Trace elements in the Singhbhum granite, India

Zusammenfassung

Eine Untersuchung der Spurenelemente in Gesteinen aus den nördlichen Randgebieten (Saraikela) und der zentralen Masse (Chaibasa) des Singhbhum-Granites zeigte, daß Unterschiede nicht nur hinsichtlich der Konzentrationsgrenzen, sondern auch im Verhalten der Spurenelemente bestehen. Bei einer Korrelation des petrographischen Verhaltens mit dem der Hauptelemente wurde festgestellt, daß die Spurenelemente im allgemeinen keine Zu- oder Abnahme während der verschiedenen Evolutionsstadien aufweisen. Das Verhalten der Spurenelemente, ersichtlich aus früheren Untersuchungen von Intrusiv- und metamorphen Gesteinen, ist bedeutsam für die Feststellung der physiko-chemischen Faktoren, welche bei der Genese der Gesteine mitwirkten. In magmatischen Gesteinen folgen die Spurenelemente offensichtlich dem Trend vonGoldschmidts Regel der „Camouflage, capture and admission“. Bei der vorliegenden Untersuchung wurde eine solche Übereinstimmung nicht festgestellt. Die Untersuchung enthüllt erstens eine durch diese Elemente während verschiedener geologischer Umweltverhältnisse hervorgerufene verschiedene Natur der chemischen Gradienten und ließ zweitens ein gegenseitiges Verhältnis und das Verhältnis gewisser Spurenelemente in verschiedenen Gesteinsgesellschaften erkennen, was auf die ursprüngliche Heterogenität dieser Gesteine und deren Bildung unter verschiedenen geologischen sowie physiko-chemischen Bedingungen hinweist. Es wurde daraus geschlossen (Roonwal, 1968), daß die untersuchten Gesteine, welche den typischen Singhbhum-Granit repräsentieren sollen, nicht nachRead eine einzige Granitserie bilden, sondern daß sie Gesteine darstellen, welche ursprünglich aus Material verschiedener lithologischer Zusammensetzung stammen.

Für diese Untersuchung wurden die folgenden Spurenelemente bestimmt: Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb, Zr. Von diesen zeigen Ga, In und Sc nicht das normale Verhalten, da Ga eigentlich in größeren Mengen in Graniten auftreten sollte, was jedoch im vorliegenden Falle für die basischen Gesteinsvertreter zutrifft. Ebenfalls ist Y zahlreicher in den letzteren Vertretern vorhanden. Die vorliegenden Granite sind sehr arm an In, während sie andererseits normalerweise auch nicht reich an Sc sein sollten. Hier ist die Verteilung von Sc in den basischen Vertretern sowie auch in den wirklichen Granitanteilen mehr oder weniger gleichmäßig. Das Verhalten von Cu schränkt die Anwendung vonGoldchmidts Regel in bezug auf magmatische Gesteine ein. Das Verhalten anderer Elemente ist normal; Pb zeigt eine antipathische Beziehung zu K⁺¹ und Ca⁺², was darauf hinweist, daß es als Folge der Granitisation seine Position nicht geändert hat. Es wurde ein umgekehrtes Verhältnis zwischen Zr⁺⁴ und Sr⁺⁴ beobachtet, was auch die Bildung von Zirkon beweist und was durchaus der Mineralogie dieser Gesteine entspricht.

Résumé

L'étude des éléments mineurs (traces) des roches de la région septentrionale aux environs de Saraikela et des massifs centraux de Chaibasa révèle une différence, non seulement dans le mode de concentration des éléments, mais également dans leurs caractères. Il apparaît, d'après la corrélation des études pétrographiques et les éléments principaux (major), que les éléments mineurs n'ont subit aucune augmentation ou diminution pendant les différentes phases de l'évolution.

Le comportement des éléments mineurs, selon des études antérieurs de roches éruptives et de roches métamorphiques, est significatif dans la détermination des facteurs physico-chimiques qui contribuèrent à la génèse de ces gisements. Quant aux roches d'origine magmatique, les éléments mineurs suivent apparemment la tendance au principe deGoldschmidt « camouflage, envahissement et admission ». Mais l'étude actuelle n'a pas permis d'établir une telle conformité.

