Геологическое строение Алданского щита

Вмещающими породами редкоземельных пегматитов Алданского щита являются архейские образования, как правило, породы иенгрской серии нижнего архея, обнажающиеся в бассейнах рек Алдан и Тимптон. Из четырех свит, выделяемых в составе серии, наибольшее значение имеют верхнеалданская свита, включающая пегматиты правобережья р. Алдан, и федоровская свита, к которой приурочены флогопитовые месторождения региона и изученные в их пределах пегматиты.

Верхнеалданская свита, мощностью 4600-5200 м, сложена кварцитами, разнообразными гнейсами (биотит-силлиманит-кордиеритовыми, биотит-гранатовыми, биотит-гранат-кордиеритовыми) и кристаллическими сланцами с теми же цветными минералами, а также с пироксенами и амфиболами, мраморами и кальцифирами. Весьма характерно, что акцессорные минералы кварцитов, гнейсов и сланцев включают циркон, монацит, ксенотим, алланит, апатит, титанит, рутил, магнетит.

Федоровская свита имеет суммарную мощность 3800-4600 м. В ее составе преобладают пироксен-амфиболовые гнейсы и сланцы, содержащие как моноклинный пироксен (до 40 %), так и гиперстен (до 15 %), реже биотит (до 10 %). Амфибол представлен роговой обманкой. В числе акцессорных минералов — магнетит, апатит, циркон, титанит и алланит. Кроме этих пород, для федоровской свиты характерны диопсидовые, биотит-диопсидовые и двупироксеновые (гиперстен-диопсидовые) гнейсы и сланцы, а также мраморы и кальцифиры, содержащие форстерит, диопсид, флогопит, шпинель и клиногумит. Существенно диопсидовые породы, содержащие также скаполит, паргасит, шпинель, магнетит, большинством исследователей, вслед за Д.С. Коржинским, рассматриваются как компоненты магнезиальных скарнов, хотя не исключено также их формирование в процессах регионального метаморфизма и метасоматоза.

Широким распространением в пределах Алданского щита пользуются магматические и ультраметагенные гранитоиды. Особый интерес среди них представляют гиперстеновые граниты (чарнокиты), формирующиеся в процессе анатексиса гиперстеновых гнейсов. Многие массивы биотитовых и биотит-амфиболовых «красных» гранитов образовались при ультраметаморфизме гнейсов и кристаллических сланцев. He исключено, что некоторые гранитоидные породы аляскитового состава произошли при калиевом метасоматозе кварцитов. Ho немало и собственно магматических гранитов. В частности, широко развитые аляскитовые граниты имеют примерно одинаковый состав независимо от того, в каких породах (гнейсы, сланцы, мраморы, кварциты) находятся их массивы. Контакты аляскитов либо резкие и инертные, либо с проявлением калиевого метасоматоза в экзоконтактах.

Чрезвычайно широко в нижнеархейском метаморфическом комплексе распространены мигматиты. Это преимущественно послойные мигматиты, развивающиеся по метаморфическим породам слоистой и сланцеватой текстуры. Кроме плагиоклаза, микроклина и кварца, в составе мигматитов присутствуют амфиболы и биотит, а также реликтовые минералы вмещающих пород. Акцессорные минералы представлены апатитом, цирконом, магнетитом или титаномагнетитом. Структура породы основной части мигматитов гранобластовая.

Тектоническая структура Алданского щита характеризуется чрезвычайной сложностью. Обычно в его пределах выделяют четыре складчатых системы: Алдано-Тимптонскую, Тимптоно-Учурскую, Чаро-Олекминскую и Становую. Щит в целом имеет гетерогенное складчато-глыбовое строение, что подтверждается данными магнитометрической съемки. Алдано-Тимптонская складчатая система, включающая все хорошо изученные пегматитовые поля щита, имеет сложный план складчатых деформаций. Антиклинорные структуры грубоовальных очертаний сложены породами верхнеалданской свиты. По их периферии развиты узкие, нередко опрокинутые складки более высоких порядков. Синклинорные структуры сложены преимущественно породами федоровской свиты. Они состоят из целого ряда синклиналей и антиклиналей с изогнутыми осями. В пределах Алдано-Тимптонской системы И.Д. Вороной с соавт. выделены четыре структуры, имеющие ряд особенностей строения и состава: антиклинории Алданский, Верхне-Тимптонский и Нижне-Тимптонский, синклинорная Унгра-Тимптонская зона.

Пегматитовые поля правобережья верхнего течения р. Алдан приурочены к Умулунской антиклинали Нижне-Тимптонского антиклинория. Здесь среди пород верхнеалданской свиты, метаморфизованных в условиях гранулитовой и верхов амфиболитовой фаций, обычны гиперстеновые граниты и пегматиты. Достаточно широко развиты по правобережью р. Алдан выше устья р. Чампула крутопадающие секущие жилы ортотектитовых пегматитов, имеющие длину 40—180 м и мощность до 2,5 м. Пространственно они связаны с небольшими массивами анатектических аляскитовых гранитов. Жилы имеют прямолинейные контакты, во вмещающих кварцитах иногда наблюдается интенсивная фельдшпатизация экзоконтактов. Зональность отсутствует, это крупно- и среднезернистые массивные породы гранитной, реже псевдографической структуры. Акцессорные минералы представлены цирконом, апатитом и титанитом. Все они содержат заметную примесь редкоземельных элементов. По химическому составу ортотектитовые пегматиты близки к субщелочным гранитам, калий в них всегда преобладает над натрием, породы пересыщены глиноземом и кремнеземом, коэффициент агпаитности 0,74-0,77.

