CC BY
109
УДК 552.33:553.45(571.6)
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ПОЯС ЛИТИЙ-ФТОРИСТЫХ ГРАНИТОВ, ОНГОНИТОВ И ОЛОВОРУДНЫХ ЦВИТТЕРОВ
В.И.АЛЕКСЕЕВ, канд. геол.-минерал. наук, доцент, [email protected]
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», Санкт-Петербург, Россия
С учетом опубликованных и авторских данных исследовано размещение ареалов редкоме-талльно-гранитового магматизма Северо-Восточной Азии. Выделен Дальневосточный пояс литий-фтористых гранитов и онгонитов. Обсуждены причины и история развития редкометалль-но-гранитовых поясов Северо-Восточной Азии. Сделан вывод о том, что Дальневосточный пояс литий-фтористых гранитов контролирует крупнейшие вольфрам-оловянные месторождения Дальнего Востока.
Ключевые слова: литий-фтористый гранит, онгонит, цвиттер, вольфрамово-оловорудные месторождения, Дальний Восток, Чукотка, Якутия, Приамурье.
Дальний Восток России* представляет собой крупное звено Тихоокеанского рудного пояса, которое прослеживается на расстоянии более 6000 км в виде сложнейшего ансамбля геоблоков и является источником богатейших ресурсов олова, вольфрама, редкоземельных элементов и других полезных ископаемых. В позднем мезозое и кайнозое на Дальневосточной окраине Евразии развивались грандиозные по своим масштабам и энергетике геологические события, сопровождавшие взаимодействие Тихоокеанской и Азиатской плит. В результате возникли крупнейшие вулканогенно-плутонические и плутонические пояса - Охотско-Чукотский, Восточно-Сихотэ-Алинский, Главный Колымский и другие, которые «сшивают» гетерогенные и разновозрастные геоблоки и служат свидетельством единой природы Тихоокеанского рудного пояса (ТРП) [5, 8]. В последние десятилетия обнаружено еще одно доказательство единства геологической истории ТРП: во многих оловорудных районах региона установлены массивы редкометалльных литий-фтористых гранитов (ЛФГ) и онгонитов, подобные тем, что широко известны в олово-рудных провинциях Европы, Австралии, Африки, Америки и Центральной Азии. Цель статьи - на основе новых данных о магматизме региона обсудить масштабы, движущие силы и рудоносность редкометалльного гранитового магматизма ТРП.
Определяющая особенность северо-западного сектора ТРП - многократное проявление орогенного гранитоидного магматизма, в том числе наиболее масштабного юрско-мелового: мезозойские гранитоиды занимают 75 % «гранитизированной» части территории [8]. Корреляция гранитоидов Дальнего Востока, сформированных в условиях перманентного взаимодействия континентальных и океанических плит, должна осуществляться на геодинамической основе. Препятствием этому служит противоречивость существующих геодинамических схем [5]. В статье использована классическая схема тектонического районирования Северо-Восточной Азии [6, 9] и схема металлогенического районирования Н.П.Митрофанова [7], в соответствии с которыми выделены Новосибирско-Чукотская, Яно-Колымская и Сихо-тэ-Алинская гранитоидно-металлогенические провинции. В сеномане - кампане (9774 млн лет) установилась единая Восточно-Азиатская окраина, вдоль которой происходило наращивание континентальной коры. Пик конструктивных процессов пришелся на коньяк -сантон, когда наметился переход к трансформным перемещениям Тихоокеанской плиты, а в тылу континентальной окраины происходило растяжение и тектоно-магматическая активизация земной коры, развивался внутриплитный редкометалльно-гранитовый магматизм [1].
* Дальний Восток - восточная часть России, которая охватывает бассейны рек, впадающих в Тихий океан и моря Восточной Арктики, и соответствует Дальневосточному федеральному округу.
