научная статья по теме ВКЛЮЧЕНИЯ САМОРОДНОГО ЗОЛОТА И РУДНЫХ МИНЕРАЛОВ В ОБЛОМОЧНЫХ ЦИРКОНЕ И КВАРЦЕ ИЗ РАННЕДОКЕМБРИЙСКИХ КВАРЦИТОВ И КВАРЦЕВЫХ ГРАВЕЛИТОВ КАРЕЛЬСКОГО КРАТОНА Математика

Текст научной статьи на тему «ВКЛЮЧЕНИЯ САМОРОДНОГО ЗОЛОТА И РУДНЫХ МИНЕРАЛОВ В ОБЛОМОЧНЫХ ЦИРКОНЕ И КВАРЦЕ ИЗ РАННЕДОКЕМБРИЙСКИХ КВАРЦИТОВ И КВАРЦЕВЫХ ГРАВЕЛИТОВ КАРЕЛЬСКОГО КРАТОНА»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2012, том 444, № 2, с. 190-193

= ГЕОХИМИЯ =

УДК 549.514.51.81.283:551.71(470.22)

ВКЛЮЧЕНИЯ САМОРОДНОГО ЗОЛОТА И РУДНЫХ МИНЕРАЛОВ В ОБЛОМОЧНЫХ ЦИРКОНЕ И КВАРЦЕ ИЗ РАННЕДОКЕМБРИЙСКИХ КВАРЦИТОВ И КВАРЦЕВЫХ ГРАВЕЛИТОВ КАРЕЛЬСКОГО КРАТОНА

© 2012 г. В. Н. Кожевников, А. Н. Сафронов

Представлено академиком Д.В. Рундквистом 07.12.2011 г. Поступило 05.12.2011 г.

Циркон как один из наиболее универсальных минералов-геохронометров является важнейшим источником информации о возрасте горных пород и наложенных метаморфических, метасома-тических, гидротермальных и деформационных процессов. Особая роль в изучении последних отводится гидротермальным или гидротермально измененным цирконам, описанным в публикациях по разнообразным, преимущественно золоторудным, объектам [1—3]. Но даже среди древнейших обломочных хадейских цирконов, выделенных из кварцевых аренитов и конгломератов района Джек-Хиллз в Западной Австралии, обособились группы зерен, обладающих морфологическими, минералогическими и геохимическими характеристиками цирконов гидротермального типа [4]. Однако эти характеристики не всегда являются однозначным указанием на рудогенную природу растворов/флюидов, в присутствии которых кристаллизовались такие цирконы. Поэтому ключевым типоморфным признаком цирконов, связанных с рудогенными процессами, является наличие в них включений рудных и богатых летучими элементами минералов, кристаллизовавшихся в условиях малоглубинных умеренно-низкотемпературных гидротерм [5].

В результате предыдущих исследований комплексом локальных методов (VEGA II LSH-TES-KAN, SHRIMP-II, LA-ICP-MS, CAMECA IMS-4f) морфологии, твердых минеральных включений, изотопных возрастов и микроэлементной геохимии гетерогенных обломочных зерен цирконов, выделенных из богатых кварцем архейских и палеопротерозойских обломочных пород на территории Карельского кратона, было установлено, что среди многочисленных популяций цирконов архейского возраста, охватывающих временной интервал 3.87—2.61 млрд лет назад (л.н) присутствуют группы гидротермальных и гидротермально измененных зерен. Некоторыми

Институт геологии Карельского научного центра Российской Академии наук, Петрозаводск

типоморфными характеристиками таких цирконов являются: более высокое (в 10—50 раз) содержание и и ТЬ, приводящее к черному цвету в катод олюминесценции (СЬ); рост в измененных участках цирконов содержания LR.EE, Са, Ва, Р, У, Бе, А1 на фоне изменения содержания Zr и 81, что объясняется изоморфным вхождением ряда элементов в решетку циркона в позиции этих элементов; отсутствие магматической осцилляцион-ной зональности; обилие наряду с ранними минеральными включениями магматической стадии кристаллизации циркона поздних эпигенетических низкотемпературных минеральных фаз; наличие пятнистых, амебовидных, развивающихся по первичному циркону и трещинам в нем участков изменения; наличие зерен с нарушенной стехиометрией и высоким содержанием воды в составе минерала [6—8]. Полученные конкордант-ные изотопные возрасты гидротермальных и гидротермально измененных зерен цирконов позволили рассматривать рубежи 3.3, 3.15—2.9 и 2.76—2.65 млрд л.н. как время кульминационных гидротермальных событий в архее Фенносканди-навского щита [9].

