Редкометалльная минерализация Полярного Урала: время формирования

Возраст и генезис редкометалльной минерализации на Полярном Урале являются на сегодняшний день дискуссионными и актуальными вопросами по причине появившихся в последнее время КЪ—8г и и—РЬ изотопных данных. Они не только не прояснили, но и поставили еще больше вопросов в понимании эволюции редкометалльных процессов и их связи с породами субстрата.

Характеристика

редкометалльных рудных полей

Редкометалльные (№>-Та, Ъг, НКЕЕ, Ве) месторождения (Тайкеуское, Усть-Мраморное, Неудачное, Лонготъюган-ское) и рудопроявления (Крестовое, Не-муръюганское) расположены на Полярном Урале в Западно-Харбейской рудной зоне Центрально-Уральского поднятия. Месторождения генетически связаны с лонготъюганским комплексом ме-тасоматических гранитоидов, представленным лейкогранитами, микроклинита-ми и альбититами (Корреляция..., 1985) и парагенетически с мелкими телами гранитоидов полярноуральского и сяда-таяхинского (?) комплексов.

Рудные объекты сосредоточены в пределах Лонготъюганской антиформы, размещение зон щелочного метасоматоза определяется поперечными структурами (лонготъюганским крестовым разломами), которые контролируют зоны проявления редкометалльных руд. Характер минеральнык парагенезисов, структур и микроструктур пород указывает на их метасоматическое происхождение. Породы редкометалльного мета-соматического комплекса относились к формации редкометалльных щелочных метасоматитов зон разломов докемб-рийского фундамента (Апельцин и др., 1967; Калиновский, Игнатов, 1987), связь с магматитами рассматривалась как па-рагенетическая. Отмечалось, что основная часть руд сформирована на контакте гранитных тел с вмещающими их вулканогенно-осадочными породами няро-вейской серии среднего рифея и терри-генно-карбонатными отложениями не-муръюганской свиты верхнего рифея,

РЕДКОМЕТАЛЛЬНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ПОЛЯРНОГО УРАЛА: ВРЕМЯ ФОРМИРОВАНИЯ

К. г. -м. н. О. В Удоратина

udoratina@geo.komisc.ru

К

ПЕРМСКАЯ'

УРАЛЬСКАЯ'

АСТУРИИСКАЯ І

Пред.ср. ВИЗЕ-я ** Пред.ср. ТУРНЕ-я >

КО ЛТ У БАНС КА Я'*'

САЛАИРСКАЯ

Ті

Р2

Рі

Сз-С2

С1

Сі-Оз

Ш

Бі-Ог

Оі

Єз

03-У2

VI

метаморфизованными в условиях зеленосланцевой фации.

Неизмененные (безрудные, реликтовые, субстратные) гранитоиды слагают небольшие синскладчатые тела и представлены рассланцованными (разгней-сованными), полосчатыми, лейкократо-выми (розовыми) микроклин-пертито-выми гранитами. Метасоматиты представленої микроклинитами, альбитита-4 ми, кварц-альбитовыми и кварц-дву-^ полевошпатовыми породами. Измененные альбитизирован-' ные и грейзенизирован-ч(ные граниты представлены светлыми разностя-' \м„ бело-серого, при ^ ,^^л>шом развитии

^/мусковита зеленовато-ч белого цвета, интенсивно флюоритизированные 'породні приобретают фиолетовый оттенок. Породы равномернозернистые, мелко- и // среднезернистые. Под микроско-/пом наблюдаются бластогранитные / структуры, участками реликтовые — / гипидиоморфнозернистые, участками новообразованные — гранобластовые. Минеральный состав (об. %): кварц — 20—40, микроклин — 10—20, альбит — 20—30, мусковит (селадонит) — 10—30.

Петрохимически минерализованные альбитизированные и грейзенизи-рованные породні соответствуют гранитам, содержание кремнезема составляет 73—77 мас. %. В породах наблюдается альбитизация и окварцевание, ведущие к удвоению содержания оксида натрия, а преобладание натрия над калием увеличивается до восьми раз. В наиболее минерализованных участках содержание щелочей соответствует гранитам, но в них наблюдается резкое (в десятки и тысячи раз) увеличение концентраций Б, Ъг, Щ Та, №, У, НРББ, ТЬ, и и РЬ.

