CC BY
63
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ______________________________________2008, том 51, №1__________________________________
ГЕОЛОГИЯ
УДК 551.14:550.42(575.3)
В.В.Могаровский, В.С.Лутков О ВЕРОЯТНОМ МАНТИЙНОМ ИСТОЧНИКЕ СТРОНЦИЯ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ЦЕЛЕСТИНОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
(Представлено членом корреспондентом АН Республики Таджикистан А.Р.Файзиевым 29.10.2007г.)
Среди горных пород Земли наибольшие скопления стронция отмечаются в щелочных, щелочно-ультраосновных породах и калиевых щелочных базальтоидах, то есть в породах мантийного генезиса. Кларки стронция в них около 1500-2000 г/т [1,2], что значительно выше кларков земной коры, а содержание стронция в мантийных апатитах Кольского полуострова достигает 2.5-5% [1]. Последние даже предлагались в качестве комплексной руды на стронций. Изложенное выше не противоречит мысли, что верхняя мантия может быть первоисточником стронция в земной коре.
Что касается месторождений стронция, то в отрогах Южного Тянь-Шаня в пределах Таджикистана (Таджикско-Афганская депрессия) находятся крупные целестиновые месторождения (Гулисай, Чалташ, Джельгутан, Даудыр). В Центральном Иране это месторождения Талхе, Нахджир, Гурече-йе-Берендж и др. Генезис их эндогенно-экзогенный (вадозно-гидротермальный, по нашим представлениям). Главный минерал этих месторождений - целестин, второстепенные - кальцит, кварц, галенит, сфалерит и другие сульфиды. Температура образования, по данным гомогенизации газово-жидких включений в целестине, кальците, кварце, - 100-250оС [3,4]. Рудные тела - жилы, линзы, гнезда, межпластовые тела, цемент в брекчиях. Формировались они путем выполнения трещин и метасоматическим замещением известняков и ангидритов. Они контролируются тектоническими нарушениями, но имеют и стратиграфический и литологический контроль. Возраст их - поздний кайнозой [3-6]. Они являются составной частью глобального альпийского пояса целестиновых месторождений, в котором сосредоточена основная часть стронциевых запасов мира [4]. Этот пояс протягивается от Испании на западе, включая также целестиновые месторождения Сев. Африки (Алжир, Тунис, Марокко), Италии, Турции, Ирана, Туркмении, Казахстана, Южного Узбекистана, вплоть до Таджикистана, Афганистана, Пакистана на востоке [4].
Огромная протяженность пояса, по сути совпадающего со Средиземноморским подвижным поясом и частично захватывающего отдельные южные участки ЦентральноАзиатского пояса, синхронность образования целестиновых месторождений (поздний кайнозой), их однотипность (вадозно-гидротермальный генезис) свидетельствуют о том, что это явление планетарного масштаба, связанное, вероятно, с геохимической эволюцией подкоро-вых зон Земли.
Иными словами, глобальный характер целестиноносного пояса позволяет предполагать общий мантийный первоисточник стронция. Этот пояс того же ранга, что и ЦентральноАзиатский пояс сурьмяно-ртутных месторождений [7] и крупнейший в мире Памиро-Гиндукушский альпийский пояс редкометалльных литиевых (сподуменовых) пегматитов, захватывающих и Таджикистан [8].
Рассмотрим вопрос о вероятном источнике стронция на примере мантии Южного Тянь-Шаня, где геохимия редких элементов, в том числе стронция, в глубинных ксенолитах из щелочных базитов довольно хорошо изучена [9-12]. Сведения о целестиновых месторождениях даны на основе исследования их одним из авторов статьи в Южном Таджикистане и Центральном Иране [4-6].
В ксенолитах пород первичной мантии Южного Тянь-Шаня - шпинелевых лерцоли-тах и гарцбургитах - стронция не более 60 г/т. По мере развития в верхней мантии процессов мантийного метасоматоза, перекристаллизации и высокофлюидного магматизма средние содержания стронция в мантийных породах возрастают на 1 -2 порядка (табл.).
