Строение пегматитоносных комплексов и массивов гранитов

Комплексы пегматитоносных гранитов в пределах полей и поясов редкометалльных пегматитов имеют двух- либо трехфазное строение, характеризуются широким разнообразием разновидностей пород и сложностью их взаимоотношений. П. Черны и Р. Мейнтзер подчеркивают пространственную и временную обособленность наиболее поздних собственно пегматитоносных гранитов от син- и позднетектонических тоналитов-трондьемитов и гранодиоритов-гранитов крупных батолитов, имея, очевидно, в виду прежде всего так называемые S-граниты, образовавшиеся in situ. Вещественный состав некоторых из них кратко охарактеризован ранее. Однако возможность тесной ассоциации анатектических биотитовых и кордиерит-биотитовых S-гранитов с пегматоидными гранитами и пегматитами недавно убедительно показана на примере батолита Гоуст-Лейк в Онтарио. Кроме того, первая фаза пегматитоносных комплексов во многих районах представлена именно гранодиоритами и биотитовыми гранитами, слагающими наиболее крупные массивы, в пегматитовых поясах. Таковы, например, Алингарский плутон в Афганистане, Памирско-Шугнанская интрузия на Памире, многочисленные массивы в пределах Восточно-Саянского пояса Сибири и Калба-Нарымского в Казахстане, а также ряд пегматитоносных массивов кукульбейского комплекса в Забайкалье.

Вторая фаза обычно представлена биотитовыми и двуслюдяными гранитами-лейкогранитами, за которыми во многих полях следуют жильные граниты и пегматиты. В ряде регионов выделяется еще третья фаза пегматоидных гранитов-лейкогранитов, содержащих фациальные обособления внутригранитных пегматитов. Жильные пегматиты, включая наиболее богатые редкими элементами тела, рассматриваются как заключительная фаза пегматитоносных комплексов.

Для докембрийских пегматитовых полей Канады П. Черны с соавторами отделяют диориты, гранодиориты и тоналиты как более ранние от собственно пегматитоносных гранитов и приводят следующий перечень наиболее распространенных типов последних: 1) мелкозернистые или порфиробластические биотитовые граниты; 2) мелкозернистые лейкограниты; 3) пегматоидные лейкограниты; 4) натриевые аплиты; 5) калиевые пегматиты; 6) обогащенные редкими элементами пегматиты.

Сходный перечень пород характерен и для фанерозойских комплексов. В одних полях этот ряд неполон, чаще всего за счет отсутствия пегматоидных гранитов, в других, наоборот, более широк в свази с развитием специфических, разновидностей необычной структуры и текстуры.

В биотитовых гранитах вкрапленники калишпата, количество которых варьирует от 0 до 15—20 %, и чешуйки биотита обычно равномерно распределены в мелкозернистой кварц-калишпат-олигоклазовой основной массе гипидиоморфно-зернистой структуры. Акцессорные минералы: апатит, гранат, реже циркон, ортит, иногда турмалин.

Среди мелкозернистых лейкогранитов выделяются биотитовые (наименее характерные), двуслюдяные и мусковитовые разности. Структура пород гипидиоморфно-зернистая, участками с элементами пойкилитовой или порфировидной. Количество слюд достигает 10—12 %. Акцессорные: апатит, гранат, турмалин, циркон.

Основу пегматоидных лейкогранитов составляет мелко-средне-, реже крупнозернистая кварц-калишпат-альбитовая либо кварц-альбитовая матрица гипидиоморфно-зернистой структуры, содержащая до 10 % слюд — биотита и мусковита, часто только мусковита. Количество калишпата варьирует от 5—7 до 15—18 %. Пониженные его содержания компенсируются более высокими количествами альбита и мусковита. Практически обязательным является гранат, количество которого в мусковитовых разностях достигает 3—4 %. Наряду с гранатом часто присутствует турмалин. В этой матрице содержатся участки и просечки кварц-полевошпатового состава, более крупнозернистые, чем вмещающая их матрица, а также порфиробласты калишпата размером от нескольких сантиметров до нескольких дециметров. Калишпат иногда содержит субграфические вростки кварца. Соотношение гранитной матрицы и пегматоидных обособлений очень непостоянно. Резко неравнозернистые породы с соизмеримыми количествами матрицы и обособлений в отечественной литературе обычно называют гранит-пегматитами, которые, как правило, рассматриваются в качестве начальных членов эволюционных рядов пегматитов.

