ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2009, том 51, № 6, с. 560-567
УДК 550.42:553.2
ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ КИСЛОРОДА ЖИЛЬНОГО КВАРЦА И ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД НА МЕСТОРОЖДЕНИИ СУХОЙ ЛОГ (РОССИЯ)
© 2009 г. Т. А. Иконникова, Е. О. Дубинина, М. Р. Сароян, А. В. Чугаев
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35 Поступила в редакцию 18.05.2009 г.
Проведена оценка соотношений величин 5180 жильного кварца и метасоматически измененных сланцев, вмещающих кварцевые жилы и прожилки, относящиеся к основному этапу золотоносного оруденения на месторождении Сухой Лог. Установлено, что изотопный состав кислорода жильного кварца и вмещающих сланцев не является гомогенным. Вариации величин 5180 кварца жил, расположенных на Западном, Центральном и Сухоложском участках месторождения, находятся в пределах от +16 до +18 %е. Интервал вариаций величин 5180 метасоматически измененных сланцев на Западном и Сухоложском участках месторождения достигает 6 %е. Отчетливо прослеживается закономерность в соотношении величин 5180 жильного кварца и сланцев, непосредственно вмещающих жилы: 8 О жильного кварца всегда выше 8180 вмещающих сланцев, разница составляет от 3 до 7 %е.
Закономерные соотношения величин 8180 жильного кварца и вмещающих сланцев указывают на то, что изотопный состав кислорода рудоносного флюида, формировавшего систему кварцевых жил и прожилков месторождения Сухой Лог, в целом мог сформироваться при взаимодействии с изотопно-"тяжелы-ми" силикатными породами, например, такими как терригенные сланцы. 0днако это взаимодействие имело место на более глубоких уровнях месторождения Сухой Лог. Вероятно, что флюидная фаза, принимавшая участие в формировании системы жил и прожилков месторождения, могла иметь исходно высокие (> +10 %е) величины 8180, формировавшиеся в результате взаимодействия с изотопно-"тяжелыми" породами при низком соотношении флюид-порода. Изотопно-кислородные данные показывают, что флюид, принимавший участие в формировании золотоносного оруденения на месторождении Сухой Лог, не отвечает равновесию с магматическими породами при высоких температурах.
ВВЕДЕНИЕ
Палеозойское уникальное месторождение золота Сухой Лог (Патомское нагорье, Россия) относится, по мнению ряда исследователей, к гидротермаль-но-метасоматическому типу (Буряк, 1982; Дистлер и др., 1996; Лаверов и др., 2007 и др.). Для месторождений, связанных с проявлением флюидной активности, наиболее важной проблемой является выявление источника (или источников) рудообразующего флюида. Эта проблема - одна из ключевых в рудной геологии. Как и другие месторождения золота, залегающие в метаморфизованных осадочных породах, месторождение Сухой Лог характеризуется сложной эволюцией флюидной системы (Лаверов и др., 2007; Русинов и др., 2008; Мейте вг а1., 2008 и др.). В настоящее время существует несколько гипотез формирования золотоносных рудообразующих флюидных систем.
0ртомагматическая гипотеза предполагает, что источником флюида являются летучие компоненты, отделяемые при кристаллизации гранитоидных магм. 0на выдвигается, например, для месторожде-
Адрес для переписки: Т.А. Иконникова. E-mail: ikonnikova_tanya@mail.ru
ний Байя Мааре в Румынии (Grancea et al., 2002) или Шотган на Аляске (Rombach, Newberry, 2001). Эта гипотеза подразумевает наличие видимой или предполагаемой связи рудного месторождения с магматическим телом соответствующего состава и возраста. Для месторождения Сухой Лог такой отчетливой связи на данный момент не обнаружено (Буряк, 1982 и др.).
Конвективно-гидротермальная гипотеза, выдвигаемая, например, для месторождений Дорлин (Французская Гвиана, Lerouge et al., 1999), Барит Хилл (США, Seal et al., 2001) или для мезотермаль-ных месторождений Канады (Nesbitt, Muchlenbachs, 1989), существенную роль отводит флюиду метеорного или морского происхождения.
Однако для месторождений, связанных с проявлением регионального метаморфизма, эти гипотезы, как правило, неприменимы.
Чаще всего при интерпретации данных по месторождениям, залегающим в метаморфизованных породах, привлекаются гипотезы метаморфогенного источника флюида (Буряк и др., 1990; Kerrich, Fryer, 1988; Lu et al., 1996; Neumayr et al., 1998; Vielreicher et al., 2002; Mathur et al., 2000; Jingwen et al., 2000; Oberthur et al., 2000; Jia, Kerrich, 2000 и др.). При этом
считается, что флюид образуется при дегидратации и декарбонизации вмещающих, либо подстилающих глубинных пород терригенного или терригенно-вул-канического происхождения. Подобные взгляды на происхождение рудообразующего флюида обсуждаются и в отношении месторождения Сухой Лог (Meffre et al., 2008; Устинов и др., 2007).
