Литогенные и петрогенные граниты Льва Махлаева в свете литохимии Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 550.4

ЛИШЕННЫЕ H ПЕТРОГЕННЫЕ ГРАНИТЫ ЛЬВА МАХЛАЕВА

В СВЕТЕ ЛИТОХИМИИ

Я. Э. Юдович, М. П. Кетрис

Институт геологии Коми научного центра УрО РАН, Сыктывкар [email protected]

Данная статья является продолжением предыдущей публикации, посвященной литохимической обработке докем-брийских параметаморфитов Таймыра. На основе аналитических данных, приведенных в докторской диссертации Л. В. Махлаева (1979), включающих 15 выборок анализов гранитов Таймыра, а также для сравнения Алтая и Западной Африки (всего около 300 полных силикатных анализов), дана литохимическая аттестация выделенных им субстратных («изо-литогенных») рядов ультраметаморфических гранитов (т. е. отвечающих определенному типу первичного метаморфического протолита). Кроме того, по анализам из уральской монографии Л. В. Махлаева (1996) литохимически охарактеризованы петрогенные (магматические) граниты севера Урала, впервые отнесенные Л. В. Махлаевым к А- и I-типам. Лейкограниты А-типа распознаются на модульной диаграмме «ФМ (фемичность) — ТМ (титанистость)» безошибочно, а I-граниты дают два поля, что обусловлено присутствием среди них контрастных — гранодиоритовых и лейкократо-вых — составов. Построена модульная диаграмма «НКМ (агпаитность) — ФМ (фемичность)» для всех четырех типов гранитов по Б. Чаппелу: литогенного S и петрогенных A, I и M. На этой диаграмме поля гранитов А и М распознаются безошибочно, а поля I и S перекрываются.

Как было указано в предыдущей статье [9], литохимия подтверждает все главные диагнозы Л. В. Махлаева, но вместе с тем позволяет высказать некоторые нетривиальные суждения о присутствии среди литогенных гранитов продуктов гранитизации других разновидностей протолита.

Ключевые слова: гранитные серии, метаморфиты, ультраметаморфизм, протолит, литохимия.

THE LEV MAKHLAEV'S LITHOGENIC AND PETROGENIC GRANITES IN THE LIGHT OF LITHOCHEMISTRY

Ya. E. Yudovich, M. P. Ketris

Institute of Geology of Komi SC UB RAS, Syktyvkar

The article continues the previous paper by the authors, which was dedicated to lithochemical processing of Taymyr Riphean metamorphites. The lithochemical summary of Makhlaev's «isolithogenic» rows of ultrametamorphic granites (i.e. derived from particular protolith type) has been given on the basis of L. V. Makhlaev's doctoral thesis including 15 statistic samples of Taymyr granites as well as Altay and West Africa granites for comparison. Using the analyses from Makhlaev's monograph (1996), petrogenic (magmatic) granites from the Northern Urals, for the first time referred by L. V. Makhlaev to A- and I-types, were described by module diagram «FM (femic module) - TM (titanium module)». Besides the module diagram «NKM (agpaite module) - FM (femic module)» was constructed for 4 granite types by B. Chappell (lithogenic S, and petrogenic I, A and M).

The litochemistry confirms all main diagnoses by L. V. Makhlaev, but alongside presents some nontrivial genetical problems.

Key words: granite series, metamorphites, ultra-metamorphism, protolith, lithochemistry.

Как показано в нашей предыдущей работе, посвященной литохими-ческому исследованию субстратных рядов таймырских кристаллических сланцев и гнейсов [9], Лев Васильевич Махлаев впервые в мире доказал, что эти ряды послужили субстратом для образования «изолитогенных» ультра-

метаморфических гранитов, запечатлевших в своем составе особенности состава своего метаморфического протолита [4]. В специальном табличном приложении к докторской диссертации Л. В. Махлаева [3] приведено 206 анализов таймырских гранитов, генетически связанных с параме-

таморфитами, т. е., по его наблюдениям, образовавшихся по их субстрату. Что касается 46 анализов гастингси-товых гранитов, то для них предполагался андезитовый субстрат. Кроме того, для сравнения приведены 44 анализа генетически родственных таймырским литогенных гранитов

Западной Африки (Сьерра-Леоне) и 21 анализ гранитов Алтая.

В 1985 г., вооруженный уникальным таймырским опытом (а также опытом изучения метаморфитов и магматитов Енисейского кряжа), Л. В. Махлаев занялся гранитами севера Урала, до него изучавшихся нашими геологами М. В. Фишманом, Б. А. Голдиным, Е. П. Калининым [1, 2], В. Н. Охотниковым [6] и свердловским геологом В. Д. Старковым [8]. Посетив лично около дюжины массивов с отбором примерно 220 проб, Л. В. Махлаев впервые дал гранитам севера Урала генетическую аттестацию, отнеся их к петрогенным типам А и I, которые он описал в своей монографии 1996 г. [5]. В этой же книге он привел средние данные по всем четырем «чаппеловским» типам гранитов [11] — т. е. по литогенному типу Б и петрогенным типам А, I и М.

Как уже было сказано, когда Л. В. Махлаев создавал диссертацию (1979)

и монографию (1996), методы литохи-мии еще не были разработаны так детально, как ныне [9]. Поэтому нам показалось интересным вновь рассмотреть материалы Л. В. Махлаева, но уже с применением методики ли-тохимии [7, 10].

1. Исходный материал

Литогенные граниты. Исходный материал для обработки представляет собой 15 таблиц, в которых содержатся от 12 до 26 силикатных анализов (в основном с удовлетворительными суммами). Таблицы (выборки) сформированы Л. В. Махлаевым с учетом генотипа (автохтонные или аллохтон-ные), микроструктуры и минерального состава гранитоидов; сводная характеристика этих выборок дана нами в табл. 1.

