litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2020-20-5-690-705litosphere-1341Research ArticleСтатьиArticlesПетрогеохимические особенности и U-Pb возраст морион-гранитов Центрального Забайкалья: типизация пород и вопросы их генезисаPetrogeochemical characteristics and U-Pb age of morion-granite rocks in Central Transbaikalia: Classification and genesis problemsЕлбаевА. Л.ElbaevA. L.

670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6а

Aleksei L. Elbaev

6a Sakh’yanova st., 670047 Ulan-Ude

elbaev@ginst.ruГордиенкоИ. В.GordienkoI. V.

670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6а

Ivan V. Gordienko

6a Sakh’yanova st., 670047 Ulan-Ude

ХубановВ. Б.KhubanovV. B.

670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6а

Valentin B. Khubanov

6a Sakh’yanova st., 670047 Ulan-Ude

ЗарубинаО. В.ZarubinaO. V.

664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а

Ol’ga V. Zarubina

1a Favorsky st., 664033 Irkutsk

Геологический институт СО РАНРоссияGeological Institute SB RASRussian FederationИнститут геохимии СО РАНРоссияA.P. Vinogradov Institute of Geochemistry SB RASRussian Federation202030102020205690705Copyright © Елбаев А.Л., Гордиенко И.В., Хубанов В.Б., Зарубина О.В., 20202020Елбаев А.Л., Гордиенко И.В., Хубанов В.Б., Зарубина О.В.Elbaev A.L., Gordienko I.V., Khubanov V.B., Zarubina O.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/1341Объект исследований

Объект исследований. Приведены первые данные о возрасте, особенностях вещественного состава морионсодержащих гранитоидов Хамнигадайского и Этытейского массивов Центрального Забайкалья. Задачи исследования заключались в установлении времени и особенностей формирования специфических пород, геохимической типизации в связи с их потенциальной рудоносностью и выявлении факторов, ответственных за происхождение черного дымчатого кварца.

Методы

Методы. Петрогенные, редкие и редкоземельные элементы определены методами классического силикатного анализа, рентгено-флуоресцентным и масс-спектрометрическим с индуктивно-связанной плазмой. U-Pb возраст цирконов получен методами SHRIMP-II (ВСЕГЕИ, г. Санкт-Петербург) и LA- ICP- MS (ГИН СО РАН, г. Улан-Удэ). Состав минералов изучался на электронном микроскопе LEO-1430 с энергодисперсионным спектрометром Inca Energy-300.

Результаты и выводы

Результаты и выводы. Массивы, сложенные морионсодержащими гранитами, имеют раннеюрский (190–185 млн лет) возраст и входят в состав периферической части раннемезозойской Хэнтэй-Даурской магматической области. По петрохимическим и минералогическим характеристикам морион-граниты отличаются от типичных внутриплитных гранитоидов и соответствуют A-гранитам “окисленного” типа. Такая вещественная особенность морионовых гранитоидов связана с присутствием двух оксидных минералов – магнетита и марганецсодержащего ильменита. Черная дымчатая окраска кварца обусловлена относительно высокой радиоактивностью лейкогранитов, вызванной наличием акцессорных ториевых и урансодержащих минералов, а “молодой” возраст пород способствовал сохранению окраски.

Research subject

Research subject. This article presents data on the age, material composition, petrogenetical and geochemical properties of morion-containing granites in the Etytei and Khamnigadai massifs of Central Transbaikalia.

Materials and methods

Materials and methods. The composition of rock samples was investigated using the methods of chemical analysis, XRD and ICP-MS; the age was determined by the zircon U–Pb method using SHRIMP and LA-ICP-MS; the mineral composition was studied using an LEO-1430 electron microscope.

Results

Results. The massifs composed of morion-containing granites belong to Early Jurassic (190–185 Ma) and form the peripheral area of the Early Mesozoic Khentei-Dauria magmatic region.

