659

Морозова А. В.

 

Крупный Челябинский батолит располагается в восточной части Восточно-Уральского поднятия в пределах Южного Урала. Массив залегает среди силурийско-девонских вулканических и осадочных пород и окаймлен с севера и запада мощной Западно-Челябинской зоной смятия, падающей на восток и содержащей фрагменты офиолитов: серпентинитов и апогаббровых амфиболитов. В этой зоне были найдены метаморфизованные при высоком давлении 11-13 кбар офиолитовые плагиограниты, что наряду с наличием других членов офиолитового комплекса позволяет рассматривать зону как след палеозоны субдукции, контролировавшей формирование Челябинского и других тоналит-гранодиоритовых массивов [5].

Тоналит-гранодиоритовый Челябинский массив сложен несколькими комплексами (рис. 1). Ранний смолинский комплекс представлен биотит-роговообманковыми тоналитами с первичным эпидотом, гранодиоритами и биотитовыми гранитами с изотопным ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb возрастом циркона 360 млн. лет (Ферштатер, 2001). Породы этого комплекса рассекаются многочисленными дайками и небольшими интрузивными телами биотитовых тоналитов и гранодиоритов, сопровождаемых низкокалиевыми биотитовыми гранитами. Эти дайковые и жильные образования имеют такой же возраст, что и смолинский комплекс (²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb возраст 360 млн. лет).

Двуслюдяные микроклиновые граниты полетаевского комплекса, связанного с коллизией, образуют крупный однородный плутон в центральной части массива и имеют по цирконам ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb возраст 305-300 млн. лет [5].

Эти граниты рассекаются двумя массивами: Кременкульским и Митрофановским – розовых двуслюдяных микроклин-пертитовых гранитов позднеколлизионного кременкульского комплекса, К-Ar возраст мусковитов из которых составляет 269-288 млн. лет [3]. Граниты Кременкульского массива характеризуются высокими содержаниями фтора (800-1300 г/т), молибденовой и вольфрамовой минерализацией. Кроме того, для гранитов характерна значительная концентрация редких щелочей (Rb, Cs, Li).

Граниты Кременкульского комплекса относятся к группе уральских гранитных массивов, с которыми связаны месторождения вольфрам-молибденовой и бериллий-вольфрам-молибденовой рудных формаций. Эти граниты завершают эволюцию кислого магматизма в Уральском регионе и пространственно связаны с крупными массивами глубинных коровых коллизионных гранитов. Лейкократовые граниты каждого из этих массивов являются самыми молодыми среди своего ареала магматических образований.

Металлогеническая специализация гранитов. С гранитами Кременкульского массива связано Кременкульское рудопроявление вольфрамит-молибденит-кварцевого типа. По данным А.И. Грабежева [2] содержание Мо в гранитах составляет 3.2 г/т. С ним ассоциируют: ниобий (43-101 г/т), рубидий (380 г/т), цезий (5-11.5 г/т), фтор (0.08 %). В 60-х гг. прошлого века в пределах массива проводились поисково-оценочные работы на молибден. В пределах поисковой площади выделен локальный ореол распространения молибдена (по содержаниям Мо 0.01-0.06 %) северо-восточного простирания длиной до 2 км и шириной 150 м, в котором вскрыто рудное тело мощностью 11 м. Оруденение представлено пятнообразными скоплениями мелкочешуйчатого молибденита на стенках трещин, в зальбандах кварцевых прожилков; вкрапленностью в гранитах и наиболее часто приурочено к зонам трещиноватости и грейзенизации. Наряду с ореолами молибдена выявлены ореолы повышенных содержаний вольфрама. При этом первые приурочены к центральной, вскрытой эрозионным срезом части массива, а вторые смещены от первых в северо-западном направлении, где приурочены к сохранившейся кровле массива. В массиве установлены многочисленные протяженные зоны грейзенизированных гранитоидов с рудоносными штокверками, сложенными вертикальными тонкими прожилками кварца с молибденитом, пиритом, халькопиритом, сфалеритом и флюоритом. Содержание молибдена в них колеблется от 0.015 до 0.14 %.

Петрография и петрохимия гранитов. Породы, представляющие главную разновидность Кременкульского массива, это розовые средне- и крупнозернистые, иногда порфировидные граниты. Структура пород гипидиоморфнозернистая с убыванием идиоморфизма в ряду плагиоклаз-калишпат-кварц. Мирмекит наблюдается очень редко, что может свидетельствовать о гип-мезоабиссальной фации глубинности формирования гранитов Кременкульского массива. Остальные породообразующие минералы – биотит, мусковит, иногда по биотиту развивается хлорит. Часто встречается флюорит. Плагиоклаз-An_8-18 обладает прямой зональностью, в отдельных случаях отмечается рекурентная (ритмическая) зональность. Калишпат представлен решетчатым микроклином. Для него характерно микропертитовое строение.

Граниты Митрофановского массива отличаются от кременкульских гранитов несколько меньшим количеством микроклина, для которого характерно наличие включений субидиоморфных зерен плагиоклаза наряду с незначительным количеством тонких пертитовых вростков, часто присутствует мирмекит. Среди акцессорных минералов, кроме изредка встречающегося флюорита, отмечен ортит. Есть небольшие различия во вторичных изменениях пород: при хлоритизации или мусковитизации биотита в гранитах Митрофановского массива образуется эпидот, отсутствующий в гранитах Кременкульского.

На петрохимических диаграммах фигуративные точки гранитов Кременкульского и Митрофановского массивов укладываются в единые тренды в поле 72-75% SiO₂, продолжая тренды тоналит-гранодиоритовой серии Челябинского массива. Это указывает на то, что граниты Кременкульского комплекса завершают формирование Челябинского плутона.

