УДК 553.412:553.065
ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ СЕРЫ СУЛЬФИДОВ СЕРЕБРОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ МАНГАЗЕЙСКОЕ (ВОСТОЧНАЯ ЯКУТИЯ, РОССИЯ) © 2010 г. Е. Ю. Аникина, Г. Н. Гамянин, Н.С. Бортников
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35 Поступила в редакцию 14.07.2010 г.
Проведено исследование последовательности формирования рудных зон и соотношения изотопов серы сульфидов серебро-рудного месторождения Мангазейское. Месторождение локализовано в зоне Нюектаминского разлома в восточном крыле Эндыбальской антиклинали. Рудные зоны залегают в среднекарбоновых—среднеюрских терригенных толщах Верхоянского комплекса, которые прорываются породами Эндыбальского субвулканического штока и дайками кислого и основного состава. Выделено три рудных этапа минералообразования: золото-редкометальный(1), кассите-рит-сульфидный(П) и серебро-полиметаллический(Ш). Продукты этих этапов разобщены в пространстве. Значения 834S сульфидов изменяются в целом от —6.4 до +8.0%е. Для золото-редкоме-тального этапа эта величина варьирует от —1.8 до +4.7%, для касситерит-сульфидного от —6.4 до +6.6% и серебро-полиметаллического от —5.6 до +8.0%. Использование серо-изотопного геотермометра позволило получить температуры минералообразования 315—415°С для II этапа и 125— 280°С для III этапа. Рассмотрены различные причины изменения изотопного состава сульфидов. Показано, что полученные данные о соотношении изотопов серы лучше всего интерпретировать как участие в процессе минералообразования двух флюидов: магматогенного (834S ~ 0) и низкотемпературного, заимствовавшего серу из вмещающих пород (834S > 0). На последних этапах формирования месторождения существенную роль в образовании рудных зон играли такие процессы, как вскипание и смешение магматогенного флюида с разогретыми метеорными водами.
ВВЕДЕНИЕ
Изучение изотопного состава серы сульфидов более полувека позволяет расширять наши представления о развитии гидротермальных минерало-образующих систем. Одно из первых обобщений результатов изучения изотопов серы в рудных месторождениях было выполнено Н.В. Петровской (1965). Она продемонстрировала их значение при металлогенических исследованиях. Особое внимание уделялось возможности использования изотопного анализа для решения чрезвычайно важных вопросов, связанных с генезисом месторождений: определения источников рудного вещества, связи оруденения с магматизмом, выяснения особенностей процессов рудообразования, их стадийности и зависимости от глубины формирования и другие (Петровская, 1965).
В 80—90 годы были разработаны новые подходы интерпретации данных о соотношении изотопов серы в сульфидах (Ohmoto, 1972, 1986; Ohmoto, Rye, 1979; Ohmoto, Goldhaber, 1997). Было установлено, что соотношение изотопов серы в сульфидах определяется температурой минералообразова-ния, кислотностью—щелочностью (pH) и окис-ленностью—восстановленностью (fO ) флюида.
Адрес для переписки: Е.Ю.Аникина. E-mail: anikina@igem.ru
Изучение сосуществующих сульфидов позволяет оценить температуры рудообразования и физико-химические условия минералообразования (Robinson, Ohmoto, 1973). Серо-изотопная геотермометрия имеет некоторые преимущества перед температурами гомогенизации флюидных включений, так как изучение флюидных включений проводится в прозрачных минералах, которые, как правило, не одновременны с сульфидными минералами, к температурам гомогенизации приходится вводить поправки на давление, которое не всегда удается оценить независимым способом. Соотношение изотопов серы в сульфидах характеризует также изотопный состав флюида, а, следовательно, источник (или источники) серы, вовлеченной в рудообразование.
В предлагаемой статье излагаются результаты изучения соотношения изотопов серы в сульфидах из сереброрудного месторождения Мангазейское. Интерес к этим месторождениям вызван следующими обстоятельствами. При изучении месторождений, залегающих в терригенных толщах, возникает несколько вопросов: в частности, какова связь оруденения и магматизма, источники минералооб-разующего флюида и его компонентов, при каких параметрах происходило минералообразование и как и почему они изменялись во времени и пространстве. Учитывая, что исследование соотноше-
ния изотопов серы сульфидов дает важные сведения об источнике рудообразующих флюидов и условиях минералообразования, нами были детально изучены минералы разных типов оруденения, развитых на месторождении Мангазейское. Изотопный состав серы пирита, арсенопирита, сфалерита, галенита, сульфосолей охватывает весь временной интервал формирования каждого типа оруденения, начиная с метасоматической сульфидизации и заканчивая отложением сульфосолей.
Изучение изотопного состава серы даст возможность:
1. Оценить температуры отложения руд с помощью серо-изотопного галенит-сфалеритового геотермометра.
2. Сравнить изотопный состав серы различных минералов и различных генераций одних и тех же минералов, особенности их изотопного состава в различных типах минерализации, чтобы проследить изменения изотопного состава серы в минера-лообразующем флюиде и его физико-химческих параметров.
