ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2007, том 49, № 6, с. 535-558
УДК 552.112
ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ И СУЛЬФИДНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ В ГАББРОИДАХ ВПАДИНЫ МАРКОВА (СРЕДИННО-АТЛАНТИЧЕСКИЙ ХРЕБЕТ, 6° С.Ш.)
© 2007 г. Е. В. Шарков*, С. С. Абрамов*, В. А. Симонов3*, Д. И. Кринов*, С. Г. Сколотнев2*, В. Е. Бельтенев4*, Н. С. Бортников*
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35 2*Геологический институт РАН 119017, Москва, Ж-17, Пыжевский пер.,7 3*Институт геологии и минералогии СО РАН 630090, Новосибирск, просп. академика Коптюга, 3 4*Полярная морская геологоразведочная экспедиция МПР РФ 189510, Ломоносов, ул. Победы, 24 Поступила в редакцию 25.06.2007 г.
Изучен новый тип сульфидного рудопроявления, связанного с метасоматитами по брекчированным габброидам, выявленный на полигоне Сьерра-Леоне в осевой рифтовой долине Срединно-Атланти-ческого хребта (впадина Маркова, 6° с.ш.). Среди драгированных магматических пород здесь выявлены две ассоциации, присутствующие в форме интрузивных, субвулканических и вулканических образований: 1) базальты срединно-океанических хребтов (MORB) и их интрузивные аналоги; и 2) образования кремнеземистой Fe-Ti-оксидной серии, где ведущую роль играют Fe-Ti-оксиднфябкроо3 риты, а также встречены трондьемиты. Практически все магматические породы на полигоне Сьерра-Леоне обогащены РЬ, Си, и, Rb, Та и №Ь, а также Cs и Rb, и обеднены Zr, ТЙ и Ш. Особенность пород Fe-Ti-оксидной серии - их обогащенность Zn, Sn и Мо при пониженных содержаниях № и Сг.
Главная рудоносная зона расположена в основании восточного борта впадины, среди катаклазиро-ванных роговообманковых габбро и габброноритов Fe-Ti-оксидной серии. Рудная минерализация в метасоматически-измененных породах представлена кварц-сульфидными и пренит-сульфидными прожилками, сульфидной вкрапленностью и жильными медно-колчеданными рудами. Минеральный состав руд представлен пиритом, халькопиритом, сфалеритом, пирротином, борнитом, халькозином и диггенитом. Величина 534$ в сульфидах варьирует от 3.0 до 15.3%о. В рыхлых осадках в основании восточного склона впадины Маркова, непосредственно под рудоносной зоной, встречены зерна самородных металлов (Си, РЬ, Zn и Sn) и интерметаллидов (изоферроплатина, тетраферро-платина и латунь), очевидно, входивших в состав руд.
Изучены минеральные парагенезисы рудоносных метасоматитов и флюидные включения в них. Рудный метасоматоз происходил при низком потенциале кислорода в интервале температур от ~400°С до 160°С, но первоначальные гидротермальные изменения пород имели место при температурах 800-450°С. Температуры формирования прожилково-вкрапленной минерализации оцениваются в 170-280°С. Гидротермальные флюиды первоначально имели, по-видимому, магматическое происхождение, а по мере развития гидротермальной системы постепенно разбавлялись морской водой, содержащейся в трещиноватой океанической коре. Источником рудного вещества могли быть как магматогенные флюиды, выделявшиеся из водонасыщенных расплавов Fe-Ti-оксидной серии при их подъеме к поверхности, так и вмещающие габброиды, из которых рудные компоненты извлекались в процессе метасоматических преобразований.
ВВЕДЕНИЕ
Обнаружение более 20 лет назад в рифтовых зонах океанов рудообразующих систем поставило перед геологами новую проблему оценки мас-
Адрес для переписки: Е.В. Шарков. E-mail: sharkov@igem.ru
штабов и закономерностей современного рудооб-разования на большей по площади части нашей планеты. Особенно это касается колчеданных месторождений, связанных преимущественно с офиолитовыми ассоциациями и нередко рассматриваемых как древние аналоги современных
20°
10°
0'
10°
60° 50° 40° 30° 20° 10° 0° 10°
Фиг. 1. Обзорная карта с положением полигона.
"черных курильщиков". Подавляющая часть современных "черных курильщиков", обнаруженных в 1970-1980-х гг., располагается в осевых зонах спрединга Мирового океана. Связанные с ними сульфидные постройки образуются на магматической стадии развития рифта на неовулканических поднятиях, сформированных непосредственно над магмаподводящими каналами. Позднее были выявлены современные рудообра-зующие системы, располагающиеся в серпенти-низированных ультраосновных породах океана, такие как гидротермальные поля Логачев, Ашад-зе и Рейнбоу (Batuev вг а1., 1994; Krasnov вг а1., 1995, Fouquet вг а1., 1993; Бельтенев и др., 20041; Бортников, Викентьев, 2005). Они были открыты в тех сегментах медленно-спредингового Средин-но-Атлантического хребта (САХ), которые находятся на тектонической стадии развития и активность которых контролируется разломами в бортах осевой или рифтовой долины. Минералого-геохимические черты этих гидротермальных систем также отличаются от приуроченных к неовулканическим поднятиям (Богданов и др., 2002).
