2014

Геохимия и генезис Катугинского редкометального массива щелочных гранитов

Владыкин Н.В.

Институт геохимии СО РАН, г. Иркутск, E-mail: vlad@igc.irk.ru

Катугинский массив щелочных гранитов расположен в южной части Западного Алдана (Восточная Сибирь) в Каларском хребте. Массив небольшой, состоит из 2 выходов – Западного и Восточного (Быков и др. 1989). Восточный массив разделяется еще на 2 блока. Возраст массива определенный по цирконам (по данным А.Б.Котова) – 2 млрд. лет. Рядом с Катугинским массивом находится громадный Каларский массив представленый гранитами рапакиви, площадью более 1000 км2. В Приамурье известен Улканский массив гранитов рапакиви так же более 1000 км2. Генетически связанная с гранитами рапакиви вторая фаза щелочных гранитов с возрастом 1728 млн. лет и минерализацией, подобной Катугинскому массиву находится внутри массива гранитов рапакиву и пропывает их. (Недашковский 2003). Мы предполагали, что и в Катугинском массиве щелочные граниты генетически связаны так же с гранитами рапакиви, однако эти рапакиви-граниты оказались более молодого возраста.

Редкометальные щелочные граниты Катугинского массива – это среднезернистые породы массивной структуры. Встречаются и порфировидные разновидности в вкрапленниками калиевого полевого шпата. Граниты сложены кварцем, микроклином, альбитом и темноцветными минералами - эгирином и арфведсонитом. В виде второстипенных минералов в них присутствуют редкометальные циркон и пирохлор. По химическому составу граниты агпаитовые, с коэффициентом агпаитности (Ка) до 1,4. Встречаются разновидности гранитом с Ка=1, в которых встречается слюда лепидомеланового состава.

Ранними исследователями (Быков и др. 1989) редкометальное проявление массива относилось к формации приразломных метасоматитов. Проведенными петролого-геохимическими и термобарогеохимическими исследованиями последних лет был доказан магматический генезис рудоносных щелочных гранитов.  Щелочные граниты насыщены летучими компонентами (фтором) щелочами и редкими элементами, поэтому их магма реакционна и на контакте с вмещающими гнейсами образуются зоны фенитов размером до 1 м.  Акцессорная минерализация фенитов представлена торитом и флюоритом, в отличии от самих гранитов. Остаточный от кристаллизации щелочных гранитов расплав-флюид образует шлирообразное тело в аппткальной части Восточного массива и сложен криолитом, гагаринитом, другими щелочными фторидами и полевыми шпатами, а темноцветные минералы представлены арфведсонитом и лепидомеланом. Подтверждением магматического генезиса гранитов является и раннемагматическое образование циркона и пирохлора. В Катугинском массиве наблюдается аномальное явление - отсадка ранних кристаллов циркона и пирохлора.  В отвалах штольни обнаружены образцы мелкополосчатых гранитов, полосы которых сложены отдельными зернами цирконом, до 50% обьема породы (рис. 1). Эти полосы образовались при отсадке кристаллов раннего циркона.  Вместе с цирконом встречаются зерна пирохлора и ильменита.

 В другом месте обнаружено горизонтальное тело, размером до 1 м, сложенное на 95% отдельными ограненными  зернами (кубооктаэдрами) пирохлора (рис.2). Кроме пирохлора тут встречаются и отдельные зерна циркона. Здесь наблюдается отсадка ранних ограненных кристаллов пирохлора. Подобные образования, сложенные кристаллами коричневого циркона- циртолита известны на Украине в Южно– Кальчикском (Азовское месторождение), расслоенном Ястребецком  массивах.  Они  слагают рудные залежи  довольно значительных размеров.  В отличии от Катугинских гранитов в этих массивах произошла отсадка цирконов от магмы щелочных сиенитов.

Как видно из графиков спектра редкоземельных элементов (TR) (рис.3) щелочные редкометальные граниты имеют почти одинаковый спектр ТR с малым наклоном кривых спектра и с характерным Eu минимум. Для вмещающих неизмененных пород- амфиболитов и сиенит-порфиров характерно почти хондритовый спектр TR без фракционирования Eu. Наивысшие концентрации TR характерны для пирохлоровой залежи  и флюид-гидротермальным породам с криолитом и гагаринитом (два верхних графика).

Приконтактовые фениты по гнейсам и сланцам имеют более низкие содержания TR , чем в гранитах (три нижних графика), а линии спектра у них аналогичны гранитным, что свидетельствует о том, что источником TR были сами граниты.

Спайдердиаграммы (рис. 4) редкометальных гранитов и приконтактовых метасоматитов (фенитов)- три нижних спектра- отличаются довольно резко. Для них характерны более низкие концентрации редких элементов с отрицательными и положительными аномалиями иттрия и различными вариациями U,Th,Nb,Ta и др. элементов. Конфигурация спектров неизмененных вмещающих граниты пород имеет почти горизонтальное расположение.

Геологические, геохимические и термобарогеохимические данные однозначно свидетельствуют о магматическом генезисе редкометальных пород и руд Катугинского месторождения.