Typochemic biotite features ofthe leukogranite-granite formation rocks as a criterion ofthe estimate ofthe presence of negative crystals in massifs.pdf Многими исследователями показано, что магнези-ально-железистые слюды чутко реагируют на изменчивость физико-химических параметров гранитной системы, что проявляется в вариациях основного и примесного составов биотита пород [1-8]. Указанные особенности с успехом используют для решения вопросов генезиса и типизации гранитоидов [9, 10], а также для оценки их рудоносности. Уже проанализирован состав биотита гранитов с редкометалльной (Sn-W) и золотоносной минерализацией, на основании чего выявлены критерии оценки рудоносности кислых интрузий на указанные элементы по типоморфизму слюды [8, 14]. Для гранитоидов, продуцирующих хрусталеносные пегматиты, несмотря на большое количество выполненных работ [11-14 и др.], такой оценки до сих пор не проводилось.Попытка выявить типохимизм биотита материнских для камерных пегматитов гранитов сделана нами на базе многочисленных публикаций последних лет, а также собственных материалов, полученных в ходе исследования хрусталеносных гранитных массивов Западной Монголии. Анализы биотита из гранитоидов Западной Монголии (85 проб) проведены в лаборатории Института геологии, минералогии и геохимии СО РАН г. Новосибирска на микроанализаторе «Camebax SX-50» (аналитик Л.Н. Поспелова). Исследование проведено в два этапа. Сначала определялся типохимизм магнезиально-железистых слюд гранитоидов азиатского региона с промышленными полями хрусталеносных пегматитов за пределами Западной Монголии. Для этого были привлечены литературные данные и в выборку вошли слюды из хорошо изученных эталонных пегма-титоносных комплексов гранит-лейкогранитовой фор-AIмации с граносиенитами - акчатауского, акжайляутаско-го, жанчивланского, кукульбейского, развитых в Цен-тральном Казахстане, Центральной Монголии и Восточ-ном Забайкалье [11-14]. Поскольку масштабы хрустале-носности этих комплексов неравноценны, второй зада-чей стало выявление признаков отличия в типохимизме слюд высоко-, средне- и малопродуктивных комплексов. На втором этапе работы была проведена апробация вы-явленных минералогических критериев рудоносности на материале хрусталеносных массивов Западной Монго-лии с попутной оценкой потенциальной продуктивности последних в отношении промышленной кварцевой ми-нерализации в камерных пегматитах. Для представления полученных результатов и анализа данных использова-лись: тройная диаграмма минального состава железисто-магнезиальных слюд, диаграмма полей щелочности [1], диаграмма железистости-глиноземистости биотита в зависимости от химического потенциала воды и калия [3]. Расчет кристаллохимических формул слюд выпол-нен по катионному (на 7 катионов) методу А.Г. Булаха [15]. Железо анализировалось в виде суммарного FeO и рассчитывалось как Fe2+. Железистость биотитов F=100Fe/(Fe+Mg), глиноземистость L=100Al/(Al+Si+ +Mg+Fe), где Fe=Fe2++Fe3+.Анализ собранных литературных данных по составу биотита хрусталеносных комплексов гранит-лейкогранитовой формации с граносиенитами показал, что все их слюды относятся к аннит-флогопитам с раз-личным, но сравнительно небольшим количеством примеси сидерофиллитового минала. Фигуративные точки минального состава слюд, вынесенные на трой-ную диаграмму, образуют два поля (рис. 1).СидерофиллитИстоннтАннит FeMg Флогопит38412 3 4 5Рис. 1. Минальный состав биотита из хрусталеносных гранитов гранит-лейкогранитовой формациис граносиенитами. Поля биотита гранитных комплексов хрусталеносной с пегматитовой минерализацией(данные по [11-14]): 1 - акжайляутаский и акчатауский; 2 - кукульбейский и жанчивланский.