CC BY
15
УДК 552.33:550.4 (470.55)
М.А. Фурина1, А.В. Тевелев2, И.А. Кошелева3, Н.В. Правикова4
ОСОБЕННОСТИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ТРИАСОВЫХ ЩЕЛОЧНЫХ ПОРОД В МАГНИТОГОРСКОЙ ЗОНЕ ЮЖНОГО УРАЛА5
В статье рассмотрены особенности химического состава и изотопные характеристики щелочных эгирин-рибекитовых пород триасового возраста, слагающих несколько небольших массивов в Восточно-Магнитогорской зоне Южного Урала. Массивы локализованы вдоль двух меридиональных сдвиговых зон. Щелочные породы всех массивов сходны по содержанию пе-трогенных и рассеянных элементов и разделяются на три фазы внедрения: 1) монцодиориты, 2) щелочные сиениты, 3) щелочные граносиенты и щелочные граниты. Установлено, что породы Восточной зоны отличаются повышенным содержанием калия и большей железистостью.
Ключевые слова: Южный Урал, триас, щелочные сиениты, щелочные граниты, геохимия, редкоземельные элементы.
The main object of the paper is the features of the chemical composition and isotopic characteristics of the alcaline aegirite-riebeckite magmatic rocks of the Triassic age. These rocks form a group of small massives in the East-Magnitogorsk Zone of the Southern Urals. All of them are localized within two meridional simple-shear zones. Alcaline rocks are characrerised by the similar composition both of the petrogenic and trace elements. Massives consist of three main magmatic phases: 1) monzodiorite, 2) alcaline syenite and 3) alcaline granitic syenite and alcaline granite. In paper is also shown that rocks of the eastern part of the zone are more enriched in K and Fe than ones of the western part.
Key words: Soutern Urals, Triassic, alcaline syenite, alcaline granite, geochemistry, rare-earth elements.
Введение. Интрузивы малочекинского комплекса расположены в пределах Восточно-Магнитогорской зоны Южного Урала и прорывают в основном вулканогенно-осадочные каменноугольные толщи. Они сгруппированы в две параллельные цепочки меридионального простирания: западную и восточную. Магнитогорскую зону традиционно считают девонской островной дугой, в пределах которой в раннем карбоне формировалась рифтогенная бимодальная вулканическая серия. Плутонические образования каменноугольного возраста — главным образом породы умеренно-щелочного состава. Щелочные грани-тоиды в пределах Магнитогорской зоны представлены исключительно малочекинским комплексом, это вызывает к нему особый интерес, что обусловлено редкоземельной металлогенической специализацией комплекса. Пока об этих щелочных породах известно мало. Геологию массивов и петрографию пород изучали главным образом во время крупномасштабных геологических съемок (Г.И. Чайко и др., 1958, 1974 и др.), а геохимию — при тематических работах [Червяковский, 1981], в настоящее время эти материалы существенно устарели. Данные К—Аг-изотопии давали существенный разброс датировок (сводка А.И. Степанова, 1982 г.), поэтому возраст щелочных
пород разные исследователи трактовали в диапазоне от раннего карбона до поздней перми. Основные задачи наших исследований можно сформулировать следующим образом: 1) возможность объединить все массивы щелочных пород в единый плутонический комплекс; 2) сравнительная характеристика массивов западной и восточной ветвей; 3) оценка состава источника магм.
