Породы массива онгонитов Ары-Аулак: взаимосвязи между геохимическими особенностями, минерально-фазовыми ассоциациями и процессами образования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты изучения геохимии, минерально-фазовых ассоциаций пород массива онгонитов Ары-Булак, составов главных, второстепенных и акцессорных минералов (кварца, полевых шпатов, топаза, циннвальдита, прозопита, редких алюмофторидов Ca, вольфрамоиксиолита, колумбита, циркона, касситерита, флюоцерита), фторидно-кальциевой фазы и образованного из нее флюорита. Породообразующими минералами порфировых онгонитов являются кварц, альбит и санидин, второстепенными – топаз и циннвальдит. Матрикс онгонитов сложен кварц-санидин-альбитовым агрегатом с игольчатыми кристаллами топаза микронных размеров. В порфировых породах переходного типа и в эндоконтактовой афировой зоне интерстиции между минералами матрикса заполняет фторидно-кальциевая фаза, образованная из F-Ca (флюоритового, стехиометрического) расплава. Фторидно-силикатная жидкостная несмесимость в оногонитовой магме и флюидно-магматические процессы привели к перераспределению REE, Y, многих примесных элементов между расплавами, флюидами, минералами и контрастной смене минерально-фазовых ассоциаций в породах массива. С этим связано появление тетрад-эффектов M-типа (T1 La–Nd, T4 Er–Lu) и W-типа (T3 Gd–Ho) в нормированных к хондриту REE спектрах пород. Дегазация магматических флюидов через эндоконтактовую афировую зону массива сопровождалась кристаллизацией Sr-содержащего прозопита и водосодержащих кальциевых алюмофторидов. Афировые породы по сравнению с онгонитами и прорфировыми породами переходного типа обогащены водой, Sr, Ba, Rb, Sn, W, Ta, Be, Zr, Hf, Sb, As, Sc, но содержат меньше Li, Pb, Zn, Y и REE. В процессе воздействия магматических флюидов на обогащенные Ca и F породы, особенно эндоконтактовой зоны, альбит частично либо полностью замещался F-Ca фазой и каолинитом, а F-Ca фаза перекристаллизовалась в агрегаты микрозернистого флюорита стехиометрического состава без примесных элементов. Также кристаллизовалась Rb-Cs слюда в кайме на лейстах циннвальдита, максимально обогащенные рубидием области которой при соотношении катионов Rb > K > Cs могут быть новым минералом. Геохимия пород, особенности слагающих их минерально-фазовых ассоциаций, эволюция составов минералов и F-Ca фазы являются следствием формирования массива Ары-Булак из онгонитовой магмы в ходе флюидно-магматического процесса, осложненного фторидно-силикатной жидкостной несмесимостью с участием флюоритового и других фторидных расплавов, а также магматических флюидов P-Q и первого типов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. С. Перетяжко

Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: pgmigor@mail.ru
Россия, Иркутск