Conclusion

Conclusion. According to their petrochemical and mineralogical characteristics, the morion-containing granites under study differ from typical intra-plate granitoids and correspond to the “oxidized” A-type granites. The black smoky colour of quartz contained in granite samples is associated with a relatively high radioactivity of rocks caused by the presence of accessory thorium and uranium-containing minerals.

морион-гранитылейкогранитыгеохимиягеохронологияЦентральное Забайкальеmorion-granitesleucogranitesgeochemistrygeochronologyCentral TransbaikaliaИсследования выполнены при поддержке программы Президиума РАН № 1.4П и грантов РФФИ № 17-05-00275, 19-05-00312The studies were supported by the Presidium of the Russian Academy of Sciences No. 1.4P program and RFBR grants No. 17-05-00275, 19-05-00312ReferencesБалакирев В.Г., Киевленко Е.Я., Никольская Л.В., Самойлович М.И., Хаджи В.Е., Цинобер Л.И. (1979) Минералогия и кристаллофизика ювелирных разновидностей кремнезема. М.: Недра, 152 с.Altherr R., Holl A., Hegner E., Langer C., Kreuzer H. (2000) High-potassium, calc-alkaline I-type plutonism in the European Variscides: northern Vosges (France) and northern Schwarzwald (Germany). Lithos, 50, 51-73.Балицкий В.С., Лисицына Е.С. (1981) Синтетические аналоги и имитации природных драгоценных камней. М.: Недра, 158 с.Anderson J.L., Bender E.E. (1989) Nature and origin of Proterozoic A-type granitic magmatism in the southwestern United States of America. Lithos, 23, 19-52.Буянтуев М.Д., Хубанов В.Б., Врублевская Т.Т. (2017) U-Pb LA-ICP-MS датирование цирконов из субвулканитов бимодальной дайковой серии Западного Забайкалья: методика, свидетельства позднепалеозойского растяжения земной коры. Геодинамика и тектонофизика, 8(2), 369-384.Balakirev V.G., Kiievlenko Ye.Yа., Nikol’skaya L.V., Samoilovich M.I., Khadzhi V.E., Tsinober L.I. (1979) Mineralogiya i kristallofizika yuvelirnykh raznovidnostei kremnezema [Mineralogy and crystallophysics of precious varieties of the silica]. Moscow, Nedra Publ., 152 p. (In Russian)Воронцов А.А., Ярмолюк В.В., Лыхин Д.А., Дриль С.И., Татарников С.А., Сандимирова Г.П. (2007) Источники магматизма и геодинамика формирования раннемезозойской Северо-Монгольской–Западно-Забайкальской рифтовой зоны. Петрология, 15(1), 37-60.Balitskii V.S., Lisitsyna Ye.S. (1981) Sinteticheskie analogi i imitatsii prirodnykh dragotsennykh kamney [Synthetic analogues and imitations of natural gems]. Moscow, Nedra Publ., 158 p. (In Russian)Гордиенко И.В. (1980) Состав и возраст тамирской свиты вулканогенных пород Западного Забайкалья. Изв. АН СССР, Cер. геол., (7), 84-91.Buyantuev M.D., Khubanov V.B., Vrublevskaya T.T. (2017) U-PB LA-ICP-MS dating of zircons from subvolcanics of the bimodal dyke series of the Western Transbaikalia: technique, and evidence of the Late Paleozoic extension of the crust. Geodinamika i tektonofizika, 8(2), 369-384. (In Russian)Гребенников А.Г. (2014) Гранитоиды A-типа: проблемы диагностики, формирования и систематики. Геология и геофизика, 55(9), 1356-1373.Dall’Agnol R., Oliveira D.C. (2007) Oxidized, magnetiteseries, rapakivi-type granites of Carajas, Brasil: implications for classification and petrogenesis of A-type granites. Lithos, 93, 215-233.