Рис.1. Геотектоническая позиция Дальневосточного и Центрально-Азиатского поясов литий-фтористых гранитов и онгонитов 1 - щиты; 2 - кратоны (ВЕК - Восточно-Европейский, СК - Сибирский, СКК - Северо-Китайский, ИК - Индостанский) и микроконтиненты с докембрийским фундаментом (ТаМ - Таримский, ТиМ - Тибетский, КМ - Колымский); 3 - рифейские срединные массивы; 4-7 - орогенные пояса: каледонские (4), герцинские (5), мезозойские (6), альпийские (7); 8 - Южно-Китайская платформа с юрско-меловыми (яньшаньскими) дислокациями; 9 - мезокайнозойский платформенный чехол; 10,11 - ареалы литий-фтористых гранитов (а) и линии простирания редкометалльно-гранитовых поясов (б): Дальневосточного (10) и Центрально-Азиатского (11); 12 -границы орогенных мегасводов (а) (I - Ханкайский, II - Приморский, III - Бира-Хинганский, IV - Буреино-Баджальский, V - ЮжноВерхоянский, VI - Охотский, VII - Верхне-Колымский, VIII - Верхне-Индигирский, IX - Верхне-Янский, X - Полоусный, XI - Чаунский) и редкометалльно-гранитовых провинций (б) (НЧ - Новосибирско-Чукотская, ЯК - Яно-Колымская, СА - Сихотэ-Алинская).
Тектоническое и металлогеническое районирование по [6, 7, 9]
Ареалы Ы-Б-гранитов приурочены к складчатым верхоянидам, реже располагаются в вулканических зонах и на активизированных окраинах срединных массивов (рис.1).
Вещественное сходство близких по возрасту магматических пород, развитых на обширных территориях, отмечено в трудах А.Харкера, Г.Розенбуша, А.Н.Заварицкого, Ю.А.Кузнецова, Э.П.Изоха, В.Н.Москалевой, О.А.Богатикова и послужило основанием для
300
200
CS О
m
100
Центрально-Азиатский пояс
#
В
★ * Я8
л
Дальневосточный пояс
ЮЗ
Я 1
□ 2
★ 3 -к 4
• 5
О б
СВ
§ и
НИ
3 5 7 -1-
]] 13 -,—1—
1—'—|—'—|—'—г-
10 12 14 16
17 19 22 24 26 30 32 36 38 41 -1-1-I--L
"I-1-1——I——I——I—^-^—
18 21 23 25 29 31 33 37 40
Номера ареалов редкометалльного магматизма
З
0
Рис.2. Латеральное скольжение возраста литий-фтористых гранитов и онгонитов
1, 2 - верхняя и нижняя границы возраста литий-фтористых гранитов; 3, 4 - верхняя и нижняя границы возраста онгонитов; 5, 6 - верхняя и нижняя границы возраста сопряженных лейкогранитов. Стрелки - тренды латерального
скольжения возраста пород
выделения петрографических провинций. Современные крупные магматические провинции (КМП) объединяют разобщенные магматические ареалы, характеризующиеся сходным вещественным составом, возрастом, тектонической позицией и набором рудных формаций [13]. Редкометалльно-гранитовые КМП выделены в Центральной Азии, где образуют широтный пермско-меловой пояс, протянувшийся от Южного Урала до Большого Хингана, и контролируют многочисленные месторождения Sn, W, Та, Nb, Li, Be [3]. В состав Центрально-Азиатского пояса входят самостоятельные в геотектоническом и минерагениче-ском отношении редкометалльно-гранитовые провинции (рис.1): Тянь-Шаньская, Казахстанская, Алтайская, Баргузинская, Монголо-Забайкальская [10], которые включают ареалы ЛФГ и онгонитов: 1 - Тотогуз, 2 - Чаткальский, 3 - Ташкоринский, 4 - Чечекский и Ахмировский, 5 - Калгутинский, 6 - Окинский, 7 - Биту-Джидинский, 8 - Цаганцабский, 9 -Хэнтэйский, 10 - Уругдей-Утуликский, 11 - Онгон-Хайерхан, 12 - Шумиловский, 13 -Ары-Булак, 14 - Этыка, 15 - Барун-Цогто, 16 - Водухэ и др. Устойчивая ассоциация и закономерное размещение Li-F-гранитов, их жильных и вулканических аналогов (онгонитов, эльванов, калгутитов, онгориолитов) и редкометалльных месторождений свидетельствует о явлении внутриплитного рудоносного редкометалльно-гранитового магматизма Центральной Азии, развивающегося в районах типа «горячих точек» в условиях локального растяжения континентальной коры над мантийными диапирами [3, 10, 11]. Анализ геохронологических данных показывает последовательное омоложение редкометалльно-гранитовых ареалов с запада на восток [12] (рис.2).
