Ilei fluorite-phenakite ore phenomenon (Eastern Sayan): contribution of Devonian riftogenic magmatism to formation of Eastern Sayan rare metal metallogenic zone

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Within the Altai-Sayan fold region, covering the territory of the East Tuva Highlands and Eastern Sayan, one of the richest rare metal provinces of Russia is concentrated. Deposits of rare metals, elements and lands formed within its limits have different ages and arose in different geotectonic environments and in different metallogenic eras. They are associated with the introduction of alkaline rock masses that are common along the fault system between the caledonids of the Altai-Sayan fold region and the Tuvino-Mongolian Precambrian superterrane. Their distribution range is also defined as the East Sayan rare metal metallogenic zone (VSMZ), which arose due to the impact of mantle plumes on the southwestern framing of the Siberian platform. Geochemical and geochronological studies were carried out at the Ilei fluorite-phenakite ore show. Ore development resulted from the introduction of Ognite complex granitoids into the limestones of the Mongoshin formation, which became a geochemical barrier to the igneous fluid enriched with fluorine and Be. Geochronological Rb-Sr and Ar-Ar studies have shown that subalkaline granites, as well as acidic volcanites of the Ilean sequence, are of Middle Devonian age ~ 390 million years, which is consistent with age estimates for the rocks of the Ognite complex. Thus, the same age of magmatism and ore formation at the Ilei ore phenomenon indicates the contribution of Devonian magmatism to the formation of rare metal mineralization within the VSMZ.

Full Text

В восточной части Алтае-Саянской складчатой области (АСО), охватывающей территорию Восточной Тувы и Восточного Саяна, располагается одна из крупнейших редкометалльных (Nb, Ta, Be, Li, Zr, Th, REE) провинций России [1, 2]. Сформировавшиеся в ее пределах месторождения имеют разный возраст и возникли в разных геодинамических условиях в разные металлогенические эпохи. Общим для них является связь с массивами щелочных пород, распределенных вдоль системы разломов, которая определяет границу между каледонидами АСО и Тувино-Монгольским докембрийским супертеррейном. Пояс их распространения определяется так же, как Восточно-Саянская редкометалльная металлогеническая зона (ВСМЗ). Щелочной магматизм в ее пределах связывается с воздействием мантийных плюмов на юго-западное обрамление Сибирской платформы [3]. Выделяются раннепалеозойская (ордовик), среднепалеозойская (ранний девон) и позднепалеозойская (поздний карбон – ранняя пермь) эпохи подобной активности. Эти эпохи стали временем крупных структурных перестроек континентальной коры в регионе, сопровождавшихся интенсивным магматизмом внутриплитного типа, в том числе редкометалльного щелочного (рис. 1).

 

Рис. 1. Схема распространения раннедевонских вулканоплутонических ассоциаций в районе хр. Кропоткина по [7]. 1 – рыхлые отложения; 2 – четвертичные базальты; 3–5 – раннедевонские магматические ассоциации: 3 – трахириолит-комендитовые, 4 – базальтовые и бимодальные базальт-трахириолит-комендитовые, 5 – субщелочные и щелочные граниты и сиениты; 6 – додевонские гнейсограниты, габброиды, гранодиориты и плагиограниты; 7 – разломы; 8 – положение Снежного месторождения (1) и Илейского рудопроявления (2); 9–14 – условные к врезке: 9– вулканические впадины и грабены, 10 – область распространения базитовых интрузий в основании Бодайбинского прогиба, 11 – Сибирская платформа, 12 – территория палеоконтинента, 13 – Палеоазиатский океан, 14 – предполагаемые контуры девонской рифтовой системы. ВРС – Вилюйская рифтовая система, АСО – Алтае-Саянская рифтовая область. Грабены и впадины: Мн – Минусинская, Тв – Тувинский, Дж – Джида-Хасуритинский, Точ – Точерский, Бд – Бодайбинский. Прямоугольным контуром выделена территория хр. Кропоткина.

 

Наиболее продуктивными в отношении формирования редкометалльной минерализации в пределах ВСМЗ стали раннепалеозойская и позднепалеозойская эпохи [4]. В раннем палеозое здесь сформировались редкометалльные месторождения Арыскан, Окуневка и некоторые другие [5]. В позднем палеозое возникли такие крупные редкометалльные месторождения, как Зашихинское, Снежное, Улуг-Танзек, Улан-Тологойское и ряд более мелких проявлений [4, 6].

В отличие от них среднепалеозойская эпоха в металлогеническом отношении остается слабо выраженной, несмотря на то, что наиболее значимыми в строении АСО стали внутриплитные процессы раннего девона, в результате которых возникла крупнейшая Алтае-Саянская рифтовая система [7]. Одна из ветвей этой системы прослеживается вдоль Тувинского прогиба в сторону Восточного Саяна. В пределах последнего к продуктам рифтогенного магматизма отнесены многочисленные массивы субщелочных и щелочных габброидов, долеритов, сиенитов и гранитоидов, объединяемые в огнитский комплекс, а также поля щелочных вулканитов. Наиболее широко эти породы представлены в хребте Кропоткина [7], который расположен на пересечении ВСМЗ с хребтами Восточного Саяна. Несмотря на то, что эти породы характеризуются повышенными содержаниями Nb, Zr, REE и др., в связи с ними достоверных проявлений редкометалльной минерализации установлено не было. Этот факт, в частности, стал одним из аргументов, поставивших под сомнение широкое развитие девонского магматизма в Восточном Саяне [8]. В настоящей статье приведены данные об Илейском флюорит-фенакитовом рудопроявлении, его строении и возрасте, которые показывают, что девонская эпоха внутриплитной активности также оставила свой след в формировании ВСМЗ.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Илейское флюорит-фенакитовое рудопроявление находится в западной части республики Бурятии вблизи ее границы с Иркутской областью (рис. 2). Рудопроявление расположено в хребте Кропоткина (Восточный Саян) на высоте 2050–2250 м над уровнем моря на левом борту ручья Илеэ (бассейн р. Оки). Рудопроявление относится к бертрандит-фенакит-флюоритовой формации [9, 10].