Донская Т.В., Мазукабзов А.М. (2014) Геохимия и возраст пород нижних пластин Бутулийн-Нурского и Заганского комплксов метаморфических ядер (северная Монголия–Западное Забайкалье). Геодинамика и тектонофизика, 5(3), 683-701.Donskaya T.V., Gladkochub D.P., Mazukabzov A.M., Ivanov A.V. (2013) Late Paleozoic–Mesozoic subduction-related magmatism at the southern margin of the Siberian continent and the 150 million-year history of the Mongol-Okhotsk Ocean. J. Asian Earth Sci., 62, 79-97.Зарайский Г.П., Аксюк А.М., Девятова В.Н., Удоратина О.В., Чевычелов В.Ю. (2009) Цирконий-гафниевый индикатор фракционирования редкометалльных гранитов. Петрология, 17(1), 28-50.Donskaya T.V., Mazukabzov A.M. (2014) The geochemistry and ages of rocks in the footwall of the Butulin-Nur and Zagan metamorphic core complexes (North Mongolia–Western Transbaikalia). Geodinamika i tektonofizika, 5(3), 683-701. (In Russian)Канищев А.Д., Бубнов Е.Т., Мансуров Д.Х. (1966) Государственная геологическая карта СССР масштаба 1 : 200 000. Серия Восточно-Забайкальская. Лист М-49-XIV. Объяснительная записка. М., Недра, 85 с.Frost B.R., Barnes C.G., Collins W.J. Arculus R.J., Ellis D.J., Frost C.D. (2001) A geochemical classification for granitic rocks. J. Petrol., 42, 1771-1802.Коваленко В.И., Ярмолюк В.В., Сальникова Е.Б., Будников С.В., Ковач В.П., Котов А.Б., Пономарчук В.А., Козлов В.Д., Владыкин Н.В. (2003) Источники магматических пород и происхождение раннемезозойского тектомагматического ареала Монголо-Забайкальской магматической области: 1. Геологическая характеристика и изотопная геохронология. Петрология, 11(2), 164-178.Gordienko I.V. (1980) The composition and age of the Tamir suite of volcanogenic rocks of Western Transbaikalia. Izv. AN SSSR, Ser. Geol., (7), 84-91. (In Russian)Козубова Л.А. (1962) О мезозойском интрузивном магматизме в западной части Малханского хребта. Материалы по петрологии гранитоидов Забайкалья. Л.: Госгеолтехиздат, 41-48.Grebennikov A.G. (2014) A-type granites and related rocks: problems of identification, petrogenesis, and classification. Geol. Geofiz., 55(9), 1356-1373. (In Russian)Комаров Ю.В., Белоголовкин А.А. (1968) Структура Хамнигадайского массива морион-гранитов в ЮгоЗападном Забайкалье. Известия Забайкальского филиала географического общества СССР. (4), 23-29.Harris N.B.W., Pearce J.A., Tindle A.G. (1986) Geochemical characteristics of collision-zone magmatism. Coward M.P., Ries A.C. (Eds.). Collision tectonics. Geol. Soc. London, Spec. Publ., 19, 67-81.Костяков Н.П., Сапожников В.П. (1965) Государственная геологическая карта СССР масштаба 1 : 200 000. Серия Восточно-Забайкальская. Лист М-49-XIII. Объяснительная записка. М.: Недра, 71 с.Kanishchev A.D., Bubnov E.T., Mansurov D.Kh. (1966) Gosudarstvennaya geologicheskaya karta SSSR masshtaba 1 : 200 000. Seriya Vostochno-Zabaikal’skaya. List M49-XIV. Ob’’yasnitel’naya zapiska [State geological map of the USSR. Scale 1 : 200 000. Eastern-Transbaikalian series. Chart sheet M-49-XIV. Explanatory note]. Moscow, Nedra Publ., 85 p. (In Russian)Кошкин В.В., Шелгачев К.М., Дорошкевич Л.С., Шатковская Л.