Мезозойские гранитоиды золотоносных районов Верхнего Приамурья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.04, доктор геолого-минералогических наук Стриха, Василий Егорович

• Стриха, Василий Егорович
• доктор геолого-минералогических наук
• 2008

Оглавление диссертации доктор геолого-минералогических наук Стриха, Василий Егорович

Введение

Глава 1. Геология и геохронология мезозойских гранитоидпых ассоциаций

Верхнего Приамурья

1.1. Особенности геологического строения Верхнего Приамурья

1.2. Геолого-петрографическая характеристика и изотопный возраст гранитоидных ассоциаций

1.2.1. Раннеюрские гранитоиды Мамынского блока Амурского 24 супертеррейна

1.2.2. Позднемезозойские гранитоидные ассоциации Станового вулкано-пдутонического пояса

1.2.3. Раннемеловая граносиенит-гранитовая ассоциация Малхано-Яблонового блока Байкало-Витимского супертеррейна

1.2.4. Позднемезозойские гранитоидные ассоциации Умлекано- 55 Огоджинской вулкано-плутонической зоны

Глава 2. Петролого-геохимическая типизация мезозойских гранитоидов

Верхнего Приамурья

2.1. Геохимические особенности мезозойских гранитоидов

2.2. Типизация гранитоидов Верхнего Приамурья по геохимическим 107 особенностям

Глава 3. Условия образования мезозойских гранитоидных ассоциаций Верхнего 120 Приамурья

3.1. Геодинамические условия формирования гранитоидов

3.2. Петрологическая модель формирования и вероятные источники пород , 129 гранитодных ассоциаций

3.3. Эволюция гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья и 143 механизмы их формирования

Глава 4. Коровые источники и рудоносность мезозойских гранитоидов 166 золотоносных районов Верхнего Приамурья

4.1. Возраст и состав коровых источников

4.2. Продуктивность гранитоидов в отношении золота

Глава 5. Условия кристаллизации и флюидный режим мезозойских гранитоидов 207 Верхнего Приамурья

5.1. Давление

5.2. Температура

5.3. Фугитивность кислорода

5.4. Щелочность

5.5. Особенности флюидного режима 217 Заключение 237 Литература 246 Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Мезозойские гранитоиды золотоносных районов Верхнего Приамурья»

Актуальность исследований. Одной из важных проблем связанных с изучением гранитоидного магматизма является проблема рудоносности гранитоидов и прогнозирования связанного с ними оруденения. Решение этой проблемы тесно переплетается с вопросами возникновения и эволюции гранитоидных расплавов, а также условиями их кристаллизации, ответы на которые, в свою очередь, связаны с оценкой геодинамических обстановок и реконструкцией возможных источников. В рамках решения данных проблем настоящая работа направлена на рассмотрение закономерностей размещения, выявление особенностей вещественного состава пород мезозойских гранитоидных ассоциаций одного из крупнейших золотоносных регионов Востока России. Многие исследователи отмечали связь золотого оруденения с позднемезозойским грапитоидным магматизмом Верхнего Приамурья (Геологические., 1991; Гуров, 1971, 1978; Моисеенко, 1977, 1996, 1999; Эйриш, 1995, 2002, Степанов и др., 1996; Стриха, 1995, 2001). В связи с этим данный регион является благоприятным для решения вопросов оценки продуктивности гранитоидов в отношении золота и, соответственно, прогнозирования золотого оруденения. Вопросы расчленения и корреляции мезозойских гранитоидов Верхнего Приамурья, а также оценка геодинамических условий формирования и их генезиса оставались до сих пор недостаточно разработанными, что обусловлено разнообразием и сложностью процессов, приводящих к их образованию. Таким образом, задачи по расчленению и корреляции, оценке геодинамических обстановок формирования гранитоидных ассоциаций (комплексов), систематизации имеющихся для них геохимических и металлогенических данных являются актуальными.

Цели и задачи исследований. Основной целыо исследований является изучение геохимических особенностей, закономерностей размещения, условий образования и кристаллизации пород, продуктивных на золото гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья.

В процессе исследований решались следующие основные задачи:

1. Проведение геохимической типизации мезозойских гранитоидных ассоциаций золотоносных районов Верхнего Приамурья.

2. Оценка геодинамических обстановок формирования, условий образования исходных расплавов и особенностей эволюции мезозойских гранитоидных ассоциаций Верхнего Приамурья.

3. Изучение возраста и состава предполагаемых источников, исследования их взаимосвязи с продуктивностью гранитоидных ассоциаций в отношении золота.

