CC BY
17В, Г; О-52-61-А, Б; О-52-62-А, Б, В, Г, проведенных Северо-Тимптонской и Алдано-Тимптонской партиями в 1959 и 1960-1963 гг. ФГГП «Алдангеология», 1964.
10. Молчанов А.В., Шатов В.В., Белова В.Н. и др. Эльконский рудный узел - перспективы выявления
новых крупных золото-урановых месторождений // Геология, тектоника и металлогения Северо-Азиат-ского кратона: материалы Всероссийской научной конференции 2011 г. - Якутск: Издательско-полиграфи-ческий комплекс СВФУ, 2011. - Т. II. - 204 с.
Поступила в редакцию 06.02.2013
УДК 552.321.1 (571.56)
Типоморфные особенности темноцветных минералов из пород Верхнетирехтяхского гранитоидного массива
Е.Е. Бикбаева
Обобщены результаты исследования химических составов биотитов и амфиболов из гранитоидов Верхнетирехтяхского массива северо-востока Верхояно-Колымской орогенной области. Установленные типоморфные особенности темноцветных минералов в сочетании со спецификой химического состава пород позволили рассматривать массив как полифазное образование превалирующей в регионе гранодиорит-гранитной формации и определить физико-химические параметры кристаллизации гранитоидов.
Ключевые слова: гранитоиды, биотит, амфибол, типоморфизм, петрохимические особенности, пет-ротипы.
The results of studying of chemical compositions of biotites and amphiboles from granitoids of the Upper-Tirekhtyakh massif of the north-eastern Verkhoyansk-Kolyma orogenic region are summarized. The determined typomorphic features of dark-colored minerals in conjunction with specificity of the rocks chemical composition allowed us to consider the massif as polyphasic formation of granodiorite-granite series which prevail in the region and to determine physical and chemical parameters of the granitoids crystallization.
Key words: granitoids, biotite, amphibole, typomorphism, petrochemical features, petrotypes.
В позднемезозойское время в процессе коллизии Колымо-Омолонского микроконтинента с восточной окраиной Сибирского континента выплавлялись огромные объемы гранитоидных магм, что привело к образованию двух гигантских продольных батолитовых поясов - Главного и Северного. В настоящее время доказана полиформационность и полигенность обоих поясов [1], но преобладают в их составе массивы гранодиорит-гранитной формации, одним из которых является Верхнетирехтяхский.
Массив локализован в пределах хребта Тас-Хаяхтах в северной части Главного батолитово-го пояса (рис. 1) [2]. Он представляет собой плитообразное тело небольшой (не более 6 км) вертикальной протяженности с пологоволни-стой кровлей. Общая площадь выхода массива около 250 км2. На юге он контактирует с известняками и доломитами палеозоя, на севере -с триасовыми песчаниками и сланцами. К зоне экзоконтакта гранитоидов с карбонатными по-
БИКБАЕВА Елена Евгеньевна - инженер 1-й категории ИГАБМ СО РАН, [email protected].
родами приурочено крупное оловорудное месторождение. По результатам U-Pb датирования цирконов из гранодиоритов Верхнетирехтях-ского массива время кристаллизации пород составляет 144±1 млн. лет [3]. Возраст биотитов
„ 40 А /39 А
из гранитов, полученный Ar/ Ar методом, составляет 140,5±0,7-144,6±1 млн. лет [4]. В составе массива преобладают среднезернистые амфибол-биотитовые гранодиориты, слагающие обширные поля в северной части массива. Они дают постепенные переходы к амфибол-биотитовым гранитам. Южная часть массива сложена преимущественно биотитовыми гранитами, которые интрудируют амфибол-биотитовые гра-нодиориты и граниты (в коренном залегании контакт установлен в водораздельной части хребта Тас-Хаяхтах) и, в свою очередь, интру-дированы мелкими штокообразными телами лейкократовых до аляскитовых гранитов (рис. 1) [2].
