Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА I. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И МЙНЕРАЛОГО-ПЕГРО-. ГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГРАНИТОйДОВ МОСТОВСКОГО КОМПЛЕКСА. .13
.I.I. КРАТКИЙ ОЧЕРК ГЕОЛОГИИ ЩУЧИНСКОЙ, ТЕКТОНИЧЕСКОЙ. .
ЗОНЫ 16
Из.истории исследований.. . . .. .... 17
Особенности тектонического.строения,, стратиграфии и магматизма 17
1.2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ.И.АБСОЛЮТНЫЙ ВОЗРАСТ .
ГРАНИТОЙДОВ МОСТОВСКОГО. КОМПЛЕКСА. . . 21
Геологическое положение и внутреннее строение массивов. ...... ............................ -
Об абсолютном возрасте гранитоидов мостовского комплекса _ 25
1.3. ШНЕРАЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГРАНИТО
ИДОВ МОСТОВСКОГО КОМПЛЕКСА -
Состояние вопроса... . . . . . . ... ... .... -
Минералогический состав и номенклатура гранит-тоидов. . . . .. ... . . . . ..... . . . .... ........ . . . . 27
Петрографические особенности гранитоидов,.... . 32
Видовой.состав и количественное.распределение акцессорных минералов. 37
Обсуждение. Выводы 43
ГЛАВА 2. ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГРАНИТОВДОВ
МОСТОВСКОГО КОМПЛЕКСА 47
2.1. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ПЕТРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ~
Фактические данные -
Петрохимическая характеристика и систематика. . 50
2.2. ЩЕЛОЧНОСТЬ (ОСНОВНОСТЬ) ГРАНИТОИДОВ 57
Вводные замечания. .
Анализ минеральных ассоциаций 58
Термодинамический расчет показателей основности 60
2.3. ХИМИЧЕСКИЙ. СОСТАВ БИОТИТОВ. КАК. ПЕТРОГЕНЕТИЧЕСКИЙ.
КРИТЕРИЙ 68
Аналитические данные. Номенклатура биотитов.. . 69
Кристаллохимические особенности биотитов. . . . 71
Использование особенностей, химического состава биотитов для оценки физико-химических условий минералообра-зования 73
ГЛАВА 3. ГЕОХИМИЯ ГРАНИТОВДОВ МОСТОВСКОГО КОМПЛЕКСА....81
3.1. ПОРОДООБРАЗУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ........... ^
Корреляционные зависимости -
Кремний 85
Титан. ., 90
Алюминий. -
Железо. . . 93
Магний.. . ч. .. . . . 95
Кальций. . . . 97
Натрий-и калий. 98
3.1.9..Летучие компоненты., . . . . 99
3.1.10. Выводы '. 109
3.2. ЭЛЕМЕНТЫ-ПРИМЕСИ Ill
Вводные замечания
Редкие щелочные элементы 114
Сидерофильные элементы 122
Сульфурофильные (халькофильные) элементы. . . . 138
Оксифильные элементы . 144
3.2.6.,. Обсуждение -
3.3. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ РУДОНОСНОСТЬ ГРАНИТОИДОВ МОСГОВСКОГО
КОМПЛЕКСА. . . . - . .... 151
Геохимическая специализация гранитоидов. ...
Критерии потенциальной рудоносности. ....... . . . 154
Оценка рудной продуктивности гранитоидов мостовского комплекса. Практические рекомендации. ..... 158
Выводы 165
ГЛАВА 4. ГЕОЛОГО-ТЕКТОНИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГРАНИТОИДОВ МОСТОВСКОГО КОМПЛЕКСА. . . . .167
ГЕОЛОГО-ТЕКТОНИЧЕСКИЕ. УСЛОВИЯ 170
О Р-Т- УСЛОВИЯХ ЗАРОЖДЕНИЯ ГРАНИТОИДНОГО РАСПЛАВА 173
ПЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УСЛОВИЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВА 175
ОБ ИСТОЧНИКАХ И ПРИРОДЕ ВЕЩЕСТВА, УЧАСТВУЮЩЕГО
В ПЕТРОГЕНЕЗИСЕ 180
4.5. О ФОРМАЦИОННОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ГРАНИТОИДОВ-МОСТОВ-.
