Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Поиск и разведка месторождений полезных ископаемых >> Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых | Популярные статьи
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Накопление редких элементов в гранитах

Ю.А. Костицын (Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (ИМГРЭ))
Опубликовано в журнале "Природа", N 1, 2000 г.



Содержание

Введение

Многие месторождения Ta, Nb, Li, Sn, W и других редких металлов связаны с гранитами. Почему же одни граниты стали месторождением, а другие, почти такие же, пусты? Если понять причины накопления редких элементов, можно будет осознанно искать месторождения столь дефицитных металлов. Существует несколько гипотез образования редкометалльных гранитов. В одних ведущая роль отводится глубокой дифференциации обычного гранитного расплава, в других предполагаются особые условия плавления или особый источник вещества.
Сейчас стало очевидно, что понять природу источника вещества в магматической геологии можно, опираясь не только на геохимические, петрологические и другие традиционные методы, но и привлекая изотопные исследования. Именно они позволяют заглянуть в глубь истории горных пород, на шаг дальше, чем это было возможно до их появления в арсенале геологов. Поэтому я предлагаю читателю вместе провести обзор геохимических и Sm-Nd и Rb-Sr изотопных данных для редкометалльных гранитов, сравнить безрудные и рудоносные граниты с тем, чтобы остановиться на наиболее предпочтительной гипотезе их образования. Я умышленно буду избегать детального разбора авторских гипотез1 образования конкретных гранитных тел, чтобы не превращать анализ в простое голосование. Мы рассмотрим наиболее общие геохимические черты редкометалльных гранитов и попробуем понять особенности их источника и механизм образования.

