Типовая интрузивная серия Дальневосточного пояса литий-фтористых гранитов и ее рудоносность

Введение

В недрах российского сектора Тихоокеанского рудного пояса (ТРП) заключены тысячи месторождений различных металлов. Россия занимает первое место в мире по разведанным запасам олова и третье место по запасам вольфрама. На Дальнем Востоке разведано 2,1 млн т олова, 0,4 млн т вольфрама, подсчитаны крупнейшие запасы золота, серебра, свинца, цинка, меди, флюорита, ртути, сурьмы и др. Доля производства редких металлов в ТРП составляет по сравнению с мировой: Li 45,6 %, Be 74 %, Bi 61 % [1]. В регионе возможно открытие крупных месторождений редкоземельных металлов. Полезные ископаемые российского сектора ТРП сконцентрированы в 1100 месторождениях и 9300 рудопроявлениях, связанных, в первую очередь, с гранитоидным магматизмом [2-4].

Наиболее рудоносные породы Дальнего Востока – литий-фтористые граниты (ЛФГ) – являются вершиной эволюции тихоокеанского магматизма и зарождаются в очаговых геодинамичес-ких структурах с мантийными корнями [5]. Ареалы редкометалльно-оловоносного магматизма образуют трансрегиональный Дальневосточный пояс ЛФГ, являющийся главной металлогенической структурой внешней зоны ТРП и продолжающийся в Юго-Восточной Азии [6-8] и Северной Америке [9-11] (рис.1). Актуальной проблемой является изучение и реконструкция эволюции рудоносных гранитоидов ТРП, способствующие металлогеническому анализу российского Дальнего Востока и смежных территорий США и Китая [12]. Для этого необходимо выделить временные ряды гранитоидных комплексов – интрузивные серии, провести их латеральные корреляции и реконструкцию истории магматизма.

Целью статьи является выявление главных трендов эволюции гранитоидного магматизма и его рудоносности в российском секторе ТРП путем выделения и корреляции интрузивных серий с комплексами редкометалльно-оловоносных гранитов и разработки их обобщенного образа – типовой интрузивной серии Дальневосточного пояса ЛФГ.

Геологическая позиция гранитоидов Дальнего Востока

Академик С.С.Смирнов разделил ТРП на внутреннюю медную и внешнюю олово-вольфрамовую металлогенические зоны [4] (рис.1). Внутренняя зона характеризуется преобладанием кайнозойских вулканических образований. Внешняя (внутриконтинентальная) зона сложена мезозойскими складчатыми толщами с палеозойскими и докембрийскими блоками, пронизанными многочисленными мезозойскими гранитоидными интрузиями. Гранитоиды внешней зоны определяют уникальную продуктивность ТРП и являются объектом нашего исследования [5, 13].

Гранитоидному магматизму предшествовал мафический магматизм субдукционного и островодужного этапов развития региона, но базиты существенно уступают гранитоидам по масштабам [14-16]. Процесс гранитообразования в позднем мезозое осуществлялся на громадной площади Дальнего Востока и охватывал не только мезозойские складчатые сооружения пассивных и трансформных континентальных окраин, аккреционные комплексы, но и окраинно-континентальные вулканогенные пояса, древние палеозойские и протерозойские массивы [17-19]. Независимость распределения гранитоидов от типа и возраста вмещающих структур ярко проявилась в размещении интрузий ЛФГ [5, 20]. Среди гранитоидных массивов резко преобладают юрско-меловые интрузии, обязанные своим происхождением двум тектоническим событиям: коллизии домезозойских массивов (Колымского, Охотского, Буреинского и др.) и континентальных структур Северо-Восточной Азии (Сибирского кратона, Алданского щита, каледонид и герцинид Центрально-Азиатского пояса); субдукции тихоокеанских плит вдоль окраин Евразийского континента [14, 21, 22].

Размещение гранитоидов определяется кольцевыми геоструктурами – эпицентрами глубинных очаговых структур – от кольцевых структур площадью n∙10³ км² (ареалы гранитоидных серий и рудные районы) и мегаструктур n∙10⁴ км² (группы однотипных гранитоидных серий и рудные области) до региональных структур n∙10⁵ км² (гранитоидные и рудные провинции). Выделены три гранитоидные провинции: Новосибирско-Чукотская (НЧП), Яно-Колымская (ЯКП) и Сихотэ-Алинская (САП). В них размещены 11 гранитоидных областей, контролируемых глубинными очаговыми мегаструктурами [5] (рис.1).

Методология

Исследование сложной системы гранитоидов на гигантской территории Дальнего Востока требует комплексного формационного анализа петрологической, металлогенической, тектонической, геохронологической и геодинамической информации. В основу исследования положены материалы сорокалетних полевых и лабораторных работ автора в рудных районах Чукотки, Приамурья и Якутии, в том числе данные крупномасштабного геокартирования Верхнеурмийского, Верхне-Баджальского, Комсомольского, Пыркакайского, Эгехайского и Тигриного рудных узлов. Авторская коллекция гранитов (15 тыс. образцов и проб) исследована в ПГО «Дальгеология», «Бурятгеология», «Севзапгеология», «Невское», Чаун-Чукотской ГРЭ, в Центрах коллективного пользования Горного университета, Института наук о Земле СПбГУ, Ярославского филиала ФТИАН РАН, ВСЕГЕИ, ИГГД РАН, Technoinfo Ltd. База данных включает более 20000 анализов гранитов (ICP-MS, AAS, XRF, SEM, EPMA, SIMS, CL, XRD), более 100 изотопных определений возраста.

Расчленение и корреляция гранитоидов Дальневосточного пояса ЛФГ проводились с использованием материалов Государственной геологической карты (Госгеолкарты) масштабов 1:1 000 000 (27 листов) и 1:200 000 (24 листа) [23]. Основой региональных корреляций служили Легенды серий листов Госгеолкарты-1000/3 [24]. Использованные серийные легенды актуализированы в 2015 г. и позволяют идентифицировать большинство гранитоидных комплексов [25-27]. В работе использованы данные о гранитоидах Дальнего Востока, опубликованные в трудах сотрудников Санкт-Петербургского горного университета, ДВГИ, СВКНИИ, ДВИМС и ИТИГ ДВО РАН, ИГАБМ и ИГХ СО РАН.

