Саяно-байкальская область: размещение и возраст пегматитов

На этой огромной территории, окаймляющей с юга и юго-востока Сибирскую платформу, имеется по крайней мере пять районов развития редкоземельных пегматитов: 1) нагорье Сангилен в Юго-Восточной Туве с амазонитовыми пегматитами; 2) юго-западная часть Восточно-Саянского пегматитового пояса, где встречаются многочисленные жилы уран-редкоземельного эволюционного ряда полевошпатовой формации, и три участка проявления пегматитов редко-металльно-редкоземельной формации в Байкальской орогенной зоне; 3) Слюдянское поле возле юго-западной оконечности оз. Байкал; 4) Приольхонские поля на северо-западном побережье озера, между устьем р. Анга и мысом Улан-Нур; 5) Абчадское поле — примерно в 80 км к северу от северной оконечности озера.

В верховьях рек Качи, Чахыртой и Баян-Кол (Сангилен, юго-восточная часть Тувы) отмечены многочисленные пласто- и штокообразные пегматитовые тела, прорывающие сланцево-мраморную толщу рифея и плагиограниты нижнего палеозоя. Это симметрично-зональные жилы, на 60-90 % состоящие из амазонита и развивающегося по нему альбита, а также из кварца (во многих жилах есть кварцевое ядро), мусковита, биотита, иногда роговой обманки и циннвальдита. Акцессорные минералы представлены танталит-колумбитом, магнетитом, гранатом, цирконом, торитом и монацитом. На участках замещения и в редких пустотах — флюорит, криолит, фосфаты марганца и железа. Ю.Л. Капустин считает пегматиты Сангилена специфической переходной группой от обычных амазонитовых пегматитов к сподуменсодержащим в связи с высоким содержанием Mn и Ta в танталит-колумбитах. Наличие в них торита и монацита позволяет отнести тувинские пегматиты к редкометалльно-редкоземельной формации.

Восточно-Саянский пегматитовый пояс протягивается на расстояние более 500 км вдоль всего одноименного хребта. Его юго-западная часть, находящаяся возле Главного Саянского разлома и имеющая ширину от 40 до 60 км, сложена протерозойскими породами, метаморфизованными в условиях гранулитовой и верхов амфиболитовой фаций. Это терригенно-вулканогенные и флишоидные толщи, смятые в узкие складки северо-западного простирания и прорванные гранитами возраста 1700-1800 млн лет. Внедрение гранитов происходило в завершающую фазу нижнепротерозойской складчатости. Перекрывающие их базальные конгломераты верхнего протерозоя содержат гальку гранитов и связанных с ними пегматитов.

Пегматиты имеют микроклин-плагиоклазовый состав полевых шпатов и содержат то богатую, то убогую редкоземельную минерализацию, представленную монацитом, ортитом и цирконом, содержащим примеси лантаноидов, тория и урана. В валовых пробах пегматитовых жил содержится до 430 г/т Ce, до 270 г/т La и до 22 г/т Y. Судя по минеральному и элементному составу, по приуроченности к высокометаморфизованным толщам, формировавшимся на глубинах более 8 км, эти пегматиты могут быть отнесены к полевошпатовой формации.

К редкометалльно-редкоземельным пегматитам относятся тела пегматоидов пегматитового поля, приуроченного к выступу фундамента Тагульского прогиба в бассейне р. Бирюсы в Северо-Западном Присаянье. Тела, состоящие из лейкогранитов боковых зон и пегматоидных участков в их центральных частях, залегают в гнейсогранитах формации микроклиновых гранитов и мигматитов. В лейкогранитах и пегматоидных участках наблюдается ассоциация акцессорных минералов редких земель, ниобия, тория и урана. Начальная стадия образования гранитоидов указанной формации определяется возрастом 2160 млн лет, максимальное гранитообразование происходит в период 2000-1880 млн лет, а его завершение фиксирует возраст 1640 млн лет.

Слюдянское пегматитовое поле находится в пределах блока докембрийских метаморфических пород, которые в ходе раннекаледонской коллизии Сибирского континента и террейнов Центрально-Азиатского подвижного пояса находились в условиях верхов амфиболитовой фации. Ранее весь комплекс метаморфических и магматических пород Слюдянки считался докембрийским. Недавние определения абсолютного возраста пегматитов уран-свинцовым методом дали исключительно палеозойские цифры: 470-477 млн лет для дофлого-питовых жил и 447 млн лет для постфлогопитовых жил. Следует отметить, что близкие цифры получались и калий-аргоновым методом, но они иногда считались результатом омоложения докембрийских пород. В то же время Pb-Pb и U-Pb методами по ортиту и циркону из пегматитов Слюдянки уже давно были получены цифры 500-600 млн лет, что указывало на проявления раннекаледонского магматизма в районе, сложенном докембрийскими метаморфическими породами.

Пегматиты Слюдянки изучались начиная с 1908 г. многими исследователями, среди них В.И. Вернадский, А.Е. Ферсман, П.П. Пилипенко, С.С. Смирнов. Наиболее полное описание пегматитов мы находим в работах П.В. Калинина, который выделил гранит-пегматиты (ортотектиты) и собственно пегматиты нескольких типов, в том числе редкоземельные пегматиты и титанит-пироксеновые пегматиты.