Петрогенные граниты севера Урала. В отличие от предыдущего, исходный материал представляет собой не

первичные анализы, а четыре таблицы средних составов массивов грани-тоидов. Массивы охарактеризованы весьма неравномерно: по некоторым имеется всего 3—4 анализа (Няртин-ский, Маньхобеюский), по другим — до 50—60 анализов (Лемвинскй, Лап-чавожский гранодиоритовый, Мал-динский). Сводная характеристика этих выборок дана нами в табл. 2.

2. Результаты первичной литохимической обработки выборок анализов литогенных гранитоидов

Каждая выборка была обработана в соответствии с Литохимическим стандартом-ЮК [7, 10]. Эта методика предусматривает литохимическую аттестацию каждой породы в соответствии с Химической классификацией и затем кластеризацию, т. е. выделение групп сходных анализов (кластеров), допускающих усреднение. При такой

Номер выборки (таблицы),

число анализов п

Разновидности ультраметаморфических гранитоидов

Предполагаемый дометам орфический протолит

Вид модульной диаграммы

Автохтонные гранитоиды

23, п=25

Биотит-амфиболовые порфироблас-тические граниты и гранитоиды

Базиты (?) или известковые граувакки_

НКМ-ФМ

24, п= 18

Биотитовые порфиробластические гнейсограниты_

Граувакки

(N3^ + К20)-ФМ

25, п = 22

Двуслюдяные теневые граниты

Пелиты

(№,0 + К70)-ФМ

26, п = 20

Гастингситовые теневые граниты (гнейсограниты)_

Андезиты и их туфы?

(N3,0 + К20)-ФМ

Интрузивные гранитоиды

27, п = 26

Биотит-амфиболовые порфиро-видные граниты и гранодиориты

Известковые граувакки

ФМ-ТМ

28, п = 21

Биотитовые граниты и гранодиориты_

Граувакки

ФМ-ТМ

29, п = 23

Двуслюдяные граниты

Пелиты

(N3,0 + К,0)-ФМ

Паравтохтонные гранитоиды

¡Андезиты и их туфы? |(№?0 + К,0)-ФМ

30, п = 12 ¡Гастингситовые граниты

Аллохтонные гранитоиды

31, п = 23

Амфибол-биотитовые порфиро-видные граниты и гранодиориты

Известковые граувакки

(N3,0 + К20)-ФМ

32, п = 20

Биотитовые порфировидные граниты

Граувакки

ФМ-ТМ

33,п=26

Альбит-микроклиновые муссковити-зированные граниты_

Пелиты

ФМ-ТМ

34,11= 15

Гастингситовые граниты

Андезиты и их туфы?

ФМ-ТМ

Гранитоиды пелитового ряда

49, п = 26

Граниты Западной Африки: автохтон-ные, паравтохтонные, аллохтонные

Пелиты

(N3,0 + К20)-ФМ

Гранитоиды известково-грауваккового ряда

50, п= 17

Граниты Западной Африки: автохтонные и паравтохтонные

Известковые граувакки и пелиты

(N3,0 + К20)-ФМ

Интрузивные граниты Алтая

51, п = 21

Граниты Тоштузекского и Белоубинского массивов

Пелиты; граувакки, известковые граувакки

ФМ-ТМ

Таблица 1

Описание выборок (таблиц) анализов ультраметаморфических гранитоидов

Таблица

Выборки (таблицы) средних составов массивов петрогенных гранитоидов А- и I-типов на севере Урала [5, с. 108—120]

2

Номер выборки (таблицы), число средних составов п Массив Число анализов

Авторских Заимствованных

Граниты A-типа, Приполярный Урал

11,п = 12 Народинский 12 26

Каталамба-Лапчинский 12 25

Кожимский 14 45

Лемвинский 30 32

Яротский 10 5

Бадьяюский 10 5

Тынаготский 8 19

Торговский - 20

Кефталыкский - 21

Хартесский - 8

Няртинский - 4

Неройско-Патокский - 24

Граниты A-типа, Полярный Урал

17, п = 3 Харбейский - 11

Сядатаяхинский - 27

Лаптаюганский - 18

Гранитоиды 1-типа, Северный Урал

21, п = 7 Лапчавожский 68 -

Малдинский 54 -

Ильяизский - 30

Малопатокский - 34

Водораздельный - 19

Маньхобеюский - 3

Сальнерский (Городковский) - 8

Позднедееонские I-гранитоиды Юрменекского комплекса, Полярный Урал

24, п = 3 Кварцевые диориты и гранодиориты - 17

Граниты - 15

Лейкограниты - 20

процедуре выборка может быть кластеризована либо полностью (на модульных диаграммах выделены один или большее число кластеров), либо не полностью, когда после кластеризации остаются «аномальные» составы, не подлежащие усреднению. Типовые примеры такой обработки показаны в табл. 3, 4 и на рис. 1.

2.1. Граувакковый ряд.

Приводим примеры выборок

24 и 32 (рис. 1, а, б)

Выборка 24: Автохтонные биоти-товые порфиробластические гнейсогра-ниты. В этой выборке 18 анализов, из которых по одному — П. В. Виттенбур-га и О. Г. Шулятиной, два — Н. И. Коробовой и остальные авторские. На модульной диаграмме «Щелочи — ФМ» выделяются два кластера и один аномальный обр. 14; вследствие высокой общей щелочности (№20 + К20= = 9.35 %) эта порода аттестуется как алкалит. Можно предположить, что породы кластера II гранитизированы сильнее, нежели породы кластера I.

Кластер I аттестуется как нормофе-мичный и нормощелочной нормоси-аллит (ФМ = 0.11, ГМ = 0.34, НКМ = = 0.39), с «нормальным» для процесса гранитизации трендом обратной зависимости между общей щелочностью и фемичностью. Кластер IIхарактеризуется большей кислотностью (БЮ2 = = 68.08 против 65.54 %), более высокой общей и нормированной щелочностью (№20 + К20 = 7.32 % против 6.00 %, НКМ 0.50 против 0.39) и аттестуется как гипофемичный миосилит (ФМ = 0.08, ГМ = 0.28).

