ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 463, № 6, с. 692-695
ГЕОХИМИЯ
УДК 550.4:552.57/58
ГЕОХИМИЯ РАССЕЯННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ ФОРМАЦИЙ
© 2015 г. А. Е. Будяк, член-корреспондент РАН Н. А. Горячев, Э. А. Развозжаева, А. М. Спиридонов, О. Т. Соцкая, Н. Н. Брюханова
Поступило 03.03.2015 г.
Изучены битумоиды из разновозрастных углеродсодержащих сланцев Байкало-Патомского нагорья и месторождения Дегдекан (Яно-Колымская складчатая система). Определено, что битумоиды Бодайбинского синклинория в основном представлены асфальтенами, асфальтогеновыми кислотами и углеводородами, а битумоиды Дегдеканского месторождения практически полностью — углеводородами.
Б01: 10.7868/80869565215240160
Наряду с признанием роли органического вещества (ОВ) как геохимического барьера при гидротермальном благороднометальном рудообразо-вании в черносланцевых формациях появляются данные о его способности к транспортировке металлов в условиях катагенетических и метаморфических преобразований [6, 7].
Нами проведены исследования ОВ в углеродсодержащих породах и рудах неопротерозойских золоторудных месторождений Красное, Голец Высочайший, Сухой Лог (Байкало-Патомское нагорье) и позднемезозойского месторождения Дегдекан (Яно-Колымская складчатая система). Помимо валового углеродистого вещества (УВ) мы изучили спирто-бензольный битумоид (СББ), а также нерастворимое органическое вещество (НОВ). Извлечение и исследование растворимой и нерастворимой компонент УВ осуществляли методами, описанными в работе [5].
Для месторождений Бодайбинского синкли-нория уровень содержания Сорг в породах рудо-проявления Красное оказался выше, чем в рудо-вмещающих породах месторождений Сухой Лог и Голец Высочайший (табл. 1). Это обусловлено тем, что рудовмещающие отложения вачской
Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
E-mail: budyak@igc.irk.ru Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт им. Н.А. Шило Дальневосточного отделения Российской Академии наук, Магадан
свиты исходно обогащены углеродом до 10%. Содержание Аи в образцах, отобранных с рудных участков этих месторождений, варьируется от 1.0 до 4.1 г/т, а за их пределами и на флангах — от 0.001 до 1 г/т.
Для месторождения Дегдекан концентрация Сорг в безрудных породах составила 0.9-1.1% при содержании Аи < 0.01 г/т, а в рудных зонах — 1.74—3.27% при содержании Аи от 0.02—0.16 до 2.4-13.2 г/т [2, 3, 8].
Содержание битумоида в образцах составило 0.011% для Сухого Лога (карьер Западный), 0.013% для Красного и 0.004% для Дегдекана. Концентрации Аи в битумоиде месторождений Байкало-Патомского района находятся в пределах 0.68-2.17 г/т. Для Дегдеканского месторождения содержание Аи составляет 0.32 г/т [8].
Анализ ИК-спектров показывает, что битумо-иды Красного и Сухого Лога близки по составу (рис. 1). В спектрах присутствуют полосы поглощения сложных (1720-1740 см-1) и простых эфирных связей (1000-1100, 1280 см-1), а также алифатических соединений (1380-1390, 14601470, 2800-3000 см-1). Присутствие ароматических структур в битумоидах месторождений Бодайбин-ского синклинория угадывается по наличию плеча поглощения в области 1600 см-1, перекрытого интенсивной полосой связей С=О (1740 см-1). Полоса в области 3200-3400 см-1 указывает на наличие ОН-групп карбоновых кислот и спиртов.
ИК-спектры для месторождения Дегдекан имеют ряд отличий от спектров образцов бодай-бинских объектов. Эти спектры характеризуются полосами поглощения метильных и метиленовых
Таблица 1. Содержание валового углерода (%), золота в исходных породах и в битумоидах золоторудных месторождений Бодайбинского синклинория (г/т)
Проба Характеристика пород Месторождение, позиция С орг Аи
в ХБ в исходной породе
С. 341 аи + уе (С-сланец) Красное (НР) 1.71 1.25 0.1
Красное (Р) 3.09 0.80 1.0
Красное (ПР) 1.96 0.68 0.08
9106/1 уе (С-8ьсланцы) Красное (фланг) 2.67 1.16 0.015
9105/2 ап (С-сланец) 1.46 0.81 0.001
9156/1 уе (С-сланец) 4.82 Н.о. Н.о.
СЛ-2 Иш (С-сланец) Сухой Лог (ПР) 0.65 1.55 1.10
С.292 88-93 м (С-сланец) Сухой Лог (фланг Западный) 0.93 1.38 0.30
С.671 63-65 м (С-сланец) 1.66 0.99 0.20
С.180 88-195 м (С-сланец) 0.70 1.61 0.60
С.286 (С-сланец) Сухой Лог (Р) 0.83 0.91 1.00
С-100 Иш (технологическая проба) Сухой Лог (Р) 1.51 2.05 4.10
9003/1 Иш, нижн. подсвита (С-сланцы) Высочайший (Р) 2.94 2.17 0.022
9008/1 0.84 2.02 0.0038
Примечание. ХБ — хлороформенный битумоид. Свиты: аи — аунакитская, уе — вачская, ап — анангрская, Иш — хомолхинская. Интервал опробования: НР — надрудный, Р — рудный, ПР — подрудный.