Принципы корреляции гранитоидных образований и выделения интрузивных серий изложены в источнике [28]. Интрузивная серия рассматривается как совокупность последовательных, близких по возрасту и локализации разноформационных интрузивных комплексов, сформировавшаяся в пределах структурно-вещественной зоны на определенном этапе интрузивной деятельности. Интрузивный комплекс – совокупность последовательных интрузивных фаз, проявляющаяся в фиксированном геологическом пространстве и времени и упорядоченная в отношении изменения состава и облика пород [29, 30].

Формационный анализ региональной геологической информации выполнен по рекомендуемой методике [28-31]: расчленение и картирование гранитоидных интрузий; выделение гранитоидных комплексов и определение их формационной принадлежности; выделение серий (временных рядов) гранитоидных комплексов в рудных районах; региональная корреляция гранитоидных серий по латерали и выделение групп однотипных серий гранитоидных комплексов в пределах гранитоидно-металлогенических провинций НЧП, ЯКП, САП. Все более широкая синхронизация однотипных интрузивных серий проводилась с абстрагированием от частных деталей строения комплексов и служила основой выявления трендов эволюции гранитоидного магматизма ТРП.

В основу формационного анализа положены представления С.М.Бескина и Ю.Б.Марина о формациях редкометалльных гранитов [32]. Методология типизации редкометалльных гранитоидов разработана в трудах [33-35]. Геодинамической основой анализа служили модели трансформной континентальной окраины [19, 22] и глубинных очаговых структур [5]. Базовым постулатом являлась генеральная последовательность формирования гранитоидных серий: комплекс основных гранитоидов → комплекс мезократовых гранитов → комплекс умеренно-редкометалльных лейкогранитов → основной рудоносный комплекс редкометалльных микроклин-альбитовых гранитов [33, 34]. При региональных корреляциях маркирующее значение имели комплексы ЛФГ, сохраняющие характерные черты состава и строения на всей территории [36]. Маркирующими являлись также валидные комплексы монцонитоидов и лейкогранитов Дальнего Востока.

Методической проблемой корреляции гранитоидов является гетерогенность ТРП: интрузивные комплексы и серии образуют ареалы с различными геодинамическими режимами и спектрами магматических образований (вулкано-плутонические и плутонические пояса, магматические районы и области) [37]. Мы выделяли три типа плутонических ареалов: в складчатых структурах верхоянид, зонах тектоно-магматической активизации древних массивов, окраинно-континентальных вулканогенных поясах. Следует отметить также проблему неувязок возраста гранитоидных комплексов по геологическим и изотопно-геохимическим данным [36].

В работе использован метод известково-магнезиальных эволюционных трендов С.М.Бескина, позволяющий оценивать металлогенические перспективы гранитоидных серий по петрохимическим параметрам ранних комплексов известково-щелочных гранитов и лейкогранитов. Использована зависимость содержания в гранитоидах MgO от CaO, а в качестве индикаторных параметров рассматриваются следующие: наклон линейного тренда MgO-CaO к оси CaO, значение содержания CaO при MgO 1 % и значение содержания MgO при CaO 2 % [33].

На заключительном этапе исследований проведена межрегиональная корреляция групп однотипных гранитоидных серий в провинциях ТРП [24] и разработана модель типовой интрузивной серии Дальневосточного пояса ЛФГ. Анализ рудоносности интрузивных комплексов и серий основан на представлениях о связи оловянного и редкометалльного оруденения с гранитоидным магматизмом [3, 32, 38]. Магматический контроль источников минерального сырья установлен по данным Госгеолкарты-1000/3; 200/2. В качестве научно-методической основы использовано понятие промышленного типа месторождений (природного геолого-минералогического типа месторождений, при эксплуатации которых извлекается в сумме не менее 1 % мировой добычи данного вида сырья [39]).

Гранитоидные комплексы Дальневосточного пояса ЛФГ

В первой половине XX в. главное внимание исследователей дальневосточных территорий привлекали гигантские батолиты диорит-гранодиоритовой и гранитовой формаций. С ними связывали золотоносность и оловоносность ТРП. Но наряду с крупными массивами колымских гранитов и охотских гранодиоритов в регионе распространены мелкие и средние интрузивы гранитоидов повышенной щелочности и кремнекислотности – лейкогранитов, граносиенитов и др. В настоящее время на Дальнем Востоке выделены мезозойские гранитоидные комплексы четырех формационных рядов [40]: позднеюрско-раннемеловые комплексы диорит-гранодиоритовой и гранитовой формаций (далее – граниты) [15, 40, 44]; ранне-позднемеловые комплексы монцонит-сиенитовой и гранит-граносиенитовой формаций (далее – монцограниты) [41-43]; ранне-позднемеловые комплексы лейкогранитовой и аляскитовой формаций (далее – лейкограниты) [44-46]; позднемеловые комплексы формации редкометалльных литий-фтористых гранитов (далее – ЛФГ) [31, 47, 48]. Выделение и корреляция интрузивных комплексов Дальнего Востока выполнены по материалам Госгеолкарты-1000/2-3 (листы K-52-53, L-52–53, M-52–53, O-53–56, P-54–57, Q-1, Q-53–55, Q-59–60, R-1, R-53–55, R-58–60 и Госгеолкарты-200/1,2 – листы L-53-XXII, M-53-XV, XIV, P-55-XXII, P-56-IX, Q-53-IX, X, Q-54-XIX, XX, Q-55-XIX, XX; R-59-XXI, XXII, XV, XVI) [23, 25-27].

Геолого-структурные условия локализации и петролого-геохимические особенности гранитоидов каждого из четырех формационных типов зависят от тектонической позиции интрузивных массивов. Но главные особенности состава, морфологии, размеров и рудоносности гранитоидных тел определяются их генезисом и местом в истории региона. Для комплексов гранитов характерны крупные, конкордантные, слабодифференцированные плутоны: батолиты, куполообразные интрузивы и штоки площадью от десятков до 1500 км², сложенные на 80-90 % биотитовыми, роговообманково-биотитовыми, иногда двуслюдяными гранитами, плагиогранитами, гранодиоритами. Подчиненное значение имеют небольшие ранние интрузии диоритов, кварцевых диоритов, габброидов и монцонитоидов. Распространены штоки, дайки и иные тела поздних фаз, сложенные мелкозернистыми или пегматоидными гранитами, аплитами, пегматитами, гранит-порфирами, гранодиорит-порфирами и кварцевыми диорит-порфиритами (табл.1).

