ИСТОЧНИКИ ГРАНИТОИДНЫХ МАГМ ЗАПАДНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ: ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИЗОТОПНО- ГЕОХИМИЧЕСКИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА Геологический институт СО РАН Улан-Удэ, 2013 Цыганков. - презентация

1 ИСТОЧНИКИ ГРАНИТОИДНЫХ МАГМ ЗАПАДНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ: ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИЗОТОПНО- ГЕОХИМИЧЕСКИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА Геологический институт СО РАН Улан-Удэ, 2013 Цыганков А.А., Посохов В.Ф.

2 В последние лет изучение магматизма Западного Забайкалья, представляющего собой одну из крупнейших на Земле гранитоидную провинцию, фокусировалось на определении абсолютного возраста пород, прежде всего гранитоидов, и, в меньшей мере, сопутствующих базитов. Итогом этих исследований стало признание того, что основной объем гранитоидов региона, включая известково-щелочные граниты Ангаро-Витимского батолита (АВБ), на долю которых приходится не менее 2/3 от всех плутонических пород среднего (монцонитоиды, сиениты) и кислого (граниты, гранодиориты) состава, сформировался в конце карбона – начале перми, а не в раннем палеозое или протерозое, как считалось ранее. При этом мнения расходятся в оценке продолжительности позднепалеозойского магматического цикла: по одним данным она составляла 55 – 60 Ма (330 – 275 Ма) [Цыганков и др., 2007; 20010], по другим – не превышала Ма (303 – 286 Ма) [Ковач и др., 2012], что влечет за собой некоторые различия в интерпретации геодинамики гранитообразования, особенно гранитов АВБ.

3 Вторым важным достижением в области изучения гранитоидного и в целом, позднепалеозойского магматизма Западного Забайкалья стало изотопно-геохронологическое обоснование синхронности формирования гранитоидов разных геохимических типов, относимых к различным комплексам, что выдвигает на первый план петрологический аспект гранитообразования и, в первую очередь, проблему источников магм. Особую интригу этой проблеме придает именно факт синхронности формирования пространственно сопряженных разнотипных гранитоидов, что со всей очевидностью указывает на участие разных источников в процессе магмообразования, а также на вероятное участие иных петрогенетических процессов, таких как смешение магм или их дифференциация.

4 1) AFS и PA граниты и сиениты ранне- и поздне-куналейского комплексов 280 – 273 и 230 – 210 Ма соответственно. 2) шошонитовая монцонит-сиенит- кварцевосиенитовая с синплутоническими базитами интрузивная серия (нижне-селенгинский комплекс), Ма 3) переходные, от высококалиевых CA до субщелочных (alkaline) граниты и кварцевые сиениты с синплутоническими базитами (зазинский комплекс), 305 – 285 Ма 4) высококалиевые CA кварцевые монцониты, кварцевые сиениты и габброиды (чивыркуйский комплекс), 305 – 285 Ма 5) CA граниты баргузинского Комплекса (Ангаро-Витимский батолит), 330 – 310 Ма. Рифтовые зоны по (Ярмолюк, Кузьмин, 2012; Дорошкевич и др., 2012). Позднепалеозойские гранитоиды Забайкалья

5 Общая последовательность позднепалеозойского магматизма Забайкалья и перекрытие во времени пространственно совмещенных, но разных по составу гранитоидных комплексов. Li-F граниты Безымянного массива (291.7±3.7 Ма) [Рампилов, Рипп, 2012] Щелочные породы Сыннырской и Витимской провинции Ма [Ярмолюк, Коваленко, 2003; Сотникова, 2009; Владыкин, 2009; Дорошкевич и др., 2011; 2012] U-Pb определения по цирконам (бимодальный дайковый пояс и сиенограниты – Rb-Sr)

6 Баргузинский комплекс (Ангаро-Витимский батолит) «Коровые» граниты: ксенолиты и останцы кристаллических сланцев и мраморов (ю.в. склон Баргузин- ского хр., рр. Алла, Курумканка) δО 18, : (Zrn); (Qtz); εNd(T): - 5 ÷ - 8 (до -13); Isr (~ 0.707); Т DM -2 (Ma): , до 2160 (автохтонные гнейсограниты)

7 «мантийно-коровые» гранитоиды: чивыркуйский, зазинский, нижне-селенгинский, ранне-куналейский комплексы Зазинский к-с: εNd(Т): - 6 ÷ - 4, экстремальные значения ÷ +2 ; Т DM -2 (Ma): ~1500 (1000 – 1900) δО 18, : (Zrn), (Ttn), (Qtz) Isr : ~ Чивыркуйский к-с: εNd(Т): - 7 ÷ - 3, Т DM -2 (Ma): δО 18, : 4.5 (Zrn), 5-8 (Ttn), 8-10 (Qtz) Isr : ~ Нижне-селенгин- ский к-с: εNd(Т): ÷ - 3.5, Т DM -2 (Ma): δО 18, : (Zrn), (Ttn), (Qtz) Isr : ~

8 Улекчинский массив кварцевых сиенитов и лейкогранитов (300 Ма), Юго-Западное Забайкалье (зазинский комплекс, 305 – 285 Ма) Улекчин «Смешанные (мантийно- коровые)» гранитоиды чивыркуйского, зазинского, нижне- селенгинского комплексов

9 Бургасский массив 287 Ма Бургасский кварцево сиенитовый массив (чивыркуйский комплекс, Ма)

10 Помимо мафических включений гранитоиды смешанного (мантийно- корового) типа сопровождаются комбинированными дайками и синплутоническими базитовыми интрузиями (подтверждено изотопным датированием гранитоидов и базитов)

