УДК 546.56:553.22(470.5)
ГУМЕШЕВСКОЕ CКAPН0В0-MEДН0-П0РФИP0В0E МЕСТОРОЖДЕНИЕ (СРЕДНИЙ УРАЛ, РОССИЯ): АНАЛИЗ ЭВОЛЮЦИИ РУДНО-МАГМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЗОТОПНОЙ ГЕОХИМИИ Sr, Nd, С, О, Н)
© 2010 г. А. И. Грабежев
Институт геологии и геохимии УрО РАН 620151, Екатеринбург, пер. Почтовый, 7 Поступила в редакцию 26.05.2009 г.
Гумешевское месторождение Dj-возраста является одним из наиболее крупных объектов "диоритовой модели" медно-порфировой системы, парагенетически связанной с малокалиевым кварц-диоритовым комплексом островодужного типа. Значения (87Sr/86Sr)t и (sNd)t в кварцевых диоритах составляют (на возраст 390 млн. лет) соответственно 0.7038—0.7045 и 5.0, 5.1, свидетельствуя о значительной роли мантийного компонента в составе диоритов. Содержания типоморфных микроэлементов (г/т): X РЗЭ = 30—48, Rb = 5—10, Y = 9—15, Nb = 1—2. На спектрах РЗЭ отсутствует Eu-аномалия. Эндоскарны представлены низкотемпературной высокоокисленной амфибол-эпи-дот-гранатовой фацией, обязательно содержащей внешнюю зону эпидозитов. Широко проявился метасоматизм ретроградного этапа с замещением экзоскарнов и мраморов силикатно(хлорит, тальк, тремолит)-магнетит-кварц-карбонатными метасоматитами. Величина отношения 87Sr/Sr в эпидоте эндоскарнов и в карбонате ретроградных метасоматитов (соответственно 0.7054—0.7058 и 0.7053—0.7065) отвечает промежуточному значению между диоритоидами и мрамором (87Sr/86Sr = = 0.70784 ± 2). Изотопные параметры флюида, равновесного при 400°С с силикатами скарнов и эк-зоскарновых ретроградных метасоматитов составляют (относительно SMOW): б18О = +7.4 ... +8.5% и 8D = —49 ... —61%е. Значения 813С и б18О в карбонатах ретроградных апомраморных метасоматитов равны соответственно —5.3 ... +0.6 (относительно PDB) и +13.0 ... +20.2% (SMOW). Сульфиди-зация завершает метасоматоз, неравномерно накладываясь на все метасоматиты и мрамора с образованием рудных тел (в том числе массивных колчеданов). Величины 834S сульфидов отвечают 0 ± ± 2% (относительно CDT), а отношение 87Sr/86Sr в кальците позднего кальцит-пиритового апомра-морного метасоматита составляет 0.704134 ± 6. Между значениями 513С и 87Sr/Sr в послерудных жильных карбонатах установлена прямая линейная зависимость (r = 0.98, n = 6, тренд выходит в поле мрамора). Нижней части линии регрессии отвечает "магматический" (по терминологии, Bowman, 19982) кальцит с минимальными значениями 813С, 518O и отношения 87Sr/Sr (соответственно —6.9 %, +6.7% и 0.70378 ± 4). Изложенные изотопные данные свидетельствуют о поступлении порций магматического флюида на всех стадиях минералообразования и о его обычном взаимодействии с мрамором, а также с другими породами, что сопровождается изменением изотопного состава Sr, С и О во флюиде. Это подтверждает установленную для месторождения ведущую роль перераспределения петрогенных компонентов субстрата и РЗЭ при метасоматозе. Нередко фиксируется также примесь метеорной и метаморфической воды в кварце из послерудных жил.
ВВЕДЕНИЕ
Гумешевское месторождение (расположено в 60 км южнее г. Екатеринбурга) Вгвозраста разрабатывается с перерывами с 1719 г. по настоящее время. Месторождение прославилось высококачественным малахитом, который добывался в первый период его эксплуатации. Рудное поле хорошо разбурено до глубины 400—600 м, а центральная его часть была вскрыта шахтой. На месторождении добыто примерно 177000 т меди из окисленных и первичных руд. Промышленные запасы сейчас составляют 462000 т меди (при содержании в гипогенных
Адрес для переписки: А.И. Грабежев. E-mail: gra-bezhev@igg.uran.ru
рудах 1.2—1.5 мае. % Си), а запасы по категории Р1 — 798000 т или более (Штейнберг, 2000 и др.). В настоящее время извлечение меди ведется методом подземного выщелачивания только из карстовой зоны. Согласно известным классификациям (Жариков, Омельяненко, 1978; Эйнауди и др., 1984), месторождение соответствует скарново-медно-порфи-ровым (Грабежев и др., 2001) с промышленной концентрацией меди преимущественно в сульфидизи-рованных экзоскарнах, апомраморных силикатно-кварц-сульфидно-карбонатных метасоматитах и в зоне окисления. В отличие от большинства крупных скарново-медно-порфировых объектов, ассоциирующих с монцонитоидным магматизмом, Гу-мешевское месторождение парагенетически связано
Фиг. 1. Схематическая геологическая карта Гумешев-ского рудного поля (здесь и на Фиг. 2 по данным По-левской ГРП с изменениями автора). 1 — кварц-диоритовый комплекс Гумешевской дайки (Б1_2); 2 — мрамора (В^; 3 — серицит-хлорит-кварц-альбитовые сланцы ^-В^; 4 — габбро Полевского массива; 5 — скарновые тела; 6 — проекции рудных тел на поверхность (в северной части преимущественно медистые глины); 7 — контур рудопроявления над Восточным кварц-диоритовым массивом; 8 — поперечные тектонические нарушения; 9 — центральная часть Гумешевского месторождения; 10 — положение широтного бурового профиля 12.