Методика изучения. Состав пород изучен при проведении работ по подготовке к изданию листа Государственной геологической карты масштаба 1:200 000. Силикатный анализ методом «мокрой химии» проводили в лаборатории ИМ УрО РАН (г. Миасс), анализ на редкие, рассеянные и редкоземельные элементы выполняли в ЦАЛ ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург) по специально разработанной методике. Она основана на разложении проб сплавлением и полном растворении пробы в плавне (флюс — метаборат лития), а затем в переведении образующейся смеси твердых комплексных оксидов в раствор азотной кислотой. Способ хорошо сочетается с атомно-эмиссионным и масс-спектрометрическим методами с индуктивно-связанной плазмой (ИСП), так как допускаются сравнительно низкие отношения плавня к пробе (4:1 и менее). Анализ подготовленных растворов про-
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра региональной геологии и истории Земли, аспирантка, e-mail: [email protected]
2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра региональной геологии и истории Земли, вед. науч. с., e-mail: [email protected]
3 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра региональной геологии и истории Земли, вед. науч. с., e-mail: [email protected]
4 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра региональной геологии и истории Земли, ассистент, e-mail: [email protected]
5 Работа выполнена при финансовой поддержке гранта «Научные школы».
водят методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на приборе «ELAN-6100 DRC» с использованием компьютерной программы обработки данных TOTALQUANT, включающей автоматический учет изотопных и молекулярных наложений на масс-спектральные аналитические линии определяемых элементов. Использовался многоэлементный калибровочный раствор одной концентрации, что обусловлено широким динамическим диапазоном прибора — принцип линейности зависимости аналитического сигнала от концентрации определяемых элементов выполняется в пределах 8 порядков единиц концентрации.
Содержание элементов вычисляется автоматически путем сравнения сигналов элементов (масс-спектров) рабочей пробы и калибровочной смеси. Погрешность измерения составляет 3—10% для значений концентрации элементов, в 30—50 раз превышающих пределы обнаружения. Изотопный Rb—Sr- и Sm—Nd-анализы осуществляли в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург) на многоколлекторном масс-спектрометре «TRITON» (Thermo). Изотопный состав стандарта NIST 987: 87Sr/86Sr=0,710232±0,000010. Изотопный состав стандарта JNdi-1: 143Nd/144Nd=0,512104±0,000002. Погрешности (2g) приведены в табл. 1.
Описание массивов щелочных пород. Малочекин-ский комплекс слагает пять относительно крупных массивов в Восточно-Магнитогорской зоне Южного Урала: Чекинский, Богдановский, Малочекинский, гор Длинная и Кудрявая, а также их сателлиты [Теве-лев и др., 2008]. Интрузивы расположены в виде двух
параллельных цепочек меридионального простирания и приурочены к двум региональным взбросо-сдвигам. Западная ветвь — Чекинский и Богдановский массивы, восточная ветвь — Малочекинский массив, массивы гор Длинной и Кудрявой (рис. 1). В плане интрузивы имеют схожую морфологию, вытянуты конформно вмещающим породам каменноугольного возраста. Размеры тел от мелких (1x2 км) до относительно крупных (4x7 км). Восточные контакты массивов, как правило, тектонические, сопровождаются мощными зонами рассланцевания и катаклаза, а западные — преимущественно интрузивные с широкими зонами роговиков. Триасовый возраст гранитоидов установлен Rb—Sr изохронным методом и составляет 237 млн лет [Тевелев и др., 2008]. Малочекинский комплекс сложен породами трех интрузивных фаз. К первой фазе относятся монцодиориты, ко второй — щелочные сиениты, а к третьей — щелочные граносиениты и щелочные граниты.
Щелочные породы малочекинского комплекса петрографически достаточно однородны. Все они содержат щелочные амфиболы ряда арфведсонит — рибекит — феррорихтерит и/или щелочные пирок-сены ряда эгирин — геденбергит, а также большое количество акцессорных (апатит, монацит, ксенотим, циркон, сфен) и рудных (магнетит и ильменит) минералов. Количество щелочных темноцветных минералов варьирует в широких пределах — от нескольких процентов до 20—25%.
