ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2009, том 428, № 5, с. 633-636
== ГЕОЛОГИЯ -
УДК 553.41:553.065
УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЦИНКОВО-КОЛЧЕДАННОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТАШ-ЯР, ЮЖНЫЙ УРАЛ
© 2009 г. И. В. Викентьев, В. С. Карпухина, Л. П. Носик, член-корреспондент РАН Н. И. Еремин
Поступило 23.04.2009 г.
Для ряда сульфидных залежей (Тарньер, Весеннее и др.) крупнейшей в мире Уральской кол-чеданоносной провинции многие авторы указывают на их регенерированное происхождение [1—4]. Однако РТ-условия такого рудообразования и источники вещества оставались неисследованными. В процессе доразведки месторождения Таш-Яр по полученному новому каменному материалу впервые для регенерированных колчеданных месторождений Урала изучены источники серы и РТ-параметры отложения руд.
Месторождение Таш-Яр находится в восточной части Учалинского рудного района на севере Магнитогорской мегазоны, на удалении 250—900 м от крупнейшего в районе раннепермского Ахунов-ского гранитного массива [1, 2]. Массив окружен ореолом (до 2500 м) контактово-метаморфических роговиков, которые согласно данным гранат-биотитовой и гранат-кордиеритовой термометрии сформировались при t = 750—550°С [1, 3].
Вмещающие оруденение породы представлены базальт-риолитовой вулканогенно-осадочной ассоциацией, относимой к карамалыташской свите (Э^—^кг). Среди них выделяются дациты и риодациты, базальты, их туфы, а также смешанные туфы; они прорваны телами риолитов, микродиоритов и габбро-диабазов (Э2). Оруденение тесно связано с зонами рассланцевания северовосточного и субмеридионального простирания, повышенные концентрации Zn приурочены к местам резких изменений простирания зон рассланцевания [2]. Рудная зона прослеживается в северо-восточном направлении на 1 км при ширине около 400 м. Рудные тела оконтуриваются среди
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук, Москва Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской Академии наук, Москва Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
серицит-кварцевых метасоматитов, образовавшихся в основном по кислым вулканическим и вулканогенно-осадочным породам; во внешних частях метасоматических ореолов в составе пара-генезисов появляется хлорит, а на глубине и юго-восточном фланге месторождения — биотит [2—4].
Месторождение представлено несколькими крутопадающими на северо-запад линзами малосульфидных прожилково-вкрапленных цинково-колчеданных руд протяженностью до 400 м и мощностью до 50 м (рис. 1а). Содержание цинка в среднем 1.3%, меди 0.1%, золота 0.1—0.6 г/т, серебра 5—30 г/т. На юге месторождения, близ гранитов, чуть повышены содержания меди, а на северо-западе и севере отмечается присутствие свинца (0.01—0.05%). Главными рудными минералами являются пирит и сфалерит (присутствующие примерно в равных количествах), второстепенным — халькопирит, редкими — галенит, блеклая руда, борнит, халькозин, пирротин, магнетит и алтаит.
Условия формирования сульфидной минерализации. Образцы для термо-барогеохимических исследований отбирались по трем разрезам. Флюидные включения (ФВ) присутствуют в кварце из кварц-сульфидных прожилков, а также в кварце среди скоплений сульфидов в метасоматитах. Размер ФВ не превышает 2—15 мкм; форма их изометричная, удлиненная, неправильная. Преобладают двухфазовые газово-жидкие включения с газовой фазой до 40—60 об. %. Трехфазовые (содержащие углекислоту) включения с объемом газовой фазы до 70% установлены в кварце кварц-сфалеритовых (± халькопирит, пирит) прожилков. Использовались методы гомогенизации (150 определений) и криометрии (20 измерений). По включениям с углекислотой проводился расчет величин давлений по методике В.Б. Наумова [5].
Исследования показали, что формирование прожилково-вкрапленной сульфидной минерализации месторождения происходило при температурах 440—205°С (рис. 1б), при этом по частоте
634 СЗ
(а)
ВИКЕНТЬЕВ и др. ЮВ СЗ
(б)
ЮВ
5008
805 5028 5002
781 5003
И—^400
5008 805 5028 5002
781 5003
806
300
200
400
300
200
_X_\11_1А_1"781\Л4 - 15
Рис. 1. Разрезы через центральную часть месторождения Таш-Яр: а — геологический, б — палеотемпературный. 1 - четвертичные отложения; 2 - кора выветривания; 3 - серицит-кварцевые и кварц-серицитовые метасоматиты; 4 - хлорит-серицит-кварцевые, кварц-хлорит-серицитовые и хлорит-кварц-серицитовые метасоматиты; 5 — биотит-хлорит-кварцевые, биотит-хлорит-серицит-кварцевые, биотит-серицит-кварц-хлоритовые и биотит-кварц-серицит-хлоритовые метасоматиты; 6 - габбро-диабазы; 7 - прожилково-вкрапленные руды: а - богатые и рядовые балансовые, б - бедные, забалансовые; 8 - контуры рудных тел (на рис. б); 9-13 - изолинии (9) и поля (10—13) палеотемператур: 10 - менее 300°С, 11 - 300-350°С, 12 - 350-400°С, 13 - 400-450°С; 14 - номера скважин и их глубина; 15 - точки отбора образцов, в которых определены Ггом флюидных включений.