групп углеводородов (1390, 1460 см 1) и н-алкано-вых цепей (2850, 2920—2970 см-1). Полосы поглощения ароматических структур, кислородных функциональных групп карбоновых кислот, альдегидов, ароматических сложных эфиров или циклоалкан-ароматических соединений с гетеро-элементами (^ О, 8) также присутствуют в ИК-спектрах, но их количество улавливается на уровне следов. Наблюдается небольшой пик в области, принадлежащей моноциклическим циклоал-канам (970 см-1).
Наличие сложных и простых эфирных связей в веществах образцов всех перечисленных месторождений, безусловно, указывает на бактериаль-но-планктоногенный источник ОВ исследуемых толщ.
Изотопный состав УВ месторождений Красное и Сухой Лог различается (-21.5%о и -17.5%о соответственно), но практически идентичен внутри месторождений при сравнении рудных тел и безрудных пород, что свидетельствует об изотопном единстве УВ. Это предполагает единство источника углерода и его изначально породное происхождение. Разница изотопного состава Сорг между объектами, по всей вероятности, объясняется изотопным обменом между графитом и углеродом карбонатов в условиях прогрессивного метаморфизма (с повышением температуры процесса выше 250°С [4, 9]) и последующего метасоматоза, что приводит к увеличению доли 13С в графите.
Этот вывод находит подтверждение в гораздо большем присутствии карбонатной составляющей отложений хомолхинской свиты относительно вачской свиты, вмещающей месторождение Красное. Средние значения 813С битумоида месторождений Сухой Лог и Голец Высочайший оказались более легкими (-27.1%), чем таковые битумоида рудопроявления Красное (-28.5%). НОВ (кероген) сравниваемых объектов отличается более значительно с вариациями в 4-8%. Как и в случае с растворимой составляющей, кероген на месторождении Сухой Лог (813С = -17.5%) менее обогащен легким углеродом по сравнению с НОВ Красное (813С = -21%).
Аналогично это имеет место и для месторождения Дегдекан, где вместе с Сорг в породах с 813С = -22.4% постоянно отмечают наличие карбоната доломит-анкеритового ряда с 813С = = — 8.8%. Вероятно, состав битумоида осадочных отложений, наименее измененных поздними преобразованиями, унаследован от биопредшественника - фитопланктона, а утяжеление углерода керогена объясняется восстановлением ОВ пород с выносом изотопно-легких газообразных углеводородов в условиях повышения температуры и давления. Таким образом, результаты исследований свидетельствуют о том, что фракционирование изначально изотопно-легкого органического углерода осадочных пород происходит при значительном повышении термодинамических параметров в присутствии карбонатной минера-
694
БУДЯК и др.
X, см 1
Рис. 1. ИК-спектры спирто-бензольных битумоидов изученных месторождений.
лизации. При этом изотопный состав углерода битумоида остается близким к изотопному составу первично осадочного углерода.
В составе битумоидов Сухого Лога присутствует СББ состава: С 63.79-64.91; Н 7.15-7.60, N + + S + O 22.67-27.94%, что близко к элементному составу СББ месторождения Дегдекан (С 62.8563.04, H 9.39-9.43, N + S + O 26.95-27.63%).
Таким образом, поскольку транспорт металла в составе битумоида возможен исключительно с его тяжелыми неуглеводородными фракциями, которые в своих молекулах обычно содержат электродо-норные атомы O, S, N, P [1], присутствие этих фракнций среди битумоидов указывает на их участие в переносе благородных металлов. При этом возможность транспорта благородных металлов в
составе катагенного флюида, представленного би-тумоидом, выглядит более вероятной для месторождений Бодайбинского синклинория. Поскольку реликты первичного битумоида месторождения Дегдекан в основном представлены углеводородной фракцией, роль углерода в пределах этого месторождения, вероятно, определяется сорбционными свойствами его нерастворимой части, выступающей в качестве геохимического барьера при разгрузке гидротермального флюида, что, однако, не отрицает участия первичного ка-тагенного флюида в процессе рудообразования.
Обнаруженная разница ИК-спектров углерода отложений чехла юга Сибирской платформы и ее складчатого обрамления и углерода отложений Аян-Юряхского синклинория свидетельствует о
возможной связи формирования месторождений Бодайбинского района с единым процессом, из чего следует, что источник битумоида в этом регионе, а соответственно и рудного компонента, был также единым. В становлении месторождения Дегдекан, по всей вероятности, кроме осадочно-метаморфогенного принимал участие гидротермальный флюид эндогенного генезиса.
Работа выполнена частично при финансовой поддержке РФФИ (грант 15-05-00172-а) и ДВО РАН (грант 15-1-2-073) при использовании научного оборудования Байкальского аналитического ЦКП СО РАН.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Варшалл Г.М., Велюханова Т.К., Кощеева И.Я.
и др. // Геохимия. 1994. № 6. С. 814-824.
2. Ганжа Г.Б., Ганжа Л.М. // Руды и металлы. 2004.
№ 4. С. 24-32.
3. Горячев Н.А., Соцкая О.Т., Горячева Е.М., Михали-цына Т.И., Маньшин А.П. // ДАН. 2011. Т. 439. № 1. С. 79-82.
4. Макрыгина В.А., Петрова З.И., Пономарчук В.А., Смирнова Е.В., Сандимирова Г.П., Бобров В.А. // Геология и геофизика. 2000. T. 41. № 10. С. 13601368.
5. Мартихаева Д.Х., Макрыгина В.А., Воронцов А.Е., Развозжаева Э.А. Углеродистое вещество в метаморфических и гидротермальных породах. Новосибирск: Изд-во СО РАН, Филиал "Гео", 2001. 9 с.
6. Немеров В.К., Станевич А.М., Развозжаева Э.А., Будяк А.Е., Корнилова
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.