 

Рис. 2. Строение Илейского рудопроявления. а – фотография, пунктиром выделены выходы известняков монгошинской свиты; б – геологический план Илейского рудопроявления. 1 – ледниковые отложения; 2 – известняки верхнепротерозойской Монгошинской свиты; 3–8 – девонский вулкано-плутонический комплекс: 3–6 – Огнитский комплекс: 3 – дайки: а – гранит-порфиры, кварцевые порфиры, б – измененные порфириты, 4 – мелкозернистые лейкократовые граниты, 5 – средне- и крупнозернистые порфировидные лейкократовые граносиениты и кварцевые сиениты, 6 – лейкократовые сиенит-порфиры; 7–8 – Илейская толща: 7 – фельзиты, 8 – лавобрекчии; 9 – флюоритовые жилы: а – закартированные, б – предполагаемые; 10 – разломы; 11 – номера рудных тел.

 

Илейское рудопроявление расположено в зоне сопряжения крупных долгоживущих глубинных разломов – Главного Саянского и Жом-Болокского. Вмещающими породами для него служат тонко-мелкокристаллические неопротерозойские известняки монгошинской свиты, образующие блок 400×200 метров. Известняки прорваны сиенит-порфирами, биотитовыми гранитами, субщелочными и щелочными лейкогранитами, относимыми к огнитскому комплексу, кроме того, они перекрыты породами девонской илейской толщи, представленными фельзитами, фельзитовыми и дацитовыми порфирами, андезитовыми порфиритами, пантеллеритами, комендитами, их игнимбритами и туфами.

Рудопроявление в структурном отношении располагается в узле пересечения различных нарушений северо-восточного (50–60о) и субширотного (70–85о) направлений с крутыми углами падения (60–80о) соответственно на юго-восток и северо-запад. Рудная минерализация развивается в известняках в зонах катаклаза и милонитизации, а также непосредственно в экзоконтактах щелочных гранитов. Ее формирование связывается с внедрением гранитоидов огнитского комплекса в известняки монгошинской свиты, которые стали геохимическим барьером для обогащенного фтором и бериллием магматического флюида.

Рудные тела представлены жилами и линзами с раздувами и пережимами. На рудопроявлении выделяется три рудных участка: центральный, западный и северный. На центральном участке мощность рудных жил колеблется от 0.5–0.8 м до 1–1.5 м, единичные до 5–10 м, длина рудных жил 80–120 м, жилы залегают под углом 45–600. На западном участке рудные тела залегают в экзоконтакте интрузии гранитоидов в известняках и имеют небольшую мощность 15–20 см, протяженность 10–30 м. Простирание жил точно повторяет контакты гранитоидов с известняками. Падение жил крутое, в сторону известняков. Контакты рудных жил с известняками резкие. Северный участок расположен вдоль контакта известняков с лавобрекчиями, крупнообломочными туфами и фельзитами илейской свиты и представлен зоной флюоритизации в известняках мощностью от 0.3– 5 м до 14 м, протяженностью около 500 м.

Рудные жилы состоят из флюорита, калиевого полевого шпата, кварца, кальцита, биотита и серицита, также встречаются апатит, сфен, пирит, сфалерит, гематит и актинолит, бериллиевые минералы, по данным И. И. Куприяновой, представлены в основном фенакитом, отмечаются единичные находки бертрандита и мелинофана. В зависимости от состава и текстурно-структурных особенностей выделяются массивные и прожилково- вкрапленные типы руд (рис. 3).

 

Рис. 3. а – жила массивных руд с резкими контактами из центрального участка рудопроявления; б – прожилково-вкрапленные руды из западного участка.

 

Массивные руды представляют собой тонко-мелкозернистые образования фиолетового и сиреневого цветов, характеризуются сетчатым, ячеистым строением, обусловленным выделением флюорита, слагающего основную (90%) массу породы с переменным небольшим содержанием кварца, калиевого полевого шпата, кальцита, серицита, встречаются также апатит, сфен, пирит, сфалерит, гематит и фенакит. Такие руды в основном сконцентрированы в центральном участке рудопроявления, в меньшей степени они развиты в западном участке.

Прожилково-вкрапленные руды с бедными бериллиевыми рудами развиты преимущественно на северном и западном участках. Они представлены мелкозернистыми породами пятнистого облика, окрашенными в зеленовато-фиолетовый цвет. В составе их присутствуют флюорит, кварц, кальцит, серицит, актинолит, пироксен, гранат, везувиан и редкий фенакит.

МАГМАТИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Интрузивные породы на месторождения представлены тремя разновидностями: 1 – средне-крупнозернистыми субщелочными и щелочными лейкогранитами, 2 – порфировидными кварцевыми и щелочными сиенитами, 3 – мелкозернистыми биотитовыми гранитами. Кроме того, в пределах месторождения присутствуют отдельные дайки маломощных от 10 до 50 см фельзит-порфиров и гранит-порфиров.

Вулканиты илейской свиты, перекрывающие известняки монгошинской свиты, отвечают кремнекислым породам, среди которых преобладают фельзитовые порфириты, дациты, андезитовые порфириты, пантеллериты, комендиты.

В петрохимическом отношении магматические породы Илейского рудопроявления относятся к субщелочному ряду. Содержание щелочей в лейкогранитах колеблется от 8.28 до 9.17%, в фельзитых порфирах от 8.48 до 9.76%, в пантеллеритах от 10.41 до 11.42%, в дайке щелочных гранитов 11.09%, а в андезитах 7.32%.