Альбитовые (натриевые) аплиты и калишпатовые (калиевые) пегматиты образуют фациальные обособления среди пегматоидных гранитов в виде пятен, линз и слоев. Аплиты содержат мусковит и гранат, которыми иногда обогащаются отдельные "прослои". В пегматитовых обособлениях на границе калишпата и кварца отмечаются клевеландит и пластинчатый мусковит. Кроме граната и турмалина в этих породах встречаются берилл, колумбит, триплит. Кроме того, в некоторых пегматитовых полях Канады, например Векуско-Лейк и Грир-Лейк в Манитобе, Дриден в Онтарио, в гранитах обнаружены фациальные "высокоминерализованные линзы и ленточные тела пегматитов", содержащие петалит, сподумен, лепидолит, колумбит-танталит и другие редкометалльные минералы.

Количественные соотношения разновидностей гранитных пород в разных полях могут различаться весьма значительно, а их взаимоотношения даже в пределах одного поля часто противоречивы и могут трактоваться неоднозначно в рамках понятий "фаза — фация". Ниже дается характеристика некоторых пегматитоносных комплексов.

Плутон Харни-Пик в поясе Блэк-Хиллс состоит из главного изометричного в плане массива и многочисленных куполообразных сателлитов и силлов. Центральная часть главного массива представлена двуслюдяными гранитами — лейкогранитами, которые к периферии и в сателлитах сменяются турмалин-мусковитовыми гранитами. Турмалин и биотит вместе встречаются очень редко, тем не менее резкие фазовые границы между содержащими их породами исследователями не отмечаются. Многие силлы представляют собой расслоенные, в том числе двуслойные тела. В последних у лежачего бока развит турмалин-мусковитовый гранит, а у висячего — пегматит. Количество пегматитовой составляющей в силлах увеличивается по мере удаления от центрального массива Харни-Пик.

Для сателлитов, из которых наиболее детально изучен Каламити-Пик, кроме обычной макрорасслоенности характерна еще ритмичная микрорасслоенность многих слоев турмалин-мусковитовых гранитов. В таких телах мощность макрослоев гранитов и пегматитов колеблется от 0,1 до 2 м, а их длина — от 5 до 100 м.

Контакты между макрослоями обычно резкие, но на локальных участках могут быть расплывчатыми. Главное различие по минеральному составу заключается в обогащении пегматитовых слоев калишпатом, а гранитовых — альбитом. В свою очередь в гранитных слоях микрослоистость обусловлена чередованием светлых кварц-альбитовых прослоев с прослоями, обогащенными турмалином, гранатом и мусковитом. Мощность таких прослоев 2—20 мм, редко более. Это так называемые "линейные породы" (line rocks), которые в целом по составу соответствуют нерасслоенным турмалин-мусковитовым гранитам в макрослоях. Кроме того, в Каламити-Пик присутствуют участки биотитового гранита (менее 5 % от объема тел) и дайки аплитов.

Образования докембрийского саянского интрузивного комплекса в Восточном Саяне подразделяются на две фазы, в первую из которых формировались биотит-амфиболовые диориты, иногда содержащие пироксен, биотитовые и биотит-амфиболовые гранодиориты, кварцевые диориты, плагиограниты и низкощелочные граниты. Во вторую фазу внедрялись интрузии биотитовых и мусковит-биотитовых гранитов, мусковит-, биотит- и турмалинсодержащих лейкогранитов, пегматоидных гранитов, пегматитовых и аплитовых жил. Массивы гранитоидов могут быть сложены породами одной или двух фаз. Так, в строении Далдарминского массива, около которого расположено Малореченское пегматитовое поле, наблюдаются диориты и гранодиориты первой фазы и биотитовые граниты второй. Зимовнинский массив, примыкающий к Гольцовому пегматитовому полю, сложен практически только породами первой фазы.

В Елашском грабене Северо-Западного Присаянья таким однофазовым массивом является Елашско-Тенишетский, сложенный гранодиоритами и низкощелочными гранитами. В расположенных здесь Вишняковском и Александровском пегматитовых полях наряду с указанным выше гранодиоритовым массивом наблюдаются массив биотитовых и амфибол-биотитовых гранитов и дайковые тела гранит-порфиров, ранее относимые также к саянскому комплексу, но по геохимическим особенностям они соответствуют рапакивиподобным образованиям. Двуслюдяные и пегматоидные граниты здесь имеют очень ограниченное распространение. В Тагульском и Туманшетском прогибах этого региона наблюдаются массивы биотитовых или турмалин-двуслюдяных лейкогранитов, один из которых (Мальханский) детально описан В.В. Брынцевым. Эти массивы вообще не сопровождаются пегматитовыми образованиями.