с малой интрузией кварцевых диоритов островодуж-ного типа. Эндоскарновые колонки представлены не типовой пироксен-гранатовой фацией, а исключительно эпидот-гранатовой фацией (иногда с небольшим количеством пироксена). Месторождение изучено нами на современном уровне, что позволяет
привести новые данные по составу и условиям формирования медно-порфирового месторождения "диоритовой" модели. Результаты детального изучения рудоносных гранитоидов, скарнов, гид-роксилэллестадитовых и пломбиерит-тобермори-товых метасоматитов изложены нами ранее (Грабе-жев, 2004; Грабежев и др., 2001, 2007) и в настоящей статье приводятся в очень кратком виде. Наибольшее внимание уделено метасоматитам ретроградного этапа, частично рудам и анализу изотопного состава ряда элементов.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Гумешевское рудное поле находится на границе Тагильской вулканогенной и Восточно-Уральской сиалической мегаструктур в пределах долгоживу-щего Серовско-Маукского глубинного разлома, что определяет положение и линейную субмеридиональную ориентировку при крутом (60°—70°) восточном падении перемежающихся диоритои-дов, мраморов, серпентинитов, скарнов, разнообразных метасоматитов ретроградного этапа и образовавшихся по ним рудных тел (Иванов, 1941; Бугаев, 1967; Мошев, 1993; Грабежев и др., 2001 и др.). Месторождение приурочено к западному контакту
гипабиссальной Гумешевской кварц-диоритовой (с фациальными и секущими телами диоритовых порфиритов) дайкообразной малой интрузии, простирающейся в субмеридиональном направлении на 6—7 км при ширине 80—400 м и крутом падении на восток (фиг. 1, 2). Минимально измененные кварцевые диориты слагаются сильно соссюритизирован-ным андезином № 40—52, кварцем (11—21 мас. %) и частично хлоритизированным амфиболом (15— 25 мас. %). Химический состав приведен в табл. 1. Величина отношения Fe2Оз/(Fe2Оз + FeO) в грани-тоидах составляет 0.40—0.65, свидетельствуя об окислительной обстановке их формирования. Содержания типоморфных микроэлементов отвечают (г/т): сумма РЗЭ = 30—48 (при отсутствии аномалии Ей), Rb = 5-10, У = 9-15, N = 1-2, 2г = 20-41, Li = 414, Ве = 0.4-0.5. Гранитоиды массива в локальных зонах серицитизированы (до слюдисто-кварцевых сланцев). Примерно в 600 м на восток от Гумешевской дайки находится не вскрытый на поверхности небольшой Восточный купол повсеместно умеренно серицитизированных кварцевых диоритов, аналогичных выше охарактеризованным, со слабо изученной объемной прожилково-вкрапленной халькопирит-пиритовой минерализацией.
Скарны представлены преимущественно ин-фильтрационными (гораздо реже - биметасомати-ческими) колонками мощностью 2-10 м, которые образуют зоны мощностью до 55 м и протяженностью по простиранию и падению от десятков до сотен метров (фиг. 2). Полная генерализованная схема зональности биметасоматической колонки имеет
Фиг. 2. Схематический геологический разрез северной части Гумешевского рудного поля по профилю 12. 1 — карстовые глины; 2 — меденосные карстовые глины (гипергенные рудные тела); 3 — кварцевые диориты Гумешев-ской дайки (в западной части разреза) и Восточного массива (в восточной части разреза); 4 — мрамора; 5 — углисто-кварцевые сланцы; 6 — серицит-хлорит-кварц-альбитовые сланцы; 7 — карбонат-кварц-хлорит-альбит-серицитовые сланцы; 8 — туфопесчаники; 9 — серпентиниты; 10 — скарны и кварц-карбонатные метасоматиты; 11 — гипогенные рудные тела (сульфидизированные метасоматиты). На разрезе не показаны алювиально-делювиальные отложения, имеющие небольшую мощность. Разрез через центральную часть месторождения приведен в (Грабежев и др., 2001).
вид: пропилитизированный гранитоид-амфиболо-вый эпидозит-амфиболовый эпидот-гранатовый эндоскарн (часто с пироксеном)-актинолитовый гранатовый экзоскарн (иногда с пироксеном)-андрадитовый экзоскарн-мрамор (Грабежев, 2004). Во многих аподиоритовых колонках (34% от их числа) центральная зона слагается только эпидозитом. Скарны обычно заметно карбонатизированы (до 67 мас. % кальцита). Весьма редко, что подчеркивалось и другими исследователями (Бугаев, 1967; Мо-шев, 1993), встречаются пироксен-гранатовые эк-зоскарны. В колонке диорит-эпидозит-эпидот-гранатовый эндоскарн значительно возрастает содержание кальция и соответственно уменьшается содержание кремния при небольшой вариации количества алюминия, который нередко в небольшом количестве выносится (табл. 1). Образование скарнов по мраморам сопровождается привносом кремния и небольшого количества алюминия, источник которых может быть связан с формированием зоны эпидот-гранатовых эндоскарнов. Фиксируется значительный привнос железа с увеличением желези-стости минералов к внутренней зоне эндоколонок. Источник железа, как и на многих других скарно-вых месторождениях, не вполне ясен.
Апомраморные и апоэкзоскарновые метасоматиты (силикатно) -магнетит-кварц-карбонатного состава, образовавшиеся в ретроградный (пост-скарновый) этап минералообразования, имеют исключительно широкое распространение. Обычно в той или иной мере они содержат наложенные пирит и халькопирит. При повышенном количестве халькопирита (и борнита) метасоматиты отвечают руд-
ным телам, которые образуют рудную зону протяженностью более 4 км, кр
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.