WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     |
|

На правах рукописи

УДК 553.311494 ВОЛКОВА Мария Геннадьевна ПЕТРОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ РУДОНОСНЫХ ГАББРОИДОВ ЮЖНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ 25.00.11 – Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых; минерагения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

ИРКУТСК - 2009

Работа выполнена в Инс титуте геохимии им. А. П. Виноградова Сибирского отделения Российской Академии наук

Научный консультант: кандидат геолого-минералогических наук старший научный сотрудник Мехоношин Алексей Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор Иванов Александр Николаевич доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник Киселев Александр Ильич

Ведущая организация: Бурятский геологический институт СО РАН (г. Улан-Удэ)

Защита состоится «5» февраля 2009 г. в 14 часов на заседании Диссертационного совета Д 12.073.01 при Иркутском государственном техническом университете.

Адрес : г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета.

Автореферат разослан «30» декабря 2008 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета к.г.-м.н. Г. Д. Мальцева 2 ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы. Основные и ультраосновные породы всегда вызывали прис тальный интерес исследователей, так как являются одними из немногих ис точников информации о составе вещества глубинных зон Земли, а также носителями титаномагнетит-ильменитовой и медно-никелевой минерализации. Несмотря на бесспорные успехи в области исследования природы ультрабазит-базитовых массивов, остаются дискуссионными вопросы, касающиеся металлогенической специализации базальтовых магм, особенностей их дифференциации, условий отделения и локализации рудного вещества, а также проблема установления критериев их рудоносности. Комплексное геологогеохимическое и изотопное исследование габброидов Южного Прибайкалья, для которых ос таются невыясненными основные закономерности поведения химических элементов, причины обогащения отдельных массивов рудными компонентами и нет единого мнения об их генезисе, во многом позволит приблизиться к решению этих проблем.

Цель и задачи исследования. Основной целью работы являлось ус тановление металлогенической специализации ультрабазит-базитовых массивов Южного Прибайкалья, выявление закономерностей процессов дифференциации и рудообразования, определение геодинамической природы их становления и критериев потенциальной рудоносности габброидов.

Исходя из поставленной цели, в процессе исследования необходимо было решить следующие задачи:

1) Изучить геологическое строение габброидных массивов, определить петрографические и минералогические особенности рудоносных габброидов.

2) Определить химический состав пород и минералов.

3) С помощью моделирования в программе «COMAGMAT 3.57» проследить эволюцию состава кристаллизующегося расплава при формировании пород и руд.

4) На основании изучения изотопов Sr и Nd и результатов геохронологического исследования пород установить тип ис точника мантийного расплава, формирующего породы Малоосиновского массива.

Объектами исследования являлись габброидные массивы Южного Прибайкалья: Комарский, рек Талая и Большая Быстрая, Асямовский, Снежнинский. В качес тве основного объекта изучения выбран Малоосиновский перидотит-габброноритовый массив, один из самых крупных в районе и наименее измененных наложенными процессами. Для сравнения в работе рассмотрены габброиды и руды Арсентьевского массива (Центральная Бурятия) (Богатиков, 1966; Бадмацыренова, 2005).

Фактический материал. Работа основана на материале, собранном автором во время полевых работ 2001-2007 гг. В 2001-2002 гг. совместно с геологами Бурятского геологического инс титута СО РАН, г. Улан-Удэ, были проведены полевые исследования на Арсентьевском массиве. В 2002-2007 гг. автором изучались габброидные массивы Южного Прибайкалья на территории Слюдянского района Иркутской области. В результате было отобрано 255 штуфных проб. Кроме того, использованы коллекции образцов, предоставленные научным руководителем к. г.-м. н. А. С. Мехоношиным.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовался широкий спектр геологических, аналитических и расчетных методов.

Содержания петрогенных и редких элементов в породах (112 проб) и мономинеральных фракциях (11 проб) были определены в лабораториях Инс титута геохимии имени А. П. Виноградова СО РАН (г. Иркутск) следующими методами: весовым, спектрофотометрическим, атомно-абсорбционным, пламеннофотометрическим (аналитики Т. В. Ожогина, Л. П. Фролова, О. А. Пройдакова), атомно-эмиссионной спектрометрии (аналитики С. С. Воробьева и А. Д. Глазунова), рентгенофлуоресцентным (аналитики лаборатории рентгеновских методов анализа под руководством д.т.н. А. Л. Финкельштейна), массспектрометрии с индукционно-связанной плазмой (аналитики Н. Н. Пахомова, Ю. В. Сокольникова, к.ф.-м.н. Е. В. Смирнова).

