Введение к работе
В Казахстане щелочные граниты проявлены широко на поздне-ка-ледонском и позднегерцинском этапах формирования земной коры. Уникальность их в геодинамическом, петрологическом и минералогическом плане предопределила необходимость проведенных исследований. Щелочные граниты в пространстве и во времени ассоциируют, с одной стороны, с ультращелочными ультраосновными и основными формациями калиевого и натриевого типа, с другой, с гранитными породами (калиевыми гранитами), с третьей, с щелочно-салическими комплексами (щелочными и нефелиновыми сиенитами). Поэтому, вопросы происхождения магматических пород и эволюции магматизма в истории Формирования земной коры континентального и океанического типов могут быть поняты при детальном изучении щелочных гранитов. Щелочные граниты, встречающиеся относительно щелочно-салических и гранитовых пород весьма редко, но характеризующиеся ультращелочностью, высокой калиевой и натриевой щелочностью, повышенной кремнекислотностыо на фоне мела-нократовости в сравнении с лейкогранитами, присутствием щелочных амФиболов и пироксенов, своеобразного комплекса акцессориев. Все это привлекает внимание многих исследователей к щелочногранитным Формациям. Щелочные граниты близки к некоторым редкометальным ме-тасоматитам, интерпретируются как апогранитные образования. Наконец, с щелочными гранитами генетически связаны промышленные типы цирконий-ниобий-олово-редкоземельной минерализации.
Актуальность диссертации. Несмотря на широкое развитие в Казахстане щелочных гранитов, последние недостаточно исследованы в минералого-петрографичееком и металлогеническом отношении. Проблемы петрогенезиса и рудоносности щелочных гранитов являются исключительно актуальными. Вопросы происхождения ультращелочных пород резкой основности и кремнекислотности приобрели большой интерес в связи с уникальностью в петрологическом и металлогеническом аспектах.
Дель исследований. Выявить геологические, минералого-петрог-рафические, изотопно-геохимические и металлогенические особенности щелочных гранитов, уяснить пространственно-временную взаимосвязь шелочногранитного и гранитного магматизма, разработать петрологическую модель образования щелочных гранитов и комплексных критериев оценки их рудоносности, выделить Формационные и фациаль-ные типы.
2.
Задачи__исследований. Детально изучить вещественный состав пород, особенно наиболее индикаторные Фемические минералы с использо' ванием микроэонда, обосновать возраст щелочных гранитов стронциево: изотопией, выявить редкоземельный состав щелочных гранитов казахстанских провинций в сравнении с другими регионами; выделить петрО' химические типы и обосновать эволюционные тренды щелочногранитного магматизма; наметить фации глубинности щелочных гранитов, создать прогнозно-поисковые критерии поисков промышленных типов полезных ископаемых.
Фактический мате_иалл Б основу диссертационной работы положены материалы исследований, проЕвденных автором с 1980 по 1994 г.г. в Институте геологических наук им. К.И.Сатпаева. Автором изучены массивы щелочных гранитов Северного Тянь-Шаня, Северо-Восточного Прибалхашья, Северо-Западного Прибалхашья, Жарминской зоны, обобщены все материалы по петрографии, петрохимии, геохимии, минералогии, дополненные оригинальными исследованиями химизма пород и Физических минералов, редкоземельного и редкоэлементного состава, изотс пии и составлением геолого-петрографических карт типовых объектов.
Для уточнения вещественного состава пород описаны 1500 прозраї ных шлифов, определены микрозондом фемические минералы в 80 аншли-фах, выявлены редкоземельный состав в 70 пробах, проанализированы 2000 проб спектральным методом. Аналитические работы выполнялись в лабораториях ГИН АН РК, ШГРЭ, КазШСе, МГиОН РК.
Научная новизна.
-
Впервые выделены фации глубинности щелочных гранитов и предложены мияералого-геохимические и петрохимические критерии Фациального расчленения.
-
Изучен редкоземельный состав разных типов щелочных гранитої и уяснена природа европиевого минимума в них.
-
Выделены петрохимические типы и эволюционные тренды щелочных гранитов, показана специфика рудогенерирующих типов.
-
Обоснован возраст щелочных гранитов разных провинций Казахстана рубидий-стронциевым методом и показана их возрастная сопряжен ность с редкометаллоносными калиево-плюмазитовыми лейкогранитами.
