Physico-chemical conditions of crystallization and ore-bearing of granitoids of the border zone of the Southern and Middle Urals

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время изучение расплавных включений в породообразующих минералах гранитоидов приобретает все большее значение (Наумов и др., 2004; 2010). Связано это с той информацией, которую можно получить при помощи микротермометрических исследований. В том числе: определение Р−Т условий кристаллизации кислых интрузий, реконструкция фациальных особенностей их формирования и ориентировочной глубины эрозионного среза, оценка величины вертикальных перемещений соседних блоков относительно друг друга в пределах крупных участков складчатых сооружений. Кроме того, полученные данные по расплавным включениям рассматриваются исследователями как индикатор глубины образования гидротермальных месторождений, связанных со становлением гранитоидных массивов (Прокофьев, Пэк, 2015). Большую помощь при этом оказывает изучение во включениях концентраций хлора, воды и растворенных в ней солей, обеспечивающих экстракцию и перенос рудообразующих компонентов. Особый интерес данные исследования приобретают в пограничной зоне Южного и Среднего Урала (Кунашакская площадь), где отмечено максимальное разнообразие проявления интрузивного магматизма, изучение которого позволит приблизиться к правильному пониманию истории развития этого важного в металлогеническом отношении региона.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Для изучения физико-химических условий становления гранитоидных комплексов Кунашакской площади нами в ИГЕМе РАН (Москва, аналитик В.Ю. Прокофьев) выполнены исследования расплавных включений в кварце. В нем были обнаружены мелкие (1–27 мкм) включения силикатного расплава, содержащие анизотропные кристаллы силикатов (кварц, полевые шпаты), газовые пузырьки (0.8–6.7 об.%) и водный раствор в интерстициях кристаллических фаз. Подобная работа ранее проведена для гранитов Кочкарского антиклинория, расположенного южнее Кунашакской площади (Сначёв, Муркин, 1989), и крупного Ахуновского массива (северная часть Магнитогорской мегазоны Южного Урала) (Демин, Сначёв, 1981).

Гомогенизация расплавных включений осуществлялась методом закалки в муфеле конструкции В.Б. Наумова (1969) с точностью определения температуры ±10°С (Коваль, Прокофьев, 1998). Метод предполагает долгие (1–3 часа) выдержки препаратов с включениями при стабильной температуре, закалку включений на воздухе и наблюдение при комнатной температуре фазовых превращений внутри включения при ступенчатом нагреве. Величина температурной ступени при приближении к фазовым переходам уменьшалась, что позволило с достаточной степенью точности определить не только температуру гомогенизации, но и начало плавления силикатных фаз. Микротермометрические исследования водного флюида проводились на микротермокамере THMSG-600 фирмы Linkam. Флюидное давление и концентрация воды в расплаве на момент образования включений оценивалась по методике В.Б. Наумова (1979). Для каждой пробы исследовались три группы включений с одинаковыми фазовыми соотношениями с целью получения представительной информации.

Давление “кристаллизации кварца” оценивалось по изохоре, которая определяется температурой гомогенизации и величиной солености водно-солевого флюида в многофазовом расплавном включении. Величина давления рассчитана для температурного интервала между температурой гомогенизации водного флюида и температурой 650°С (температурой появления силикатного расплава) согласно методике В.Б. Наумова (1979).

Концентрация воды в расплаве рассчитывалась на основе данных о соотношениях объемов водной фазы в расплавном включении и плотности водной фазы, а также общего объема включения. Объем вакуоли измерялся оптически, по трем осям (с использованием столика Федорова), и рассчитывался по формуле объема эллипсоида вращения. При этом вводилась поправка на увеличение объема вакуоли за счет растворения кварца стенок включения, рекомендованная Ф.Г. Рейфом и Е.Д. Бажеевым (1982) и равная 70 об.%.

Концентрация хлора в расплаве оценивалась из величины солености водного флюида, предполагая состав флюида H₂O-NaCl. Объем флюида оценивался по объему газовой фазы, величине температуры ее гомогенизации и солености водной фазы флюида (Леммлейн, Клевцов, 1956). Это сделано из-за сложной формы фазы водного флюида, заключенной между силикатными минералами, и входит в методику В.Б. Наумова. Пузырек обычно круглый или овальный, и его объем оценить проще (также с использованием столика Федорова).