Пегматитовые поля флогопитоносных районов Алданского щита приурочены к Дес-Хатыминской и Леглиерской синклинорным структурам, сложенным преимущественно породами федоровской свиты. Здесь широко развиты метаморфогенные и магматические гранитоиды, достаточно хорошо изученные благодаря наличию горных выработок и разведочных скважин.

В Куранахском флогопитоносном районе, расположенном в центральной части Алданского щита, гранитоиды занимают 30-40 % площади выходов архейских пород. Прежде всего это гиперстеновые граниты (чарнокиты), слагающие многочисленные мелкие согласные тела среди гиперстеновых гнейсов и сланцев. Вторая группа — гранодиориты и плагиограниты, встречающиеся в виде относительно крупных массивов, имеющих преимущественно секущее залегание и контактирующих со всеми метаморфическими породами района: разнообразными гнейсами и кристаллическими сланцами, мраморами, кальцифирами. Наконец, в районе развиты аляскитовые граниты, которые в подавляющем числе случаев являются результатом замещения гранодиоритов и плагиогранитов.

В других частях Алданского щита наиболее хорошо изучены граниты и пегматиты Эмельджакского и Tac-Канкунского флогопитоносных районов. Все гранитоиды объединены в Нимнырский комплекс гранитов и мигматитов, представляющий мигматит-гранитовую формацию. К петрогеохимическим особенностям комплекса относятся пересыщен-ность кремнеземом, резкое преобладание калия над натрием, присутствие La, Yb и Y.

Для Эмельджакского района характерны кварц-микроклиновые пегматитовые жилы небольших размеров (длина до 15 м, мощность 2-3 м), содержащие алланит наряду с апатитом, титанитом, кальцитом и цирконом. Пегматиты пересекают как диопсидовые, шпинель-диопсидовые и скаполитовые породы, так и более крупные тела гранит-пегматитов (ортотектитов). В составе последних, кроме преобладающих микроклина и кварца, есть плагиоклаз (альбит-олигоклаз), моноклинный пироксен и титанит, содержащий до 5 % TR2O3 (кейльгауит). Реже встречаются апатит, циркон, алланит и сульфиды: пирит, пирротин, халькопирит.

В Tac-Канкунском флогопитоносном районе тоже имеются ортотектиты и пегматиты, рассматриваемые как метасоматически-палингенные гранитоиды. При этом минералами-носителями редкоземельных элементов в ортотектитах являются титаниты и апатиты, содержащие соответственно 2-6 и 0,6-1,7 % суммы лантаноидов и иттрия. Кроме этих минералов, в гранитоидах в небольших количествах присутствуют алланит и циркон. Любопытно, что максимальные валовые содержания редкоземельных элементов отмечены в так называемых теневых калишпатовых мигматитах района, а развивающиеся по ним ортотектиты концентрируют лишь часть редких земель. Еще ниже валовые содержания этих элементов в секущих жилах пегматитов, считающихся производными ортотектитовых гранитоидов. В связи с этим полагают, что при выплавлении гранитоидных магм только часть содержавшихся в мигматитах редких элементов переходит в расплав.

Наличие алланита при отсутствии монацита в подавляющем большинстве гранитоидов Алданского щита наряду с резким преобладанием калишпатов над плагиоклазами свидетельствует об условиях высокой щелочности и восстановительной среды при формировании ортотектитов и пегматитов. Об этом же говорят высокие концентрации лантаноидов в кальциевых минералах — титаните и апатите.

Находящийся на юго-восточном обрамлении Алданского щита Улканский осадочно-вулканогенный прогиб имеет ширину порядка 75 км при протяженности не менее 200 км. Эта субширотная структура имеет явно секущее положение по отношению к структурам архейского кристаллического фундамента. На востоке прогиб перекрыт меловыми эффузивами охотско-чукотского вулканического пояса.

Заполняющая прогиб улканская серия сложена тремя красноцветными свитами (снизу вверх): топориканской кварцево-песчаниковой, улкачанской трахибазальтовой и элгэтэйской базальт-трахириолитовой. Их общая мощность достигает 3090 м, из которых 2140 м составляет элгэтэйская свита, породы которой занимают около 50 % площади Улканского прогиба. В составе этой свиты преобладают трахириодациты, трахириолиты и трахидациты; меньшую роль играют базальты и андезиты, а осадочные породы (песчаники, конгломераты, туфоалевролиты и др.) присутствуют в подчиненном количестве.

Вмещающими породами Улканского массива щелочных гранитоидов, с которыми связаны пегматиты редкометалльно-редкоземельной формации, являются как осадочно-вулканогеннные породы улканской серии, так и габброиды за ее пределами, реже архейские метаморфиты и анортозиты. Положение массива и его конфигурация контролируются разрывной тектоникой, преимущественно субширотными и северо-западными разломами. Пегматитовые тела располагаются в приконтактовых частях массива и в полях фенитизированных пород вне видимой связи с гранитоидами, в зоне катаклаза.