4. Исследование условий кристаллизации и особенностей флюидного режима пород продуктивных в отношении золота гранитоидных ассоциаций.

Фактический материал и методы исследований. Работа основана на 30-летних личных исследованиях петрографии, минералогии и геохимии плутонических ассоциаций коллизионных зон Востока России (Чукотка, Верхнее Приамурье) в процессе геологосъемочных и научно-исследовательских работ.

Изучение гранитоидов Верхнего Приамурья проводились в АмурКНИИ ДВО РАН (г. Благовещенск) по программе изучения геохимии и петрологии золотоносных плутонических поясов Востока Азии, а также в процессе среднемасштабных геолого-съемочных работ, и программе совершенствования серийных легенд «Госгеолкарты-200» Федерального государственного унитарного геологического предприятия «Амургеология». Гранитоиды Западной Чукотки изучались в процессе геолого-съемочных работ Анюйской геологоразведочной экспедиции СВПГО «Севвостгеология».

Исследования интрузивных образований проводились как в процессе групповой геологической съемки масштаба 1:50000, так и тематических работ ревизионного характера, в ходе которых значительное внимание уделялось выяснению взаимоотношений между разновидностями пород, определению составов породообразующих минералов, а также геохимическим исследованиям, включающим определение главных элементов, элементов-примесей и изотопов Rb, Sr, Sm, Nd в породах, К, Ar, Rb, Sr, U, Pb - в минералах.

В диссертации использовано около 350 оригинальных химических анализов интрузивных пород, 264 определения составов породообразующих минералов на микрозонде, результаты анализов более 200 проб на широкий круг элементов-примесей в породах, в том числе 60 определений 38 элементов, включая РЗЭ, методом ICP-MS, 67 определений изотопного состава Rb и Sr в горных породах и минералах, 43 определения абсолютного возраста цирконов U-Pb методом на микрозонде SHRIMP-II, 38 определений абсолютного возраста породообразующих минералов К-Ar методом, 25 определений изотопного состава кислорода в горных породах, 24 определения изотопов Sm и Nd, результаты изучения более тысячи шлифов.

Состав минералов был определен в рентгеноспектральной лаборатории Аналитического центра ОИГГМ СО РАН методом электронно-зондового микроанализа на микрозонде JXA-8100 фирмы JEOL (Япония), аналитики Л.В.Усова, В.Н.Королюк, а также в лаборатории электоронной микроскопии ДВГИ ДВО РАН на микрозонде JXA-5A фирмы JEOL (Япония), аналитик В.И.Сапин. Для микрозонда JXA-8100 ускоряющее напряжение -20 кВ, ток зонда - 40 нА, время счета - 10 с. Использовались стандартные образцы из лабораторной коллекции: природные пироп обр. 0-145 (Si, Al, Mg, Fe), хромовый пироп обр. Уд-92 (Сг), марганцевый гранат обр. Гран 25 (Мп), голубой диопсид (Са), альбит (Na), ортоклаз обр. 359-1 (К), а также стекло обр. GL-6 (Ti) и синтетические F-флогопит (F) и С1-апатит (С1) . Для расчета концентраций был применен ZAF-метод коррекции из фирменного программного обеспечения. Воспроизводимость определения основных элементов характеризовалась относительным стандартным отклонением порядка 1-2 %. Предел обнаружения элементов - 0,01-0,02 %. Для микрозонда JXA-5A ускоряющее напряжение составляло 20 кВ, ток зонда - 50-60 нА, время счета - 10 с.

Исследование калиевого полевого шпата проводилось методами рентгеноструктурного анализа, аналитики И.В. Александров, Е.В.Шумейко. Съемка производилась на дифрактометрах ДРОН-3, ДРОН-ЗМ в АмурКНИИ ДВО РАН на СиКа - излучении методом Дебая - Шеррера с фокусировкой по Бреггу-Брентано. Напряжение на трубке - 30 кВ, ток - 25 мА, щели - 2; 4; 0,25, скорость гониометра - 1 град./мин, скорость движения диаграммной ленты - 720 мм/час, при вращающемся образце. Для определения параметров структуры съемка произведена при скорости гониометра 0,25 град/мин.

Определение содержаний главных элементов в породах выполнялось в Центральной лаборатории ПГО «Дальгеология» (г. Хабаровск), АмурКНИИ ДВО РАН (г. Благовещенск) силикатным методом, аналитики С.М.Радомский, Л.П.Носкова, О.А.Зубова.