Выборка 32: Аллохтонные биоти-товые порфировидные граниты. Здесь 20 анализов, принадлежащих: автору (12), Н. Н. Урванцеву (5), Е. Л. Величко (2) и М. Г. Равичу (1). Ввиду значительной гомогенности выборки по щелочам, кластеризация сделана на модульной диаграмме «ФМ — ТМ», где выделены три кластера, I, II и III, которые аттестуются как щелочные миосилиты, но отличаются по титани-стости (ТМ = 0.033 ^ 0.030 ^ 0.018), железистости (ХМ = 0.023 ^ 0.18 ^

^0.20) и фемичности (ФМ = 0.07^> 0.05). Кроме того, в этом ряду нарас -тает агпаитность (НКМ = 0.48 0.52 0.53). Все эти тренды позволяют считать ряд средних составов I II ^ III рядом нарастающей гранитизации одного исходного метаморфического субстрата (метапротолита).

2.2. Известково-граувакковый

ряд. Приводим примеры выборок

27 и 31 (рис. 1, в, г)

Выборка 27: Интрузивные био-тит-амфиболовые порфировидные граниты и гранодиориты. В этой выборке 26 анализов, принадлежащих: автору (4), Н. Н. Урванцеву (10), О. Т. Преображенской (4), А. М. Даминовой (2), А. С. Пешехонову (3), С. А. Логачеву (1), О. А. Новикову (1) и О. С. Грум-Гржимайло (1). При значительном сходстве составов наибольшую дисперсию показывает только титановый модуль ТМ. На модульной диаграмме «ФМ — ТМ» выделяются три кластера и три аномальных состава, не подлежащих усреднению, причем два из них попадают в контур кластера II. В ряду кластеров III II I происходит резкое убывание титанистости (ТМ = 0.087 ^ 0.036 ^ 0.006) и вместе с тем (как ни странно) убывание показателя агпаитности НКМ (0.44 0.41 ^ 0.33), вероятно, вследствие нарастания содержания глинозема (?). Можно думать, что это просто ряд убывания содержания титансодержа-щих минералов (но не биотита, судя по стабильности содержаний К2О).

Аномальные обр. 8, 7 и 12 по составу все разные и аттестуются соответственно как алкалит (№20 + К20 = = 10.70 %), псевдосиаллит (ГМ = 0.36, М^0 = 3.05 %) и псевдосиферлит (ГМ = 0.36, ХМ = 1.17, Mg0 = 3.42%). Первый может быть гранитизирован-ным аркозом, второй — гранитизиро-ванной метаграуваккой, а третий — гранитизированной метаграуваккой с карбонатно-железистым цементом, судя по повышенным содержаниям СаО (4.95 %) и железа (Ре203+Ре0 = = 12.78 %).

Выборка 31: Аллохтонные амфи-бол-биотитовые порфировидные граниты и гранодиориты. Здесь 23 анализа, принадлежащих: автору (9), Н. Н. Урванцеву (10), Н. И. Коробовой (2), Е. Л. Величко (1), И. Д. Забияке (1). На модульной диаграмме «Щелочи — ФМ» выделяются два родственных кластера, ^ и К, и один обр. 12 с пониженной фемичностью. Кластеры близки по фемичности (ФМ 0.08 и

Таблица 3

Химический состав (мае. %) литогенных гранитоидов Таймыра. Граувакковый и известково-граувакковый ряды [3]

Граувакковый ряд Известково-граувакковый ряд

Выборка 24 32 27 31

Кластер I II 14 I II III I II III 7 8 12 1а 16 12

Компоненты и модули Щел. нормо-сиаллит Щелочной миосилит Щел. нормо-сиаллит Щелочной гипосиаллит Щел. псевдо-сиаллит Алка-лит Щел. псевдо-сиферлит Алкалит Щел. миосилит

п 4 13 2 4 14 2 16 5 19 3

8Ю2 65.54 68.08 68.03 68.47 71.64 71.92 64.17 65.22 65.12 61.64 65.12 60.06 66.59 65.28 68.30

тю2 0.99 0.65 0.39 0.52 0.44 0.26 0.10 0.61 1.36 0.49 0.38 0.90 0.53 0.58 0.40

А1А 15.37 14.66 15.60 15.55 14.66 14.19 17.87 16.63 15.72 16.34 16.68 10.07 15.88 15.46 16.44

Ге203 1.23 0.92 0.97 1.75 1.46 1.38 1.60 1.49 1.16 0.83 0.67 8.36 1.34 1.15 1.06

Бе О 4.33 3.04 2.75 1.93 1.25 1.40 3.26 2.95 3.07 4.32 3.18 4.42 2.49 2.84 1.87

МпО 0.09 0.06 0.05 0.07 0.06 0.05 0.10 0.07 0.07 0.10 0.04 0.08 0.07 0.05

МиО 1.79 1.38 1.10 1.33 0.96 0.90 2.03 1.73 1.94 3.05 0.62 3.42 1.45 1.66 1.21

СаО 3.39 2.63 1.54 2.36 1.62 1.64 3.89 3.63 4.02 3.36 2.50 4.95 2.41 2.16 2.34

N3,0 2.94 3.49 3.82 3.08 3.23 3.32 3.27 3.63 3.69 3.45 4.64 3.34 3.65 4.18 3.61

к2о 3.06 3.83 5.53 4.39 4.36 4.22 2.65 3.22 3.16 3.35 6.06 2.70 4.45 5.70 3.95

р2о5 0.13 0.11 0.15 0.20 0.12 0.13 0.22 0.26 0.14 0.44 0.04 0.15 0.12 0.12

Сумма 98.85 98.85 99.93 99.61 99.79 99.42 99.13 99.41 99.47 97.27 99.99 98.26 99.03 99.19 99.35

ГМ 0.34 0.28 0.29 0.29 0.25 0.24 0.36 0.33 0.33 0.36 0.32 0.40 0.31 0.31 0.29

жм 0.35 0.26 0.24 0.23 0.18 0.20 0.28 0.26 0.25 0.31 0.23 1.17 0.24 0.25 0.18

ФМ 0.11 0.08 0.07 0.07 0.05 0.05 0.11 0.10 0.10 0.13 0.07 0.27 0.08 0.09 0.06

ТМ 0.064 0.044 0.025 0.033 0.030 0.018 0.01 0.04 0.09 0.03 0.02 0.09 0.03 0.04 0.02

нкм 0.39 0.50 0.60 0.48 0.52 0.53 0.33 0.41 0.44 0.42 0.64 0.60 0.51 0.64 0.46

Примечание. Здесь и табл. 4 и 5 названия пород в выборках — см. табл. 1.