Среднезернистые амфибол-биотитовые гра-нодиориты характеризуются значительным преобладанием плагиоклаза (60%) над кварцем (1о%) и калиевым полевым шпатом (кпш) (10%),
ГПб рт]7 [^18 1239 [Ч]10
Рис.1. Схема геологического строения Верхнетирехтях-ского массива [2]: 1 - сланцево-песчаниковые отложения триаса; 2 - карбонатные отложения нижнего карбона; 3 -карбонатные отложения силура и девона (преобладание известняков); 4 - карбонатные отложения ордовика и силура (преобладание доломитов); 5 - амфибол-биотитовые гранодиориты; 6 - биотитовые граниты; 7 - лейкократовые граниты; 8 - магнезиальные скарны; 9 - разрывные нарушения; 10 - район работ
а также несколько повышенным содержанием биотита (до 15%) при подчиненной роли амфибола (5%). Породы массивные, преимущественно порфировидные, с гипидиоморфно-зер-нистой структурой. Биотит присутствует в двух генерациях. Первая генерация биотита образует крупные идиоморфные таблички, вторая заполняет межзерновые пространства породообразующих минералов. В ассоциации с биотитом первой генерации встречается менее распространенный амфибол, представленный соразмерными с пластинками биотита удлиненно-призматическими кристаллами, обладающими двойниковым строением. Первая генерация плагиоклаза представлена крупными порфировид-ными выделениями с многослойной рекуррентной зональностью, возникшей в результате неоднократных остановок расплава в промежу-
точных камерах и последующих его подъемов по магмоводу [5]. Ядра зональных кристаллов имеют состав лабрадора и лабрадор-андезина (57-45% ап), средние зоны - андезина и олигок-лаз-андезина, периферические - олигоклаз-ан-дезина и олигоклаза (31-24% ап). Вторая генерация плагиоклаза, кристаллизующаяся вместе с кварцем и кпш, представлена незональными кристаллами олигоклаза и олигоклаз-альбита (24-10% ап), сдвойникованными по альбитово-му закону. Калиевый полевой шпат - промежуточный ортоклаз.
Биотитовые до лейкократовых граниты южной части массива состоят из доминирующего калинатрового полевого шпата (50%), кварца (27%), плагиоклаза (20%) и небольшого количества биотита (3%). Отмечается увеличение основности плагиоклаза от альбита и олигоклаза (25 ^ 8% ап от центра к периферии зерен) до олигоклаз-андезина (30-40% ап) с одновременным возрастанием количества биотита (2 ^ 7%). Калиевый полевой шпат - низкий - до максимального микроклин.
Лейкократовые до аляскитовых мелко- и среднезернистые граниты образуют мелкие штокообразные тела, интрудирующие биотито-вые граниты южной части массива. В их составе калиевый полевой шпат существенно преобладает над плагиоклазом, доля кварца составляет примерно 40%, биотита - менее 3%. Основность плагиоклаза не превышает 20% ап, кпш обогащен альбитовой составляющей.
Таким образом, в составе массива фиксируются три группы пород: амфибол-биотитовые гранодиориты и граниты, биотитовые граниты, лейкократовые до аляскитовых граниты, что может быть обусловлено как полифазностью, так и полиформационностью его становления.
Для отнесения гранитоидов к определенному петротипу и установления их генетических особенностей, а также для оценки физико-химических условий кристаллизации используются типоморфные параметры темноцветных минералов. Особенно показателен в этом отношении биотит, так как магнезиально-железистые слюды чутко реагируют на изменчивость физико-химических параметров гранитной системы.
Были изучены составы темноцветных минералов из амфибол-биотитовых гранодиоритов и амфибол-биотитовых до биотитовых гранитов. Биотиты гранитоидов обладают железистостью в диапазонах от 47,2 до 61,9% для гранодиори-тов и от 56,1 до 70,8% для гранитов; глиноземи-стость, соответственно, от 18,8 до 21,5% и от 17,5 до 21,8% (табл. 1, рис. 2). В гранитах постепенное увеличение железистости биотитов сопровождается незначительным повышением