Гранитные комплексы Западной Монголии: хархиринский комплекс (3 - Хархиринский массив; 4 - Ачитнурский), ошкинский комплекс (5 - Ошкинский массив)В первое попадают слюды с повышенным содержанием флогопитового минала и низкими концентрациями сидерофиллитовой составляющей. К ним относятся биотиты гранитов акжайляутаского и акчатауского комплексов Центрального Казахстана (массивы Кент, Баян-Аул, Акжайляу), причем в правой части этой области концентрируются биотиты акчатауского комплекса, а в левом - акжайляутаского. Во втором поле обособляются слюды, содержащие одновременно повышенное количество аннитового и сидерофиллитово-го миналов. К ним относятся биотиты гранитоидов ку-кульбейского и жанчивланского комплексов Восточного Забайкалья и Приуланбаторского района Монголии (массивы Адун-Челон и Горихо) (рис. 1). Известно, что конечные продукты дифференциации двух последних комплексов, кроме камерных пегматитов, имеют ред-кометалльную специализацию и относятся к категории литий-фтористых редкометалльных гранитов. Таким образом, получается, что по валовому составу биотита пегматитоносные массивы можно разделять на высокопродуктивные, умеренно- и слабопродуктивные в отношении пьезокварцевого сырья. Для высокопродуктивных пегматитоносных массивов характерны слюды с повышенным содержанием флогопитового минала и незначительным (до первых процентов) сидерофилли-тового, для умереннопродуктивные - биотиты с повышенным количеством глиноземистой составляющей и высокой концентрацией аннитового минала. Слюды слабопродуктивных пегматитоносных массивов характеризуются повышенными содержаниями аннитового и сидерофиллитового миналов, при этом отмечена пря-мая корреляция между степенью редкометалльности массивов (в ущерб хрусталеносности) и содержанием в свойственных им слюдах данных миналов.В координатах глиноземистости (рис. 2) биотиты гранитов гранит-лейкогранитовой формации с грано-сиенитами и промышленной пегматитовой хрустале-носной минерализацией располагаются преимущественно в пределах пятой и четвертой групп щелочности. Исключение составляют только биотиты гранитоидов кукульбейского комплекса, ареал распространения которых растянут и смещен влево, занимая поля от II до IV. Полученная картина свидетельствует, что магнези-ально-железистым слюдам комплексов с хрусталенос-ными пегматитами свойственна в целом пониженная глиноземистость и их кристаллизация происходила преимущественно в условиях высокой щелочности ми-нералообразующего субстрата.Как показали исследования И.Н. Бушлякова [2], а также Г.Б. Ферштатера и Н.С. Бородиной [5], биотит может выступать как геотермометр и геобарометр. Интерпретация на основе указанных работ собранных нами данных по химическому составу биотита гранитоидов гранит-лейкогранитовой формации приводит к выводу, что глубина становления их массивов может быть различной (рис. 3). Вероятно, оптимальными условиями для появления хрусталеносных камерных пегматитов являются гипабиссальные, поскольку порядка 80% фигуративных точек биотита укладываются в III поле. Эти данные хорошо согласуются с имеющимися геологическими и петрографическими наблюдениями.Рис. 2. Диаграмма оценки режима кислотности-щелочности кристаллизации гранитоидовпо глиноземистости биотитов (по [1]). Поля биотита гранитных комплексов с хрусталеноснойпегматитовой минерализацией (по данным [11-14]): 1 - акжайляутаский и акчатауский; 2 - кукульбейский;3 - жанчивланский. Гранитные комплексы Западной Монголии: хархиринский комплекс(4 - Хархиринский массив; 5 - Ачитнурский), ошкинский комплекс (6 - Ошкинский массив)Нанесенные на диаграмму цН20 - цК20 анализы биотитов акчатауского, акжайляутаского, жанчивланского, кукульбейского комплексов образуют три обособленных поля (рис. 4). В первое попадают слюды гранитоидов с высокой щелочностью среды и высокойтемпературой кристаллизации, во второе - слюды гранитов с более низкими температурами кристаллизации и повышенной щелочностью, в третье - слюды пород с пониженной температурой кристаллизации и пониженной щелочностью среды.385Я з-1112 1314А1А0-& О О ш ж12 3 4 5 6 