Комплексы монцогранитов включают небольшие резко дискордантные по отношению к складчатым структурам интрузивы: одно- или двухфазные штоки, плитообразные интрузии площадью в первые квадратные километры, дайки и поперечные дайковые пояса. Реже встречаются средние массивы: крупные штоки, интрузивные залежи, лакколиты площадью от 20 до n∙100 км². Являясь многофазными, массивы сложены сходными монцонитоидами, различающимися модальным минеральным составом. В крупных массивах преобладают средние породы: монцониты, монцодиориты, сиениты; в небольших интрузивах и дайковых поясах доминируют монцограниты, граносиениты, кварцевые монцониты, монцолейкограниты и их порфировые аналоги. Относительно редки небольшие (10-13 км²) штоки и лакколиты щелочных граносиенитов, щелочных гранитов и лейкогранитов, дайковые пояса лампрофиров.

Таблица 1

Интрузивные массивы валидных комплексов диорит-гранодиоритовой и гранитовой формаций Дальнего Востока России

Примечания. ¹Пример массива (петротип или близкий к нему); звездочкой отмечены полиформационные плутоны. ² Гранитоидные провинции. ³Условия локализации: СС – складчатые структуры верхоянид; ТМА – сводово-глыбовые сооружения в зонах тектоно-магматической активизации докембрийско-палеозойских массивов; ОКВП – окраинно-континентальные вулканогенные пояса. ⁴Пример месторождения, подчеркнуты крупные и средние (по классификации Роснедра: www.rosnedra.gov.ru).

Интрузивы монцогранитов иногда совмещены с предшествующими гранитовыми и с поздними лейкогранитовыми комплексами. Нередко их включают в состав гранитовых и лейкогранитовых комплексов в качестве дополнительных или жильных фаз [23, 25-27]. Полигенный характер плутонов составляет одну из проблем расчленения гранитоидов Дальнего Востока: в современных схемах выделено множество комплексов гранодиоритов, адамеллитов и гранитов с фазами монцогранитов, граносиенитов и кварцевых монцонитов. В то же время при формационном анализе фазы этих комплексов исследователи относят к разным формациям – гранитовой, лейкогранитовой, гранит-граносиенитовой и др. [42, 44]. Петрографический кодекс допускает объединение в единый магматический комплекс ассоциаций горных пород разных семейств и отрядов, тесно связанных пространственно-временными отношениями [29, ст. III.4.4]. Характерными примерами гетерогенных плутонов, включающих интрузии монцогранитов, служат Велиткенайский (тауреранский, НЧП), Линлинейский (линлинейский, НЧП), Танюрерский (мургальский, НЧП), Восточно-Полоусненский (янский, ЯКП), Негаяхский (негаяхский, ЯКП), Арангасский (горбатовский, ЯКП), Лево-Сеймканский (сеймканский, ЯКП), Иреть-Малкачанский (конгалинский, ЯКП), Туманский (дукчинский, ЯКП) и др. (табл.2).

Лейкограниты представлены биотитовыми и двуслюдяными лейкогранитами, варьирующими от нормальных до умереннощелочных, реже аляскитами. В подчиненном количестве в лейкогранитовых массивах встречаются граниты, лейкогранит-порфиры, аплиты и пегматиты. Гранитоиды слагают конкордантные и дискордантные двух-трехфазные массивы средних размеров (10-350 км²): интрузивные залежи, штоки, лакколиты. Несмотря на многофазность, лейкогранитовые интрузивы петрографически довольно однообразны, но в апикальных частях имеют псевдорасслоенное строение: пронизаны пластовыми интрузиями аплитовидных гранитов, гранит-порфиров. В вулканогенных поясах массивы лейкогранитов представлены бисмалитами и этмолитами вулканических депрессий, сложенных риолитовыми игнимбритами. Состав лейкогранитов в куполообразных выступах кровли осложнен процессами площадной грейзенизации.

Таблица 2

Интрузивные массивы валидных комплексов монцонит-сиенитовой и гранит-граносиенитовой формаций Дальнего Востока России

Примечания. См. примечания к табл.1.

Интрузии лейкогранитов Дальнего Востока нередко совмещены с предшествующими крупными плутонами гранитовой формации [17, 34, 49]. Такие полиформационные плутоны отнесены на Госгеолкарте-1000 к ранне-позднемеловым интрузивным комплексам, в которых лейкогранитовым телам отведена роль фаз: Тауреранский (тауреранский, НЧП), Телекайский (телекайский, НЧП), Пырканайваамский (чукотский, НЧП), Восточно-Полоусненский и Омчикандинский (янский, ЯКП), Негаяхский (негаяхский, ЯКП), Дуссе-Алинский (баджало-дуссеалинский, САП), Первомайский (вознесенский, САП) и др. [23, 25-27] (табл.3).

Таблица 3

Интрузивные массивы валидных комплексов лейкогранитовой и аляскитовой формаций Дальнего Востока России

Примечания. См. примечания к табл.1.

Редкометалльные ЛФГ, фигурирующие на многих геологических картах как аляскиты или апограниты, слагают преимущественно двухфазные комплексы малых интрузий в редкометалльно-оловорудных узлах. В состав комплексов входят дайковые поля онгонитов и небольшие (1-5 км²) штоки, гарполиты, этмолиты литиевослюдистых микроклин-альбитовых гранитов [13, 31, 50] (табл.4).

Таблица 4

Интрузивные массивы валидных комплексов формации редкометалльных литий-фтористых гранитов Дальнего Востока России

Примечания. См. примечания к табл.1. ^* В квадратных скобках слепые интрузии.

