ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2007, том 415, № 2, с. 236-241
= ГЕОХИМИЯ =
УДК 55042
ЭТАПЫ ФОРМИРОВАНИЯ КРУПНОМАСШТАБНОЙ БЛАГОРОДНОМЕТАЛЬНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ СУХОЙ ЛОГ (ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ): РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОТОПНО-ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ
© 2007 г. Академик Н. П. Лаверов, член-корреспондент РАН И. В. Чернышев, А. В. Чугаев, Э. Д. Баирова, Ю. В. Гольцман, В. В. Дистлер, М. А. Юдовская
Поступило 05.03.2007 г.
Настоящее сообщение посвящено результатам изотопно-геохронологического ЙЬ^г- и К-Аг-изучения месторождения Сухой Лог - одного из крупнейших в мире благороднометальных месторождений, локализованных в черносланце-вых осадочно-метаморфогенных комплексах. Месторождениям этого класса (Мурунтау, Узбекистан; Нежданинское, Россия; Ашанти, Гана и др.) принадлежит сейчас значительная роль в балансе как добываемого золота, так и потенциальных его запасов. Значение этого класса месторождений, и в первую очередь Сухого Лога, еще более возрастает в связи с открытием в некоторых из них платинового оруденения [1-3]. Для месторождения Сухой Лог остаются еще во многом дискуссионными вопросы, касающиеся происхождения и особенно возраста благородноме-тальной минерализации.
Месторождение Сухой Лог расположено в пределах Байкало-Патомского нагорья и приурочено к Сухоложской антиклинали, являющейся одним из структурных элементов Бодайбинского синкли-нория (рис. 1). Район месторождения сложен преимущественно верхнепротерозойскими терриген-но-карбонатными породами. Породы района ме-таморфизованы в условиях зеленосланцевой фации и смяты в линейно вытянутые складки. Вмещающие оруденение породы хомолхинской свиты, которые входят в состав ныгринской серии, претерпели метасоматическое преобразование. Метасоматиты сопровождают рудные тела, локализованы вдоль узких тектонических зон и наблюдаются в плане в виде участков, значительных по протяженности (километры) и мощности (десятки-сотни метров). Подробная характеристика метасоматических минералов и их химический состав приводятся в работе [4].
Месторождение Сухой Лог представляет собой пластообразную залежь северо-западного простирания. Наиболее крупным рудным телом является Сухоложское тело площадью около 4 км2, сложенное прожилково-вкрапленными рудами, а также рудами золото-кварцевого малосульфидного типа, приуроченными к кварцевым жилам. Золото образует преимущественно самородные выделения в пирите и в кварце. Платиноидная минерализация на месторождении пространственно совмещена с прожилково-вкрапленной минерализацией. Доминирующей формой нахождения платины в рудах являются ее самородные выделения, а также
110° 120°
• 1 3 1 4
• ■ 'Чу 2 |
• • 1
• 6
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук, Москва
Рис. 1. Схема геологического строения месторождения Сухой Лог [2]. 1-3 - породы хомолхинской свиты (R2_зhm): 1 - нижняя, 2 - средняя, 3 - верхняя пачки; 4 - известняки имняхской свиты (Йзт); 5 - тектонические нарушения; 6 - граница рудной зоны; 7 - скв. 6.
ЭТАПЫ ФОРМИРОВАНИЯ
237
металлические твердые растворы системы Р-Ре-Си [2].
Представления о возрасте минерализации Сухого Лога до недавнего времени основывались на геологических данных и вытекали из наиболее распространенной метаморфогенно-гидротермальной модели генезиса оруденения [5]. Согласно этой модели возраст месторождения считается докем-брийским-раннепалеозойским. Опубликованные до начала наших исследований изотопно-геохронологические данные характеризуют только возраст магматических пород района месторождения Сухой Лог и смежных территорий. В работах [6, 7] приводится ряд датировок магматических пород, прорывающих рифейские осадочные толщи. Возраст различных базитовых пород за пределами рудного поля находится в интервале от 1050 до 620 млн. лет. Для гранитов Константиновского штока, обнажающихся в 6 км к юго-западу от месторождения, получены значения возраста около 300 млн. лет.
Главной задачей изотопного исследования месторождения Сухой Лог нам представлялось датирование собственно рудного вещества, результаты которого могли бы ответить на ключевые, но еще не решенные вопросы о возрасте Аи-Р^ минерализации и о ее временной связи с процессами формирования и метаморфизма чернослан-цевых толщ.
Из минералов-геохронометров, традиционно изучаемых различными изотопными методами, в рудах месторождения присутствует только серицит гидротермально-метасоматического генезиса. Однако микрозернистый характер выделений серицита (менее 0.1 мм) и тесное их срастание с другими минералами (хлоритом, карбонатом и кварцем) не позволило сепарировать серицит с приемлемой степенью чистоты. Поэтому, используя в настоящей работе как основной ЯЬ^г-изохронный метод, мы применили два геохронометра, нетрадиционных при датировании гидротермальных образований: валовые пробы руд и жильный кварц.
Использование валовых проб как геохронометров в ЯЬ^г-изохронном датировании гидро-термально-метасоматических процессов предполагает, что в ходе преобразования вещества вмещающих пород (черных сланцев в случае Сухого Лога) и различных новообразований минералов, в том числе и прожилковых минералов, гомогенизация изотопного состава стронция происходит во всем объеме изучаемого геологического тела. Уравновешивание изотопного состава стронция между минеральными компонентами породы, как отмечено в [8], облегчается вследствие высокой подвижности стронция в процессах с участием флюидной фазы.