Щелочным породам малочекинского комплекса свойственно ярко выраженное бимодальное распределение по кремнекислотности (табл. 2), причем
Таблица 1
Измеренные параметры Rb—Sr-изотопной системы (Чекинский массив)
Номер образца Rb, г/т ±2G, % Sr, г/т ±2G, % 87Rb/86Sr ±2G, % 87Sr/86Sr ±2g, %
9721 wr 67,14 0,401 162,3 0,071 1,19680 0,426 0,708604 0,000006
9721 sr+ab 36,52 0,372 170,5 0,086 0,61956 0,397 0,706898 0,000015
9721 ab+sr 86,92 0,415 138,5 0,096 1,81658 0,436 0,710671 0,000010
9721 amf 14,56 0,371 15,74 0,095 2,67703 0,392 0,713390 0,000008
9722 wr 37,82 0,393 19,52 0,074 5,61335 0,420 0,722826 0,000027
9722 sr 5,664 0,379 31,70 0,063 0,51697 0,406 0,706510 0,000005
9722 ab+sr 7,311 0,373 46,50 0,071 0,45485 0,399 0,706303 0,000012
9722 amf 9,577 0,403 150,7 0,141 0,18378 0,410 0,705270 0,000005
9723 wr 80,91 0,432 22,82 0,066 10,29107 0,455 0,739427 0,000007
9723 sr 34,04 0,369 14,15 0,070 6,98130 0,395 0,728699 0,000010
9723 sr 175,4 0,510 25,08 0,073 20,41386 0,529 0,772596 0,000013
9723 amf 12,07 0,373 61,80 0,100 0,56496 0,393 0,707770 0,000005
9791 wr 54,15 0,431 20,69 0,064 7,58351 0,455 0,730429 0,000011
9791 sr 35,25 0,371 35,65 0,080 2,86393 0,395 0,714949 0,000006
9791 sr 3,223 0,408 4,329 0,075 2,15489 0,431 0,712881 0,000010
9791 amf 5,415 0,403 78,35 0,136 0,19996 0,412 0,706278 0,000016
9792 wr 14,10 0,362 79,49 0,067 0,51330 0,390 0,706588 0,000004
9792 sr+ab 7,063 0,377 27,26 0,088 0,74987 0,400 0,707357 0,000016
9792 sr 4,750 0,386 13,64 0,073 1,00765 0,411 0,708047 0,000020
9792 amf 0,223 0,467 25,04 0,118 0,02575 0,480 0,704741 0,000006
Рис. 1. Схема расположения массивов малочекинского комплекса. Цифры в кружках — массивы: 1, 2 — западная ветвь (1 — Чекинский, 2 — Богдановский); 3—5 — восточная ветвь (3 — горы Кудрявой, 4 — горы Длинной, 5 — Малочекинский). Разломы, контролирующие размещение массивов: К — Карабулакско-Богдановский, М — Мало-
чекинский
K20+Na20 16
14 12
10
о 4
я2 а 5
é.3 □ 6
J> 7 8
2 ^ 4 \ \ 6 5 О ^Оо
О г-е©— □
9 10 11 1 12 I 13
45
50
55
60
65
70
75 Si02 80
Рис. 2. Классификационная диаграмма TAS [Классификация..., 1997]. Массивы: 1 — Грязнушинский (сателлит Чекинского массива), 2 — Чекинский, 3 — Богдановский, 4 — горы Кудрявой, 5 — горы Длинной, 6 — Малочекинский. Поля на диаграмме:
I — кварцевый сиенит; 2 — щелочной сиенит, сиенит; 3 — теше-нит, шонкинит; 4 — субщелочные габброиды; 5 — монцодиорит, монцонит, субщелочной диорит; 6 — кварцевый монцодиорит, субщелочной кварцевый диорит; 7 — щелочной гранит; 8 — лейкогранит, щелочной лейкогранит; 9 — габбро; 10 — диорит;
II — кварцевый диорит; 12 — гранодиорит, тоналит; 13 — гранит,
плагиогранит, низкощелочной гранит
максимумы соответствуют последним фазам внедрения (60—68% — вторая фаза, 66—74% — третья фаза). Распределение щелочей в целом асимметричное, смещенное в сторону высокощелочных разностей в основном за счет повышенного содержания калия.
