Генетические типы магм и рудоносность гранитоидных батолитов Западного Тянь-Шаня (Республика Узбекистан)
Р. Ахунджанов, С.С. Сайдиганиев, С.О. Зенкова, Ф.Б. Каримова
Институт геологии и геофизики им. Х.М. Абдуллаева Академии наук Республики Узбекистан, 100041, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Олимлар, 49, rkh.akhundjanov@mail.ru
Петрологами развита концепция роли переплавления субстрата и глубинной ассимиляции в образовании магм различного состава. Именно эти процессы считаются ответственными в образовании пород диорит, кварцевый диорит - гранодиорит - гранитного ряда формаций, признанного как главный тренд формирования батолитов Узбекистана. Установлено, что гранитоидами этого ряда сложены интрузивы, образованные согласно определениям абсолютного возраста Rb-Sr методом, U-Pb - по цирконам [Далимов, 2010] в течение позднего карбона и перми. Большинство массивов являются составными частями батолитов. На примере исследования их заложены основы фациальности (ярусности) гранитообразования: от абиссальных уровней (Юго-Западный Гиссар) к мезоабиссальным (Нуратинские горы) и гипабиссальным в вулкано-плутонических ассоциациях (Чаткало-Кураминский регион). Плутоны межформационные одно- и двухярусные лакколитообразные, аллохтонные с вертикальным размахом 5-10 км и более. Они раз­мещены между докембрийским субстратом и палеозойским складчатым основанием. Имеют многочисленные выступы и штокообразные апофизы среди осадочно-метаморфических, карбонатных и вулкано­генных образований рамы [Исамухамедов, 1955; Хамрабаев, 1958; Баратов, 1966; Ахунджанов, 1998]. Гомодромность формирования отражена в возрастной последовательности образования, повышении кислот­ности, обшей щелочности, глиноземистости, понижении основности и фемичности пород. В ряду гранитоидных формаций фемическая часть представлена роговой обманкой и биотитом. Состав плагиоклаза соответствует, главным образом, андезину-лабрадору (An_35-60, диориты, кварцевые диориты), андезину (An_35-45, гранодиориты) и олигоклазу (An_17-25, граниты). Калиево-натриевый полевой шпат представлен в основном ортоклазом, в гранитах отмечается и микроклин-микропертит. На классификационных диаграммах SiO₂ – (Na₂O+K₂O), A-Q-P и Ab-An-Or эти породы размещаются в соответствующих полях и образуют единый известково-щелочной тренд. Они соответствуют нормальному ряду, калиево-натриевой серии, высоко- (диориты, кварцевые диориты) и весьма высокоглиноземистые (гранодиориты, граниты). Наблюдается увеличение коэффициента агпаитности, глиноземистости, железистости и уменьшение фемичности, а также отношения натрия к калию. В Восточном Узбекистане обособлены интрузивы, сложенные лейкократовыми гранитами, аляскитами, признанные как редкометаллоносные (W, Mo, Sn, U, РЗЭ и др.). Абсолютный возраст этих пород в пределах Р-Т (285-242 млн. лет). От гранитов эти породы отличаются несколько кислым – альбит-олигоклазовым составом плагиоклаза. Существенная отличительная черта лейкогранитов и аляскитов – наличие санидина в порфировых породах, резкое преобладание ортоклаз-криптопертита над микроклин-пертитом, который зачастую отмечается как метасоматический. Лейкограниты и аляскиты субщелочного ряда, калиево-натриевой серии, весьма высокоглиноземистые, с коэффициентом глиноземистости 0,8-0,9. Породы корунднормативные (с=0,82-1,29) Они обладают низкой фемичностью, высокой железистостью и широко варьирующими значениями степени окисленности железа.

Полученные нами результаты характеризуют вышеуказанный ряд формаций как гетерогенный, образованный из различных генетических типов магм. В Срединном Тянь-Шане проявлен мантийно-коровый тип с сиалическо-фемическим профилем рудно-магматической системы. Развиты семейства скарново-магнетитовых, полиметаллических, медно-молибденовых, золото-полисульфидных, серебро-полиметаллических, редкометальных и других формаций с интрузиями среднего и кислого составов. Этому типу свойственно (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)₀ = 0,706-0,707, характерное для смешанных типов магм. Начальные изотопные отношение стронция у гранитоидов Южного Тянь-Шаня коровые (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)₀ = 0,708-0,715, их величина значительно увеличивается к конечным фазам формирования плутонов, указывая на повышение роли материала субстрата. Расплавы этих гранитоидов относятся к палингенно-анатектическому типу. Для него характерен сиалический профиль рудно-магматических систем. Развиты семейства редкометально-вольфрамовых, молибденовых, оловянных, бериллиевых, графитовых, золотых, золото-серебрянных, золото-полисульфидных и других формаций в ассоциации с позднепалеозойскими гранитоидными интрузиями.