Редкие элементы и фтор в гранитах. Для гранитов Кременкульского и Митрофановского массивов характерно практически одинаковое распределение РЗЭ. Тренды распределения РЗЭ обеднены тяжелыми (Cg, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), обогащены легкими (La, Ce, Pr, Nb, Sm, Eu) РЗЭ, обладают интенсивной отрицательной европиевой аномалией (рис. 2). Ее наличие, а также крутой наклон спектра распределения РЗЭ при La_N/Lu_N=15 указывает на то, что граниты Кременкульского и Митрофановского массивов являются дифференциатами более основной, чем сами граниты магмы. Отрицательная европиевая аномалия – это результат фракционирования плагиоклаза. На этом же графике (рис. 2) приведен тренд распределения РЗЭ тоналит-гранодиоритовой серии Челябинского массива (содержание кремнезема 62-68 %), для которого характерно отсутствие отрицательной европиевой аномалии.

Различия между гранитами Митрофановского и Кременкульского массивов (обогащенность последних редкими и радиоактивными металлами) обусловлены, по-видимому, условиями их кристаллизации: граниты Кременкульского массива более фторофильны относительно гранитов Митрофановского массива.

В гранитах Кременкульского массива наблюдается повышенное содержание F. Для гранитов Кременкульского массива характерен парагенезис относительно менее фтористых апатитов с высокофтористыми биотитами. Содержание F в биотитах 1.2-2.8%, Cl отсутствует. Такой тип распределения характерен для высокотемпературных и маловодных магматических и метаморфических образований [1]. Это важный фациальный признак, указывающий на формирование позднеколлизионных массивов при более высоких начальных температурах (700-900^оС) и меньшем водном давлении в сравнении с абиссальными и мезоабиссальными массивами коллизионного типа (Адуйский, Мурзинский).

Мусковиты в позднеколлизионных массивах также характеризуются высокими содержаниями фтора. В мусковитах Кременкульского массива содержание F – 0.7-1%, хлор отсутствует. В мусковитах содержания фтора в 2-3 раза ниже, чем в сосуществующих биотитах. Различие в уровнях содержаний фтора в биотитах и мусковитах может иметь значение для процессов рудогенеза [4]. В результате мусковитизации может происходить существенный вынос из пород фтора, а также и редких элементов, на которые были специализированы эти породы первоначально.

Заключение. Граниты Кременкульского и Митрофановского массивов относятся к группе уральских гранитов (Малышевский, Зенковский, Юго-Коневский, Коклановский масcивы), с которыми связаны месторождения вольфрам-молибденовой и бериллий-вольфрам-молибденовой рудных формаций. Эти граниты завершают эволюцию кислого магматизма в Уральском регионе и пространственно связаны с крупными массивами глубинных коровых коллизионных гранитов. Лейкократовые граниты каждого из этих массивов являются самыми молодыми среди своего ареала магматических образований. Лейкократовые граниты Кременкульского комплекса завершают становление крупного Челябинского батолита. На петрохимических диаграммах SiO₂-CaO, TiO₂, FeO, MgO фигуративные точки гранитов Кременкульского и Митрофановского массивов укладываются в единые тренды в поле 72-75% SiO₂, продолжая тренды тоналит-гранодиоритовой серии Челябинского массива. Спектры распределения РЗЭ для гранитов Кременкульского и Митрофановского массивов характеризуются наличием отрицательной Eu аномалии и отрицательным наклоном при La_N/Lu_N, равным 15, что соответствует обогащению легкими и обеднению тяжелыми РЗЭ. Более высокие содержания иттербия и лютеция относительно других тяжелых РЗЭ указывают на то, что граниты являются дифференциатами более основной, чем сами граниты, магмы.

 

1. Бушляков И.Н., Холоднов В.В. Галогены в петрогенезисе и рудоносности гранитоидов. М.: Наука, 1986. 192 с.

2. Грабежев А.И. Метасоматизм, рудообразование и гранитный магматизм. М.: Наука, 1981. 292 c.

3. Грабежев А.И., Кузнецов Н.С., Пужаков Б.А. Рудно-метасоматическая зональность медно-порфировой колонны натриевого типа (парагонитсодержащие ореолы, Урал). Екатеринбург: Изд. УГГГА, 1998. 172 с.

4. Грабежев А.И., Чащухина В.А., Вигорова В.Г. Геохимические критерии редкометальной рудоносности гранитов (на примере Урала). Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987. 128 с.

5. Ферштатер Г.Б. Гранитоидный магматизм и формирование континентальной земной коры в ходе развития Уральского орогена // Литосфера. 2001. №1. С. 62-85.

 

Подписи к рисункам

Рис. 1. Схема геологического строения Челябинского массива (по данным Челябинской геолого-съемочной партии).

1- кременкульский комплекс: лейкограниты средне- и мелкозернистые; 2-4 – полетаевский комплекс: 2 – граниты среднезернистые биотитовые, 3 – адамеллиты мелкозернистые, 4 – гранодиориты среднезернистые; 5 – смолинский комплекс: тоналиты, гранодиориты, биотитовые граниты; 6 – вмещающие породы; 7 – разрывные нарушения.

 

Рис. 2. Распределение РЗЭ для гранитов Кременкульского и Митрофановского массивов.

1 – граниты Кременкульского массива; 2 – граниты Митрофановского массива; 3 – кривые стандартной тоналит-гранодиоритовой серии Челябинского массива.