В гранитоидах отмечается высокое содержание щелочей, причем содержание K2O с ростом кислотности увеличивается, а Na2O — уменьшается. На классификационной диаграмме TAS [Классификация., 1997] практически все фигуративные точки составов попадают в область пород повышенной щелочности (рис. 2).
В целом для комплекса характерно невысокое содержание титана и кальция, высокое — железа и глинозема (рис. 3). На большинстве диаграмм довольно четко выделяются группы пород, соответствующие фазам внедрения (рис. 2, 3). Первая отвечает монцодиоритам; вторая — щелочным сиенитам, а третья — щелочным граносиенитам и щелочным гранитам.
Графики распределения нормированных значений концентрации РЗЭ (рис. 4) в породах различных массивов схожи и характеризуются неглубокими европиевыми минимумами и очень пологим трендом, который связан с высокой концентрацией тяжелых РЗЭ (табл. 3).
Спайдерграммы (рис. 5) щелочных пород всех массивов сходны. В целом конфигурация спайдерграмм нормированных значений содержания рассеянных элементов с большими ионными радиусами и легких лантаноидов для щелочных гранитоидов примерно повторяет график для верхней коры, однако концентрация высокозарядных элементов и тяжелых РЗЭ их существенно превышает. Практически для всех пород характерны слабо выраженный ниобиевый минимум, слегка повышенные значения концентрации тория и резкое обеднение стронцием (табл. 4).
Изотопные исследования (табл. 1) проводились по валовому составу пород (wr) и по отдельным минералам: щелочному амфиболу (amf), плагиоклазу (ab), а также по неразделимым тончайшим сросткам кварца и плагиоклаза (sr). Попытки изучения изотопии калиево-натриевого полевого шпата не дали достоверных результатов из-за трудностей очистки и ураганного содержания рубидия.
Обсуждение материалов. Распределение петро-генных и рассеянных элементов в щелочных породах малочекинского комплекса подчеркивает особенности их минералогического состава в разных ареалах распространения. Так, в породах Чекинского и Бог-дановского массивов (западный ареал) отношение плагиоклаза и калиево-натриевого полевого шпата несколько выше, чем в породах массивов восточного ареала, что и отражается в содержании оксидов каль-
Таблица 2
Содержания оксидов (мас.%) в породах Чекинского массива
Номер образца Фаза эю2 ТЮ2 А12О3 Fe2Oз FeO МпО МйО СаО №20 К2О
1103 I 60,27 1,27 16,13 3,53 2,58 0,14 1,97 4,70 6,97 2,45
2140 61,46 1,51 16,63 3,52 2,56 0,14 1,87 3,61 6,93 1,77
2157 II 61,92 1,26 17,07 3,11 2,37 0,24 1,77 2,82 6,44 3,00
1098 62,08 1,12 15,92 2,77 2,76 0,14 1,74 3,71 6,61 3,15
