Редкометалльная минерализация Полярного Урала: время формирования

Возраст и генезис редкометалльной минерализации нa Полярном Урале являются на сегодняшний день дискуссионными и актуальными вопросами по причине появившихся в последнее время Rb—Sr и U—Pb изотопных данных. Они не только нe прояснили, но и поставили еще больше вопросов в понимании эволюции редкометалльных процессов и их связи с породами субстрата.

Характеристика редкометалльных рудных полей Редкометалльные (Nb-Ta, Zr, HREE, Be) месторождения (Тайкеуское, Усть-Мраморное, Неудачное, Лонготъюган-ское) и рудопроявления (Крестовое, Не-муръюганское) расположены нa Полярном Урале в Западно-Харбейской рудной зоне Центрально-Уральского поднятия. Месторождения генетически связаны с лонготъюганским комплексом метасоматических гранитоидов, представленным лейкогранитами, микроклинита-ми и альбититами (Корреляция…, 1985) и парагенетически с мелкими телами гранитоидов полярноуральского и сяда-таяхинского (?) комплексов.

Рудные объекты сосредоточены в пределах Лонготъюганской антиформы, размещение зон щелочного метасоматоза определяется поперечными структурами (лонготъюганским, крестовым разломами), которые контролируют зоны проявления редкометалльных руд. Характер минеральных парагенезисов, структур и микроструктур пород указывает нa их метасоматическое происхождение. Породы редкометалльного метасоматического комплекса относились к формации редкометалльных щелочных метасоматитов зон разломов докембрийского фундамента (Апельцин и др., 1967; Калиновский, Игнатов, 1987), связь с магматитами рассматривалась как па-рагенетическая. Отмечалось, что основная часть руд сформирована на контакте гранитных тел с вмещающими их вулканогенно-осадочными породами няро-вейской серии среднего рифея и терри-генно-карбонатными отложениями не-муръюганской свиты верхнего рифея, 2

ПЕРМСКАЯ

УРАЛЬСКАЯ

АСТУРИЙСКАЯ

КОЛТ У БАЙСКАЯ'

Пред.ср. Cp-D-a

Пред.ср. Cp-S-a

Пред.ср. Ср-О-а

САЛАИРСКАЯ

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ-БАЙКАЛЬСКАЯ

Пред.ср. ВИЗЕ-я

Пред.ср. ТУРНЕ-я

	к
	J
	Т1
1	р2 Р1 C3-C2
II	С1
1	C1-D3 D3-D2
	D1-S2
5 О о 4	S1-O2
|	О1 Сз
	C3-V2
	Vi

метаморфизованными в условиях зеленосланцевой фации.

Неизмененные (безрудные, реликтовые, субстратные) гранитоиды слагают небольшие синскладчатые тела и представлены рассланцованными (разгней-сованными), полосчатыми, лейкократовыми (розовыми) микроклин-пертито-выми гранитами. Метасоматиты представлены микроклинитами, альбититами, кварц-альбитовыми и кварц-дву-полевошпатовыми породами . Измененные альбитизирован-ные и грейзенизирован-ные граниты представлены светлыми разностя-и бело-серого, при ольшом развитии мусковита зеленоватобелого цвета, интенсивно флюоритизированные породы приобретают фиолетовый оттенок. Породы равномернозернистые, мелко- и среднезернистые. Под микроскопом наблюдаются бластогранитные структуры, участками реликтовые — гипидиоморфнозернистые, участками новообразованные — гранобластовые. Минеральный состав (об. %): кварц — 20—40, микроклин — 10—20, альбит — 20—30, мусковит (селадонит) — 10—30.

Петрохимически минерализованные альбитизированные и грейзенизи-рованные породы соответствуют грaни-там, содержание кремнезема составляет 73—77 мaс. %. В породах наблюдается альбитизация и окварцевание, ведущие к удвоению содержания оксида натрия, а преобладание натрия над калием увеличивается до восьми раз. B нaи-более минерализованных участках содержание щелочей соответствует гранитам, но в них наблюдается резкое (в десятки и тысячи раз) увеличение концентраций F, Zr, Hf, Ta, Nb, Y, HREE, Th, U и Pb.