Корреляция состава пород субстрата и гранитоидов батолитов Южного Тянь-Шаня показала близость химического и нормативного составов салической части метаморфических пород докембрия и диорит (кварцевый диорит) - гранодиорит - гранитного ряда формаций: амфиболитам близко соответствуют кварцевые диориты, гнейсам и кристаллическим сланцам – гранодиориты и граниты, анатектитам и мигматитам – лейкограниты.

Представляется, что перемещение исходных очагов из нижних частей докембийского субстрата в верхние явилось причиной формирования гранитоидного ряда формаций кварцевый диорит-гранодиорит-гранит. В пределах Срединного Тянь-Шаня гранитоидному плутонизму предшествовал габброидный (базальтоидный) магматизм [Далимов, 2010]. Вертикальная миграция очагов магмы из базальтового слоя в диоритовый (амфиболитовый) и гранитовый (гнейсовый) обусловила образование смешанного типа магм, сформировавших диорит-гранодиорит-гранитный ряд формаций. Таким образом, выявляется разнородность генезиса магм (палингенез сиалических метаосадочных толщ и переплавление материнского субстрата под воздействием мафических расплавов – магматическое замещение). Этот вывод обосновывается также исследованиями характера распределения редкоземельных элементов. Показателем коровой предыстории гранитоидов Южного Тянь-Шаня является близкое соответствие наклонов векторов, полученных для кварцевых диоритов, гранодиоритов, гранитов и наличие во всех этих породах глубокого европиевого минимума. Эта закономерность нарушена в диорит-гранодиорит-гранитном ряду формаций Срединного Тянь-Шаня, что объясняется влиянием основной магмы на сиалический субстрат при образовании смешанного типа магм (мантия + кора).

Анализ данных по определению абсолютного возраста интрузивов Кызылкумо-Нуратинского и Чаткало-Кураминского батолитов показал некоторый временной разрыв в их формировании. Батолитообразование в Срединном Тянь-Шане было начато около 10 млн. лет раньше, чем в Южном Тянь-Шане. Это явление объяснимо с позиции представлений о предшествовании позднепалеозойскому гранитоидному магматизму раннекарбонового габброидного, обусловленного влиянием Чаткало-Кураминской «горячей точки» [Далимов, 2010].

Изучение ассоциации интрузивных и рудных формаций показало, что с батолитообразованием связано оруденение черных, цветных, редких и благородных металлов. Потенциально рудоносными являются интрузии – апофизы, сложенные диоритами и кварцевыми диоритами – I фаза, гранодиоритами – II фаза, гранитами - III фаза и лейкократовыми гранитами (аляскитами) – IV фаза. В скарнах, пегматитах, апогранитах, грейзенах сосредоточены руды Fe, Cu, Pb, Zn, редких металлов (W, Mo, Sn, Li, Nb, Ta и др.). В надинтрузивных зонах, редко – внутри плутонов размещены уникальные и крупные месторождения золота и серебра: Мурунтау, Кокпатас, Косманачи, Окжетпес, Амантайтау, Чармитан, Гужумсай, Сармич, Марджанбулак и др. Представляется, что это является следствием магматизма, связанного с разноглубинными источниками, действовавшими в одну и ту же эпоху.