Изученные гранитоиды имеют близкие гео- химические характеристики. Относительно примитивной мантии они характеризуются глубокими минимумами концентраций Sr, Eu, Ti и повышенными содержаниями Rb, Pb, c преобладанием легких редких земель над тяжелыми (La/Yb)n = 3.8–14.4 (табл. 1, рис. 4). Вулканиты илейской толщи по распределению РЗЭ схожи с лейкогранитами и обладают минимумом содержаний Sr, Eu, Ti, максимумами Rb, Pb и преобладанием легких редких земель над тяжелыми (La/Yb)n=8.9–12.5. На дискриминационных петрохимических диаграммах Nb–Y и Rb–Y+Nb [12] все огнитские щелочные граниты и вулканиты с Илея попадают в поле внутриплитных образований (WRG). Руды Илейского рудопроявления имеют ровный спектр распределения РЗЭ, близкий с субщелочными гранитами (La/Yb)n = 1.11–7.74, на мультиэлементной диаграмме они характеризуются минимумами содержаний Rb, Nb, Eu, Ti и максимумами U, Pb, Ta, Zr. Содержания Be в целом низкие, но в отдельных пробах доходит до 1350 г/т.

 

Таблица 1. Химический состав (мас. %) и содержания элементов-примесей (г/т) в породах Илейского рудопроявления

Компоненты

Ил-1/08

Ил-3/08

Ил-19/08

Ил-2/08

Ил-9/08

Ил-18/08

Ил-4/08

Массив субщелочных гранитов

Дайки умеренно

щелочных лейкогранитов

Дайка

щелочного гранита

SiO2

75.6

75.3

74.0

73.8

76.4

74.1

67.3

TiO2

0.2

0.2

0.2

0.1

0.1

0.2

0.5

Al2O3

11.6

10.6

13.2

12.1

11.4

12.4

15.1

FeOобщ

3.3

4.5

2.3

2.1

2.9

2.8

3.9

MnO

0.1

0.1

0.05

0.04

0.02

0.1

0.1

MgO

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.2

0.3

CaO

0.1

0.2

0.3

1.5

0.1

0.5

1

Na2O

4.2

4

4.1

4.3

3.5

3.2

5.6

K2O

4.5

4.6

5.0

4.4

4.7

5.9

5.5

P2O5

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.02

0.1

СО2

н/о

н/о

н/о

н/о

н/о

н/о

н/о

П.п.п.

0.23

0.29

0.65

1.46

0.51

0.55

0.71

Сумма

99.96

99.84

100.01

99.93

99.84

99.93

100.02

Be

3.21

1.66

2.99

4.33

1.81

1.64

4.61

V

9.57

9.16

11.04

11.7

15.15

14.82

9.83

Co

0.54

0.67

0.6

0.73

1.41

0.88

0.65

Zn

75.01

120.4

161.2

162.1

90.82

82.27

160.2

Ga

27.69

28.48

30.84

30.05

23.75

24.76

29.27

Rb

166.7

232.4

318.6

256.3

140.6

269.9

216.6

Sr

3.85

5.92

5

7.45

41.78

83.44

33.4

Y

75.25

81.23

155.9

151.2

54.97

46.88

152.4

Zr

1111

728

1746

1767

509

403

1534

Nb

36

44.74

69.15

61.67

19.96

20.41

57.66

Ba

30.07

28.47

50.08

13.61

928.5

1669

35.79

La

142.7

90.63

106.4

164.3

75.11

109.2

108.2

Ce

283.3

187

218.3

347.1

145.6

208.3

231.8

Pr

33.27

22.25

29.34

40.46

17.2

23.83

27.87

Nd

109.5

74.88

107

145.9

62.34

84.8

94.94

Sm

18.28

14.43

23.9

29.3

12.34

13.88

20.04

Eu

0.34

0.17

0.43

0.59

1.78

1.89

0.3

Gd

16.24

13.9

23.69

27.25

10.47

10.79

19.58

Tb

2.28

1.92

4

3.98

1.52

1.48

3.41

Dy

13.84

13.73

26.77

26.66

9.46

8.98

24.14

Ho

3.05

2.82

5.65

5.46

1.84

1.64

5.43

Er

8.70

8.33

18.28

16.53

5.82

5.15

16.53

Tm

1.31

1.24

2.64

2.34

0.77

0.72

2.53

Yb

10.27

8.62

19.25

17.03

5.97

5.18

18.67

Lu

1.48

1.32

2.59

2.44

0.82

0.72

2.57

Hf

23.83

17.67

37.16

35.65

9.64

7.8

30.8

Ta

2.13

2.36

4.1

3.44

1.19

0.98

3.87

Pb

11.3

21.36

91.98

80.05

30.17

28.62

32.46

Th

37.82

25.01

32.4

40.53

15.89

9.44

40.65

U

5.7

6.37

10.66

11.03

4.25

2.56

8.39

 

Продолжение табл. 1. Химический состав (мас. %) и содержания элементов-примесей (г/т) в породах Илейского рудопроявления

Компоненты

ИЛ-1/2

ИЛ-1/3

ИЛ-1/4

ИЛ-2/2

ИЛ-2/3

Ил-20/08

ИЛ-1/1

ИЛ-2/4

Пантеллериты

Фельзитовые порфиры

SiO2

66.99

66.82

69.15

66.09

63.86

74.4

74.39

73.38

TiO2

0.516

0.555

0.402

0.46

0.574

0.5

0.227

0.184

Al2O3

14.79

15.2

13.83

14.93

15.81

12.5

12.36

12.79

FeOобщ

4.31

4.22

3.89

5.06

5.92

3.6

3.04

3.12

MnO

0.15

0.09

0.13

0.26

0.17

0.1

0.06

0.01

MgO

0.26

0.34

0.27

0.23

0.25

0.1

0.11

0.11

CaO

0.93

0.74

0.89

0.98

0.82

0.2

0.21

0.27

Na2O

4.95

5.14

4.51

5.47

5.32

4.3

4.4

3.34

K2O

6.47

6.08

6

5.56

5.09

4.2

4.46

6.42

P2O5

0.1

0.11

0.07

0.05

0.24

0.1

0.02

0.02

СО2

н/о

н/о

н/о

н/о

н/о

н/о

н/о

н/о

П.п.п.