1004/3 62,38 1,32 14,38 2,54 3,64 0,15 1,93 3,99 8,11 1,56
3622 62,98 1,22 16,62 2,76 2,71 0,14 1,95 3,56 5,56 2,08
2187 63,30 1,14 15,77 2,81 2,97 0,18 1,62 3,19 6,17 2,84
2188 64,17 0,96 15,60 2,74 2,42 0,14 1,52 3,11 6,30 3,01
1018 64,54 0,94 15,52 2,71 2,21 0,09 1,08 2,07 7,93 2,91
3618 64,74 1,05 15,93 2,37 2,85 0,13 1,42 3,13 5,80 2,28
9721 64,87 1,29 15,38 2,09 3,01 0,13 1,55 3,05 5,74 2,42
2024/3 64,83 1,12 15,45 3,72 2,14 0,13 1,64 1,88 6,90 2,19
807 65,07 0,72 16,62 5,21 3,89 0,25 1,08 1,79 4,88 0,50
1435 65,57 1,24 14,37 5,31 2,56 0,19 1,02 0,88 7,10 1,46
3616 65,85 0,90 15,17 2,26 2,08 0,13 1,17 2,12 7,50 2,57
3613 66,06 0,97 13,47 5,75 1,65 0,15 0,81 1,22 7,51 2,21
1037 66,16 0,67 14,40 3,08 3,15 0,14 1,01 2,41 6,21 2,77
3625 66,53 0,94 15,38 2,88 1,92 0,10 1,35 2,26 5,63 2,79
9934 67,06 0,68 13,41 2,98 4,08 0,29 0,26 0,66 7,53 3,03
1439 III 68,40 0,69 11,48 4,01 4,23 0,37 0,61 0,70 5,01 4,52
9055/1 68,60 0,56 14,53 3,45 1,90 0,11 0,23 0,76 6,47 3,37
9792 69,62 0,39 13,74 3,30 1,91 0,22 0,65 1,86 6,54 1,62
2137 70,50 0,56 14,00 1,93 1,80 0,09 0,75 1,51 5,28 3,58
1109 70,55 0,39 14,09 2,30 1,58 0,16 0,39 0,58 6,04 3,92
1097 70,63 0,48 14,46 1,40 1,87 0,10 0,46 0,97 5,89 3,73
2180 70,81 0,42 14,36 2,46 1,24 0,12 0,30 0,64 5,68 3,97
2002 71,01 0,34 14,77 1,09 1,32 0,07 0,44 1,38 4,54 5,03
3621 71,02 0,46 14,18 1,95 1,76 0,10 0,58 0,84 5,90 3,16
1036 71,04 0,32 14,38 2,65 1,38 0,12 0,29 0,84 5,46 3,52
2185 71,07 0,42 14,20 2,06 1,48 0,11 0,34 0,86 5,04 4,41
1004 71,53 0,41 13,69 2,08 1,57 0,14 0,28 0,97 5,69 3,64
1016 71,62 0,48 12,85 4,42 1,45 0,11 0,65 1,17 5,22 2,03
3619 71,63 0,43 13,98 2,02 1,65 0,12 0,32 0,79 5,68 3,31
9791 72,13 0,30 13,90 1,88 1,23 0,08 0,20 1,05 5,49 3,62
1019 72,00 0,33 13,91 1,94 1,18 0,04 0,30 0,75 5,23 4,32
2159 72,01 0,42 12,77 3,30 1,55 0,18 0,34 0,64 5,33 3,45
9722 72,27 0,32 12,78 3,32 1,20 0,13 0,18 0,90 5,37 3,42
9723 72,46 0,44 12,67 2,07 1,90 0,10 0,44 0,87 5,11 3,80
1132 72,14 0,26 12,41 1,90 1,69 0,11 0,40 1,53 5,37 4,19
2135 72,32 0,42 10,54 5,70 0,65 0,16 0,27 0,54 5,39 4,00
808 72,44 0,24 15,24 1,93 1,91 0,12 0,10 0,59 5,75 1,68
3617 72,74 0,50 10,36 5,41 0,85 0,08 0,42 0,84 5,06 3,68
1128 72,50 0,29 12,24 2,26 1,32 0,09 0,44 1,86 5,16 3,83
1114 72,73 0,26 13,69 1,55 0,93 0,07 0,22 0,72 5,69 4,15
2003 72,73 0,32 14,44 0,92 1,32 0,06 0,40 1,02 4,33 4,46
1038 72,85 0,40 10,77 4,05 1,93 0,14 0,56 0,69 4,75 3,85
2150 72,88 0,40 12,15 3,05 1,32 0,12 0,38 0,74 5,22 3,74
2184 73,12 0,38 13,16 1,84 1,62 0,12 0,28 0,60 5,12 3,76