Для гранитоидов супергигантского месторождения золота Мурунтау, размещенного в Центрально-Кызылкумском регионе, установлена различная природа расплавов интрузивов, образованных в ранней перми. Биотитовые граниты Сардаринского штока при значениях абсолютного возраста 286,2+1,8 млн. лет имеют начальные изотопные отношения (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)₀=0,70789+12, указывающие на мантийно-коровый источник. Мурунские аляскитовые граниты, вскрытые скважиной СГ-10 в интервале глубин 4005-4250 м имеют близкие значения возраста (287,2+млн. лет) и (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)₀=0,716+15, свидетельствующие о коровой природе их магмы. Рубидий-стронциевыми исследованиями Мурунтауского скрытого гранитоидного интрузива в ИГиГ АН РУз (С.С. Сайдиганиев) получен возраст 283+8 млн. лет и (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)₀=0,7054. Главная стадия образования золотого оруденения имеет возраст 287,5+1,7 млн. лет, то есть близкий к времени образования гранитов Мурунтауского скрытого интрузива [Рудные…, 2001]. Микрозондовыми анализами в гранитах установлены акцессорные циркон, монацит, торит, уранинит, рассеянные кристаллы арсенопирита, пирита, халькопирита и мелкие зернышки самородного золота. И.Х. Хамрабаевым сделан вывод о том, что скрытый гранитный интрузив является одним из важных факторов формирования месторождений Мурунтауского рудного поля.

Палингенно-анатектический тип магм был результатом выплавления значительных объемов расплавов при многократной (от фазы к фазе) переработке нижней и верхней коры кремнещелочными флюидами, обогащенными рудными (W, Mo, Sn, Au, Ag, TR и др.) и летучими (H₂O, B, F и др.) компонентами. Этим была обусловлена золото-редкометалльная металлогеническая специализация Кызылкумо-Нуратинского региона. Смешанный тип (мантийный расплав + сиалическая кора) являлся результатом взаимодействия ультрабазит-базитовых магм с коровым веществом. Это отразилось на проявлении железорудно-медно-полиметаллического, золото-серебряного и редкометального оруденения в Чаткало-Кураминском регионе. Метамагматический тип был завершающим (мантийные флюиды + остаточные расплавы) и обусловлен возрождением магматических очагов в результате активизации мантии и поступления из ее более глубинных уровней флюидов, обогащенных F, B, CO₂, S, Au, Ag, Mo, W, Sn, U, РЗЭ и др. Вышеизложенное указывает на полихронность и полигенность интрузивного магматизма и связанного с ним рудообразования, обусловленных формированием гранитоидных батолитов Узбекистана.

Таким образом, образование магматических очагов батолитов нами рассматривается с позиции их вертикальной миграции снизу вверх. Причиной их возникновения представляются: 1) воздействие на гетерогенную земную кору кремнещелочных флюидов, как реагентов гранитизации и переплавления (Южный Тянь-Шань) и 2) последовательное усвоение того же субстрата под влиянием вещества, тепла и энергии мантийного диапира (Срединный Тянь-Шань). Показателем вышеуказанного является присутствие в плутонах многочисленных коровых ксенолитов материнского субстрата, а также гранитизированных реликтов осадочно-метаморфических образований рамы. Для территории Западного Тянь-Шаня выявлена индикаторная роль гранитоидного магматизма в определении состава и эволюции земной коры. Преобладающие в регионах ряды гранитоидные формации, особенно S-типа, отражают унасле­дованные в процессе переплавления субстраты зарождения очагов расплавов.
Литература:

1. Ахунджанов Р. Редкометалльная лейкогранитовая формация Западного Тянь-Шаня (состав, рудоносность, генезис, ассоциации) // Автореф дисс. доктора геол.-мин. наук. Ташкент: НУУз, 1998. 43 с.

2. Ахунджанов Р. Сравнительная петрологическая характеристика орогенных плутонов и малых интрузий Кураминской зоны (Срединный Тянь-Шань) // Узбекский геологический журнал. 1996. № 2. – С. 30-40.

3. Баратов Р.Б. Интрузивные комплексы южного склона Гиссарского хребта и связанное с ними оруденение. Душанбе, Дониш, 1966. 336 c.

4. Далимов Т.Н., Диваев Ф.К. Главные типы верхнепалеозойского гранитообразования в Западном Тянь-Шане // Геология и минеральные ресурсы, 2010. №1. С. 3-18.

5. Исамухамедов И.М. Петрология Нуратинского батолита // Ташкент: АНУз ССР, 1955. 468 с.

6. Хамрабаев И.Х. Магматизм и постмагматические процессы в Западном Узбекистане. Ташкент: АН УзССР, 1958. 479 с.

7. Рудные месторождения Узбекистана / Под ред. И.М. Голованова. Ташкент: ИМР, 2001. 660 с.