0.09), оба аттестуются как алкалиты, но второй заметно богаче щелочами (№20 + К,0 = 8.11 и 9.88 %) и вследствие этого (при одинаковых содержаниях глинозема) оказывается гораздо более агпаитным (НКМ 0.51 и 0.64). Аномальный обр. 12 по всем параметрам является более кислой и более лейкократовой породой — менее фе-мичной, железистой и титанистой — и аттестуется как щелочной миосилит. Субстратом такого гранита мог быть полевошпат-кварцевый песчаник.

2.3. Пелитовый ряд. Приводим

примеры выборок 25 и 33

(рис. 1, д, е)

Выборка 25: Автохтонные двуслю-дяные теневые граниты. В этой выборке 22 анализа, из которых по одному — Ю. И. Захарова, О. Г. Шулятина, О. О. Баклунда, О. А. Новикова, А. М. Даминовой, по два — А. С. Потабни и О. Т. Преображенской, остальные авторские. На модульной диаграмме «Щелочи — ФМ» выделяются два кластера и два аномальных состава, не подлежащих усреднению.

Таблица 4

Химический состав (мас. %) литогенных гранитоидов Таймыра. Пелитовый ряд [3]

Выборка 25 33

Кластер I II 5 11 1а 16 1в 12 15

Компоненты и модули Щсл. миосилит Алкалит Миосилит Пссв-досиа-ллит Алкалит Щсл. нормо-силит Щсл. миосилит

п 18 2 7 11 6

ею. 70.65 70.32 68.68 65.69 71.96 72.29 72.85 78.16 72.27

ТЮ, 0.50 0.34 0.75 0.99 0.30 0.21 0.09 0.19 0.39

А1203 14.95 15.57 14.49 14.85 14.37 15.03 15.02 12.88 14.10

Рс203 0.71 0.86 1.02 0.42 0.63 0.56 0.46 0.39 2.01

1е() 2.38 1.65 4.03 6.02 2.09 1.11 0.93 0.44 1.02

МпО 0.05 0.09 0.03 0.02 0.03

МёО 0.96 0.46 1.38 3.76 0.44 0.55 0.43 0.25 0.63

СаО 2.39 1.22 2.16 1.60 0.94 0.80 0.72 1.00 1.00

3.55 4.09 1.88 2.38 3.51 3.56 3.82 2.53 2.18

К20 3.12 4.63 2.23 2.49 4.85 4.73 4.72 3.80 5.57

РА 0.19 0.20 0.15 0.27 0.28 0.24 0.21 0.21

Сумма 99.46 99.40 96.62 98.35 99.37 99.14 99.30 99.85 99.38

ГМ 0.26 0.26 0.30 0.34 0.24 0.23 0.23 0.18 0.24

ЖМ 0.20 0.16 0.33 0.41 0.19 0.11 0.09 0.06 0.21

ФМ 0.06 0.04 0.09 0.16 0.04 0.03 0.03 0.01 0.05

ТМ 0.033 0.022 0.052 0.067 0.021 0.014 0.006 0.015 0.028

НКМ 0.45 0.56 0.28 0.33 0.58 0.55 0.57 0.49 0.55

Кластер I — рыхлый, аттестуется как нормофемичный и нормощел очной миосилит (ФМ = 0.06, ГМ = 0.26, НКМ = 0.45), супернатровый (ЩМ = = 1.14) и нормальный по остальным параметрам. Кластер II вследствие более высокой общей щелочности (№20+ + К20 = 8.72 %) аттестуется как гипо-фемичный алкалит (ФМ = 0.04); он более полевошпатовый (НКМ = 0.56 против 0.45), менее железистый и титанистый (ЖМ = 0.16 против 0.20, ТМ= = 0.022 против 0.033). Можно думать, что эти породы сильнее гранитизиро-ваны, нежели в кластере I. Аномальный обр. 5 выделяется низкой общей и нормированной щелочностью (Ма20 + 1К,0 = 4.11 %, НКМ = 0.28), с заметной титанистостью, характерной для гумидных глинистых пород (ТМ= = 0.052), и аттестуется как миосилит на границе с сиаллитами (ГМ = 0.30). Такой состав вполне может отвечать граувакковому алевролиту, а не граниту. Аномальный обр. 11 еще более титанистый (ТМ = 0.067), железистый и фемичный (ЖМ = 0.41, ФМ = 0.16) и при этом заметно магнезиальный (М^0 = 3.76 %), что заставляет аттес-

Рис. 1. Примеры модульных диаграмм, использованных для кластеризации литогенных гранитоидов. Номера кластеров и аномальных образцов см. в табл. 3, 4

товать его как псевдосиаллит. Как мы показали в предыдущей работе [9], псевдосиаллитами оказываются многие таймырские кристаллические сланцы-метаграувакки.