Калбинский пегматитоносный комплекс в Казахстане сформировался в три фазы: I — биотитовые граниты, реже гранодиориты, адамеллиты, жильные граниты; II — мелко-среднезернистые биотитовые, двуслюдяные граниты, жильные аплиты; III — лейкократовые пегматоидные граниты, турмалин-мусковитовые граниты, двуслюдяные и мусковитовые аплитовидные граниты, гранит-пегматиты и пегматиты.

Граниты I фазы составляют около 80—85 % объема комплекса, из них 95—98 % приходится на граниты и гранодиориты. Граниты II фазы формируют пологие пластообразные залежи площадью до 30 км2, приуроченные к внутренним сводовым поднятиям массивов, а также крутопадающие трещинные тела. Породы III фазы преимущественно жильные, они образуют поля и линейные зоны и приурочены к наиболее тектонически ослабленным участкам, провесам кровли, межэтажным сланцевым перегородкам. Турмалин-мус-ковитовые граниты этой фазы формируют штоко- и гарполитовидные тела с множеством жильных апофиз, а также штокверки в более ранних породах, чаще всего I фазы.

Массивы комплекса часто имеют хорошо выраженное концентрически зональное внутреннее строение. Обычно от краев к центру массивов ранние фазы сменяются более поздними, будучи как бы "вложенными" одна в другую. В Прииртышском, Белогорском, Тастюбинском и других массивах, с которыми связаны наиболее крупные редкометалльные пегматитовые поля, соотношение гранитоидов различных фаз следующее (%): I — 70—80, II — 15—25, III — 3—15. При этом среди пород III фазы на пегматиты приходится около 60 % ее объема, на аплит-пегматиты — 10, аплиты — 5, граниты — 20 %.

В Восточном Забайкалье пегматитоносный кукульбейский комплекс также представлен тремя фазами. В Завитинском поле биотитовые граниты слагают два массива на западном и восточном его флангах (рис. 3.2). Мелкозернистые двуслюдяные граниты — лейкограниты II фазы обычно пространственно тесно ассоциируют с гранитами III фазы. Они участвуют в строении сложных по составу штокообразных либо линейно вытянутых тел совместно с лейкогранитами третьей фазы и гранит-пегматитами, реже образуют самостоятельные тела различной формы. Двуслюдяные и мусковитовые пегматоидные граниты — лейкограниты III фазы являются неотъемлемой частью (матрицей) гранит-пегматитовых тел, но встречаются и в виде самостоятельных тел, обычно изометричной в плане формы. На участке Молоково развита серия мощных жилообразных тел, сложенных особой разновидностью аплитовидных мусковитовых лейкогранитов, которые рассекаются жилами калишпатовых и двуполевошпатовых пегматитов. По структуре и внешнему виду они более всего похожи на аплитовые участки пегматитовых тел, за которые обычно и принимаются. Так же как и пегматоидные мусковитовые граниты, они местами содержат обособления кварц-калишпатового состава или скопления бластических выделений калишпата, придающих породе резко порфировидный облик.

Район Адола на юге Эфиопии представляет исключительный интерес в аспекте связи пегматитов с гранитами. Здесь наблюдается тесная пространственная и генетическая связь редкометалльных гранитов и редкометалльных пегматитов. Редкометалльные пегматиты на месторождении Кентича (Be, Ta, Li) формируются в висячем боку крупного пологозалегающего плитовидного тела гранитов и образуют более крутые жилы, отщепляющиеся от этого тела. Снизу вверх наблюдается следующая зональность: мелко-, среднезернистые альбитизированные и грейзенизированные двуполевошпатовые граниты — аплитовидные мусковит-альбитовые граниты с гнездами кварца, блоками калишпата, мусковит-калишпатовыми пегматитовыми шлирами — пегматоидные мусковит-калишпат-альбитовые граниты — двуполевошпатовые со сподуменом пегматиты — мусковит-двуполевошпатовые пегматиты, многократно переслаивающиеся с гигантозернистым калишпат-сподуменовым комплексом, ядрами кварца и блоками калишпата.

Характерная особенность пегматитоносных комплексов — закономерное увеличение вариаций структурно-текстурных особенностей и минерального состава от ранних к поздним фазам гранитов. На диаграмме кварц—альбит—ортоклаз (рис. 3.3, а) подавляющее большинство составов мелкозернистых биотитовых и двуслюдяных гранитов концентрируется вблизи и на линии температурного минимума, тогда как поле составов пегматоидных гранитов значительно расширяется в обе стороны от этой линии. Такая тенденция приводит в итоге к появлению натриевых аплитовых и калиевых пегматитовых составляющих в заключительных фазах гранитов, образующих изолированные поля на диаграмме. He менее наглядно описанная закономерность видна и на диаграмме альбит—анортит—ортоклаз (см. рис. 3.3, б).