7151617Рис. 3. Содержание Ti02 и А1203 в биотитах хрусталеносных пород гранит-лейкогранитовой формациис граносиенитами. Поля фаций глубинности (по [5]): I - абиссальные (10-15 до 3-5 км); II - мезоабиссальные;III - гипабиссальные (3-5 до 1,5 км); IV - приповерхностные. Поля биотита гранитных комплексов с хрусталеноснойпегматитовой минерализацией (по данным [11-14]): 1 - акжайляутаский; 2 - кукульбейский; 3 - жанчивланский;4 - акчатауский. Гранитные комплексы Западной Монголии: хархиринский комплекс (5 - Хархиринский массив;6- Ачитнурский), ошкинский комплекс (7- Ошкинский массив)[Jkzo|Jn:;oL29 27 25 23 21 19 17.100( ' J '/ I4030I^Г I J.ЩелочностьTO11-?2c:>3О4i56 жРис. 4. Точки состава биотита пород гранит-лейкогранитовой формации с граносиенитамии хрусталеносными пегматитами на диаграмме соотношения активности воды (температура кристаллизации)и калия (щелочности) в кристаллизующихся расплавах (по [3]). Поля биотита гранитных комплексовс хрусталеносной пегматитовой минерализацией (по данным [11-14]): 1 - акжайляутаскийи акчатауский; 2 - кукульбейский; 3 - жанчивланский. Гранитные комплексы Западной Монголии:хархиринский комплекс (4 - Хархиринский массив; 5 - Ачитнурский), ошкинский комплекс (б- Ошкинский массив)Первое поле образовано биотитами гранитоидов ак-чатауского и акжайляутаского комплексов Казахстана. Второе - соответствует биотитам жанчивланского комплекса (массив Горихо). В третьем поле обособляются биотиты с высокими показателями глиноземистости и железистости гранитоидов кукульбейского комплекса Восточного Забайкалья. Полученные данные указывают на то, что по типохимизму биотитов, а именно сочетанию их железистости и глиноземистости, можно оценить условия, необходимые для образования высокопродуктивных камерных пегматитов, т.е. потенциальный масштаб возможного хрусталеносного оруденения тех или иных массивов.Кроме того, согласно B.C. Иванову [3], по железистости биотитов можно определять температуры кристаллизации гранитоидов. Таким образом, наиболее перспективными на промышленную минерализацию в камерных пегматитах могут быть интрузии гранит-лейкогранитовых комплексов, формировавшихся из расплавов повышенной щелочности, начальная температура кристаллизация которых составляла порядка 750°С.Подобным условиям кристаллизации соответствуют биотиты с пониженной железистостью (f=45-65, максимально 75) и глиноземистостью (1=13-18) высокопродуктивных массивов акчатауского и акжайляутаского комплексов (Кент, Баян-Аул, Акжайляу).386Аналогичное соотношение железистости - глинозе-мистости слюд согласно [10] указывает на принадлежность пород, продуцирующих хрусталеносные пегматиты, к гранитоидам I-типа, имеющим смешанный ман-тийно-коровый источник вещества. Они, в свою очередь, по степени окисленности разделяются на два подтипа, первый из которых, IR-тип, формировался в вос-становительных условиях, а второй, 10, - в окислительных. Поля составов биотита тех и других в целом обособлены, однако имеют и довольно значительную область перекрытия (рис. 5), где выделение конкретного подтипа гранитоидов возможно только на основе оценки существующей в слюдах зависимости между содержанием фтора и концентрациями магния и железа.Рис. 5. Диаграмма составов биотитов из гранитоидов известково-щелочныхи субщелочных гранитоидных комплексов в координатах железистость (F) - глиноземистость (L) (по [10]).S - поле гранитоидов S-типа; Ю, IR - поля гранитоидов I-типа. Гранитные комплексы с хрусталеноснойпегматитовой минерализацией (по данным [11-14]): 1 - акжайляутаский; 2 - кукульбейский; 3 - жанчивланский;4 - акчатауский. Гранитные комплексы Западной Монголии: хархиринский комплекс (5 - Хархиринский массив;6 - Ачитнурский), ошкинский комплекс (7- Ошкинский массив)Известно, что для гранитоидов IR-типа, как, впрочем и S-гранитов, установлена прямая корреляция между содержанием фтора в биотитах и их железистостью (увеличение первого приводит к увеличению второго), в то время как для слюд Ю-типа гранитов такая же прямая зависимость установлена для содержания фтора и флогопито-вого минала. Поскольку составы биотита продуктивных гранитов акчатауского и акжайляутаского комплексов как раз и попадают в область существующего перекрытия полей мантийно-коровых гранитоидов, то для определения их конкретного типа был проведен анализ зависимости содержаний в характерных для пород слюдах фтора, железа и магния. Он показал, что гранитоиды акчатауского комплекса соответствуют по типохимизму слюд 10-типу, а акжайляутаского - IR-типу. К гранитоидам IR-типа относятся также породы жанчивланского и кукуль-бейского комплексов. Правда, на диаграмме (рис. 5) их слюды концентрируются в области П1-гранитов уже за пределами зоны перекрытия полей.Принадлежность гранитоидов с редкометалльным уклоном, к которым в определенной степени относятся и породы акжайляутаского комплекса, к гранитоидам IR-типа может свидетельствовать либо о несколько большей глубине их становления, либо, что более вероятно, о вкладе глубинного флюида в редкометалль-ную специализацию пород.Как указывалось ранее, для апробации выявленных критериев хрусталеносности, основанных на типохи-мизме биотита, был проанализирован состав железисто-магнезиальных слюд гранитоидов гранит-лейкогранитовой формации с граносиенитами Западной Монголии с известной разномасштабной кварцевой минерализацией в камерных пегматитах.Непромышленная минерализация связана с пегматитами лейкогранитов хархиринского комплекса, участвующих в строении одноименного структурного блока поздних каледонид Монголо-Алтайской складчатой системы. Исследовано два массива этого комплекса -Ачитнурский и Хархиринский. Минерализация установлена в первом, где известно Ногоннурское пегматитовое поле, в котором насчитывается до 300 отдельных мелких тел [16, 17]. По всем признакам они относятся к типичным представителям малоглубинных хрустале-носных пегматитов и довольно часто содержат полости с кристаллами дымчатого кварца и мориона. Однако, несмотря на довольно значительное количество установленных пегматитовых тел, их малые размеры, слабая степень дифференцированности, а главное - низкое качество обнаруженных в полостях кристаллов кварца, делают этот объект непромышленным [18].В Хархиринском массиве пегматитовые тела встречаются крайне редко. Вместо них в гранитоидах главной фазы часто наблюдаются миаролы диаметром первые сантиметры с друзами мелких кристаллов полевого шпата и дымчатого кварца. На поздних стадиях становления в гранитах массива проявились процессы387грейзенизации и в меньшей степени альбитизации вплоть до появления рудопроявлений и даже месторождений олова и вольфрама.Второй уже промышленно хрусталеносный гранит-лейкогранитовый комплекс Западной Монголии - ош-кинский - развит в Барунхурайской структурно-формационной зоне герцинид, расположенной южнее структур поздних каледонид Монгольского Алтая. Хрусталеносные камерные пегматиты обнаружены во многих массивах комплекса, но наиболее широко они развиты в пределах одноименного плутона, где формируют компактное поле, насчитывающее более 900 отдельных тел [16, 17, 19]. Многие из них имеют крупные размеры (до 10 и более метров в поперечнике), полно-дифференцированы и содержат хрусталеносные камеры до 9,5x3,0x5,5 м.Единственным, но существенным недостатком месторождения является относительно низкое качество кристаллов кварца, извлекаемых из полостей. Тем не менее поле частично отработано в процессе разведки месторождения.Из 280 тел, подвергнутых изучению, в 54 были вскрыты хрусталеносные погреба и гнезда [19].Результаты анализов биотитов гранитов хархиринского и ошкинского комплексов представлены на рис. 1-4. В соответствии с полученными данными биотиты изученных массивов существенно отличаются по химическому составу, однако по глиноземистости на диаграмме А.