В связи с тем что наиболее вескими аргументами в пользу рудогенной природы источника обломочных гидротермальных цирконов могут являться включения золота и других минералов, типичных для гидротермальных месторождений, особое значение приобрели впервые обнаруженные на Фенноскандинавском щите в обломочных цирконах из архейских и палеопротерозойских пород микронные включения самородного золота. Необходимо подчеркнуть, что описания находок включений золота в цирконах из золоторудных месторождений крайне редки [10].

Архейскими породами с обломочными цирконами, содержащими микровключения золота (рис. 1, 1—3), являются кварцевые гравелиты, залегающие в Хизоваарской структуре Северо-Ка-рельского зеленокаменного пояса на коре выветривания андезитов островодужного типа. Все ранее датированные зерна цирконов из этих пород имеют конкордантный архейский возраст [6].

, 30 мкм , 6198-46 , 10 мк^ | 7076-27 , 3 мкм , 7074-26 , 60 мкм , 6202-6

Рис. 1. Включения самородного золота в обломочных цирконах (1—4) и кварце (5—8) из архейских гравелитов Хизова-ары (пр. 6197, 6198), ятулийских конгломератов Центральной Карелии (пр. 6202) и из сумийских кварцитов Кумсин-ской структуры (пр. 7074, 7076). Б1 — биотит, Qu — кварц, СОБР — группа гойяцита-горсейксита—флоренсита—плюм-богумита.

60 мкм | 6197-22 , 60 мкм , 6198-39 ,_60мк^ 6198-128 , 80 мкм , 6202-23

40 мкм , 6198-25 i 50 мкм , 6198-85 . 80 мкм , 6198-80

Рис. 2. Включения молибденита (Мо), галенита (Gal), пирита (Pyr), барита (Ва) и биотита в обломочных цирконах из архейских гравелитов Хизоваары.

Включение золота обнаружено также в обломочном кварце из этих пород (рис. 1, 5). С наличием рудных элементов во флюидах/растворах, в присутствии которых кристаллизовались обломочные цирконы из кварцевых пород Хизоваары, связаны включения рудных минералов — молибденита, пирита, галенита с селеном, а также барита (рис. 2). Подобная ассоциация золота и рудных минералов характерна для золоторудных систем золото-медно-молибденового порфирового типа.

Возрастной диапазон 2659 ± 7—2743 ± 33 млн лет, определенный по цирконам, содержащим синге-нетичные включения рудных минералов, отвечает времени функционирования рудных систем такого типа. Эти находки подтвердили сформулированные ранее [11] представления о рудных кварцево-жильных системах архейского возраста как об одном из компонентов источника обломочного материала зрелых терригенных пород в Северо-Карельском зеленокаменном поясе.

192

КОЖЕВНИКОВ, САФРОНОВ

Рис. 3. Включения молибдошеелита (1), галенита (2), сфалерита (3), пирита (4.1) с галенитом (4.2), глаукодота (5), рутила (6.1) с титаномагнетитом (6.2), церуссита (7), барита (8); циркона: "губчатого" (9, 10) и глобулярного (11) гидротермального, гидротермально измененного с магматической зональностью (12) в обломочном кварце сумийских кварцитов.