Содержания широкого круга элементов-примесей, включая РЗЭ, в представительных пробах интрузивных пород определены методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на приборе ICP-MS Elan DRC II PerkinElmer (США) в Хабаровском аналитическом центре Института геофизики и тектоники ДВО РАН, аналитики Д.В. Авдеев, Л.С. Боковенко, В.Е. Зазулина, Н.И. Ильина. Относительная погрешность определения не превышает 5%.

Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Pb, Th, Ti, Ba, Cr, Ni, Co, V, Cu, Zn в породах определялись методом рентгенофлюоресцентного анализа (РФА) в Институте геологии и геохронологии докембрия v

РАН (г. Санкт-Петербург), а также Отделении региональной геологии и гидрогеологии ДВО РАН (г. Благовещенск), аналитик А.А.Зеневич. Относительная погрешность определения не превышает 10 %. Оценка точности и воспроизводства методик определения элементов осуществлялась с помощью внутренних и международных стандартов.

Определения изотопного возраста пород Rb-Sr и К-Ar методами выполнялись в лабораториях ВСЕГЕИ и ИГГД РАН (аналитики Ю.П. Шергина, А.Г. Рублев). Содержания рубидия и стронция определены методом двойного изотопного разбавления с погрешностью ± 1,5-2,0 %. Использован комбинированный трассер, обогащенный изотопами 84Sr и 85Rb. Измерения изотопного состава стронция произведены на масс-спектрометре МИ -1201Т с

07 ог О п Qfl ошибкой ± 0,05-0,1%. Для контроля измерений отношений Sr/ Sr и Rb/ Sr был использован стандарт Национального Бюро Стандартов США SRM-987. Для большинства проб погрешности определений отношений 87Rb/86Sr составляли 1% на 95% уровне доверительной вероятности. Лишь для амфиболов, проанализированных во ВСЕГЕИ, эта погрешность достигала 2 %. Ошибка в определении 87Sr/86Sr составляет 0,05 % (для амфиболов - 0,1%)- Расчёт параметров изохрон осуществлялся по программе ISOPLOT, аналитические ошибки приведены с доверительной вероятностью 0,95 (2а).

U-Pb датирование цирконов осуществлялось на ионном микрозонде SHRIMP-II в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ им. А.П. Карпинского (аналитик Н.И. Родионов). Отобранные вручную зерна цирконов были имплантированы в эпоксидную смолу вместе с зернами цирконовых стандартов TEMORA и 91500. Далее зерна цирконов были сошлифованы и приполированы приблизительно на половину своей толщины. Для выбора участков (точек) датирования на поверхности зерен использовались оптические (в проходящем и отраженном свете) и катодо-люминисцентные изображения, отражающие внутреннюю структуру и зональность цирконов. Измерения U-Pb отношений на SHRIMP-II проводились по методике, описанной в статье (Williams, 1998). Интенсивность первичного пучка молекулярных отрицательно заряженных ионов кислорода составляла 5 нА, диаметр пятна (кратера) составлял 25 мкм. Обработка полученных данных осуществлялась с использованием программы SQUID (Ludwig, 2000). U-Pb отношения нормализовались на значение 0,0668, приписанное стандартному циркону TEMORA, что соответствует возрасту этого циркона в 416,75 млн. лет (Black, Kamo, 2003). Погрешности единичных анализов (отношений и возрастов) приводятся на уровне 1а, погрешности вычисленных конкордантных возрастов и пересечений с конкордией приводятся на уровне двух сигма. Построение графиков с конкордией (Wetherill, 1956) проводилось с использованием программы ISOPLOT/EX (Ludwig, 1999).

Изотопный состав Sr и Nd и содержание Rb, Sr, Sm, Nd в образцах гранитоидов были определены в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург), аналитик Р.Ш.Крымский. Анализ изотопного состава Sr и Nd выполнен на многоколлекторном масс-спектрометре TRITON (Thermo) по стандартной методике. Средняя точность определения изотопных отношений (2а) составила: 87Rb/85Rb - 0,005 %, 87Sr/86Sr - 0,002%, 147Sm/144Nd -0,03%, 143Nd/I44Nd - 0,005%. Изотопный состав стандарта NIST 987: 87Sr/86Sr = 0,710244 ± 0,000011. Изотопный состав стандарта Nd JNdi-1: I43Nd/I44Nd = 0,512106 ± 0,000002. При расчете величин SNd(T) и модельных возрастов Тш(ОМ) использованы современные значения CHUR по (Jacobsen, Wasserburg, 1984) - (143Sm/144Nd - 0,512638, 147Sm/144Nd = 0,1967) и DM no (Goldstein, Jacobsen, 1988) - (,43Nd /144Nd = 0,513151, 147Sm/144Nd = 0,2136). При расчете двухстадийных модельных возрастов T>jd(DM-2st) принята среднекоровая величина отношения 147Sm/144Nd = 0,12 (Taylor, McLennan, 1985).