На Востоке Азии - от Южного Китая до Чукотки и Аляски, также выявлены многочисленные ареалы литий-фтористых гранитов, включающие крупнейшие вольфрамово-оловорудные месторождения (см.рис.1): 17 - Лэйцзылин, 18 - Сучжоу, 19 - Сюцзяцзе, 20 -Вознесенский, 21 - Тигриный, 22 - Шанмачан, 23 - Обманийский, 24 - Дождливый, 25 -Верхнеурмийский, 26 - Кютепский, 27 - Нютский, 28 - Бутугычагский, 29 - Верхне-Оротуканский, 30 - Невский, 31 - Хаяргастахский, 32 - Джелакагский, 33 - Кестер, 34 -
/
7
п8Ш
а 6 е • А ■
10
11
и
12
13
14
15
Рис.3. Фациальная зональность оловорудных цвиттеров Верхнеурмийского рудного узла, Приамурье
1 - четвертичные отложения; 2-4 - баджальский комплекс: кислые вулканиты (2), биотитовые граниты и лейкограниты (5), гранит-порфиры (4\ 5-7 - правоурмийский комплекс: циннвальдитовые (5) и сидерофиллитовые (б) ЬьР-граниты, ареал онгонитов (7); 8 - границы: геологические (а), фациально-метасоматические (5); 9 - зоны минерализации; 10 -пункты минерализации: редкометалльно-оловянной (а), сульфидной (б), полиметаллической (в); 11-15-фации цвиттеров: кварц-топазовая и сидерофиллит-топаз-кварцевая нерасчлененные (11), кварц-топаз-мусковитовая (12), мусковит-сидерофиллит-кварцевая (13), кварц-топаз-мусковитовая и слюдисто-полевошпатовая нерасчлененные (14),
слюдисто-полевошпатовая и кварц-альбитовая нерасчлененные (15)
Депутатский, 35 - Полярный, 36 - Одинокий, 37 - Кулювеемский, 38 - Пыркакайский, 39 -Куйвивеемский, 40 - Иультинский, 41 - Сьюард. Вследствие незначительных размеров (первые квадратные километры) и внешнего сходства с вмещающими лейкогранитами ЛФГ большей частью не были установлены при мелко- и среднемасштабной геологической съемке и не включались в легенды Госгеолкарты. Заслуга их выделения принадлежит сотрудникам академических организаций и университетов России и Китая [1, 4, 5]. Сравнительный анализ Li-F-гранитов ареалов показал сходство их состава, возраста, рудной минерализации, общность геотектонической позиции и принадлежность к сходным интрузивным сериям региона [1, 2], что позволяет выделить единую магматическую суперпровинцию (Дальневосточный пояс) редкометалльных гранитов, простирающуюся во внешней, континентальной зоне ТРП и включающую несколько самостоятельных в геотектоническом отношении редкометалльно-гранитовых КМП - Новосибирско-Чукотскую, Яно-Колымскую, Сихотэ-Алинскую, Южно-Китайскую и др. (см.рис.1).
