К проблеме мантийных источников рудного вещества месторождений Таджикистана

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

2006, том 49, №1

ГЕОХИМИЯ

УДК 551.14:550.42

В.С.Лутков, член-корреспондент АН Республики Таджикистан А.Р.Файзиев

К ПРОБЛЕМЕ МАНТИЙНЫХ ИСТОЧНИКОВ РУДНОГО ВЕЩЕСТВА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТАДЖИКИСТАНА

Одна из важнейших фундаментальных и прикладных проблем рудогенеза - выявление источников рудного вещества, прежде всего для уникальных (гигантских) месторождений, во многом определяющих рудную базу регионов [1]. Для ее решения до сих пор недостаточно информации о распределении рудных и редких элементов в литосфере и, особенно, в верхней мантии. В связи с этим особый интерес представляют сведения об аномально высоких концентрациях редких элементов в мантийных ксенолитах Памиро-Тянь-Шаньского региона.

Геохимический профиль Памира и Тянь-Шаня определяют в основном энсиали-ческие структуры - переработанные в фанерозое блоки докембрия, АКО андийского типа, континентально-рифтогенные и менее островодужные зоны и офиолитовые пояса. Территория характеризуется весьма высокой мощностью коры (на Памире до 70-75 км) и резким преобладанием среди магматических образований гранитоидов, на чем базируется мнение о важной роли коровых источников рудного вещества.

Для региона типичны месторождения Li, Cs, Sn, W, B, F, ^ Sr, ^, Sb, Pb, Zn, Ag, Au, что во многом определило выбор изученных элементов (табл.). При этом часть скоплений рудного вещества ф, Sb, Ag) и некоторые другие относятся к разряду месторождений-гигантов.

Верхняя мантия Тянь-Шаня деплетирована, подверглась интенсивному плавлению и метасоматозу (шпинелевые гарцбургиты, лерцолиты, пироксениты, глиммериты, ксенокристы флогопита, калиевого керсутита, санидина и т.д. [3]. Коромантийный слой сложен плагиоклазовыми пироксенитами, горнблендитами, габбро - его породы наращивали снизу земную кору региона в результате механизма магматического андерплей-тинга. Уникальность изученных ксенолитов верхней мантии Южного Тянь-Шаня заключается также в интенсивной карбонатизации (лиственитизации): этим процессом охвачено в среднем 50-60% ультрабазитов и менее “зеленых” пироксенитов (при этом резко возрастает содержание Sr). Немаловажно, что с эпигерцинскими породами, в том числе с лиственитами и вмещающими щелочными базитами, пространственно связано или даже накладывается на них разнообразное оруденение - ^, Sb, Au, Pb, Zn, F, Ba, ^ и особенно Sr. В частности, непосредственно в лиственитах выявлены рудные минералы эпитермальной природы: антимонит, киноварь, флюорит, сфалерит, галенит, барит, золото, целестин и т. д.

В коллизионном орогене Южного Памира новообразованная литосфера (мантия) представлена серией метаморфитов, магматитов и метасоматитов от эклогитов и глим-меритов до гранат-флогопитовых вебстеритов (до 35-40 кбар), являющихся наиболее глубинными породами в Центральной Азии. Представительность “опробования” ман-

тии обеспечивается данными по нодулям из примерно 100 диатремм и еще более многочисленных ксенолитсодержащих даек щелочных базитов.

Фтор в мантии региона связан с калиевыми флюидами (расплавами) и входит в структуру флогопита (до 1.7-2.3 %), менее К-керсутита и апатита [3]. Таджикистан выделяется разнообразием флюоритовых месторождений, но главными являются гидротермальный и карбонатитовый [4]. Примеси во флюорите Sr, Ba, РЗЭ, ^ ^ подтверждают связь редкоземельно-флюоритового месторождения Памира с F-карбонатитами. При этом флюорит выделялся от магматического (10500С) до гидротермального (4600С) этапов [4]. Собственно гидротермальные месторождения флюорита в Тянь-Шане ранее связывались с позднепалеозойскими гранитами, однако затем была обнаружена альпийская F-минерализация, в том числе в ассоциации с телетермальным ^^^оруденением. Месторождения барит-флюоритового типа, возможно, связаны с мантийными глимме-ритами, в которых флогопит содержит до 16-17% BaO и 1,7-1,8% F [3].

Бор максимально обогащает ультрабазиты нодулей и офиолитов (“скрытый метасоматоз”). Статистические связи между содержаниями В в мантийных и коровых образованиях ^=0.83; Rl%=0.59) косвенно свидетельствуют о связи В, концентрирующегося на разных уровнях литосферы, с мантийными источниками. Таджикистан относится к бороносным провинциям, причем на Южном Памире известно уникальное данбу-ритовое месторождение. Ранее его увязывали с гранитами, но огромные запасы В явно превышают “возможности” гранитных тел.