В. (2003) Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 200 000. Серия Селенгинская. Лист М-48-XVIII (Бичура). Объяснительная записка. СПб.: Изд-во картфабрики ВСЕГЕИ, 111 с.Khubanov V.B., Buyantuev M.D., Tsygankov A.A. (2016) U-Pb dating of zircons from PZ3-MZ igneous complexes of Transbaikalia by sector-field mass spectrometry with laser sampling: technique and comparison with SHRIMP. Geol. Geofiz., 57(1), 241-258. (In Russian)Налетов П.И. (1962) Интрузивные горные породы центральной части Бурятской АССР. М.: Госгеолтехиздат, 151 с.Komarov Yu.V., Belogolovkin A.A. (1968) The structure of the Khamnigaday massif of morion-granites in the South-Western Transbaikalia. Izvestiya Zabaykal’skogo filiala geograficheskogo obshchestva SSSR. (4), 23-29. (In Russian)Платонов А.Н., Таран М.Н., Балицкий В.С. (1984) Природа окраски самоцветов. М.: Недра, 196 с.Koshkin V.V., Shelgachev K.M., Doroshkevich L.S., Shatkovskaya L.V. (2003) Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossiiskoi Federatsii masshtaba 1 : 200 000. Seriya Selenginskaya. List M-48-XVIII (Bichura). Ob”yasnitel’naya zapiska [State geological map of the Russian Federation. Scale 1 : 200 000. Selenginskaya series. Chart sheet M-49-XVIII (Bichura). Explanatory note]. St.Petersburg, VSEGEI Publ., 111 p. (In Russian)Хубанов В.Б., Буянтуев М.Д., Цыганков А.А. (2016) U-Pb изотопное датирование цирконов из PZ3-MZ магматических комплексов Забайкалья методом магнитно-секторной масс-спектрометрии с лазерным пробоотбором: процедура определения и сопоставление с SHRIMP данными. Геология и геофизика, 57(1), 241-258.Kostyakov N.P., Sapozhnikov V.P. (1965) Gosudarstvennaya geologicheskaya karta SSSR masshtaba 1 : 200 000. Seriya Vostochno-Zabaykal’skaya. List M-49-XIII. Ob’’yasnitel’naya zapiska [State geological map of the USSR. Scale 1 : 200 000. Eastern-Transbaikalian series. Chart sheet M-49-XIII. Explanatory note]. Moscow, Nedra Publ., 71 p. (In Russian)Шкодзинский В.С., Зедгенизов А.Н. (2004) Природа специфики состава кислых магматических пород в различных геодинамических обстановках. Отеч. геология, (4), 34-37.Kovalenko V.I., Yarmolyuk V.V., Sal’nikova E.B. Budnikov S.V., Kovach V.P., Kotov A.B., Ponomarchuk V.A., Kozlov V.D., Vladykin N.V. (2003) Sources of igneous rocks and genesis of the Early Mesozoic tectonomagmatic area of the Mongolia-Transbaikalia magmatic region: 1. Geology and isotope geochronology. Petrologiya, 11(2), 164-178. (In Russian)Яблоков Я.М. (1963) О геологии одного месторождения Забайкалья. Труды Восточно-Сибирского геологического института АН СССР. Bып. 13. М., 53-159.Kozubova L.A. (1962) The Mesozoic intrusive magmatism of the western part of the Malkhan Range. Materials po petrologii granitoidov Zabaikal’ya [Materials on the petrology of the Transbaikalia granitoids]. Leningrad: Gosgeoltekhizdat Publ., 41-48. (In Russian)Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Сальникова Е.Б., Будников С.В., Ковач В.П., Котов А.Б., Пономарчук В.А. (2002) Тектономагматическая зональность, источники магматических пород и геодинамика раннемезозойской Монголо-Забайкальской области. Геотектоника, (4), 293-311.Maeda J. (1990) Opening of the Kuril Basin deduced from the magmatic history of central Hokkaido, North Japan. Tectonophysics, 174, 235-255.