СКОГО КОМПЛЕКСА .191
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. * * * . . 194
ЛИТЕРАТУРА 197
-5--. . . .
ТАБЛИЧНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ 213
Приложение I. Химический состав пород кристаллического
фундамента Щучинской тектонической зоны .214
Приложение 2. Химический состав биотитов 222
Введение к работе
Исследование докембрийских кристаллических образований имеет исключительно важное научное и практическое значение. Согласно общеизвестным данным академика А.В. Сидоренко, продолжительность докембрия составляет около 7/8 всей истории Земли, причем в докембрийских толщах заключено от 50 до 100$ всех разведанных запасов многих металлических полезных ископаемых, а мировая добыча руд железа, марганца, хрома, никеля, меди, урана из этих толщ составляет от 47 до 93%. В докембрии смежных с Белоруссией областей Русской платформы (Украинского щита, Воронежского кристаллического массива) месторождения руд многих перечисленных элементов уже установлены. В докембрии Белоруссии также выявлены месторождения ильменит-магнетитовых руд, железистых кварцитов, рудная минерализация некоторых цветных и редких металлов. Можно ожидать, что ближайшие перспективы открытия новых месторождений рудных полезных ископаемых будут связаны именно с породами докембрийского кристаллического фундамента республики.
Актуальность проблемы. Чрезвычайно важную роль в геологическом строении кристаллического фундамента Белоруссии играют, благодаря своему широкому распространению, породы гранитоидного состава. Среди всего разнообразия этих пород, различающихся по особенностям вещественного состава, по возрасту, геологическому положению и т.д., здесь преобладают метаморфогенные породы, сформировавшиеся из разнородных (терригенных, вулканогенных, интрузивных) .образований под влиянием процессов регионального метаморфизма и сопутствующей им гранитизации. Судить о распространенности гранитоидов магматического происхождения можно только приблизительно,поскольку
кристаллический фундамент, закрытый осадочным чехлом, за тот
короткий промежуток времени (немногим более 20 лет), в течение которого производится его планомерное изучение, не мог быть исследован достаточно детально. Кроме того, даже по отношению к тем гранитным породам, которые обладают, по мнению одних исследователей, совокупностью признаков, указывающих на их образование магматическим путем, зачастую высказывается иная, по сути противоположная точка зрения, в соответствии с которой образование этих пород происходило под преимущественным влиянием процессов метаооматической гранитизации. В полной мере это относится и к объекту исследований автора - гранитоидам мостовского комплекса, несмотря на то, что они принадлежат к числу наиболее детально изученных гранитоидных образований Белоруссии.
Между тем, в настоящее время хорошо известно, что и характер рудоносности, и масштабы сопутствующего оруденения, свойственные гранитоидам различного происхождения, существенно различаются. В частности, с палингенными гранитоидами связаны многие месторождения редких и рудных элементов. 3 гранитоидах, представляющих собой преимущественно продукт метаооматической гранитизации осадочно-метаморфических толщ, не установлены сколько-нибудь крупные эндогенные месторождения, но зато они часто служат коренными источниками минералов, концентрирующихся в россыпях и корах выветривания /IIЧ/.
Немаловажное значение для правильной оценки металлогениче-ской значимости гранитоидных образований имеет выяснение их места в геологической истории, а также анализ геотектонических условий, в которых происходило их формирование. Как отмечают И.Д. Батиева и И.В. Бельков / 7 /, от раннего докембрия к более молодым геологическим эпохам наблюдается глобальное уменьшение
- 8 -объема продуктов кислого магматизма. При этом значение автохтонных гранитоидов снижается, а распространенность гранитои-дов интрузивных резко возрастает. Увеличение мощности и консолидация земной коры создают благоприятные условия для формирования интрузий, отличающихся значительными амплитудами перемещения, высокой степенью кристаллизационной и эманационной дифференциации и представляющих наибольший практический интерес.
