Среди разнообразия акцессорных минералов гранатам из мелкозернистых рудоносных редкометальных гранитов в литературе уделяется исключительно мало внимания. Это связано, во-первых, с трудностью выделения минерала, размер зёрен которых в средне-мелкозернистых породах не превышает 1 мм, во-вторых, со слабой вариацией поведения минералообразующих элементов. До недавнего времени единственным методом анализа гранатов из редкометальных гранитов был электронный микрозонд. В последние десятилетия появилась возможность изучения полного спектра редких и редкоземельных элементов методом ионно-зондового микроанализа (SIMS) в единичных зёрнах минералов.
Объектом нашего исследования послужил Хангилайский рудный узел в Восточном Забайкалье, включающий в себя Хангилайский массив материнских биотитовых гранитов и два его сателлита. Хорошо дифференцированный Орловский массив амазонитовых Li-F гранитов: протолитионитовые ⇒ микроклин-мусковитовые ⇒ мусковит-альбитовые ⇒ амазонит-альбитовые граниты с литиевыми слюдами (Li-фенгит-мусковит, лепидолит, циннвальдит) является промышленным месторождением тантала. Спокойнинский массив представляет собой интрузию так называемых «стандартных» мусковит-альбитовых гранитов - апогранитов и разрабатывается на вольфрам. Исследованием минералогии и геохимии пород Хангилайского рудного узла занимались многие исследователи [Беус и др., 1976; Сырицо, 2002; Баданина и др.,2010].
Гранат является «сквозным» минералом обоих массивов редкометальных гранитов, так как присутствует во всех типах их дифференциатов. По морфологическим особенностям гранаты из протолитионитовых гранитов глубоких горизонтов Орловского массива характеризуются преимущественным развитием граней тетрагонтриоктаэдра. В амазонитовых гранитах гранаты имеют ромбододекаэдрический габитус, и здесь редко встречаются более сложные формы кристаллов. Гранаты из гранитов Спокойнинского массива отличаются растворёнными формами и обилием включений вольфрамита.
По видообразующему составу гранаты из дифференциатов Орловского и Спокойнинского массивов относятся к пиральспитовой группе к альмандин-спессартиновому ряду с весьма незначительной примесью пиропового минала. Только гранат из дайки риолитов в ареале Орловского массива имеет пироп-альмандиновый состав. Таким образом, по содержанию основных минералообразующих компонентов гранаты из дифференциатов пород варьируют слабо. В целом наблюдается тенденция к росту содержания марганца в гранатах из Спокойнинского массива от гранитов глубоких горизонтов к грейзенам.
Для изучения закономерностей поведения редких и редкоземельных элементов в составе гранатов нами были выполнены ионно-зондовые исследования (вторично-ионный микроанализатор Cameca ims 4f, Ярославль) 7 образцов гранатов (21 точек-определений) из дифференциатов Орловского и Спокойнинского массивов. Наиболее информативными в составе гранатов оказались содержания Ti, Li, Ta, Y, Yb, а также РЗЭ. В результате выполненных исследований нами были получены следующие результаты:
А) По содержанию Li, Ta, Y и сумме РЗЭ, Rb/Sr и Zr/Hf-отношениям в гранатах чётко выделились 5 групп гранатов: (1) из риолитов, (2) биотитовых гранитов Хангилайского массива, (3) пород Спокойнинского массива, (4) протолитионитовых гранитов Орловского массива и (5) амазонитовых гранитов.
Б) Гранат из риолитов в ареале Орловского массива отличается наиболее высокими содержаниями Пир и Алм миналов и наиболее низкими Спс, при максимальных содержаниях Ti и минимальных редких литофильных элементов Rb, Li, Ta, а также Y,Yb и суммы РЗЭ, отвечая самым примитивным породам среди изученных. Температура кристаллизации этого граната, оценённая по гранат-биотитовому геотермометру [Перчук, 1973], максимальна и соответствует 740 ºС.
В) В Хангилайско-Спокойнинской системе состав гранатов очень схож из всех разновидностей гранитных дифференциатов. Мы наблюдаем здесь лишь некоторое возрастание содержаний Y (от 1260 до 1990 г/т) и U/Th-отношения и падение содержаний Yb и суммы РЗЭ (от 800 до 200 г/т) в ряду гранатов из биотитовых ⇒ мусковит-микроклиновых ⇒ мусковит-альбитовых гранитов ⇒ грейзенов.
Г) При изучении Хангилайско-Орловской системы нами установлено резкое различие между гранатами из биотитовых гранитов Хангилайского массива и протолитионитовых гранитов Орловского массива. Гранаты из протолитионитовых и микроклин-альбитовых гранитов Орловского массива являются исключительно интересными по составу: в них содержится максимально высокая для гранатов из редкометальных пегматитов концентрация всей гаммы редких литофильных элементов (Li – до 340 г/т, Ta – до 317 г/т, Zr – до 140 г/т, Hf – до 430 г/т и Y – до 8930 г/т) и тяжёлых РЗЭ: Yb – до 5020 г/т. Температура кристаллизации гранатов из биотитовых гранитов Хангилайского массива и протолитионитовых гранитов Орловского оценена в пределах 300-450ºС.
Д) Гранаты из амазонитовых гранитов имеют максимально высокое Rb/Sr-отношение (благодаря минимальному содержанию Sr), низкие значения Zr, Hf (Zr/Hf-отношение порядка 0,13-0,19) и Pb, пониженные относительно гранатов из протолитионитовых гранитов содержания Y и тяжёлых РЗЭ – Yb. Состав этих гранатов соответствуют продуктам кристаллизации из минералообразующей среды максимально дифференцированных гранитов.
Е) Парадоксален факт снижения содержаний Li (от 340 до 63 г/т) и Ta (от 317 до 27 г/т) в гранатах из самых рудоносных амазонитовых Li-F гранитов по сравнению с гранатами из нижележащих гранитов. По содержанию этих элементов гранаты из амазонитовых гранитов сходны с гранатами из «стандартных» гранитов Спокойнинского массива без Li-и Ta-минерализации. Вероятно, факт снижения концентрации этих элементов отвечает моменту кристаллизации собственных минеральных фаз этих элементов - танталита и лепидолита.
Таким образом, проведённые исследования показали, что гранат является перспективным объектом для исследования особенностей эволюции минералообразующих сред редкометальных объектов, так как с одной стороны, он широко распространён в различных типах гранитов, с другой - чутко реагирует на изменения в составе сред.
Литература:
1. Баданина Е.В., Сырицо Л.Ф., Волкова Е.В., Томас Р., Трамболл Р.Б. Состав расплава литий-фтористых гранитов и его эволюция в процессе формирования рудоносного Орловского массива в Восточном Забайкалье // Петрология. – 2010. – Т.18.- №2.-С.1-29
2. Беус А.А., Северов Э.А., Ситнин А.А. и др. Альбитизированные и грейзенизированные граниты (апограниты) // Москва. - 1962. - С.195
3. Перчук Л.Л. Термодинамический режим глубинного петрогенеза // Наука.- 1973. – С. 318
4. Сырицо Л.Ф. Мезозойские гранитоиды Восточного Забайкалья и проблемы редкометального рудообразования // СПб Ун-т.- 2002. - С.360
| Файл с полным текстом: | Сенина.doc |