0.51

0.6

0.82

0.5

1.85

0.33

0.7

0.37

Сумма

99.98

99.88

99.96

99.6

99.91

100.28

99.98

100.02

Be

3.96

н/о

5.01

3.18

н/о

2.45

н/о

2.74

V

6.56

н/о

4.32

2.86

н/о

11.92

н/о

3.13

Co

1.37

н/о

1.02

1.24

н/о

0.71

н/о

0.97

Zn

84.6

н/о

98.8

86.1

н/о

86.35

н/о

47.4

Ga

н/о

н/о

н/о

н/о

н/о

25.55

н/о

н/о

Rb

154

н/о

128

129

н/о

214.3

н/о

229

Sr

29.6

н/о

29

9.58

н/о

11.87

н/о

7.06

Y

48.2

н/о

52.2

39.8

н/о

75.48

н/о

56.2

Zr

477

н/о

531

370

н/о

863

н/о

459

Nb

23.5

н/о

25.5

21.1

н/о

28.07

н/о

27.4

Ba

792

н/о

560

33.8

н/о

195.5

н/о

53.9

La

88.4

н/о

83.1

57.2

н/о

123.5

н/о

99.2

Ce

150

н/о

164

116

н/о

235.1

н/о

187

Pr

19.4

н/о

18.5

13.7

н/о

28.1

н/о

20.4

Nd

70.7

н/о

70.4

52.6

н/о

97.56

н/о

72.6

Sm

12

н/о

12.1

9.28

н/о

16.74

н/о

11.3

Eu

1.6

н/о

0.93

0.32

н/о

0.26

н/о

0.19

Gd

10.8

н/о

11.1

8.59

н/о

14.13

н/о

10.3

Tb

1.54

н/о

1.57

1.3

н/о

2.16

н/о

1.61

Dy

8.55

н/о

9.35

6.92

н/о

13.04

н/о

9.77

Ho

1.7

н/о

1.88

1.42

н/о

2.71

н/о

1.93

Er

5.41

н/о

5.5

4.31

н/о

7.58

н/о

6.25

Tm

0.77

н/о

0.84

0.63

н/о

1.29

н/о

0.99

Yb

4.84

н/о

5.52

4.42

н/о

8.73

н/о

6.21

Lu

0.68

н/о

0.78

0.61

н/о

1.26

н/о

0.89

Hf

9.36

н/о

10.8

7.47

н/о

16.26

н/о

10.4

Ta

1.04

н/о

1.28

0.96

н/о

1.9

н/о

1.33

Pb

13.2

н/о

20.4

11.4

н/о

26.86

н/о

16.2

Th

13.6

н/о

16.3

10.5

н/о

29.81

н/о

21.1

U

3.32

н/о

4.12

2.48

н/о

7.31

н/о

3.75

 

Окончание табл. 1. Химический состав (мас. %) и содержания элементов-примесей (г/т) в породах Илейского рудопроявления

Компоненты

Ил-21/08

И-7

И-14

И-17

И-25

Ил-5/08

Ил-7/08

Ил-11/08

Ил-14/08

Ил-27/08

Ил-29/08

Известняк

Флюорит-карбонат-Ве руды

SiO2

1.8

9.8

11.4

9.0

9.9

11.7

12.1

12.3

14.1

12.8

2.9

TiO2

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Al2O3

0.2

2.9

3.1

2.5

2.7

3.9

2.6

3.4

3.1

5.3

1.2

FeOобщ

0.1

0.8

0.5

0.7

1.0

0.2

0.5

0.2

0.1

0.4

0.5

MnO

0.01

0.03

0.03

0.08

0.08

0.03

0

0

0.03

0.4

0.1

MgO

3.2

0.2

0.2

61.2

0.7

59.1

59.1

59.0

57.2

50.2

61.1

CaO

52.4

63.1

61.2

0.4

60.5

0.2

0.3

0.1

0.1

0.3

1.0

Na2O

0.2

0.1

0.1

2.0

0.1

2.2

2.2

2.6

2.9

0.6

0.6

K2O

0.1

2.4

2.6

0.1

2.0

0.1

0.0

0.1

0.1

1.7

0.0

P2O5

0.01

0.02

0.03

0.02

0.02

0

0.02

0.1

0.02

0.02

0.4

СО2

н/о

0.24

0.23

2.56

2.91

0.9

1.66

1.12

1.07

18.56

17.34

П.п.п.

