, Nd, геодинамика

Берзина А.П., Гимон В.О., Пономарчук В.А.

Институт геологии и минералогии СО РАН, Новосибирск, Россия, berap@uiggm.nsc.ru

Cu-Mo-порфировое месторождение Эрдэнэтуин-Обо расположено в Эрдэнэтском гранитоидном массиве селенгинского комплекса. Оруденение связано со становлением штоков и даек порфиров рудоносного комплекса, локализованных в гранитоидах массива. Временной разрыв между рудоносными порфирами и вмещающими их гранитоидами составляет около 5 млн. лет (Сотников и др., 2005). Среди магматических образований двух комплексов преобладают породы c содержанием кремнезема 66-68 мас.% и суммой щелочей 7-7.5 мас.%. По соотношению щелочей в селенгинском комплексе выделяются калиево-натриевые и натриевые гранитоиды с K₂O/Na₂O 0.7-1.1 и 0.3-0.6, соответственно. По содержанию K₂O калиево-натриевые гранитоиды соответствуют высококалиевой известково-щелочной серии, натриевые – известково-щелочной. В рудоносном комплексе преобладают порфиры, по составу близкие к натриевым гранитоидам селенгинского комплекса.

Натриевые гранитоиды селенгинского комплекса относительно калиево-натриевых обогащены Sr (до 1100 г/т), Ba (до 1500г/т) и обеднены Rb (<50г/т). При умеренных содержаниях легких и средних редкоземельных элементов (LREE, MREE), низких количествах тяжелых (HREE) и высокозарядных элементов (HFSE) в породах концентрации HREE и HFSE в натриевых гранитоидах ниже относительно калиево-натриевых. По этим характеристикам рудоносные порфиры близки к натриевым гранитоидам селенгинского комплекса. Они близки также по изотопным составам Sr и Nd. Оценки ε_Nd(T) натриевых гранитоидов и порфиров составляют 1.91 и 1.49; отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в апатитах из этих пород равны 0.70414 и 0.70418, соответственно. Калиево-натриевым гранитоидам соответствуют следующие значения: ε_Nd(T) – 3.84, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr – 0.70420.

Натриевые гранитоиды селенгинского комплекса и рудоносные порфиры проявляют сходство по ряду геохимических параметров с адакитами (Na₂O >4 мас.%, Al₂O₃ ≈16 мас.%, Rb/Sr <0.15, Sr/Y >70, (La/Yb)n>14, низкие содержания HREE, Y, Nb, отсутствие Eu аномалии). Образование адакитовых магм связывалось с плавлением океанической коры при ее субдукции под континент. Во многих регионах мира отмечается ассоциация Cu-Mo-порфировых месторождений с породами, близкими по геохимическим характеристикам к адакитам (Thiéblemont et al., 1997; Oyarzum et al., 2001 и др.), что явилось основанием для утверждения генетической связи рудной минерализации с плавлением океанической коры. Но затем появилось много данных, свидетельствующих о формировании пород с геохимическими характеристиками адакитов при частичном плавлении утолщенной коры, деламинации мафической нижней коры, а также в процессе ассимиляции и фракционной кристаллизации базальтовой магмы в основании коры.

По экспериментальным данным натриевые гранитоидные расплавы образуются при 10-40% плавлении гидратированного метабазальта в равновесии с кристаллическим остатком плагиоклаз+амфибол при 8 кбар и гранат+амфибол (без плагиоклаза) при 16 кбар (Drummond, Defant, 1990; Petford, Atherton, 1996; Martin, 1999).

На спектрах распределения REE (рис.1) в калиево-натриевых гранитоидах хорошо выражена отрицательная Eu-аномалия, свидетельствующая о формировании расплава на глубине около 25 км в области устойчивости плагиоклаза. Спектры REE натриевых гранитоидов и порфиров характеризуются крутым наклоном в области MREE и HREE, что указывает на формирование материнских расплавов на глубине около 50 км в области устойчивости амфибола и граната. Неустойчивость плагиоклаза при этом подтверждается высокими содержаниями Sr в породах, положительными пиками на спайдер-диаграммах и отсутствием Eu-аномалии на спектрах REE.

Гранитоиды Эрдэнэтуин-Обо в целом характеризуются изотопными составами Sr на уровне мантийных значений (0.70414-0.70431). Оценка ε_Nd(T) калиево-натриевых гранитоидов (3.84) выше относительно натриевых гранитоидов и порфиров (1.91; 1.49). Она близка к габбро селенгинского комплекса (4.10), кристаллизация которых происходила из расплавов, поступавших из малоглубинной камеры. Относительно натриевых гранитоидов и порфиров калиево-натриевые гранитоиды кристаллизовались из дифференцированных расплавов, поступавших с меньших глубин.

Изотопные составы гранитоидов свидетельствуют об их связи с мантийными процессами. Небольшие выходы габброидов относительно гранитоидов не позволяют рассматривать последние как дифференциаты базальтоидной магмы. Предполагается, что гранитоидная магма формировалась при плавлении базитов в основании коры (Берзина, Сотников, 2007), наращивавших ее мафическое основание в процессе многократного проявления базальтоидного магматизма в районе месторождения. Неоднократное чередование во времени базальтоидного и гранитоидного магматизма свидетельствует о том, что базальтовая магма инициировала процесс плавления субстрата с формированием гранитоидного расплава.

Формирование гранитоидов селенгинского и рудоносного порфирового комплексов месторождения Эрдэнэтуин-Обо произошло во временном диапазоне 250-230 млн. лет. В этот период в пределах Северной Монголии широко проявился внутриплитный магматизм, в развитии которого выделяются два этапа: позднепалеозойский и раннемезозойский (Ярмолюк, Коваленко, 2003; Воронцов и др., 2007). В районе Эрдэнэтуин-Обо с внутриплитным магматизмом позднепалеозойского этапа сопоставляются вулканиты трахиандезибазальтовой серии (P₂-T₁) и габброиды шивотинского комплекса, а раннемезозойского этапа – дайки трахиандезибазальтов пострудного дайкового комплекса (T₃-J₁). Становление селенгинского и порфирового комплексов предшествовало проявлению производных внутриплитного магматизма соответственно раннего и позднего этапов. В связи с этим предполагается, что развитие селенгинского и порфирового магматизма инициировано воздействием залегающего на глубине плюма на литосферу континентальной окраины. Подъем плюма завершился прорывом литосферы его производными, маркируемыми на поверхности базальтоидным и бимодальным магматизмом.

Авторы благодарны д.г.-м.н. Баяновой и П.А.Сергееву (Геологический институт КНЦ РАН) за определение изотопного состава Nd.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 07-05-00664).