Происхождение фракционированных риолит-порфиров Шартымского массива (Балбукский ареал, Южный Урал) по данным минералогии, геохимии и термодинамического моделирования
А.А. Самигуллин, И.Р. Рахимов
| УДК 552.111, 550.42 | https://doi.org//10.35597/2313-545X-2026-12-3-6 | PDF (ENG) |
В работе рассмотрены магматические породы Шартымского массива (Южный Урал), которые ранее были отнесены ко второй фазе балбукского комплекса. Перглиноземистые риолит-порфиры массива сложены полевыми шпатами, кварцем и слюдой и относятся к высококалиевой серии. По ключевым геохимическим критериям они близки гранитоидам I-типа, сформированным в условиях анатексиса островодужных пород. Особенности распределения Al2O3, FeO, MgO, Na2O и K2O указывают на гетерогенный источник кислой магмы типа, в котором могли быть задействованы островодужные метаграувакки, метапелиты и мафитовые пелиты/алевролиты. Это заключение не согласуется с предыдущими представлениями о многофазной природе единого балбукского комплекса, в которой риолит-порфиры отвечают поздней фазе, а монцониты – ранней. Методами геохимического анализа и термодинамического моделирования показано, что риолит-порфиры массива не являются поздними дифференциатами единой магмы, из которой ранее кристаллизовались монцониты балбукского комплекса. Расположение фигуративных точек валовых анализов в поле CHARAC (зарядного и радиусного контроля) и Zr/Hf > 25 в цирконе указывают на умеренный характер фракционирования риолитового расплава.
Ключевые слова. Южный Урал, балбукский ареал, Шартымский массив, риолит-порфиры, минералогия, геохимия, моделирование, фракционирование кислых расплавов.
Финансирование. Исследования выполнены в рамках государственного задания ИГ УФИЦ РАН № FMRS-2025-0015.
Благодарности. Авторы благодарны Делиру Нурзадаевичу Салихову за ценные консультации по геолого-геохимическим особенностям магматических пород балбукского ареала.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, связанных с рукописью.
Вклад авторов. Самигуллин А.А. – отбор образцов, пробоподготовка, интерпретация анализов; Рахимов И.Р. – выбор объекта исследований, обсуждение результатов.
Для цитирования. Самигуллин А.А., Рахимов И.Р. Происхождение фракционированных риолит-порфиров Шартымского массива (Балбукский ареал, Южный Урал) по данным минералогии, геохимии и термодинамического моделирования. Минералогия, 2026, 12(3), 105–126. https://doi.org/10.35597/2313-545X-2026-12-3-6
Статья поступила в редакцию 11.06.2026 г., после доработки 27.06.2026 г., принята к печати 08.09.2026 г
Самигуллин Айдар Альфридович – аспирант, младший научный сотрудник, Институт геологии УФИЦ РАН,
г. Уфа, Россия; samigullinaidar85@gmail.com.
Рахимов Ильдар Рашитович – кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, Институт геологии УФИЦ РАН, г. Уфа, Россия; rigel92@mail.ru.
- Анисимов И. С., Сопко Л. Н., Ямаев Ф. А., Калташева И.И., Козлов В.И., Петров Ю.М. (1983ф) Отчет по геологическому доизучению масштаба 1:50 000 Северо-Учалинской площади (планшеты: N-40–48‑В-б, в, г; N-40– 59‑Б-б, г; N-40–60‑A; N-40–72‑A) за 1978–1983 годы. ТФГИ, Уфа, 510 с.
- Гребенников А.В. (2014) Гранитоиды А-типа: проблемы диагностики, формирования и систематики. Геология и геофизика, 55(9), 1356–1373.