Выборка33: Аллохтонные альбит-микроклиновые мусковитизированные граниты. Здесь 26 анализов, принадлежащих: автору (4), Л. А. Чайке (4), Ю. И. Захарову (10), О. О. Баклунду (2), Г. И. Барабашину (5) и Г. А. Ковалевой (1). Породы очень близки и по общей щелочности и фемичности (почти все аттестуются как гипофемич-ные алкалиты), и по агпаитности. Поэтому кластеризация возможна только на графике ФМ — ТМ, где в ряду кластеров 1а ^ 1б ^ 1в при незначительном убывании средней фемичности (ФМ = 0.04 ^ 0.03) более заметно убывает титанистость (ТМ = 0.021 ^ ^ 0.014 ^ 0.006). Два анализа: со средней титанистостью и минимальной фемичностью — обр. 12 (ТМ = 0.015, ФМ = 0.01) и с максимальными значениями обоих параметров — обр. 15 (ТМ = 0.028, ФМ = 0.05) — в этот ряд кластеров не попадают. Первый, наиболее кислый щелочной нормосилит (ГМ = 0.18), вероятно, является гра-нитизированным аркозом, второй (калиевый щелочной миосилит, ГМ = = 0.24, ЩМ = 0.39) — гранитизирован-ным кварц-мусковитовым сланцем.

3. Результаты первичной литохимической обработки выборок анализов апобазитовых и апоандезитовых (?) гранитоидов

В эту группу можно предположительно отнести биотит-амфиболовые гранитоиды (выборка 23), а также три выборки впервые выделенных Л. В. Махлаевым на Таймыре гастингсито-вых гранитоидов — 26, 30, 34. Он предполагал, что такие гранитоиды образовались по субстрату андезитов и/или их туфов. Результаты обработки показаны в табл. 5 и на рис. 2.

Выборка 23: Автохтонные био-тит-амфиболовые порфиробластиче-ские граниты и гранитоиды. В этой выборке 25 анализов, из которых по два — О. А. Новиковой и Н. Н. Урванце-ва, три — А. М. Даминовой, остальные авторские. На модульной диаграмме «НКМ — ФМ» (рис. 2, а) выделяются два кластера и один аномальный обр. 11 — суперфемичный титанистый щелочной псевдосиаллит (ФМ = 0.25,

ТЮ2 = 2.58 %, МБО = 3.04 %, ГМ = = 0.54). Кластер Iаттестуется как ги-пофемичный, нормотитанистый, суперщелочной и супернатровый нормо-сиаллит (ФМ = 0.10, ГМ = 0.34, ТМ = = 0.052, НКМ = 0.41, ЩМ = 1.22). Не-

смотря на рыхлость кластера, вполне отчетливо проступает «нормальный» для процесса гранитизации тренд обратной корреляции ФМ и НКМ: по мере снижения фемичности нарастает агпаитность. Кластер Ивследствие

Таблица 5

Химический состав (мае. %) апобазитовых и апоандезитовых (?) гранитоидов Таймыра [3]

Выборка 23 30 34

Кластер I II 11 1а 16 II 3 I II 8

Компоненты и модули Псевдо- сиалит Алка- лит П щел. супср-сиалит Щел. нормо- сиаллит Алка-лит Щел. миосилит Щел. нормо-сиаллит Алкалит

п 22 2 4 2 5 11 2

8Ю2 65.06 65.35 53.00 66.96 68.80 68.80 61.16 70.86 71.41 71.34

ТЮ2 0.85 0.77 2.58 0.40 0.34 0.41 0.80 0.30 0.17 0.52

А1203 16.30 15.61 16.06 14.83 14.93 15.40 16.52 13.60 14.21 12.93

Ре20, 1.21 0.27 4.12 0.48 0.42 0.34 0.35 0.33 0.84 0.21

БеО 3.71 2.67 5.83 6.79 4.88 4.08 7.65 4.59 2.81 4.65

МпО 0.06 0.05 0.13 0.13 0.11 0.05 0.10 0.08 0.09 0.07

М§0 1.80 0.75 3.04 1.30 0.79 0.76 2.54 0.33 0.26 0.14

СаО 3.47 2.02 8.40 1.98 1.29 2.16 3.45 1.13 0.91 0.76

Иа20 3.70 4.82 3.31 3.61 4.05 4.45 3.42 3.82 4.31 3.57

к2о 3.04 5.96 2.49 3.17 4.25 2.48 1.78 4.30 4.94 4.98

р2о5 0.15 0.13 0.13 0.10 0.13 0.10 0.22 0.08 0.10 0.10

Сумма 99.34 98.39 99.09 99.73 99.96 99.03 97.99 99.40 100.02 99.27

ГМ 0.34 0.30 0.54 0.34 0.30 0.29 0.42 0.27 0.25 0.26

жм 0.29 0.18 0.54 0.49 0.35 0.28 0.47 0.36 0.26 0.37

ФМ 0.10 0.06 0.25 0.13 0.09 0.08 0.17 0.08 0.06 0.07

ТМ 0.052 0.049 0.161 0.03 0.02 0.03 0.05 0.02 0.01 0.04

НКМ 0.41 0.69 0.36 0.46 0.56 0.45 0.31 0.60 0.65 0.66

Рис. 2. Модульные диаграммы для апобазитовых и апоандезитовых (?) гранитоидов Таймыра. Номера кластеров и аномальных образцов см. в табл. 5

высокой общей щелочности (Na2O+ +K2O = 10.78 %) аттестуется как алка-лит. При несколько меньшей фемично-сти (0.06 против 0.10) эти породы гораздо более полевошпатовые, нежели в кластере I: НКМ = 0.69 против 0.41.

Выборка 26: Гастингситовые теневые граниты (гнейсограниты). Здесь 20 анализов, принадлежащих Н. Н. Урван-цеву (17) и Ю. И. Захарову (3). На модульной диаграмме «Щелочи — ФМ» (рис. 2, б) выделяются четыре кластера и четыре аномальных состава1. Ряд кластеров I—III, вероятно, представляет эволюционный ряд гранитизации «щелочные нормосиаллиты щелочные миосилиты». В этом ряду резко снижаются фемичность (ФМ = 0.18 0.13 ^ 0.08), титанистость (ТМ = 0.083 ^ 0.046 ^ 0.018), железистость (ХМ = = 0.53 ^ 0.39 ^ 0.34) и нарастают кремнекислотность (SiO2 = 61.87 % 64.09 % 70.05 %), общая щелочность (Na2O + K2O = 5.86 % ^ 6.30 % ^7.46 %) и коэффициент агпаитности, отражающий содержание полевых шпатов (НКМ 0.40-0.41 ^ 0.53). Кластер 1Ув этот ряд не вписывается: при средней фемичности, как в кластере III, эти породы значительно богаче щелочами и вследствие этого аттестуются как ал-калиты (Na2O + K2O = 10.59 %). Вполне возможно, что их можно трактовать как продолжение гранитизации пород кластера III — когда кремнещелочной метасоматоз сменился щелочным. Альтернативное объяснение — формирование алкалитов кластера 1¥по иному, изначально более кислому и щелочно -му субстрату, например по метаарко-зам, присутствие которых мы отмечали среди таймырских параметаморфи-тов [9].