11 Шалутнский плутон (зазинский к-с) Усть-Хилокский плутон (нижне-селенгинский комплекс)

12 Брянский массив (1600 км 2 ), щелочно- полевошпатовые сиениты и щелочные граниты, 278 Ма; δО 18 : 6.2 – 8.6 (Qtz); εNd(T): - 5 ÷ - 1; Isr (~ 0.705); Т DM -2 (Ma): Ранне- куналейский комплекс:

13 Хоринская вулканоплутоническая Ассоциация: щелочные кварцевые сиениты и граниты, щелочные риолиты и трахибазальты; 278 Ма δО 18 : 6.0 – 8.1 (Qtz); εNd(T): - 5 ÷ - 1; Isr (~ 0.705); Т DM -2 (Ma): Ранне-куналейский комплекс

14 Barguzin (2160) Chivyrkui Zaza 1500 ( ) Low-Selenga Early-Kunalei Late-Kunalei Suite T DM -2 (Ma)

15 Условия образования гранитоидов могут быть разными !

16 Баргузинский комплекс (Ангаро-Витимский батолит) Известково-щелочные граниты Авто- и аллохтонная фации. Коровые ксенолиты (метаморфические породы не выше амфиболитовой фации). Коровая изотопия. Детритовые цирконы. Мафические включения или ассоциирующие базиты неизвестны. ПЛАВЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ КОРЫ Вариации состава обуслов- лены разной степенью сегрегации расплава (количеством реститово- го материала)

17 Чивыркуйский комплекс высококалиевые известково-щелочные кварцевые монцониты, кварцевые сиениты и габброиды Максимально широкий «набор» петрографических разновидностей (от субщелочных габбро до кварцевых сиенитов), типоморфные - монцонитоиды Мафические включения Габброидные дифференциаты в сложных (габбро-монцонитоидных) плутонах Смешанные (мантийно-коровые) изотопные характеристики Прямое плавление соответствующих протолитов Внутрикамерная дифференциация мафических магм Смешение магм и последующая дифференциация гибридных расплавов

18 Геохимическое моделирование: смешение магм Чивыркуйский комплекс Масс-балансовые расчеты выполнены с использованием программ: Igpet, Newpet, GPP. Коэффициенты разделения- по литературным данным.

19 Зазинский комплекс переходные, от высококалиевых известково-щелочных до субщелочных (alkaline), граниты и кварцевые сиениты с синплутоническими базитами и комбинированными дайками Субэвтектические лейкограниты с подчиненными кварцевыми сиенитами (ранние фазы отдельных плутонов). Мафические включения и редкие коровые ксенолиты. Синплутонические базитовые интрузии и комбинированные дайки. Максимально широкие вариации изотопных характеристик: от типично «коровых» до смешан- ных или с преобладанием «мантийной компоненты». Выплавление гранитной эвтектики (коровые или смешанные протолиты); Дифференциция гибридных расплавов

20 Геохимическое моделирование: фракционная кристаллизация Зазинский комплекс Qtz-монцонит (чивыркуйского типа) Зазинский гранит (остаточный расплав 66 wt. %) Pl % Amhp - 2.4% Bt - 5.2% фракционирующие минералы Fe-Ti - 1.8% Ap - 0.4%

21 Нижне-селенгинский комплекс шошонитовая монцонит-сиенит-кварцевосиенитовая с синплутоническими базитами интрузивная серия Высокая калиевая щелочность. Типоморфные разности – монцониты и кварцевые монцониты, при вариациях от шошонитовых габро до субщелочных гранитов. Синплутонические базитовые интрузии и комбинированные дайки. Смешанные (мантийно-коровые) изотопные характеристики. Смешение мантийных и коровых магм Плавление мафических коровых протолитов Дифференциация калиевых мафических магм

22 Стадия IСтадия II Comp- onents wt.% ИсходнаяДочерняя Comp- onents wt.% ИсходнаяДочерняя Монцогаббро Монцонит Сиенит Среднее Наблю- даемый Расчет- ный Среднее Наблю- даемый Расче- ный n(n = 4) (n=2) n (n=1) SiO SiO TiO TiO Al 2 O Al 2 O FeO* FeO* MnO MnO MgO MgO CaO CaO Na 2 O Na 2 O K2OK2O K2OK2O P2O5P2O P2O5P2O Геохимическое моделирование: фракционная кристаллизация (Усть-Хилокский массив, нижне-селенгинский комплекс) Сумма квадратов отклонений, R = 0.282Сумма квадратов отклонений, R =1.65 Монцогаббро Монцонит (остаточный расплав 35 wt. %) Pl % Amhp % Bt - 4.8% фракционирующие минералы Fe-Ti - 4.1% Ap - 0.4% Стадия I Монцонит Сиенит (остаточный расплав 67.5 wt. %) Pl % Bt - 9.6% фракционирующие минералы Fe-Ti - 0.5% Ap - 0.9% Стадия II

23 Таким образом, изотопные и геологические данные, дополненные результатами масс-балансовых расчетов, позволяют сделать следующие выводы. Среди позднепалеозойских гранитоидов Западного Забайкалья по условиям образования можно выделить три типа: «коровые» граниты (баргузинский комплекс) – доминируют по объему и связаны с плавлением протерозойских метатерригенных протолитов; «смешанные (мантийно-коровые)» гранитоиды – наиболее вариативны по составу, образуются за счет смешения коровых салических и мантийных мафических магм, дифференциации мантийных или гибридных расплавов; щелочные гранитоиды - предполагается плавлением нижнекоровых мафических или смешанных протолитов, однако в целом вопрос остается открытым. Эволюция магматизма во времени заключается в смене корового гранитообразования мантийно-коровым при прогрессивном нарастании доли мантийной составляющей.

24 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