Редкие элементы при формировании гранитов

20.08.2018
Общие, характерные для подавляющего большинства пегматитовых полей и поясов, закономерности распределения редких элементов в пегматитоносных комплексах осложняются специфическими особенностями, свойственными отдельным пегматитовым полям.

В детально изученном Завитинском пегматитовом поле выделены три группы редких элементов:

1) содержание возрастает в процессе эволюции гранитов, т.е. от ранней фазы биотитовых гранитов к поздним пегматоидным лейкогранитам: Li, Rb, Cs, Ta, Nb, Be, Sn; 2) содержание снижается от биотитовых гранитов к пегматоидным лейкогранитам: Co, Ni, Cr, V, Sc, Ba, Sr, Zr, Hf, Pb; 3) нет отчетливых тенденций: Cu, Mo, W, Zn.

Аналогичный характер поведения перечисленных элементов свойствен большинству изученных полей. Для первой группы важно отметить, что Li, Rb и Cs накапливаются лишь в двуслюдяных гранитах II фазы, а в более поздних пегматоидных гранитах содержание их заметно снижается. Эта закономерность характерна для многих пегматитовых полей (см. табл. 3.1—3.5, 3.9). Явным исключением является Вороньетундровское поле (Кольский полуостров), где пегматоидные граниты обогащены этими элементами по сравнению с двуслюдяными гранитами (см. табл. 3.6).

В Завитинском поле проявлена латеральная геохимическая зональность, выражающаяся в том, что в западной части поля, к которой приурочена главная жильная серия сподуменовых пегматитов, двуслюдяные и пегматоидные лейкограниты II и III фаз обогащены Li, Cs, в меньшей степени Ta, F, В и обеднены Ba по сравнению с теми же гранитами в восточной части поля. Аналогичные или очень близкие тренды латеральной геохимической зональности гранитов установлены также в детально изученных полях субредкометалльных миароловых пегматитов в Забайкалье и на Памире.

Для гранитоидов саянского пегматитоносного комплекса в Урикско-Ийском грабене разделение редких элементов на группы несколько иное (см. табл. 3.2):

1) содержание возрастает от ранних диоритов, гранодиоритов, тоналитов к более поздним гранитоидам: Rb, Cs, Sn, Be, Ta, Nb;

2) содержание снижается в процессе эволюции гранитоидов: Co, Ni, Cr, V, Ba, Sr, Zr, РЗЭ;

3) пик накопления в биотитовых и дуслюдяных гранитах: Li и Pb.

Однако при этой общей закономерности среди гранитоидов комплекса

отмечаются гранодиориты небольших интрузивных тел, характеризующиеся одновременно высокими содержаниями как Ba, Sr, РЗЭ, так и Li, Cs, Sn и Be. Кроме того, наблюдаются малые интрузивы гранитоидов, подвергшиеся интенсивному воздействию послемагматических растворов, приведшему к широкому развитию позднего голымквистита и к обогащению этих гранитоидов Li, Cs, Sn и в меньшей мере Rb.

В поясе Блэк-Хиллс граниты Каламити-Пик обогащены Cs, Ta, но в них меньше Sc, Cr, Co, Ba, Sr, Y, Zr, Pb, Th, U по сравнению с гранитами главного массива Харни-Пик (см. табл. 3.4). В свою очередь в расслоенном массиве Каламити-Пик пегматитовые слои обогащены по сравнению с гранитными Rb, Cs, Ba, Pb, т.е. элементами, изоморфными с калием. В Завитинском поле пегматоидные граниты с калиевым уклоном содержат больше Rb, Cs, Ba, Sr, Pb, но меньше Li, Sn, Nb, Ta, чем их "натриевые" аналоги (см. табл. 3.5). По данным П. Черны и Р. Мейнтзера, в ряду мелкозернистые граниты — пегматоидные граниты — аплиты возрастают содержания Ga, тогда как количество U, Th, отношения Al/Ga и Th/U снижаются.

Высокая степень дифференцированности пегматитоносных комплексов еще более отчетливо отражается в снижении индикаторных отношений К/Rb, Ba/Rb, Nb/Ta, Mg/Li, а также подчеркивается значительным ростом дисперсии содержаний гранитофильных редких элементов и перечисленных отношений от ранних фаз к поздним (см. табл. 3.1—3.5).

Установлено, что для пегматитоносных комплексов по сравнению с непег-матитоносными гранитами характерны более высокие коэффициенты накопления гранитофильных редких элементов (т.е. отношение содержания элемента в гранитах II фазы к содержанию его в гранитах I фазы). Для Rb, например, они равны соответственно 1,7—2 против 1,2—1,4. Наблюдается связь между соотношением коэффициентов накопления редких элементов и летучих компонентов. По А.И. Гинзбургу и Э.И. Иовчевой, бериллиевые месторождения образуются только в связи с комплексами, в которых коэффициент накопления Be более 1,5. При этом в пегматитовых месторождениях коэффициент накопления F менее 1,2, а в гидротермальных — более 1,5.

Пегматитоносные граниты характеризуются пониженными содержаниями редкоземельных элементов. Среди пород кукульбейского комплекса в Забайкалье только в биотитовых гранитах Кулиндинского и Дурулгуевского полей сумма РЗЭ и иттрия превышает 200 г/т, будучи близкой к их среднему содержанию в гранитоидах, тогда как в остальных полях она меньше. От биотитовых к двуслюдяным и мусковитовым гранитам ЕРЗЭ закономерно снижается в 2—3,5 раза (до 40—50 г/т). При этом содержания легких РЗЭ снижаются, а тяжелых возрастают, либо остаются на том же уровне, т.е. снижается отношение ЕРЗЭ(Се)/ЕРЗЭ(Y). Еще более "стерильными" в отношении РЗЭ являются гранит-пегматиты и пегматиты.

Аналогичные закономерности выявлены и для плутона Харни-Пик. Наиболее типичные для большинства пегматитоносных гранитов нормированные графики распределения РЗЭ приведены на рис. 3.4. Однако даже в одном плутоне, например Харни-Пик, индивидуальные нормированные графики распределения гораздо более разнообразны. В том числе среди них встречаются образцы не с отрицательной, а с положительной европиевой аномалией.

Для саянского комплекса гранитоидов в Урикско-Ийском грабене отчетливо прослеживается увеличение содержания РЗЭ от диоритов к гранодиоритам, где их количество максимально и в среднем превышает 200 г/т (иногда более 300 г/т). Затем оно понижается в биотитовых и двуслюдяных гранитах, но особенно резко в турмалинсодержащих (табл. 3.10; рис. 3.5). В Елашском грабене содержание РЗЭ резко понижается от гранодиоритов и низкощелочных гранитов к лейкогранитам и двуслюдяным гранитам. Максимальные содержания РЗЭ отмечаются в рапакивиподобных гранитах, где оно достигает 500 г/т (табл. 3.11); для этих гранитов характерно низкое значение oЕu. Факторами, контролирующими распределение РЗЭ в гранитах, являются селективное их фракционирование акцессорными фазами на ранних и силикатами на более поздних стадиях кристаллизации и переход из расплава в отделяющийся от него флюид.