О каких гранитах будет идти речь

Граниты различаются по своему составу и геологическим обстановкам, поэтому прежде всего нам нужно определиться с объектом нашего анализа. И здесь мы сталкиваемся с первой проблемой. Трудно строго расклассифицировать объекты, если они образуют многомерные множества с постепенными переходами. Мы будем придерживаться наиболее простых и поэтому наверняка неполных схем при выделении разных типов гранитов и сравнении их между собой.
25 лет назад австралийские геологи Б.Чаппелл и А.Уайт2 опубликовали двухстраничный реферат своего толстого производственного отчета об исследовании гранитоидов на юго-востоке Австралии, в котором предложили простые геохимические, минералогические и изотопные критерии для распознавания гранитов, возникших в результате плавления исходно изверженных (I-граниты) и осадочных, подвергшихся выветриванию и переотложению, пород (S-граниты). Как показала четвертьвековая история, эта буквенная классификация прижилась, хотя в силу ее неполноты не раз предпринимались попытки расширить алфавит, образуя менее четкие группы - М, С, А.
Группа A-гранитов заслуживает особого внимания потому, что в нее часто помещают многие редкометалльные граниты, о которых будет идти речь далее. Но сегодня она больше похожа на свалку ненужных вещей, чем на полку с бирками в приличной камере хранения. Взять хотя бы сам индекс "А". В разных работах помимо наиболее распространенной его расшифровки как "анорогенный" можно найти также "безводный" (anhydrous) или "повышенной щелочности" (alkaline). Все три свойства согласовать между собой не удается, в результате в одно семейство объединяются и щелочные граниты, с которыми нередко связаны месторождения Zr, Nb, редких земель, и высокоглиноземистые (с повышенным содержанием Al2O3) со своей минерализацией - Ta, Nb, Sn, W.
Для нас будут представлять интерес высокоглиноземистые редкометалльные граниты, частично попадающие в A-тип, а сравнивать их будем, в случае необходимости, с хорошо распознаваемыми безрудными гранитами S- и I-типов. Чтобы отличать магматические процессы от гидротермально-метасоматических, в отдельную группу объединим все грейзены и другие гидротермально измененные породы. Источники всей информации сведены в таблицу, чтобы читатель мог легко ориентироваться в дальнейшем обсуждении данных.
Источники информации
ОбъектыГеографическое положение Источник
Low-P граниты
Li-F граниты Орловка,
Этыка, Безымянка, Харагул
Забайкалье Zaraisky et al., 1998;
Коваленко и др, 1999
Li-F граниты Югодзырь Монголия Коваленко и др, 1997
Гранит Jurajoki Финляндия Taylor, 1992
Граниты Hora Svate Рудные горы Breiter, 1998
Kateriny (граница Чехия-Германия)  
Гранит Циннвальд Рудные горы (Германия) Seltmann et al., 1998
Гранит Lundy Бристольский пролив
(Великобритания)
Thorpe et al., 1990
Граниты Homr Akarem, Homrit Mukbit,
Nuweibi
Восточная Пустыня
(Египет)
Hassanen, Harraz, 1996
Гранит Quanlishan Провинция Хунан (Китай) Mao, Li, 1995
Мезозойская гранитная
серия Lion Rock
Гонконг Sewell et al., 1992;
Darbyshire, Sewell, 1997
Граниты Ko Samui,
Ko Phuket, Bu Ke
Ю.З.Таиланд Ishihara et al., 1980;
Pollard et al., 1995
Гранит Pleasant Ridge Нью-Брансуик
(Канада)
Taylor, 1992;
Whalen et al., 1996
Топазовые риолиты запад С.Америки Christiansen et al., 1983
Меловые граниты п-ова Эдварда-VII З.Антарктика Weaver et al., 1992
High-P граниты
Граниты Чиндагатуйско-
Калгутинского комплекса
Ю.З.Алтай (Россия) Kostitsyn et al., 1998;
Владимиров и др., 1998
Граниты Eibenstock-Nejdek, Slavkovsky Les,
Josefsthal, Homolka, Sejby,
Nakolice, Unterlembach, Galthof, Cimer,
Eisgarn, Rozvadov, Pribyslavice, Кarlovy Vary
Чехия Breiter, 1998;
Hermanek et al., 1998;
Rene, 1998
Гранит Pedrobernardo Испания Bea et al., 1994
Гранит Argemela Португалия Charoy, Noronha, 1996
Cornubian батолит Ю.Англия Darbyshire, Shepherd, 1985;
Charoy, 1986;
Taylor, 1992;
Darbyshire, Shepherd, 1994
Гранит Beauvoir Центральный массив
(Франция)
Raimbault et al., 1995
Граниты Tan Yong, Ruso, Pa Na Re,
Ku Long, Khara Khiri, Songkhla,
Khao Kachong, Khao Luang, Yod Nam mine
Ю.З.Таиланд Ishihara et al., 1980
Гранит Lottah С.В.Тасмания MacKenzie et al., 1988;
Sun, Higgins, 1996
Гранит Davis Lake Нова-Скоша (Канада) Dostal, Chatterjee, 1995
Macusani туф Ю.В.Перу Noble et al., 1984;
Pichavant et al., 1988
Грейзены и измененные породы
Homr Akarem
Граниты Орловка, Этыка Забайкалье Zaraisky et al., 1998
Граниты Югодзырь Монголия Kovalenko et al., 1997
Гранит Nebelstein C.Австрия Koller et al., 1998
Cornubian батолит Ю.Англия Charoy, 1986
Гранит Barca de Alva-Escalhao Ю.В.Португалия Gaspar, Invero, 1998
Гранит Yichun Провинция Цзянси (Ю.Китай) Schwartz, 1992
Граниты Tikus Индонезия Schwartz, 1992
Граниты Abu Rusheid, Abu Dabbab,
Восточная Пустыня (Египет)Mohamed, 1993;
Hassanen, Harraz, 1996
Lottah гранит С.В.Тасмания MacKenzie et al., 1988
Mount Gibson В.Австралия Johnston and Chappell, 1992
Гранит Davis Lake Нова-Скоша (Канада) Dostal and Chatterjee, 1995
Безрудные I- и S-гранитоиды
Гранитоиды Ц.Азии юг Сибири, Монголия Коваленко и др., 1996
Герцинские двуслюдяные граниты Центральный массив (Франция) Williamson et al., 1996
Гранит Tichka горы Атлас (Марокко) Gasquet et al., 1992
Граниты Nugrus, Sikait Восточная Пустыня (Египет) Mohamed, 1993
Гонконг Sewell et al., 1992
Граниты Восточной и Западной Береговых
Провинций
Малайзия Liew, McCulloch, 1985
Гранитоиды Chaelundi I-типа В.Австралия Landenberger, Collins, 1996
Граниты складчатого пояса Lachlan Ю.В.Австралия Chappell, White, 1992;
Chappell, White, 1998
Граниты суперсвит Almaden, Claret
Creek, Ootan, O'Briens Creek
С.В.Австралия Champion, Chappell, 1992
Мезозойские и третичные гранитоиды запад США Farmer, DePaolo 1983, 1984
Вулкан Макусани Noble et al., 1984;
Pichavant et al., 1988
Граниты Rio Caiapo, Serra do Iran,
Israelanda, Serra Negra, Serra do
Impertinente, Ipora
Ц.Бразилия Pimentel et al., 1996