Рудоносность гранитоидных комплексов Дальневосточного пояса ЛФГ

Рудоносность гранитов незначительна. Иногда массивы колымского, каньонского, бакы-дербекинского, светлинского, охотинского, леводжолакагского, баджало-дуссеалинского комплексов сопровождаются малыми месторождениями скарнового (W, Au, Sn, B), кварцевого (Au, Sn, W), силикатного (Sn, W, U), сульфидного (Ag, Pb, Zn, Au, Bi), порфирового (Mo, Cu) промышленных типов. Исключение составляют крупные месторождения Наталка (Au) и Агылки (Cu, W, Au) в Восточной Якутии, предположительно связанные с басугуньинским и уэмляхским комплексами соответственно [23] (см. табл.1). Относительно разнообразны проявления кварцевого и силикатного типа: жилы, штокверки, минерализованные зоны турмалинизации, хлоритизации и сульфидизации [14, 22, 45].

Монцограниты специализированы на Sn, Au, Mo. Сопровождающие их кварцевые жилы, щелочные и кремнекислые метасоматиты (фельдшпатиты, турмалиниты, хлорититы, березиты, аргиллизиты) содержат рудную минерализацию, сконцентрированную в сотнях малых месторождений и проявлений олова, золота и молибдена. С массивами тауреранского, чукотского, хунхадинского, конгалинского, дукчинского, нявленгинского, биликанского, мяочанского, татибинского комплексов связаны месторождения и проявления силикатного (Sn, W, Hg), кварцевого (Au, Sn, Mo), сульфидного (Sn, W, Pb, Zn, Cu, Co), скарнового (W, Fe, B) промышленных типов [23]. Тела среднеюдомского и мяочанского комплексов контролируют малые порфировые месторождения Mo, Cu. Полиформационные массивы монцогранитов и лейкогранитов (тауреранский, негаяхский, татибинский комплексы) включают грейзеновые проявления Sn, W [17, 43, 44]. В связи со щелочными гранитами горбатовского, неорчанского и ялокохчанского комплексов проявлений полезных ископаемых не выявлено. Монцограниты редко генерируют средние и крупные месторождения: с чукотским, мяочанским, джахтардахским комплексами связаны месторождения Sn – Валькумей, Фестивальное, Джахтардахское; Au – Якутское, Штурмовское; Hg – Западно-Палянское [14, 19, 41] (табл.2).

Лейкограниты – потенциально рудоносные гранитоиды в отношении Sn, W, в меньшей степени Be, Mo. С телекайским, тауреранским, экугским, колымским, бакы-дербекинским, омсукчанским, тас-кыстабытским, баджало-дуссеалинским, ольгинским и вознесенским комплексами связаны крупные, средние и малые месторождения Sn, W грейзенового и кварцево-жильного промышленных типов [23]. Экугский, леурваамский, хингано-олонойский комплексы контролируют олово-порфировые месторождения c попутными In, Pb, Zn, Cu, Bi, As, Ag; янский, нютский и кетандинский комплексы – грейзеновые месторождения Be, W, Mo; омчанский комплекс – скарновые месторождения W, Au. С чукотским, бакы-дербекинским, янским, омсукчанским, омчанским, неорчанским, кютепским, баджало-дуссеалинским комплексами сопряжены многочисленные месторождения и проявления олова с попутными Zn, Pb, Ag, In, Cd, Bi, Ag силикатного (турмалинового, хлоритового, сидерофиллитового) и сульфидного промышленных типов [17, 38, 43] (см. табл.3). В лейкогранитах тауреранского, чукотского, янского, омсукчанского, неорчанского комплексов известны проявления Be, Nb, Ta, Sn в редкометалльно-оловоносных пегматитах, в том числе одно среднее месторождение Be – Приискатель [14, 23, 45].

Наибольшим рудогенным потенциалом в гранитоидных сериях востока России обладают комплексы редкометалльных ЛФГ. С их становлением генетически связаны крупнейшие редкометалльно-вольфрамово-оловянные месторождения: Пыркакайские штокверки, Одинокое, Депутатское, Правоурмийское, Кестер, Тигриное, Забытое, Вознесенское и др. [14, 23, 47]. Главным является комбинированный грейзеново-турмалинитовый промышленный тип: рудные тела сложены минерализованными цвиттерами, топаз-слюдяными грейзенами, флюоритовыми слюдитами в сочетании с турмалинитами и хлорититами [13, 14, 46]. Цвиттер-турмалинитовые месторождения генетически и пространственно связаны с пыркакайским, кайнваамским, омчикандинским, кестерским, эрикитским, невским, оротуканским, нилгысыгским, правоурмийским, тигриным, вознесенским комплексами ЛФГ. Они включают основные объемы запасов Sn, W, Li, F Дальнего Востока и служат источниками целого ряда попутных стратегических полезных ископаемых: Ta, Nb, In, Bi, Cu, Rb, Be, Cs, Sc, U, Ge, Tl.

С грейзеново-турмалинитовым типом сочетаются кварцево-жильный и топазово-жильный промышленные типы оруденения (Sn, W, Bi, Cu, In, Nb), генерированного иультинским, пыркакайским, омчикандинским, бутугычагским, акачанским, правоурмийским, обманийским, тигриным комплексами. Второстепенное значение имеет редкометалльно-гранитовый промышленный тип (Sn, W, Ta, Nb, REE), который включает топаз-литиевослюдистые микроклин-альбитовые граниты и онгониты омчикандинского, кестерского, тигриного, вознесенского комплексов (табл.4) [25-27, 34].

Обсуждение

Типовая гранитоидная серия Дальневосточного пояса ЛФГ. В российском секторе ТРП наблюдаются заметные различия морфологии, размеров, состава и рудоносности гранитоидных комплексов каждого из четырех описанных формационных рядов. Преобладают интрузивные комплексы мезозойских складчатых структур, важное место в геологии и металлогении региона занимают гранитоиды вулканогенно-плутонических поясов (см. табл.1-4). С целью выявления главных трендов эволюции гранитоидного магматизма и разработки типовой интрузивной серии Дальневосточного пояса ЛФГ выполнен анализ состава, возраста, рудоносности гранитоидных комплексов, проведена их корреляция, выделены интрузивные серии с использованием авторских и опубликованных данных [23, 25-27]. При использовании металлогенических и геохронологических данных предпочтение отдавалось современным результатам поисково-разведочных работ и изотопно-геохимического датирования гранитоидов.