Гистограммы значений К—А абсолютного возраста слюд и микроклина различных типов метасоматитов Полярного Урала

Геохронология магматического и метасоматического процессов

Судя по работам Ф. Р. Апельцина и других (1968), А. В. Калиновского, М. М. Игнатова (1987), казалось, проблема возрастного соотношения магматического и рудного процессов быша решена (см. рисунок). В работе «Корреляция магматических комплексов Европейского северо-востока СССР» породы, несущие оруденение, объединены в ред-кометалльный лонготъюганский комплекс позднепалеозойского возраста. Ис-

та, малакона, фергусонита) и минералов, слагающих породы редкометалль-ного лонготъюганского комплекса (альбита, микроклина, фенгита) и пород по валу, возраст установлен К—Аг и И— РЬ методами в интервале 350—175 млн лет (Абсолютный..., 1968; Калиновский, Игнатов, 1987; Корреляция., 1985) (табл. 1). Изотопных данных о возрасте гранитоидов полярноуральского комплекса, являющихся субстратом рудных метасоматитов, нет. Некоторые исследователи считают их допалеозойскими

Т а б л и ц а 1

Время проявления метаморфических и метасоматических процессов в Харбейском блоке на Полярном Урале

Процессы и породы Возраст, млн лет (максимум) Источник

Редкометалльные альбититы 354—300 (330) Ф. Р. Апельцин и др., 1968

Гранитообразование 490—410 (445) 420—307 (365) С. Г. Караченцев, 1972

Альбитизация и грейзенизация 380; 365—305 (340) Н. П. Юшкин и др., 1975

Региональный зональный метаморфизм (амфиболитовой и эпидот-амфиболитовой фации) в восточной части Харбейского блока и зеленосланцевый — в западной 450-430 Д. Н. Литошко, 1987

Региональный диафторез и гранитизация 375—360 Д. Н. Литошко, 1987

Приразломный щелочнокремниевый метасоматоз 320—300 Д. Н. Литошко, 1987

Редкометалльная минерализация 390—380 (340) А. В. Калиновский, М. И. Игнатов, 1987

Околорудные метасоматшы 380—360, 300—265 В. И. Силаев, 1982

тория формирования оруденения рассматривалась как развитие процессов активизации (отраженной активизации) в древних гранитоидах Харбейского блока, на которые накладывались более молодые (356—280 млн лет) редкометалль-ные метасоматшы, внедрялись послеме-тасоматические граниты, завершившие складчатость позднепермского возраста и формировались многочисленные мелкие тела гранитоидов гранит-аляскито-вой формации. Таким образом, древние гранитоиды рассматривались как породы субстрата по отношению к редкоме-талльному комплексу.

Возраст древних гранитоидов принимался как раннеордовикский, кембрийский, а возможно, и докембрийский (полярноуральский комплекс). Разновозра-стность субстрата и рудных образований до сих пор не подтверждена достаточным фактическим материалом (отсутствуют данные изотопного датирования).

Для руднытх минералов (самарски-

«реогранитизированы» в позднем палеозое (Апельцин и др., 1967).

Полученные нами первые КЬ—8г изотопно-геохимические данные по породам и минералам лонготъюганского комплекса указывают на значительный разброс значений изотопного возраста для различных месторождений (млн лет), погрешности соответствуют 2 а, приведенным в табл. 2 по О. В. Удора-тиной, В. Л. Андреичеву (2005).

По этим данным, возраст всех месторождений тяготеет к рубежу 350 млн лет — времени максимального развития метасоматических процессов в этой части региона (связывали его с началом позднепалеозойской коллизии на Полярном Урале).

Проведенные исследования цирконов И—РЬ методом на 8НИМР-П также оставляют открытым этот вопрос (Удо-ратина, Ларионов, 2005). Единичные зерна циркона, выделенные из пород, слагающих собственно рудные поля, невозможно исследовать из-за высокой концентрации урана. Кроме того, в рудных полях наблюдается геохимически избыточный свинец. Именно на месторождении Тайкеу впервые был обнаружен плюмбопирохлор, свинец также входит в структуру хлоритов (Зарайский, Удо-ратина, 2003). Однако на периферии рудного поля из пробы измененных гранитов (массив Тайкеу) был извлечен циркон с удовлетворяющим содержанием урана, при исследовании которого был получен конкордатный возраст

Т а б л и ц а 2

ИЪ-8г изотопно-геохимические данные по породам и минералам лонготъюганского комплекса

Месторождения Материал Возраст, млн лет (8/8г/868г)0

Т айкеуское ШЯ и минералы 299 ± 42 0.731 ± 0.003

Усть-Мраморное 383 ± 99 0.7150 ± 0.0035

Неудачное 389 ± 20 0.762 ± 0.004

Лонготъюганское 352 ± 5.7 0.722 ± 0.004

по находкам гальки гранитоидов в конгломератах ордовика и кембрия. Другие, в частности В. Н. Охотников (1985), — раннеордовикскими. М. А. Шишкин (1999, неопубликованные данные) гра-нитоиды региона подразделяет на сяда-таяхинский комплекс V—Е1, полярноуральский комплекс, сформированный во временном интервале Я3—РЪ1-2 (?), и лонготъюганский комплекс позднепалеозойского возраста. Таким образом, по имеющимся представлениям, гранитоиды полярноуральского комплекса формировались в течение весьма длительного времени, с позднего рифея по ранний палеозой, и бытли участками

444 ± 10 млн лет, что соответствует позднему ордовику. Учитывая оставшиеся неизученными центральные части цирконов, ввиду высокой концентрации в них урана, трудно сказать, относится ли эта цифра к формированию гранитоидов полярноуральского комплекса (субстрата оруденения) или к возрасту метасоматических процессов, сформировавших гранитоиды лонготъюганского комплекса и редкометалльное оруденение.