Гранитоиды мостовского комплекса относятся к числу наиболее молодых гранитоидных образований Белорусской антеклизы. Они сформировались уже на платформенном этапе развития региона и пространственно сопряжены с зоной разрывных тектонических нарушений, секущих древнюю складчатость. В работах, посвященных исследованию вещественного состава пород кристаллического фундамента Белоруссии / 4, 10, 17, 64, 87, 91, 96, 126, 142-153 /, содержится немалый фактический материал, указывающий, в частности, на положительную геохимическую специализацию гранитоидов мостовского комплекса на олово, ниобий, литий, фтор, молибден, редкие земли о др. Все это позволяет, учитывая рассмотренные выше закономерности эволюции кислого магматизма, предполагать, что гранитоидам мостовского комплекса свойственна высокая рудо-носность в отношении некоторых, по крайней мере, перечисленных элементов. Достаточно строго обосновать (или опровергнуть) это предположение не представляется возможным без целенаправленных геохимических исследований, позволяющих выяснить закономерности миграции химических элементов и особенности распределения их в породах комплекса, охарактеризовать физико-химические условия петрогенезиса и оценить рудогенные возможности процессов, под влиянием - которых сформировался современный вещественный облик пород. Подобных исследований до настоящего времени не про-
- 9 -водилось, поэтому и генетические особенности, и петрогеохими-ческая специфика, и рудоносность гранитоидов мостовского комплекса изучены явно недостаточно. Эти обстоятельства во многом предопределили направленность исследований, результаты которых положены в основу настоящей работы.
Основные задачи исследования:
изучение минералогического состава и петрогеохимических особенностей гранитоидов мостовского комплекса;
выяснение физико-химических условий генезиса гранитоидов и оценка влияния этих условий на распределение породообразующих элементов и элементов-примесей в них;
выявление характера геохимической специализации гранитоидов и оценка их потенциальной рудоносности.
Решение поставленных задач осуществлялось путем всесторон-негоанализа и систематизации фактических данных с использованием разнюобразных методов геохимических и петрологических исследований и методов математической статистики.
Фактическая основа диссертационной работы представлена материалами, собранными и обработанными автором за время обучения в аспирантуре на кафедре минералогии, петрографии и геохимии Гомельского государственного университета (1974 - 1978 г.г.). Автором изучено более 420 прозрачных шлифов, что позволило охарактеризовать количественно-минералогический состав и петрографические особенности всех основных разновидностей пород; обработаны данные 106 силикатных химических анализов пород (как оригинальных, выполненных по материалам автора, так и заимствованных из литературных источников / II, 90, 98 / и из фондов- Белорусской геолого-поисковой экспедиции) и 29 химических анализов биотитов; произведено минераграфическое изу
- 10 -чение рудных минералов в 36 полированных шлифах, а также изучение видового состава, содержания и типоморфных свойств акцессорных минералов в 57 протолочках гранитоидов и вмещающих комплекс метаморфических пород. Геохимическая часть работы основана на результатах количественных определений содержания 13 элементов - Со, М, & , I/, Си, П , In , Mo , Sn , U.7 , PI , 3s, іУ - в породах и минералах.(всего около 3000 элементоопределений). Аналитические работы выполнены в химических лабораториях Института геохимии-и физики минералов АН УССР, Института геохимии им. А.П. Виноградова СО АН СССР, Института геохимии и геофизики АН БССР, Центральной лаборатории Управления геологии БССР.