3611 73,26 0,30 13,06 2,08 0,72 0,04 0,78 1,71 5,06 2,95
3624 73,35 0,44 12,42 2,67 1,43 0,09 0,74 0,91 4,74 3,17
2148 73,39 0,35 12,34 2,48 1,68 0,12 0,30 0,46 4,89 3,98
1090 73,44 0,44 11,05 4,24 1,19 0,12 0,28 0,50 4,90 3,83
2179 73,50 0,34 12,80 2,23 1,56 0,10 0,36 0,46 5,16 3,49
3620 73,67 0,38 12,42 2,15 1,65 0,08 0,61 0,94 4,28 3,78
1006 73,81 0,37 13,08 1,68 2,04 0,12 0,24 0,66 5,02 2,97
841 74,60 0,32 12,22 2,21 1,54 0,00 0,29 0,47 4,21 4,13
3614 74,88 0,41 10,03 4,30 1,85 0,12 0,38 0,70 4,00 3,28
2095 75,07 0,35 10,87 4,00 2,01 0,08 0,35 0,75 3,91 2,61
1097/1 75,29 0,38 10,69 2,95 1,74 0,14 0,18 0,28 4,12 4,22
3627 75,31 0,36 12,83 0,79 0,14 0,04 0,30 1,12 1,69 7,39
Таблица 3
Содержание РЗЭ (г/т) в породах Чекинского массива
Номер образца Фаза La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
9721 II 38,84 69,17 11,70 51,71 11,79 2,97 12,50 1,94 12,57 2,59 7,29 1,05 6,78 1,00
9791 34,57 81,62 14,20 57,18 12,95 1,99 13,82 2,40 16,54 3,60 11,05 1,70 11,63 1,77
9792 38,74 68,57 12,39 53,24 12,58 2,60 13,78 2,33 15,92 3,33 9,64 1,38 9,07 1,29
1103 35,60 79,50 11,30 45,60 11,00 2,95 11,70 1,83 11,70 2,53 7,38 1,04 6,41 1,09
2188 34,20 81,30 10,50 43,70 9,65 2,62 10,80 1,83 11,30 2,28 7,08 1,09 6,54 1,01
2137 33,80 64,50 8,61 32,30 7,18 1,54 7,74 1,32 8,81 2,07 5,61 0,83 5,85 0,89
1097 62,70 86,00 15,50 62,90 14,50 2,82 17,20 3,04 20,60 4,52 14,00 1,92 12,60 1,85
2185 29,70 69,90 9,24 37,70 9,20 1,88 10,80 2,00 13,60 2,93 9,81 1,54 9,37 1,50
2179 54,70 105,00 14,50 57,10 12,80 1,41 13,80 2,53 17,20 3,72 11,90 1,92 13,50 2,05
2184 56,50 116,00 15,10 56,90 12,50 2,11 14,30 2,44 16,70 3,56 11,60 1,78 11,60 1,78
2140 III 24,90 68,90 8,00 36,00 8,30 2,63 9,71 1,61 9,83 2,05 6,42 0,87 5,89 0,82
2157 52,30 112,00 14,80 62,60 12,50 3,95 12,90 2,07 12,10 2,43 7,38 1,07 7,11 1,15
1090 86,00 200,00 24,90 96,90 23,40 4,04 26,40 4,50 30,00 6,61 21,70 3,22 21,10 3,19
9722 46,30 117,75 18,01 73,82 17,21 3,42 18,24 3,23 22,43 4,76 13,90 2,06 13,00 1,85
1132 43,60 104,00 11,90 45,30 10,20 1,67 12,30 2,16 15,50 3,48 10,80 1,71 11,90 1,77
2148 63,70 124,00 13,50 48,80 9,11 1,44 10,00 1,67 10,80 2,47 8,40 1,24 8,74 1,34
1128 45,30 101,00 12,50 46,70 11,00 1,73 11,90 2,11 15,60 3,47 10,10 1,61 11,20 1,77
2135 65,20 144,00 20,00 78,00 18,90 3,32 21,40 4,01 25,80 5,93 18,30 2,77 18,20 2,70
1109 58,70 126,00 15,90 60,10 13,70 2,50 14,70 2,43 16,00 3,30 10,50 1,57 10,90 1,66
Примечание. Пределы обнаружения Sm, Eu, Tb, Ho, Tm, Lu — 0,005 г/т, остальных элементов — 0,01 г/т.