Е. А. Савина

Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН

Email: pgmigor@mail.ru
Россия, Иркутск

А. С. Дмитриева

Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН

Email: pgmigor@mail.ru
Россия, Иркутск

Список литературы

  1. Андреева О.В., Петров В.А., Полуэктов В.В. Мезозойские кислые магматиты Юго-Восточного Забайкалья: петрогеохимия, связь с метасоматизмом и рудообразованием // Петрология. 2020. Т. 62. № 1. С. 76–104. https://doi.org/10.1134/S1075701520010018
  2. Антипин B.C., Гайворонский Б.А., Сапожников В.П., Писарская В.А. Онгониты Шерловогорского района (Восточное Забайкалье) // Докл. АН СССР. 1980. Т. 253. № 1. С. 228–232.
  3. Антипин В.С., Андреева И.А., Коваленко В.И., Кузнецов В.А. Геохимические особенности онгонитов Ары-Булакского массива, Восточное Забайкалье // Петрология. 2009. Т. 17. № 6. С. 601–612.
  4. https://doi.org/10.1134/S0869591109060034
  5. Алферьева Я.О., Чевычелов В.Ю., Новикова А.С. Экспериментальное исследование условий кристаллизации онгонитов массива Ары-Булак (Восточное Забайкалье) // Петрология. 2022. Т. 30. № 2. С. 209–224. https://doi.org/10.1134/S0869591122020011
  6. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 200000. Издание второе. Серия Даурская. Лист M-50-XIV (Ниж. Цасучей), ХХ (Соловьевск). Объяснительная записка [Электронный ресурс] / А.В. Куриленко, Н.Г. Ядрищенская, В.В. Карасев и др.; Минприроды России, Роснедра, Забайкалнедра, ОАО “Читагеолсъемка”. М.: Московский филиал ФГБУ “ВСЕГЕИ”, 2019.
  7. Граменицкий Е.Н., Щекина Т.И. Поведение редкоземельных элементов и иттрия на заключительных этапах дифференциации фторсодержащих магм // Геохимия. 2005. № 1. С. 45–59. https://doi.org/10.31857/S001675252004010X
  8. Дергачев В.Б. Классификация пород группы онгонита // Геология и геофизика. 1992. № 2. С. 104–112.
  9. Дмитриева А.С., Перетяжко И.С., Савина Е.А. Реликты фторидно-кальциевого (флюоритового) и солевых расплавов в породах массива Ары-Булак (Восточное Забайкалье) // Изв. Томского политех. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 5. С. 201–214. doi: 10.18799/24131830/2021/05/3203
  10. Коваленко В.И., Коваленко Н.И. Онгониты – субвулканические аналоги литий-фтористых гранитов. М.: Наука, 1976. 124 с.
  11. Коваленко В.И., Гребенников А.М., Антипин В.С. Онгониты Ары-Булакского массива (Забайкалье) – первая находка субвулканических аналогов редкометальных литий-фтористых гранитов (“апогранитов”) в СССР // Докл. АН СССР. 1975. Т. 220. № 5. С. 1169–1171.
  12. Костицын Ю.А., Коваленко В.И., Ярмолюк В.В. Rb-Sr – изохронное датирование штока онгонитов Ары-Булак: Восточное Забайкалье // Докл. АН. 1995. Т. 343. № 3. С. 381–384.
  13. Кузнецов В.А., Андреева И.А., Коваленко В.И. и др. Содержание воды и элементов-примесей в онгонитовом расплаве массива Ары-Булак, Восточное Забайкалье (данные изучения расплавных включений) // Докл. АН. 2004. Т. 396. № 4. C. 524–529.
  14. Лаврентьев Ю.Г., Карманов Н.С., Усова Л.В. Электронно-зондовое определение состава минералов: микроанализатор или сканирующий микроскоп? // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 8. С. 1473–1482. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2015.07.006
  15. Наумов В.Б., Соловова И.П., Коваленко В.И., Гужова А.В. Кристаллизация топаза, альбита, калиевого полевого шпата, слюды и колумбита из онгонитового расплава // Геохимия. 1990. № 8. С. 1200–1205.
  16. Перетяжко И.С. CRYSTAL – прикладное программное обеспечение для минералогов, петрологов, геохимиков // Зап. ВМО. 1996. № 3. С. 141–148.
  17. Перетяжко И.С. Включения магматических флюидов: P-V-T-X свойства водно-солевых растворов разных типов, петрологические следствия // Петрология. 2009. T. 17. № 2. C. 197–221. https://doi.org/10.1134/S0869591109020052
  18. Перетяжко И.С., Савина Е.А. Флюидно-магматические процессы при образовании пород массива онгонитов Ары-Булак (Восточное Забайкалье) // Геология и геофизика. 2010а. Т. 51. № 10. С. 1423–1442. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2010.09.003
  19. Перетяжко И.С., Савина Е.А. Тетрад-эффекты в спектрах распределения редкоземельных элементов гранитоидных пород как индикатор процессов фторидно-силикатной жидкостной несмесимости в магматических системах // Петрология. 2010б. Т. 18. № 5. С. 536–566. https://doi.org/10.1134/S086959111005005X
  20. Перетяжко И.С., Савина Е.А. Признаки жидкостной несмесимости в онгонитовой магме по данным изучения расплавных и флюидных включений в породах массива Ары-Булак (Восточное Забайкалье) // Докл. АН. 2010в. Т. 433. № 5. С. 678–683. https://doi.org/10.1134/S1028334X10080192
  21. Перетяжко И.С., Загорский В.Е., Царева Е.А., Сапожников А.Н. Несмесимость фторидно-кальциевого и алюмосиликатного расплавов в онгонитах массива Ары-Булак (Восточное Забайкалье) // Докл. АН. 2007а. Т. 413. № 2. С. 244–250. https://doi.org/10.1134/S1028334X07020419
