ПРИРОДА ГЕТЕРОГЕННОСТИ ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКИХ ГРАНИТОИДОВ

ЗАПАДНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ

Цыганков А.А.

Геологический институт СО РАН, Улан-Удэ, Россия, tsygan@gin.bscnet.ru

В последние годы, благодаря массовому датированию, появляется всё больше данных о сближенности во времени гранитоидов различных геохимических типов, относимых ранее к разновозрастным магматическим комплексам. Впервые такие данные были получены в Западном Забайкалье (Ярмолюк и др., 1997), где было установлено практически полное перекрытие во времени гранитоидов баргузинского и зазинского комплексов, считавшихся ранне- и позднепалеозойскими образованиями, соответственно. Подобные факты установлены на полуострове Ньюфаунленд (Whalen et al., 2006), на Синайском полуострове и в некоторых других местах.

Таким образом, тесно сближенное во времени, а иногда и субсинхронное формирование разнотипных гранитоидов в пределах сравнительно небольших участков литосферы можно считать установленным фактом.

Цель настоящего сообщения – на примере Западного Забайкалья (бассейн нижнего течения р. Курба) показать зависимость состава сближенных во времени, но петро-геохимически гетерогенных гранитоидов, от типа корового протолита.

Наши исследования проводились в бассейне нижнего течения р. Курба и прилегающих районов хр. Улан-Бургасы на площади порядка 2 тыс. км². Большая часть указанного района сложена позднепалеозойскими гранитоидами, объединяемыми в баргузинский (автохтонные гнейсограниты Зеленогривского – 325.3±2.8 Ма, гигантопрофировидные Bt граниты Тэмэнского – 318±4 Ма, и Bt граниты Гольцового – 313.3±3 Ма плутонов), зазинский (лейкограниты Ангырского - 303.4±7.3 Ма (Ярмолюк и др., 1997) и Унэгэтэйского – 289.2±3.7 Ма массивов, жилы лейкогранитов (294.4±1 Ма) в кварцевых сиенитах северной части Хангинтуйского плутона – 302.3±3.7 Ма) и нижне-селенгинский (Бургасский плутон – 287.3±4.1 Ма) интрузивные комплексы. Кроме того, к баргузинскому комплексу относят Хасуртинский кварцевосиенит-монцонитовый плутон с возрастом 283.7±5.3 Ма. Все цифры изотопных возрастов получены U-Pb методом по цирконам на ионном зонде SHRIMP-II в Санкт-Петербурге и Пекине (Цыганков и др., 2007; авторские неопубликованные данные).

Таким образом, изученная площадь сложена петрографически разнородными гранитоидами, сформировавшимися в период с 330 до 280 млн. лет, что полностью соответствует позднепалеозойскому этапу гранитоидного магматизма в Западном Забайкалье (Цыганков и др., 2007). Временные интервалы между внедрением и кристаллизацией отдельных плутонов составляют в среднем несколько миллионов лет. В некоторых случаях (с учётом погрешности определения возраста) формирование массивов, сложенных разными породами (лейкограниты Ангырского (303 Ма) и кварцевые сиениты Хангинтуйского (302 Ма) плутонов), происходило практически одновременно.

По химическому составу рассматриваемые гранитоиды можно разделить на две группы: а) собственно граниты и б) кварцевые сиениты и монцониты. Различие химического состава пород этих групп наиболее отчётливо проявляется в их разной основности, что отражается и на их микроэлементном составе. Величина коэффициента агпаитности – (Na₂O+K₂O)/Al₂O₃ (мол.) варьирует от 0.66 в монцонитоидах до 0.89 в зазинских лейкогранитах. На диаграмме ANK – ACNK монцонитоиды и кварцевые сиениты лежат в поле металюминиевых пород (ASI)<1, баргузинские и зазинские граниты варьируют от металюминиевых до умеренно пералюминиевых разностей (ASI от 0.9 до 1.1 иногда более).

Монцониты и кварцевые сиениты характеризуются сходным характером распределения REE, с умеренным обогащением LREE относительно MREE и HREE, и субгоризонтальным профилем в области HREE. Величина La/Yb_(n) отношения варьирует от 14.9_(сред.) в кварцевых сиенитах Бургасского массива, до 27.0 – в кварцевых сиенитах Хангинтуйского плутона. Распределение редкоземельных и редких элементов в баргузинских и зазинских гранитах во многом сходно, однако каждый массив отличается своими геохимическими особенностями.