Научная новизна. Автором существенно дополнены, уточнены и детализированы полученные в результате предшествующих исследований (Пап, 1962; Пап, Борковская, 1968; Борковская, 1971; Лукша, 1971; Васильев и др., 1973; Аксаментова и др., 1974; Вайтекунас, Васильев, 1975; Бордон и др., 1977; Булкин, 1972, 1978, 1980 и др.) данные о минералогическом и химичеоком составе гранитоидов мостовского комплекса и о содержании в них лития, рубидия, цезия, молибдена, кобальта, никеля, свинца, меди, цинка, ванадия, хрома, олова, фтора. Впервые произведена систематика гранитоидов мостовского комплекса (на основе классификации А.А. Маракушева и др. / 83 /), охарактеризованы главные особенности физико-химических условий формирования гранитоидов, рассмотрены природа и химическая направленность процессов эволюции их химического состава на различных этапах формирования комплекса, произведена геохимическая типизация гранитоидов, обосновано представление об их геохимической специализации на группу гранитофильных элементов - М , /Ро* , / , Т и на медь и о потенциальной рудоносности их на молибден. Изучены видовой состав :
- II -
и количественное распределение акцессорных минералов в гранито-идах мостовского комплекоа и во вмещающих метаморфических породах. Настоящая работа представляет собой, таким образом, по существу первое специальное исследование петрогеохимического плана, посвященное позднедокембрийским интрузивным гранитоидам Белорусской антеклизы.
Практическая значимость» Автором показана высокая рудная продуктивность гранитоидов мостовского комплекса в отношении молибденового оруденения; выделены и рекомендованы для первоочередных поисково-разведочных работ участки кристаллического фундамента Щучинской тектонической зоны, наиболее перспективные для выявления промышленно значимых концентраций молибдена. Установленные автором критерии геохимической специализации и пвтенциальной рудоносности пород мостовского комплекса - магматических коровых существенно калиевых гранитоидов известково-щелочного ряда - могут быть использованы в качестве основных оценочных и прогнозных критериев при поиках месторождений рудных полезных иокопаемых, связанных с аналогичными по генезису, вещественному составу и структурно-геологической позиции гранитоидами кристаллического фундамента Белоруссии.
Апробация. Основные положения работы докладывались автором на ЦТ-К научных конференциях Гомельского государственного университета, на УП-й (Минск, 1975) и УШ-й (Гомель, 1981) научных конференциях молодых геологов Белоруссии, на П-й конференции молодых ученых Института геохимии и геофизики АН БССР (Минск, 1976), на Республиканском совещании по проблеме "Геология и металлоносность кристаллического фундамента Белоруссии и смежных районов" (Минск, 1976).
Публикации. По теме диссертационной работы опуб-
- 12 -ликовано 7 научных статей. Результаты исследований автора изложены также в научных отчетах кафедры общей геологии (1974,1976) и кафедры минералогии, петрографии и геохимии (1977 - 1983) Гомельского государственного университета.
Структура и объем работы. Работа состоит из четырех глав, введения и заключения и содержит 149 страниц текста, 39 иллюстраций, 22 таблиц, 2 табличных приложения, в списке цитированной литературы 153 библиографии.
Автор благодарен всем сотрудникам кафедры минералогии, петрографии и геохимии ГГУ и в особенности своим научным руководителям - профессору С.Д. Туровскому и профессору В.А. Вахрушеву -за повседневную практическую и моральную поддержку и творческую помощь в работе. Консультации и советы академика АН БОСР А.СМа-хнача ист. н. с. ИГГ АН БОСР Г.Г. Доминиковского на начальных этапах работы предопределили более строгий и разносторонний анализ фактического материала. Большую помощь в сборе каменного материала оказал автору главный геолог БГГЭ Г.И. Илькевич, а в производстве химических и др. анализов - научные сотрудники ИГФМ АН УССР А.И. Самчук и Н.А. Беспалько. Критические замечания ст. геолога БГГЭ А.Б. Черняховского способствовали улучшению структуры работы и конкретизации отдельных ее положений. Статистическая обработка информации и петрохимические пересчеты осуществлялись на ЭВМ EC-I022 по программам ст. инженера НИСа ГГУ Н.М. Васылевой. Всем названным товарищам автор выражает свою искреннюю признательность.
- ІЗ -
