ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 454, № 5, с. 579-582
= ГЕОХИМИЯ =
УДК 553.43+546.719(470.5)
РЕНИЙ В ДЕФОРМИРОВАННОМ МОЛИБДЕНИТЕ: РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПО ДАННЫМ МИКРОЗОНДОВОГО СКАНИРОВАНИЯ (ВОЗНЕСЕНСКОЕ МЕДНО-ПОРФИРОВОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ,
ЮЖНЫЙ УРАЛ, РОССИЯ) © 2014 г. А. И. Грабежев, В. Г. Гмыра
Представлено академиком С.Л. Вотяковым 27.08.2012 г. Поступило 17.09.2012 г.
БО1: 10.7868/8086956521405017Х
Изучение поведения рения в молибдените при его деформационном преобразовании и воздействии низкотемпературного флюида имеет принципиальное значение для оценки степени эпигенетической миграции Яе. Такие исследования необходимы для понимания условий концентрации рения, прогнозной оценки медно-порфировых объектов и возможности проведения Яе—08-да-тирования. Вместе с тем рассмотрению распределения низких концентраций Яе в молибдените (0.05—1.0 мас. %) методом микрозондового сканирования посвящено ограниченное число исследований [1, 2]. Высокая растворимость Яе во флюиде в широком температурном интервале (0— 500°С) [3—5] предполагает значительную мобильность этого элемента при эпигенетическом преобразовании молибденита. Ранее мы это продемонстрировали на примере молибденита из нескольких медно-порфировых месторождений Урала [2]. Изучение молибденита из Вознесенского медно-порфирового месторождения показало, что при определенных физико-химических параметрах флюида не наблюдается существенного нарушения первичного зонального распределения Яе в молибдените даже при очень интенсивных деформационно-гидротермальных преобразованиях агрегатов этого минерала.
Вознесенское месторождение находится в южной части фемической Тагило-Магнитогорской островодужной вулканогенной мегазоны (в 125 км юго-западнее г. Челябинск). Месторождение приурочено к северо-восточной части Вознесенской малой интрузии (Э2), прорывающей серпентиниты и осадочно-вулканогенные породы базальт—андезит—базальтовой формации [6]. Вознесенский мас-
Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого Уральского отделения Российской Академии наук, Екатеринбург
сив сложен порфировидными мелко-среднезерни-стыми кварцевыми диоритами и секущим их дай-ковым комплексом мезогипабиссальной фации глубинности. Содержание К20 в гранитоидах 0.5—2.0 мас. %, калиевый полевой шпат отсутствует. Геохимические параметры составляют (^г/^г), = 0.703790, (еШ), = +4.4 [7]. Эти данные свидетельствуют о преобладании в рудоносных гранитоидах мантийного компонента и необходимости их отнесения к островодужному геохимическому типу.
Субмеридиональная мелкомасштабная рудная зона представлена многостадийной прожилково-вкрапленной халькопирит—пиритовой минерализацией, включающей редкие молибденит-кварцевые прожилки ранней стадии рудогенеза. Зона приурочена к центральной части слабоконтрастного метасоматического ореола серицит-пропи-литового типа вертикальной протяженностью более 500 м [6]. По данным С.В. Сурина, среднее содержание Си в рудном теле 0.48 мас. %, 8 — 1.5 мас. %. Величина Си/Мо в рудных интервалах месторождения ориентировочно 250—300, содержание Яе в молибдените по одному анализу 0.15 мас. % [8].
Картины распределения Яе, Са, Бе, 81, А1 в гидросиликатно-молибденитовых микроагрегатах, находящихся в прожилковом кварце, получены при сканировании на микрозонде 8Х-100 в Институте геологии и геохимии УрО РАН. Диаметр зонда 1 мкм, и = 20 кВ, I = 50 нА. Время экспозиции 4—6 ч. После этого проводили количественные определения элементов. Аналитической линией на Яе являлась ЯеЬа. Стандарты представлены металлическими рением, молибденом и пиритом. Нижний предел обнаружения Яе 0.04 мас. %. Изучение гидросиликатных минералов проводили на микрозонде и сканирующем электронном микроскопе JSM-6390LV, оснащен-
579
6*
580
ГРАБЕЖЕВ, ГМЫРА
ном энергодисперсионной приставкой INCA Energy 450 X-Max 80.
Деформированные и раздробленные агрегаты чешуек молибденита находятся в мелкозернистом кварцевом прожилке шириной около 1.5 см (скв. 6, глубина 481 м). Прожилок сечет умеренно биотитизированные, серицитизированные, хлори-тизированные и пренитизированные кварцевые диориты. Прожилковый кварц местами деформирован, катаклазирован и содержит наложенные немногочисленные мелкие зерна, микропрожилки пирита, халькопирита. Разорванные части одной из чешуек молибденита и его многочисленные обломки находятся в мелкозернистой гидросиликатной массе, которая образует также "рубашку" вокруг гнезда молибденита (рис. 1, 2). Данная картина характерна для всех шести изученных гнезд молибденита. Гидросиликатная масса, облекающая и цементирующая деформированный и раздробленный молибденит, состоит из двух минералов — тоберморита и гораздо менее распространенного пумпеллиита. Минералы имеют (по микрозондовому анализу) очень стабильный состав (мас. %): соответственно SiO2 35.2—36.6 и 37.0, Al2O3 0-0.07 и 25.1, FeO + 0.9 ■ Fe2O3 0.01 и 2.1, MgO 0.01 и 3.3, CaO 34.4-34.8 и 23.5, P2O5 0.18-0.21 и 0.13, F 0.01-0.06 и 0.47, TiO2, MnO, Na2O, K2O 0-0.02. Остальную часть состава минералов составляют молекулярная и гидроксильная вода, теоретическое содержание которых в тобер-морите примерно 25 мас. %. Зерна гидросиликатов обычно содержат мелкие и мельчайшие обломки кварца (рис. 1г) и молибденита (рис. 1а, 2) размером от 0.2-3 мкм и более. Особенно хорошо обломки и структура разлома чешуек молибденита видны при большом увеличении на электронном микроскопе (рис. 2). Остроугольная форма обломков кварца и микропластинчатая форма молибденита однозначно указывают на их образование в результате дробления жильного кварца и молибденита, а не на замещение их гидросиликатами.