3. Выяснить возможные источники серы, участвующей в минералообразовании.
По оценкам многих исследователей серебрян-ные месторождения Западного Верхоянья (Прогноз, Верхне-Менкеченское, Мангазейское) могут стать ресурсной базой сереброрудной промышленности России. Потребуется обнаружение новых перспективных объектов. Поэтому разработка геолого-генетических моделей месторождений этого типа, составной частью которых является выявление источников флюида и его компонентов, может оказаться полезной в развитии минерально-сырьевой базы этого регионов.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Месторождение Мангазейское расположено в 400 км к югу от Якутска — в Западном Верхоянье. На его территории со второй половины 18-го века производилась кустарная добыча серебра из отдельных или нескольких рудных тел. Последующие исследования этих месторождений связаны с именами С.С. Смирнова и М.М. Константинова. В период до начала 50-х годов прошлого века были открыты многочисленные сереброрудные тела. Долгое время эти объекты были известны как участки или месторождения и получили собственные названия. В конце 80-х годов прошлого столетия геологами Ян-ской экспедиции были возобновлены работы на территории месторождения. В середине 90-х годов были опубликованы работы по результатам изучения различных сереброрудных месторождений, и в частности, месторождения Мангазейское (Костин и др., 1997; Константинов и др., 2003).
Рудные тела месторождения сосредоточены на площади протяженностью 17 км и шириной 4.5 км и расположены друг от друга на расстоянии до 1.0 км. Сейчас эти рудные зоны — Бурная, Мухалканская, Мангазейская, Стержневая, Восточная, Мысовая, Нижне-Эндыбальская, участок Порфировый (с зонами Вертикальная и Привет и др.) и Безымянная — объединены в Мангазейское (Эндыбальское) месторождение, которое по своим запасам относится к месторождениям мирового класса. Результаты разведки 16 зон месторождения Мангазейское выявили, что содержание серебра в них достигает 1 275 г/т. Это наиболее высокие содержания металла из известных в настоящее время руд в мире. По данным разведки, проводимой канадской кампанией "Silver Bear" только в зоне Вертикальная содержится 250 млн. унций серебра.
ОБЩАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГИОНА
Образование серебро-полиметаллических месторождений региона связываются со становлением гранитоидных олово-сереброносных рудно-магматических систем. Зарождение этих систем происходило при коллизии Колымо-Омолонского супертеррейна с Сибирским континентом, в результате чего в обстановке сжатия в фундаменте возникли вертикальные разломы растяжения, которые ориентированы по направлению сближающихся континентальных блоков (Парфенов, 1995). Эти разломы контролируют размещение поперечных рядов гранитоидов, представленных известко-во-щелочными гранитоидами диорит-гранодио-рит-гранитной формации. С гранитоидами поперечных рядов, возраст которых древнее 115 млн. лет, связывается образование большинства касситерит-сульфидных месторождений и рудопроявлений Верхоянско-Колымского пояса (Парфенов и др., 1988). Постсубдукционные процессы в Верхояно-Колымских мезозоидах связаны с аккрецией тер-рейнов, входящих в состав мезозойских орогенных поясов с Северной Азией (Тектоника..., 2001), которая происходила вдоль Охотской активной континентальной окраины. Это привело к активизации крупных региональных разломов северо-западного и субмеридионального направлений, к одному из которых (Нюектаминский) приурочено месторождение Мангаезйское.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Месторождение Мангазейское расположено в Западно-Верхоянском сегменте Верхоянского складчато-надвигового пояса Верхояно-Колым-ской складчатой системы. Оно сложено мощными (до 9—11 км) среднекарбоновыми—среднеюрскими песчано-сланцевыми толщами верхоянского ком-
плекса, подразделенных на кыгылтасскую, хоро-кытскую, эчийскую, хабахскую и тумаринскую свиты. Тонкоритмичные толщи с пластами крупногрубозернистых, олигомиктовых песчаников и гравелитов кыгылтасскй (С3—Рхк§, 480 м) и хорокыт-ской (РхИг, 290 м) свит слагают центральную и западную части рудного поля и ядро Эндыбальской антиклинали. Мелко-среднезернистые субаркозо-вые и олигомиктовые песчаники с прослоями алев-ритистых песчаников и толщи, чередующихся слоев мелкозернистых песчаников и алевролитов ха-бахской (Р^Ь) и тумаринской (Р^ш) свит залегают в восточном крыле Эндыбальской антиклинали.
В Западно-Верхоянском сегменте выделены две крупные складчатые структуры второго порядка — Куранахский антиклинорий и Сартангский син-клинорий. В Куранахском антиклинории породы смяты в флексуровидные складки. Породы Сар-тангского синклинория слагают узкие линейные синклинали и брахиморфные антиклинали. Смена морфологии складок происходит на площади рудного поля в восточном крыле и приядерной части Эндыбальской антиклинали.
Граница Куранахского антиклинория и Сартанг-ского синклинория проходит по субмеридионал
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.