Про редкометалльные граниты уже многое известно, благодаря в первую очередь исследованиям В.И. Коваленко3 и его школы. Сейчас мы, например, уверены, что это действительно магматические породы, хотя поначалу высказывались сомнения, потому что в таких гранитах нередко очень ярко проявлены пост- и позднемагматические гидротермальные изменения: альбитизация, грейзенизация, образование прожилков флюорита, мусковита, хлорита. В неизмененных минералах редкометалльных гранитов наблюдаются микроскопические расплавные включения, которые определенно свидетельствуют, что эти породы прошли стадию плавления и значительную часть редких элементов накопили еще на магматической стадии. Кроме того, в ходе своих многолетних исследований в Монголии Коваленко открыл вблизи вольфрамового месторождения Онгон-Хайерхан вулканические аналоги редкометалльных Li-F гранитов и назвал их онгонитами по месту первой находки. Позднее сходные вулканические породы были найдены не только в Монголии, но и в Сибири, на Алтае, в Северной Америке, Перу.
Обычно редкометалльные высокоглиноземистые граниты слагают небольшие многофазные тела, кристаллизовавшиеся на глубине не более нескольких километров. Образовывались они на посторогенных этапах тектономагматических циклов. Для этапов активной складчатости эти граниты не характерны. Главные породообразующие минералы - кварц, калиевый полевой шпат, плагиоклаз и слюда (от обогащенного литием сидерофиллита до чисто литиевых слюд - циннвальдита, лепидолита, полилитионита). Акцессорные минералы представлены топазом (который иногда может переходить в разряд породообразующих), цирконом, танталониобатами, касситеритом. Забегая вперед, отметим, что в высокофосфористых гранитах, кроме того, немало фосфатных минералов - апатита, монацита, амблигонита-монтебразита. Интересно поведение циркона: он обнаруживается в шлифах даже в тех породах, где химический анализ показывает чрезвычайно низкие содержания циркония (10-20 мкг/г). Активность последнего настолько высока (или растворимость в высокоглиноземистом расплаве настолько низка), что циркон образуется даже при ничтожно малых концентрациях основного компонента в расплаве.
Однако мы уже незаметно перешли к геохимии.

1Заинтересованный читатель сможет найти ссылки на оригинальные публикации в работе: Kostitsyn Yu.A. Sources of peraluminous rare-metal granites: a review of Rb-Sr and Sm-Nd isotopic data//Ore-bearing granites of Russia and adjusting Countries / Eds A.A.Kremenetskiy, B.Lehman and R.Seltmann. Moscow, 1999.
2Chappell B.W., White A.J.R.//Pacific Geology. 1974. V.8. P.173-174.
3Коваленко В.И. Петрология и геохимия редкометалльных гранитов. Новосибирск, 1977.

Назад|Вперед


 См. также
СообщениеФазовые отношения во фторсодержащей гранитной и нефелин-сиенитовой системах и распределение элементов между фазами: 5. ЗНАЧЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПЕТРОЛОГИЧЕСКИХ, ГЕОХИМИЧЕСКИХ И МЕТОДИЧЕСКИХ ВОПРОСОВ.
СообщениеФазовые отношения во фторсодержащей гранитной и нефелин-сиенитовой системах и распределение элементов между фазами: ЛИТЕРАТУРА
Научные статьиИзбыточный европий в современных фосфоритах
ДиссертацииГеохимическая эволюция и расслоенность литий-фтористых гранитов танталовых месторождений Орловка и Этыка Восточного Забайкалья: 2.2 ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ЛИТИЙ-ФТОРИСТЫХ ГРАНИТОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОРЛОВКА И ЭТЫКА В СВЯЗИ С НАКОПЛЕНИЕМ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ.
Популярные статьиНакопление редких элементов в гранитах (продолжение)
Популярные статьиНакопление редких элементов в гранитах (продолжение): Накопление редких элементов в гранитах

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   
TopList Rambler's Top100