Изотопный состав кислорода для большинства проб мезозойских гранитоидов выполнен в Институте геохимии, минералогии и рудообразования ПАН Украины (г. Киев) по стандартной методике на масс-спектрометре МИ-1201В, аналитик В.Н.Загнитко. Рабочий

1 о стандарт - ГИН-1, значения 8 О (%о) приведены относительно международного стандарта

SMOW. Точность изотопных определений - ± 0,2%о. Изотопный состав кислорода для гранитоидов граносиенит-лейкогранитовой и гранодиорит-гранитовой ассоциаций

Станового пояса выполнен в Институте геологии ДВО РАН (г. Владивосток) по стандартной методике на масс-спектрометре Finnigan МАТ-252, аналитик Т.А.Веливецкая. Точность 18 определений 5 О составляет ± 0,2 %о.

Кроме оригинальных анализов пород и минералов, полученных и обработанных автором, привлекались аналитические данные геолого-съемочных работ, а также литературные материалы.

Основные защищаемые положения.

1. Породы мезозойских (210-110 млн. лет) грапитоидных ассоциаций золотоносных районов Верхнего Приамурья относятся к I-типу и группируются в две интрузивных серии — диорит-гранитовую щелочно-известковую и монцодиорит-лсйкогранитовую известково-щелочную, в составе которых по соотношению Rb и Sr выделяются геохимические группы кислых пород с содержанием Si02 более 64 %: А - с относительно высокими содержаниями Rb (>95 г/т), низкими - Sr (< 500 г/т); Б - низкими - Rb (<95 г/т) и Sr (< 500 г/т); В -высокими Rb (> 95 г/т) и Sr (> 500 г/т), Г - низкими Rb (< 95 г/т), высокими - Sr (> 500 г/т).

2. Мезозойские гранитоидные ассоциации Верхнего Приамурья являются гибридными образованиями и имеют смешанное, мантийно-коровое происхождение, с преобладанием в их составе корового вещества. Ведущими механизмами при формировании гранитоидных ассоциаций являются взаимодействие мантийных базитовых расплавов с продуктами частичного плавления континентальной коры для пород среднего состава, частичное плавление корового материала для кислых пород.

3. В пределах Верхнего Приамурья выделено два этапа формирования континентальной коры - раннего протерозоя (1,7-2,5 млрд. лет) и рифея (0,9-1,5 млрд. лет). Продуктивность гранитоидных ассоциаций в отношении золота коррелируется с составом исходной для них континентальной коры и содержаниями MgO в гранитах. Для пород высокопродуктивных на золото гранитоидных ассоциаций источником являлась кора амфиболитового состава, а граниты этих ассоциаций характеризуются наиболее высокими содержаниями MgO (> 1 %).

Граниты низкопродуктивных ассоциаций обладают наиболее низкими содержаниями MgO (< 0,75 %) и образуются за счет корового материала метаграуваккового состава. Для пород умереннопродуктивных ассоциаций характерен смешанный метаграувакко-амфиболитовый состав источника и умеренные содержания MgO (0,7-0,92 %) в гранитах.

4. Мезозойские гранитоиды Верхнего Приамурья, с которыми связано золотое оруденение, кристаллизуются в целом при высокой фугитивности кислорода и воды, но при различном режиме галогенов. Наблюдается рост активности фтора и снижение роли хлора при переходе от высокопродуктивных в отношении золота гранитоидов к низкопродуктивным. Высокопродуктивные гранитоиды характеризуются близким составом флюидов с гранитоидами, сопровождающимися молибденовым и медно-молибденовым оруденением, низкопродуктивные по составу флюида близки к вольфрамоносным гранитоидам. Флюидный режим гранитов низкопродуктивных в отношении золота ассоциаций отличается от состава флюидов оловоносных гранитоидов высокой активностью кислорода и воды, а высокопродуктивных, кроме этого, низкими значениями отношений летучестей фтора к хлору, высокими - хлора к воде.

Научная новизна работы.

В работе обобщены данные по петрографии, минералогии, геохимии, включая редкоземельные элементы, а также радиогенные изотопы Rb, Sr, Sm, Nd, К, Ar, О, мезозойских гранитоидов одного из крупнейших золотоносных регионов Востока России.