  22. Перетяжко И.С., Царева Е.А., Загорский В.Е. Первая находка аномально цезиевых алюмосиликатных расплавов в онгонитах (по данным изучения расплавных включений) // Докл. АН. 2007б. T. 413. № 6. C. 791–797. https://doi.org/10.1134/S1028334X07030324
  23. Перетяжко И.С., Савина Е.А., Дриль С.И., Герасимов Н.С. Rb-Sr изотопная система и особенности распределения Rb и Sr в породах массива онгонитов Ары-Булак, образованных при участии процессов фторидно-силикатной магматической несмесимости // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 11. С. 1776–1789. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2011.10.009
  24. Перетяжко И.С., Савина Е.А., Сук Н.И. и др. Эволюция состава фторидно-кальциевого расплава по экспериментальным данным и процессы образования флюорита в риолитах // Петрология. 2020. Т. 28. № 3. С. 254–279. https://doi.org/10.1134/S0869591120030054
  25. Сырицо Л.Ф., Баданина Е.В., Абушкевич В.С. и др. Вулканоплутонические ассоциации кислых пород в пределах редкометальных рудных узлов Забайкалья: геохимия пород и расплавов, возраст, Р-Т условия кристаллизации // Петрология. 2012. Т. 20. № 6. С. 622–648. https://doi.org/10.1134/S0869591112060057
  26. Таусон Л.В. Геохимические типы и потенциальная рудоносность гранитоидов. М.: Наука, 1977. 280 с.
  27. Трошин Ю.П., Гребенщикова В.И., Бойко С.М. Геохимия и петрология редкометалльных плюмазитовых гранитов. Новосибирск: Наука, 1983. 181 с.
  28. Щекина Т.И., Русак А.А., Алферьева Я.О. и др. Распределение REE, Y, Sc и Li между алюмосиликатным и алюмофторидным расплавами в модельной гранитной системе в зависимости от давления и содержания воды // Геохимия. 2020. Т. 65. № 4. С. 343–361. doi: 10.31857/S001675252004010X
  29. Agangi A., Kamenetsky V.S., Hofmann A. et al. Crystallisation of magmatic topaz and implications for Nb–Ta–W mineralisation in F-rich silicic melts – the Ary-Bulak ongonite massif // Lithos. 2014. V. 202–203. P. 317–330. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2014.05.032
  30. Huang F., Wang R.-C., Xie L. et al. Differentiated rare-element mineralization in an ongonite – topazite composite dike at the Xianghualing tin district, Southern China: an electron-microprobe study on the evolution from niobium-tantalum-oxides to cassiterite // Ore Geol. Rev. 2015. V. 65. P. 761–778. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2014.08.008
  31. Lv Z.-H., Zhang H., Tang Y. Lanthanide tetrads with implications for liquid immiscibility in an evolving magmatic-hydrothermal system: evidence from rare earth elements in zircon from the No. 112 pegmatite, Kelumute, Chinese Altai // J. Asian Earth Sci. 2018. V. 164. P. 9–22. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2018.05.031
  32. McDonough W.E., Sun S. The composition of the Earth // Chem. Geol. 1995. V. 120. P. 223–253. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4
  33. Peretyazhko I.S., Savina E.A. Fluoride-calcium (F-Ca) melt in rhyolitic magma: Evidence from fluorite-rich rhyolites of the Nyalga Basin, Central Mongolia // Lithos. 2020. V. 354–355. 105348. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2019.105348
  34. Peretyazhko I.S., Tsareva E.A. Processes of fluid-magmatic crystallization of heterogeneous magma at rock formation of Ary-Bulak ongonite massif, Russia // ACROFI-2 Asian Current Research on Fluid Inclusions. India, Kharagpur, 2008. P. 147–150.
  35. Shuai X., Li S.-M., Zhu Di-C. et al. Tetrad effect of rare earth elements caused by fractional crystallization in high-silica granites: an example from central Tibet // Lithos. 2021. V. 384–385. 105968. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2021.105968
  36. Tindle A.G., Webb P.C. Estimation of lithium contents in trioctahedral micas using microprobe data: application to micas from granitic rocks // Eur. J. Mineral. 1990. V. 2. P. 595–610. https://doi.org/10.1127/ejm/2/5/0595
  37. Tischendorf G., Rieder M., Förster H.-J. et al. A new graphical presentation and subdivision of potassium micas // Mineral. Mag. 2004. V. 68. P. 649–667. https://doi.org/ 10.1180/0026461046840210
  38. Veksler I.V., Dorfman A.M., Kamenetsky M. et al. Partitioning of lanthandes and Y between immiscible silicate and fluoride melts, fluorite and cryolite and the origin of the lanthanide tetrad effect in igneous rocks // Geochim. Cosmochim. Acta. 2005. V. 69. P. 2847–2860. https://doi.org/10.1016/j.gca.2004.08.007
  39. Yang Z.-Y., Wang Q., Zhang C. et al. Rare earth element tetrad effect and negative Ce anomalies of the granite porphyries in southern Qiangtang Terrane, central Tibet: new insights into the genesis of highly evolved granites // Lithos. 2018. V. 312–313. P. 258–273. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2018.04.018

