ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ФОРМИРОВАНИЯ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПО ДАННЫМ ИССЛЕДОВАНИЙ ФЛЮИДНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ. II. МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЗОЛОТА, СЕРЕБРА, СВИНЦА И ЦИНКА
© 2014 г. В. Б. Наумов, В. А. Дорофеева, О. Ф. Миронова
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 119991 Москва, ул. Косыгина, 19
e-mail: naumov@geokhi.ru Поступила в редакцию 05.06.2012 г.
Принята к печати 23.10.2012 г.
На основе созданной нами и постоянно пополняемой базы данных, включающей на настоящий момент более 19500 публикаций по флюидным и расплавным включениям в минералах, обобщены результаты по физико-химическим параметрам формирования гидротермальных месторождений и рудопроявлений Au, Ag, Pb, Zn. В базе данных общее количество Pb—Zn месторождений и рудопро-явлений всех регионов мира, для которых имеются результаты изучения флюидных включений в минералах, составляет 970, Au—Ag—Pb—Zn — 220, Au—Ag — 825. Для некоторых наиболее типичных минералов этих месторождений представлены гистограммы распределения температур гомогенизации флюидных включений. Для сфалерита на Pb—Zn месторождениях большинство из 1327 определений приходится на интервал 50—200°C с максимумом 100—200°C, а на Au месторождениях (802 определения) — на интервал 100—350°C с максимумом 200—300°C. Рассмотрен представительный материал по давлениям флюидов на месторождениях Au (1495 определений) и Pb—Zn (180 определений). Общий интервал давлений при формировании дорудных, рудных и пострудных стадий велик — от 4—10 бар до 6000 бар. Высокие давления в дорудных стадиях на этих месторождениях обусловлены их генетической связью с проявлением кислого магматизма или с метаморфическими процессами. Более 70% определений флюидных давлений при формировании Pb—Zn месторождений приходится на интервал 1 — 1500 бар. Для Au—Ag месторождений характерны более высокие флюидные давления (в интервал 500—2000 бар попадает 61% определений). Общий интервал солености и температур минералообразующих флюидов на Au—Ag (6778 определений) и Pb—Zn (3395 определений) объектах велик — от 0.1 до 80 мас. % экв. NaCl и 20—800°C. Для Au—Ag месторождений большая часть определений (~64%) приходится на значения солености менее 10 мас. % экв. NaCl и на значения температур 200—400°C (~63%). Для Pb—Zn месторождений характерна более высокая соленость растворов (51% определений приходится на значения 10—25 мас. % экв. NaCl) и более низкие температуры — 100—300°С (74% определений). Значительная часть определений плотности флюидов приходится на интервал от 0.8 до 1.2 г/см3. Приведен средний состав летучих компонентов флюидов, полученный разными методами. Рассчитан средний состав летучих компонентов флюидных включений в минералах гидротермальных месторождений (W, Au, Ag, Sn, Pb—Zn), в минералах метаморфических пород, а также средний состав природных флюидов всех геологических объектов. По результатам анализов индивидуальных включений оценены концентрации Au, Ag, Pb и Zn в магматических расплавах и в минералообразующих флюидах.
Ключевые слова: месторождения Au, Ag, Pb, Zn, флюидные включения, физико-химические параметры.
Б01: 10.7868/80016752514060053
В статье [1] на основе созданной нами базы данных, включающей на тот период более 17 500 публикаций по флюидным и расплавным включениям, были обобщены результаты по основным физико-химическим параметрам природных минералообразующих флюидов (температура, давление, плотность, соленость водных растворов, газовый состав
флюидов). Для флюидов, участвующих в магматических, метаморфических, гидротермальных и осадочных процессах, был установлен широкий интервал температур (20—1300° С) и давлений (от 1 до 21000 бар). В этом диапазоне выявлена частота встречаемости существенно водных и преимущественно безводных (СО2, СН4, флюидных
включений в минералах. Первые преобладают при температурах ниже 600°С и при давлениях ниже 4000 бар, вторые преобладают при температурах 600—1300°С и при давлениях более 4000 бар. Были приведены примеры визуально наблюдаемой магматической воды, существующей в виде собственной высокоплотной фазы в расплавных включениях в минералах вулканических пород из различных регионов мира. Давления таких высокотемпературных водных флюидов могли достигать первых кбар вплоть до 10—15 кбар. Поэтому был сделан вывод, что эти водные флюиды могли участвовать в рудообразовании многих гидротермальных месторождений. Была рассмотрена частота встречаемости температур и солености гидротермальных флюидов в интервале 20—1000°С и 0—80 мас. % экв. №С1, а также температур и плотностей этих флюидов в интервале 20—1000° С и 0.01—1.90 г/см3. По данным более 3000 определений, полученных самым распространенным методом анализа индивидуальных включений (ра-ман-спектроскопия), был рассчитан средний состав газовой фазы природных флюидов.