Таким образом, в Северо-Восточной Азии сосуществуют два редкометалльно-гранитовых пояса: Центрально-Азиатский позднепалеозойско-мезозойский, протянувшийся от Казахстана до Большого Хингана, и Дальневосточный мезозойский, сочлененный с первым в районе Ям-Алиня и Шантарских островов. Ареалы редкометалльного магматизма несут признаки глубинных очаговых структур и закономерно располагаются во внутри-плитных магматических областях, связанных с мантийными плюмами [10]. Геофизическое моделирование строения литосферы показало наличие под ареалами ЛФГ глубинных структур разуплотнения земной коры, опирающихся на выступы астеносферы на глубинах от 20-25 до 70-100 км. Очаговые структуры выражены в виде аномалий силы тяжести (-30-160 мГал), теплового потока (55-90 мВт/м2), скорости продольных волн (8,0-8,17 км/с) и температуры на поверхности Мохо (до 600-900 °C). Движущей силой мезозойского редкометалльно-гранитового магматизма Центральной Азии и Дальнего Востока являлось взаимодействие Азиатской, Индо-Австралийской и Тихоокеанской плит, определившее трансрегиональное распространение ареалов Li-F-гранитов [1].
Крупнейшие месторождения Восточно-Азиатской олово-вольфрамовой зоны, такие как Правоурмийское, Пыркакайское, Иультинское, Одинокое, Тигриное, Сяньхуалин и другие, сосредоточены в ареалах редкометалльно-гранитового магматизма и являются вместе с интрузиями литий-фтористых гранитов закономерными элементами рудно-магматических систем. Литий-фтористые граниты Дальнего Востока - наиболее поздние из гранитоидов, предшествующих рудообразованию. Рудоносными (Sn, W, Cu, Nb, Bi, In, REE) являются генетически связанные с ними комплексы цвиттер-турмалинитовой метасоматической формации (ЦТФ), включающие последовательно образующиеся меланократовые метасоматиты: цвит-теры, турмалиниты и хлорититы, - а также сопряженные рудные жилы и прожилки. Анализ схем фациально-стадийного расчленения оловоносных метасоматитов ряда рудных районов показал единую направленность гидротермальных процессов и детальное сходство гидро-термалитов конкретных фаций и стадий. Установлена связь вольфрамово-оловянного оруде-нения с гидротермалитами ЦТФ, чаще всего с цвиттерами [1]. Месторождения занимают закономерное положение в структуре метасоматической зональности рудных узлов и полей, а их геолого-промышленные параметры определяются размерами, морфологией и залеганием оловорудных цвиттеров (рис.3).
Таким образом, установлено геодинамическое, петрографическое, минералого-геохимическое, геохронологическое и минерагеническое единство разобщенных ареалов литий-фтористых гранитов Дальнего Востока и выделен Дальневосточный пояс ЛФГ, протянувшийся от Приморья до Чукотки и продолжающийся на смежных территориях Китая и США. Постмагматическая эволюция литий-фтористых гранитов Дальнего Востока сопровождается формированием многостадийных зональных цвиттер-турмалинитовых комплексов с литофильно-халькофильной (Sn, W, Cu, Nb, Bi, In, REE) рудной минерализацией. Месторождения с Li-F-гранитами и вольфрамово-оловорудными цвиттерами сле-
дует выделить в самостоятельную редкометалльно-оловянную рудную формацию, имеющую признаки касситерит-кварцевой и касситерит-силикатной формаций и собственные структурно-вещественные особенности. Связь гидротермалитов ЦТФ и W-Sn-оруденения редкометалльно-оловянной формации с Li-F-гранитами имеет преимущественно генетический характер и может служить основой прогнозирования, поисков и оценки вольфрамово-оловорудных месторождений Дальнего Востока.
Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ (грант 14-05-00364) и Минобрнауки РФ (в рамках базовой и проектной части государственного задания в сфере научной деятельности № 5.2115.2014/K на 2014-2016 годы).
ЛИТЕРАТУРА
1. Алексеев В.И. Литий-фтористые граниты Дальнего Востока / Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб, 2014. 244 с.
2. Алексеев В.И. Состав и эволюция акцессорной минерализации литий-фтористых гранитов Дальнего Востока как индикаторы их рудоносности / В.И.Алексеев, Ю.Б.Марин // Записки РМО. 2014. № 6. С.1-16.
3. Владимиров А.Г. Онгонит-эльвановый магматизм Южной Сибири / А.Г.Владимиров, И.Ю.Анникова, В.С.Антипин // Литосфера. 2007. № 4. С.21-40.
4. Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России: В 2 кн. / Под ред. А.И.Ханчука. Владивосток: Дальнаука, 2006. Кн.1. 572 с.
5. Гоневчук В.Г. Оловоносные магматические системы Дальнего Востока: магматизм и рудогенез. Владивосток: Дальнаука, 2002. 297 с.
6. Карта структурно-формационных комплексов России. Масштаб 1: 10 000 000 / К.И.Дворцова, А.А.Смыслов, В.М.Терентьев и др.; отв. ред. А.А.Смыслов. СПб: Изд-во ВСЕГЕИ, 1995.
7. Митрофанов Н.П. Геодинамические условия формирования месторождений олова в Северо-Западном секторе Тихоокеанского рудного пояса / ВИМС. М., 2013. 225 с. (Минеральное сырье. № 29).
8. Романовский Н.П. Тихоокеанский сегмент Земли: глубинное строение, гранитоидные рудно-магматические системы. Хабаровск: Изд-во ДВО РАН, 1999. 166 с.
9. Тектоническая карта Евразии. Масштаб 1:5 000 000 / Гл.ред. А.Л.Яншин, Н.С. Зайцев, М.В.Муратов, и др.; ГИН АН СССР; М-во геологии СССР. М.: ГУГК, 1966.
10. ЯрмолюкВ.В. Позднепалеозойский и раннемезозойский редкометальный магматизм Центральной Азии: этапы, области и обстановки формирования / В.В.Ярмолюк, М.И.Кузьмин // Геология рудных месторождений. 2012. Т.54. № 5. С.375-399.
11. Эпохи формирования, геодинамическое положение и источники редкометального магматизма Центральной Азии / В.И.Коваленко, В.В.Ярмолюк, Н.В.Владыкин и др. // Петрология. 2002. Т.10 № 3. С.227-253.
12. Alekseev V.I. Age boundaries of a ongonit province of Asia // Large igneous provinces of Asia, mantle plumes and metallogeny. Novosibirsk: Sibprint, 2009. P.22-24.
13. Bryan S.E. Revised definition of Large Igneous Provinces (LIPs) / S.E.Bryan, R.E.Ernst // Earth-Science Reviews. 2008. Vol.86. P.175-202.
REFERENCES
1. Alekseev V.I. Litij-ftoristye granity Dal'nego Vostoka (Lithium-fluoric granites of the Far East). Nacional'nyj miner-al'no-syr'evoj universitet «Gornyj». St Petersburg, 2014, p.244.
2. Alekseev V.I., Marin Ju.B. Sostav i jevoljucija akcessornoj mineralizacii litij-ftoristyh granitov Dal'nego Vostoka kak indikatory ih rudonosnosti (Composition and evolution of accessory mineralization in lithium-fluoric granites of the Far East as indicators of their ore content). Zapiski RMO. 2014. N 6, p.1-16.
3. Vladimirov A.G., Annikova IJu, Antipin V.S. Ongonit-jel'vanovyj magmatizm Juzhnoj Sibiri (Ongonite-elvanite magmatism of South Siberia). Litosfera. 2007. N 4, p.21-40.
