Реликты фторидно-кальциевого (флюоритового) и солевых расплавов в породах массива Ары-Булак (Восточное Забайкалье)

Abstract

Актуальность исследования онгонитов, являющихся субвулканическими аналогами редкометалльных Li-F гранитов, обусловлена получением новых данных о петрологии и геохимии обогащенных F и многими редкими элементами кислых магматических пород. Исследование процессов, связанных с разделением исходного гомогенного силикатного расплава на несмешивающиеся жидкие фазы контрастного состава, представляется важной проблемой магматической петрологии. Цель: изучение явлений фторидно-силикатной несмесимости при эволюции онгонитовой магмы по данным исследования расплавных и флюидных включений в минералах. Объекты: породы массива Ары-Булак, Восточное Забайкалье. Методы: термометрическое исследование расплавных и флюидных включений, анализ включений методом лазерной абляции (LA-ICP-MS), катодолюминесцентное изучение зональности минералов, определение состава минералов, фаз и силикатных стекол методом сканирующей энергодисперсионной спектрометрии (SEM EDS). Результаты. Изучены включения силикатных расплавов, фторидных расплавов и солевых рассолов-расплавов, а также сосуществующих с ними флюидов в кварце и топазе. Температуры гомогенизации включений: 350-400 °С для ФВ, 370-570 °С для солевых рассолов-расплавов, 700-730 °С для расплавных включений размером до 30 мкм (в более крупных расплавных включениях гомогенизация не наблюдается). При образовании пород массива участвовали флюиды P-Q типа - паровые растворы, NaF-содержащие с примесью хлоридов. В расплавных включениях находятся продукты кристаллизации онгонитового расплава (кварц, санидин, альбит, флюорит, слюда, виллиомит, W-иксиолит). Стекла расплавных включений имеют плюмазитовый состав, высокие содержания F (2-10 мас. %) и воды (10-15 мас. %), некоторые содержат Cs2O (до 5,6 мас. %) и As2O5 (14,4 мас. %). Обнаружены включения фторидных расплавов и рассолов-расплавов: с фторидно-кальциевой (F-Ca) фазой или флюоритом (преобладают), с алюмофторидами и фазами, имеющими разное соотношение хлоридов Na, K, Cs, Mn, Fe, Ca, фторидов К, Al, Na. Для F-Ca включений характерны высокие концентрации Y и LREE. Результаты изучения включений свидетельствуют о фторидно-силикатной жидкостной несмесимости в онгонитовой магме. Установлено, что совместно с онгонитовым расплавом находились фторидные расплавы, рассолы-расплавы и водно-солевые флюиды. Полученные данные демонстрируют ведущую роль F-Ca (флюоритового) расплава в концентрировании REE и Y в онгонитовой магме. The relevance of the study of ongonites, which are subvolcanic analogs of rare-metal Li-F granites, is caused by obtaining new data on petrology and geochemistry of F and rare elements enriched with felsitic igneous rocks. Investigation of the processes associated with the separation of the initial homogeneous silicate melt into immiscible liquid phases with a contrasting composition is one of the important tasks of magmatic petrology. The aim of the research is to study the phenomena of fluoride-silicate liquid immiscibility during the evolution of ongonite magma based on the data of studies of melt and fluid inclusions in minerals. Objects: rocks of the Ary-Bulak massif, East Transbaikalia, Russia. Methods: thermometric study of melt and fluid inclusions, analysis of inclusions using laser ablation system (LA-ICP-MS), cathodoluminescent study of mineral zoning, determination of the composition of minerals, phases and silicate glasses by energy dispersive spectrometry (SEM EDS). Results. The inclusions of silicate melts, fluoride melts and saline brine-melts, as well as fluids coexisting with them in quartz and topaz were studied. Homogenization temperatures of inclusions: 350-400 °С for FI, 370-570 °С for saline brines-melts, 700-730 °С for melt inclusions up to 30 μm in size (no homogenization is observed in larger melt inclusions). The formation of the rocks of the massif involved P-Q type fluids - steam solutions, NaF-containing with an admixture of chlorides. Melt inclusion contains crystallization products of ongonite melt (quartz, sanidine, albite, fluorite, mica, villiomite, W-ixiolite). Melt inclusion glasses have a per aluminous composition, high contents of F (2-10 wt. %) and water (10-15 wt. %), some of them contain Cs2O (up to 5,6 wt. %) and As2O5 (14,4 wt. %). The authors have found out the inclusions of fluoride melts and brines-melts: with fluoride-calcium (F-Ca) phase or fluorite (prevailing), with aluminofluorides and phases with different ratios of chlorides Na, K, Cs, Mn, Fe, Ca, fluorides K, Al , Na. F-Ca inclusions are characterized by high concentrations of Y and LREE. The results of studying the inclusions indicate a fluoride-silicate liquid immiscibility in ongonite magma. It was found that, together with the ongonite melt, there were fluoride melts, brine-melts and water-salt fluids. The data obtained demonstrate the leading role of the F-Ca (fluorite) melt in the concentration of REE and Y in ongonite magma.