встречаемости значении температур гомогенизации (Тгом) выделяется два интервала: 420-320°С и 300-210°С (рис. 2). Установлен рост палеотемператур в юго-восточном направлении и с глубиной (рис. 1б). Изотерма 300°С разделяет области развития прожилково-вкрапленных цинковых (северо-западная низкотемпературная область 200-300°С) и медно-цинковых (преобладают температуры 280-380°С) руд; несколько более высокие Тгом фиксируются в кварце прожилков по сравнению с вкрапленной минерализацией. Относительно низкие Тгом (200-290°С) определены в кварце кварц-пиритовых прожилков. В кварце сульфидных прожилков из зон наиболее высоких палеотемператур (до 440°С) гомогенизация ФВ происходит как в жидкую, так и в газовую фазу при близких температурах. Гетерогенность флюидов подтверждается присутствием трехфазовых углекислотно-водных включений.
При криометрических исследованиях во ФВ обнаружена высокоплотная (0.79-0.65 г/см3) углекислота, Тпл Со = -56.6°С. Гомогенизация уг-
лекислоты в жидкую фазу происходит при 28-17.5°С, растворение газгидратов - при 8.5-6.9°С. Концентрация солей во флюидных включениях с углекислотой, рассчитанная по температурам плавления газгидратов, составила 6.1-3.1 мас. % экв. №С1. Рассчитанные величины давлений во флюидах 1.6-0.7 кбар. Концентрация СО2 во флюидах достигала 31 мас. %.
Анализ изотопного состава серы сульфидов показывает широкие вариации величины 5348 сульфидов: от -6.4 до + 12%е с преобладанием значений в пределах от -3 до +7%. Для пирита характерны вариации 5348 от -5 до +2.9%, для сфалерита от -0.9 до +12%, для халькопирита от -6.4 до +4.3% (рис. 3). Такой большой разброс значений исключает поступление серы из одного гомогенного источника (например, из постмагматических растворов Ахуновского массива или из подвод-но-океанического гидротермального источника). Наличие характерной для послойной пиритовой минерализации осадочных толщ изотопно легкой серы в пирите и халькопирите (-6.4...-4.9%о) ука-
УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЦИНКОВО-КОЛЧЕДАННОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
п
14-|
635
12 " Г"| ■ 1 □ 2 3
10- —,
ШЙк
2-
200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440
Т, °С
Рис. 2. Распределение температур гомогенизации флюидных включений в кварце прожилково-вкрапленных руд месторождения Таш-Яр. 1, 2 — цинково-колчеданные руды: 1 — прожилковые, 2 — вкрапленные; 3 — кварц-пиритовые прожилки.
1 К 2 и3
-7 -6 -5 -4 -3 -2 -10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
г34
%%
Рис. 3. Изотопный состав серы сульфидов месторождения Таш-Яр. 1 — пирит из метабазальтов, даек диабазов и микродиоритов; 2 — халькопирит из халькопирит-сфалеритовых и халькопирит-пиритовых кварцевых прожилков; 3 — сфалерит из кварц-сульфидных прожилков и гнезд в метасоматитах.
зывает на участие в ее образовании процессов биогенной сульфат-редукции и диагенеза. Утяжеленный изотопный состав серы некоторых проб сфалерита (+6.8...+12%с), видимо, свидетельствует о заимствовании части серы из сульфата морской воды (с 5348 ~ +20%) и ее смешении с глубинной гидротермальной (5348 ~ 0...+5%с) серой. Заметная железистость сфалерита руд (1.4—6.6 мас. % Fe) отражает невысокую активность серы в рудо-образующих флюидах (У8 = 10-6—10-10 при I = = 440—200°С).
На дометаморфическое отложение основной массы рудного вещества указывают признаки дробления зерен, как пирита, так и сфалерита, растаскивания их фрагментов и обтекание пластичным кварц-серицит-хлоритовым агрегатом, что можно наблюдать в зонах вкрапленных руд и в околорудных метасоматитах. Зерна пирита обнаруживают признаки роста в направлении ми-
нимального сжатия, что свидетельствует об их синметаморфической перекристаллизации с укрупнением минеральных индивидов [6]. Вместе с тем наложение обогащенных сфалеритом кварц-сульфидных жил на первичную рассеянную и послойную синвулканическую существенно пиритовую вкрапленность отражает частичный привнос цинка.
В составе общего геохимического ореола месторождения резко преобладает Zn, особенностью ореолов РЬ и Си является возрастание их размеров и интенсивности с глубиной [4]. Ореолы цветных металлов характеризуются латеральной, растянутой на сотни метров, зональностью относительно гранитного массива: ореолы Си тяготеют к юго-восточному флангу (ближе к массиву), а РЬ (вместе с Л§) характерны для северо-западного, удаленного от гранитов фланга месторождения [2, 4].
636
ВИКЕНТЬЕВ и др.
На участие синметаморфических процессов перераспределения сульфидного вещества указывают общая подчиненность кварц-сфалеритовых жил (как главных составляющих рудных тел) ориентировке крутопадающих зон рассланцевания, а отдельных сульфидных обособлений (гнезда, линзочки и прожилки) - микроструктурным элементам тектонитов: трещинам кливажа, микроскладчатости, сочетанию рассланцевания с первичной слоистостью туффитов.
Выводы. Изложенные материалы подтверждают предположение о месторождении как продукте регенерации более раннего оруденения. Широко варьирующий изотопный состав серы сульфидов (5348 = -6.4.+12%) отражает гетерогенность источника рудного вещества и флюидов. Внедрение гранитов в ранней перми сопровождалось перекристаллизацией и переотложением синвулканических сульфидов в тепловом поле интрузии, укрупнение
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.