Очень часто при интерпретации комплекса изотопных, геохимических и других данных рассматриваются процессы смешения флюида, поступавшего из разных источников (Jingwen et al., 2000; Бортников и др., 1996, 1998, 2004, 2007). Однако процесс смешения флюида из разных источников крайне сложно отличить от процессов трансформации флюида за счет полистадийного развития рудных тел на фоне изменения РГ-параметров либо за счет физико-химической трансформации собственно флюидной фазы, обусловленной гетерогенизацией системы Н2О-СО2 ± NaCl в процессе рудоотложе-ния (Meffre et al., 2008; Oberthur et al., 2000; Rombach, Newberry, 2001; Бортников и др., 1996, 2007 и др.).
Данная работа, как и другие исследования месторождения Сухой Лог, посвящена выяснению источника флюидной фазы, участвующей в процессе генерации руд. В настоящей статье использован один из подходов, давший первые результаты: выявление связи изотопных параметров в материале жил и непосредственно их вмещающих сланцев. Основной метод исследований - изотопно-кислородная геохимия, которая эффективна при изучении геологических объектов, формировавшихся с участием водной флюидной фазы. Так как изотопно-кислородная система минералов и пород чувствительна к взаимодействию с водным флюидом, она позволяет установить не только условия взаимодействия с флюидом, но также изотопную метку самой флюидной фазы.
Месторождение Сухой Лог в настоящее время активно изучается с применением современных, в том числе изотопных, методов (Дистлер и др., 1996; Лаверов и др., 1997, 200012, 2007; Chang et al., 2008; MeATe et al., 2008). В то же время данные об изотопном составе кислорода в силикатных минеральных ассоциациях месторождения существуют в крайне ограниченном количестве (Устинов и др., 2007; Русинов и др., 2008; Гаврилов, Кряжев, 2008). На основе полученных результатов авторы этих работ отмечают гомогенность изотопного состава кислорода жильного кварца в пределах всех участков месторождения и "незначительное" его отличие от изотопного состава силикатных вмещающих пород. Однако анализ опубликованных данных показывает, что эти выводы сделаны на основе изучения весьма ограниченного материала. Полистадийность образования месторождения, которая подтверждается поведением других изотопных систем (Лаверов и др., 2007; Meffre et al., 2008; и др.), указывает на необходимость детальных изотопно-кислородных исследо-
ваний не только жильного материала, но и непосредственно вмещающих жилы пород, чтобы, по возможности, проследить эволюцию флюидной системы и составить представление об источнике флюида.
Специальные исследования по соотношению изотопного состава кислорода жильного кварца и вмещающих метасоматизированных сланцев месторождения Сухой Лог ранее не проводились. Высокая активность кварца при растворении и кристаллизации позволяет использовать изотопный состав кислорода этого минерала в качестве маркера переноса и концентрирования рудного вещества. Это требует, по нашему мнению, детальных изотопно-кислородных исследований, не только минеральных ассоциаций рудных тел, но и вмещающих сланцев месторождения.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Месторождение Сухой Лог находится на территории крупнейшего в России Ленского золотодобывающего района в северной части Байкало-Патомского нагорья. Собственно месторождение приурочено к центральной части Бодайбинского синклинория, который в плане представляет собой широкую, серповидную складчатую область, сложенную мощной терригенно-осадочной толщей протерозойского возраста. Подробные геологические данные о строении месторождения, морфологии рудных тел и последовательности минералооб-разования представлены в ряде работ (Буряк, 1982; Мейге вг а1, 2008; Дистлер и др., 1996; Русинов и др., 2008).
В структурном плане месторождение Сухой Лог расположено в западной части Сухоложской антиклинали, ядро которой сложено метаосадочными породами (черными сланцами, алевросланцами, филлитами и филлитовидными сланцами) хомол-хинской свиты, а приядерная зона и крылья - терри-генно-карбонатными отложениями имняхской свиты. Главные породообразующие минералы пород хомолхинской свиты кварц (30-50%), хлорит (1025%), серицит (10-30%), карбонаты (10-30%) и полевые шпаты (1-3%); акцессорные минералы - рутил, турмалин, фторапатит, лейкоксен и циркон (Буряк, 1982). Золотоносная минерализация приурочена к системе кварцевых жил и кварц-сульфидных (пирит, пирротин) прожилков и локализована в осадочных породах хомолхинской и имняхской свит. Выделяют два основных этапа флюидной активности, проявленной при формировании месторождения. К раннему этапу относят формирование зон кварц-сульфидных прожилков, несущих основное промышленное оруденение, к позднему этапу - формирование золотоносных кварцевых жил (Буряк, 1982; Мейге вг а1., 2008; Устинов и др., 2007; Лаверов и др., 2007). В данной статье представлены результаты изучения
кварца как из жил позднего, так и из прожилков раннего этапов.
Геологоразведочные работы, проведенные на Сухоложском рудном поле в 2005 г., показали, что по геолого-структурному положению, условиям залегания, морфологии, составу и пространственному положению все рудные тела представляют единое месторождение Сухой Лог с выделенными участками - Сухоложский, Центральный, Западный, Северо-Западный. Общие размеры месторождения по простиранию составляют 5.5 км, по ширине - 1.51.6 км, по падени
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.