УДК 553.411
СООТНОШЕНИЕ ПРОЦЕССОВ МЕТАМОРФИЗМА И РУДООБРАЗОВАНИЯ НА ЗОЛОТОМ ЧЕРНОСЛАНЦЕВОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ СУХОЙ ЛОГ ПО ДАННЫМ U-Th-Pb-ИЗОТОПНОГО SHRIMP-ДАТИРОВАНИЯ АКЦЕССОРНЫХ МИНЕРАЛОВ
© 2011 г. М. А. Юдовская*, В. В. Дистлер*, Н. В. Родионов**, А. В. Мохов*,
А. В. Антонов**, С. А. Сергеев**
* Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., д. 35.
**Всесоюзный научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского МПРРФ 199106, Санкт-Петербург, В.О., Средний пр. д. 74.
Поступила в редакцию 17.05.2010 г.
На основе новых изотопно-геохимических данных рассматривается проблема условий и возраста формирования золотого месторождения Сухой Лог. Методом вторичной ионной масс-спектромет-рии на приборе ЗНЫМР-П выполнены И-РЬ-изотопные исследования циркона и монацита из богатых руд и вмещающих черных сланцев месторождения Сухой Лог. Две отчетливо различающиеся генерации монацита выделены на основе данных оптической и сканирующей электронной микроскопии, катодолюминисценции и микрорентгеноспектрального анализа. Монацит I представлен черными непрозрачными порфиробластами с микровключениями минералов метаморфических сланцев и имеет текстурные признаки до- и синкинематического образования. Монацит II распространен исключительно в пределах рудной зоны. Он представлен практически лишенными включений прозрачными кристаллами или образует каймы в монаците I. Обе генерации характеризуются широко варьирующими содержаниями редкоземельных элементов (РЗЭ). Порфиробластовый монацит I отличается низкими содержаниями ТЬ (0.01—0.7 мас. % ТЬ02) и И, тогда как прозрачный монацит II содержит до 4 мас.% ТЬ02. Средневзвешенное значение И-РЬ-изотопного возраста монацита I составляет 650 ± 8.1 млн. лет (СКВО = 1.6, п = 9) и может рассматриваться как возраст фазы метаморфизма или катагенеза. Значения И-РЬ изотопного возраста синрудного монацита II попадают в интервал от 486 ± 18 до 439 ± 17 млн. лет.
В рудах месторождения распространен циркон нескольких возрастных популяций с возрастом от 0.5 до 2.6 млрд. лет. Большая часть детритового циркона имеет пористые каймы обрастания, сложенные цирконом и реже — ксенотимом и насыщенные включениями минералов сланцев. Пики 206РЬ/238и изотопных датировок наиболее распространенных популяций изученного циркона составляют 570 и 630 млн. лет и отражают возраст его новообразованных метаморфогенных фаз. Дис-кордантные значения изотопного возраста указывают, что нарушение И-ТЬ-РЬ-изотопной системы в древних детритовых цирконах произошло около 470—440 млн. лет назад, что хорошо согласуется со значениями изотопного возраста монацита II, а также с ЯЬ-Зг-датировкой по валовым пробам черных сланцев месторождения 447 ± 6 млн. лет.
Новые данные подтверждают наложенный характер золото-кварц-сульфидного оруденения месторождения. Черные сланцы хомолхинской свиты Бодайбинского синклинория были метаморфизо-ваны в течение длительного периода времени с возрастом пиков метаморфизма и катагенеза около 570 и 650—630 млн.лет. Рудообразующий высокотемпературный процесс, возможно связанный с невскрытым гранитоидным массивом, проявился 450—440 млн. лет назад, что на 200 млн. лет позже событий зеленосланцевого метаморфизма. Герцинский гранитоидный магматизм (320—270 млн. лет) не оказал существенного воздействия на И-ТЬ-РЬ-изотопную систему в акцессорных минералах из руд месторождения и не мог быть основным источником рудообразующих флюидов.
ВВЕДЕНИЕ
Ленский золотоносный район — один из основных источников золота на территории России. Коренные месторождения Ленского золотоносного района залегают в терригенных толщах, время фор-
Адрес для переписки: М.А. Юдовская. E-mail: maiya@igem.ru
мирования которых охватывает промежуток от раннего протерозоя (палеопротерозоя, согласно новой стратиграфической шкале) до позднего рифея (неопротерозоя) и составляет около 1 млрд. лет. Состав пород меняется от тонкозернистых углеродистых карбонатных сланцев до гравелитов и отражает изменения очертаний огромного мелководного бассейна, существовавшего на этой территории в до-
кембрии. Наряду с гигантским месторождением Сухой Лог, приуроченным к известковисто-черно-сланцевому разрезу хомолхинской свиты верхнего рифея, на площади Байкало-Патомского нагорья установлено несколько десятков крупных и мелких золотых месторождений и рудопроявлений коренного золота, включая крупные месторождения с запасами до 100 т золота и более. Новые исходные параметры подсчета запасов с более низким бортовым содержанием привели к существенной переоценке запасов месторождения Сухой Лог, которые в настоящее время оцениваются в 2956 т золота и 1541 т серебра (Мигачев и др., 2008; "Коммерсантъ", № 38 от 11.03.2008 г.). В связи с этим особое значение приобретает определение параметров распределения платиновых металлов в новом контуре рудных залежей. Золото-кварцевый и золото-кварц-пиритовый типы минерализации преобладают в большинстве месторождений Бодайбинского района, но на месторождениях Вернинское и Первенец развит также золото-кварц-арсенопиритовый тип минерализации. Месторождения района различаются по типам основных рудоносных минеральных парагенезисов, литологическому составу, степени метаморфизма и возрасту вмещающих пород. Их размещение в пределах единой региональной структуры докембрия и сходство структурной позиции оруденения позволяют предположить единый источник рудного вещества для всех типов золотой минерализации.