Обогащенный железом

(Fe2O3+FeO = 10.02 %) обр. 5аттестуется как сиферлит (ХМ = 0.83) и может быть, например, альбитовым туф -фоидом с магнетитом, как и обр. 17 (щелочной суперсиаллит, ГМ = 0.50), тоже очень железистый (Fe2O3+FeO = = 11.64 %). Обр. 16 столь же богат железом (Fe2O3+FeO = 11.91 %), но вследствие заметной магнезиальнос-ти (MgO = 4.80 %) аттестуется уже как псевдосиферлит и может быть туффо-идом с хлорит-сидеритовым (сидеро-плезитовым?) цементом. Магнезиальный обр. 7 — щелочной псевдосилит (ГМ = 0.28, MgO = 5.16 %) — может отвечать граувакке с гидрослюдисто-хлоритовым матриксом. Заметим, что

ввиду низкого содержания БЮ2 (~57 %) обр. 15 и 17 даже формально не могут именоваться гранитами.

Выборка 30: Паравтохтонные гас-тингситовые граниты. В этой выборке 12 анализов, принадлежащих Н. Н. Урванцеву. На модульной диаграмме «Щелочи — ФМ» (рис. 2, в) наблюдается знакомая картина — два кластера, 1а и 1б, с близкой общей щелочностью, но с убывающей фемичностью и незначительно нарастающей кислотностью и вследствие этого аттестуемые как щелочной нормосиаллит (кластер 1а) и щелочной миосилит (кластер 1б) с убывающими значениями ГМ (0.34 ^ ^0.29), ФМ (0.13 ^ 0.08), с резким снижением железистости ЖМ (0.49 ^ 0.28). В стороне расположен более щелочной кластер II, являющийся уже алкалитом (№20 + К20 = 8.29 %) со значительно большей агпаитностью (НКМ 0.56 против 0.45-0.46 в кластерах 1а и 1б). Однако по значениям ти-танистости, железистости и фемично-сти кластер II стоит ближе к кластеру 1а, нежели к кластеру К, вписываясь в четкий тренд обратной зависимости между фемичностью и щелочностью. Поэтому вполне возможна и другая трактовка «тренда гранитизации»: не как единого процесса в последовательности кластеров ^ ШII, а как ДВУХ разных линий — по двум разным исходным субстратам. Один из них (изначально более кислый, менее фемич-ный) дает в итоге кластер Ш, а другой (изначально менее кислый и более фе-мичный) — дает линию тренда 1а => II. Аномальный обр. 3 отличается от пород в кластерах гораздо более низкой общей и нормированной щелочностью (№20 + К20 = всего 5.20 %, НКМ = всего 0.31 против 0.45-0.56 в кластерах) при существенно повышенных значениях гидроли-затности, железистос -ти, фемичности и тита-нистости (ГМ = 0.42, ЖМ = 0.47, ФМ = 0.17, ТМ = 0.048). Можно думать, что это андези-товая (?) граувакка на ранней стадии гранитизации.

Выборка 34: Аллохтонные гастинг-ситовые граниты. Здесь 15 анализов, принадлежащих Н. Н. Урванцеву. На графике ФМ — ТМ (рис. 2, г) выделены близкие по составу кластеры I II (ФМ = 0.08 ^ 0.06, ТМ = 0.022 ^ 0.012). Породы в среднем относительно высо-кофемичные, но при этом с высокой агпаитностью (НКМ = 0.60—0.65). Вне кластеров оказывается наиболее титанистый обр. 8(ТМ = 0.040), он и наиболее агпаитный (НКМ = 0.66).

4. Поля средних составов

метаморфических

гранитоидов

Если теперь точки всех2 средних составов ультраметаморф ических гранитоидов (т. е. выделенных нами кластеров) нанести на сводную модульную диаграмму (рис. 3), то можно выделить по меньшей мере четыре поля, отвечающих различным субстратам.

Выясняется, что относительно «чистых» полей здесь только два и оба они отвечают составам гастингсито-вых гранитоидов: левое — с низкофе-мичными составами, а правое — с наиболее фемичными. Можно думать, что левое «гастингситовое» поле отвечает андезитовым туффоидам, а правое — самим андезитам. Поля апогра-увакковых и апопелитовых гранитои-дов включают средние составы тех и других, что вполне объяснимо, так как граувакки всегда содержат то или иное количество глинистого матрикса. Но

Рис. 3. Субстратные поля ультраметаморфических гранито-идов на сводной модульной диаграмме средних составов-кластеров. Субстраты: 1 — граувакки, 2 — известковые гра-

увакки, 3 — пелиты, 4 — андезиты и базиты Обозначения типа 26—1 отвечают номеру выборки в табл. 1 (26) и кластера (I) в этой выборке

1 В табл. 5 эта выборка не показана.

2 Всех 15 выборок ( табл. 1), включая Западно-Африканские и Алтайские.