Разработана новая схема расчленения и корреляции мезозойских гранитоидов в различных геологических структурах Верхнего Приамурья. Впервые в результате комплексного Rb-Sr, K-Ar, U-Pb изотопного датирования получены наиболее достоверные оценки изотопного возраста пород двух этапов мезозойского гранитоидного магматизма: рапнеюрского - 206-185 млн. лет, позднеюрско-раннемелового 144-108 млн. На основе Rb-Sr и К-Ar изотопных исследований впервые получены данные о раннеюрском (а не позднепалеозойском, как это считалось ранее) изотопном возрасте гранитоидов Чагоянского рудпо-россыпного узла, позднеюрско-раннемеловом (а не раннемеловом) возрасте диорит-грапитовой ассоциации Умлекано-Огоджинской зоны, раннемеловом (а не позднеюрском) этапе становления граносиенит-гранитовых ассоциаций Умлекано-Огоджинской зоны и Байкало-Витимского супертеррейна. В результате U-Pb изотопного датирования впервые получены данные о раннемеловом (а не ранне- и позднемеловом) изотопном возрасте гранит-лейкогранитовой ассоциации Станового пояса, раннемеловом возрасте гранодиорит-гранитовой ассоциации Умлекано-Огоджинской зоны, подтвержден раннемеловой возраст граносиенит-гранитовой ассоциации Умлекано-Огоджинской зоны.

Впервые среди мезозойских гранитоидов Верхнего Приамурья выделены образования двух интрузивных серий — диорит-гранитовой и граносиенит-лейкогранитовой, которые, в свою очередь, по соотношению Rb и Sr разделены на геохимические группы А, Б, В и Г, отражающие различие пород гранитоидных ассоциаций в зависимости от возраста, положения в региональных структурах, состава, изотопного возраста исходного субстрата и условий генерации родоначальных расплавов.

В результате выполненных исследований впервые проведено районирование коры Верхнего Приамурья по модельному возрасту ее формирования. Выявлена зависимость геохимических особенностей пород гранитоидных ассоциаций от возраста исходной коры. На основании геохимических и изотопно-геохимических данных (Sm-Nd, Rb-Sr, О) оценен возможный состав коровых источников родоначальных магматических расплавов

Установлено, что разнообразие составов гранитоидов и их продуктивность на золото в значительной степепени зависит от состава исходного корового субстрата, который также определяет элементы латеральной петрогеохимической зональности в размещении позднеюрско-раннемеловых гранитоидов в пределах Верхнеамурского коллизионного пояса. Продуктивность гранитоидных ассоциаций в отношении золота коррелируется с составом исходной для них континентальной коры и содержаниями MgO в гранитах. Для пород высокопродуктивных на золото гранитоидных ассоциаций источником являлась кора амфиболитового состава, а граниты этих ассоциаций характеризуются наиболее высокими содержаниями MgO. Граниты низкопродуктивных ассоциаций обладают наиболее низкими содержаниями MgO и образуются за счет корового материала метаграуваккового состава.

Впервые наиболее полно исследованы особенности составов породообразующих минералов гранитоидных ассоциаций и произведена оценка РТ условий, кислотности-щелочности и важнейших параметров флюидного режима при их кристаллизации. Выявлены геохимические различия флюидного режима гранитоидов различной продуктивности в отношении золота, а также показаны их отличия от гранитоидов, сопровождающихся оруденением другого состава. Установлено, что наиболее общей закономерностью флюидного режима гранитоидов Верхнего Приамурья является рост активности фтора и снижение роли хлора при переходе от высокопродуктивных известково-щелочных и умеренно-щелочных гранитоидов, сопровождающихся золотым и золото-редкометалльным оруденением скарнового и гидротермального типов к низкопродуктивным умеренно-щелочным гранитоидам с золото-редкометалльным оруденением грейзенового и гидротермального типов. Флюидный режим высокопродуктивных на золото гранитоидов характеризуются близким составом флюидов с гранитоидами, хлоротипных рудно-магматических систем с молибденовым и медно-молибденовым оруденением, а низкопродуктивные по составу флюида близки к вольфрамоносным гранитоидам фторотипных рудно-магматических систем. Флюидный режим гранитодов золотоносных районов Верхнего Приамурья в целом отличается от состава флюидов оловоносных гранитоидов высокой активностью кислорода и воды.