7076-43 . 5 мкм . 7077-22

*

4

7074-40 , 20 мкм , 7077-41

%

20 мкм

I_I

7074-16. 20мкм

7074-20 10мкм

7075-55 , 50мкм

7075-17

8

11

Микронные включения золота также обнаружены в обломочных цирконах из цемента кварцевых конгломератов нижнесегозерского подгори-зонта ятулия на западном склоне горы Воттоваары в Центральной Карелии (рис. 1, 4). Об архейском возрасте этих цирконов может свидетельствовать наличие в них сингенетичных включений минералов группы гойяцита—горсейксита—флоренсита— плюмбогумита (СОБР) — сложных гидроалюмо-фосфатов Са, LREE, РЬ, Ва, 8г, которые ранее были обнаружены в датированных исключительно археем (2.87 и 2.7 млрд лет) обломочных цирконах из архейских и палеопротерозойских пород [8, 9]. Эта группа минералов характерна для постмагматических и поствулканических гидротермальных изменений пород типа аргиллизитов, с которыми связаны эпитермальные проявления золота [12].

Микровключения самородного золота (рис. 1, 6, 7) и целого ряда рудных минералов (молибдо-

шеелит, галенит, сфалерит, пирит, глаукодот, рутил, титаномагнетит, церуссит), а также барита и гидротермального циркона были диагностированы в обломочном кварце в шлифах сумийских кварцитов из разреза Кумсинской структуры в западном борту Онежской мульды (рис. 3).

В обломочных цирконах из монофракций, выделенных из этих пород, обнаружены многочисленные включения галенита, халькопирита, пирита, барита, а также единичные включения самородного висмута (рис. 4). Результаты изотопно-возрастного изучения (SHRIMP-II) аналогичных обломочных цирконов, выполненного ранее [13], показали, что конкордантные и—РЬ-возрасты двух их типов 2801 ± 18 млн лет (зональные ядра сильноокатанных зерен — тип I) и 2781 ± 14 млн лет (перекристаллизованные зерна типа I и призматические слабоокатанные зерна — тип II). Кроме того, в двух точках одного зерна типа II кон-

Рис. 4. Включения галенита, галенита и сфалерита (8рИ), халькопирита (СИруг), торита (ТМ) и самородного висмута (Б1И) в гидротермально измененных (1, 3, 4) и гидротермальном "губчатом" (2) обломочных цирконах из сумийских кварцитов.

кордантный РЬ—Pb-возраст был определен как 2712 ± 10 и 2740 ± 8 млн лет. Эти данные в совокупности с морфологическими характеристиками обломочных цирконов из сумийских кварцитов Кумсинской структуры свидетельствуют, по мнению авторов, об их бимодальном гранитоид-ном архейском источнике: дистальном — более древнем и проксимальном — более молодом.

Изучение твердых минеральных включений в гетерогенных обломочных зернах цирконов, а также в зернах обломочного кварца из архейских и палеопротерозойских зрелых терригенных пород на территории Карельского кратона позволило обнаружить в них микровключения самородного золота и других рудных минералов — прямые доказательства разрушения рудных кварцево-жильных источников. В совокупности с результатами изучения изотопных возрастов таких цирконов это позволяет наметить несколько импульсов гидротермальной активности в архее региона, с некоторыми из которых связаны рудные, в том числе золото-кварцевые, процессы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Claoue-Long J.C., King R.W., Kerrich R. // Earth and

Planet. Sci. Lett. 1990. V. 98. P. 109-128.

2. Oreskes N, Einaudi M.T. // Econ. Geol. 1990. V. 85. P. 1-28.

3. Mernagh T.P., Lawrie K.C., Belousova E.A., et al. In: Abstrs. SEG 2004 Predictive Mineral Discovery Under Cover, Eugen Stumpfl Memorial Symposium. Perth, 2004. P. 444-447.

4. Hoskin P.W.O. // Geochim. et cosmochim. acta. 2005. V. 69. P. 637-648.

5. Schaltegger U. // Elements. 2007. V. 3. № 1. Р. 51-79.

6. Кожевников В.Н., Бережная Н.Г., Пресняков С.Л. и др. // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2006. Т. 14. № 3. С. 19-41.

7. Кожевников В.Н., Скублов С.Г. // ДАН. 2010. Т. 430. № 5. С. 681-685.

8. Кожевников В.Н., Скублов С.Г, Марин Ю.Б. и др. // ДАН. 2010. Т. 431. № 1. С. 85-90.

9. Кожевников В.Н. В сб.: Материалы докл. Всерос. конф., посвященной 50-летию Института геологии КарНЦ РАН. Петрозаводск,

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.

Показать целиком