4. Geodinamika, magmatizm i metallogeniya Vostoka Rossii (Geodynamics, magmatism and metallogeny of the Russian East): In 2 books. Ed. by A.I.Khanchuk. Vladivostok: Dalnauka, 2006. Book I, p.572.
5. Gonevchuk V.G. Olovonosnye magmaticheskie sistemy Dal'nego Vostoka: magmatizm i rudogenez (Tin-bearing igneous systems of the Far East: magmatism and ore genesis). Vladivostok: Dal'nauka, 2002, p.297.
6. Karta strukturno-formacionnyh kompleksov Rossii. Masshtab 1:10 000 000 (Map of structural and formational complexes of Russia. Scale 1:10 000 000). K.I.Dvorcova, A.A.Smyslov, V.M.Terent'ev et.al. St Petersburg: Izd-vo VSEGEI, 1995.
7. Mitrofanov N.P. Geodinamicheskie uslovija formirovanija mestorozhdenij olova v Severo-Zapadnom sektore Ti-hookeanskogo rudnogo pojasa (Geodynamic conditions of tin-field formation in the Northwest sector of the Pacific ore belt). VIMS. Moscow, 2013, p.225 (Mineral'noe syr'e N 29).
8. RomanovskijN.P. Tihookeanskij segment Zemli: glubinnoe stroenie, granitoidnye rudno-magmaticheskie sistemy (The Earth's Pacific segment: deep structure, granitoid ore-magmatic systems). Habarovsk: Izd-vo DVO RAN, 1999, p.166.
9. Tektonicheskaya karta Evrazii. Masshtab 1:5 000 000 (Tectonic map of Eurasia. Scale 1 : 5 000 000). Ed. A.L. Yanshin, N.S. Zaytsev, M.V. Muratov et al.; GIN AN SSSR; M-vo geologii SSSR. Moscow: GUGK, 1966.
10. Jarmoljuk V.V., Kuz'min M.I. Pozdnepaleozojskij i rannemezozojskij redkometal'nyj magmatizm Central'noj Azii: jetapy, oblasti i obstanovki formirovanija (Late Palaeozoic and early mesozoic rare-metal magmatism of Central Asia: stages, areas and conditions of formation). Geologija rudnyh mestorozhdenij. 2012. Vol.54. N 5, р.375-399.
11. Kovalenko V.I., Jarmoljuk V.V., Vladykin N.V. et.al. Jepohi formirovanija, geodinamicheskoe polozhenie i istochniki redkometal'nogo magmatizma Central'noj Azii (Formation periods, geodynamic situation and sources of Central Asia rare-metal magmatism). Petrologija. 2002. Vol.10. N 3, p.227-253.
12. Alekseev V.I. Age boundaries of a ongonit province of Asia. Large igneous provinces of Asia, mantle plumes and metallogeny. Novosibirsk: Sibprint, 2009, p.22-24.
13. Bryan S.E., ErnstR.E. Revised definition of Large Igneous Provinces (LIPs). Earth-Science Reviews. 2008. Vol.86, p.175-202.
FAR EAST BELT OF LITHIUM-FLUORIC GRANITES, ONGONITES AND TIN ORE ZWITTERS
V.I.ALEKSEEV, PhD in Geological and Mineral Sciences, Associate Professor, [email protected] National Mineral Resources University (Mining University), St Petersburg, Russia
Taking into consideration published and author's data, occurrence of areas of rare-metal granitic magmatism in Central and East Asia is investigated. The Far East Belt of lithium-fluoric granites and ongonites is defined. Reasons and history of development of rare-metal granitic belts in North-east Asia are discussed. The conclusion that the Far East Belt of lithium-fluoric granites controls the largest tungsten-tin fields of the Far East is drawn.
Key words: lithium-fluoric granite, ongonite, zwitter, tungsten-stanniferous deposits, the Far East, Chukotka, Yakutia, the Amur region.