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ

Рассматриваемый район (Кунашакская площадь) находится в крайней северной части Южного Урала (рис. 1). В структурном отношении в его пределы входят восточная часть Арамильско-Сухтелинской зоны, Восточно-Уральская мегазона, Челябинский грабен и западная область Зауральского поднятия. Геологическое строение площади довольно сложное и на отдельных участках неоднозначное, что обусловлено интенсивной дислоцированностью, неравномерным метаморфизмом пород, их слабой обнаженностью и наличием редких остатков фауны.

Современные представления на историю развития района сложились благодаря геолого-съемочным работам масштаба 1:200 000 (лист N-41-II, Кунашак), проведенным сотрудниками ОАО “Челябинскгеосъемка” Г.В. Кальсиным, Б.А. Пужаковым и др. (рис. 1). По данным перечисленных исследователей, он сложен вулканогенно-осадочными породами докембрия (Зауральское поднятие), ордовика-карбона (Арамильско-Сухтелинская зона, Восточно-Уральская мегазона), карбона-триаса (Челябинский грабен), прорванными многочисленными интрузивными образованиями различного возраста и состава, главными из которых являются гранитоиды. Среди последних наибольшим развитием пользуются рефтинский, надыровомостовский, полетаевский, султаевский, шалкарский и югоконевский комплексы.

Рис. 1. Схема интрузивного магматизма листа N-41-II (составлена на основе отчета Г.В. Кальсина, ОАО “Челябинскгеосъемка”). Условные обозначения: 1–21 ― интрузивные комплексы: 1 ― югоконёвский (гранит-лейкогранитный), 2 ― шалкарский (гранитный), 3 ― султаевский (умеренно щелочно-гранитовый), 4 ― петуховский (монцодиорит-гранитовый), 5 ― урукульско-покровский (трахириолит-риолитовый), 6 ― полетаевский (гранодиорит-гранитовый), 7 ― курайский (гранодиорит-гранитовый), 8 ― некрасовский (гранодиорит-гранитовый), 9 ― каменский (гранодиорит-гранитовый), 10, 11 ― вознесенский (габбро-диорит-плагиогранитовый), 12 ― маминский (плагиогранитовый), 13 ― газетинский (гранодиорит-гранитовый), 14 ― канзафаровский (габбро-диоритовый), 15 ― биргильдинско-томинский (диоритовый), 16 ― черкасовский (диоритовый), 17 ― надыровомостовский (монцогаббро-монцодиорит-граносиенитовый), 18 ― баклановский комплекс (габбро-диорит-гранодиоритовый), 19, 20 ― рефтинский (габбро-диорит-плагиогранитовый), 21 ― чебаркульско-казбаевский (габбро-дунит-гарцбургитовый); 22 ― разрывные нарушения, 23 ― главные структуры и их номера: I ― Шилово-Конёвская антиформа, II ― Касаргино-Рефтинский синклинорий, III ― Челябинское поднятие, IV ― Айбыкульско-Копейская грабен-синклиналь, V ― Красногвардейский антиклинорий; 24 ― интрузивные массивы и их номера: 1 ― Тюбукский, 2 ― Татарско-Карабольский, 3 ― Кульмяковский, 4 ― Буринско-Карабольский, 5 ― Куяшский, 6 ― Теренкульский, 7 ― Урукульский, 8 ― Шарыкульский, 9 ― Калдинский, 10 ― Надыровомостовский, 11 ― Муслюмовский, 12 ― Ветродуйский, 13 ― Тептяргинский, 14 ― Султаевский, 15 ― Сарсангинский, 16 ― Касаргинский, 17 ― Челябинский, 18 ― Черкасовская группа массивов, 19 ― Кубагушевский, 20 ― Сураковский.

Рефтинский габбро-диорит-плагиогранитовый комплекс (S₂r) слагает южную часть Тюбукского (1, номер массива здесь и далее, а также на рис. 1) и Сарсангинский (15) массивы и является трехфазным: первая фаза ― габбро, габбродолериты; вторая ― диориты, кварцевые диориты; третья ― плагиограниты, реже тоналиты, плагиогранит-порфиры. Породы первой и второй фаз отмечены в зональном Сарсангинском массиве с развитием во внешних частях габброидов, в центральной ― диоритоидов. Плагиограниты широко развиты в составе Тюбукского массива.

