ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ТРЕНДЫ ФАНЕРОЗОЙСКОГО ГРАНИТООБРАЗОВАНИЯ

Гребенщикова В.И., Носков Д.А.

Институт геохимии СО РАН, Иркутск, Россия, vgreb@igc.irk.ru

Основной объем гранитоидов в земной коре представлен крупными (многие сотни и тысячи куб. км) плутонами батолитового типа. Процесс батолитообразования является принципиальной геохимической особенностью континентальной земной коры. Гранитообразование приводит к появлению ассоциаций последовательных фаз и фаций гранитоидов, связанных между собою закономерной эволюцией химического состава (трендом). Под трендом понимается тенденция изменения химического состава пород, которая, как правило, отчетливо проявляется на различных вариационных диаграммах.

На основе сравнительного анализа химического состава гранитоидов главных фаз, занимающих от 60 до 90% площади модельных гранитоидных батолитов, выделены следующие составляющие (части) главного тренда гранитообразования: плагиогранитная, тоналитовая, монцонит-гранодиоритовая, гранодиоритовая и гранитная, соответствующие конкретным частным моделям батолитообразования.

Начальная часть универсального тренда гранитообразования представлена плагиогранитами, образовавшимися в результате плавления коры океанического или субокеанического типа. Данные граниты принадлежат к толеитовой существенно натровой серии пород. Они характеризуются пониженным содержанием Al₂O₃ (< 15 %), низкой концентрацией щелочей, гранитофильных элементов (Rb, Li, Cs, Be, Nb, Ta, W) и, что интересно, Cr и Ni. Отношение Cr/V в них меньше 0,1, а отношения K/Rb (700-1200) и Na/K отношения имеют наибольшие значения (5-10) по сравнению с другими палингенными гранитоидами. Содержания РЗЭ низкие, характерен пологий наклон графика нормированных составов и отсутствие или слабое проявление минимума Eu. Первичное отношение изотопов стронция близко к 0,704. Примером батолитов данного типа является Енисейский батолит (Западный Саян).

Следующая часть главного геохимического тренда представлена тоналитами-трондьемитами. Эти гранитоиды образуются в областях перехода океаническая-континентальная кора (надсубдукционная обстановка). Тоналиты и трондьемиты главной фазы относятся к палингенным гранитоидам известково-щелочной серии с пониженной щелочностью, что роднит их с «мантийными» гранитоидами. Они отличаются повышенным содержанием Ba, Sr, B и элементов группы железа, высоким Na/K отношением (1,5-2), пониженными и низкими содержаниями К, Li, Cs, Sn, W, Mo, Be, Ta, Nb, повышенным K/Rb отношением (350-600) и низким Cr/V отношением (~0,4). Протолитом, вероятнее всего, являлась амфиболитовая нижняя кора. Первичное отношение изотопов стронция в этих породах близко к 0,704, что свидетельствует о влиянии мантийных источников или протолите мантийного происхождения. Примером батолитов данного типа является Сумсунурский батолит (Восточный Саян).

В областях перехода океан-континент (островодужные, субдукционные обстановки) формируются также гранитоидные батолиты монцогранодиоритового состава. Особенностью таких плутонов является присутствие в эндоконтактовых частях монцонитоидных фаций и пониженная щелочность гранодиоритов и гранитов главной фации. Na/K отношение в гранодиоритах превышает 1. По сравнению с палингенными гранитоидами нормальной щелочности в них понижено содержание K, Li, Rb, Cs, Sn, W, Mo, Be, Ta, Nb; повышено содержание Sr, Ba, B, а также элементов группы железа. K/Rb отношение уменьшается по сравнению с гранитоидами тоналитовой модели до 300-400. Cr/V отношение, напротив, увеличивается (~0,8-0,9). Eu минимум не характерен. Первичное отношение изотопов стронция в них также близко к 0,704. Примером является Солгонский батолит (Кузнецкий Алатау).

Для областей с гранодиоритовой континентальной корой характерны известково-щелочные гранитоиды нормальной щелочности, продолжающие главный тренд в область более кремнекислого состава. Они отличаются относительно повышенными содержаниями гранитофильных редких элементов вплоть до появления в некоторых массивах редкометалльных фаций в породах главной фазы. Для гранодиоритов таких массивов характерны: Na/K ≥ 1; типичные для палингенных гранитоидов нормальной щелочности содержания Rb, Cs, Sn, W, Mo, Be, Ta, Nb; относительно повышенные содержания Ba, Li, Gd. В отличие от гранитоидов предыдущей части тренда в них, как правило, наблюдается небольшой европиевый минимум, а K/Rb и Cr/V отношения уменьшаются (200-300 и ~0,6, соответственно). Первичное отношение изотопов стронция составляет 0,705. Образование гранодиоритовой магмы, по-видимому, связано с регрессивной гранитизацией низов верхней континентальной коры. Примером батолитов данного типа являются Кыринский (Восточное Забайкалье) и Ононский (Монголия).

Гранитоиды, сформировавшиеся в «зрелой» (гранодиорит-гранитной) континентальной коре, отличаются кремнекислым (гранит-лейкогранитным) составом пород и представляют заключительную часть главного тренда континентализации земной коры. Они характеризуются повышенным и высоким содержанием гранитофильных редких элементов, вплоть до появления редкометалльных Li-F фаций в породах главной фазы и редкометалльного состава главной фазы в целом. Гранитам этого типа присущи анхиэвтектические составы со смещением в калиевую область. Характерны также следующие особенности: повышенные относительно верхней континентальной коры содержания K, Li, Rb, Cs, Sn, W, Mo, Cu, Be, Ta, Nb, Zr, Hf, Th, U; низкие содержания Cu, Cr, Ni, Co, Zn; низкое K/Rb отношение (50-200); пониженное Ba/Sr отношение (1,5-2,5); повышенное содержание РЗЭ и глубокий Eu минимум; низкое Cr/V(~ 0,3) отношение; более высокое и меняющееся первичное отношение изотопов стронция 0,705-0,715. Образование подобных гранитов может быть объяснено гранитизацией зрелой континентальной коры и последующей флюидно-магматической (метамагматической) дифференциацией образующейся гранитоидной магмы. С ними ассоциируют месторождения редких металлов (Sn, Li, Ta, Nb, W, Mo, Be и др.) и цветных камней. Примером может являться Адунчелонско-Шерловогорский батолит (Восточное Забайкалье).

Таким образом, в составе главных фаз рассмотренных палингенных гранитоидных батолитов Восточной Сибири достаточно очевидно проявлен «главный тренд корового гранитообразования» – накопление ряда несовместимых компонентов мантии: кремнезема, щелочей, Ba, Sr, REE, Hf, Ta, Nb, F и Sn, с последующим обеднением пород Ba, Sr, элементами группы железа и обогащением гранито- и флюидофильными элементами на заключительных его стадиях. В ряду: гранитоиды субокеанических блоков коры – гранитоиды структур переходного типа – гранитоиды континентальной и зрелой континентальной коры эволюционные тренды последних продолжают и как бы «достраивают» тренды индикаторных элементов гранитоидов, образовавшихся в областях менее зрелой коры. Это легко может быть показано на различных корреляционных диаграммах. Установленная закономерность, очевидно, отображает геохимическую эволюцию преобладающего по масштабам «палингенного» гранитообразования в процессе формирования континентальной коры в целом и может быть названа «трендом нарастающей континентализации» земной коры.

Работа поддержана проектами РФФИ № 06-05-65054, № 08-07-98003-р_сибирь и интеграционным проектом СО РАН № 6.17.