в целом апопелитовые гранитоиды — породы наименее фемичные и титанистые, тогда как апограувакковые заметно более фемичны и титанисты. Поле апоизвестково-граувакковых гранитоидов вполне четко отличается более высокой фемичностью и ти-танистостью, а немалый размер этого поля отражает значительную изменчивость состава протолита, что естественно объясняется вариациями долей известкового и глинистого вещества в матриксе и разным составом обломков. Отдельное положение наиболее титанистого и фемичного состава (точка кластера 26—1), скорее всего, отражает базитовый состав прото-лита. Другой отдельный состав вне полей (точка кластера 50—1) относится к гранитам Либерийского щита, отнесенными В. Мармо [12] и затем Л. В. Махлаевым к известково-граувакко-вому и пелитовому рядам. В состав этого кластера вошли почти исключительно автохтонные гранитоиды, и по своим параметрам (ГМ = 0.37, №20 + К,0 = 5.69 %, НКМ = 0.36) порода отвечает скорее глинистому алевролиту, нежели граниту. Очевидно, это просто начальная стадия гранитизации такого протолита.

5. Уральские петрогенные гранитоиды

На севере Урала, как уже было сказано, Л. В. Махлаев впервые выделил генотипы гранитов А- и 1-типов. Эти диагнозы были отнюдь не безобидными: некоторые гранитоиды, отнесенные предшественниками к одному массиву, оказались генетически раз-

ными, и наоборот, некоторые массивы, даже сильно различавшиеся петрографически, были сочтены генетически однотипными. Так, граниты, относимые к разным комплексам — Кожимскому, Народинскому, Лем-винскому, Тынаготскому, — все оказались в одной группе А-гранитов, а казалось бы, резко различные гранодио-риты лапчавожские и лейкограниты малдинские — в одной группе 1-грани-тов. На рис. 4 показаны результаты обработки приведенных Л. В. Махлаевым 25 средних составов гранитоидов севера Центрально-Уральского поднятия, из которых 15 отнесены им к А-типу и 10 — к 1-типу (табл. 2).

Выясняется, что составы гранитов 1-типа, как это им и свойственно, весьма вариабельны и отчетливо распадаются на два кластера-поля (Iи II), различающиеся по фемичности и титани-стости, что отражает вариации их состава от гранодиоритов до лейкограни-тов. Аляскитоподобные лейкограниты А-типа обладают минимальными значениями фемичности и титанистости и заметно более высоким показателем агпаитности (НКМ), причем их поле-кластер отчасти перекрывается с лей-кократовым полем-кластером 11грани-тов 1-типа. Поэтому весьма показательно попадание в поле А-гранитов аномального состава 1-гранита (точка 5), отвечающего богатым кварцем гранитам массива Водораздельный, что и подчеркивает наличие среди 1-грани-тов лейкократовых разновидностей, очень похожих на А-граниты. В целом же дискриминацию разновидностей гра-нитоидов А- и 1-типов на этой модульной диаграмме можно считать превос-

ходной, что позволяет рекомендовать данную диаграмму для использования в диагностических целях.

6. Все «чаппеловские» типы

гранитоидов

В завершение своей книги по гра-нитоидам севера Центрально-Уральского поднятия Л. В. Махлаев привел шесть средних составов четырех типов гранитоидов по Б. Чаппелу [11], а именно: литогенных 8 (два подтипа), апобазитовых I (два подтипа), апо-ортогнейсовых А и мантийных плаги-огранитов М [5, с. 120] — и сравнил эти составы с четырьмя средними составами североуральских гранитоидов I- и А-типов, полученных им путем ус -реднения 243 и 322 анализов соответственно. Всего, таким образом, сравнивались 10 средних составов. К большому сожалению, эти средние данные были приведены без ТЮ2, что не дает нам возможности вычислить титановый модуль ТМ и применить для различения гранитоидов составов более эффективную модульную диаграмму ФМ — ТМ. Поэтому нам пришлось прибегнуть к менее удобной диаграмме НКМ — ФМ (рис. 5).

Как видно на рис. 5, мантийные плагиограниты, граниты М-типа и коровые лейко граниты А-типа распознаются безошибочно, тогда как поля коровых литогенных и петроген-ных гранитов Б- и 1-типов перекрываются, отражая значительную изменчивость составов тех и других. Однако мы не исключаем, что на диаграмме ФМ — ТМ и эти типы удалось бы дискриминировать.

Рис. 4. Поля средних составов массивов петрогенных гранитоидов севера Урала (15 массивов А-гранитов и 10 массивов 1-гра-нитов), выделенные путем обработки данных Л. В. Махлаева [5, с. 97—111]

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0,00

М 0 С

□ 1 А 5 \ ] \ Б

V п\ \ п \ А /л)

0

0.0

0,2

0,4 НКМ

0,6

0.8

Рис. 5. Поля средних составов четырех «чаппеловских» типов гранитов [5, с. 120]

Заключение

1. На основе аналитических данных, приведенных в докторской диссертации Л. В. Махлаева (1979 г.), включающих 15 выборок анализов гранитов Таймыра, а также, для сравнения, Алтая и Западной Африки (всего около 300 полных силикатных анализов), дана литохимическая аттестация охарактеризованных им субстратных («изолитогенных») рядов ультраметаморфических гранитов (т.е. отвечающих определенному типу первичного метаморфического протолита). Всего нами было выделено 39 кластеров (средних составов) и 25 «аномальных» индивидуальных составов, не подлежащих усреднению, выборочно показанных в табл. 3, 4 и на рис. 1, 2.

2. По анализам из монографии Л. В. Махлаева (1996 г.) литохимичес-ки охарактеризованы петрогенные (магматические) граниты севера Урала, впервые отнесенные Л. В. Махлае-вым к А- и 1-типам. На модульной диаграмме «ФМ (фемичность) — ТМ (титанистость)» аляскитоподобные лейкограниты А-типа распознаются безошибочно, а 1-граниты дают два поля, что обусловлено присутствием среди них контрастных — гранодио-ритовых и лейкократовых составов.

3. Построена модульная диаграмма «НКМ (агпаитность) — ФМ (фе-мичность)» для всех четырех типов гранитов по Б. Чаппелу — литогенно-го Б и петрогенных А, I и М. На этой диаграмме поля гранитов А и М распознаются безошибочно, а поля I и Б — перекрываются (что не исключает их возможного различения на диаграмме ФМ — ТМ).