L'étude de ces éléments révèle: premièrement, les différents caractères d'ordre chimique pendant les époques géologiques; deuxièmement les relations mutuelles et les rapports de certains éléments mineurs dans différentes associations; ceci indique l'hétérogénéité primordiale de ces roches et leur formation sous diverses conditions d'ordre géologique et physico-chimique.

En conclusion (Roonwal, 1968), les roches étudiées figurant le granite-type de Singhbhum, ne forment pas la moindre série de granite — comme le ditRead — mais constituent des roches engendrées par les matériaux de différentes compositions lithologiques.

De par ces études, il a été déterminé les éléments suivants: Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb et Zr. Parmi ces éléments, Ga, In et Sc ne se rencontrent pas de façon normale puisque Ga devrait en réalité être plus répandu dans les roches granitiques ce qui pourtant s'avère dans le cas du substitut basique. De même, y se trouve en plus grande quantité dans les derniers substituts. Les granites de la région sont pauvres en In et riches en Sc — bien que le contraire soit attendu en ce qui concerne le Sc. Ici, la distribution de Sc, aussi bien dans les substituts basiques que dans les roches granitiques est plus ou moins régulière. Le comportement du Cu suit l'application de la loi deGoldschmidt sur les roches magnétiques; celui des autres éléments est normal; le plomb montre de l'antipathie pour les ions K⁺ et Ca⁺², ceci indique qu'il n'a pas changé sa position par suite de la granitisation du magma. On observe une relation inverse entre Zr⁺⁴ et Sr⁺⁴, relation indiquant la formation de zircon en concordance avec la minéralogie de ces roches.

Краткое содержание

Изучение распределе ния микроэлементов в горных породах северного кр аевого района Sakaikela и центрально й массы Chaibasa гранитов Singhbum по казало, что существую т различия не только в отношении предельной концен трации, но и поведении отдельных микроэлем ентов. Установлено, что в отл ичие от петрографическог о поведения основных элементов, общего увеличения, ил и уменьшения микроэле ментов во время разли чных эволюционных стадий не имело места. Поведени е микроэлементов, как следует из предыдущих исследо ваний интрузивных и м етаморфных пород, явл яется важным вспомагатель ным средством при выясне нии физико-геохимиче ских условий, влиявших на о бразо вание пород. В магмати ческих породах микро элементы согласуются с принци пом Гольдшмидта: „Camoflage, capture and admission“. И з настоящего исследо вания такого соответ ствия не вытекает. Уст ановили, что, во-первых, эти элем енты во время различных ге ологических условий приводили к возникновению хими ческих градиентов ра зного рода, и, что, во-вт орых, существует взаимоот ношение в соотношении некото рых микроэлементов в различных ассоциациях горных пород, из которых можн о сделать вывод о перв оначальной неоднородности этих пород, и их образовани я при различных геоло гических и физико-химических условиях. Считается (Roonwal„, 1968), что исследованны е породы, представляющие типичные граниты Singhbum, по мнению Read'a„ не образуют единственную серию гранита, а наобо рот, они представляют породы, образовавшиеся из ма териала различного л итологического сост ава.

Провели исследовани е на следующие элемен ты: V, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Pb, Zr.

При этом установили а номалию элементов Ga, In и Sc. Как правило, большое количество Ga встречае тся обычно в гранитах, но в данном случае это оказалось справедливым для осн овных пород. Последни е также содержат необычное к оли чество У. Указанные вы ше граниты бедны In, с др угой стороны, они не обо гащены скандием. Элем ент этот распределяе тся более, или менее равномерно как в основных порода х, так и в гранитах. Пов едение Си ограничивает при менение принципа Гол ьдшмидта в случае маг матических пород. Поведение других элементов — но рмально. Существует антипатическое отно шение Pb в K и Ca, что указывает на т о, что Pb при гранитизац ии своей позиции не изменил. Наблюдалось обратно е соотношение между Zr⁴⁺ и Sr⁴⁺, говорящее об образо вании циркона, и соотв етсвующее минералог ии указанных пород.