Надыровомостовский монцогаббро-монцодиорит-граносиенитовый (D₃nm) комплекс представлен габброидами, диоритами, гранодиоритами и граносиенитами, участвующими в строении Татарско-Карабольского (2), Буринско-Карабольского (4), Куяшского (5), Калдинского (9), Надыровомостовского (10) массивов. Комплекс трехфазный: первая фаза ― монцогаббро, габбро; вторая ― монцодиориты, диориты, кварцевые диориты; третья ― граносиениты, гранодиориты.

Из перечисленных массивов наиболее изучены Калдинский и Надыровомостовский. В их краевых частях развиты габброиды (габбро, монцогаббро, редко габбродиориты), образующие фрагменты дугообразной формы и блоки различной величины. К внутренней зоне интрузий они последовательно сменяются монцонитоидами и диоритоидами, а затем ближе к центральной части располагаются удлиненные и дугообразные тела гранодиоритов и граносиенитов.

В состав полетаевского гранодиорит-гранитового комплекса (С₂pl) входят гранодиориты массивные и гнейсовидные, а также граниты биотитовые порфировидные. Они образуют самостоятельные крупные образования в северном окончании Челябинского плутона (17) на юге площади и небольшие тела в пределах Муслюмовского (11) и Буринско-Карабольского (4) массивов. Челябинский плутон представлен преимущественно гранодиоритами, среди которых отмечаются небольшие тела гранитов. Контакты интрузивных пород повсеместно тектонические.

Шалкарский гранитный комплекс (P₁š) представлен гранитами мусковитовыми и двуслюдяными, которые образуют небольшие Ветродуйский (12) и Кубагушевский (19) массивы. В составе первого из них превалируют граниты лейкократовые мелко-среднезернистые.

В султаевском гранитном комплексе (P₁sl) преобладают граниты биотитовые и двуслюдяные мезократовые и лейкократовые нормально-, реже умереннощелочные; граниты порфировидные рапакивиподобные, редко граносиениты, гранодиориты и дайки гранитов. Они образуют Султаевский (14) и часть Буринско-Карабольского (4) массива. Петротипом комплекса является первый из них. Массив сложен гранитами двух видов ― крупнозернистыми порфировидными и средне-, мелкозернистыми лейкократовыми. Определяющие акцессорные минералы ― титанит, апатит, циркон, торит, алланит, колумбит. В породах комплекса выявлено несколько мелких проявлений с Та-Nb минерализацией.

Югоконевский гранит-лейкогранитовый комплекс (P₁-T₂ jk) почти нацело сложен гранитами и лейкогранитами биотитовыми мелко- и среднезернистыми лейкократовыми. Они слагают Татарско-Карабольский массив (2), малые тела в южной экзоконтактовой зоне Куяшского массива (5) и участвуют в строении Тюбукского массива (1).

В Татарско-Карабольском массиве гранитоиды залегают в его центральной части, образуя изометричное тело среди граносиенитов надыровомостовского комплекса. В Тюбукском массиве они образуют ряд тел среди плагиогранитов рефтинского комплекса.

В центральной и северо-западной частях Татарско-Карабольского массива и юго-восточной части Тюбукского массива установлено развитие зон грейзенизации и кварцевых штокверков. По данным геолого-съемочных работ, проведенных сотрудниками ОАО “Челябинскгеосъемка” в 2008–2010 гг., здесь в породах завершающих фаз становления интрузий отмечаются мусковит-кварцевые грейзены и в различной степени грейзенизированные граниты, пересеченные кварцевыми жилами с молибденитом, а также геохимические аномалии U, Mo, W, Li, Nb. За пределами рассматриваемой Кунашакской площади в гранитоидах юго-коневского комплекса установлено W-Mo-Be оруденение.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Для реконструкции условий кристаллизации гранитоидов использовались три основных параметра: температура гомогенизации включений, давление и содержание воды в расплаве при их формировании. Кроме того, важную информацию несут дополнительные параметры ― концентрация солей и хлора во флюиде, объем и плотность флюида и др. Температура кристаллизации кварца определялась по моменту гомогенизации расплавных включений, а давление ― по давлению воды в системе расплав–включение.

