МИКРОМИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

ФОРМИРОВАНИЯ РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ ПОРОД АЛТАЯ

Смирнов С.З.*, Анникова И.Ю.*, Владимиров А.Г.*, Томас В.Г.*, Соколова Е.Н.**

*Институт геологии и минералогии СО РАН, Новосибирск, Россия, ira99@uiggm.nsc.ru

**Новосибирский госуниверситет, Новосибирск, Россия, ssmr@uiggm.nsc.ru

В настоящей работе приведены новые данные по минералогии и условиям образования онгонитов и эльванов Калгутинской рудно-магматической системы (РМС) в Южном Алтае. Результаты проведенных ранее геохимических, петрологических и термобарогеохимических исследований изложены в работах (Владимиров и др., 1998; Титов и др., 2001; Анникова и др., 2006).

В Южном Алтае онгонит-эльвановый магматизм проявлен в пределах Восточно-Калгутинского дайкового пояса, пространственно и генетически сопряженного с Калгутинским редкометалльно-гранитным массивом и одноименным редкометалльно-молибден-вольфрамовым месторождением. В пределах этого пояса, протяженностью около 10 км и ширине от 1,5 до 3 км, около 90 даек из 120 закартированных сложено эльванами. Кроме того, дайковый комплекс представлен апатит- и флюоритсодержащими гранит-порфирами, онгонитами и ультраредкометалльными онгонитами. Последние, имеют необычный минеральный состав (наличие апатита, а не топаза в составе вкрапленников и основной массы) и аномальный редкоэлементный состав (содержания Cs₂O достигают 1800 г/т, а P₂O₅ – 0,96 %).

Минералогия онгонитов и эльванов. Изучение порфировых разновидностей пород Восточно-Калгутинского дайкового пояса с применением петрографического поляризационного микроскопа и сканирующего электронного микроскопа с рентгеноспектральной приставкой (метод СЭМ) позволили установить, что в подавляющем большинстве случаев вкрапленники представлены кварцем и полевыми шпатами (КПШ и плагиоклаз) с подчиненным количеством мусковита и биотита. Вкрапленники полевых шпатов обладают различной степенью изменения. Отмечаются замещения плагиоклаза калиевым полевым шпатом. Основная масса изученных пород сложена кварцем, альбитом и мусковитом. Важнейшими акцессорными минералами онгонитов и эльванов Восточно-Калгутинского дайкового пояса являются апатит, титаномагнетит и пирит. Предварительные данные показывают, что важнейший типоморфный минерал пород Восточно-Калгутинского дайкового пояса – апатит – как во вкрапленниках, так и в основной массе, относится к F-апатитам и содержит повышенные концентрации Mn, а иногда – Ce. Пирит представлен идиоморфными вкрапленниками и изредка содержит включения силикатных минералов. Титаномагнетит встречается в виде идиоморфных кристаллов и сростков, содержащих включения силикатных минералов, апатита и циркона.

Микровкрапленники и кристаллические включения в минералах онгонитов и эльванов. Детальные исследования методом СЭМ позволили обнаружить новые, ранее не диагностированные в пределах Восточно-Калугутинского дайкового пояса акцессорные минеральные фазы. Среди микровкрапленников наиболее распространенными являются циркон, монацит и ксенотим, включенные в апатит, титаномагнетит, кварц и полевые шпаты. Наибольший интерес вызывают находки титано-ниобатов, фосфатов и силикатов РЗЭ и Th во вкрапленниках апатита и биотита. Титано-ниобаты представлены минералом рода поликраз-эвксенит, а фосфаты редкоземельных элементов – монацитом и ксенотимом. Спектры характеристического рентгеновского излучения, полученные на СЭМ, позволяют предположить наличие Ce-бритолита. Важной особенностью перечисленных минералов является их ториевая специфика: на качественном уровне в них устанавливается значительное преобладание Th над U.

Флюидные и расплавные включения. Установлено, что наиболее информативным минералом для микротермометрических и микроаналитических исследований является кварц, который содержит как расплавные, так и флюидные включения. Размер расплавных включений различен. Обычно включения большого размера (50 мкм и более) приурочены к ядрам вкрапленников, в то время как на периферии располагаются более мелкие включения. В крупных вкрапленниках расплавные включения ассоциируют с флюидными. Размер флюидных включений, как правило, не превышает 6 мкм. Установлены два типа первичных флюидных включений: это существенно водные, содержащие водный раствор и газовый пузырек, и водно-углекислотные, содержащие водный раствор и углекислотное обособление. Микротермометрические исследования показывают, что углекислотное обособление содержит чистую углекислоту близкую к критической плотности. Полное плавление кристаллических фаз во включениях, захваченных как при флюидонасыщенной кристаллизации, так и при кристаллизации в условиях низкого давления летучих, наблюдалось при 635-650ºС. В некоторых образцах эльванов во вкрапленниках этапа флюидонасыщенной кристаллизации, при этой температуре значительное количество включений как внутренних, так и периферических зон было гомогенным. Во вкрапленниках, образованных при более низком давлении летучих, во включениях, закаленных при 650ºС, присутствуют последние кристаллические фазы и газовый пузырек.

Заключение. Таким образом, кристаллизация вкрапленников ранней генерации проходила во флюидонасыщенной гетерогенной по фазовому составу системе, содержащей силикатный расплав и углекислотно-водный флюид. По-видимому, образование вкрапленников протекало при температурах не ниже 635-650ºС. Расплавы, формировавшие порфировые породы, были обогащены летучими и флюсующими компонентами. О высоком парциальном давлении H₂O можно судить по присутствию мусковита не только в виде вкрапленников, но и в виде микролитов основной массы. Высокий потенциал F приводит на поздних стадиях образования даек к замещению плагиоклаза на флюорит. Высокая концентрация фосфора в расплавах Восточно-Калгутинского дайкового пояса привела к связыванию РЗЭ и Th в виде фосфатов и осаждению их из расплава. Вероятнее всего, апатит, как основная фосфатная фаза, был ранним минералом. На заключительных этапах кристаллизации апатит становился нестабильным и замещался калиевыми силикатными фазами (КПШ и мусковитом).

Работа выполнена при финансовой поддержке Президиума СО РАН (Интеграционные проекты №№ 7.10.2., 99 и 6.11), а также Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 06-05-65137).

Литература

Анникова И.Ю., Владимиров А.Г., Выставной С.А. и др. U-Pb, ³⁹Ar/⁴⁰Ar датирование и Sm-Nd, Pb-Pb изотопное исследование Калгутинской молибден-вольфрамовой рудно-магматической системы (Южный Алтай, Россия) // Петрология. 2006. Т. 14. № 1. С.90-108.

Владимиров А.Г., Выставной С.А., Титов А.В. и др. Петрология раннемезозойских редкометалльных гранитов юга Горного Алтая: вклад в проблему происхождения расплавов, аномально обогащенных редкими щелочами и фосфором // Геология и геофизика. 1998. Т. 39. № 7. С.901-916.

Титов А.В., Владимиров А.Г., Выставной С.А., Поспелова Л.Н. Необычные высокотемпературные фельзит-порфиры в постгранитном дайковом поясе Калгутинского редкометалльно-гранитного массива (Горный Алтай) // Геохимия. 2001. № 6. С.677-682.