Ярмолюк В.В., Козловский А.М., Сальникова Е.Б., Травин А.В., Кудряшова Е.А. (2017) Рифтогенный магматизм западной части раннемезозойской Монголо-Забайкальской магматической области: результаты геохронологических исследований. Докл. АН, 475(6), 669-675.Naletov P.I. (1962) Intruzivnye gornye porody tsentral’noi chasti Buryatskoi ASSR [Plutonic rocks of the central part of the Buryat ASSR]. M.: Gosgeoltekhizdat Publ., 151 p. (In Russian)Ярмолюк В.В., Кузьмин М.И., Козловский А.М. (2013) Позднепалеозойский-раннемезозойский внутриплитный магматизм Северной Азии: траппы, рифты, батолиты-гиганты и геодинамика их формирования. Петрология, 21(2), 115-142.Patino Douce A.E. (1999) What do experiments tell us about the relative contributions of the crust and mantle to the origin of granitic magmas? Understanding Granites: Integrating New and Classical Techniques (Castro A., Fernandez C., Vigneresse J.L. Eds.). Geol. Soc. Spec. Publ., 168, 55-75.Altherr R., Holl A., Hegner E., Langer C., Kreuzer H. (2000) High-potassium, calc-alkaline I-type plutonism in the European Variscides: northern Vosges (France) and northern Schwarzwald (Germany). Lithos, 50, 51-73.Platonov A.N., Taran M.N., Balitsky V.S. (1984) Priroda okraski samotsvetov [The nature of gems color]. Moscow, Nedra Publ., 196 p. (In Russian)Anderson J.L., Bender E.E. (1989) Nature and origin of Proterozoic A-type granitic magmatism in the southwestern United States of America. Lithos, 23, 19-52.Rickwood P.C. (1989) Boundary lines within petrologic diagrams which use oxides of major and minor elements. Lithos., 22, 247-263.Dall’Agnol R., Oliveira D.C. (2007) Oxidized, magnetiteseries, rapakivi-type granites of Carajas, Brasil: implications for classification and petrogenesis of A-type granites. Lithos, 93, 215-233.Sasaki K., Nakashima K., Kanisawa S. (2003) Pyrophanite and high Mn ilmenite discovered in the Cretaceous Tono pluton, NE Japan. J. Mineral. Geoch., 7, 302-320.Donskaya T.V., Gladkochub D.P., Mazukabzov A.M., Ivanov A.V. (2013) Late Paleozoic–Mesozoic subduction-related magmatism at the southern margin of the Siberian continent and the 150 million-year history of the Mongol-Okhotsk Ocean. J. Asian Earth Sci., 62, 79-97.Shkodzinsky V.S., Zedgenizov A.N. (2004) The nature of the specific composition of acidic igneous rocks in various geodynamic settings. Otech. Geol., (4), 34-37. (In Russian)Frost B.R., Barnes C.G., Collins W.J., Arculus R.J., Ellis D.J., Frost C.D. (2001) A geochemical classification for granitic rocks. J. Petrol., 42, 1771-1802.Sun S.S., McDonough W.F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Saunders A.D., Norry M.J. (Eds.). Magmatism in the ocean basins. Geol. Soc. London, Spec. Publ., 42, 313-345.Harris N.B.W., Pearce J.A., Tindle A.G. (1986) Geochemical characteristics of collision-zone magmatism. (Eds: M.P. Coward, A.C. Ries). Collision tectonics. Geol. Soc. London, Spec. Publ., 19, 67-81.Sylvester P.J. (1998) Post-collisional strongly peraluminous granites. Lithos, 45, 29-44.Maeda J. (1990) Opening of the Kuril Basin deduced from the magmatic history