ГЕОХИМИЯ, 2007, № 10, с. 1085-1099
ФЛЮИДНЫИ РЕЖИМ ФОРМИРОВАНИЯ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЗОЛОТОНОСНЫХ РОДИНГИТОВ КАРАБАШСКОГО МАССИВА АЛЬПИНОТИПНЫХ ГИПЕРБАЗИТОВ НА ЮЖНОМ УРАЛЕ
© 2007 г. В. В. Мурзин*, С. Н. Шанина
*Институт геологии и геохимии Уральского отделения РАН 620151 Екатеринбург, Почтовый пер., 7 e-mail: murzin@igg.uran.ru **Институт геологии Коми Научного центра Уральского отделения РАН 167982 Сыктывкар, ул. Первомайская, 54 e-mail: Shanina@geo. komisc. ru Поступила в редакцию 14.04.2006 г.
Родингиты Карабашского массива - специфические породы благодаря присутствию в них частиц самородного золота с высоким содержанием меди. Это зональные гидротермально-метасоматиче-ские образования, сформированные в 3 стадии. Внутренняя собственно родингитовая зона представлена хлорит-андрадит-диопсидовыми породами 1 стадии, рассекающимися существенно диоп-сидовыми прожилками 2 стадии и кальцитовыми 3 стадии. Промежуточная зона, сложенная хлори-толитами, сменяется во внешней зоне антигоритовыми и хризотил-лизардитовыми серпентинитами. Методами термокриометрии и газовой хроматографии установлено, что формирование золотоносных родингитов 1 и 2 стадии имело место при стандартных для родингитов в целом условиях - t = 420-470°C, Р = 2-3 кбар, XCO = 0.001-0.02. В заключительную 3 стадию происходило снижение Р7-параметров
(0.5-1 кбар, 230-310°С) и повышение Xco до 0.04. Родингитизирующий флюид характеризуется экстремально высокой мольной долей воды - XH O = 0.942-0.981, значительным преобладанием среди газовых компонентов водорода - XH = 0.012-0.023, существенно хлоридно-магниевым составом, возможно с небольшим количеством СаС12 и FeCl2, низкой соленостью - 2.6-8.0 мас. % экв. NaCl. Изотопный состав минералов родингита (%о): хлорит - 518O = 5.5 . „6.6 и 5D = -42.8.. .-44.3; андрадид -5180 = 2.3.8; диопсид - 518O = 6.6.6; кальцит - 518O = 10.6.11.4 и 513C = 0.1.-1.8. Изотопный состав хлоритолита - 5180 = 5.9.6.6 и 5D = -49.8.-64.4; антигоритового серпентинита - 5180 = 6.5 и 5D = -65.2; антигоритизированного хризотил-лизардитового серпентинита - 518O = 6.8.6.9 и 5D = -127.-128. Расчет изотопного состава флюида, в равновесии с различными породами, указал на метаморфогенное происхождение родингитизирующего флюида. Флюид сформирован при участии воды, выделяющейся при дегидратации океанических серпентинитов, вещества ультраосновных и основных магматических пород и, на заключительной стадии, углерода морского происхождения.
Родингиты - породы, сложенные преимущественно пироксеном, гранатом, везувианом, цоизи-том, хлоритом, кальцитом, ксонотлитом и другими минералами, весьма широко распространены в массивах гипербазитов. Обычно они развиваются по дайкам и ксенолитам магматитов среднего и основного состава, реже формируются в тектонически ослабленных зонах в ультрабазитах или на контактах их с кремнистыми терригенно-осадочными породами.
Абсолютное большинство проявлений родингитов в мире не несет какой-либо рудной минерализации, однако, иногда в них наблюдаются высокие концентрации благородных металлов, прежде всего золота. Наибольшую известность среди золотоносных имеют родингиты Карабашского массива
альпинотипных гипербазитов на Ю. Урале, которые эксплуатировались на месторождении Золотая Гора в 1902-1946 гг. Исследователями этого месторождения не были обнаружены какие-либо породы, кроме серпентинитов, которые могли бы рассматриваться в качестве субстрата для родингитов. Данный факт позволил обосновать положение об апосерпентинитовой природе родингитов Золотой Горы [1], а их высокая золотоносность и хлорит-гранат-пироксеновый минеральный состав послужили основанием для выделения золотопродуктив-ной хлограпитовой (родингитовой) формации [2].
Образование оруденения золото-хлограпитовой (родингитовой) формации, по мнению авторов ее выделивших, является одноэтапным и связанным с поступлением глубинного родингитизирующего
флюида вдоль зон тектонических нарушений субмеридионального простирания. По этим представлениям родингиты относятся к метасоматическим образованиям, синхронным с антигоритизацией, а субстратом для них являлось вещество ультраосновных пород. Метасоматоз развивается с концентрацией золота, доходящей до промышленного уровня лишь в зонах разломов [2].
Недавнее исследование пород и руд Карабаш-ского массива, проведенное Э.М. Спиридоновым и П.А. Плетневым [3], поставило под сомнение правомерность выделения золото-родингитовой формации, поскольку, по мнению этих авторов, концентрация золота в родингитах связана с наложением на них лиственитизирующего процесса, а сами родингиты развиты по полностью переработанным дайкам габбро.