Таблица 1. Результаты изучения расплавных включений в кварце гранитоидов Кунашакской площади

Примечания. 1–10 ― комплексы: 1 ― рефтинский, 2–5 ― надыровомостовский, 6 ― полетаевский, 7, 8 ― шалкарский, 9 ― султаевский, 10 ― югоконевский. n ― число изученных включений в группах с одинаковыми фазовыми соотношениями. Ж ― жидкая фаза включений в кварце. Исследования расплавных включений проведены В.Ю. Прокофьевым (ИГЕМ, Москва). Методика в кратком виде описана в тексте статьи, а подробно ― в работе В.Б. Наумова (1979).

Результаты термометрических исследований приведены в табл. 1. Начало плавления силикатных фаз фиксируется при 650–750°С. Гомогенизация газово-жидкой части включений происходила при температурах 282–384°С с переходом в жидкость. Плавление льда наступало при температурах -2.5…-0.5°С, что соответствует солености 0.9–4.2 мас.% раствора NaCl (Bodnar, Vityk, 1994). Полная гомогенизация включений происходила при 800–990°С, причем до гомогенизации удается довести только единичные, наиболее мелкие включения. Большинство расплавных включений вскрывалось при нагреве, что свидетельствует о высоком внутривакуольном давлении летучих компонентов. Давление воды, рассчитанное для температур начала плавления, составляет 1860–4460 бар. Концентрация воды в расплаве оценивается в 1.3–4.3 мас.%, а хлора, рассчитанная в предположении, что солевые компоненты флюида представлены только хлоридом натрия, составляет 0.02–0.08 мас.%. Наличие расплавных включений свидетельствует о первично-магматической природе гранитоидов всех рассматриваемых комплексов.

Согласно работе П.В. Коваля, В.Ю. Прокофьева (1998), давление воды в расплавных включениях гранитов связано прямопропорциональной зависимостью с давлением системы в момент кристаллизации расплава. Тогда в возрастном ряду полетаевский (D₃), шалкарский (P₁), султаевский (P₁) и югоконевский (P₁–Т₂) комплексы (в рефтинском и надыровомостовском гранитов нет) оно составляет соответственно 2.2–2.7, 2.5–3.0, 3.9–4.4 и 3.6–4.5 кбар (для корректного сравнения данных по комплексам использовались только породы одной фазы ― среднезернистые биотитовые граниты). Следовательно, можно сделать вывод о последовательном увеличении глубины становления гранитных массивов в указанном выше ряду от полетаевского до югоконевского комплекса, от гипабиссально-приповерхностной до гипабиссально-абиссальной фаций. Это подтверждается и диаграммой в координатах Р−Т (рис. 2), на которую вместе с рассматриваемыми кислыми интрузиями для сравнения вынесены гранитоиды Монголо-Охотской зоны известных фаций глубинности (Коваль, Прокофьев, 1998). Из диаграммы следует, что точки, характеризующие граниты Кунашакской площади, укладываются в область гипабиссально-приповерхностной, гипабиссальной и гипабиссально-абиссальной фаций глубинности и расположены между линиями солидуса систем гранит–Н₂О и гранит–СО₂.

Подобно давлению воды в расплавных включениях гранитов рассматриваемого ряда комплексов последовательно увеличивается температура кристаллизации пород — соответственно 800–840, 900–940, 840–900, 940–980°С и уменьшаются объем флюида ― 14.2–16.8, 8.1–14.3, 6.2–7.9, 4.3–6.8 об.%, концентрация воды ― 3.7–4.8, 2.1–3.9, 1.8–2.3, 1.3–1.9 мас.%, а также хлора ― 0.04–0.08, 0.03–0.07, 0.03–0.06, 0.02–0.05 мас.%.