42.31

н/о

н/о

2.66

н/о

1.48

2.13

1.37

1.31

18.56

17.36

Сумма

100.44

79.47

79.24

81.27

80.01

79.71

80.65

80.14

80.08

108.81

####

Be

1.17

2.69

1350

2.02

1.89

1.42

4.36

1.85

7.15

2.03

1.42

V

9.01

10.22

9.97

11.7

12.3

10.23

11.81

10.94

11.37

13.93

11.37

Co

0.8

1.09

0.97

0.91

1.02

1.10

1.17

0.97

0.94

1.59

0.86

Zn

5.43

16.71

25.9

39.5

39.7

9.52

20

10.74

11.14

29.25

6.37

Ga

0.52

3.07

2.78

3.33

3.51

3.88

3.8

4.25

4.38

6.49

1.63

Rb

7

136.1

138

132

147

114.5

133.8

157.6

162.1

46.49

65.76

Sr

429.4

222.3

196

222

223

237.4

182.7

209.5

223.4

174.6

95.65

Y

0.9

7.85

2.12

10.1

10.3

4.06

2.74

4.18

3.94

12.89

11.36

Zr

13.23

17.67

6.08

6.57

7.25

71.85

16.08

31.85

8.2

38.73

1057

Nb

0.45

5.35

5.05

6

13.9

6.87

5.94

5.29

6.16

2.18

7.88

Ba

5.49

42.08

55.1

33.6

37

30.53

33.73

50.88

23.21

136.1

14.52

La

0.85

1.96

0.71

2.14

2.27

1.51

1.79

2.73

1.56

9.23

2.76

Ce

1.16

3.91

1.27

3.94

4.01

2.27

3.5

5.03

2.62

16.46

4.77

Pr

0.17

0.45

0.21

0.61

0.61

0.27

0.4

0.66

0.4

1.53

0.66

Nd

0.7

1.81

0.72

2.28

2.12

1.13

1.56

2.46

1.53

5.79

2.83

Sm

0.09

0.46

0.22

0.65

0.61

0.22

0.4

0.13

0.39

1.43

0.69

Eu

0.01

0.1

0.05

0.05

0.06

0.02

0.09

0.15

0.05

0.33

0.14

Gd

0.1

0.47

0.14

0.73

0.81

0.26

0.32

0.51

0.27

1.28

0.85

Tb

0.02

0.11

0.03

0.16

0.13

0.07

0.04

0.09

0.06

0.19

0.18

Dy

0.07

0.61

0.17

1.03

1.04

0.33

0.38

0.43

0.48

1.45

1.28

Ho

0.03

0.14

0.05

0.2

0.17

0.08

0.08

0.11

0.11

0.38

0.31

Er

0.05

0.41

0.09

0.40

0.54

0.15

0.11

0.33

0.21

0.88

1.33

Tm

0.01

0.05

0.01

0.07

0.08

0.02

0.03

0.05

0.04

0.14

0.18

Yb

0

0.37

0.11

0.41

0.42

0.14

0.19

0.05

0.22

0.82

1.7

Lu

0.01

0.07

0.02

0.05

0.05

0.02

0.02

0.04

0.03

0.13

0.28

Hf

0.27

0.47

0.39

0.23

0.26

2.36

0.54

0.94

0.39

0.65

3.84

Ta

0.09

2.2

3.98

2.08

5.77

1.84

1.85

1.64

1.36

0.51

1.27

Pb

1.51

11.82

12.9

15.1

10.9

1.64

2.04

2.35

1.92

60.35

1.04

Th

0.17

2.7

0.34

0.74

0.81

0.58

0.64

0.94

0.36

1.54

0.94

U

0.42

0.57

0.52

1.24

1.16

0.36

0.89

1.98

1.42

4.54

3.70

Примечание: П.п.п. – потери при прокаливании, н/о – не определялось, FeOобщ – железо общее.

 

Рис. 4. Графики нормированного распределения редких и редкометалльных элементов в магматических породах и рудах Илейского рудопроявления по [11]. Гранитоиды – сплошные линии; вулканиты илейской толщи – пунктирные линии; руды – выделены серым полем.

 

Для определения возраста (Rb–Sr- и Ar–Ar-) и изотопных (Sm–Nd-) характеристик магматических пород, участвующих в строении Илейского рудопроявления, были изучены субщелочные средне-крупнозернистые лейкограниты огнитского комплекса и вулканиты (фельзит-порфиры и пантеллериты) илейской свиты. Состав лейкогранитов определяют калишпат-пертит (70–75%) и кварц (25–30%), в породах также отмечается арфведсонит 5% и в качестве акцессорных – ильменит, бастнезит, монацит, циркон, флюорит и гадолинит. Фельзиты – фиолетовые порфировые породы с вкрапленниками кварца 20–30% в существенно полевошпатовой основной массе. Пантеллериты – мелкозернистые породы с микрогранитной основной массой и редкими фенокристаллами калиевого полевого шпата, кварца и арфведсонита, основная масса сложена теми же минералами и альбитом в соотношении: КПШ 30–40%, альбит 30–40%, кварц 10–15%, арфведсонит ~5%.

ВОЗРАСТ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД МЕСТОРОЖДЕНИЯ И ИХ ИЗОТОПНЫЕ ИСТОЧНИКИ

Изучение Rb–Sr- и Sm–Nd-изотопных систем в породах месторождения проводилось в изотопной лаборатории ИГГД РАН, Rb–Sr- по методике, описанной в работе [13], а Sm–Nd- по [14]. Изотопный анализ выполнен на многоколлекторном твердофазном масс-спектрометре “Finnigan” MAT-261 и TRITON. Воспроизводимость определения концентраций Rb, Sr, Sm и Nd, вычисленная на основании многократных анализов стандарта BCR-1, соответствует ±0.5%. Величина холостого опыта составляла: 0.05 нг для Rb, 0.2 нг для Sr, 0.3 нг для Sm и 0.8 нг для Nd. Результаты анализа стандартного образца BCR-1 (6 измерений): [Sr] = 336.7 мкг/г, [Rb] = 47,46 мкг/г, [Sm] = 6.47 мкг/г, [Nd] = 28.13 мкг/г, 87Rb/86Sr = 0.4062, 87Sr/86Sr = 0.705036 ± 22,147Sm/144Nd = 0.1380, 143Nd/144Nd = 0.512642 ± 14. Расчет изохроны производился методом [15], во всех расчетах использовалась общепринятая константа распада рубидия – 1.42×10–11 лет [16]. Изотопный состав Nd приведен к табличному значению стандарта La Jolla (143Nd/144Nd = 0.511860).