Т а б л и ц а 1
Состав и параметры кристаллизации биотитов из гранитоидов Верхнетирехтяхского массива
№ обр. Порода Ге не-рация о" м О н О ^ О О № о и О и МпО MgO СаО О с? £ О ^ О О К Сумма е ь-1 О о ° н 8 ад о1
4001/1(11) Амфибол-биоти-товый грано-диорит 1 36,58 3,81 14,06 0,01 2,14 17,83 0,10 12,35 0,01 0,30 9,85 0,44 1,73 1,78 100,99 47,2 18,8 820 -13,5
4001/1(3) 1 36,53 3,69 14,15 0,04 2,35 17,64 0,14 11,64 0,01 0,16 8,92 0,38 0,50 3,17 99,32 48,9 19,2 790 -14,1
4001/1(1) 1 36,79 3,36 14,40 0,01 2,40 19,35 0,19 9,98 0,01 0,03 8,97 0,44 0,21 3,28 99,42 54,6 19,6 750 -15,1
4001/1(13) 2 35,96 3,23 15,88 0,01 2,30 21,45 0,21 8,51 0,02 0,33 9,77 0,47 1,44 1,86 101,44 60,7 21,5 740 -15,7
4018/6 2 34,77 3,29 14,02 0,01 3,58 22,06 0,45 9,43 0,01 0,21 8,55 0,51 0,56 3,43 100,88 60,1 19,1 710 -15,6
4018/6(8) 2 35,16 3,88 14,08 0,05 2,97 21,39 0,33 8,31 1,17 0,25 9,02 0,49 1,06 2,76 100,92 61,9 19,7 700 -15,9
4050/1а Биоти-товый гранит 1 35,82 3,57 15,34 0,03 2,02 19,98 0,17 9,62 0,01 0,13 9,45 0,60 0,16 2,76 99,66 56,1 20,9 760 -15,2
3003(10) Амфибол-биоти-товый гранит 1 36,12 3,61 13,06 0,01 3,03 21,97 0,51 9,12 0,01 0,15 9,49 0,57 0,94 2,80 101,39 60,4 17,9 730 -15,6
3003(12) Амфибол-биоти-товый гранит 1 36,53 4,07 13,56 0,01 2,81 21,11 0,34 8,62 0,35 0,23 9,01 0,57 1,25 2,55 101,01 60,6 18,7 730 -15,7
3003(1) Амфибол-биоти-товый гранит 1 36,31 3,61 13,86 0,05 3,12 21,57 0,57 7,91 0,04 0,42 9,06 0,42 1,01 2,92 100,87 63,3 19,3 690 -16,0
4050/1а(11) Биоти-товый гранит 2 34,33 4,11 15,24 0,01 2,78 24,55 0,26 5,01 0,01 0,18 8,80 0,51 0,26 3,11 99,16 75,2 21,8 660 -17,0
4051/9 Биоти-товый гранит 2 35,30 4,12 12,60 0,01 3,67 24,28 0,42 6,67 0,01 0,36 9,28 0,58 1,76 2,31 101,37 69,9 17,9 650 -16,4
4051/9(3) Биоти-товый гранит 2 36,67 3,50 12,35 0,01 3,85 23,78 0,28 6,27 0,01 0,25 9,11 0,64 2,18 2,44 101,34 70,8 17,5 640 -16,7
Примечание. Г - железистость, Ь - глиноземистость, Т°, С - температура, - активность кислорода; анализы выполне-
ны в ИГАБМ СО РАН Роевым С.П. на микрозонде «СатеЪах-ткго»; таблица содержит представительные анализы
90-
85—
80-
75 12 8 710 9 5 6/ 2 3
70-
65 52
60 — 22 21 181920 17
55 1 14 13
50 — I
45 15
40_
35
30 —
25
С,, 0,2 0,3 0,4 « 0,7 0,8 0,9 „,2,3,4 1 »6 1,7 1,8 1,9 2,2,2,2,, 2,2,72,2,
1 1 ч
3,5
Рис.2. Соотношение фто-ристости и железистости биотитов в магматических породах Верхнетирехтяхского массива, Поля диаграммы [7]: I-III - биотиты производных диорит-гранитных серий; 1У-У - биотиты производных габбро-гранитных серий; VI - биотиты производных мантийных расплавов. 1 -биотиты первой генерации из гранитов; 2 - биотиты второй генерации из гранитов; 3 - биотиты первой генерации из гранодиоритов; 4 - биотиты второй генерации из гранодиоритов
г %
4
Fe3+
III
Fe2+
-15 -14 -12 -10 logf O2-►
ПЛ1 ГЛ2 Г*~1з ПЛ4
их глиноземистости, что указывает на возрастание в их составе сидерофиллит-аннитовых ми-нальных составляющих, без значительного увеличения доли алюминия (сидерофиллита) [6]. Содержание магния в биотитах из гранодиори-тов (12,35-8,31%) выше, чем в биотитах из гранитов (9,62-5,01%), что закономерно для последовательных производных гранодиорит-гра-нитных серий (формаций).
Одним из информативных компонентов состава магнезиально-железистых слюд является фтор. Содержание его в биотитах из гранодио-ритов достигает 1,73%, в биотитах гранитов -2,18% (табл. 1). По соотношениям фтористости и железистости и те, и другие соответствуют биотитам пород коровых гранодиорит-гранит-ных серий (рис. 2) [7].