Таблица
Средние содержания стронция (г/т) в глубинных ксенолитах из щелочных базитов
Южного Тянь-Шаня
Породы Бг п
1 Шпинелевые гарцбургиты 33 11
Шпинелевые лерцолиты 54 13
Оливиноваые вебстериты (±флогопит) 100 8
Шпинелевые клинопироксениты (±оливин, флогопит, гранат) 109 11
2 Шпинелевые и гранат-шпинелевые клинопироксениты 75 4
Шпинель-оливиновые клинопироксениты 272 7
Флогопит-амфиболовые пироксениты 482 4
Флогопитовые пироксениты, глиммериты 444 5
Биотит-авгит-оливин-плагиоклазовые горнблендиты 819 9
Биотит-авгит-оливиновые габбро 975 9
Листвениты по гипербазитам и «зеленым» пироксенитам 610 73
Вмещающие щелочные базиты серии А 960 140
То же, серии Б 800 87
Примечание: 1 - породы «зеленой» серии, 2 - породы «черной» серии.
В ряде проб лиственитов содержание Бг достигает 1200-1600 и даже 2300 г/т (они в среднее не включены), п -количество определений, выполненных методами РФА и РСА в лабораториях ИГЕМ (Москва) и ВИРГ (С.-Петербург) [9,10].
После завершения щелочно-базитового магматизма из мантии продолжали поступать низкотемпературные углекислые флюиды (продукты их кристаллизации - карбонаты - ха-растеризуются мантийной изотопией углерода) [13], под воздействием которых значительная
часть ксенолитов лерцолитов и «зеленых» пироксенитов превращалась в листвениты и лист-венитизированные породы. Стронций в верхней мантии региона этого этапа ее эволюции был распределен весьма неравномерно: вероятно, углекислые растворы действовали в виде нескольких автономных «струй» с различными концентрациями Sr. Следствием чего были резкие колебания содержаний в них этого элемента (от первых сотен г/т до 1500-2300 г/т). К тому же щелочно-базальтовая магма, образовавшаяся при плавлении стронцийсодержащих мантийных метасоматитов, была также обогащена стронцием. Таким образом, в переработанной процессами метасоматоза мантии нарастала концентрация стронция. Максимальное накопление стронция в ксенолитах перидотитов связано с лиственитизацией, то есть с воздействием постмагматических низкотемпературных мантийных углекислых флюидов, обогащенных стронцием [13]. Так же была обогащена стронцием и мантия Южного Памира -среднее содержание его в позднемиоценовых мантийных выплавках (фергуситах) - 4300 г/т. Там же в карбонатитах, продуктах ликвации щелочных базитов обнаружены жилы целестина, Sr- кальцит и другие стронциевые минералы [9]. На Южном Памире, по данным В.П. Новикова, известны проявления вадозно-гидротермальной (?) целестиновой минерализации. В соседнем с Таджикистаном Афганистане, в районе развития четвертичных карбонатитов, обнаружены углекислые рассолы, насыщенные целым рядом редких элементов [14,15].
Приведенные данные свидетельствуют, что верхняя мантия региона в процессе мета-соматической переработки обогащалась стронцием.
В заключение выскажем наши предположения о возможности опосредованной связи стронциевых месторождений с верхней мантией региона. Как отмечено выше, мантия в процессе своей эволюции обогащалась стронцием. Предполагается, что мантийные флюиды после завершения щелочно-базитового магматизма продолжали выносить из мезозойской мантии соединения стронция (например, в виде хорошо растворимых в воде хлоридов или бикарбонатов). Об этом свидетельствует накопление стронция в карбонатах из ксенолитов ли-ственитов. Низкотемпературные углекислые флюиды превращали перидотиты и «зеленые» пироксениты в листвениты и обогащали их стронцием (до 1500-2300 г/т).