Результаты проведенных Rb–Sr-изотопно-геохронологических исследований илейской вулканической толщи приведены в табл. 2 и отображены на рис. 5. Были проанализированы пять проб пород этой толщи – фельзитовые порфиры и пантеллериты. Полученная по ним изохрона имеет возраст 390.8±7.4 млн лет, СКВО = 2.27 при достаточно высоком первичном изотопном отношении (87Sr/86Sr)0 = 0.7148±21, что может указывать на коровый источник кислых магматических расплавов. В частности, на участие относительно древнего корового источника в их образовании свидетельствуют и отрицательные значения величины ɛNd(T) в породах (табл. 4).

 

Таблица 2. Rb–Sr-изотопные данные для вулканитов Илейской толщи

№ образца

Состав

Rb, мкг/г

Sr, мкг/г

87Rb/86Sr

87Sr/86Sr±2s

(87Sr/86Sr)0

И-1/2

пантеллерит

155.7

30.66

14.82

0.79700±2

0.71453

И-1/4

пантеллерит

133.5

31.36

12.41

0.78405±3

0.71500

И-2/2

пантеллерит

135.1

10.2

39.15

0.93481±2

0.71696

И-2/4

фельзит-порфир

235

7.57

94.52

1.24059±3

0.71459

Ил-20/08

фельзит-порфир

192.6

10.57

54.27

1.01459±2

0.71257

 

Рис. 5. Rb‒Sr-изохронная диаграмма для вулканитов илейской толщи. Ar‒Ar-геохронологические исследования были выполнены по арфведсониту, выделенному из субщелочных гранитов. Исследование было выполнено в ИГиМ СО РАН по методике, описанной в работе [17]. Плато, построенное по трем ступеням с 43.8% выделенного39Ar, характеризуется значением возраста 381±5 млн лет (табл. 3, рис. 6). На изохронной диаграмме для линейной регрессии по 4 точкам рассчитано значение возраста – 387±6 млн лет, согласующееся с возрастом плато (рис. 6 б). Таким образом, можно считать значение 387±6 млн лет соответствующим времени закрытия изотопной системы амфибола и времени становления субщелочных гранитов.

 

Таблица. 3. Результаты 40Ar/39Ar-датирования

T,0C

t, мин

40Ar(STP)

40Ar/39Ar

±1σ

38Ar/39Ar

±11σ

37Ar/39Ar

±1σ

36Ar/39Ar

±1σ

Ca/K

∑39Ar (%)

Возраст

(млн лет)

±1σ

±1σ

Амфибол ИЛ-1/08, навеска 86,87 мг, J = 0.004914 ± 0.000063*; возраст промежуточного плато

(950–1130 ºС) = 381.2 ± 4.9 млн лет, интегральный возраст = 396.2 ± 4.7 млн лет

500

10

9.9*e–9

40.918

0.133

0.0175

0.0036

0.21

1.09

0.0284

0.0031

0.77

3.3

267.6

7.7

650

10

81.1*e–9

52.903

0.036

0.0158

0.0003

0.61

0.28

0.0138

0.0006

2.21

24.0

387.9

4.7

750

10

24.4*e–9

55.243

0.101

0.0118

0.0016

0.04

0.49

0.0107

0.0018

0.16

30.0

411.0

6.0

850

10

112.6*e–9

58.071

0.076

0.0151

0.0008

0.61

0.24

0.0076

0.0012

2.21

56.2

437.4

5.5

950

10

111.2*e–9

49.587

0.056

0.0182

0.0007

0.77

0.13

0.0042

0.0010

2.76

86.5

384.5

4.9

1025

10

35.0*e–9

52.384

0.117

0.0144

0.0022

1.92

0.60

0.0158

0.0022

6.93

95.6

380.0

6.4

1130

10

20.9*e–9

64.111

0.267

0.0291

0.0023

0.89

1.30

0.0596

0.0040

3.22

100.0

371.3

9.7

* J – параметр, характеризующий величину нейтронного потока.

 

Рис. 6. Результаты Ar‒Ar-исследований арфведсонита из субщелочных гранитов Илейского рудопроявления. а – исследования арфведсонита методом ступенчатого прогрева; б – изохронная диаграмма для линейной регрессии, построенная по четырем точкам.

 

Полученные геохронологические данные о возрасте субщелочных гранитов и вулканитов илейской толщи ~390 млн лет позволяют на основе имеющихся геологических данных связать образование Илейского рудопроявления с девонским этапом внутриплитного магматизма.

Изотопный состав Nd для субщелочных гранитов, рассчитанный на возраст их образования (табл. 4), составил ɛNd(T) = –3.96, для даек субщелочных гранитов –3.35, для дайки щелочного гранита –3.25, модельный TNd(DM-2) возраст этих пород оценивается интервалом 1400–1550 млн лет. Эти данные, во-первых, отражают сходство изотопных источников кислых пород, участвовавших в образовании месторождения, во-вторых, указывают на участие в образовании кислых расплавов источника с мезопротерозойским Nd-изотопным модельным возрастом. Вероятным кандидатом на такое участие являются известняки монгошинской свиты, изотопный состав которых (ɛNd(T) ~ –4 близок к составу магматических пород. Изотопный состав флюоритовых руд (табл. 4) занимает промежуточную позицию между составами магматических пород и известняков, указывая тем самым, что они стали результатом воздействия магматических расплавов на карбонатную среду и, как следствие, приобрели промежуточные изотопные характеристики.

 

Таблица 4. Sm–Nd-изотопные данные для пород Илейского рудопроявления

№ образца

Состав

Sm, мкг/г

Nd, мкг/г

147Sm/

144Nd

143Nd/

144Nd

ENd(T)

TNd (DM), млн лет

TNd(DM-2), млн лет

Ил-1/08

субщелочной гранит

17.47

108.7

0.10096

0.51220

–3.96

1290

1551

Ил-2/08

дайка субщелочного гранита

24.84

130.4

0.11971

0.51227

–3.35

1421

1426

Ил-4/08

дайка щелочного гранита

19.03

94.93

0.12593

0.512230

–3.25

1486

1392

Ил-28/08

известняк монгошинской свиты

0.272

1.41

0.12152

0.51218

–4.1

1601

1575

Ил-7/08

флюоритовая руда

0.352

1.709

0.12931

0.51226

–4.03

1601

1443

 

ВЫВОДЫ

Согласно геологическим данным, формирование редкометалльной флюорит-фенакитовой минерализации Илейского рудопроявления произошло в результате взаимодействия обогащенного фтором и бериллием магматического флюида внедрением гранитоидов огнитского комплекса в известняки монгошинской свиты, которые стали геохимическим барьером для магматического флюида, обогащенного фтором и Ве.