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Геологические карты-схемы массива Ары-Булак по литературным данным. (а) Схема Б. А. Гайворонского, опубликована в (Коваленко, Коваленко, 1976). 1 – осадочные и вулканогенные породы усть-борзинской свиты, 2 – базальтоиды, 3 – афировые эндоконтактовые онгониты, 4 – порфировые онгониты. (б) Вертикальный разрез массива, по (Трошин и др., 1983). 1 – метаэффузивы, 2 – андезиты, андезито-базальты, 3 – онгониты, 4 – четвертичные отложения, 5 – скважины. (в) Карта, по (Антипин и др., 2009). 1 – четвертичные отложения, 2 – порфировые онгониты, 3 – “раскристаллизованные онгониты, с Ca-F стеклом”, 4 – афировые онгониты, мелкозернистые и стекловатые, 5 – базальты, андезито-базальты, 6 – известняки, 7 – сланцы. Отметим, что в породах массива Ары-Булак, по нашим данным, не содержится силикатного или какого-либо фторидного стекла.

Скачать (606KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Геологическая карта массива Ары-Булак. Построена с учетом данных буровых и геофизических работ, проводившихся геологическими партиями – Чесучейской в 1964–1965 гг. и Леонтьевской в 1967–1969 гг. (материалы предоставлены геологом Б.А. Гайворонским).

Скачать (426KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Породы массива: (а) – порфировый онгонит с кристаллами дымчатого кварца, топаза и санидина, обр. АРБ-28; (б) – порфировая порода переходного типа, обр. АРБ-26. (в) – афировая порода, обр. АРБ-19; (г–е) – микроструктурные особенности в шлифах (поляризаторы полускрещены): (г) – порфировый онгонит, обр. АРБ-34; (д) – порфировая порода переходного типа, обр. АРБ-190; (е) – афировая порода, обр. АРБ-184. Длина масштабного отрезка на (а–в) – 10 мм, на (г–е) – 1 мм. Qz – кварц, Tpz – топаз, Ab – альбит, Sa – санидин, Psp – прозопит, F-Ca – фторидно-кальциевая фаза.

Скачать (814KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Соотношения K2O, Na2O, CaO, F и SiO2 в породах массива.

Скачать (379KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Диаграмма A/CNK–A/NK и соотношения между SiO2 и K2O, Al2O3, Na2O, (FeO + Fe2O3), H2O, TiO2, CO2 в породах массива. Условные обозначения см. на рис. 4.

Скачать (488KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Соотношения между SiO2 (мас. %) и Li, Rb, Cs, Ba, Sr, Zr, Ta, Nb, W, Sn, Zn, Pb (ppm) в породах массива. Условные обозначения см. на рис. 4. Концентрации W, Sn, Zn, Pb – по данным количественного спектрального анализа, остальные элементы – по ICP-MS.

Скачать (697KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Нормированные к примитивной мантии мультиэлементные распределения пород массива. Концентрации элементов в примитивной мантии по (McDonough, Sun, 1995).

Скачать (538KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Нормированные к хондриту REE распределения пород массива. Концентрации элементов в хондрите C1 по (McDonough, Sun, 1995). Линиями со знаками показаны спектры REE по средним составам пород. Для обр. АРБ-24 и АРБ-105 характерна отрицательная цериевая аномалия. T1, T3 и T4 – тетрады REE как следствие фторидно-силикатной несмесимости для порфировых онгонитов (а), взаимодействия магматических флюидов с порфировыми породами переходного типа (б) и афировой зоной массива (в).

Скачать (530KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Минеральные ассоциации пород в шлифах (поляризаторы скрещены). (а) – срастание кристаллов альбита и санидина, обр. АРБ-357. (б) – матрикс онгонита, обр. АРБ-34. (в) – кристалл топаза с каймой, содержащей расплавные и флюидные включения, обр. АРБ-34. (г) – зональный циннвальдит, обр. АРБ-146. (д) – прозопит и топаз в афировой породе, обр. АРБ-19. (е) – матрикс афировой породы, обр. АРБ-54. (ж) – фенокристы альбита (показаны контуры) полностью замещены F-Ca фазой и/или каолинитом, обр. АРБ-343. (з) – агрегат кальцита в матриксе онгонита, обр. АРБ-142. Длина масштабного отрезка – 200 мкм. Ab – альбит, Sa – санидин, Qz – кварц, Tpz – топаз, Mica – циннвальдит, Psp – прозопит, F-Ca – фторидно-кальциевая фаза, Kln – каолинит, Cal – кальцит.