4. В целом же литохимия подтверждает все главные диагнозы Л. В. Мах-лаева, но вместе с тем позволяет высказать нетривиальные суждения о присутствии среди литогенных гранитов продуктов гранитизации вулкано-генно-осадочного протолита (мета-туффоидов), а также о двухстадийном характере процесса гранитизации: 1) с преимущественным привносом кремнезема; 2) с преимущественным привносом щелочей. Впрочем, по мнению И. Л. Жулановой (сформулированном в ее рецензии), этот наш вывод — неправомерен, и, скорее всего, в истории таймырского докембрия проявился самостоятельный этап железо-натриевого метасоматоза.

Авторы приносят теплую благодарность И. И. Голубевой, предоставившей нам рукопись докторской диссертации Л. В. Махлаева с ее табличным приложением.

Литература

1. Калинин Е. П. Сравнительная петрогеохимическая характеристика позднебайкальских гранитов и липа-ритовых порфиров // Материалы VII Геол. конф. Коми АССР. Сыктывкар, 1973. С. 341-345.

2. Калинин Е. П. Геохимическая специализация гранитоидов севера Урала // Геология севера Урала. Сыктывкар, 1992. С. 61-69.

3. Махлаев Л. В. Гранитная серия докембрия Таймыра и проблема палео-литологических реконструкций ультраметаморфических комплексов // Дис. ... докт. г.-м. наук: Альбом приложений. Красноярск: Красноярский Ин-т цветных металлов, 1979. Ч. II. 119 с. (Рукопись).

4. Махлаев Л. В. Изолитогенные гранитные ряды. Новосибирск: Наука, 1987. 152 с.

5. Махлаев Л. В. Гранитоиды севера Центрально-Уральского поднятия: Полярный и Приполярный Урал. Екатеринбург: УрО РАН, 1996. 149 с.

6. Охотников В. Н. Гранитоиды и рудообразование (Полярный Урал). Л.: Наука, 1985. 185 с.

7. Ситников Т. А. Литохимичес-кий комплекс: (Стандарт ЮК-График ЮК). http://lithology.ru/node/854.

8. Старков В .Д. Интрузивный магматизм эвгеосинклинальной зоны Полярного Урала. Свердловск: УрО АН СССР, 1985. 148 с.

9. Юдович Я. Э, Кетрис М. П. Таймырские метаморфиты Льва Махлаева в свете лито химии // Вестник Ин-та геологии Коми НЦ УрО РАН. 2014. № 7 (235). Ч. 1. С. 6-11; № 8 (236). Ч. 2. С. 16-19.

10. Юдович Я. Э, Кетрис М. П. Основы литохимии. Л.: Наука, 2000. 479 с.

11. Chappell B. W. Source rocks of I- and S-type granites in the Lachlan Fold Belt // Phil. Trans. Roy. Soc. London, 1984. Vol. 310. P. 693-707.

12. Marmo V. The petrochemistry of some Precambrian granites ofWest Africa and petrochemical comparison with Svekofenide granites of Finland // Amer. J. Sci., 1955. Vol. 253. P. 391-412.

References

1. Kalinin E. P., Sravnitelnaya petrogeokhimicheskaya kharakteristika pozdnebaikalskikh granitov i liparitovykh porfirov (Comparative petrogeochemical characteristics of Later Baikalian granites and liparite porphyrs), Proceedings of the 7th Geological Conference, Syktyvkar, 1973. pp. 341-345.

2. Kalinin E. P. Geokhimicheskaya spetsializatsiya granitoidov severa Urala (Geochemical specialization of granitoids of Ural North), Syktyvkar, 1992, pp. 61-69.

3. Makhlaev L. V. Granitnaya seriya dokembriya Taimyra i problema paleo-litologicheskikh rekonstruktsii ultrameta-moficheskikh kompleksov (Granite series of Taymyr Precambrian and problem of paleolithological reconstructions of ultra-metamorphic complexes), Dissertation, Krasnoyarsk, 1979, 119 pp. (Manuscript').

4. Makhlaev L. V. Izolitogennye granitnye ryady (Isolithogenous granite series), Novosibirsk, Nauka, 1987, 152 pp.

5. Makhlaev L. V. Granitoidy severa Tsentralno-Uralskogo podnyatiya: Polyarnyi i Pripolyarnyi Ural (Granitoids of Northern Central-Ural Uplift: Polar and Subpolar Urals), Ekaterinburg, 1996, 149 pp.

6. Okhotnikov V. N. Granitoidy i rudoobrazovnie (Polyarnyi Ural) (Granitoids and ore formation (Polar Urals)), Leningrad, Nauka, 1985, 185 pp.

7. Sitnikov T. A. Litokhimicheskii kompleks (Standart YuK-Grafik YuK) (Lithochemical complex), http:// lithology.ru/node/854.

8. Starkov V .D. Intruzivnyi magma-tizm evgeosinklinalnoi zony Polyarnogo Urala (Intrusive magmatism of eugeo-syncline zone of Polar Urals), Sverdlovsk, 1985, 148 pp.

9. Yudovich Ya. E., Ketris M. P. Tai-myrskie metamofity Lva Makhlaeva v svete litokhimii (Lev Makhlaev's Taymyr meta-morphites in the view of lithochemistry), Vestnik Instituta geologii, 2014, part 1, no 7 (235), part 2, no 8 (236), pp. 16-19.

10. Yudovich Ya. E., Ketris M. P. Osnovy litokhimii (Lithochemistry basics), Leningrad: Nauka, 2000, 479 pp.

11. Chappell B. W. Source rocks of I- and S-type granites in the Lachlan Fold Belt. Phil. Trans. Roy. Soc. London, 1984, vol. 310, pp. 693-707.

12. Marmo V. The petrochemistry of some Precambrian granites ofWest Africa and petrochemical comparison with Svekofenide granites of Finland. Amer. J. Sci., 1955, vol. 253. pp. 391-412.

Рецензент д. г.-м. н. И. Л. Жуланова