Полученные результаты геохронологических Rb–Sr- и Ar–Ar-исследований показали, что субщелочные граниты, а также кислые вулканиты илейской толщи имеют среднедевонский возраст – 390–381 млн лет, что согласуется с оценками возраста для пород огнитского комплекса [18]. В хребте Кропоткина помимо рассмотренных образований района Илейского рудопроявления широко распространены также породы бимодального вулкано-плутонического комплекса, включающего помимо базальтов, трахириодацитов-трахириолитов и комендитов щелочные граниты, граносиениты, сиениты и монцониты. Возраст этих образований был оценен в 402 млн лет [19]. Все это позволяет утверждать, что девонский магматизм получил достаточно широкое распространение в структурах Восточного Саяна и протекал на протяжении по меньшей мере 10–15 млн лет.

Сопряженность процессов магматизма и рудообразования на Илейском рудопроявлении свидетельствует о несомненном вкладе девонского магматизма в формирование редкометалльной минерализации в пределах ВСМЗ, расширяя таким образом ее металлогенический потенциал.

Благодарности

Авторы благодарны И. И. Куприяновой за многолетнее плодотворное содружество и предоставленные материалы по Илейскому рудопроявлению.

Источник финансирования

Работы выполнены в лаборатории редкометалльного магматизма ИГЕМ РАН в рамках базовой темы FMMN-2021-0006.

×

About the authors

D. A. Lykhin

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: lykhind@rambler.ru
Russian Federation, Moscow

A. A. Vorontsov

A.P. Vinogradov Institute of Geochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: lykhind@rambler.ru
Russian Federation, Irkutsk

V. V. Yarmolyuk

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: lykhind@rambler.ru

Academician of the RAS

Russian Federation, Moscow

References

  1. Добрецов Н. Л., Беличенко В. Г., Бутов Ю. П. и др. Геология и рудоносность Восточного Саяна. Новосибирск: Наука. 1989. 127 с. http://www.ipgg.sbras.ru/ru/science/publications/monography-geologiya-i-rudonosnost-vostochnogo-sayan-1989-010464
  2. Гордиенко И. В., Рошектаев П. А., Гороховский Д. В. Окинский рудный район Восточного Саяна: геологическое строение, структурно-металлогеническое районирование, генетические типы рудных месторождений, геодинамические условия их образования и перспективы освоения // ГРМ. 2016. Т. 58. № 5. С. 405–429. https://uchimsya.com/a/ns2O0AsW
  3. Yarmolyuk V. V., Kuzmin M. I., Ernst R. E. Intraplate geodynamics and magmatism in the evolution of the Central Asian Orogenic Belt // Journal of Asian Earth Sciences. 2014. V. 93. P. 158–179. https://elibrary.ru/uezicf
  4. Ярмолюк В. В., Лыхин Д. А., Козловский А. М. и др. Состав, источники и механизмы формирования редкометальных гранитоидов позднепалеозойской Восточно-Саянской зоны щелочного магматизма (на примере массива Улан-Тологой) // Петрология. 2016. Т. 24. № 5. С. 515–536. https://doi.org/10.7868/S0869590316050083
  5. Лыхин Д. А., Ярмолюк В. В., Воронцов А. А. Возраст, состав и источники пород и руд Окуневского флюорит-лейкофанового месторождения (Западный Саян): К оценке вклада магматизма в формирование рудной минерализации // ГРМ. 2019. Т. 61. № 5. С. 37– 61. https://elibrary.ru/item.asp?id=41332166
  6. Владыкин Н. В., Алымова Н. В., Перфильев В. В. Геохимические особенности редкометальных гранитов Зашихинского массива, Восточный Саян // Петрология. 2016. Т. 24. № 5. С. 554–568. https://doi.org/10.7868/S086959031605006X
  7. Воронцов А. А., Сандимиров И. В. Девонский магматизм хребта Кропоткина (Восточный Саян) и источники базальтов: геологические, геохимические и изотопные Sr-Nd данные // Геология и геофизика. 2010. Т. 51. № 8. С. 1073–7087. https://elibrary.ru/item.asp?id=15168156
  8. Лыхин Д. А., Ярмолюк В. В., Сальникова Е. Б. и др. U-Pb возраст редкометальных щелочных гранитов месторождения Снежное: к оценке возрастной однородности гранитоидов огнитского комплекса (Восточный Саян) // Докл. РАН. Науки о Земле. 2022. Т. 506. № 2. С. 148–157. https://elibrary.ru/item.asp?id=49421256
  9. Генетические типы гидротермальных месторождений бериллия / Гинзбург А. И., Заболотная Н. П., Куприянова И. И. и др. М.: Недра. 1975. https://search.rsl.ru/ru/record/01006918784
  10. Куприянова И. И., Шпанов Е. П. Бериллиевые месторождения России // М.: ВИМС. 2011. 353 с. https://search.rsl.ru/ru/record/01005391656
  11. Sun S.S., McDonough W. F. Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: implications for mantel composition and processes: magmatism in ocean basalts / Eds. A. D. Saunders, M. J. Norry. Geolog. Soc. London Spec. Publ. 1989. V. 42. P. 313–346. doi: 10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19.
  12. Pearce Y. A., Harris N. B.W., Tindle A. G. Trace element discrimination diagram for the tectonic interpretation of granitic rock // J. Petrol. 1984. V. 70. P. 956–983. https://doi.org/10.1093/petrology/25.4.956
  13. Саватенков В. М., Морозова И. М., Левский Л. К. Поведение изотопных систем (Sm-Nd, Rb-Sr, K-Ar, U-Pb) при щелочном метасоматозе // Геохимия. 2004. № 10. С. 1027–1049. https://doi.org/10.1093/petrology/25.4.956
  14. Котов А. Б., Ковач В. П., Сальникова Е. Б. и др. Этапы формирования континентальной коры центральной части Алданской гранулито-гнейсовой области: U-Pb и Sm-Nd изотопные данные по гранитоидам // Петрология. 1995. Т. 1. № 1. С. 97–108. https://elibrary.ru/gkqfgr
  15. York D. Least-sguares fitting of a straight line. Can // J. Physics. 1966. V. 44. P. 1079–1086 https://studylib.net/doc/18489580/york-d.-least- squares-fitting-of-a-straight-line
  16. Steiger R. H., Jager E. Subcomission of Geochronology: convension of the use of decay constants in geo- and cosmochronology // Earth Planet. Sci. Lett. 1977. V. 36. № . 2. P. 359–362. https://doi.org/10.1016/0012-821X(77)90060-7
  17. Травин А. В., Юдин Д. С., Владимиров А. Г. и др. Термохронология Чернорудской гранулитовой зоны (Ольхонский регион, Западное Прибайкалье) // Геохимия. 2009. Т. 11. С. 1181–1199. https://elibrary.ru/item.asp?id=12951863
  18. Государственная геологическая карта Российской федерации масштаба 1:200000 N-47-XXIX (Алаг-Шулун). Объяснительная записка. ФГБУ “ВСЕГЕИ” Москва. 2019. https://www.geokniga.org/sites/geokniga/files/map comments/n-47-xxix-alag-shulun-gosudarstvennaya-geologicheskaya-karta-rossiyskoy-fed.pdf
  19. Воронцов А. А., Ярмолюк В. В., Сандимирова Г. П. Базальт-трахириолит-комендитовая ассоциация хребта Кропоткина (Восточный Саян) и проблема девонского рифтогенеза в южном обрамлении Сибирской платформы // ДАН. 2008. Т. 423. № 2. С. 222–227. https://elibrary.ru/item.asp?id=11602255

