УДК 550.42
ПРИРОДА РУДООБРАЗУЮЩИХ РАСТВОРОВ ДАЛЬНЕГОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ: ИЗОТОПНЫЕ И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ИЗМЕНЕННЫХ ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД © 2011 г. Е. О. Дубинина, В. А. Баскина, А. С. Авдеенко
Институт геологии, рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35 Поступила в редакцию 19.04.2010 г.
Исследован изотопный состав кислорода в околорудных измененных породах Дальнегорского бороси-ликатного месторождения с целью установления источника бора и природы рудообразующих растворов, активных на стадии формирования промышленных боросиликатных руд. Изучена связь изотопно-кислородных и геохимических характеристик измененных магматических пород, занимающих разные структурные и временные позиции относительно рудной зоны: предрудных высококалиевых пород, расположенных непосредственно в зонах датолитовой минерализации; щелочных базальтов, габброидов и их брекчий из осадочной рамы месторождения и пострудных базальтов, андезито-базальтов и долеритов. Применен подход, основанный на том, что взаимодействие вмещающих пород с водным флюидом должно приводить не только к изменению изотопного состава кислорода, но и к геохимическим сдвигам по компонентам рудообразующих растворов.
Признаки нарушения изотопно-кислородной системы характерны для всех изученных пород — величины б18О в них резко понижены, что указывает на взаимодействие с водным флюидом при повышенных температурах. Самые низкие величины б18О (от —2.9 до +0.1%е) характерны для дорудных высоко- и ультракалиевых пород из скарново-датолитовой зоны. Для пород, залегающих в осадочной раме борного месторождения, характерен диапазон б18О от +2 до —0.9%. Для пострудных андезито-базальтов, базальтов и долеритов прослеживается связь величин б18О с их удаленностью от рудной зоны, вариации составили от 0 до +7%.
Изотопный состав кислорода водного компонента флюида свидетельствует о его экзогенном происхождении. Сопоставление геохимических и изотопных характеристик рудообразующего флюида приводит к выводу: им могли быть глубинные подземные воды, аналогичные современным водам альпийской зоны складчатости, которые содержат до 700—1000 мг/л В и отличаются высокими содержаниями К, Li, Rb, Cs и высоким отношение K/Na. Подобные геохимические аномалии характерны для растворов флюидных включений в кварце из рудных зон. Не исключено, что источником В могли также являться континентальные эвапориты. Соотношение величин 518О, K-Ar -датировок и геохимических характеристик дорудных и пострудных измененных пород позволяет предполагать, что разгрузка подземных бороносных вод происходит через узкую систему каналов, приуроченных к телам дорудных базальтов, и, возможно, инициирована процессом внедрения базальтов и долеритов.
ВВЕДЕНИЕ
Дальнегорское скарновое месторождение бора, уникальное по масштабам, изучается много лет, и его описанию посвящена обширная литература. Тем не менее вопросы об источниках бора, о природе и свойствах рудоносных флюидов служат предметом дискуссии. Преобладают представления о связи бо-росиликатного оруденения с щелочно-основными расплавами локального магматического очага и породившими их ювенильными флюидами (Говоров, 1976; Малинко и др., 1994; Малинко, 1992). Реже высказываются мнения о гранитах как об источнике бора (Малинко и др., 1994; Раткин, Ватсон, 1993; Носенко и др., 1990; Obolenskiy etal., 2007) или об извле-
Адрес для переписки: Е.О. Дубинина. E-mail: delta@igem.ru
чении бора из вмещающих известняков (Школьник и др., 2003).
Существующие взгляды на формирование боросиликатных руд основаны на результатах, полученных с помощью разных методов, причем объектом изучения являлись как сами руды, так и вмещающие породы. Изучение стабильных изотопов легких элементов (О, С, В) проводилось в основном на минералах рудных ассоциаций — датолите, данбурите, кальците, кварце (Малинко и др., 1994; Раткин, Ватсон, 1993; Школьник и др., 2003). Публикации, посвященные изотопно-кислородным исследованиям вмещающих магматических пород Дальнегорского месторождения, отсутствуют, несмотря на то, что всеми исследователями подтверждается значительная роль флюидной фазы в процессах переноса и отложения боросиликатных руд.
В настоящей статье приведены изотопно-кислородные и геохимические характеристики измененных околорудных магматических пород, которые занимают разные структурные и временные позиции относительно рудной зоны. Для такого подхода Даль-негорское боросиликатное месторождение представляет исключительно удачный объект: скарны, руды, скопления мелких интрузивных тел и даек сосредоточены на площади, диаметром менее 2 км. Специфические преобразования пород предрудных магматических тел позволяют считать, что эти изменения возникают под влиянием рудообразующих флюидов.