В Дальневосточном поясе ЛФГ выделены 16 интрузивных серий, включающих комплексы гранитов, монцогранитов, лейкогранитов и ЛФГ (рис.1, табл.5). В ряде случаев серии включают полиформационные плутоны или сближенные интрузивы разных формаций. Установлено, что эволюция плутонического магматизма направлена от юрско-раннемелового известково-щелочного гранитогенеза повышенной основности (граниты) к позднемеловому субщелочно-гранитовому петрогенезису, который включает последовательное формирование монцогранитов, субщелочных лейкогранитов и ЛФГ. Нарастание кремнекислотности и щелочности сопровождается резким симбатным снижением содержания фемафильных петрогенных компонентов, прежде всего Σ(CaO + MgO) (рис.2). Среди мезозойских гранитоидных серий (J₃-K₂) выделяется своим раннепалеозойским возрастом (Є-O₃) Ханкайская серия на юге Дальневосточного пояса ЛФГ, которая подчиняется аналогичному тренду эволюции гранитогенеза (табл.5).

Выделенные гранитоидные серии внешней зоны ТРП характеризуются сходством состава, рудоносности, возраста интрузивных комплексов и общностью последовательности их становления (см. табл.1-5, рис.2). Это позволяет разработать модель рудоносной гранитоидной серии Дальневосточного пояса ЛФГ – типовую интрузивную серию: граниты → монцограниты → лейкограниты → ЛФГ (рис.3).

Типовая серия отражает главный петрологический тренд эволюции гранитоидов Дальневосточного пояса ЛФГ – нарастание кремнекислотности, щелочности и редкометалльно-оловянной геохимической специализации при уменьшении размеров и количества интрузий, что соответствует основным мировым тенденциям развития рудоносного гранитоидного магматизма
[30, 32, 35]. Основной объем интрузивных комплексов (гранитов и монцогранитов) образовался в раннем мелу, а пик магматизма, независимо от геодинамической обстановки в террейнах, приходится на границу раннего и позднего мела (100 ± 10 млн лет) [42, 44]. Вместе с тем, главная масса рудоносных гранитоидных комплексов возникла в позднем мелу, в том числе финальные малообъемные комплексы редкометалльных ЛФГ [13, 31, 47].

Таблица 5

Редкометалльно-оловоносные интрузивные серии Дальневосточного пояса литий-фтористых гарантов

Примечание. ¹ По [5]. ² По [43]. ³ Возраст комплекса, в скобках – петротип. ⁴ В квадратных скобках – слепые интрузии. ⁵ В скобках номер на рис.1. Использованы данные [23, 25-27].

В состав типовой гранитоидной серии входят продукты тектоно-магматических событий двух типов: коллизионного взаимодействия и активизации докембрийско-палеозойских массивов и мезозойских структур ТРП; субдукционного взаимодействия Азиатского континента с Тихоокеанскими плитами. Коллизионные гранитоиды представлены гранитами в сочетании с лейкогранитами, основными и средними монцонитоидами, а гранитоиды тихоокеанского тектогенеза включают лейкограниты, монцограниты и ЛФГ. Как показывает анализ серийных легенд Госгеолкарты-1000/3 востока России, эти две группы гранитоидов тесно совмещаются в пространстве вследствие общности источников и путей транспортировки магм и частично синхронного образования. Можно предположить, что типовая интрузивная серия отражает смену корового гранитового магматизма мантийным монцогранитовым под воздействием мантийных диапиров в глубинных очаговых структурах [5]. Позже это ведет к выплавлению лейкогранитовой магмы, а в финале возникают локальные очаги редкометалльной субщелочно-лейкогранитовой магмы и образуются ЛФГ [34].

На сопредельной территории Китая указанные геодинамические процессы обусловили гранитообразование по аналогичному сценарию. Восточная окраина Азии была охвачена позднемезозойской яньшаньской тектоно-магматической активизацией, определившей последовательное формирование комплексов гранитов и монцогранитов серии Янцзы, а затем комплексов лейкогранитов серии Наньлин в провинции Цзянси, Внутренней Монголии, на Хингане и в других районах [6, 7, 51]. Яньшаньский тектогенез обусловил развитие внутриплитного редкометалльно-гранитового магматизма и формирование юго-западного продолжения Дальневосточного пояса ЛФГ – от Хингана до Южного Китая (комплексы Цитианьлин, Цианлишань, Цзуишань, Сишань и др.) [7, 8, 52]. В позднем мелу пояс ЛФГ разрастался и в северо-восточной части. На Аляске, в каледонидах и докембрийских метаморфических толщах полуострова Сьюард, была сформирована цепочка штоков и даек ЛФГ: Лост-Ривер, Кугарок, Слейтат-Маунтин [10, 11].

Рудоносность типовой интрузивной серии Дальневосточного пояса ЛФГ

Движущими силами магматизма Дальневосточного пояса ЛФГ являются потоки тепла, магмы и флюидов в мантийных окнах Тихоокеанской литосферной плиты, погружающейся при латеральном или косом (трансформном) перемещении на границе с Евразийской плитой [9, 19, 22]. На заключительной стадии эволюции гранитоидных серий под воздействием мантийных диапиров формируются массивы рудоносных литий-фтористых гранитов, сходные с ЛФГ других оловорудных районов мира [32, 34] и выявленные в ТРП в конце XX в. Столь позднее обнаружение рудогенерирующих гранитов в богатейшем сырьевом регионе объясняется объективными причинами: малыми размерами и слабой эродированностью интрузий ЛФГ, их локализацией внутри массивов предшествующих гранитоидов, отсутствием характерных визуальных признаков ЛФГ (зеленого амазонита, розового лепидолита и др.) [14, 23, 47]. В крупнейших рудных узлах (Депутатском, Пыркакайском, Иультинском и др.) ЛФГ скрыты на глубоких горизонтах, но их присутствие маркируется ареалами даек онгонитов [13, 31, 48].