Неоднократные проявления гранитоидного магматизма приурочены к периферийным частям Бай-кало-Патомского нагорья и с ними связаны ореолы регионально-контактового метаморфизма. Как ранее отмечалось исследователями, золотое орудене-ние этого района сконцентрировано преимущественно в менее метаморфизованных (в пределах зеленосланцевой фации) центральных частях структур второго и третьего порядка на удалении от гранитоидных массивов (Буряк, 1982; Ленский..., 1971; Шер, 1972; Докембрий., 1995). Отсутствие видимых взаимоотношений с какими-либо интрузивными комплексами не позволяли до сих пор решить однозначно вопрос о возрасте золотой минерализации. Также противоречивыми оставались оценки взаимоотношений возраста метаморфизма и оруденения, что обусловлено наложением разновозрастных метаморфических событий и спорными соотношениями контактового и регионального метаморфизма (Докембрий., 1995; Кузьмин и др., 2006). К настоящему времени для района имеется ряд надежных датировок гранитоидных комплексов (Неймарк и др., 1993), а также данные по строматолитам и микрофоссиллиям, которые говорят в пользу позднерифейского времени образования ныгринской серии, вмещающей оруденение (Не-меров, Станевич, 2001). Две основные гипотезы формирования золотых руд предполагают различные подходы к их поиску. Метаморфогенно-гидротер-мально-осадочная гипотеза (Буряк, 1964), согласно
которой возраст оруденения считается докембрий-ским, предполагает поиски древних палеобассейнов и стратиграфических интервалов с аномальным ли-тогеохимическим фоном, свидетельствующим о проявлении гидротермально-осадочных процессов. Гипотеза постскладчатого формирования гидротермальной минерализации предполагает поиски благоприятных разрывно-складчатых геологических структур и глубинных аномалий, отражающих крупномасштабный эндогенный процесс. Кроме того, возрастные соотношения метаморфизма и оруденения освещают геологическую историю развития и являются ключевым вопросом в интерпретации генетического типа золотого оруденения этого района.
Принятые в России современные классификации рассматривают месторождение Сухой Лог как полигенное метаморфогенно-плутоногенное, связанное с процессами тектоно-магматической активизации (Рундквист, 1997; Крупные., 2006). В то же время некоторые авторы рассматривают месторождения района как орогенные, что определяется скорее генерализованной интерпретацией региональной обстановки и не было подкреплено возрастными свидетельствами до недавнего времени (Шер, 1972; Groves et al., 1998; Goldfarb et al, 2005). Типичные орогенные золотые месторождения формируются после и во время процессов орогенеза и связаны с потоками так называемых орогенных флюидов (обычно водно-карбонатных) вдоль региональных разломов, которые также могут контролировать магматизм. Класс орогенных месторождений также включает мезотермальный тип, формирующийся из флюидов смешанного метаморфогенного и магматогенного происхождения (Бортников и др., 2005, 2007), что отражается в обогащении состава флюида солевыми компонентами, а также более высоких параметрах давления (до 3 кбар) и температуры (200—400°С). С. Меффре и др. и Р. Лардж и др. (Meffre et al., 2008; Large et al., 2007) предоставили обширную информацию по возрасту и изотопно-геохимическим характеристикам акцессорных минералов (монацита и циркона) из вмещающих пород и руд месторождения. На основании данных по распределению золота в последовательно формировавшихся генерациях пирита авторы пришли к выводу о доминирующей роли синседиментационного и диагенетического процессов в накоплении золота и определили типизацию месторождения Сухой Лог (и, видимо, и других золотых месторождений Бо-дайбинского района) как седиментационного в пределах рифтогенной континентальной окраины.
В данной статье обосновывается постседимента-ционное и постметаморфическое происхождение минерализации месторождения Сухой Лог. Интерпретация соотношений возраста метаморфизма и оруденения основывается как на наших новых данных, так и на анализе имеющихся данных русских и иностранных геологов. Определен возраст генера-
ций акцессорных минералов (монацита и циркона) методом вторично-ионной масс-спектрометрии с использованием инструмента SHRIMP-II. Эти генерации образовались последовательно и отражают два крупных события в истории месторождения, которые повлияли существенно на изотопно-геохимические характеристики этих минералов.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В настоящей работе был использован геологический материал, по которому ранее были получены и опубликованы обширные минералогические, геохимическ
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.