Из четырех проб гранодиоритов только в двух (Буринско-Карабольский и Сураковский массивы) удалось определить все параметры, которые и приведены в табл. 1. Хорошо видно, что первая из них характеризуется более высокой температурой гомогенизации расплава (900–940°С), чем вторая (820–850°С) и, соответственно, меньшим давлением водного флюида в расплавных включениях (1.86–1.93 против 3.59–3.92 кбар, что приблизительно соответствует глубинам кристаллизации массивов соответственно 6.5 и 13 км). Учитывая факт, что обе пробы гранодиоритов одновозрастны и принадлежат одному верхнедевонскому (надыровомостовскому) комплексу, а также расположены в разных тектонических структурах (Касаргино-Рефтинской и Айбыкульско-Копейской, см. рис. 1), можно предположить, что эрозионный срез данных блоков относительно друг друга составил около 6,5 км за 370 млн лет.

Рис. 2. Вариации температуры кристаллизации и давления флюида для гранитоидов Монголо-Охотской зоны (Коваль, Прокофьев, 1998) и пограничной области Южного и Среднего Урала. Условные обозначения: 1–3 ― фации глубинности для гранитоидов Монголо-Охотской зоны: 1 ― гипабиссальная, 2 ― гипабиссально-приповерхностная, 3 ― поверхностная; 4–8 ― гранитоидные комплексы пограничной зоны Южного и Среднего Урала: 4 ― надыровомостовский, 5 ― полетаевский, 6 ― шалкарский, 7 ― султаевский, 8 ― югоконевский. А–Г ― линии солидуса систем: А ― онгонит–H2O, Б ― гранит−H2O, В ― гранит–СО2, Г ― ‘’сухого’’ ликвидуса мусковитового гранита.

Подобные расчеты можно сделать и для нижнепермских гранитов султаевского (Султаевский массив) и шалкарского (Ветродуйский массив) комплексов. Разница между флюидным давлением воды в расплавных включениях первого из них (3.94–4.44 кбар, что соответствует глубине становления массива 14.5 км) относительно второго (2.46–2.98 кбар, т.е. 9,5 км) составляет порядка 1.5 кбара. Таким образом, образования Касаргино-Рефтинского блока относительно Красногвардейского за период в 280–290 млн лет испытали подъем и эрозию на глубину около 5 км.

Определенный интерес представляют и другие характеристики расплава ― флюидонасыщенность и состав флюида, особенно содержания в нем хлора и солей, обеспечивающих экстракцию и перенос многих металлов (Коваль, Прокофьев, 1998). В цитируемой работе на большом фактическом материале по Монголо-Охотской зоне определено, что в водных растворах расплавно-флюидных включений в кварце рудоносных гранитоидов, в частности редкометалльных, довольно высоки концентрации хлора и солей. По последнему параметру граниты султаевского (5.5–6.8 мас.%) и югоконевского (3.2–4.2 мас.%) комплексов приближаются к лейкократовым редкометалльным гранитам завершающих плутонических серий, широко развитых в пределах указанной выше территории. Кроме того, в кварце проб югоконевского и султаевского комплексов В.Ю. Прокофьевым отмечалось множество вторичных углекислотно-водных включений, что позволило предположить связь с данными гранитоидами гидротермального оруденения. Как нами отмечалось выше, в лейкократовых и жильных гранитах данных комплексов известны небольшие месторождения и серия проявлений Та, Nb, W, Mo, Be.

Рис. 3. Диаграмма (Na+K)/Ca ― Ac для интрузивных комплексов Кунашакской площади с эталонными трендами рудогенных гранитоидных формаций (Бородин, 2004). Условные обозначения: 1–6 (для рис. 3а), в том числе: 1–3 ― рефтинский комплекс (габбро имеют параметр (Na+K)/Ca около 0.2 ед. и на рис. 3а не представлены): 1 ― кварцевые диориты, 2 ― тоналиты, 3 ― плагиограниты; 4-5 ― полетаевский комплекс: 4 ― граниты, гранодиориты, 5 ― жильные граниты; 6 ― шалкарский комплекс, граниты; 7–12 (для рис. 3б), в том числе: 7–9 ― надыровомостовский комплекс: 7 ― габбро, монцогаббро, 8 ― монцодиориты, сиениты, граносиениты, 9 ― гранодиориты; 10–11 ― султаевский комплекс: 10 ― граниты, 11 ― жильные граниты; 12 ― югоконевский комплекс, граниты. Классификационные поля: I ― известковое, II ― известково-щелочное (IIа ― субизвестковистые, II6 ― известково-щелочные, IIв ― субизвестково-щелочные граниты); III ― субщелочное (IIIа ― субщелочные и щелочные граниты и лейкограниты, IIIб ― щелочные агпаитовые граниты); IV ― щелочное. Эталонные тренды (штрих-пунктирные линии): СА ― главный известково-щелочной, LM ― латитовый (монцонитовый). Эталонные тренды рудогенных гранитоидных формаций (пунктирные линии): Sn ― оловянный, Cu ― медно-порфировый, Mo-(Cu) ― молибденовый, W-(Mo) ― вольфрам-молибденовый; Li, Ta, Nb, Sn ― литий-тантал-ниобий-оловянный.

