Петрология высокоглиноземистых гранитоидов Вьетнама Фан Лыу Ань

Введение к работе

Актуальность темы. Проблема формирования высокоглиноземистых гранитов впервые сформулирована профессором Э.П.Изохом [1965], который выделил особый формационный тип гранитов, родоначальные магмы для которых выплавлялись из высокоглиноземистого корового субстрата при низком химическом потенциале щелочей. Значительно позднее А.Чаппелл и Б.Уайт [1974] предложили сходную генетическую классификацию, противопоставив граниты корового происхождения (S-тип) и граниты, образующиеся за счет плавления метабазитового субстрата (I-тип). Дальнейшее развитие этого подхода привело к выделению целого ряда генетических типов гранитов (М, I, А, Н-типы [Collins et al., 1982; Pitcher, 1987; Whalen et al., 1987; Castro et al., 1991]), общей особенностью которых являются признаки активного участия мантийного вещества в гранитообразовании. Вместе с тем, происхождение S-гранитов оказалось далеко не таким простым, как это предполагалось. В их составе сначала были выделены собственно палингенные и редкометалльно-гшюмазитовые интрузивные граниты [Таусон, 1977], затем двуслюдяные лейкограниты Гималайского типа [Le Fort, 1978] и, наконец, автохтонные перглиноземистые граниты Центрально-Французского типа [Barbarin, 1990]. Поэтому выяснение особенностей состава, генезиса и геодинамических обстановок формирования высокоглиноземистых гранитов остается актуальным до настоящего времени. Отметим также, что во Вьетнаме, который послужил основным полигоном при выделении формации высокоглиноземистых гранитов [Изох, 1965], работы в этом направлении в последние три десятилетия не проводились.

Цель и задачи исследования. Цель данной работы - дать генетическую типизацию разновозрастных высокоглиноземистых гранитов Вьетнама как основу для региональных палеогеодинамических и металлогени-ческих построений. В ходе выполнения работы автором диссертации решались следующие задачи: 1) обобщение материалов по геологической позиции, внутреннему строению и минералого-петрографическим особенностям высокоглиноземистых гранитоидных массивов Вьетнама, их сравнительный анализ, выявление диагностических признаков разновозрастных комплексов; 2) выяснение основных тенденций в поведении петро-генных, редких и редкоземельных элементов как внутри отдельных магматических ассоциаций, так и при их сравнении друг с другом; 3) выявление типоморфных особенностей слюд, как индикаторов температуры и

1^ 2ІЇЇЇТП J?ZA "[ISO sEZ3 *EZ] tZ] ^]

Рис. 1. Схема размещения высокоглиноземистых гранитоидных массивов в структурах Вьетнама.

Условные обозначения к рисунку 1. Структурно-вещественные комплексы: 1 - протерозойские; 2 - позднедокембрийские - раннепалеозойские (ранние каледониды); 3 - средне-позднепалеозойские (герциниды); 4 -раннемезозойские (индосиниды), 5 - позднемезозойские (киммериды). 6 -кайнозойские платобазальты, 7 - кайнозойские рыхлые отложения, 8 -разрывные нарушения, 9 - массивы высокоглиноземистых гранитоидов, нерасчлененные (цифры в кружках - охарактеризованные в диссертации массивы: 1 - Шонг Чай, Oi.₂, 2 - Хайваи, Т2-3, 3 - Там Тао, Т₂-з, 4 - Бана, Т₃, 5 - Чами, Тз, 6 - Кана, К₂, 7 - Санта-Мария, К₂, 8 - Чаймат, К₂, 9 -Пиа Оак, К₂.

I - XIV - структурно-вещественные зоны: I - Шонгхием, II - Ангад, III - Шонгло, IV - Шонгхонг, V - Фансипан^І - Туле, VII - Шонгда^Ш - Шонгма, IX - Шамныа, X - Фухоат, XI - Чыонгшон, XII - Анхоа, XII -Контум, XIV - Далат.

флюидного режима кристаллизации гранитов; 4) определение радиологического возраста (U-Pb-, Rb-Sr-, Ar-Ar- и K-Ar-методы) эталонных гранитоидных массивов, а также анализ главных особенностей поведения Rb-Sr- и Sm-Nd-изотопных систем.