Изотопно-кислородная зональность вмещающих пород достаточно давно используется в рудной геологии, причем часто изучение изотопного состава кислорода пород, вмещающих рудные объекты, является не менее информативным, чем изотопное исследование минералов рудных ассоциаций. Исторически изотопно-кислородные сдвиги во вмещающих породах рассматриваются как показатель участия флюидных систем различного происхождения, например, связанных с внедрением крупных магматических тел или возникающих при контактовом метаморфизме (Taylor, 1997; Baumgarther, Valley, 2001). На многих гидротермальных, медно-порфиро-вых, золоторудных, полиметаллических месторождениях изотопный состав кислорода вмещающих изверженных и осадочных пород является измененным, а минимальные значения 518О приурочены к наиболее продуктивным участкам рудных площадей (Vazquez et al., 1968; Beaty, Taylor, 1982; Green et al., 1983; Criss et al., 1985; Natio et al., 1995).
Подход, примененный в данной работе, основан на идее, что изменение окружающих пород рудооб-разующим водным флюидом должно приводить не только к изотопно-кислородным, но и к геохимическим сдвигам в породах, прежде всего по компонентам, типичным для рудообразующих растворов. Объектом исследований были выбраны три группы вмещающих магматических пород Дальнегорского месторождения. Две группы — более ранние по отношению к процессу формирования промышленного боросиликатного оруденения. К ним относятся предрудные высококалиевые породы, расположенные непосредственно в зоне скарнирования и датолитовой минерализации, и щелочные базальты, габброиды и их брекчии, расположенные в осадочной раме месторождения. Третья группа представлена пострудными базальтами, андезито-базаль-тами и долеритами, дайки которых расположены как в
непосредственной близости к рудной зоне, так и на удалении от нее.
КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Геологии Дальнегорского месторождения, расположенного в Приморье (44°34'М 135°37'Е), уделено много внимания в литературе (Раткин, Ватсон, 1993; Носенко и др., 1990; ОЪо1ега;к1у etа1, 2007; Бас-кина, 2006). Месторождение приурочено к горсту складчатого фундамента и рифтогенному поясу север-северо-восточного простирания, на пересечении с север-северо-западными и юго-восточными системами разломов. В юго-восточной части месторождения в составе фундамента преобладают алевролиты, углистые алевролиты, кремнистые сланцы и песчаники юрско-раннемеловой горбушинской серии, а в центральной части — алевролиты, песчаники и глыбы известняков валанжинской олисто-стромовой толщи. Смятые в крутые складки мезозойские отложения прорваны телами меловых щелочных габбро и долеритов, там же залегают близкие по составу и облику щелочно-основные тела и зоны щелочных метасоматитов, датированные палеогеном (фиг 1). Боросиликатные руды приурочены к инфильтрационным известковым скарнам в крутопадающей пластине триасовых известняков — глыбе в составе валанжинской олистостромы. На месторождении установлено несколько этапов скарниро-вания и отложения боросиликатов. Промышленные датолитовые руды вскрыты в интервале глубин от +500 до —560 м. Рудное тело имеет трубообразную форму длиной 2400 м. Оно простирается в северо-восточном направлении (40°—60°) и падает к северо-западу под углами 70°—85°. Прослеженная по падению длина рудного тела составляет 1600 м. В центральной части месторождения известняки полностью скар-нированы на 500—600 м по мощности и до 1 км на глубину. Предполагается (Раткин и др., 1992; Носенко и др., 1990), что аномальная по объему концентрация борных руд связана с наличием мощного вертикального блока известняков и повышенной проницаемостью образованных по ним скарнов.
Магматические породы внедрялись как до образования промышленных руд, так и после. В терри-генно-кремнистых толщах складчатого основания за пределами месторождения широко распространены позднемезозойские щелочные базальты и габ-броиды, среди которых преобладают доорогенные и раннеорогенные тела, датированные К-Аг-методом
Фиг. 1. Схематический разрез через зону промышленного боросиликатного оруденения Дальнегорского месторождения.
1 — известняки, триас; 2 — кремнистые сланцы и алевролиты горбушинской серии; 3 — ранние скарны; 4 — поздние скарны с промышленным датолитовым оруденением; 5 — щелочные базальты рамы месторождения; 6 — Ма-трахиты; 7 — андезиты, палеоген; 8 — граниты долинные; 9 — дайки базальтов и андезито-базальтов; 10 — скопления высококалиевых дорудных пород в поздних скарнах; 11 — скважины. Интервалы величин 818О: 12 — в пострудных дайках базальтов и андезито-базальтов, 13 — в высококалиевых дорудных породах.
в интервалах 160—145, 135—116, 104—90 млн. лет. Ряд сходных по облику и составу щелочнобазальтовых тел в пределах месторождения, по результатам К-Ar-метода датирования, относится уже к позднему мелу—палеогену (109, 77, 72—70, 65, 59 млн. лет) (Бас-кина и др., 2005). Широко распространенные на месторождении до- и пострудные палеогеновые дайки базальтов и андезито-базальтов образуют север-северо-восточные и север-северо-западные пояса.
В центральной части месторождения расположено скопление даек и субвулканических тел высоко- и ультракалиевых пород, становление которых предшествовало отложению датолитовых руд. Эти породы ранее рассматрива
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.