Гистограммы значений K—Ar абсолютного возраста слюд и микроклина различных типов метасоматитов Полярного Урала (Тайкеуский рудный узел). По А. В. Калиновскому и М. И. Игнатову (1987)

Геохронология магматического и метасоматического процессов

Судя по работам Ф. Р. Апельцина и других (1968), А. B. Калиновского, М. М. Игнатова (1987), казалось, проблема возрастного соотношения магматического и рудного процессов была решена (см. рисунок). B работе «Корреляция магматических комплексов Европейского северо-востока СССР» породы, несущие оруденение, объединены в ред-кометалльный лонготъюганский комплекс позднепалеозойского возраста. Ис- та, малакона, фергусонита) и минералов, слагающих породы редкометалль-ного лонготъюганского комплекса (альбита, микроклина, фенгита) и пород по валу, возраст установлен K—Ar и U— Pb методами в интервале 350—175 млн лет (Абсолютный…, 1968; Калиновский, Игнатов, 1987; Корреляция…, 1985) (табл. 1). Изотопных данных о возрасте гранитоидов полярноуральского комплекса, являющихся субстратом рудных метасоматитов, нет. Некоторые исследователи считают их допалеозойскими

«реогранитизированы» в позднем палеозое (Апельцин и др., 1967).

Полученные нами первые Rb—Sr изотопно-геохимические данные по породам и минералам лонготъюганского комплекса указывают на значительный разброс значений изотопного возраста для различных месторождений (млн лет), погрешности соответствуют 2 σ , приведенным в табл. 2 по О. B. Удора-тиной, B. Л. Андреичеву (2005).

По этим данным, возраст всех месторождений тяготеет к рубежу 350 млн

Т а б л и ц а 1

Время проявления метаморфических и метасоматических процессов в Харбейском блоке на Полярном Урале

Процессы и породы	Bозраст, млн лет (максимум)	Источник
Редкометалльные альбититы	354—300 (330)	Ф. Р. Апельцин и др., 1968
Гранитообразование	490—410 (445) 420—307 (365)	С. Г. Караченцев, 1972
Альбитизация и грейзенизация	380; 365—305 (340)	Н. П. fiшкин и др., 1975
Региональный зональный метаморфизм (амфиболитовой и эпидот-амфиболитовой фации) в восточной части Харбейского блока и зеленосланцевый — в западной	450‒430	Д. Н. Литошко, 1987
Региональный диафторез и гранитизация	375—360	Д. Н. Литошко, 1987
Приразломный щелочно-кремниевый метасоматоз	320—300	Д. Н. Литошко, 1987
Редкометалльная минерализация	390—380 (340)	А. B. Калиновский, М. И. Игнатов, 1987
Околорудные метасоматиты	380—360, 300—265	B. И. Силаев, 1982

лет — времени максимального развития метасоматических процессов в этой части региона (связывали его с началом позднепалеозойской коллизии на Полярном Урале).

Проведенные исследования цирконов U—Pb методом на SHRIMP-II также оставляют открытым этот вопрос (Удо-ратина, Ларионов, 2005). Единичные зерна циркона, выделенные из пород, слагающих собственно рудные поля, невозможно исследовать из-за высокой концентрации урана. Кроме того, в рудных полях наблюдается геохимически избыточный свинец. Именно на месторождении Тайкеу впервые был обнаружен плюмбопирохлор, свинец также входит в структуру хлоритов (Зарайский, Удо-ратина, 2003). Однако на периферии рудного поля из пробы измененных гранитов (массив Тайкеу) был извлечен циркон с удовлетворяющим содержанием урана, при исследовании которого был получен конкордантный возраст тория формирования оруденения рассматривалась как развитие процессов активизации (отраженной активизации) в древних гранитоидах Харбейского блока, на которые накладывались более молодые (356—280 млн лет) редкометалль-ные метасоматиты, внедрялись послеме-тасоматические граниты, завершившие складчатость позднепермского возраста и формировались многочисленные мелкие тела гранитоидов гранит-аляскито-вой формации. Таким образом, древние гранитоиды рассматривались как породы субстрата по отношению к редкоме-талльному комплексу.

Bозраст древних гранитоидов принимался как раннеордовикский, кембрийский, а возможно, и докембрийский (полярноуральский комплекс). Разновозра-стность субстрата и рудных образований до сих пор не подтверждена достаточным фактическим материалом (отсутствуют данные изотопного датирования).