Типовая гранитоидная серия Дальнего Востока может служить основой геолого-генетической модели редкометалльно-оловоносной рудно-магматической системы с ЛФГ. Это идеальная интрузивная серия, обусловливающая комплексный рудогенез и формирование крупнейших месторождений Sn, W, Ta, Nb, Li, Be, Cu, Bi, In, U, флюорита и других полезных ископаемых. На основе собранных данных проведена оценка перспектив рудоносности гранитоидных комплексов типовой интрузивной серии по методике известково-магнезиальных эволюционных трендов [33]. Эволюция гранитоидов от слаборудоносных гранитов и монцодиоритов к наиболее рудоносным ЛФГ сопровождается обеднением кальцием и магнием. По данным петрохимии гранитов, монцогранитов и лейкогранитов получен эволюционный тренд со следующими параметрами: наклон к оси CaO 55°, условное стартовое содержание CaO_старт (при содержании MgO в 1 %) 2,10 мас.% (рис.4). Эмпирические данные показывают, что значительный наклон известково-магнезиального тренда и достаточно высокое значение CaO_старт соответствуют гранитоидным сериям нормальной или слабо повышенной щелочности, завершающимся комплексами субщелочных литий-фтористых гранитов и промышленной оловянной, вольфрамовой, литиевой, танталовой и иной редкометалльной минерализацией (наклон тренда 55-65°, CaO 0,9-2,7 мас.%). Примерами таких комплексов служат рудногорский в Германии, жанчивланский в Монголии, этыкинский и орловский в Забайкалье и др. [33]. 

Условное стартовое содержание MgO_старт (при содержании CaO в 2 %) составляет 0,94 мас.%; отношение MgO_старт/CaO_старт = 0,45. По этим параметрам интрузивные серии Дальнего Востока являются неперспективными в отношении обнаружения редкометалльных пегматитов (MgO_старт = 0,70-0,85 %; MgO_старт/CaO_старт = 0,20-0,45; наклон тренда 40-55°) и щелочных редкометалльных гранитов (2,10-5,60 %; 1,60-6,00; 67-77°). Наблюдаемое в гранитоидах содержание MgO и отношение MgO/CaO характерно для умеренно-щелочных гранитовых серий, завершающихся комплексами ЛФГ с сопутствующим грейзеновым и кварцево-жильным вольфрамово-оловянным оруденением (параметры трендов 0,80-1,60; 0,30-1,00; 54-72°). На основе применения методики известково-магнезиальных эволюционных трендов можно сделать вывод о потенциальной рудоносности типовой интрузивной серии Дальневосточного пояса ЛФГ. Интрузивные комплексы лейкогранитов и ЛФГ продуцируют редкометалльно-оловянную минерализацию грейзенового, кварцево- и топазово-жильного промышленных типов, а также редкометалльно-гранитовую минерализацию (танталоносный касситерит, тантало-ниобаты и др.) [3].

Приведенные модельные данные подтверждаются специальным металлогеническим анализом Дальневосточного пояса ЛФГ. Ранние гранитовые комплексы имеют ограниченное минерагеническое значение. С ними связаны малые скарновые месторождения олова и бора, а также редкие кварцево-золоторудные месторождения (см. табл.1). На всей изучаемой территории известно лишь одно среднее месторождение олова Им. Лазо касситерит-силикатно-сульфидной формации, которое связывают с гранитовой формацией [23]. Комплексы монцогранитов контролируют малые, иногда крупные, месторождения золота и олова, малые месторождения вольфрама. В связи с щелочными гранитами (горбатовский и ялокохчанский комплексы) полезные ископаемые не известны (см. табл.2). Комплексы лейкогранитов оловоносные и потенциально редкометаллоносные. С ними связаны крупные и средние россыпные и коренные кварц-касситеритовые месторождения грейзенового и кварцево-жильного типов. До 1980-х гг. они считались главными источниками редкометалльного оруденения (см. табл.3). Редкометалльно-оловоносные гранитоидные серии Дальнего Востока завершаются комплексами редкометалльных ЛФГ, представляющими собой рудно-магматические системы с высокопродуктивными цвиттер-турмалинитовыми комплексами [23]. С ЛФГ связаны крупнейшие месторождения Sn, W с попутными редкими металлами: Пыркакайские штокверки, Одинокое, Депутатское, Иультин, Полярное, Кестер, Хинганское, Правоурмийское, Тигриное, Вознесенское (см. табл.4).

Типовая гранитоидная серия ТРП соответствует геодинамическому типу умеренно-коллизионных исходно нормально-щелочных плутонических серий в складчатых зонах по схеме металлогенической типизации С.М.Бескина – Ю.Б.Марина [34]. Она отражает главный металлогенический тренд эволюции гранитоидов Дальневосточного пояса ЛФГ – увеличение рудогенерирующего потенциала интрузивных комплексов с ростом их дифференцированности. Рудоносный редкометалльно-гранитовый магматизм развивался в позднем мелу и определял формирование крупных вольфрамово-оловянных месторождений ТРП с попутными редкими металлами Ta, Nb, Li, Cs, Rb, In.

Практическое значение типовой интрузивной серии востока России состоит в том, что она открывает возможности прогнозирования наиболее рудоносных ЛФГ и крупных редкометалльно-вольфрамово-оловянных месторождений на основе картирования ранних нерудоносных гранитоидных комплексов территорий. Исследователи ТРП выделяли особую обстановку развития ультракислых гранитов и грейзеновых месторождений Sn, W [3, 4]. Современные данные позволяют уточнить эти представления, добавить в группу рудогенных гранитоидов ТРП литий-фтористые граниты и дополнить Sn-W-специализацию редкими металлами: Ta, Nb, Li, Be, In. Рудоносность ЛФГ подтверждается в Наньлинском и Приморском вольфрамово-оловоносных поясах Китая, включающих богатейшие рудные узлы провинций Хунань, Цзянси, Чжецзян, Фуцзянь [6, 8, 52]. Комплексы ЛФГ контролируют также серию редкометалльно-оловянных месторождений Аляски: Лост-Ривер, Кугарок, Слейтат-Маунтин и др. [10, 11].

В статье рассмотрены только рудные узлы с завершенными гранитоидными сериями, включающими редкометалльные интрузивы ЛФГ. В ТРП известно множество рудных районов с незавершенными интрузивными сериями, заканчивающимися потенциально редкометаллоносными комплексами лейкогранитов и аляскитов. Часть таких районов может включать невскрытые эрозией интрузии рудоносных ЛФГ и сопутствующие месторождения олова и редких металлов. Незавершенность гранитоидных серий ТРП следует рассматривать не с петролого-петрохимической, а с металлогенической точки зрения – как потенциальный признак слепого редкометалльно-оловянного оруденения.