Даценко В.М. (2000) Петрогеохимическая типизация гранитоидов юго-западного обрамления Сибирской платформы. Материалы второго Всероссийского петрографического совещания. Сыктывкар, Коми НЦ УрО РАН, 2, с. 270–274. - Жданов А.В., Ободов В.А., Макарьев Л.Б., Матюшков А.Д., Молчанова Е.В., Стромов В.А., Полянская Т.Л., Калташев А.П. (2003ф) Геологическое доизучение масштаба 1:200 000 и подготовка к изданию госгеолкарты-200 территории листа N-40-XXVIII (Учалинская площадь). Уфа, ТФГИ, 284 с.
- Знаменский С. Е., Знаменская Н.М. (2009) Роль сдвиговых дуплексов в региональном структурном контроле позднепалеозойского золотого оруденения Магнитогорской мегазоны (Южный Урал). Литосфера, 4, 83–92.
- Казаков П. В. (2022) К перспективам золотоносности Шартымского рудно-россыпного узла (Южный Урал). Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий, 14, 72–76.
- Перчук А.Л, Плечов П.Ю., Сазонова Л.В., Сазонов О.Г., Тихомиров П.Л., Шур П.Ю. (2015) Основы петрологии магматических и метаморфических процессов. Москва, КДУ, 472 с.
- Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья. Актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении. Уфа, ДизайнПолиграфСервис, 280 с.
- Рахимов И.Р., Самигуллин А.А., Холоднов В.В., Шагалов Е.С. (2025) Петрогенезис и геодинамический режим монцонитовых и гранитовых массивов Балбукского ареала (Южный Урал) по данным валовой геохимии, Sr-Nd изотопии и Rb-Sr геохронологии. Литосфера, 5, 1074–1103. https://doi.org/10.24930/2500-302X-2025-25-5-1074–1103.
- Салихов Д.Н., Митрофанов Д.А. (1994) Интрузивный магматизм верхнего девона–нижнего карбона Магнитогорского мегасинклинория (Южный Урал). Уфа, ИГ УНЦ РАН, 142 с.
- Салихов Д.Н., Холоднов В.В., Пучков В.Н., Рахимов И.Р. (2019) Магнитогорская зона Южного Урала в позднем палеозое: магматизм, флюидный режим, металлогения, геодинамика. Москва, Наука, 392 с.
- Самигуллин А. А., Рахимов И.Р. (2023) РЗЭ минерализация гранитоидов Шартымского массива (Балбукский комплекс, Южный Урал). Металлогения древних и современных океанов-2023. Минералогия и геохимия рудных месторождений: от теории к практике. Миасс, ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН, 166–170.
- Фазлиахметов А.М. (2019а) Геохимические особенности и условия образования раннедевонских кремнисто-глинистых сланцев разреза Ишкильдино и подстилающих их базальтов (восточный склон Южного Урала). Литосфера, 19(1), 30–47. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-1-30-47
- Фазлиахметов А.М. (2019б) О применении геодинамических литохимических диаграмм при изучении тефрогенных песчаников. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 330(7), 34–43. https://doi.org/10.18799/24131830/2019/7/2174
- Ферштатер Г.Б. (2013) Палеозойский интрузивный магматизм Среднего и Южного Урала. Екатеринбург, УрО РАН, 368 с.
- Холоднов В.В., Шагалов Е.С., Каллистов Г.А., Шардакова Г.Ю., Салихов Д.Н., Коновалова Е.В. (2021) Ахуново-Петропавловский гранитоидный ареал как окраинно-континентальный центр длительного мантийно-корового взаимодействия: роль субдукционных и рифтогенно-плюмовых источников. Геология и геофизика, 62(6), 800–820. https://doi.org/10.15372/GiG2020155
- Шарпенок Л.Н., Костин А.Е., Кухаренко Е.А. (2013) TAS-диаграмма сумма щелочей – кремнезем для химической классификации и диагностики плутонических пород. Региональная геология и металлогения, 56, 40–50.