Объект исследования. В качестве объекта исследования выбраны фанерозойские массивы высокоглиноземистых гранитов, представленные в Северном Вьетнаме тремя разновозрастными комплексами: Шонг Чай (0₂_з), Пиа Биок (Т₂.з), Пиа Оак (К₂); в Центральном Вьетнаме - двумя комплексами: Хайван (Т₂_з) и Бана (Тз„); в Южном Вьетнаме - комплексом Кана (К₂). Поскольку общее количество массивов в каждом вышеуказанном секторе Вьетнама варьирует от 3-5 до 15-20, а степень их изученности чрезвычайно неоднородна, то для детального исследования выбраны массивы, которые считаются петротипическими в магматических легендах Вьетнама: Шонг Чай (0₂-з), Хайван и Там Тао (Т₂-з), Бана и Чами (Тзп), Пиа Оак, Кана, Санта Мария и Чаймат (К₂). Их расположение в структурах Вьетнама показано на рисунке 1.

Фактический материал и методы исследований. Основой фактического материала послужила рабочая коллекция образцов, собранная в ходе советско-вьетнамской экспедиции 1985-86 гг., которая была проведена под руководством профессора Э.П.Изоха с целью расчленения и корреляции магматических комплексов Вьетнама [Izokh, Luong, 1986]. Автор диссертации принял участие в обработке и интерпретации аналитических материалов (1993-1995 гг.), а также использовал результаты собственных полевых и камеральных исследований гранитоидных интру-

зивов Вьетнама (1982-1988 гг.). Лабораторные исследования включали просмотр и петрографическое описание шлифов, определение петроген-ных (158 ан.), редких "гранитофильных" (85 ан.) и редкоземельных элементов (30 ан.); радиологические определения возрастов (U-Pb-, Rb-Sr-, Ar-Ar-, K-Ar-методы), определение изотопных отношений Sm и Nd в валовых пробах (12 ан.), а также микрозондовые анализы слюд, в том числе на фтор и хлор (28 ан.). Обработка полученной информации была проведена с использованием комплекса статистических и петрологических программ [Newpet и др.].

Подавляющее число анализов выполнено в Аналитическом центре ОИГГМ СО РАН, г. Новосибирск (рентгено-флюоресцентный анализ -А.Д.Киреев; атомно-абсорбционный анализ - Т.А.Кириленко; нейтронно-активационный инструментальный анализ - В.А.Бобров; микрорентгено-спектральный анализ слюд - О.С.Хмельникова; Rb-Sr-, К-Аг- и Аг-Аг-масс-спектрометрический анализ - В.А.Пономарчук, А.В.Травин, С.В.Палесский). Анализ изотопных отношений Sm и Nd выполнен Д.З.Журавлевым (ИГЕМ РАН, г. Москва), определение возраста U-Pb-изотопным методом по цирконам - Е.В.Бибиковой (ГЕОХИ РАН, г.Москва).

Научная новизна и практическая значимость. Впервые обоснован по комбинации радиологических методов возраст высокоглиноземистых гранитоидов комплекса Шонг Чай (Ог-з)> который ранее считался либо докембрийским [Изох, 1965], либо девонским [Чан Дык Лыонг, Нгуен Суан Бао и др., 1992], и возраст редкометалльных гранитов комплекса Бана (Тзп), традиционно относившегося к этапу кайнозойской тектоно-магматической активизации региона. Доказана одновозрастность средне-позднетриасовых гранитоидов Северного и Центрального Вьетнама (комплексы Хайван и Пиа Биок), а также позднемеловых редкометалльных гранитов, развитых на всей территории страны (комплексы Кана и Пиа Оак). Эти данные не только позволили уточнить схему расчленения магматических образований Вьетнама, но и значительно расширили потенциальную перспективность страны на открытие крупных месторождений олова. До сих пор здесь выделялся только один оловоносный редко-металльно-гранитный комплекс Пиа Оак (Кг), а позднетриасовые гранитные интрузивы считались практически безрудными. Вместе с тем, именно с раннемезозойским этапом в расположенной рядом Индонезии связаны крупные оловянные месторождения и их россыпи.