Практическое значение. Полученные данные использованы при составлении мелкомасштабных карт масштаба 1:10000000 Новой серии и совершенствовании Становой и Зейской серийных легенд «Госгеокарты-200». Выявленные геохимические и петрохимические и петрологические особенности пород, также как и данные по флюидному режиму кристаллизации гранитоидов, различающихся по продуктивности в отношении золота, могут быть использованы для прогноза ассоциированного с гранитоидами оруденения.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликованы 3 монографии и более 50 научных работ. Результаты исследований вошли в 7 производственных и 5 научно-исследовательских отчетов. Основные положения работы и отдельные выводы докладывались или были представлены на различных региональных, всесоюзных или всероссийских, международных совещаниях и симпозиумах, в том числе па 2 региональном петрографическом совещании «Магматические и метаморфические комплексы Северо-востока СССР и составление Госгеолкарты-50» (г. Магадан, 1988), на международном семинаре «Тектоника и минерагения Северо-востока СССР» (Магадан, 1990), международной конференции «Геологическая эволюция и строение Азиатского континента и окраинных морей северо-западной части Тихого океана» (г. Владивосток, 1991), на Первом всероссийском петрографическом совещания «Магматизм и геодинамика» (г. Уфа, 1995), на международной конференции к 100-летию со дня рождения Н.А.Елисеева «Проблемы генезиса магматических и метаморфических пород» (С.-Петербург, 1998), неоднократно на международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (г. Москва, 1999, 2005), на международном геологическом симпозиуме «International Geological Symposium East-Asia» (г. Улан-Батор, Монголия, 1999), на международной научной конференции «Генезис месторождений золота и методы добычи благородных металлов» (г. Благовещенск, 2000), на IV Дальневосточном региональном петрографическом совещании (г. Хабаровск, 2001), на IV международном геологическом симпозиуме «Геологическая и минерагеническая корреляция в сопредельных районах России, Китая и Монголии» (г. Чита, 2001), на Международном (X Всероссийском) петрографическое совещание «Петрография XXI век» (г. Апатиты, 2005), региональной конференции «Тектоника, глубинное строение и минерагения Востока Азии: V Косыгинские чтения» (г. Хабаровск, 2006).

Благодарности. Исследования велись в тесном контакте со многими коллегами из Анюйской экспедиции ПГО «Севвостгеология» (п. Билибино), СВКНИИ ДВО РАН, ФГУГП «Амургеология», АмурКНИИ ДВО РАН. В разное время автор плодотворно обсуждал отдельные аспекты работы с д.г.-м.н. С.М.Бескиным, д.г.-м.н. А.М.Борсуком, М.Л.Гельманом, д.г.-м.н. Ю.А.Костицыным, академиком РАН А.А.Маракушевым, д.г.-м.н. В.Д.Мельниковым, д.г.-м.н. Л.Ф.Мишиным, д.г.-м.н. Г.И.Неронским, к.г.-м.н. Ю.Г.Пискуновым, д.г.-м.н. В.С.Поповым, член-корреспондентом РАН В.Г.Сахно, к.г.-м.н. А.С.Синдеевым, д.г.-м.н. В.Ф.Смолькиным, д.г.-м.н. В.И.Черновым, д.г.-м.н. Л.В.Эйришем. Содействие в проведении исследований было оказано академиком РАН В.Г.Моисеенко, д.г.-м.н. Ю.П.Трухиным, д.г.-м.н. В.А.Степановым, В.И.Голиком, А.В.Пипичем, Н.Н.Петрук, к.г.-м.н. Г.В.Ботряковым, к.г.-м.н. А.В.Мельниковым, в проведении аналитических работ -д.ф.-м.н. Е.С.Астаповой, Б.В.Беляцким, к.г.-м.н. Н.В.Бердниковым, к.г.-м.н. В.И.Гвоздевым, д.х.н. А.В.Ивановым, д.г.н. А.Н.Пономаренко, к.г.-м.н. С.М.Радомским, к.г.-м.н. Л.И.Рогулиной, Е.В.Шарудо. Большая помощь в графическом оформлении рукописи оказана Т.М.Чубовой, в пробоподготовке - Т.С.Серебрянской и С.Г.Батуриным. Автор глубоко признателен всем названным лицам за помощь и полезные дискуссии.