Изучение флюидного режима формирования родингитов Карабашского массива и их происхождения, предпринятое нами, направлено на решение возникших вопросов.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучены температуры фазовых переходов при нагревании и охлаждении индивидуальных газово-жидких включений, состав газов минералообразу-ющей среды, заключенной в минералах, изотопный состав С, О, Н минералов родингита и вмещающих пород. Рассчитаны изотопные характеристики ро-дингитизирующего и антигоризизирующего флюидов в реакциях изотопного обмена между компонентами флюида и минералами. При расчетах применялась программа профессора О. Веаи^т (Лавальский Университет, Канада), размещенная на сайте http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/beaudo-т/Оео^е8Веаи^т.Йш1.
Исследование газово-жидких включений осуществлялось на термокриостолике ТНМ80-600 фирмы "Linkam" (Англия), позволяющем производить измерения температур фазовых переходов внутри включений в диапазоне температур -196.. .600°С. Солевой состав растворов определялся по температурам эвтектик [4]. Концентрация солей во включениях оценивалась по температурам плавления льда для солевой системы №0-Н20 [5].
Исследования состава газов выполнялись пиро-литическим способом на газовом хроматографе "Цвет-800" с гелием в качестве газа-носителя. Методика позволяет определять Н2, N2, СО, С02, Н20,
Н28, С2Н^ 02^ С3Н6 + Оз^
изоС4Н10, С4Н8, н-С4Н10. Навески проб крупностью +0.25-0.5 мм предварительно обрабатывались нагретой разбавленной HN03 (1 : 1), промывались водой методом декантации и сушились при 100°С в течение 5-6 часов. Пробы карбонатных минералов кислотной обработке не подвергались. Подбор температурных диапазонов для анализа - до 300°С и
300-600°С (для карбонатов 300-450°С) и инертная среда его проведения исключают выделение газов за счет процессов разложения минералов, а также возможность протекания химических реакций между газами. Верхний температурный предел превышает на 200°С и более температуру гомогенизации включений, что обеспечивает относительную полноту их вскрытия. Для уточнения динамики выделения газов, отдельные пробы нагревались ступенчато до 800°С, т.е. выше температуры начала разложения минералов, слагающих породу.
Изотопный состав минералов выполнен в Аналитическом центре ДВГИ ДВО РАН на изотопном масс-спектрометре Finnigan MAT 252 с использованием двойной системы напуска. Подготовка образцов к масс-спектрометрическому изотопному анализу кислорода силикатов проведена по методике фторирования, водорода - по лазерной методике выделения воды из минералов [6], кислорода и углерода карбонатов - по методике с применением 100% фосфорной кислоты [7]. Воспроизводимость определения (1а) 518O, 513С и 5D составляет, соответственно, 0.1, 0.05 и 2.5%о.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ И СТАДИЙНОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ ЗОЛОТОНОСНЫХ РОДИНГИТОВ
Карабашский массив альпинотипных гипербази-тов находится на Ю. Урале в зоне Главного Уральского разлома, разделяющего палеоконтиненталь-ный и палеоокеанический секторы Урала. В центральной части зоны разлома присутствует серпентинитовый диапир, составной частью которого и является изученный массив, представляющий собой выжатое к поверхности меланократовое основание (O2-3) для осадочно-вулканогенных комплексов силура-девона Магнитогорского мегасин-клинория. Вулканогенно-осадочные породы сильно деформированы и образуют серию чешуй, разделенных взбросами восточного падения. При выдвижении диапира (после D3) в условиях широтного сжатия в его ядре сформировалась серия крутых взбросов, представленных в современной структуре рассланцованными серпентинитами и серпентиновым меланжем с фрагментами вулканогенных и осадочных пород [8]. Массив сложен апогарцбургитовыми и аподунитовыми антигори-товыми и, в меньшей степени, хризотиловыми и лизардитовыми серпентинитами. Редко встречаются маломощные тела клинопироксенитов и других пород [3].
В центральной части массива в субмеридиональном направлении почти на 3 км протягивается почти непрерывная полоса родингитов. В краевых его частях локализованы цепочки тел метасоматитов магнетит-хлорит-карбонатного, магнетит-хлоритового, гранат-хлоритового, кварц-рибекитового состава небольшой протяженности. На южном кон-
такте массива с вулканогенно-осадочной толщей известно проявление апогипербазитового кварц-фуксит-карбонатного лиственита с турмалином.
Тела родингитов сложены агрегатами трех основных минералов - диопсида, граната и хлорита различной зернистости, присутствующими в различных количественных соотношениях. Они оторачиваются зонами хлоритолитов, которые, в свою очередь, постепенно переходят в хризотиловые или антигоритовые серпентиниты. Массивные родингиты и хлоритолиты разбиваются сетью лестничных прожилков существенно диопсидового или кальци-тового состава. Тела родингитов имеют мощность до 3 м и на всем протяжении полосы золотоносны. Однако содержание золота достигало промышленных значений лишь в центральной части полосы на участке длиной 350-400 м.
Сведения о месторождении Золотая Гора можно найти в ряде публикаций, в том числе монографического плана [3, 9]. Наиболее полные данные о составе минералов родингитов и последовательности их отложения в различных типах пород приведены Э.М. Спиридоновым и П.А. Плетневым [3]. Среди пород, слагающих тела родингитов этими исследователями выделены ранние родингиты, поздние родингиты, хлоритолиты реакционной оторочки, а также жильные поздние родингиты трех поколений. Все эти обра
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.