Источники крупнейших месторождений “коровых” литофильных элементов ^, Cs, Ta и др.) в гигантском Памиро-Гиндукушском поясе [5] также не исключают альтернативных подходов к их генезису. Это, в частности, подтверждается наличием литиевого месторождения в Чаткальской зоне Узбекистана, где оно связано с мантийными калиевыми щелочными базальтами [6].

Выявлены высокие концентрации ^ и Sb в мантийных породах (табл.). Содержания ^ в них на 1-2 порядка выше, чем в глубинных нодулях из кимберлитов. При этом Au-Hg-Sb-минерализация накладывается на ряд тел щелочных базитов и листве-нитов. Тянь-Шань и Памир входят в состав планетарных ^ ^^^)- поясов, а в Зе-равшано-Г иссарской зоне известны гигантские месторождения Sb. Предполагается, что подобные пояса связаны с мантийными газовыми струями и дегазацией ^ и Sb из глубинных оболочек Земли, вплоть до нижней мантии [7].

Эпигерцинская существенно углекислотная дегазация мантии протекала в Тянь-Шане по меньшей мере двукратно: а) в период мезозойской активизации (рассеянный рифтогенез, широкое развитие щелочных базитов внутриплитного типа); б) во время завершающего амагматичного позднеальпийского орогенеза. Эти процессы, происходившие существенно позднее основных этапов гранитообразования, сопровождались формированием мантийных месторождений и проявлений преимущественно халько-фильных элементов - ^, Sb, Zn, ^, Au, Ag, F, Ba, Sr [8, 9 и др.].

Таблица

Максимальные содержания редких элементов (г/т) в мантийных нодулях из щелочных базитов Таджикистана

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Li 42 51 109 213 104 137 137-213 953 5

Cs 3 10 38 22 60 10 38-60 680 <1

F, % 0.08 0.59 1.6 0.23 0.43 0.20 1.3-1.6 0.93 0.02

B >160 38 51 62 3 46 112->160 >160 37

Zr 38 53 169 315 240 78 303-315 535 19

Ba <100 161 13.7% 1160 2160 — 1.8-13.7% 1.5% <100

Sr 120 279 358 1367 1800 2311 1800-2311 5100 43

U 1.7 0.4 --- 0.8 4 0.4 1.7-4 20 <0.3

та <1 <1 <1 4 14 1 11-14 280 <1

Sn 5 8 10 >50 5 >50 >50 >50 1

Pb 5 107 — 74 100 505 107-505 190 2

0.9 0.6 <0.01 0.4 — 25 0.9-25 4.1 0.09

Sb 4.3 2.9 2.1 5.9 — 13 5.9-13 17 2.2

Rb 7 24 201 144 138 27 170-201 480 <1

Примечание: 1 - шпинель-флогопитовые ультрабазиты; 2 - пироксениты (±шпинель, гранат, флогопит); 3 - флогопитовые пироксениты, глиммериты; 4 - горнблендиты, биотит-керсутитовые габбро; 5 - биотит-санидиновые эклогиты; 6 - апоперидотитовые и апопироксенитовые листвениты (Au - до 520 мг/ т); 7 - интервалы максимальных содержаний в мантийных нодулях; 8 - щелочные базиты T-N ^ до 30-40 г/т); 9 - средние содержания редких элементов в ксенолитах шпинелевых перидотитов Тянь-Шаня (п=51); то же, в ксенолитах перидотитов и вебстеритов Кураминской зоны п=27), г/т: Zn - 72-110; Ой - 3268; Ag - 0.16-0.3; и -0.6-4; РЬ - 7-10 [10]. Редкие элементы определены пламенно-фотометрическим (Ь1, ЯЬ, Сз), рентгенофлюоресцентным ^г, Ва, Бг, ТЬ), химическим и электронно-зондовым (Б), атомноабсорбционным (Hg), ИНАА (БЬ, Ag, Аи) методами в лабораториях ИГ АН РТ, ИМГРЭ, ИГЕМ, ВИРГ. п - число проб, прочерк - нет данных.

Особое внимание в этом плане привлекают позднекайнозойские месторождения целестина, в частности известные в Афгано-Таджикской депрессии и ранее считавшиеся вадозно-гидротермальными (250-2000С). Гигантские масштабы месторождений Бг, пространственно совмещенных со Средиземноморским подвижным поясом [10] - это крупнейшая в мире целестиновая провинция - не исключают возможной их связи с мантийными источниками. При этом намечаются некоторые аналогии в механизме формирования ксенолитов лиственитов, обогащенных Бг, региональных зон карбонатизации (мантийная изотопия С) и целестиновых месторождений - возможно, все эти объекты связаны со стронциево-углекислотной дегазацией мантии.