Состав минералов в аншлифах определялся аналитиком к.х.н. Л. А. Павловой с помощью рентгеноспектрального микроанализатора «Superprobe-733» (JEOL Ltd, Япония) и энергодисперсионного спектрометра Sahara (Princton Gamma-Tech Ltd) (в Институте геохимии СО РАН, г. Иркутск).

Для изучения петрографических особенностей и минерального состава габброидов и вмещающих пород были детально описаны 220 прозрачных шлифов и аншлифов. Макроскопически образцы и протолочки пород изучались под бинокулярным микроскопом МБС–10.

Геохронологические исследования были проведены Ar/39Ar методом в Аналитическом центре Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО РАН (г. Новосибирск) к.г.-м.н. А. В. Травиным и Д. С. Юдиным.

Изотопный состав Nd и Sr измерялся на масс-спектрометре «Finnigan MAT262» в Центре коллективного пользования г. Иркутска Г. П. Сандимировой и С. А.

Татарниковым.

Для выяснения условий равновесия минеральных ассоциаций габброидов применялись методы минералогической термобарометрии.

Петрохимические расчеты проводились в программе «CRYSTAL» (к.г.м.н. И. С. Перетяжко, Инс титут геохимии СО РАН, г. Иркутск), а для модельных расчетов параметров кристаллизации базальтовых магм использовалась программа «COMAGMAT 3.57» (Арискин, Бармина, 2000).

Научная новизна исследования:

1) Впервые в результате комплексных петролого-геохимических исследований ус тановлен состав родоначальной рудоносной магмы, получены данные по физико-химическим условиям образования и динамике становления расслоенных габброидных массивов Южного Прибайкалья.

2) Доказана принадлежность габброидов Южного Прибайкалья к продуктам внутриплитного плюмового магматизма.

3) Определены изотопно-геохимические и геохронологические характеристики габброидов, отражающие эволюцию состава базальтовых магм во времени.

4) Предложены критерии рудоносности и установлены условия формирования рудоносных габброидов Южного Прибайкалья.

Практическая значимость работы. Выявленные закономернос ти поведения элементов группы железа в магматическом процессе позволили разработать критерии рудоносности основных пород, которые могут быть использованы для поиска новых месторождений железо-титан-ванадиевых руд Полученные аналитические данные и уникальная геолого-геохимическая информация необходимы для реконс трукции геологической истории формирования Южного Прибайкалья и могут быть использованы при проведении геолого-съемочных работ, в том числе разработке легенд и составлении геологических карт нового поколения.

Защищаемые положения:

1) Габброиды Южного Прибайкалья являются производными субщелочной базальтовой магмы. Они сформировались в результате гравитационнокристализационной и эманационной дифференциации, рудные габброиды - на поздних стадиях этого процесса. Выделение титаномагнетита и ильменита из родоначального расплава происходило при температуре 1070 °C, после кристаллизации основной массы силикатов.

2) Главными геохимическими характеристиками рудоносных габброидов Южного Прибайкалья являются повышенные содержания титана, фосфора, РЗЭ, стронция, бария, циркония, гафния, ниобия и тантала, что в совокупности с геохронологическими данными (340±4 млн лет) позволяет отнести их к продуктам внутриплитного магматизма.

3) Габброиды Южного Прибайкалья имеют железо-титан-ванадиевую металлогеническую специализацию. Критериями их потенциальной титаноносности являются: повышенная железистость пород и минералов, количественное преобладание ильменита над титаномагнетитом и окислительные условия их формирования.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 2 - в изданиях, входящих в Перечень ВАК. Результаты исследований были предс тавлены в виде устных докладов на 19 конференциях, в том числе 3-х международных.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 125 рисунков, 5 таблиц и 25 приложений. Список литературы включает 174 наименования. Объем текс та составляет 120 страниц.

Работа выполнена в лаборатории геохимии основных и ультраосновных пород Инс титута геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН при всесторонней поддержке и деятельном участии научного руководителя, к.г.-м. н. Мехоношина А. С. Автор выражает искреннюю признательность сотрудникам лаборатории к.г.-м.н. Т. Б. Колотилиной, к.г.-м.н. М. А. Горновой, д.г.-м.н. О. М. Глазунову, д.г.-м.н. А. И. Альмухамедову, д.г.-м.н. А. Я. Медведеву, д.г.-м.н. А. А.

Воронцову за необходимые советы и учас тие в обсуждении диссертации. За ценные консультации автор благодарит д.г.-м.н. В. А. Макрыгину, д.г.-м.н.

Изоха А. И., д.г.-м.н. Владимирова А. Г., к.г.-м.н. А. В. Лавренчука, к.г.-м.н. Д.

А. Орсоева, к.г.-м.н. Кислова Е. В., к.г.-м.н. Т. Т. Врублевскую, д.г.-м.н. А. Н.