В фундаментальном плане важным результатом является доказательство отсутствия древнего (докембрийского) кристаллического фунда-

мента в зоне Далат (Южный Вьетнам). Эти данные были получены на основе сопоставления Rb-Sr- и Sm-Nd-изотопных систем в одновозраст-ных гранитах, развитых в Северном и Южном Вьетнаме.

Выделен специфический тип редкометалльно-плюмазитовых гранитов, которые имеют признаки мантийно-корового происхождения: аномально высокие концентрации Сг, V, Ni и Ті, высокие содержания фтора и хлора в биотитах, пониженные первичные отношения изотопов Sr, относительно высокие параметры E₍Nd)t-

Основные защищаемые положения.

1. Высокоглиноземистые гнейсограниты массива Шонг Чай (Северный Вьетнам) относятся к раннекаледонскому этапу тектогенеза (Т=464±12 млн лет). В формировании массива участвовали три ассоциации (от ранних к поздним): 1) натриевая, 2) калиево-натриевая и калиевая, 3) ультракалиевая. Их смена во времени отвечала различным стадиям Si-K-метасоматоза и кислотного выщелачивания метаосадочного субстрата, возраст ' которого отвечал среднему-позднему протерозою (0,85-1,25 млрд лет).

2. Высокоглиноземистые граниты раннемезозойского возраста представлены во Вьетнаме двумя типами: палингенным (комплексы Хайван и Пиа Биок, Т2-3) и редкометалльно-плюмазитовым (комплекс Бана, Тз_п). Судя по вещественному составу и особенностям изотопных отношений Sr и Nd первый тип имеет корово-анатектическое происхождение, второй -обнаруживает признаки взаимодействия мантийных и коровых расплавов. Модельный возраст субстрата обоих типов гранитов отвечает раннему-среднему протерозою (1,2-1,8 млрд лет).

3. Высокоглиноземистые граниты позднемезозойского возраста представлены во Вьетнаме редкометалльно-плюмазитовым или переходным к нему типом и имеют резкую латеральную зональность. В Северном Вьетнаме (комплекс Пиа Оак) они сформированы за счет метапелитовых субстратов зрелой (не моложе 1,64 млрд лет ) континентальной коры, в Южном (комплекс Кана, зона Далат) - за счет относительно молодой коры (0,66-0,82 млрд лет). Судя по аномально повышенным содержаниям Сг, V, Ni, Ті, специфическому редкоземельному составу, высоким кон-центрацииям С1 в биотитах , особенностям изотопного состава Sr и Nd, граниты комплекса Кана сформировались либо за счет метабазитового источника, либо при активном участии мантийных расплавов.

4. Высокоглиноземистые граниты Вьетнама могут быть объединены в три генетических группы: 1) палингенные плюмазитовые интрузивные

гранитоиды, имеющие коровую природу и входящие в состав контрастных ультрабазит-базит-гранитоидных серий без признаков взаимодействия мантийных и коровых расплавов (комплексы Хайван и Пиа Биок, Тг-з); 2) палингенно-метасоматические плюмазитовые гранитоиды без базито-вых предшественников (комплекс Шонг Чай, Ог-з); 3) редкометаллыго-плюмазитовые интрузивные-граниты, обнаруживающие широкие вариации по степени корово-мантийного взаимодействия (комплексы Бана, Тз_п; Кана и Пиа Оак, Кг). Первые две группы отвечают коллизионным палео-геодинамическим обстановкам, граниты третьей - внутриплитные, образовавшиеся либо на постколлизионной (тафрогенной) стадии (комплекс Бана), либо в обстановке активной континентальной окраины Андского типа (комплексы Кана и Пиа Оак).

Апробация работы и публикации. По теме диссертации автором опубликовано шесть статей, три - сданы в печать. Результаты исследований обсуждались на специализированных геологических и петрографических совещаниях, в том числе на симпозиуме "Науки о Земле", г.Ханой (1991) и на 1-м Всероссийском петрографическом совещании "Магматизм и геодинамика", г.Уфа (1995 г.). Отдельные выводы автора диссертации вошли составной частью в геолого-петрографическую карту района Шонг Ба (Южный Вьетнам) масштаба 1:200 000, изданную в г. Ханой (1985 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Текст изложен на 265 машинописных страницах, сопровождается 67 рисунками и 22 таблицами. Библиография включает 113 наименований.