Крупнейшие в Таджикистане (и не только) месторождения халькофильных элементов (Ag, РЬ, Си, Zn, В1), а также Б и И известны в Кураминской зоне Срединного Тянь-Шаня. Изотопия Бг мантийных ксенолитов из щелочных базитов близка таковой

околорудных метасоматитов [11]. Мантийные включения и вмещающие щелочные ба-

66

зиты обогащены типоморфными элементами месторождений - Ag, РЬ, Zn, И, Б (табл.). Весьма важно, что геохимическая специфика нодулей и щелочных базитов не связана с наложенными рудными процессами в коре, т. к. оруденение сформировано в Р1, а вынос ксенолитов щелочно-базитовыми магмами происходил в 11-2.

В заключение отметим, что максимальные концентрации литохалькофильных редких элементов в мантийных породах Таджикистана на 2-3 порядка выше их содержаний в первичной (“примитивной”) мантии. Более того, они превосходят региональные кларки коровых метаморфитов и гранитов, включая и некоторые их редкометалль-ные разности. Эти данные подтверждают возможность геохимического воздействия мантийных флюидов (расплавов) на коровые процессы. Показательна корреляция между типом вещества мантийных метасоматитов и магматитов, с одной стороны, и общей геохимической (металлогенической) специализацией Памиро-Тянь-Шаньского региона, с другой (Б, В, Сз, Ы, Бп, W, РЬ, Ag, Бг, ^, БЬ, Аи). Формирование аномальной мантии Таджикистана, вероятно, обусловлено флюидно-магматической эволюцией плюмов (суперплюмов), образующихся в нижней мантии или на границе внешнего ядра и мантии [12].

Новые данные по геохимии верхней мантии, вероятно, требуют внесения изменений в практику и стратегию прогнозно-металлогенических и поисково-разведочных работ в Таджикистане.

Институт геологии Поступило 10.03.2005 г.

АН Республики Таджикистан

ЛИТЕРАТУРА

1. Осокин Е.Д., Алтухов Е.Н., Кравченко С.М. - Геол. рудн. местор., 2000, т. 42, № 4, с.389-396.

2. Лутков В.С., Таджибаев Г.Т. - ДАН Тадж. ССР, 1986, т. 30, № 10, с.659-662.

3. Лутков В.С. Петролого-геохимические модели литосферы и магматизм складчатых областей Южного Тянь-Шаня и Памира. Дис. ... д-ра геол.-мин. наук в форме научн. докл. - Л., 1991, 56 с.

4. Файзиев А.Р. Элементы-примеси как индикаторы генезиса флюоритов. - Душанбе: Деваш-тич, 2002, 185 с.

5. Россовский Л.Н. - Геология и геофизика Таджикистана. Вып. 3. - Душанбе: Дониш, 1993, с. 43-63.

6. Рахманов К.А. - Геология и металлогения ультрамафит-мафитовых и гранитоидных интрузивных ассоциаций складчатых областей. Мат-лы межд. Конф. - Екатеринбург, 2004, с. 160163.

7. Озерова Н.А. Ртуть и эндогенное рудообразование. - М.: Наука, 1986, 295 с.

8. Луйк А.А. Проблемы генезиса южноальпийских гидротермальных месторождений Тянь-Шаня. - М.: Недра, 1970, 176 с.

9. Гарьковец В.Г., Мушкин И.В., Титова А.П. и др. Основные черты металлогении Узбекистана. - Ташкент: Фан, 1979, 272 с.

10. Могаровский В.В., Лутков В.С. - Геохимия, 1997, № 9, с. 972-974.

67

11. Сафонов Ю.Г., Бортников Н.С., Злобина Т.М. и др. - Геол. рудн. месторожд., 2000, т. 42, № 4, с. 350-362.

12. Могаровский В.В., Романько Е.Ф. - ДАН СССР, 1987, т. 29, № 6, с. 1456-1459.

В.С.Лутков, А.Р.Файзиев ДАР МАСЪАЛАИ МАНБАЪИ МАНТИЯГИИ МОДДА^ОИ МАЪДАНИИ КОНВОИ точикистон

Дар таркиби чинсх,ои мантиявии Тёншон ва Помир аз х,ад зиёд вучуд доштани элементх,ои нодир ва маъданй гувох,и он аст, ки як силсила конвои Точикистон (B, F, Hg, Sb, Ag, Pb ва Zn) пайдоиши мантиявй доранд. Дастовардх,ои геохимияи мантияи болой талаб менамоянд, ки дар тачрибаю стратегияи корх,ои пешгуию металлогенй дар

Ч,умх,урй дигаргуних,о ворид карда шаванд.

V.S.Lutkov, A.R.Fayziev ON THE ISSUE OF MANTLE SOURCES OF ORE SUBSTANCE OF ORE DEPOSITS IN TAJIKISTAN

Anomalously high concentration of rare and ore elements in mantle rocks of Tyan-Shan and the Pamirs enables us to presume mantle genesis of some deposits of the Republic (B, F, Hg, Sb, Ag, Pb and others).

New data on geochemistry of the upper mantle necessitates making changes in the practice and strategy of prognostication - metallogenic works in Tajikistan.