Выводы

1. Дальневосточный пояс литий-фтористых гранитов, расположенный в российском секторе Тихоокеанского рудного пояса и продолжающийся на сопредельных территориях Китая и США, характеризуется единством эволюции и рудоносности позднемезозойского гранитоидного магматизма, что позволяет выделить типовую рудоносную интрузивную серию: комплексы диорит-гранодиоритовой и гранитовой формаций → комплексы монцонит-сиенитовой и гранит-граносиенитовой формаций → комплексы лейкогранитовой и аляскитовой формаций → комплексы формации редкометалльных литий-фтористых гранитов.
2. Главный петрологический тренд эволюции гранитоидов – нарастание кремнекислотности, щелочности и редкометалльно-оловянной специализации при уменьшении размеров и количества интрузий. В финале интрузивных серий происходит становление малообъемных комплексов редкометалльных Li-F гранитов.
3. Главный металлогенический тренд эволюции гранитоидов – увеличение рудогенерирующего потенциала интрузивных комплексов с ростом их дифференцированности. Рудоносный редкометалльно-гранитовый магматизм развивался в позднем мелу и определял формирование в районах с завершенными интрузивными сериями крупных вольфрамово-оловянных месторождений ТРП с попутными редкими металлами Ta, Nb, Li, Cs, Rb, In. Незавершенность гранитоидных серий Тихоокеанского рудного пояса следует рассматривать как потенциальный признак слепого редкометалльно-оловянного оруденения.