-
Подтверждена магматическая природа щелочных гранитов разных Фаций глубинности.
-
Разработаны комплексные минералого-геохимические и петрогра фические критерии оценки рудоносности щелочных гранитов.
-
Обоснована коровая природа щелочных гранитов, Формирующихся в земной коре в результате привноса интрателлурических высокощелочных флюидов.
3.
Практическая денност^._р_аботы.
-
Обоснование возраста и геологической позиции щелочных гранитов позволяет проводить по-новому их корреляцию с калиевыми гранитами и определить место и время щелочногранитного магматизма в магматической истории палеозоид Казахстана.
-
Разработанные комплексные минералого-петрограФические и геохимические критерии оценки рудоносности щелочных гранитов позволяют определить прогнозные площади и участки на промышленные типы оруде-нения и вести научно-обоснованные поисковые работы.
-
Выявленные гаолого-петрографические, и минералого-геохими-ческие и геохимические особенности щелочных гранитов дают возможность выявить уровни эрозионности щелочногранитовых объектов, масштабы автометасоматического преобразования и рудообразования.
Апробация работай Материалы работы опубликованы в 7 научных статьях и тезисах. Основные положения нашли отражение в разработанной теме $ 14 "Эволюция магматизма складчатых структур Казахстана", раздел: "Петрология и рудоносность щелочногранитных, гранитоидных и офиолитовых формаций" 1990г. и докладывались в лаборатории Мета-соматических Формаций и гранитообразования, на Ученом Соеєтє КГН АН КазССР, а также на конференциях молодых ученых в Караганде и Душамбе.
Основные^защищаемые положения.
1. В Казахстане выделены по комплеясным геолого-петрографичес-
ким и минералого-геохимическим параметрам щелочные граниты трех фа
ций глубинности; субвулканическая (приповерхностная), выявленные
в Предченгизско-Аягузском поясе; гипабиссальная (малоглубинная), Фиксируемая в Тлеубет-Жарма-Саурском поясе; мезоабисоальная, изученная на примере Северного Тянь-Шаня (Заилийский пояс); выделенные фации глубинности щелочных гранитов проявлены во всех известных провинциях щелочных гранитов.
-
Показано, что щелочные граниты Казахстана синхронна по возрасту с редкометаллоносними калиевыми гранитами и генетически связаны с калиевой серией гранитов.
-
Выявлено, что щелочные граниты складчатых поясов проявляют наибольшее петрохимическое разнообразие и сложные политрендовые типы эволюции.
-
Установлено, что наиболее перспективными на промышленные концентрации цирконий-ниобий-редкоземельного оруденения являются щелочные граниты гипабиссальной Фации, а среди последних слабо эродированные купола и штоки с апогранитными трендом эволюции и
4. зональным распределением легких и тяжелых лантоноидов.
Объем .^аботьи Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав и заключения общим объемом 159 страниц машинописного текста, содержит 15 таблиц и 70 рисунков, список литературы из 70 наименої ний.
Работа выполнена в лаборатории метасоматических формаций и гранитообразования Института геологических наук им. К.И.Сатпаева АН РК под руководством член-корреспондента АН РК К.А.Абдрахманова.
Автор благодарен своему научному руководителю за ценные советы, помощь на всех этапах работы над диссертацией и своему стнов-лению как специалиста.
Работа выполнена под научным руководством чл.-корр. АН РК Абдрахманова К.А. В процессе работы автор пользовался консультация ми и советами академиков АН А.А.Маракушева, Ф.А.Летникова, чл.-кор АН РК Нурлыбаева А.Н., докторов геолого-минералогических наук А.Н.Бугайца, В.Ы.Коваленко, кандидатов геолого-минералогических наук Т.И.Чолканкулова, Д.Б.Бекмагамбетова, Р.В.Путаловой, А.Г.Бур-дынюк, Н.В.Владыкина, А.В.Горогляда, В.И.Старова. Аналитические ра боты были выполнены М.И.Мадиным, Э.Э.Файн, В.А.Ильиным и др. Большую помощь в оформлении оказали сотрудники лабораторий А.Ю.Марюхи-на, К.И.Маденов. Всем названным лицам аЕтор выражает свою признательность.