Полученный возраст коррелируется с ЯЬ—8г и И—РЬ данными (460— 420 млн лет), характерными для гранито-идных массивов Северного, Приполярного и Полярного Урала, в которых так----------------------------------- 3

же проявляется наложенное редкометал-льное оруденение (Удоратина Андреи-чев, 2004), и его можно рассматривать как возраст полярноуральского комплекса. Г ранигоиды этого комплекса всегда сопоставлялись с гранитоидами саль-нерско-маньхамбовского комплекса (Приполярный Урал), для части массивов которого в настоящее время обосновывается раннекембрийский возраст (Удоратина и др., 2005). Предполагается, что они сформировались в результате коллизии и синколлизионного коллапса орогена, имевшего место в венд-кемб-рийское время на территории Печорской плиты (Kuznetsov, et. al., 2005). Полученный же возраст (460—420 млн лет) рассматривался как время проявления метаморфических процессов в гранито-идах (табл. 1). Кроме того, получены Rb—Sr данные по вторичным кварцитам, возрастом 466 ± 63 млн лет, развитым в этой же зоне. (Удоратина и др., 2003). Он также отражен в генерациях цирконов из гранито-гнейсов няртинско-го блока (Приполярный Урал), фиксиру-кних некое эндогенное событие.

Для позднеордовикского времени известны проявления эндогенной активности, связанной с надсубдукционны-ми обстановками, реконструируемыми для Полярного Урала (Кузнецов, Бори-сенок, 2000; Тектоническая..., 2001). Но известные для редкометалльных метасо-матитов цифры абсолютного возраста тяготеют к позднепалеозойским коллизионным процессам.

Таким образом, в гранитоидах Полярного Урала, несущих редкометалль-ное оруденение, проявлено по крайней мере два этапа, которые можно соотнести с коллизионными процессами:

I этап — раннекембрийская коллизия (доуральская (тиманская), в результате которой были сформированы гранито-иды полярноуральского комплекса;

II этап — палеозойская коллизия (уральская), в результате которой были сформированы гранитоиды лонготъю-ганского комплекса.

Редкометалльные метасоматичес-кие гранитоиды лонготъюганского комплекса сформировались в участках дробления и милонитизации, трассирующих зоны разломов по гранитоидам полярноуральского комплекса (возраст которого неизвестен).

Источник рудных компонентов этих комплексных месторождений весьма проблематичен. Согласно существующим теоретическим и экспериментальным представлениям (Зарайский, 2004),

формирование редкометалльного оруденения пpoиcxoдит на магматическом этапе, на последующей флюидной (гидротермальной) стадии пpoиcxoдит концентрация руд и формирование месторождений. Но между этими этапами нет временного перерыва (все даты изотопного возраста варьируются в пpeдeлax погрешностей метода), это и есть классические «апограниты» в понимании

A. A. Беуса (Беус и др., 1965). Исследуемые редкометалльные гранитоиды Полярного Урала также относились к формации апогранитов, но наблюдаемая для месторождений Полярного Урала оторванность во времени минералов (и руд), слагают^ лонготъюганский комплекс, от магматитов полярноуральского комплекса необъяснима в paмкax су-щecтвyющиx представлений о генезисе редкометалльньк руд, связанный с кислыми магмами. На наш взгляд, это указывает, на то, что на Полярном Урале развит другой тип peдкoмeтaлльныx месторождений.

Литература

Лбсолютный возраст нeкoтopыx генети-ческж типов гранитоидов в Xapбeйcкoм блоке (Полярный Урал) / Ф. P. AnenmnH,

B. И. Малышев, С. И. Зыков и др. // Советская геология. 1968. М 6. С. 89—99.

Лльбитизированные и грейзенизиро-ванные граниты (апограниты) / A. A. Беус, Э. A. Северов, A. A. Ситнин, К. Д. Субботин. М.: Изд-во AH ССС^ 1962. 196 с.

Anельцuн Ф. P., Cкopoбoгаmoва Н. В., Якушин Л. Н. Генетические черты редкоме-тaлльныx гранитоидов Полярного Урала и условия ю редкометалльной металлогени-ческой специализации. М.: Недра, 1967. 202 с.