Скачать (1MB)
Метаданные
11. Рис. 10. Полевые шпаты в породах: (а) – футлярные кристаллы альбита с каймой санидина в порфировой породе переходного типа, обр. АРБ-106; (б) – кристалл альбита в санидине частично замещен F-Ca фазой в афировой породе, обр. АРБ-184; (в) – футлярный кристалл альбита полностью замещен F-Ca фазой и каолинитом в афировой породе, обр. АРБ-4; (г) – кристалл санидина с включениями альбита, часть из которых замещена F-Ca фазой в афировой породе, обр. АРБ-182. В матриксе афировых пород (в и г) F-Ca фаза содержит игольчатые включения санидина микронных размеров. Длина масштабного отрезка – 100 мкм. Условные обозначения см. на рис. 9. BSE изображения.

Скачать (879KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Составы полевых шпатов на диаграмме анортит (An)–ортоклаз (Or)–альбит (Ab). Миналы: Sa – санидин, Ant – анортоклаз, Olg – олигоклаз.

Скачать (166KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Фторидные кристаллические фазы в афировых породах. (а) – вкрапленники прозопита, обр. АРБ-325; (б) – сросток прозопита и санидина, обр. АРБ-19; (в) – кристаллы флюорита в F-Ca фазе, обр. АРБ-106; (г) – прожилок в обр. АРБ-4 с врезками: (д) – геарксутит в F-Ca фазе, (е) – недиагностированный кальциевый алюмофторид, состав которого сравнивается с карлхинтзеитом. Длина масштабного отрезка на (а, б, г) – 100 мкм, на (в, д, е) – 10 мкм. Fl – флюорит, Gak – геарксутит, Chz? – недиагностированный кальциевый алюмофторид, остальные обозначения см. на рис. 9. (а–б) – фотографии шлифов, поляризаторы скрещены, (в–е) – BSE изображения.

Скачать (885KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Топаз в породах: (а) – игольчатые кристаллы в матриксе, обр. АРБ-34; (б) – кристалл с включениями минералов, обр. АРБ-371; (в) – кристалл с включениями альбита, циннвальдита и вольфрамоиксиолита, обр. АРБ-106; (г) – включения игольчатых кристаллов вольфрамоиксиолита, обр. АРБ-34. Длина масштабного отрезка на (а, б, г) – 50 мкм, на (в) – 1 мм. W-Ix – вольфрамоиксиолит, остальные обозначения см. на рис. 9; (а, в) – BSE изображения; (б, г) – фотографии шлифов в проходящем свете.

Скачать (798KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Циннвальдит в породах: (а) – с многочисленными включениями, обр. АРБ-34 и (б) – АРБ-106; (в) – с менее железистой каймой, обр. АРБ-370; (г) – с Rb-Cs каймой и включением колумбита-(Mn), обр. АРБ-4. Длина масштабного отрезка – 50 мкм. Clb – колумбит-(Mn), Zrn – циркон, остальные обозначения см. на рис. 9. BSE изображения.

Скачать (886KB)
Метаданные
16. Рис. 15. Соотношение между K, Rb и Cs в Rb-Cs слюде из каймы по лейстам циннвальдита в афировой породе, обр. АРБ-4.

Скачать (107KB)
Метаданные
17. Рис. 16. Составы кальциевых алюмофторидов в афировых породах (обр. АРБ-4, АРБ-19, АРБ-176 и АРБ-182) на диаграмме Ca–F–Al.

Скачать (178KB)
Метаданные
18. Рис. 17. Акцессорные минералы: (а) – колумбит-(Mn) и вольфрамоиксиолит в циннвальдите, обр. АРБ-136; (б) – игольчатые кристаллы вольфрамоиксиолита в топазе, обр. АРБ-146; (в) – ксенотим в циннвальдите, обр. АРБ-106; (г) – циркон и флюоцерит-(Ce) в порфировой породе переходного типа, обр. АРБ-353; (д) – касситерит в породе переходного типа, обр. АРБ-131. Длина масштабного отрезка на (а–г) – 100 мкм, на (д) – 20 мкм. Xtm – ксенотим, Fcrt-Ce – флюоцерит-(Ce), Cst – касситерит, остальные обозначения см. на рис. 9, 13 и 14. (а–в) фотографии шлифов, проходящий свет (а) поляризаторы скрещены (б, в), (г, д) – BSE изображения.

Скачать (725KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024