Гранит-пегматиты (ортотектиты) распространены в Южном Прибайкалье очень широко, встречаясь во многих разновидностях гнейсов и кристаллических сланцев, иногда и в карбонатных породах. Они насыщают инъекциями мощную зону, приуроченную к взбросовым нарушениям, протягивающимся через г. Картагай и падь Улунтуй. Собственно пегматиты наблюдаются реже и приурочены к поперечным трещинам разрыва преимущественно в контурах развития Слюдянских флогопитовых месторождений. При этом все титанит-пироксеновые пегматиты и алланит-биотитовый подтип редкоземельных пегматитов являются дофлогопитовыми образованиями, а бетафит-биотитовый подтип редкоземельных пегматитов образовался в постфлогопитовое время. Разница в абсолютном возрасте тех и других не так уже велика, но характер минерализации двух возрастных групп существенно различен.

Приольхонский район — второй район Прибайкалья с редкоземельными пегматитами — находится на северо-западном побережье оз. Байкал и явно тяготеет к участку проявления палеозойского магматизма. Здесь имеются щелочной Тажеранский интрузив с возрастом 386-391 млн лет и гранитный Аинский массив с K-Ar возрастом в пределах 350-400 млн лет, что близко к Rb-Sr возрасту ортитовых гранитов мыса Хобой. Оба контролируются крутопадающими глубинными разломами, образовавшимися в каледонскую эпоху и многократно подновлявшимися в более позднее время — вплоть до голоцена, так что и щелочной, и гранитный массивы обнажаются в крутых обрывах современного озера, формировавшегося в Байкальской рифтовой структуре.

Среди разнообразных по возрасту, генезису и составу гранитных пегматитов Западного Прибайкалья редкоземельные отмечаются только в группе палеозойских пегматитов. Некоторые пегматитовые жилы пересекают нефелиновые сиениты Тажеранского массива и скарны, развитые на контактах этого массива с вмещающими карбонатными породами. Эти жилы входят в состав Тажеранского (Улан-Нурского) поля. Второе поле редкоземельных пегматитовых тел расположено в пределах гранитного массива мыса Ая. Еще одна жила с редкоземельной минерализацией имеется в окрестностях улуса Таловка на значительном удалении к юго-западу от упомянутых выше сближенных двух полей. В пределах Бирхинского массива с возрастом 530 млн лет находится крупная пегматитовая жила Нарын-Кунта.

Редкоземельные минералы в пегматитах Тажеранского поля представлены бетафитом, эвксенитом, алланитом, монацитом, фергусонитом, а также содержащими примеси редкоземельных элементов титанитом, пирохлором, циртолитом, торитом. Для многих жил поля характерна амазонитовая окраска калиевого полевого шпата, особенно в центральных частях крупных пегматитовых тел, достигающих иногда 150 м в длину при видимой мощности до 50 м. Из второстепенных минералов следует отметить биотит, турмалин, мусковит, а на контактах с мраморами — амфиболы, пироксены, минералы группы эпидота. Поскольку в пересекаемых пегматитами скарнах присутствуют многие абиссофобные минералы — акерманит, монтичеллит, периклаз, глубина формирования щелочного комплекса и пегматитов не превышает 3 км. Пегматиты по всем признакам относятся к редкометалльно-редкоземельной формации.

Абчадское пегматитовое поле расположено в верховьях р. Абчада — притока Чаи и приурочено к свите докембрийских лейкократовых биотитовых гнейсов с пропластками амфиболитов, кристаллических сланцев и кварцитов. Эти породы в юго-западной части поля прорваны биотитовыми гранитами и граносиенитами. Пегматиты поля относятся к берилл-редкоземельному эволюционному ряду редкометалльно-редкоземельной формации.

Абсолютный возраст граносиенитов Абчадского массива, определенный уран-свинцовым методом по циркону, составляет 1860 млн лет. Пегматиты Абчадского поля, как и пегматиты двух предыдущих полей, по абсолютному возрасту относятся к каледонидам. Имеются два определения калий-аргоновым методом по мусковиту из пегматитов: 350 и 390 млн лет и несколько определений по уран-свинцовому и торий-свинцовому отношениям в самарските: 300, 355 и 360 млн лет. Есть все основания полагать, что в каледонское время в Байкальской области происходило формирование многочисленных массивов магматических пород кислого и щелочного состава, а также связанных с ними пегматитов. Судя по минеральному и элементному составу, пегматиты образовались в условиях средних и низких давлений.

Мамский пояс мусковитовых пегматитов находится к северо-востоку от Абчадского поля. В его пределах наблюдаются тела редкоземельных пегматитов полевошпатовой формации высоких давлений, связанных с пегматоидными гранитами зон наиболее высокотемпературного метаморфизма. Возраст этих гранитов каледонский, по последним данным рубидий-стронциевого датирования он составляет 520 млн лет (устное сообщение В.М. Макагона и Н.С. Герасимова).