А. Маракушева и И.А. Тарарина (рис. 2) все они соответствуют потенциально хрусталеносным гранитоидам, занимая преимущественно V поле щелочности.На тройной минальной диаграмме (рис. 1) анализы слюд укладываются в границы полученных ранее полей. При этом биотиты гранитоидов ошкинского комплекса попадают в поле слюд высокопродуктивных гранитоидов акчатауского и акжайляутаского комплексов, с которыми связаны крупные промышленные месторождения пьезокварца.Фигуративные точки минального состава биотитов пород хархиринского комплекса одноименного массива укладываются в границах поля биотитов гранитоидов жанчивланского и кукульбейского комплексов с известной редкометалльной специализацией, а биотиты Ачит-нурского массива хархиринского комплекса с непромышленной хрусталеносной минерализацией попадают в промежуточную область между полями слюд двух пегматитоносных провинций: западной - Казахстанской с масштабной хрусталеносной минерализацией, и восточной, куда входят Центральная Монголия и Восточное Забайкалье, где хрусталеносность в определенной степени редуцирована вследствие далеко зашедшей дифференциации, обусловившей редкометалльную специализацию массивов.Аналогичная картина обнаруживается на диаграмме в координатах глиноземистости - железистости (рис. 4).Биотиты ошкинского комплекса образуют на ней единое поле с магнезиально-железистыми слюдами гранитоидов акчатауского и акжайляутаского комплексов Казахстана, а биотиты хархиринского разбиваются на две области.Первая соответствует биотитам Хархиринского массива и перекрывается полем слюд жанчивланского и кукульбейского комплексов.Вторая занимает промежуточное положение, тяготея к области наиболее низкотемпературных слюд акжайляутаского комплекса, и оконтуривает фигуративные точки биотита Ачитнурских гранитоидов. По предложенным температурным группам, выделенным по составу слюд [3], температура кристаллизации пород Хархиринского массива могла составлять 550-650°С, а Ошкинского - 700-800°С.Типохимические особенности слюд хрусталеносных гранитоидов Западной Монголии, соотношение в них глиноземистости и железистости указывают на принадлежность гранитоидов хархиринского комплекса к ярко выраженному IR-типу, к которому, как уже отмечалось ранее, относятся массивы жанчивланского и кукульбейского комплексов, размещенных за пределами региона (рис. 5).Для слюд хархиринского комплекса зафиксирован «сидерофиллитовый» тренд, наличие которого, согласно [10], указывает на возможное промышленное оловянное или олово-вольфрамовое оруденение. Последнее действительно имеет место в гранитоидах Хархиринского массива, как, впрочем, и в гранитоидах жанчивланского и кукульбейского комплексов. Фигуративные точки биотита пород Ошкинского массива одноименного комплекса попадают на диаграмме в поле слюд акчатауского и акжайляутаского комплексов и локализуются в области перекрытия составов магнези-ально-железистых слюд гранитоидов IR и Ю-типов.Соотношения фтора и магния в слюде ошкинского комплекса показали, что гранитоиды имеют мантийно-коровый источник и формировались в окислительных условиях аналогично породам акчатауского комплекса.Таким образом, проведенная апробация подтверждает надежность и объективность выявленных на эталонных хрусталеносных массивах гранит-лейко-гранитовой формации минералогических критериев оценки их потенциальной продуктивности в отношении камерных пегматитов.На примере гранитных массивов Западной Монголии еще раз показано, что критерии, основанные на типохимизме магнезиально-железистых слюд, применимы для идентификации потенциально хрусталеносных массивов, позволяют разбраковать их по геохимическим типам и степени продуктивности.Это дает основание рекомендовать выявленные критерии для внедрения в практику при поисках и оценке хрусталеносных объектов пегматитового генезиса.

Скачать электронную версию публикации