Определение физико-химических условий кристаллизации биотитов проведено на основе
Рис.3. Окислительно-восстановительный режим кристаллизации биотитов из Верхнетирех-тяхского гранитоидного массива: I—III линии буферных равновесий [8]: I - Fe3O4 - Fe2O3; II
- Ni - NiO; III - Fe2SiO4 - SiO2
- Fe3O4; 900-600°С - температуры кристаллизации биотитов; log f O2 - активность кислорода. 1 - биотиты первой генера-
Mg
ции из гранитов; 2 - биотиты второй генерации из гранитов; 3 - биотиты первой генерации из гранодиоритов; 4 - биотиты второй генерации из гранодио-ритов
химических анализов по диаграмме Ю.П. Тро-шина (табл.1, рис. 3) [8]. Биотиты гранодиори-тов и гранитов кристаллизовались при близких параметрах среды, но раннемагматический биотит гранодиоритов является более высокотемпературным (820°С), чем биотит гранитов (760°С). В целом становление гранитоидов массива проходило с постепенным снижением фу-гитивности кислорода (-logf O2 = 13,5-17,0) по мере падения температуры. Кристаллизация позднемагматического биотита в восстановительных условиях определяет рудно-магма-тическую систему как потенциально оловоносную, что и реализовано в генерации оловоруд-ного месторождения в экзоконтакте массива.
Амфибол из гранитоидов Верхнетирехтях-ского массива по составу соответствует обыкновенной роговой обманке и ферро-эдениту, обладает умеренной и высокой железистостью ^ 62 - 70%) (табл.2) и кристаллизовался в ин-
Т а б л и ц а 2
Состав и параметры кристаллизации амфиболов из гранитов Верхнетирехтяхского массива
№ обр. Минерал О iS О н О < О 0 № О <и F О и F MnO MgO O й О O cS" £ О ^ Cl F Сумма f% AlIV AlVI ,р ем ё к С О н й eg
4060/10 Fe-эденит 44,21 0,68 7,00 0,01 3,82 22,30 0,96 6,68 10,13 2,44 0,92 0,27 0,75 100,17 69 1,13 0,16 3,1 875 -16
44,33 0,45 6,47 0,01 2,66 24,65 0,71 6,35 10,01 2,69 0,90 0,40 0,57 100,20 70 1,08 0,11 2,7 861 -16
4054/9 Роговая обманка 46,69 1,13 6,64 0,02 4,43 19,38 0,56 7,65 10,34 1,56 0,78 0,29 0,15 99,62 63 0,91 0,28 2,7 837 -15,4
47,53 0,98 6,51 0,01 3,33 20,69 0,53 7,30 10,31 1,37 0,70 0,28 0,22 99,76 65 0,81 0,35 2,5 821 -15,3
4054/9 Fe-эденит 45,59 1,19 6,27 0,01 2,85 22,35 0,48 7,68 10,34 1,85 0,84 0,40 0,12 99,97 65 1,02 0,11 2,4 852 -15,5
4060/10 Fe-эденит 43,92 1,21 5,99 0,01 0,44 26,69 0,69 7,05 9,92 2,55 0,72 0,39 0,59 100,17 68 1,11 0,00 2,3 848 -15,9
4054/9 Роговая обманка 47,41 1,00 6,09 0,01 4,38 19,60 0,55 7,92 10,21 1,57 0,71 0,29 0,15 99,89 63 0,82 0,26 2,2 827 -15,4
48,06 1,00 6,04 0,04 3,77 19,74 0,64 7,83 10,30 1,57 0,72 0,27 0,21 100,19 62 0,86 0,19 2 815 -15,4
4060/10 Fe-эденит 44,87 0,33 5,74 0,01 1,58 25,75 0,81 6,84 9,50 2,75 0,67 0,28 0,63 99,76 69 0,99 0,06 2 840 -15,9
46,67 0,71 5,70 0,01 4,06 21,86 1,04 6,55 10,17 2,36 0,66 0,24 0,62 100,65 69 0,85 0,18 1,9 827 -15,8
Примечание. f - железистость, Л11¥ - алюминий тетраэдрической координации, Л1¥1 - алюминий октаэдрической координации, Р, кбар - давление, Т, °С - температура, ^Ю2 - активность кислорода; анализы выполнены в ИГАБМ СО РАН Роевым С.П. на микрозонде «СатеЪах-ткго»; таблица содержит представительные анализы.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ СЕЗОННОГО ПРОТАИВАНИЯ И ПРОМЕРЗАНИЯ ГРУНТОВ В ЮЖНОЙ ЯКУТИИ
10 iiil 1 К | 1 1 1 1 I 1 1 1 \х X / X
d8 "/ \/Х\\ /VIII IV/yV^ -
~ / VI
и го1 . ~z. 4
2 \\
1 1 1 1 1 i i i i i i i IIII
50
60
70
Siü2,%
2
3
Рис.4. Классификационная диаграмма для гранитоидов Верхнетирехтяхского массива. Поля диаграмма: [10]: I -габбро; II - габбро-диориты; III - диориты; IV - гранодио-риты; V - граниты; VI - субщелочное габбро; VII-VIII -монцониты; IX-X - сиениты; XI - щелочные граниты. 1 -амфибол-биотитовые гранодиориты и амфибол-биоти-товые граниты; 2 - биотитовые граниты; 3 - лейкограниты
тервале температур 875 - 815°С, давления - 3,1 - 1,9 кбар [9], в условиях умеренного потенциала кислорода (-log f O2 = 15,3 - 16).