Литература

1. Волков А.В., Сидоров А.А. Минеральное богатство Тихоокеанского рудного пояса // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89. № 2. P. 157-165. DOI: 10.31857/S0869-5873892157-165
2. Ломакина Н.В. Минерально-сырьевой комплекс в экономике Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука, 2002. 135 с.
3. Радкевич Е.А. Металлогенические провинции Тихоокеанского рудного пояса. М.: Наука, 1977. 176 с.
4. Смирнов С.С. Тихоокеанский рудный пояс в пределах СССР // Природа. 1946. № 2. С. 52-60.
5. Алексеев В.И. Глубинное строение и геодинамические условия гранитоидного магматизма Востока России // Записки Горного института. 2020. Т. 243. С. 259-265. DOI: 10.31897/PMI.2020.3.259
6. Pirajno F. The Geology and Tectonic Settings of China's Mineral Deposits. Dordrecht, the Netherlands: Springer Science + Business Media, 2013. 679 p. DOI: 10.1007/978-94-007-4444-8
7. Pollard P.J. The Yichun Ta-Sn-Li Deposit, South China: Evidence for Extreme Chemical Fractionation in F-Li-P-Rich Magma // Economic Geology. 2021. Vol. 116. № 2. P. 453-469. DOI: 10.5382/econgeo.4801
8. Xi DiaoMingqian Wu, Dehui Zhang, Jianping Liu. Textural features and chemical evolution of Ta-Nb-W-Sn oxides in the Jianfengling Deposit, South // Ore Geology Reviews. 2022. Vol. 142. № 104690. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2021.104690
9. 9. Nokleberg W.J., Parfenov L.M., Monger J.W.H. et al. Phanerozoic Tectonic Evolution of the Circum-North Pacific. Professional Paper 1626 // USA, Denver, Co: U.S. Geological Survey, 2000. 122 p. DOI: 10.3133/pp1626
10. Goldfarb R.J., Meighan C., Meinert L.D., Wilson F.H. Alaska: Mineral Deposits and Metallogeny // Mineral resources in the Arctic. Chapter 1. Trondheim: Geological Survey of Norway, 2016. P. 15-77.
11. Soloviev S.G., Kryazhev S., Dvurechenskaya S. Geology, igneous geochemistry, mineralization, and fluid inclusion characteristics of the Kougarok tin-tantalum-lithium prospect, Seward Peninsula, Alaska, USA // Mineralium Deposita. 2020. Vol. 55.
    P. 79-106. DOI: 10.1007/s00126-019-00883-7
12. Litvinenko V.S. Digital Economy as a Factor in the Technological Development of the Mineral Sector // Natural Resources Research. 2020. Vol. 29. P. 1521-1541. DOI: 10.1007/s11053-019-09568-4
13. Алексеев В.И. Дальневосточный пояс литий-фтористых гранитов, онгонитов и оловорудных цвиттеров // Записки Горного института. 2015. Т. 212. С. 14-20.
14. Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России. В 2 кн. Книга 1. Владивосток: Дальнаука, 2006. 981 с.
15. Зимин С.С., Сахно В.Г., Говоров И.Н. и др. Тихоокеанская окраина Азии. Магматизм. М.: Наука, 1991. 264 с.
16. Engebretson D., Cox A., Gordon R.G. Relative motions between oceanic and continental plates in the northern Pacific basin // Geological Society of America. Special Papers. 1985. Vol. 206. P. 1-59. DOI: 10.1130/SPE206
17. Гоневчук В.Г. Оловоносные магматические системы Дальнего Востока: магматизм и рудогенез. Владивосток: Дальнаука, 2002. 297 с.
18. Cobbing E.J. Circum-Pacific Phanerozoic granites // Episodes. 1988. Vol. 11. № 2. P. 137-138.
19. Ханчук А.И. Палеогеодинамический анализ формирования рудных месторождений Дальнего Востока // Рудные
    месторождения континентальных окраин. Владивосток: Дальнаука, 2000. С. 5-34.
20. 20. RizvanovaN.G., AlenichevaA.A., SkublovS.G. etal. Early Ordovician Age of Fluorite-Rare-Metal Deposits at the Voznesensky Ore District (Far East, Russia): Evidence from Zircon and Cassiterite U-Pb and Fluorite Sm-Nd Dating Results // Minerals. Vol.11. № 1154. DOI: 10.3390/min11111154
21. Романовский Н.П. Тихоокеанский сегмент Земли: глубинное строение, гранитоидные рудно-магматические системы. Хабаровск: ДВО РАН, 1999. 166 с.
22. Ханчук А.И., Гребенников А.В., Иванов В.В. Альб-сеноманские окраинно-континентальный орогенный пояс и магматическая провинция Тихоокеанской Азии // Тихоокеанская геология. 2019. Т 38. № 3. С. 4-29. DOI: 10.30911/0207-4028-2019-38-3-4-29
23. База данных Государственных геологических карт. URL: http://webmapget.vsegei.ru/index.html (дата обращения 20.02.2022).
24. Методические рекомендации к содержанию и оформлению серийных легенд к цифровым геологическим картам комплектов ГК-200/2 и ГК-1000/3. СПб: ВСЕГЕИ, 2009. 70 с.
25. Легенда Верхояно-Колымской серии листов Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:1 000 000 (издание третье). Москва, Якутск, Магадан, 2003. URL: http://slegends.vsegei.ru (дата обращения 20.02.2022).
26. Легенда Дальневосточной серии листов Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба
    1:1 000 000 (третье издание). Хабаровск: ФГУГГП «Хабаровскгеология», 2002. URL: http://slegends.vsegei.ru (дата обращения 20.02.2022).
27. Легенда Чукотской серии листов Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:1 000 000 (третье поколение). М.: Аэрогеология, 2002. URL: http://slegends.vsegei.ru (дата обращения 20.02.2022).
28. Добрецов Г.Л., Марин Ю.Б., Бескин С.М., Лесков С.А. Принципы расчленения и картирования гранитоидных интрузий и выделения петролого-металлогенических вариантов гранитоидных серий. СПб: Изд-во ВСЕГЕИ, 2007. 80 с.
29. Петрографический кодекс. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. СПб: Изд-во ВСЕГЕИ, 2009. 199 с.
30. Практическая петрология: методические рекомендации по изучению магматических образований применительно к задачам госгеолкарт. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2017. 168 с.
31. Недосекин Ю.Д. Редкометальные граниты Северо-Востока СССР. М.: Наука, 1988. 142 с.
32. Бескин С.М., Ларин В.Н., Марин Ю.Б. Редкометальные гранитовые формации. Л.: Недра, 1979. 280 с.
33. Бескин С.М. Известково-магнезиальные эволюционные тренды как индикаторы рудоносных гранитовых систем. М.: Научный мир, 2021. 68 с.
34. Бескин С.М., Марин Ю.Б. Геодинамические типы редкометалльного гранитового магматизма и ассоциирующие с ними месторождения // Записки Горного института. 2013. Т. 200. С. 155-162.
35. Таусон Л.В. Геохимические типы и потенциальная рудоносность гранитоидов. М.: Наука, 1977. 280 с.
36. Марин Ю.Б. О минералогических исследованиях и использовании минералогической информации при решении проблем петро- и рудогенеза // Записки Российского минералогического общества. 2020. Ч. CXLIX. № 4. С. 1-15.
37. Егоров А.С., Винокуров И.Ю., Телегин А.Н. Научно-методические приемы повышения геологической и прогнозно-поисковой эффективности государственного геологического ­картирования российского арктического шельфа // Записки Горного института. 2018. Т. 233. С. 447-458. DOI: 10.31897/PMI.2018.5.447
38. Флеров Б.Л. Оловорудные месторождения Яно-Колымской складчатой области. Новосибирск: Наука, 1976. 287 с.
39. Ларичкин В.А. Промышленные типы месторождений редких металлов. М.: Недра, 1985. 175 с.
40. Масайтис В.Л., Москалева В.Н., Румянцева Н.А. и др. Магматические формации СССР. Т. 2. Л.: Недра, 1979. 279 с.
41. Козлов В.Д., Дудкинский Д.В., Элиасс Ю.К. Геохимия и рудоносность гранитоидов Центральной Чукотки. М.: Наука, 1995. 203 с.
42. Котляр И.Н., Жуланова И.Л., Русакова Т.Б., Гагиева А.М. Изотопные системы магматических и метаморфических комплексов Северо-Востока России. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2001. 319 с.
43. Митрофанов Н.П. Геодинамические условия формирования месторождений олова в Северо-Западном секторе Тихоокеанского рудного пояса // Минеральное сырье. № 29. М.: ВИМС, 2013. 225 с.
44. Жуланова И.Л., Русакова Т.Б., Котляр И.Н. Геохронология и геохронометрия эндогенных событий в мезозойской истории Северо-Востока Азии. М.: Наука, 2007. 358 с.
45. Тибилов И.В. Особенности геологического развития севера Чукотки с позиций термодинамической парадигмы эндогенных процессов. Магадан: СВНЦ; СВКНИИ ДВО РАН, 2005. 304 с.
46. Gonevchuk V.G., Korostelev P.G., Semenyak B.I. Genesis of the Tigrinoe tin deposit (Russia) // Geology of Ore Deposits. 2005. Vol. 47. № 3. P. 223-237.
47. Руб А.К., Руб М.Г. Редкометальные граниты Приморья. М.: ВИМС, 2006. 86 с.
48. Trunilina V.A., Orlov Yu.S., Zaitsev A.I., Roev S.P. High-Phosphorous Lithium – Fluorine Granites of Eastern Yakutia (Verkhoyansk – Kolyma Orogenic Region) // Russian Journal of Pacific Geology. 2019. Vol. 13. № 1. P. 82-98. DOI: 10.1134/S1819714019010068
49. Alekseev V.I., Alekseev I.V. Zircon as a Mineral Indicating the Stage of Granitoid Magmatism at Northern Chukotka, Russia // Geosciences. 2020. Vol. 10. № 5. № 194. P. 1-12. DOI: 10.3390/geosciences10050194
50. КрукН.Н., ГаврюшкинаО.А., ФедосеевД.Г. идр. Редкометалльные граниты массива Тигриный (Сихотэ-Алинь): геохимия, минералогия и особенности эволюции // Тихоокеанская геология. Т. 41. № 1. С. 46-64.
51. He Li, Ming-xing Ling, Cong-ying Li. A-type granite belts of two chemical subgroups in central eastern China: Indication of ridge subduction // Lithos. 2012. Vol. 150. P. 26-36. DOI: 10.1016/j.lithos.2011.09.021
52. Rucheng Wang, Lei Xie, JianJun Lu et al. Diversity of Mesozoic tin-bearing granites in the Nanling and adjacent regions, South China: Distinctive mineralogical patterns // Science China Earth Sciences. Vol.60. №11. P. 1909-1919. DOI: 10.1007/s11430-017-9112-5