Заключение диссертации по теме «Петрология, вулканология», Стриха, Василий Егорович

Золотоносность Верхнего Приамурья контролируется одноименным коллизионным поясом мезозойских (210-110 млн лет) гранитоидов. Исследование минерального и химического состава пород, содержаний широкого круга элементов-примесей и изотопов Rb, Sr, К, Аг, U, Pb, Sm, Nd, О в породах и породообразующих минералах позволило автору впервые выявить ряд геохимических и петрологических особенностей отличающих гранитоиды Верхнеамурского пояса от гранитоидов типичных коллизионных областей в целом и коллизионных гранитоидов золотоносных районов Северо-Востока в частности, а также произвести сравнение параметров флюидного режима гранитоидов золотоносных областей и гранитоидов сопровождающихся разнотипным оруденением.Среди мезозойских гранитоидов золотоносных районов Верхнего Приамурья выделено восемь ассоциаций, различающихся между собой по положению в региональных геологических структурах, изотопному возрасту, продуктивности в отношении золота, содержаниям большинства крупноионных литофилов и высокозарядных элементов, изотопов неодима, стронция, кислорода, составу и соотношениям слагающих пород, формирование которых происходило при коллизии Амурского супертеррейна и Сибирского кратона. По характеру распределения микроэлементов и РЗЭ они в целом близки к гранитоидам типовых коллизионных обстановок, отличаясь обедненностыо Rb, Та, обогащенностью Sr и Ва, что обусловлено унаследованием островодужньгх свойств докембрийских источников.Породы мезозойских гранитоидных ассоциаций золотоносных районов Верхнего Приамурья характеризуются преимущественно как магнезиальные, высококалиевые, I-типа и группируются в две интрузивных серии - диорит-гранитовую щелочно-известковую и граносиенит-лейкогранитовую известково-щелочную, в составе которых по соотношению Rb и Sr выделяются геохимические группы отражающие различие пород гранитоидных ассоциаций в зависимости от положения в региональных структурах: А - с относительно высокими содержаниями Rb, Cs, низкими - Sr; Б - низкими - Rb, Cs, Sr; В - высокими - Rb, Cs, Sr, Г - низкими - Rb, Cs, высокими - Sr.Разработана новая схема расчленения и корреляции мезозойских гранитоидов в различных геологических структурах Верхнего Приамурья. Впервые в результате комплексного Rb-Sr, K-Ar, U-Pb изотопного датирования получены наиболее достоверные оценки изотопного возраста пород двух этапов мезозойского гранитоидного магматизма: раннеюрского - 206-185 млн лет, позднеюрско-раннемелового 150-108 млн лет. Установлено, что последовательность становления мезозойских гранитоидных ассоциаций не зависит от их саличности и щелочности.На основе Rb-Sr и К-Ar изотопных исследований впервые получены данные о раннеюрском (а не позднепалеозойском, как это считалось ранее) изотопном возрасте гранитоидов Чагоянского рудно-россьшного узла, позднеюрско-раннемеловом (а не

раннемеловом) возрасте монцодиорит-гранитовой ассоциации Умлекано-Огоджинской зоны, раннемеловом (а не позднеюрском) этапе становления граносиенит-гранитовых ассоциаций Умлекано-Огоджинской зоны и Байкало-Витимского супертеррейна.В результате U-Pb изотопного датирования впервые получены данные о раннемеловом (а не ранне- и позднемеловом) изотопном возрасте гранит-лейкогранитовой ассоциации Станового пояса, раннемеловом возрасте гранодиорит-гранитовой ассоциации Умлекано Огоджинской зоны, подтвержден раннемеловой возраст граносиенит-гранитовой ассоциации Умлекано-Огоджинской зоны.Для пород высокопродуктивных ассоциаций характерен метаглиноземистый состав, нормальная щелочность умеренно кислых и кислых пород, повышенные концентрации Cr, а в ряде случаев и Ni, высокие содержания MgO в гранитах. Для гранитов низкопродуктивных ассоциаций в отличие от более продуктивных характерна повышенная щелочность и глиноземистость пород, низкие содержания MgO, низкие концентрации Zr, Nb, V, Yb, ТРЗЭ, а для лейкогранитов низкопродуктивных ассоциаций наболее низкие содержания Со, Yb, Th.На основании геохимических и изотопно-геохимических данных произведена оценка возможных механизмов формирования гранитоидных ассоциаций золотоносных районов.Породы гранитоидных ассоциаций относятся к гибридным образованиям и имеют смешанное, мантийно-коровое происхождение, с преобладанием в их составе корового вещества. Ведущими механизмами при формировании гранитоидных ассоциаций являются взаимодействие мантийных базитовых расплавов с продуктами частичного плавления континентальной коры для пород среднего состава, частичное плавление корового материала и фракционная кристаллизация для кислых пород.Существенно коровый состав гранитоидов свидетельствует о том, что отмечаемая многими исследователями петрохимическая зональность ареала их развития обусловлена, прежде всего, различиями в составе исходного субстрата.В результате выполненных исследований впервые проведено районирование коры Верхнего Приамурья по модельному возрасту ее формирования. Выделено два этапа формирования континентальной коры - раннего протерозоя (1,7-2,5 млрд. лет) и рифея (0,9-