- Anderson J.L., Barth A.P., Wooden J.L., Mazdab F. (2008) Thermometers and thermobarometers in granitic systems. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 69, 121–142. https://doi.org/10.2138/rmg.2008.69.4
- Asimow P.D., Ghiorso M.S. (1998) Algorithmic modifications extending MELTS to calculate subsolidus phase relations. American Mineralogist, 83, 1127–1131. https://doi.org/10.2138/am-1998-9-1022
- Bacon C.R., Druitt T.H. (1988) Compositional evolution of the zoned calcalkaline magma chamber of Mount Mazama, Crater Lake, Oregon. Contribution to Mineralogy and Petrology, 98, 224–256. https://doi.org/10.1007/BF00402114
- Ballouard C., Poujol M., Boulvais P., Branquet Y., Tartèse R., Vigneresse J. (2016) Nb-Ta fractionation in peraluminous granites: A marker of the magmatic-hydrothermal transition. Geology, 44, 231–234. https://doi.org/10.1130/G37475.1
- Bau M. (1996) Controls on the fractionation of isovalent trace elements in magmatic and aqueous systems: evidence from Y/Ho, Zr/Hf and lanthanide tetrad effect. Contributions to Mineralogy and Petrology, 123, 323–333. https://doi.org/10.1007/s004100050159
- Boehnke P., Watson E., Trail D., Harrison T., Schmitt A. (2013) Zircon saturation rerevisited. Chemical Geology, 351, 324. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.05.028
- Breiter K., Lamarão C., Borges R., Dall’Agnol R. (2014) Chemical characteristics of zircon from A-type granites and comparison to zircon of S-type granites. Lithos, 192–195, 208–225. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2014.02.004
- Collins W., Huang H., Bowden. P, Kemp A. (2019) Repeated S–I–A-type granite trilogy in the Lachlan Orogen and geochemical contrasts with A-type granites in Nigeria: Implications for petrogenesis and tectonic discrimination. Geological Society London Special Publications, 491, 53–76. https://doi.org/10.1144/SP491-2018-159
- Eby G.N. (1990) The A-type granitoids: a review of their occurrence and chemical characteristics and speculations on their petrogenesis. Lithos, 26, 115–134. https://doi.org/10.1016/0024-4937(90)90043-Z
- Eby G.N. (1992) Chemical subdivision of the A-type granitoids: petrogenetic and tectonic implications. Geology, 20, 641–644. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1992)020<0641:CSOTAT>2.3.CO;2
- 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. Journal of Petrology, 42, 2033–2048. https://doi.org/10.1093/petrology/42.11.2033
- Ghiorso M.S., Sack R.O. (1995) Chemical mass transfer in magmatic processes. IV. A revised and internally consistent thermodynamic model for the interpolation and extrapolation of liquid-solid equilibria in magmatic systems at elevated temperatures and pressures. Contributions to Mineralogy and Petrology, 119, 197–212. https://doi.org/10.1007/s004100050036
- Gualda G.A.R., Ghiorso M.S., Lemons R.V., Carley T.L. (2012) Rhyolite-MELTS: A modified calibration of MELTS optimized for silica-rich, fluid-bearing magmatic systems. Journal of Petrology, 53, 875–890. https://doi.org/10.1093/petrology/egr080
- Irber W. (1999) The lanthanide tetrad effect and its correlation with K/Rb, Eu/Eu*, Sr/Eu, Y/Ho, and Zr/Hf of evolving peraluminous granite suites, Geochimica et Cosmochimica Acta, 63, 489–508. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(99)00027-7
- Li X., Zhang C., Behrens H., Holtz F. (2020). Calculating biotite formula from electron microprobe analysis data using a machine learning method based on principal components regression. Lithos. 356–357. 105371. 10.1016/j.lithos.2020.105371.
- Li X., Zhang C. (2022). Machine learning thermobarometry for biotite-bearing magmas. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 127, e2022JB024137. https://doi.org/127.10.1029/2022JB024137.
- Lodders K., Fegley B. (1998) The planetary science companion. New York, Oxford University Press, 400 p.
- Lyubetskaya T., Korenaga J. (2007) Chemical composition of Earth’s primitive mantle and its variance. Journal of Geophysical Research, 112, 1–21. https://doi.org/10.1029/2005JB004224.