Заpайcкuй Г. П. Условия образования peдкoмeraлльныx месторождений, связанный с гранитным магматизмом // Смирновский сборник-2004. М.: МГУ, 2004. С. 105—192.

Заpайcкuй Г. П., Kopжuнcкая В. С., Co-бтева Ю. Б. Экспериментальная оценка гидротермального транспорта Ta и Nb в связи с проблемой генезиса месторождений тантала в «aпoгpaнитax» // ЕСЭМПГ-2004. М.: ГEOXИ PAH, 2004. C. 27—28.

Заpайcкuй Г. П., Удopаmuна О. В. Свинец и цинк в xnoprnax и ^lemmax редкометалльного месторождения Тайкеу на Полярном Урале // Минералогия Урала. Т. II. Минералогия месторождений и руд Урала. Миасс: Имин УрО PAH, 2003. С. 143—151.

Kалuнoвcкuй A. В., Игнаmoв М. М. Peд-кометалльные топоминералогические системы района развития щeлoчныx метасомати-тов // Минералогия рудоносный территорий Европейского северо-востока СССP. Сыктывкар, 1987. С. 5—17.

Корреляция мaгмaтичecкиx комплексов Европейского северо-востока СССP / В. Н. Oxoтникoв, В. И. Мизин, Л. Т. Белякова и др. Сыктывкар, 1985. Вып. 53. 24 с. (Серия препр. Науч. реком. — народа. xoз-вy).

Кузнецов Н. Б., Борисенок Д. В. Палеозойский базальтовый вулканизм западного склона Полярного Урала — вещественная характеристика и геодинамическая интерпретация // Петрография на рубеже XXI века: итоги и перспективы. Материалы Второго Всерос. петрограф. совещ. Сыктывкар, 2000. Т. IV. С. 77—79.

Литошко Д. Н. Возраст оруденения на Полярном Урале // Минералогия рудоносных территорий Европейского северо-востока СССР. Сыктывкар, 1987. С. 18—28.

Объяснительная записка. Геологическая карта СССР м-ба 1:200 000. Серия Североуральская. Лист Q-42-1. М., 1984. 107 с.

Охотников В. Н. Гранитоиды и рудо-образование (Полярный Урал). Л.: Наука, 1985. 184 с.

Силаев В. И., Андреичев В. Л. Геохронологическая модель сульфидной гидротермальной минерализации севера Полярного Урала (на примере Саурей-Лекынтальбей-ского рудного узла) / Геология рудных месторождений, 1982, № 2. С. 97—101.

Тектоническая история Полярного Урала. М.: Наука, 2001. 191 с.

Удоратина О. В., Андреичев В. Л. K—Ar и Rb—Sr изотопно-геохронометри-ческие системы в гранитоидах Харбейского массива (Полярный Урал) // Геология и полезные ископаемые западного склона Урала: Материалы регион. научно-практич. конф. Пермь, 2004. С. 42—46.

Удоратина О. В., Андреичев В. Л. Изо-топно-геохронометрические системы в гранитоидах массива Маньхамбо (Северный Урал) // Петрология магматических и метаморфических комплексов: Материалы Пятой ежегодной научной конф. Томск, 2004. Вып. 5. Т. I. С. 78—82.

Удоратина О. В., Андреичев В. Л. Н> вые данные о возрасте гранитоидов лон-готъюганского комплекса (Полярный Урал) // Происхождение магматических пород: Материалы Междунар. (X Всерос.) петрограф. совещ. Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 2005. Т. 2. С. 269—271.

Удоратина О. В., Ларионов А. Н. Возраст гранитоидов массива Тайкеу (Полярный Урал): U—Pb данные // Строение, геодинамика и минерагенические процессы в литосфере: Материалы XI Междунар. конф. Сыктывкар: Геопринт, 2005. С. 346—349.

Удоратина О. В., Силаев В. И., Делени-цин А. А. Вторичные кварциты Полярного Урала как репер геологической истории развития пассивной окраины Восточно-Европейского континента // ДАН. 2003. Т. 391, № 6. С. 799—803.

Удоратина О. В., Соболева А. А., Кузен-ков Н. А. и др. Возраст гранитоидов Мань-хамбовского и Ильяизского массивов (Северный Урал): U—Pb данные // ДАН. (в печати).

Kuznetsov N. B., Soboleva A. A., Udorati-na O. V Architecture ofNeo-Proterozoic basement of North-Eastern European margin (Ti-man-Pechora basin and Northern part of Central Ural Uplifts) as a result of the Arctida — Baltia continental collision // Geophysical Research Abstracts, 2005. Vol. 7.