Уральская редкометальная провинция

Провинция характеризуется умеренным развитием редкометального оруденения при незначительной роли оловянной минерализации и представляет интерес в качестве нестандартного объекта для сравнения. Moлибденит-вольфрамит-кварцевое (грейзенового и жильного типов), а также редкометальное (Ta, Nb — пегматиты и метасоматиты) оруденение связано с частью позднепалеозойских гранитных массивов меридиональной зоны Восточно-Уральского поднятия Cpeднего и Южного Урала. Согласно Г.Ф. Ферштаттеру и Н.С. Бородиной, эти массивы представляют адамеллит-гранитный формационный теп. О.Д. Ставров среди гранитоидов Восточно-Уральского поднятия различает массивы формации анатектических гранитов, являющиеся автохтонными или параавтохтонными, и массивы формации интрузивных дифференцированных комплексов, представляющие собой типичные аллохтонные интрузии, с которыми и ассоциирует редкометальное оруденение. В настоящем разделе рассмотрены гранитоиды Верхнеисетского и Адуйского массивов, относящиеся по классификации О.Д. Ставрова, соответственно к формациям анатектических гранитов и дифференцированных аллохтонных интрузий

Верхисетский массив (2200 км2, рис. 60) геологически и петрологически подробно охарактеризован И.Н Бушляковым и И.Д. Соболевым. Вытянут в меридиональном направлении и конформно залегает в вулканических породах основного состава. Мощность массива оценивается от 4 до 7 км, глубина эрозионною среза — 1—1,5 км. В экзоконтактовой зоне вмещающие породы метаморфизованы до эпидот-амфкболитовой и амфиболитовой фации. Массив имеет зонально-концентрическое строение, краевые зоны в локальных участках сложены кварцевыми диоритами (100 км2), сменяющимися огнейсованными амфибол-биотитовыми гранодиоритами и гранитами ГФ (1400 км2), слагающими главную часть массива. Центральная купольная его область сложена средне- и мелкозернистыми биотитовыми гранитами (600 км2), связанными с амфибол-биотитовыми гранитами-гранодиоритами ГФ как интрузивными взаимоотношениями, так и постепенными переходами. В центральной части их поля выделяется участок (40 км2) порфировидных биотитовых (7,6%) с мусковитом (1,2%) гранитов. Все породы массива характеризуются ориентированными текстурами. Акцессорные представлены магнетитом, ильменитом, сфеном, цирконом, апатитом, в гранитах появляются рутил и монацит. Возраст гранитов 260—340 млн лет (К/Ar метод). Массив формировался в абиссально-мезоабиссальных условиях в результате процессов гранитизации и последующего плавления с частичным перемещением расплавов.

Адуйский (Каменско-Адуйский) массив (2400 км2, рис. 60) протягивается в меридиональном направлении на 100 км и является типичным представителем гнейсо-мигматит-гранитных абиссально-мезоабиссальных плутонов Восточно-Уральского поднятия. Залегает в толще палеозойских осадочных пород (с подчиненным развитием основных вулканитов) и окружен полями гнейсов и мигматитов купольной структуры, к которой он приурочен. Сложен биотитовыми (7%) с мусковитом (3%) мелкосреднезернистыми и двуслюдяными (4% биотита, 10% мусковита) гранитами в центральной части, переходящими в гнейсограниты периферических зон и полосчатые типичные пегматитоносные граниты в апикальных участках. Более основные амфибол-биотитовые граниты слагают южный, Каменский выступ. Прорван небольшими (несколько км2) мезо-гипабиссальными трещинными интрузиями двуслюдяных лейкогранитов и аляскитов (Шамейский, Зенковский штоки), относимых к посторогенному этапу. Акцессорные представлены магнетитом, ильменитом, апатитом, цирконом, монацитом, гранатом, количество которого возрастает в двуслюдяных и пегматитоносных гранитах В гранитах посторогенных Зенковского и Шамейского штоков появляются колумбит, флюорит, молибденит, эвксенит и др.

Петрохимическая характеристика гранитоидов. В составе рассматриваемых массивов преобладают кислые субщелочные, пересыщенные глиноземом граниты (табл. 52, рис. 61). Гранитоиды Верхисетского массива заметно выделяются повышенной основностью плагиоклазов, что является очевидным следствием повышенной основности подвергавшегося гранитизации субстрата. Кварцевые диориты краевых зон массива резко отличаются от остальных гранитов высокой основностью и представляют, очевидно, слабо гранитизированные вмещающие амфиболиты. Судя по диаграмме, формирование гранитоидов Адуйского массива можно связывать с более завершенным процессом гранитизации и анатектического плавления, состав его гранитов ГФ идентичен составу ограниченных по объему биотитовых и двуслюдяных гранитов Верхисетского массива.