Рис. 3. Диаграммы соотношения оксидов для гранитоидов малочекинского комплекса, римскими цифрами обозначены фазы внедрения. Условные обозначения см. на рис. 2
Рис. 4. Распределение РЗЭ для гранитоидов малочекинского комплекса. Нормировано по хондриту С1 [Sun, McDonough, 1989]. Римскими цифрами обозначены массивы: I — Че-кинский, II — Богдановский, III — горы Длинной, IV — горы Кудрявой. Составы пород: 1 — щелочной сиенит; 2 — щелочной граносиенит;
3 — щелочной гранит
Рис. 5. Спайдерграммы для гранитоидов малочекинского комплекса. Нормировано по среднему тоналиту [Sun, McDonough, 1989]. Римскими цифрами обозначены массивы (см. рис. 4). Составы пород: 1 — щелочной сиенит; 2 — щелочной граносиенит; 3 — щелочной гранит. Средние составы: 4 — нижняя кора, 5 — верхняя кора, по [Sun, McDonough, 1989]
ция и калия. Различия в составе пород достаточно хорошо выражены на уровне именно петрогенных элементов и менее заметны в распределении рассеянных элементов. Породы западной и восточной ветвей достаточно хорошо различаются по нескольким петрохимическим характеристикам, причем эти различия особенно четко выражены для пород второй
Таблица 4
Содержание редких элементов (г/т) в породах Чекинского массива
Номер образца Фаза Rb Sr Ba Th Zr Nb Y
9721 II 77,19 221,18 447,39 9,91 195,58 13,84 51,89
9791 79,06 46,02 366,95 15,51 384,59 28,88 66,47
9792 20,26 171,62 387,97 9,18 198,33 20,64 59,54
1103 38,00 148,00 258,00 5,06 403,00 14,80 66,30
2188 81,90 165,00 639,00 8,47 476,00 14,70 67,80
2137 76,60 181,00 543,00 10,60 371,00 17,50 54,60
1097 72,30 47,10 403,00 12,60 771,00 30,10 139,00
2185 71,60 40,50 604,00 9,90 688,00 24,50 87,80
2179 62,40 12,00 261,00 14,30 936,00 31,30 108,00
2184 76,50 21,90 428,00 12,40 837,00 29,70 108,00
2140 III 29,30 142,00 250,00 4,62 354,00 15,40 58,30
2157 49,80 266,00 716,00 7,67 506,00 19,60 68,80
1090 86,40 20,50 - 23,90 1680,00 104,00 185,00
9722 53,56 50,25 497,76 15,07 505,54 34,51 93,68
1132 82,70 26,90 217,00 11,70 931,00 28,40 102,00
2148 88,90 20,80 296,00 8,93 626,00 21,00 68,20
1128 56,00 52,40 355,00 11,40 880,00 27,60 99,30
2135 89,40 15,30 366,00 15,00 1250,00 37,10 166,00
1109 73,50 36,70 446,00 10,10 759,00 27,40 94,60
фазы внедрения. Во-первых, на востоке породы отчетливо более щелочные (рис. 2). Во-вторых, хотя все они относятся к K—Na типу щелочности, породы восточной ветви все-таки ближе к калиевому типу, а западной — к натриевому: фигуративные точки составов пород восточной ветви попадают в поля высококалиевой и частично шошонитовой серии, а западной ветви — в поля известково-щелочной и частично высококалиевой серии (рис. 6). В-третьих, в пределах восточной ветви породы существенно более железистые. Резким преобладанием калиево-натриевого полевого шпата над плагиоклазом объясняется глубокий стронциевый минимум на спай-дерграммах практически всех пород.