Еще один тип рудной минерализации, развитый в такой же тектонической обстановке, был открыт нами в осевой части САХ, во впадине Маркова (полигон Сьерра-Леоне), в 10-м рейсе
НИС "Академик Иоффе" в 2001-2002 гг. (Пуща-ровский и др., 2004) и подтвержден в 22-м рейсе НИС "Профессор Логачев" в 2003 г. (Бельтенев и др., 20042). Эта минерализация связана с зонами метасоматической переработки габброидов и представлена вкрапленностью, прожилками и жилами сульфидов. Во время работ было проведено около 100 драгирований, в ходе которых было поднято около 2400 кг коренных пород, в том числе околорудноизмененные породы с сульфидной минерализацией и фрагменты жильных медно-колчеданных руд (около 50 кг рудного вещества).
В работе изложены результаты изучения геологического строения рудоносной зоны, петрографии и геохимии вмещающих ее пород, приведено описание рудоносной структуры и сульфидной минерализации, охарактеризованы ру-догенерирующие метасоматические процессы, состав флюидных включений в метасоматиче-ских минералах, а также результаты изучения изотопии серы в сульфидах.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА
Изученный сегмент САХ находится в районе разлома Сьерра-Леоне, между разломом Богданова (7°10' с.ш.) и 5°00' с.ш. (фиг. 1). К северу от
разлома Богданова осевая долина хребта смещается серией крупных трансформных разломов (Вима, Архангельского, Долдрамс, Вернадского). Рельеф хребта сильно расчленен, и его минимальная глубина составляет около 2 км. Южнее 5°00' с.ш. и до разлома Страхова САХ представляет собой плато, пересекаемое узкой меридионально-ориентированной осевой рифтовой долиной (Пущаровский и др., 2004). Своеобразие мор-фоструктурного облика сегмента заключается в отсутствии здесь трансформных разломов и изменчивом простирании рифтовой долины, образованной кулисообразной системой грабенооб-разных впадин глубиной до 4-5 км, одной из которых и является впадина Маркова. Этот сегмент САХ также отличается от смежных участков пониженным уровнем сейсмичности. Как было замечено А.О. Мазаровичем и С.Ю. Соколовым (1998), именно в пределах таких районов обычно локализуются известные крупные рудные сульфидные залежи, связанные с "черными курильщиками".
Особое внимание к этому полигону было вызвано тем, что в ходе драгирования в 22-м рейсе НИС "Академик Страхов" из бортов рифтовой долины в районе впадины Маркова были подняты долериты с редкой сульфидной вкрапленностью вдоль зонок низкотемпературных изменений. Была выполнена целая серия драгирований и в прилегающих рифтовых структурах, но основное внимание было уделено драгированию впадины Маркова, где и было выявлено богатое сульфидное оруденение. Оно представлено относительно крупнозернистым прожилково-вкрап-ленным преимущественно халькопиритовым оруденением среди пренит-хлорит-эпидотовых метасоматитов, развитых по апогаббровым ми-лонитам и катаклазитам. Данные по составу железо-марганцевых образований (Базилевская, Сколотнев, 2002), термохалинной структуре морской воды (Демидова и др., 2003), прозрачности морской воды (Пущаровский и др., 2004) косвенно указывают на то, что в районе впадины Маркова могли и могут действовать гидротермальные системы, разгружающиеся на морском дне.
Геологическое строение впадины Маркова
Размеры впадины Маркова составляют 2022 км вдоль оси рифта при ширине от 8 до 11 км при глубине до 4975 м. Впадина ограничена уступами высотой в 700-800 м. Рудопроявление обнаружено в северной части впадины, у основания ее восточного склона. Рифтовая долина здесь имеет асимметричное строение: крутой восточный борт, где глубины меняются от 5.0-4.6 км до 2.2 км на расстоянии всего 3-4 км и более пологий западный, со сменой глубин от 5-4.6 км до 2.8 км
на расстоянии 10.5 км от оси рифта. Мощность рыхлых осадков у подножья восточного склона достигает 30 м.
Судя по результатам драгирования, борта рифтовой долины сложены плутоническими породами: серпентинизированными перидотитами и габброидами, милонитами и катаклазитами по ним и различными метасоматитами. Сильно измененные и тектонизированные базальты и долериты обнажены как на дне долины и ее флангах, так и в верхней части склонов; свежие базальты с корками вулканического стекла встречены на дне долины, либо на склонах неовулканических поднятий.
Детальное опробывание восточного и юго-восточного склонов впадины Маркова позволили построить геологическую схему рудоносного участка (фиг. 2). При этом было выявлено по крайней мере две зоны интенсивных тектонических деформаций и метасоматоза (на уровнях 4400-4600 и 3700 м), простирающиеся в северозападном направлении вдоль борта впадины, с нижней из которых связано сульфидное оруденение (Бельтенев и др., 20042).
В обоих бортах рифтовой долины развиты одинаковые комплексы пород, характеризующие весь разрез океанической коры. Судя по результатам дистанционных исследований восточного борта впадины Маркова, выполненных с помощью морского акустического комплекса (сонара бокового обзора) ГБО МАК-1М в 22-м рейсе НИС "Профессор Логачев" в 2003 г., эта кора здесь имеет хорошо выраженное расслоенное строение. Это позволяет думать, что большинство изученных нами пород входит в состав расслоенного комплекса, аналогичного наблюдаемому в офиолитовых ассоциациях типа Монвизо в Зап
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.