Источником информации о составе протолитов салических магм являются геологические, экспериментальные и изотопно-геохимические данные. Для баргузинских гранитов автохтонной фации вопрос протолита решается относительно просто – это были кристаллосланцы, вмещающие гнейсограниты Зеленогривского массива. Валовой состав этих сланцев соответствует среднему составу бедных кварцем фанерозойских граувакк. Изотопный состав гнейсогранитов (Isr = 0.7076, εNd = -12.8, δ¹⁸О кварц = 12.0 ‰) и сопоставление с экспериментальными данными по дегидратационному плавлению различных коровых пород (Patino Douce, 1999; Altherr et al., 2000) полностью согласуются с этим выводом. Биотитовые граниты Гольцового массива имеют сходный валовой и изотопный (Isr = 0.7063, δ¹⁸О кварц = 11.6 ‰) состав, что позволяет предполагать и сходный состав протолита. Тэмэнские граниты отличаются большей меланократовостью и на экспериментальной диаграмме занимают пограничное положение между амфиболитовыми и метатерригенными протолитами. Учитывая пониженную величину δ¹⁸О (кварц) = 8.0 ‰, близкую к мантийным значениям (с учетом накопления тяжёлого изотопа в поздних продуктах кристаллизации, т.е. кварце), а также промежуточный изотопный состав Sr (Isr = 0.7061), можно предположить смешанный (метатерригенно-базитовый) характер корового протолита.

Лейкократовые граниты зазинского комплекса, несмотря на явные петрографические и геохимические отличия от баргузинских гранитов (макро- и микроэлементный состав), по-видимому, также образованы за счёт плавления терригенных, возможно, более лейкократовых протолитов. Это предположение согласуется с экспериментальными и изотопными данными по гранитам изученных массивов: δ¹⁸О в кварце варьирует от 10.6 до 11.5 ‰, Isr = 0.7067-0.7072, εNd = -10.8.

Для гранитоидов повышенной основности (монцониты, кварцевые сиениты) сопоставление с экспериментальными данными позволяет предполагать ортоамфиболитовый источник исходных магм, возможно, с некоторой долей пород осадочного происхождения. Этому предположению не противоречат данные по изотопному составу стронция – I_Sr = 0.70622-0.70644 (Хасуртинский и Хангинтуйский массивы) и неодима (εNd = -4,1 ÷ -6,8), а также мантийные значениям ¹⁸О, составляющие 5.0 – 5.9 ‰ в титаните из хасуртинских монцонитов и хангинтуйских эндоконтактовых кварцевых диоритов, и 9.3 ‰ в кварце из кварцевых сиенитов Бургасского плутона.

Таким образом, полученные данные показывают, что формирование разнообразных гранитоидов бассейна нижнего течения р. Курба и прилегающих районов хр. Улан-Бургасы, продолжалось около 50 Ма. На ранней стадии магматизма (баргузинские граниты – 330-310 Ма) образование кислых магм было связано с плавлением древнего метатерригенного источника с модельным возрастом около 2.0 Ga. Начиная примерно с 305 Ма плавление распространилось и на относительно более молодой – амфиболитовый источник с модельным возрастом ≈ 1.5 Ga, что, вероятно, связано с расширением области магмогенерации в вертикальном направлении.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ-Сибирь (08-05-98017), РФФИ-МНТИ (06-05-72007), интеграционных проектов СО РАН № 6.11 и 6.5

Литература

Литвиновский Б.А., Занвилевич А.Н., Алакшин А.М. и др. Ангаро-Витимский батолит – крупнейший гранитоидный плутон. Новосибирск: Изд. ОИГГМ СО РАН, 1992. 141с.

Цыганков А.А., Матуков Д.И., Бережная Н.Г. и др. Источники магм и этапы становления позднепалеозойских гранитоидов Западного Забайкалья // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 1. С.156-180.

Ярмолюк В.В., Будников С.В., Коваленко В.И. и др. Геохронология и геодинамическая позиция Ангаро-Витимского батолита // Петрология. 1997. Т. 5. № 5. С.451-466.

Altherr R., Holl F., Hegner E. et al. High-potassium, calc-alkaline I-type plutonism in the European Variscides: northern Vosges (France) and northern Schwarzwald (Germany) // Lithos. 2000. v. 50. Р.51-73.

Patiño Douce A.E. What do experiments tell us about the relative contributions of the crust and mantle to the origin of granitic magmas? / Understanding Granites: Integrating New and Classical Techniques (Castro A., Fernandez C., Vigneresse J.L. Eds.). Geological Society Special Publications. 1999. v. 168. Р.55-75.

Whalen J.B., McNicoll V.J., van Staal C.R., et al. Spatial, temporal and geochemical characteristics of Silurian collisio-zone magmatism, Newfoundland Appalachians: An example of a rapidly evolving magmatic system related to slab break-off // Lithos. 2006. v. 89. Р.377-404.