ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ГРАНИТОВ

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ФАКТОРАХ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ВАРИАЦИИ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА ГРАНИТОВ

    В петрологии есть немало версий, объясняющих причины широких вариаций минерального состава гранитов (особенно его темноцветной части), но в основном их можно свести к двум альтернативным концепциям. Основу первой составляет принцип Миясиро, известного японского петролога. В соответствии с этим принципом минеральный состав глубинных пород, включая и граниты, определяется лишь физическими факторами, в первую очередь соотношением температуры и давления. Вариации химизма системы сказываются только на количественных соотношениях минералов, но не на том, какие именно минералы представлены в породе. Определенные коррективы вносят парциальное давление воды и фугитивность кислорода [3]. Подчеркнем, что в соответствии с принципом Миясиро минеральный состав гранита определяется внешними по отношению к граниту факторами. Эту версию разделяют многие российские петрологи.
    Альтернативную концепцию можно назвать принципом Чаппела, австралийского петролога. Согласно этому исследователю, "граниты - это слепок исходных пород", которые претерпели плавление и иные преобразования, став в конечном счете гранитами. Различия в составе гранитов отражают поэтому вариации состава того материала, за счет которого эти граниты сформировались [4]. Впервые эта мысль была высказана моим учителем профессором Н.Г. Судовиковым, который еще в 1964 году писал, что именно "неоднородность субстрата... является главным фактором, определяющим вариации составов магматических гранитов". Однако, как часто бывает в науке, это высказывание опередило время и не привлекло внимание коллег.   

Рис. 1. Схема размещения гранитных массивов Приполярного Урала: 1 - протерозойские гнейсы, 2 - рифейские сланцы, 3 - палеозойские отложения, 4 - А-граниты, 5 - I-граниты.

    Исключительные возможности для исследования соотношений гранитов с исходными породами дает таймырская гранитная серия, которую я изучал более 15 лет. Отличная обнаженность позволяет на Таймыре шаг за шагом проследить переходы от гнейсов к магматическим гранитам. В итоге было установлено, что на всех стадиях такого преобразования, включая полное плавление и последующую кристаллизацию магмы, граниты наследуют многие особенности исходного субстрата: относительную обогащенность (или обедненность) специфическими химическими элементами, количественные соотношения между ними или их комбинациями, что проявляется в минеральном составе гранитов и в особенностях слагающих их минералов. Наследование это столь отчетливо, что позволяет вполне корректно решать и обратную задачу - реконструировать по особенностям состава гранитов первичную природу исходных субстратов, когда прямые переходы наблюдать не удается. Все это изложено в монографии [5], в которой впервые было сформулировано понятие об "изолитогенных гранитных рядах" - совокупности гранитоидов, сформированных за счет преобразования литологически однотипных исходных пород, и даны отличительные признаки рядов, наиболее распространенных в природе. Почти в те же годы независимо друг от друга наследование коровыми гранитами особенностей состава субстрата было показано на примере различных регионов И.Б. Щербаковым (Киев), В.С. Шкодзинским (Якутск) и В.А. Макрыгиной (Иркутск). Однако достоянием мировой науки "принцип наследования" сделал конечно же Б.Чаппел [6], который сумел четко обосновать его, привлекая для этого новейшие аналитические методы и результаты наблюдений по всем континентам.
    Чаппеловские группы крупнее моих изолитогенных рядов. Их всего четыре. Первые три составляют продукты преобразования и плавления земной коры: S-граниты, сформированные за счет первично-осадочных пород (в основном метаморфизованных глинистых осадков); I-граниты, образованные за счет метаморфизованных магматических пород (в основном метабазальтов), и А-граниты, которые развиваются по породам, уже претерпевшим ранее гранитизацию - по гранито-гнейсам основания гранитного слоя. Породы четвертой группы (М-граниты) не являются коровыми - это дифференциаты негранитных мантийных магм: андезитовой и базальтовой. Группы хорошо распознаются, и приложение этой схемы к конкретным регионам дает обычно интересные и далеко идущие выводы. В этом отношении показательны работы Института геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН на севере Урала в последние 10 лет. В этом регионе представлены гранитоиды трех чаппеловских групп: A-, I-, и М-типы. Они отчетливо различаются по геохимическим особенностям. Каждый гранитный массив можно уверенно отнести к тому или иному из этих типов. После такой идентификации была выявлена отчетливая зональность их распространения (рис. 1).
    М-граниты локализованы в пределах восточного склона Урала на продолжении Тагильского прогиба, в зоне зарождающейся (незрелой) континентальной коры. Граниты I- и А-типа расположены в Центрально-Уральском поднятии, характеризующемся мощной и зрелой континентальной корой. При этом в западной части поднятия расположены I-граниты, а в осевой и восточной - А-граниты. В соответствии с чаппеловской моделью субстратом первых должны быть метабазиты, а вторых - гранитизированные породы. Геофизические исследования, проведенные в те же годы, показали, что основание гранитно-метаморфического слоя под западной частью Центрально-Уральского поднятия действительно сложено гранулито-базитовым комплексом, а под осевой и восточной - гранито-гнейсовым [7]. Таким образом, распределение гранитоидов различных групп на уровне современного эрозионного среза дает ключ к познанию особенностей глубинного строения литосферы в изучаемом регионе. Установлены также явные различия в рудной специализации этих гранитов: с породами М-типа сопряжены железорудные месторождения и медная минерализация, с А-гранитами - редкоземельная и редкометальная минерализация, а с I-гранитами ассоциируется недавно выявленная весьма перспективная для региона золото-платиновая минерализация. И причина этих различий также заключается в специфике состава исходного материала гранитоидов разных типов.

Следующая страница