of central Hokkaido, North Japan. Tectonophysics, 174, 235-255.Tarassova E., Tarassov M. (2012) First finds of pyrophanite and ferroan pyrophanite in Bulgaria as accessory minerals in the upper cretaceous Granitovo-Chernozem pluton. Compt. Rend. l’Acad. Bulg. Sci., 65(1), 67-74.Patino Douce A.E. (1999) What do experiments tell us about the relative contributions of the crust and mantle to the origin of granitic magmas? Understanding Granites: Integrating New and Classical Techniques (Eds: A. Castro, C. Fernandez, J.L. Vigneresse). Geol. Soc. Spec. Publ., 168, 55-75.Vorontsov A.A., Yarmolyuk V.V., Lykhin D.A. i dr. (2007) Magmatic sources and geodynamics of the Early Mesozoic Northern Mongolia–Western Transbaikalia Rift Zone. Petrologiya, 15(1), 37-60. (In Russian)Rickwood P.C. (1989) Boundary lines within petrologic diagrams which use oxides of major and minor elements. Lithos, 22, 247-263.Williams I.S. (1998) U-Th-Pb Geochronology by Ion Microprobe. Applications of microanalytical techniques to understanding mineralizing processes (Eds: M.A. McKibben, W.C. Shanks III, W.I. Ridley). Rev. Econ. Geol., 7, 1-35.Sasaki K., Nakashima K., Kanisawa S. (2003) Pyrophanite and high Mn ilmenite discovered in the Cretaceous Tono pluton, NE Japan Neues Jahrb. Mineral., Monatsh., 7., 302-320.Yablokov Ya.M. (1963) The geology of one Transbaikalia deposit. Proceedings of the East Siberian Geological Institute. M.: Izd. AN USSR, 13, 153-159. (In Russian)Sun S.S., McDonough W.F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes Magmatism in the ocean basins. (Eds: A.D. Saunders, M.J. Norry). Geol. Soc. London, Spec. Publ., 42, 313-345.Yarmolyuk V.V., Kovalenko V.I., Sal’nikova E.B, Budnikov S.V., Kovach V.P., Kotov A.B., Ponomarchuk V.A. (2002) Tectonomagmatic zoning, sources of igneous rocks and geodynamics of the Early Mesozoic Mongolo-Transbaikal region. Geotektonika, (4), 293-311. (In Russian)Sylvester P.J. (1998) Post-collisional strongly peraluminous granites. Lithos, 45, 29-44.Yarmolyuk V.V., Kozlovskii A.M., Sal’nikova E.B., Travin A.V., Kudryashova E.A. (2017) Early Mesozoic Rift Magmatism of the Central Mongolia: Geochronological Evidence for Evolution of Mongolian-Transbaikalian Zoned Igneous Province Dokl. AN, 475(6), 669- 675. (In Russian)Tarassova E., Tarassov M. (2012) First finds of pyrophanite and ferroan pyrophanite in Bulgaria as accessory minerals in the upper cretaceous Granitovo-Chernozem pluton. Compt. Rend. l’Acad. Bulg. Sci., 65(1), 67-74.Yarmolyuk V.V., Kuz’min M.I., Kozlovsky A.M. (2013) Late Paleozoic-Early Mesozoic within-plate magmatism in North Asia: traps, rifts, giant batholiths, and the geodynamics of their origin. Petrologiya, 21(2), 115-142. (In Russian)Williams I.S. (1998) U-Th-Pb Geochronology by Ion Microprobe. Applications of microanalytical techniques to understanding mineralizing processes (Eds: M.A. McKibben, W.C. Shanks III, W.I. Ridley). Rev. Econ. Geol., 7, 1-35.Zaraiski G.P., Aksyuk A.M., Devyatova V.N., Udoratina O.V., Chevychelov V.Yu. (2009) The Zr/Hf ratio as a fractionation indicator of rare-metal granites. Petrologiya, 17(1), 28-50. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.