Несмотря на очевидную близость химического состава пород всех массивов, Чекинский интрузив все же отличается аномально высокой концентрацией тяжелых РЗЭ. Суммарное содержание редких земель в породах часто превышает 300 г/т, иногда достигает 550 г/т. Выделяется Чекинский массив и существен-
Примечание. Предел обнаружения Ba — 0,5 г/т, остальных элементов — 0,1 г/т.
Рис. 6. Составы пород малочекинского комплекса на классификационной диаграмме K2O—SiO2. Поля на диаграмме: I — низкокалиевая серия; II — известково-щелочная серия; III — высококалиевая серия; IV — шошонитовая серия. Условные обозначения см. на рис. 2
Nb, ppm
ным циркониевым максимумом (табл. 4), связанным с большим количеством акцессорного циркона.
На дискриминационных диаграммах (рис. 7) фигуративные точки пород малочекинского комплекса целиком попадают в поле внутриплитных гранитов, что отличает их от умеренно-щелочных гранитоидов каменноугольного возраста.
Низкое начальное отношение равное
0,70510 сочетается с обычным для гранитных пород мезозойского возраста начальным отношением 143Мё/14фШ = 0,512837. Двухстадийный модельный ^-возраст источника щелочных гранитоидов малочекинского комплекса приходится на границу палеозоя и докембрия — 547 млн л.н.
Выводы. 1. По геохимическим особенностям четко разделяются западная и восточная ветви массивов щелочных пород. Породы восточной ветви относятся к высококалиевой и частично к шошонитовой сериям, а гранитоиды западной ветви — к высококалиевой
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Классификация магматических (изверженных) пород и словарь терминов. М.: Недра, 1997. 246 с.
Тевелев Ал.В., Кошелева И.А., Фурина М.А., Беляц-кий Б.В. Триасовая геодинамика Южного Урала в свете новых изотопных данных // Общие и региональные проблемы тектоники и геодинамики. Материалы XLI Тектонического совещания. Т. 2. М.: ГЕОС, 2008. С. 317-321.
Червяковский С.Г. Основные черты геохимической специализации щелочных гранитоидов Магнитогорского
Рис. 7. Дискриминационные диаграммы Nb—Y, Rb-(Y+Nb) Дж. Пирса для гранитоидов (пунктирная линия — граница ORG для аномальных рифтов): поля на диаграммах: 1 — граниты океанических хребтов;
2 — внутриплатные граниты;
3 — граниты вулканических дуг; 4 — коллизионные граниты. Условные обозначения см.
на рис. 2
и известково-щелочной сериям, последние отчетливо менее железисты.
2. Несмотря на выявленные различия в составе пород западной и восточной ветвей, все рассмотренные массивы щелочных пород Восточно-Магнитогорской зоны Южного Урала обладают несомненным сходством геологического строения, в том числе схожестью последовательности слагающих их фаз внедрения, а также минералогического и химического состава, что позволяет относить их к одному плутоническому комплексу.
3. Распределение петрогенных, редких и рассеянных элементов, а также изотопные данные свидетельствуют, что щелочные гранитоидные расплавы имели существенно обогащенный источник, который претерпел предварительную флюидную подготовку со значительным привносом калия и высокозарядных элементов.
мегаантиклинория // Редкие элементы в гранитоидах Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1981.
Sun S.-S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Magmatism in ocean basins / Geol. Soc. Spec. Publ. 1989. N 42.
Поступила в редакцию 15.09.2009
Rb, ppm