Редкометалльная металлогеническая специализация гранитов югоконевского и султаевского комплексов наглядно демонстрируется и классификационной диаграммой эталонных трендов рудогенных гранитоидных формаций, разработанной Л.C. Бородиным (2004). На этой диаграмме (рис. 3) Ac-(Na+K)/Ca, основанной на данных силикатного анализа (табл. 2), где Ас ― универсальный параметр кислотности-основности, учитывающий не только содержание, но и химическую активность породообразующих элементов, a (Na+K)/Ca ― параметр, характеризующий степень щелочности-известковистости; показаны типовые тренды редкометалльных, оловорудных и медных провинций мира по отношению к S- и I-гранитам. В том числе, Sn ― тренд известково-щелочных гранитов и лейкогранитов; Li, Та, Sn (Li-Ta-Nb-Sn) ― тренд субщелочных плюмазитовых редкометалльных лейкогранитов; W (W-Mo) ― тренд субизвестково-щелочных лейкогранитов; Сu ― тренд низкощелочных субизвестковых мезогранитоидов медно-порфировых провинций; Мо (Мо-Cu) ― порфировый тренд монцонитоидов и субизвестково-щелочных лейкогранитов молибден-порфировых провинций. Как видно из диаграммы, W-Mo-тренд располагается в поле IIв и соответствует субизвестково-щелочным лейкогранитам S-типа, образование которых связывается с завершающими этапами длительной эволюции мантийно-корового магматизма в коллизионных обстановках внутриконтинентальных или окраинно-континентальных орогенных поясов.

Таблица 2. Результаты силикатного анализа интрузивных комплексов Кунашакской площади (мас.%)

Примечания. Комплексы: 1–13 ― рефтинский, 14–35 ― надыровомостовский, 36–48– полетаевский, 49–55 ― шалкарский, 56–73 ― султаевский, 74–78 ― югоконевский. Прочерк ― содержание компонента ниже чувствительности метода.

Все анализы габбро, кварцевых диоритов, тоналитов и плагиогранитов рефтинского комплекса укладываются в главный известково-щелочной тренд и, за исключением нескольких проб плагиогранитов, располагаются в пределах известково-щелочного поля (рис. 3). Его перспективы связаны лишь с меднопорфировым оруденением. Похожую ситуацию видим и для пород надыровомостовского комплекса. С той лишь разницей, что бóльшая часть габброидов (монцогаббро), некоторые монцодиориты и сиениты образуют поле, совпадающее с латитовым (монцонитовым) трендом (субщелочное поле III). Породы полетаевского и шалкарского комплексов не образуют на диаграмме отчетливых трендов, что указывает на неопределенность их металлогенической специализации. Совсем другая картина просматривается для образований султаевского и югоконевского комплексов. Принадлежащие им граниты, а также лейкократовые и жильные их разновидности образуют компактную область, вытянутую вдоль границы раздела известково-щелочного и субщелочного полей (сектора IIв и IIIа), и тяготеют к Li-Ta-Nb-Sn и W-Mo металлогеническим трендам. Наибольший интерес на редкометалльное оруденение представляют лейкократовые аплитовидные и грейзенезированные граниты завершающих фаз становления этих комплексов, являющихся составными частями Султаевского, Буринского, Татарско-Карабольского, Куяшского и Тюбукского гранитоидных массивов. Подтверждается это и результатами поисковых и оценочных работ в пределах Барангуловского габбро-гранитного массива, расположенного в зоне Уралтау (Башкирский антиклинорий), где в крупнокристаллических (пегматоидных) разностях поздних гранитов, аплитовидных дайковых телах, штоках флюоритсодержащих альбититов и грейзенезированных породах отмечены промышленные содержания Ta до 0.021% и Nb до 0.046% (Сначёв, 2017).