Булгатова, к.г.-м.н. С. И. Дриля. Глубокую признательность автор выражает всем раннее перечисленным аналитикам. Особенно хочется поблагодарить за помощь в техническом оформлении работы Г. А. Черкашину и Г. В. Бурмакину.

ГЛАВА 1. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЮЖНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ В главе рассматривается ис тория геологических и изотопно-геохронологических исследований Южного Прибайкалья, дано подробное описание геологического строения слюдянского кристаллического комплекса и массивов Малоосиновского, Асямовского, Комарского, Снежнинского, рек Талая и Б. Быстрая, а также Арсентьевского.

Южное Прибайкалье является одним из наиболее изученных районов Вос точной Сибири благодаря мес торождениям флогопита, лазурита, волластонита, мраморов и др. Детальные геологические исследования были начаты ещё в 30-х годах ХХ века. Геолого-петрографические исследования пород в различные годы были выполнены Д. С. Коржинским, Ю. З. Елизарьевым, А. А. Шафеевым, В. Н. Вишняковым, Е. П. Васильевым и др. Вопросами восстановления первичной природы метаморфогенных пород и геодинамических обстановок их накопления занимались В. И. Левицкий, Г. С. Плюснин (1991), В. А. Макрыгина (2007), З. И. Петрова (2005), Л. З. Резницкий (2004) и др. В монографиях Ф.

В. Кузнецовой (1981), М. И. Грудинина и Ю. В. Меньшагина (1987) рассмотрены положение, условия залегания и вещественный состав ультрабазитбазитовых комплексов региона. Титаномагнетит-ильменитовое оруденение в габброидных массивах региона было обнаружено В. И. Богаревым (1978), однако детальных петролого-геохимических исследований не проводилось.

В результате изотопно-геохронологических исследований (Rb-Sr, Pb-Pb, Sm-Nd, U-Pb методы) установлено, что время проявления метаморфизма гранулитовой фации в породах слюдянского кристаллического комплекса соответствует периоду 465-480 млн лет (О возрасте метаморфизма…, 1997), а возраст протолита слюдянской серии (U-Pb метод) соответствует 2500 млн лет (Новые данные по геохимии..., 2007). При этом данные, характеризующие время проявления базитового магматизма в Южном Прибайкалье практически отсутствуют.

Вмещающей толщей для габброидов Малоосиновского, Асямовского, Снежнинского, Комарского, массивов рек Талая и Б. Быстрая являются метаморфизованные породы слюдянского кристаллического комплекса (Слюдянский кристаллический..., 1981).

Малоосиновский массив расположен в междуречье рек Утулик и ХараМурин. В плане он имеет изометричную, слегка вытянутую в субмеридиональ ном направлении форму, в разрезе - предположительно лополитообразную. Северная час ть его ограничивается береговой линией оз. Байкал, а северовосточная - перекрыта четвертичными отложениями. Внутреннее строение массива неоднородное, но ярко выраженной расслоенности не наблюдается. Массив дифференцирован от перидотитов до лейкократовых габброноритов, связанных постепенными переходами. Ультрабазиты являются ксенолитами среди габброноритов (см. рис. 1). Породы прорваны более поздними дайками гранитов, пегматитов и ортотектитов. На северо-востоке среди гранитоидов появляются тела сиенитов (рис. 1). Габброиды на контактах с гранитоидами и пегматитами амфиболизированы, керсутит и пироксены замещаются сине-зеленой роговой обманкой.

Титаномагнетит-ильменитовое оруденение представлено вкрапленными рудами (рудные габбронориты), которые входят в состав дифференцированной серии и предс тавлены безоливиновыми разновиднос тями, либо содержат очень небольшое количество оливина. Контакты между рудными и безрудными габброидами постепенные. Оруденение размещено в пределах массива незакономерно. Рудные тела предс тавляют собой плас тообразные и линзовидные залежи с неясными геологическими границами.

Все исследованные массивы имеют сходное геологическое строение, что выражено в форме, внутреннем строении и характере размещения титаномагнетит-ильменитового оруденения.

Комарский и Арсентьевский массивы вмещают мес торождения титаномагнетит-ильменитовых руд. Здесь представлено три типа оруденения: сплошные, густовкрапленные и вкрапленные руды (рудные габброиды) в виде линзовидных тел и полос внутри габброидов.

ГЛАВА 2. ПЕТРОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГАББРОИДОВ В данной главе даны детальная петрографическая характеристика пород дифференцированной серии и вмещающей толщи Малоосиновского эталонного массива и сравнение с габброидами других массивов Южного Прибайкалья и Арсентьевского.

Pages:     |
|



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.