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Scheme of distribution of Early Devonian volcanoplutonic associations in the Kropotkin Ridge area according to [7]. 1 – loose sediments; 2 – Quaternary basalts; 3–5 – Early Devonian igneous associations: 3 – trachyrhyolite-comendite, 4 – basaltic and bimodal basalt-trachyrhyolite-comendite, 5 – subalkaline and alkaline granites and syenites; 6 – pre-Devonian gneissogranites, gabbroids, granodiorites and plagiogranites; 7 – faults; 8 – position of the Snezhnoye deposit (1) and the Ileyskoye ore occurrence (2); 9–14 – conditional for insertion: 9 – volcanic depressions and grabens, 10 – area of ​​distribution of mafic intrusions at the base of the Bodaibo trough, 11 – Siberian platform, 12 – territory of the paleocontinent, 13 – Paleoasian ocean, 14 – supposed contours of the Devonian rift system. VRS – Vilyui rift system, ASO – Altai-Sayan rift region. Grabens and depressions: Mn – Minusinsk, Tv – Tuva, Dzh – Dzhida-Khasuritsky, Toch – Tochersky, Bd – Bodaibo. The territory of the Kropotkin Ridge is highlighted with a rectangular contour.

Download (98KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Structure of the Ilei ore occurrence. a – photograph, dotted line shows outcrops of limestones of the Mongoshinskaya suite; b – geological plan of the Ilei ore occurrence. 1 – glacial deposits; 2 – limestones of the Upper Proterozoic Mongoshinskaya suite; 3–8 – Devonian volcano-plutonic complex: 3–6 – Ognitsky complex: 3 – dikes: a – granite-porphyry, quartz porphyry, b – altered porphyrites, 4 – fine-grained leucocratic granites, 5 – medium- and coarse-grained porphyry-like leucocratic granosyenites and quartz syenites, 6 – leucocratic syenite-porphyry; 7–8 – Ileiskaya sequence: 7 – felsites, 8 – lava breccias; 9 – fluorite veins: a – mapped, b – assumed; 10 – faults; 11 – ore body numbers.

Download (229KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. a – vein of massive ores with sharp contacts from the central section of the ore occurrence; b – vein-disseminated ores from the western section.

Download (97KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Graphs of the normalized distribution of rare and rare-metal elements in igneous rocks and ores of the Ilei ore occurrence according to [11]. Granitoids are solid lines; volcanics of the Ilei formation are dotted lines; ores are highlighted in gray.

Download (33KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Rb‒Sr isochron diagram for volcanics of the Ilei sequence. Ar‒Ar geochronological studies were carried out on arfvedsonite isolated from subalkaline granites. The study was carried out at the Institute of Geology and Mineralogy SB RAS using the technique described in [17]. The plateau, constructed in three steps with 43.8% of isolated 39Ar, is characterized by an age value of 381±5 Ma (Table 3, Fig. 6). On the isochron diagram for linear regression by 4 points, the age value calculated was 387±6 Ma, which is consistent with the age of the plateau (Fig. 6 b). Thus, the value 387±6 Ma can be considered to correspond to the time of closure of the amphibole isotope system and the time of formation of subalkaline granites.

Download (12KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Results of Ar‒Ar studies of arfvedsonite from subalkaline granites of the Ileyskoye ore occurrence. a – studies of arfvedsonite using the step-heating method; b – isochron diagram for linear regression, constructed using four points.

Download (23KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».