Кроме того, во вмещающих породах обрамления ряда гранитоидных массивов Кунашакской площади широко развиты углеродистые отложения, в которых установлена серия золоторудных проявлений. Ранее на примере Белорецкого метаморфического комплекса, в пределах которого развиты граниты Ахмеровского массива, нами показана приуроченность золото-сульфидной минерализации в его обрамлении к высокотемпературной субфации зеленосланцевой фации. Последняя считается зоной осаждения золота, в то время как более высокотемпературные фации ― зонами потенциального выноса (Сначёв, Сначёв, 2014). Это позволяет расширить перспективы пограничной зоны Южного и Среднего Урала на рудные полезные ископаемые.

ВЫВОДЫ

Таким образом, изучение расплавных включений в кварце гранитов пограничной зоны Южного и Среднего Урала позволило сделать ряд следующих выводов.

1. В возрастном ряду ― полетаевский (D₃), шалкарский (P₁), султаевский (P₁) и югоконевский (P₁–Т₂) комплексы ― давление воды в расплавных включениях составляет соответственно 2.2–2.7, 2.5–3.0, 3.9–4.4 и 3.6–4.5 кбар, а температура кристаллизации пород ― 800–840, 900–940, 840–900 и 940–980°С. Это указывает на последовательное увеличение глубины кристаллизации гранитных массивов в данном ряду от гипабиссально-приповерхностной до гипабиссально-абиссальной фации. При этом отмечается уменьшение объема флюида ― 14.2–16.8, 8.1–14.3, 6.2–7.9 и 4.3–6.8 об.%, концентрации воды ― 3.7–4.8, 2.1–3.9, 1.8–2.3 и 1.3–1.9 мас.%, а также хлора ― 0.04–0.08, 0.03–0.07, 0.03–0.06 и 0.02–0.05 мас.%.
2. Образования Касаргино-Рефтинского блока относительно Айбыкульско-Копейского и Красногвардейского испытали подъем и эрозию соответственно в 5−6 и 4.0–4.5 км.
3. Гранитоиды султаевского и югоконевского комплексов являются весьма перспективными на тантал, ниобий, вольфрам, молибден и бериллий, что подтверждается (1) слабым эрозионным срезом рассматриваемых интрузий, (2) редкометалльной геохимической специализацией пород, (3) результатами изучения флюидонасыщенности расплавных включений, (4) присутствием в массивах небольших месторождений и серии проявлений Ta, Nb, W, Mo, Be. Наибольший интерес на редкометалльное оруденение представляют лейкократовые аплитовидные и грейзенезированные граниты завершающих фаз становления этих комплексов.

Благодарности

Авторы выражают особую благодарность профессору, докт. геол.-мин. наук Всеволоду Юрьевичу Прокофьеву за проведение исследований по изучению расплавных включений в кварце гранитоидов и интерпретации полученных данных, на основе которых была написана данная статья.

Источник финансирования

Работа выполнена в рамках государственного задания, темы № 0252-2017-0014 и № 0246-2019-0078.