1,5 млрд. лет), служившей источником для гранитоидов Верхнеамурского пояса. На основании геохимических и изотопно-геохимических данных оценен возможный состав коровых источников родоначальных магматических расплавов. Выявлено, что разнообразие составов гранитоидов и их продуктивности на золото в значительной степепени зависит от состава исходного корового субстрата. Преобладающим компонентом в источнике мезозойских гранитоидов являлся метаизверженный материал, в рифейской коре содержащий примесь метапелитового вещества. Для первичных магм средних и умеренно кислых пород высокопродуктивных на золото мезозойских гранитоидных ассоциаций источником предположительно являлась кора амфиболитового состава. Для низкопродуктивных гранитоидов повышенной щелочности заключительных фаз раннемеловых граносиенит-гранитовой и гранодиорит-гранитовой ассоциаций Умлекано Огоджинской зоны, граносиенит-лейкогранитовой и гранит-лейкогранитовой ассоциаций Станового террейна источником служила кора преимущественно метаграуваккового состава.Позднемезозойские гранитоидные ассоциации золотоносных районов Северо-Востока России в целом близки по составу пород и петрохимическим особенностям к мезозойским гранитоидыым ассоциациям Верхнего Приамурья, но имеют различные изотопно геохимические характеристики, что позволяет предполагать различия в составе их источников. В отличие от гранитоидов Верхнего Приамурья источники для гранитоидов Северо-Востока содержали существенную примесь углеродистого вещества, а метаграувакки в источниках имели преимущественно осадочное происхождение.Для золотого оруденения связанного с мезозойскими гранитоидами Верхнего Приамурья наиболее вероятными источниками золота являются исходные базитовые расплавы, взаимодействующие с веществом коры, а также рифейская и раннепротерозойская кора амфиболитового и метаграуваккового состава, подвергшаяся частичному плавлению.Для Северо-Востока, в отличие от Верхнего Приамурья, источником золота, кроме базитовых расплавов, исходных амфиболитов и метаграувакк, служат также широко развитые здесь углеродистые терригенные отложения, которые обладают повышенной золотоносностью и обуславливают преимущественно восстановленный характер развитых здесь гранитоидов ильменитовой серии.Результаты исследований состава породообразующих минералов гранитоидов Верхнего Приамурья показали, что породы кристаллизовались преимущественно в гип-и мезоабиссальных условиях фации глубинности, из расплавов нормальной и повышенной щелочности, в условиях высокой фугитивности кислорода, при различном флюидном режиме галогенов. На основе составов биотитов произведены расчеты таких параметров флюидного режима при кристаллизации гранитоидов как logf02, log(fHF/fHCl), log(fHF/fH20), log(fflCl/ffl20), logfHaO. Установлено, что наиболее общей закономерностью флюидного режима гранитоидов Верхнего Приамурья является рост активности фтора и снижение роли хлора при переходе от высокопродуктивных известково-щелочных и умеренно-щелочных гранитоидов, сопровождающихся золотым и золото-редкометалльным оруденением скарнового и гидротермального типов к низкопродуктивным умеренно щелочным гранитоидам с золото-редкометалльным оруденением греизенового и гидротермального типов. Проведено сравнение полученных параметров с гранитоидами сопровождающимися разнотипным оруденением (Mo, Cu-Mo, W, Sn, Sn-W, Sn-PM).Сравнительный анализ данных по составу флюидной фазы гранитоидов рудно-магматических систем с золотым и золото-молибденовым оруденением упрочило положение о том, что они резко отличаются от гранитов фторотипных рудно-магматических систем с оловянным, олово-вольфрамовым и олово-редкометалльным оруденением высокой фугитивностью кислорода и воды. Установлено, что флюидный режим высокопродуктивных на золото гранитоидов характеризуются близким составом флюидов с гранитоидами хлоротипных рудно-магматических систем с молибденовым и медно-молибденовым оруденением, а низкопродуктивные по составу флюида близки к вольфрамоносным гранитоидам фторотипных рудномагматических систем.Рассчитанный состав флюидной фазы гранитоидов золотоносных районов близок к составу флюидов магматогенных золоторудных месторождений, а по данным экспериментов является благоприятным для концентрации золота.

Список литературы диссертационного исследования доктор геолого-минералогических наук Стриха, Василий Егорович, 2008 год

1. 21-30. Костицын Ю.А. Накопление редких элементов в гранитах. Часть 2. // Природа. 2000. №