Несмотря на схожесть главных особенностей гранитов Урала с гранитами других редкометальных провинций (кислый субщелочной, пересыщенный глиноземом состав), их отличает одна важная особенность — неизменно повышенные относительно кларкового уровня содержания натрия и заметно пониженные в большинстве разновидностей содержания калия (рис. 62). По мнению автора, обогащенность натрием и относительная обедненность калием определили главные металлогенические особенности Уральской провинции: преимущественное развитие в связи с гранитами Mo, W — редкометального (Ta, Nb, Be) оруденения и резко подчиненный характер оловянной минерализации

Состав биотитов. Биотиты Верхисетского массива (табл. 53) представлены железомагнезиальными разновидностями с несколько повышенной глиноземистостью. Как и в гранодиорит-гранитных батолитовых интрузиях Забайкалья, в Верхисетском массиве наблюдается увеличение железистости биотитов от гранодиоритов к гранитам без увеличения доли глинозема (рис. 63). В двуслюдяных гранитах Адуйского массива наблюдается свойственное всем гнейсогранитным интрузиям увеличение глиноземистости биотитов, фиксирующее снижение температуры кристаллизации и возрастание активности воды.

Редкоэлементный состав гранитов. Помимо повышенного содержания в гранитах натрия и пониженного — калия граниты изученных массивов характеризуются (табл. 54) пониженными по сравнению с другими регионами содержаниями бора при низких, кларковых или нижекларковых, концентрациях фтора. Очень низкими концентрациями большинства гранитофильных элементов, особенно редких щелочей, бериллия и вольфрама (при кларковых содержаниях олова и повышенных — стронция и бария) выделяются гранитоиды Верхисетского массива (ИНК = -3,3, табл. 55). Характеристика гранитоидов Адуйского массива непостоянна. Гранодиоритовые и существенно биотитовые разновидности характеризуются также низкими концентрациями щелочных элементов, Be и W при высоких содержаниях Ba Содержания олова повышены относительно кларкового уровня в 1,5 раза. В двуслюдяных, и особенно пегматитоносных гранитах апикальной зоны наблюдается заметное концентрирование редких щелочей, Be, W и Sn при одновременном резком снижении концентраций Sr и Ba, и граниты становятся редкометальными (ИНК = 6,3 кларка, табл. 55). Ho при этом ни фтор, ни бор не концентрируются. Наиболее высокие концентрации Rb, Sn при резком падении содержаний Sr и Ba, наблюдаются в посторогенных гипабиссальных интрузиях лейкогранитов (Зенковский шток), в связи с которыми фиксируются признаки Ta-Nb минерализации. Следует подчеркнуть, что повышение концентраций лития и олова в двуслюдяных гранитах Адуйского массива связано в основном с повышенным количеством в гранитах слюд. Благодаря этому содержания этих элементов (а также фтора) в гранитах массива не являются избыточными (рис. 64) и, следовательно, свидетельствуют о безрудности гранитов, включая пегматитоносные. Безруден также и Верхисетский массив, граниты которого характеризуются еще более низкими концентрациями гранитофильных элементов (рис. 64), что находит отражение в отрицательных значениях ИНК (табл. 55). Безрудность гранитов ГФ Верхисетского и Адуйского массивов подчеркивается также повышенными концентрациями Sr (Верхисетский массив) и бария (Адуйский массив), находящимися в числителе элементных формул (табл. 55).

Среди рассмотренных гранитов Урала только лейкограниты небольших посторогенных интрузий (Зенковский шток) выделяются резко избыточными концентрациями олова. Вместе с тем в них нарушен свойственный редкометальным гранитам принцип соответствия уровня концентраций Li, Sn, F. Содержания лития и фтора в аляскитах Зенковского штока являются лишь слабо избыточными (рис. 64), что при низких содержаниях бора резко ограничивает возможность постмагматического флюидного сброса.

Сделанные выводы подтверждаются диаграммой рудоносности (рис. 65), фиксирующей полную безрудность Верхисетского массива. Безрудны также биотитовые и двуслюдяные граниты ГФ Адуйского массива, купольные дифференциаты которого — пегматитоносные граниты — представляют по диаграмме рудоносные разновидности. Ho поскольку в их ограниченном объеме фиксируются предельные уровни концентраций элементов в апикальной зоне Адуйской гранитной системы, общая потенциальная рудоносность пегматитоносных гранитов резко ограничена. Более перспективны глубинные поздние дифференциаты системы (Зенковский, Шамейский штоки). Точки этих локальных массивов располагаются на диаграмме в поле рудоносных гранитов с низким уровнем концентрации фтора. Из них положение на диаграмме точки шамейских двуслюдяных гранитов, сопровождающихся молибденитовым штокверком, соответствует точкам рудоносных (Mo, W) массивов субщелочной группы Забайкалья.