About the authors

A. V. Snachev

Author for correspondence.
Email: savant@rambler.ru
Russian Federation, Ufa

V. I. Snachev

Email: savant@inbox.ru
Russian Federation, Ufa

S. E. Znamenskyа

Email: Znamensky_Sergey@mail.ru
Russian Federation, Ufa

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1. Scheme of intrusive magmatism of sheet N-41-II (compiled on the basis of a report by G.V. Kalsin, Chelyabinsk Geosphere OJSC). Legend: 1–21 - intrusive complexes: 1 - Yugokonevsky (granite-leucogranite), 2 - Shalkar (granite), 3 - Sultaevsky (moderately alkaline-granite), 4 - Rooster (monzodiorite-granite), 5 - Urukul-Pokrovsky (trachyriolite-rhyolite), 6 - Poletaevsky (granodiorite-granite), 7 - Kurai (granodiorite-granite), 8 - Nekrasovsky (granodiorite-granite), 9 - Kamensky (granodiorite-granite), 10, 11 - Ascension (gabbro diorite-plagiogranite), 12 - mother's (plagiogranite), 13 - gazette (granodiorite-granite) tovy), 14 - Kanzafarovsky (gabbro-diorite), 15 - Birgildinsky-Tominsky (diorite), 16 - Cherkasovsky (diorite), 17 - Nadirovomostovsky (montsogabbro-monzodiorite-granosyenite), 18 - Baklanov complex (gabbro-diorite-granodiorite) , 19, 20 - Reftinsky (gabbro-diorite-plagiogranite), 21 - Chebarkul-Kazbaevsky (gabbro-dunite-harzburgite); 22 - fault violations, 23 - main structures and their numbers: I - Shilovo-Konevskaya antiform, II - Kasargino-Reftinsky synclinorium, III - Chelyabinsk uplift, IV - Aibikul-Kopeisk graben-synclinal, V - Krasnogvardeisky anticlinorium; 24 - intrusive arrays and their numbers: 1 - Tyubuksky, 2 - Tatar-Karabolsky, 3 - Kulmyakovsky, 4 - Burinsky-Karabolsky, 5 - Kuyashsky, 6 - Terenkulsky, 7 - Urukulsky, 8 - Sharykulsky, 9 - Kaldinsky, 10 - Nadyrovomostovsky, 11 - Muslyumovsky, 12 - Vetroduysky, 13 - Teptyarginsky, 14 - Sultaevsky, 15 - Sarsanginsky, 16 - Kasarginsky, 17 - Chelyabinsky, 18 - Cherkasovskaya massif group, 19 - Kubagushevsky, 20 - Surakovsky.

Download (643KB)

Indexing metadata

3. Fig. 2. Variations in the crystallization temperature and fluid pressure for granitoids of the Mongolo-Okhotsk zone (Koval, Prokofiev, 1998) and the border region of the South and Middle Urals. Legend: 1-3 - depth facies for granitoids of the Mongolo-Okhotsk zone: 1 - hypabyssal, 2 - hypabyssal-surface, 3 - surface; 4–8 — granitoid complexes of the border zone of the Southern and Middle Urals: 4 — Nadirovomostovsky, 5 — Poletaevsky, 6 — Shalkarsky, 7 — Sultaevsky, 8 — Yugokonevsky. A – D — solidus lines of systems: A — ongonite – H2O, B — granite – H2O, C — granite – CO2, G — ‘’ dry ’’ liquidus of muscovite granite.

Download (92KB)

Indexing metadata

4. Fig. 3. Diagram (Na + K) / Ca - Ac for intrusive complexes of the Kunashak area with reference trends of ore-forming granitoid formations (Borodin, 2004). Legend: 1–6 (for Fig. 3a), including: 1–3 — the Reftin complex (gabbros have a parameter (Na + K) / Ca of about 0.2 units and are not shown in Fig. 3a): 1 — quartz diorites, 2 - tonalites, 3 - plagiogranites; 4-5 - flight complex: 4 - granites, granodiorites, 5 - vein granites; 6 - Shalkar complex, granites; 7–12 (for Fig. 3b), including: 7–9 - the Nadirovomost complex: 7 — gabbro, monzogabbro, 8 — monzodiorites, syenites, granosyenites, 9 — granodiorites; 10–11 - Sultaevsky complex: 10 - granites, 11 - vein granites; 12 - Yugokonevsky complex, granites. Classification fields: I - calcareous, II - calc-alkaline (IIa - sub-calcareous, II6 - calc-alkaline, IIc - sub-calc-alkaline granites); III - subalkaline (IIIa - subalkaline and alkaline granites and leucogranites, IIIb - alkaline agpaitic granites); IV - alkaline. Reference trends (dashed-dotted lines): CA - main calc-alkaline, LM - latite (monzonite). Reference trends of ore-forming granitoid formations (dashed lines): Sn - tin, Cu - copper-porphyry, Mo- (Cu) - molybdenum, W- (Mo) - tungsten-molybdenum; Li, Ta, Nb, Sn - lithium-tantalum-niobium-tin.

Download (232KB)

Indexing metadata