ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2007, № 6, с. 649-654
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 549.283:551.217(47+510)
ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОЛОТА В ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПЕПЛАХ В ПРОЦЕССЕ ИХ ПОСТСЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
© 2007 г. С. Б. Фелицын
Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2; E-mail: felitsyn@peterlink.ru Поступила в редакцию 21.08.2006 г.
Особенностью распределения золота в позднедокембрийских вулканических пеплах из разрезов венда Восточно-Европейской платформы и синия Южно-Китайской платформы является накопление до величины >20 нг/г в образцах с повышенным содержанием окисного железа. В вулканических пеплах с преобладанием закисной формы железа из разрезов венда Восточно-Европейской платформы содержание золота составляет ~2 нг/г. Подобное распределение золота свидетельствует о мобильности золотосодержащих соединений в постседиментационных процессах.
Состав водорастворимого комплекса вулканических пеплов и объем тефры крупных извержений эксплозивного типа (десятки-сотни км3) предполагают возможность поступления в осадочные бассейны рудных элементов вместе с пи-рокластическими продуктами. Имеющиеся данные по составу вулканических аэрозолей [Ивлев и др., 1986], эксгаляций [Меняйлов и др., 1980] и вулканических пеплов [Fruchter et al., 1980] свидетельствуют об их значительном обогащении сурьмой, ртутью, мышьяком, кадмием, селеном и другими элементами, характерными для газовой фазы вулканических извержений. Содержание серебра и золота в тефре крупнейших голоцено-вых извержений Камчатки в несколько раз выше среднего содержания этих элементов в земной коре [Фелицын и др., 1990]. В риолитовой тефре извержения вулкана Опала на Южной Камчатке, произошедшего примерно в 500 г. (объем изверженных продуктов более 17 км3), содержание золота и сурьмы увеличивается по мере увеличения содержания в тефре пепловых частиц размером менее 63 мкм, что рассматривается в качестве свидетельства сорбционного механизма обогащения золотом пеплового материала [Мелекесцев и др., 1991]. Объем тефры извержений плиниан-ского типа может составлять свыше 1000 км3 [Huff et al., 1992], и доля пепловых частиц размером менее 63 мкм при подобных извержениях составляет более 60 вес. % [Brazier et al., 1983]. Правомерно предполагать значительную роль вулканических пеплов в качестве источника поступления золота в бассейны осадконакопле-ния, а сорбционная форма нахождения золотосодержащих соединений в тефре означает возможность перераспределения золота в ходе вторичных преобразований пеплового материала.
В настоящей работе приведены данные по распределению золота в вулканических пеплах, поступивших в эпиплатформенные бассейны позднего докембрия Восточно-Европейской и ЮжноКитайской платформ.
Определение содержания золота в вулканических пеплах проведено с использованием инструментального нейтронно-активационного анализа (ИНАА) на надтепловых нейтронах, поскольку такой вид ИНАА позволяет уверенно определять концентрации золота в интервале 1.0-10.0 нг/г.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Фактическую основу работы составляют результаты опробования горизонтов тефры дальнего разноса из опорных разрезов верхнего докембрия Восточно-Европейской и Южно-Китайской платформ. Вулканические пеплы редкинской серии верхнего венда присутствуют в терригенных разрезах Московской синеклизы, Мезенской, Львовско-Кишиневской, Верхнекамской и Шка-пово-Шиханской впадин Восточно-Европейской платформы [Аксенов, 1998], объем тефры превышает десятки тыс. км3 [Фелицын, Сочава, 1996]. Туфогенно-осадочные пачки редкинской серии имеют мощность первые метры-десятки метров и представлены плотными разностями красно-коричневого, зеленого и шоколадного цвета с плохой слоистостью и вертикальными трещинами первичной отдельности. На северо-востоке и в центральных районах Восточно-Европейской платформы в толще туфогенного горизонта встречаются прослои смектитового состава толщиной от первых мм до 5 см светло-голубого и сиреневого цвета, образование которых связано с крупными извержениями кислой пиро-
кластики в редкинское время. Во всех районах платформы встречаются два типа пеплов - кремнистые, с содержанием SiO2 до 80 вес. %, и высокоглиноземистые, с содержанием Al2O3 до 25 вес. %. Различия в составе поздневендских вулканических пеплов Восточно-Европейской платформы связаны с гальмиролизом и последующими пели-тизацией и окремнением тефры риолитового состава [Борхвардт, Фелицын, 1992].
Опал и халцедон часто замещают пепловые частицы в туфогенных горизонтах с повышенным содержанием SiO2, отмечаются признаки растворения пеплового материала.
[Копелиович, 1965]. На основе минерального анализа пелитовой фракции вулканических пеплов из разрезов венда северо-запада Восточно-Европейской платформы Е.М. Аксенов и С.А. Волкова [1969] сделали вывод об изменении состава вулканических пеплов на стадии диагенеза и начального эпигенеза. U-Pb возраст цирконов вулканических пеплов редкинской серии Мезенской впадины (Зимний берег Белого моря) составляет 553.3 ± 0.3 млн лет [Martin et al., 20О0], и есть основания предполагать, что большинство пирокла-стических продуктов в разрезе венда ВосточноЕвропейской платформы имеет аналогичный возраст [Фелицын, 2004]. Данные по составу образцов вулканических пеплов и их стратиграфическая привязка приведены в работах [Борхвардт, Фелицын, 1992; Фелицын, Сочава, 1996; Фелицын, 2004].