Для рудных минералов (самарски-

Т а б л и ц а 2

Rb-Sr изотопно-геохимические данные по породам и минералам лонготъюганского комплекса

Месторождения	Материал	Bозраст, млн лет	( 87 Sr/ 86 Sr) 0
Тайкеуское	WR и минералы	299 ± 42	0.731 ± 0.003
Усть-Мраморное	WR	383 ± 99	0.7150 ± 0.0035
Неудачное	WR	389 ± 20	0.762 ± 0.004
Лонготъюганское	WR	352 ± 5.7	0.722 ± 0.004

по находкам гальки гранитоидов в конгломератах ордовика и кембрия. Другие, в частности B. Н. Охотников (1985), — раннеордовикскими. М. А. Шишкин (1999, неопубликованные данные) гра-нитоиды региона подразделяет на сяда-таяхинский комплекс V—Є ₁ , полярноуральский комплекс, сформированный во временном интервале R ₃ —PZ _1‒2 (?), и лонготъюганский комплекс позднепалеозойского возраста. Таким образом, по имеющимся представлениям, грани-тоиды полярноуральского комплекса формировались в течение весьма длительного времени, с позднего рифея по ранний палеозой, и были участками

444 ± 10 млн лет, что соответствует позднему ордовику. Учитывая оставшиеся неизученными центральные части цирконов, ввиду высокой концентрации в них урана, трудно сказать, относится ли эта цифра к формированию гранитоидов полярноуральского комплекса (субстрата оруденения) или к возрасту метасоматических процессов, сформировавших гранитоиды лонготъюганского комплекса и редкометалльное оруденение.

Полученный возраст коррелируется с Rb—Sr и U—Pb данными (460— 420 млн лет), характерными для гранито-идных массивов Северного, Приполярного и Полярного Урала, в которых так- же проявляется наложенное редкометал-льное оруденение (Удоратина, Андреи-чев, 2004), и его можно рассматривать как возраст полярноуральского комплекса. Г ранитоиды этого комплекса всегда сопоставлялись с гранитоидами саль-нерско-маньхамбовского комплекса (Приполярный Урал), для части массивов которого в настоящее время обосновывается раннекембрийский возраст (Удоратина и др., 2005). Предполагается, что они сформировались в результате коллизии и синколлизионного коллапса орогена, имевшего место в венд-кемб-рийское время на территории Печорской плиты (Kuznetsov, et. al., 2005). Полученный же возраст (460—420 млн лет) рассматривался как время проявления метаморфических процессов в гранито-идах (табл. 1). Кроме того, получены Rb—Sr данные по вторичным кварцитам, возрастом 466 ± 63 млн лет, развитым в этой же зоне. (Удоратина и др., 2003). Он также отражен в генерациях цирконов из гранито-гнейсов няртинско-го блока (Приполярный Урал), фиксирующих некое эндогенное событие.

Для позднеордовикского времени известны проявления эндогенной активности, связанной с надсубдукционны-ми обстановками, реконструируемыми для Полярного Урала (Кузнецов, Бори-сенок, 2000; Тектоническая…, 2001). Но известные для редкометалльных метасо-матитов цифры абсолютного возраста тяготеют к позднепалеозойским коллизионным процессам.

Таким образом, в гранитоидах Полярного Урала, несущих редкометалль-ное оруденение, проявлено по крайней мере два этапа, которые можно соотнести с коллизионными процессами:

I этап — раннекембрийская коллизия (доуральская (тиманская), в результате которой были сформированы гранито-иды полярноуральского комплекса;

II этап — палеозойская коллизия (уральская), в результате которой были сформированы гранитоиды лонготъю-ганского комплекса.

Редкометалльные метасоматические гранитоиды лонготъюганского комплекса сформировались в участках дробления и милонитизации, трассирующих зоны разломов по гранитоидам полярноуральского комплекса (возраст которого неизвестен).

Источник рудных компонентов этих комплексных месторождений весьма проблематичен. Согласно существующим теоретическим и экспериментальным представлениям (Зарайский, 2004), 4

формирование редкометалльного оруденения происходит на магматическом этапе, на последующей флюидной (гидротермальной) стадии происходит концентрация руд и формирование месторождений. Но между этими этапами нет временного перерыва (все даты изотопного возраста варьируются в пределах погрешностей метода), это и есть классические «апограниты» в понимании А. А. Беуса (Беус и др., 1965). Исследуемые редкометалльные гранитоиды Полярного Урала также относились к формации апогранитов, но наблюдаемая для месторождений Полярного Урала оторванность во времени минералов (и руд), слагающих лонготъюганский комплекс, от магматитов полярноуральского комплекса необъяснима в рамках существующих представлений о генезисе редкометалльных руд, связанных с кислыми магмами. На наш взгляд, это указывает, на то, что на Полярном Урале развит другой тип редкометалльных месторождений.