- Matsui Y., Onuma N., Nagasawa H., Higuchi H., Banno S. (1977) Crystal structure control in trace element partition between crystal and magma. Bulletin de la Société française de minéralogie et de cristallographie, 100, 315–324. https://doi.org/10.3406/bulmi.1977.7155
- Möller P., Muecke G.K. (1984) Significance of Europium anomalies in silicate melts and crystal-melt equilibria: a re-evaluation. Contribution to Mineralogy and Petrology, 87, 242–250. https://doi.org/10.1007/BF00381064
- Nachit H., Ibhi A., Abia E.H., Ben Ohoud M. (2005) Discrimation entre biotites magmatiques primaires, biotites re´e´quilibre´es et biotites ne´oforme´es. Comptes Rendus Geoscinces, 337, 1415–1420. https:// doi.org/10.1016/j.crte.2005.09.002
- Nash W., Crecraft H. (1985) Partition coefficients for trace elements in silicic magmas. Geochimica et Cosmochimica Acta, 49, 2309–2322. https://doi.org/10.1016/0016-7037(85)90231-5
- Patino-Douce A. (1999) Generation of metaluminous A-type granites by low pressure melting of calc-alkaline granitoids. Geology, 25, 743–746. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1997)025<0743:GOMATG>2.3.CO;2
- Peccerillo A., Taylor S. (1976) Geochemistry of Eocene calc-alkalinevolcanic rocks from the Kastamonu area, northern Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology, 58, 63–81. https://doi.org/10.1007/BF00384745
- Philpotts J., Schnetzler C. (1970) Phenocryst-matrix partition coefficients for K, Rb, Sr and Ba with application to anorthosite end basalt genesis. Geochimica et Cosmochimica Acta, 34, 307–322. https://doi.org/10.1016/0016-7037(70)90011-4
- Rieder M., Cavazzini G., Sassi F.P., D’yakonov Y.S., Frank-Kamenetskii V.A., Gottardi G., Guggenheim S., Koval P.V., Muller G., Neiva A., Radoslovich E., Robert J.L., Takeda H., Weiss Z., Wones D.R. (1998) Nomenclature of the micas. The Canadian Mineralogist, 36(3), 905–912. https://doi.org/10.1180/002646199548385
- Sylvester P. (1998) Post-collisional strongly peraluminous granites. Lithos, 45, 29–44. https://doi.org/10.1016/S0024-4937(98)00024-3
- Villaseca C., Ruiz-Martínez V.C., Pérez-Soba C. (2017) Magnetic susceptibility of Variscan granite-types of the Spanish central system and the redox state of magma. Geologica Acta, 15, 379–394. https://doi.org/10.1344/GeologicaActa2017.15.4.8
- Whalen J.B., Currie K.L., Chappell B.W. (1987) A-type granites: geochemical characteristics, discrimination and petrogenesis. Contributions to Mineralogy and Petrology, 95(4), 407–419. https://doi.org/10.1007/BF00402202
- Wittke W., Sykes R. (1990) Rock mechanics. Berlin, Springer, 587 p.
- Wones D.R. (1972) Stability of biotite: a reply. American Mineralogist: Journal of Earth and Planetary Materials, 57, 316–317.
- Wones D.R. (1980) Contributions of crystallography, mineralogy, and petrology to the geology of the Lucerne pluton, Hancock County, Maine. American Mineralogist, 65, 411–437.
- Wu F.Y., Jahn B.M., Wilde S.A., Lo C.H., Yui T.F., Lin Q., Ge W.C., Sun D.Y., (2003) Highly fractionated I-type granites in NE China (I): geochronology and petrogenesis, Lithos, 66, 241–273. https://doi.org/10.1016/S0024-4937(02)00222-0
- Wu F.Y., Liu X., Ji W., Wang J., Yang L. (2017). Highly fractionated granites: Recognition and research. Science China Earth Sciences, 60. https://doi.org/10.1007/s11430-016-5139-1.
МИНЕРАЛОГИЯ № 3 2026
