ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ ГРАНИТОИДНЫХ БАТОЛИТОВ В ОЛОВОРУДНЫХ ОБЛАСТЯХ ЮГА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА

Копылов М.И.

ФГУП «Дальгеофизика», Хабаровск, Россия, kopylov@ dalgeoph.ru

Общая направленность эволюции магматизма

Связь магматизма и источников минерализации с глубинным строением литосферы составляет одну из радикальных проблем современной геологии. Полученные в последние годы новые данные по глубинному строению и вещественному составу, распространенности природных серий изверженных пород в различных структурах Тихоокеанского пояса значительно расширяют наши представления о возможных связях магматического процесса со строением Земли.

Общая направленность эволюции магматизма при переходе от океанической стадии развития земной коры к платформенной выражается в относительном снижении роли мантийно-базальтового и прогрессивном возрастании роли анатектоидного магматизма, что связано с общим утолщением сиалической коры и резким погружением астеносферного слоя в сторону материка. Исключение составляет субсеквентный щелочно-базальтоидный магматизм завершающих стадий развития подвижных поясов, связанных с расколами коры, уходящими в мантию. В связи с этим можно предположить, что прогрессивное возрастание калиевости исходных базальтоидных магм в ходе эволюции Земли обусловлено не только процессами контаминации ими сиаля, а и более глубоким погружением астеносферного слоя под континентом.

Геохимический аспект оловорудной минерализации

Были проанализированы геохимические ассоциации группы элементов и связи их с магматическими, осадочными и метаморфическими комплексами пород юга ДВ. В первую группу были включены фемические породы, определяющие общую специализацию олова и сопутствующих элементов в глубинных частях земной коры и верхней мантии. Во вторую – сиалические, характеризующие миграцию элементов в образованиях сиалической оболочки (метаморфический фундамент, осадочные и магматические породы, различные метасоматиты). Изучение фемических циклов олова и сопутствующих ему элементов было проведено по сопоставлению содержаний этих элементов в гипербазитах и базальтоидах Дальневосточного региона и, частично, Тихоокеанского пояса. Наиболее высокое содержание рассеянного олова отмечается в меловых гранитах (7-12 г/т), особенно в поздний этап их становления (10-15 г/т и более). Из анализа приведенных данных следует, что в базальтоидных расплавах мантийного происхождения высокие содержания олова могут формироваться лишь при определенных физико-химических условиях, в то время как в кислых породах его концентрация высокая. Основываясь на отмеченной связи олова с калием, который относится к числу петрогенных элементов, легче всего извлекаемых из субстрата, то наиболее интенсивный вынос олова в базальтовый расплав из мантийного перидотита, вероятно, происходит при повышении температуры в зоне частичного плавления или астеносферного слоя. В этом случае процесс выноса олова калием отвечает на вопрос, почему отсутствуют высокие содержания олова в регионе развития океанической коры. Астеносферный слой здесь залегает на малых глубинах 40-50 км. В пределах континентальной коры блоки субстрата менее охвачены дебазальтизацией и дегазацией, имеют значительную мощность литосферного слоя до 120-150 км.

Геофизический аспект формирования оловорудных систем (РС)

По данным проведенных глубинных исследований (ГСЗ, МОВЗ, МТЗ, Δg, ΔΤ), одним из важных условий для формирования крупных концентраций олова является наличие мощной континентальной коры. Увеличение мощности коры связано с коллизионными и аккреционными процессами, протекающими в геодинамической обстановке конвергентных границ литосферных плит. При таких процессах происходит значительное вовлечение глубинного вещества коры и литосферы, обусловливающих интенсивные проявления магматогенно-тектонических явлений, с возникновением плутонических, вулкано-плутонических поясов с известково-щелочным типом магматизма. Развитие таких поясов возможно как в конвергентных (зоны коллизии, активные континентальные окраины), так и дивергентных (внутриплитный, рифтогенез) обстановках. В результате поддвигания одного террейна (блока) под другой, происходит выплавление в поддвинутом блоке анатектических гранитов S-типа. Вышележащий блок в результате коллизии деформируется с образованием линейного складчатого пояса. Наиболее характерным примером может служить Главный Колымский батолитовый пояс, формирование которого связывается с коллизией Колымо-Олонойского супертеррейна с Северо-Азиатским кратоном. В результате трения вдоль зон крупномасштабных надвигов выделяется большое количество тепла, достаточное для селективного плавления вовлеченных в процессе коллизии пород коры. Подплавленный материал нагнетается перед фронтом подвижной плиты и выжимается под давлением в верхние структурные этажи, обусловливая формирование интрузивных массивов S-типа. Согласно расчетам, мощность слоя подплавленных пород могла достигать 8-9 км, а глубина магмогенерации, при условии исходного содержания в породах воды около 1%, должна составлять 25-30 км, что соответствует расчетам по петрохимическим параметрам глубине зарождения инициальных магматических очагов для гранодиорит-гранитных интрузий. Гранитоидные комплексы по отношению Fe₂O₃/ FeO<0,5 относятся к ильменитовому ряду. Ранние их фазы, как правило, соответствуют I-типу с величиной отношения Al₂O₃/CaO+Na₂O+K₂O_мол <1,1, а заключительные – S-типу, с отношением Al₂O₃/CaO+ Na₂O +K₂O_мол≥1,1 (Chappell, 1974).

В обстановке активной окраины «рост» континентальной коры обеспечивается как процессами сближения плит с развитием зон субдукции и формированием аккреционных призм, сопровождаемыми явлением андерплейтинга, так и в виде латерального «проскальзывания» плит друг относительно друга с развитием обстановки трансформных границ литосферных плит. В качестве промежуточного варианта можно рассматривать тангенциальную субдукцию, сочетающую в себе элементы как фронтального, так и латерального взаимодействия плит.

Обсуждение результатов исследований

В последние годы накоплен значительный материал по мантийному метасоматозу. Мантийный метасоматоз наиболее ярко проявлен при щелочном магматизме, который имеет место в оловорудных районах. В свете экспериментальных данных (Когарко, 2005) исследования метасоматического взаимодействия расплав-флюид с мантийным материалом типа пиролит-CO₂-H₂O отмечены следующие закономерности. На глубинах свыше 220-300 км в мантийном лерцолите могут присутствовать высокоплотные магнезиальные силикаты вместе с магнезитом, на тех же глубинах присутствует богатый водой пар, поэтому в этой области высокоплотные магнезиальные силикаты и амфибол не устойчивы. На меньших глубинах (180-100 км) возрастает роль воды в мантийной газовой фазе. На глубинах 80 км и выше главным компонентом мантийной газовой фазы является CO₂. Близсолидусные карбонатные расплавы весьма подвижны в межзерновом пространстве мантийных пород и, следовательно, они могут быть активными агентами мантийного метасоматоза.

Литература

Когарко Л.Н. Роль глубинных флюидов в генезисе мантийных гетерогенностей и щелочного магматизма // Геология и геофизика. 2005. Т. 46. № 12. С.1234-1245.

Chappell B.W., White A.J. Two contasting granite types // Pacif. Geol .1974. 8. P.968-970.