Таким образом, физико-химические условия образования амфиболов и биотитов указывают на близкое по времени начало их кристаллизации или с незначительным опережением амфибола.
Результаты изучения типоморфных особенностей темноцветных минералов Верхнетирех-тяхского массива, перекрытие их составов на всех дискриминационных диаграммах позволяют говорить о принадлежности всех пород массива к одной магматической формации, т.е. о полифазном его строении. Это подтверждается и положением точек химических составов всех гранитоидов массива на классификационной диаграмме (рис. 4) [10], где они образуют единый тренд.
Автор признателен д.г.-м.н. В.А. Трунилиной и к.г.-м.н. С.П. Роеву за предоставленный геологический и аналитический материал.
Работа выполнена при финансовой поддержке государственной стипендии РС(Я).
Литература
1. Трунилина В.А., Роев С.П., Орлов Ю.С., Иванов А.И. Магматизм хребта Тас-Хаяхтах. - Якутск: Изд-во ЯГУ, 2009. - 134 с.
2. Некрасов И.Я. Геохимия олова и редких элементов Верхояно-Чукотской складчатой области. -М.: Наука, 1966. - 380 с.
3. Акинин В.В., Прокопьев А.В., Торо X и др. U-Pb-SHRIMP-возраст гранитоидов Главного батолитово-го пояса (северо-восток Азии) // Докл. АН РАН. -2009. - Т. 426, № 2. - С. 216-221.
4. Layer P. W., Newberry R., Fujita K.et al. Tectonic setting of the plutonic belts of Yakutia, №rtheast Russia, based on 40Ar/39Ar geochronology and trace element geochemistry // Geology. - 2001. - V. 29, № 2. - P. 167-170.
5. Лодочников В.Н. Главнейшие породообразующие минералы. - М.: Недра, 1974. - 248 с.
6. Козлов В.Д., Свадковская Л.Н., Карпов И.К. Слюды магматитов Забайкалья. - Новосибирск: Наука, 1978. - 152 с.
7. Бушляков И.Н., Холоднов В.В. Галогены в пет-рогенезисе гранитоидов. - М.: Недра, 1986. - 192 c.
8. Трошин Ю.П., Гребенщикова В.И., Антонов А.Ю. Летучие компоненты в биотитах и металлоге-ническая специализация интрузий // Минералогические критерии оценки рудоносности. - Л.: Наука, 1981. - С. 73-83.
9. Yavuz F. A revised program for microprobe-derived amphibole analyses using the IMA rules // Computers and Geosciences. - 1999. - V. 25, № 8. - P. 909927.
10. Wilson M. Igneous petrogenesis. - Unwin Hyman, London, 1989. - 466 с.
Поступила в редакцию 18.12.2012
УДК 551.345
Закономерности сезонного протаивания и промерзания грунтов
в Южной Якутии
С.И. Заболотник, П.С. Заболотник
Проведён анализ условий формирования сезоннопротаивающего и промерзающего слоев Южной Якутии. Вычислены глубины сезонного протаивания для четырёх разновидностей грунтов: для относительно сухих и водонасыщенных песков и суглинков. Выявлены широтные и высотные закономерности изменения глубин сезонного протаивания грунтов. Дана оценка высотного уровня снеговой линии, выше которого грунты вообще не оттаивают. Получены ход и темп сезонного протаивания и
ЗАБОЛОТНИК Станислав Иванович - к.г.-м.н., в.н.с. ИМЗ СО РАН, [email protected]; ЗАБОЛОТНИК Павел Станиславович - инженер-исследователь ИМЗ СО РАН, [email protected].