В мезокайнозое стронций рассеивался в терригенно-карбонатных осадках мела-палеогена. В глинах и известняках Таджикской депрессии (Средняя Азия) содержание стронция достигает 0.3-0.5%, хотя эти цифры мало показательны из-за того, что осадочные породы уже были «промыты» горячими вадозными водами. Изученные альпийские эпигенетические (вадозно-гидротермальные) месторождения и проявления находятся в пределах упомянутого выше глобального пояса целестиновых месторождений. Таким образом, мезокайнозойские осадки могли служить вторичным «резервуаром», в который поступали крупные массы стронция из мантии.
В конце кайнозоя, в период альпийской тектоно-магматической активизации, стронций был мобилизован горячими вадозными водами. В сульфатной обстановке (гипсы, ангидриты) он концентрировался в виде огромных эпигенетических месторождений в Средней Азии и других указанных выше регионах [5,6]. Вероятно, за мезокайнозойское время из мантии региона были вынесены огромные массы стронция, ныне частично сосредоточенного в его месторождениях: только на юге Таджикистана выявлено около миллиона тонн целестина.
Подобный механизм формирования месторождений стронция, включающий связь стронция с мантийным первоисточником, его перенос в земную кору при мощной углекислотной дегазации мантии и последующие процессы вадозно-гидротермальной мобилизации и концентрации стронция - предполагается и для крупнейших альпийских целестиновых месторождений Средиземноморского подвижного пояса.
Работа выполнена при поддержке Международного научно-технического центра
(грант А-1418).
Институт геологии Поступило 29.10.2007 г.
АН Республики Таджикистан
ЛИТЕРАТУРА
1. Бурков В.В. - Геохимия, минералогия и генетические типы месторождений редких элементов. М.: Наука, 1964, с. 133-161.
2. Бородин Л.С., Осокин Е.Д. - Научные собрания ИМГРЭ. М., 1971, вып.5, с.37-42.
3. Могаровский В.В. - ДАН СССР, 1963, т.150, №5, с.1120-1122.
4. Могаровский В.В. - ДАН СССР, 1987, т.293, №6, с.1456-1459.
5. Могаровский В.В. - Литол. и полезн. ископ., 1964, №3, с.77-88.
6. Романько Е.Ф. и др. - Сов.геология. 1981, №8, с.39-45.
7. Федорчук В.П. - Закономерности размещения полезных ископаемых. М.: Наука, т.9, 1970, с.25-34.
8. Россовский Л.Н. - Сб. «Геология и геофизика Таджикистана». Душанбе: Дониш, 1993, №3, с.43-63.
9. Соловова И.П. и др. - Петрология, 1996, т.4, с. 339-363.
10. Лутков В.С. и др. - Геохимия, 2004, №11, с.1173-1185.
11. Лутков В.С. и др. - Геохимия, 2007, №5, с.507 - 521.
12. Могаровский В.В. - Геохимия, 2003, №7, с. 706-715.
13. Баратов РБ. и др. - ДАН СССР, 1983, т.273, №3, с.706-715.
14. Геология и полезные ископаемые Афганистана. М.: Недра, 1986, т.2, 335 с.
15. Россовский Л.Н и др. - ДАН СССР, 1986, т.228, №3, с.699-702.
В.В.Могаровский, В.С.Лутков ОИД БА Э^ТИМОЛИЯТИ САРЧАШМАИ МАНТИЯВЙ ДОШТАНИ УНСУРИ СТРОНСИЙ ^АНГОМИ ^ОСИЛШАВИИ КОНВОИ СЕЛЕСТИН
Механизми эх,тимолноки х,осилшавии конх,ои селестин бо алокдмандии стронсий бо сарчашмаи мантиявй ва ба к;ишри Замин гузашта ташаккулёбии конвои селестини гидротермалй асоснок карда шудааст.
V.V.Mogarovskii, V.S.Lutkov ON THE PROBABLE MANTLE SOURCE SR IN CELESTITE DEPOSITS
The distribution of the Sr has been studied in mantle - derived melts (alkaline basis rock) and ultrabasic nodules. The most extensive accumulation of Sr in upper mantle occurs during the processes of mantle metasomatism. Sr were transported from the mantle into crust by low- temperature hydrothermal solution. It is supposed that the late Alpine celestite deposits of the of the huge Sr province of Mediterranean belt are of mantle-crust origin.