Для характеристики позднедокембрийских вулканических пеплов Южно-Китайской платформы использованы результаты опробования нижней части стратотипического разреза синий-ской системы в антиклинали Хуанлин (30 км к северу от г. Ичан, провинция Хубей, КНР). В районе ущелий Янцзы преимущественно карбонатные толщи синия суммарной мощностью ~1100 м залегают на раннепротерозойских гранитах Хуанлин. Для последних U-Pb возраст цирконов составляет 819 ± 7 млн лет [Ma et al., 1989]. Непосредственно на гранитах Хуанлин залегает терригенная свита Ляньто мощностью около 100 м, верхняя часть которой представлена витрокла-стическими туфами риолитового состава с U-Pb возрастом цирконов 748 ± 12 млн лет [Ma et al., 1989]. По внешнему облику синийские туфы района Трех Ущелий идентичны туфам редкинской серии Восточно-Европейской платформы. Ниж-несинийские свиты Ляньто и Наньто рассматриваются в качестве стратиграфического аналога нижнего венда Восточно-Европейской платформы [Соколов, 1997].
Дополнительно определено содержание золота в толеитовых базальтах трапповой формации волынской серии нижнего венда ратайчицкой свиты Белорусской антеклизы (скв. Кобрин, запад Брестской обл., Республика Беларусь) и в
аналогичных базальтах берестовецкой свиты волынской серии Волынской впадины (скв. Ратно, север Волынской обл., Украина), а также в образцах туфогенных пород нижнего венда из тех же скважин. Туфогенные горизонты представлены большей частью литокластическими туфами, в которых фрагменты базальтов погружены в основную массу, состоящую преимущественно из хлорита. Данные по содержанию золота в вулка-номиктовых песчаниках грушкинской свиты волынской серии нижнего венда, образованных в результате размыва базальтов волынской серии, получены для образцов из скв. № 3628 (с. Дени-совка, северо-запад Хмельницкой обл., Украина) из интервала глубин 415-384 м.
Содержание малых, редких и рассеянных элементов в позднедокембрийских вулканических пеплах определено с помощью инструментального метода нейтронно-активационного анализа на надтепловых нейтронах (ИНАА). Воздушно-сухие навески вещества весом от 30 до 50 мг помещались в ампулы из особо чистого кварца и облучались в течение 48 часов в исследовательских каналах реактора ВВР-1 Петербургского института ядерной физики (г. Гатчина) в течение 48 часов в потоке надтепловых нейтронов плотностью 5 х 1013 нейтр см-2 с-1. Для определения содержания золота использовалась у-линия 411.5 кэВ радионуклида 198Аи, измерения проводились на коаксиальном Ge-Li детекторе объемом 35 см3 через 36 часов после облучения. Расчет содержаний осуществлен с использованием стандартных образцов AGV-1 (андезит, USGS, аттестованное содержание золота 0.6 нг/г) и РЗС-3 (руда золото-серебряная кварцевая, ЦНИГРИ, аттестованное содержание золота 940 нг/г). Нижний предел определения золота составил 0.4 нг/г, средняя относительная ошибка менее 16% при концентрации золота <5 нг/г и менее 12% при концентрации >5 нг/г. Определение содержания FeO и Fe2Oз проведено в Опытно-методической лаборатории ПГО "Севзапгеология" объемным бихроматным и фотометрическим методами соответственно, средняя относительная ошибка определения менее 5%.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Среднее содержание золота в вулканических пеплах из разрезов верхнего венда Восточно-Европейской платформы составляет 7 нг/г. Во вмещающих аргиллитах редкинской серии концентрация золота несколько выше и составляет 10 нг/г [Фелицын, Пшеничнова, 1992]. Содержание золота в позднедокембрийских вулканических пеплах связано с изменением в них величины отношения Fe3+/(Fe3+ + Fe2+) (таблица, рис. 1): оно максимально в образцах с повышенным содержанием окис-
ного железа и уменьшается по мере увеличения в них доли закисной формы.
В базальтах волынской серии содержание золота меняется от 7 до 10 нг/г, среднее - 8 нг/г (п = 6). В литокластических туфах основного состава оно также составляет 8 нг/г (п = 5) при содержании железа 8.0-8.5 вес. %. В вулканомиктовых песчаниках грушкинской свиты содержание железа несколько выше (8.8 вес. %), чем в базальтах и основных туфах; концентрация золота - от 4 до 11 нг/г, в среднем - 7 нг/г (п = 6).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Оценки количества выщелоченных из пеплов элементов, проведенные на примере базальтовых пеплов Большого трещинного Толбачинского извержения 1975-1976 гг., показали определяющую роль пеплового материала в формировании элементного состава синхронных осадков и/или придонных вод [Юдович, Кетрис, 1988]. Данные по распределению золота в тефре различного состава [Фелицын и др., 1990; Мелекесцев и др., 1991] и объем дацит-риолитового пирокластического материала при крупных эксплозивных извержениях свидетельствуют о том
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.