Привлекательность геохронологического использования кварца, очевидно, определяется уже хотя бы тем обстоятельством, что этот минерал широко развит на золоторудных и многих других месторождениях, где обычно представлен различными генерациями и морфологическими типами. Вопросам ЯЬ^г-датирования гидротермального кварца посвящено несколько работ [9-11]. Ограниченный объем получаемых по кварцу изотопных данных объясняется в первую очередь сложностью аналитической части методики. Применение кварца как ЯЬ^г-геохронометра при изучении Сухого Лога основано на собственных исследованиях авторов [11], в результате которых была решена задача изотопного анализа особо малых количеств Sг и ЯЬ, содержащихся в кварце, и сделаны оценки соотношения форм нахождения и характера геохимического поведения ЯЬ^г-системы кварца.
Изотопно-геохронологическое изучение рудной минерализации месторождения Сухой Лог проведено на материале керна скв. № 6, пройденной в породах хомолхинской свиты и вскрывающей рудную зону месторождения в интервале глубин от 171 до 251 м (рис. 1). Рудная зона не имеет видимых границ, ее кровля и подошва определяются только по содержанию золота.
Валовые пробы. Среди 12 образцов мета-соматизированных черных сланцев, из которых были приготовлены валовые пробы для ЯЬ^г-изохронного датирования, 10 отобраны в пределах рудной зоны. Они достаточно равномерно распределены в ее вертикальном разрезе и содержат золото-сульфидную минерализацию про-жилково-вкрапленного типа. Два образца представляют черные сланцы за пределами рудной зоны. Из трех валовых проб были выделены фракции, обогащенные серицитом. Одна из этих
фракций получена из обр. 6/49*, расположенного в разрезе скважины выше рудной зоны, две другие - из образцов, отобранных в пределах рудной зоны (обр. 6/220.15 и 6/248). Эти фракции помимо ЯЬ^г-метода были проанализированы К-Аг-ме-тодом. Кроме того, Яь^г-методом изучены четыре образца метаосадочных пород широко распространенной в Бодайбинском синклинории ва-люхтинской свиты - стратиграфического аналога хомолхинской свиты.
Вскрытые скважиной метасоматизированные черные сланцы, как показывают данные рентге-нофлуоресцентного анализа, имеют выдержанный химический состав, который типичен для ме-тапелитов зеленосланцевой фации метаморфизма. При этом нет существенных различий по содержанию главных элементов между черными сланцами из рудных и безрудных интервалов.
* Здесь и далее в нумерации образцов первая цифра обозначает номер скважины, а вторая - глубину.
87
Sr/86Sr
0
0.780 0.760 0.740 0.720 0.700^
0.745 0.735 0.725 0.715
Т = 447 ± 6 млн. лет
(а)
(87Sr/86Sr)0 = 0.7126 ± 1 СКВО = 22 ^
(по 12 точкам)
Т = 321 ± 14 млн. лет (б) (87Sr/86Sr)0 = 0.7166 ± 4 СКВО = 11 (по 6 точкам)
6
87Rb/86Sr
Рис. 2. Rb-Sr-диaгpaммы для пород и минералов месторождения Сухой Лог: а - для валовых проб мета-осадочных пород валюхтинской и хомолхинской свит, б - для минералов кварцевых жил. 1 - породы валюхтинской свиты за пределами рудного поля; 2 -рудовмещающие черные сланцы хомолхинской свиты; 3 - фракции пород хомолхинской свиты, обогащенные серицитом; 4 - кварц из поздних золотоносных жил; 5 - кислотная вытяжка из кварца; 6 -анкерит из поздних золотоносных жил.
Для черных сланцев, слагающих рудную зону, характерна микрозернистая структура и тонкополосчатая текстура. Основными породообразующими минералами являются серицит (35-50 об.%), кварц (20-35 об.%), карбонат (10-50 об.%). В меньшем количестве присутствуют полевые шпаты, хлорит, сульфиды и рассеянное углеродистое вещество. Полосчатая текстура сланцев обусловлена чередованием слоев, сложенных преимущественно серицитом и кварцем, и слоев, обогащенных углеродистым веществом и хлоритом. Начальная масса проб, подготовленных для ЯЪ-Бг-изотопных измерений, а также для химического анализа, составляла 200-300 г.
Кварц. Объектом ЯЪ-Бг-изучения служил гидротермальный кварц из жильных тел, несущих минерализацию золото-кварцевого малосульфидного типа, которая является более поздней, наложенной по отношению к минерализации прожил-ково-вкрапленного золото-сульфидного типа. Четыре мономинеральные фракции кварца были отобраны из жильных тел, вскрытых в пределах рудной зоны скважиной 6 (обр. 6/197.3, 6/198.8,
6/237), а также скв. 2 (обр. 2/198) в 800 м к западу от скв. 6. Жильные тела выполнены молочно-белым крупнокристаллическим массивным кварцем, содержание которого в образцах достигает 90-95 об.%. Среди кварцевой массы встречаются изометричные или слабо вытянутые скопления крупнокристаллического анкерита. Рудные минералы в образцах присутствуют в виде единичных зерен
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.