Несмотря на сильную деформированность и частичную раздробленность, в чешуйках молибденита наблюдается хорошая сохранность первичной ритмической (осцилляторной) зональности в распределении Re (рис. 1а, б). Ширина параллельных, обогащенных Re полосок (микрозон), ориентированных согласно базальной спайности, 0.5-2.0 мкм и более. При значительном увеличении видно, что широкие полоски часто состоят из нескольких мелких полосок, в различной степени обогащенных Re. Содержание Re в полосках 0.2-1.0, нередко 0.6-0.9 мас. %. Среднее содержание Re в обогащенных (более 0.2 мас. %) им полосках 0.54 (интервал 95%-й значимости 0.46-0.61) мас. %, ±2ст = 0.23 мас. %, n = 37. Между полосками в молибдените наблюдается низкое фоновое содержание Re (<0.1, до 0.2 мас. %), преобладающее в боль-
шинстве чешуек. Различные ширина полосок и содержания в них Re свидетельствуют о сложном механизме формирования осцилляторной зональности. Отметим только, что формирование первичной осцилляторной зональности в распределении Re может быть объяснено периодическим изменением активности этого микрокомпонента во флюиде вблизи базальной грани кристалла (в дворике кристаллизации) при его росте под влиянием многих факторов. Наличие высоких содержаний Re во многих полосках может свидетельствовать о значительной концентрации Re в первичном флюиде. Температура гомогенизации первичных двухфазовых флюидных включений в кварце 242— 294°C. Судя по низкому значению 87Sr/86Sr (0.7040.705) в жильных карбонатах, величинам S34S в пирите (0 ± 2%е, CDT) и 818О во флюиде (9-11%о, SMOW), первичный флюид имел ювенильную природу (при небольшой примеси метеорной воды). Это согласуется с преобладанием мантийного компонента в рудоносных гранитоидах.
Брекчирование гнезд молибденита и окружающего их жильного кварца сопровождалось или несколько предшествовало поступлению в них послерудного флюида и образованию тобермо-рита, цементирующего обломки кварца и молибденита. Обломки находятся в тоберморите во взвешенном положении. Это позволяет предполагать, что флюид в процессе поступления в гнезда тектонизированного молибденита превращался в гель. Пумпеллиит образовался, вероятно, несколько позже тоберморита путем его замещения, так как он иногда содержит расплывчатые включения тоберморита. По экспериментальным данным, температура кристаллизации тоберморита 130-170°C [9]. Не содержащий алюминия тоберморит в природе наблюдается очень редко [10, 11], температура его кристаллизации находится в нижней части вышеуказанного интервала. В экспериментах тоберморит является продуктом кристаллизации геля, отвечающего системе SiO2-CaO-H2O [9]. Ранее тоберморит мы встречали в низкотемпературных метасоматитах Гумешевского скар-ново-медно-порфирового месторождения [12].
Сохранность в деформированном молибдените осцилляторной зональности и уровня содержания Re в пределах полосчатых систем свидетельствует об отсутствии существенной миграции этого элемента при воздействии низкотемпературного флюида и образовании тоберморита. Особенно наглядно это видно на примере микрозональной чешуйки молибденита на участке ее разрыва, заполненного тоберморитом (центральная часть рис. 1а, б). По экспериментальным и эмпирическим данным, уменьшение растворимости Re в сероводородном и хлоридном флюиде происходит при понижении фугитивности кис-
РЕНИЙ В ДЕФОРМИРОВАННОМ МОЛИБДЕНИТЕ
581
Рис. 1. Первичное ритмическое распределение Яе в деформированных и раздробленных чешуйках молибденита (а, б), растры Са (в), 81 (г) по данным микрозондового сканирования и количественных определений Яе. Агрегат чешуек молибденита находится в кварцевом прожилке шириной 2.2 мм, содержащем единичные зерна пирита и халькопирита. В (б) большие кружки — участки с содержанием Яе менее 0.10 мас. %; малые кружки без цифр — 0.10—0.19 мас. % Яе; малые кружки с цифрами — более 0.19 мас. %. Qtz — жильный кварц, Мо1 — молибденит, То — тоберморит, Ри — пум-пеллиит.
лорода и увеличении кислотности при температурах ниже 100—500°С [3—5]. Отметим, что кристаллизация бетона, в составе которого обычно присутствует тоберморит, происходит преимуще-
ственно в условиях нейтральной среды [9]. Отсутствие существенного перераспределения Яе свидетельствует о том, что послерудный флюид, с которым связано образование тоберморита, содержал
582
ГРАБЕЖЕВ, ГМЫРА
Рис. 2. Снимки на электронном микроскопе того же образца (а), что и на рис. 1, с детализацией одного из участков (б). Участок детализации ограничен в (а) прямоугольни
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.