Задачей наших последующих исследований стало обобщение данных по основным физико-химическим параметрам минералообразующих флюидов, участвовавших в формировании гидротермальных месторождений разных элементов (Аи, Бп, ^ Мо, Ве, Си, Хп, РЬ, БЬ, Со, N1, Аз, Ва, и, Щ, а также флюорита). Эти обобщения основываются на созданной нами (с 1964 г. и по настоящее время) базе данных по флюидным и рас-плавным включениям в минералах. Принцип наполнения базы количественными данными подробно описан в [1, 2]. В следующей работе [3] на основе базы данных, включающей уже более 18500 публикаций, были рассмотрены физико-химические параметры флюидов на месторождениях и рудопроявлениях Бп и Ш Кроме температур, давлений, солености и газового состава флюидов были приведены данные о концентрациях олова и вольфрама в магматических силикатных расплавах и в минералообразующих флюидах. В настоящей работе проведено обобщение накопленного материала (более 19500 публикаций) по основным физико-химическим параметрам природных флюидов, участвовавших в формировании месторождений Аи, А§, РЬ и Хп.
Отметим, что на данном этапе исследований рассматривается только общая характеристика флюидов на месторождениях этих элементов без учета различий в выделяемых геологами форма-ционных типах объектов. Известно, что для месторождений Аи, например, существует множество классификаций на основе различных признаков, и разные исследователи пользуются различными критериями их типизации. Обычно в отечественной литературе выделяют три формации гидротермальных месторождений Аи: малых
глубин (малосульфидные руды с низкопробным Аи, с сульфосолями А§ и т.д.), средних глубин (руды умеренно сульфидные с относительно низкопробным Аи) и больших глубин (убогосульфид-ные руды с высокопробным Аи) [4, 5 и др.]. Ряд классификаций основан на выявлении и учете многосторонних геологических связей руд с вмещающими породами, околорудными метасома-титами и сопряженным с оруденением магматизмом [6—8 и др.]. Выделяют плутоногенные формации, вулканогенные формации складчатых областей, островных дуг и срединно-океаниче-ских хребтов, вулканогенно-плутонические формации, метаморфогенно-гидротермальные и плу-тогенно-метаморфогенные [9, 10 и др.]. Существует и геохимическая классификация по группам ассоциирующих с Аи химических элементов [11]. Комплексная геолого-промышленная классификация золоторудных месторождений разработана Ю.Г. Сафоновым [12]. Систематика золоторудных месторождений на основе их геотектонической позиции используется в американской геологической службе и принята геологами многих зарубежных стран [13].
Выяснение физико-химических особенностей флюидов при формировании разных формацион-ных типов этих месторождений может являться следующей задачей наших исследований. Кроме того, в статье не рассматриваются вопросы, связанные с причинами и механизмами рудообразования. Отметим, что рудная специфика каждого месторождения или рудопроявления заносилась в нашу базу данных в соответствии с характеристикой этих объектов, указанной авторами публикаций.
Представительность материала, который мы обобщаем по полиметаллическим, золото-полиметаллическим и золото-серебряным месторождениям, отражена в табл. 1. За весь период исследований получено более 18 400 определений температур минералообразующих флюидов, почти 1800 определений давлений, более 12800 определений солености растворов и 3540 определений газового состава флюидов. Из общего количества определений температур флюидов нами получено 5%, по давлениям — 12%, по солености растворов 4%. В базе данных общее количество полиметаллических месторождений и рудопро-явлений всех регионов мира, для которых имеются результаты изучения флюидных включений в минералах, составляет 970, золото-серебряных с полиметаллами — 220, а количество золото-серебряных месторождений — 825.
Из данных табл. 1 видно, что количество опубликованных работ по месторождениям РЬ, Хп, Аи и А§ велико, поэтому привести полный список всех публикаций в этой статье невозможно. Мы отметим в хронологическом порядке только те работы, которые внесли основной вклад в напол-
Таблица 1. Количество публикаций (I) и определений (II) основных физико-химических параметров природных флюидов, полученных по включениям в минералах в разные периоды времени для полиметаллических, золото-полиметаллических и золото-серебряных месторождений
Период Pb- -Zn Au-Ag- Pb-Zn Au- Ag
I II I II I II
Температура
1933 1 13 - - - -
1950-1960 22 112 2 16 4 30
1961-1970 86 608 7 45 27 178
1971-1980 114 1083 20 254 56 554
1981-1990 131 1512 32 572 108 1735
1991-2000 71 779 42 732 141 1861
2001-2011 73 1336 53 1437 295 5585
1933-2011 498 5443 156 Давление 3056 631 9943
1950-1960 1 1 - - 1 2
1961-1970 8 38 - - 2 11
1971-1980 9 46 2 19 15 132
1981-1990 14 59 4 8 28 189
1991-2000 5 21 5 23 54 420
2001-2011 6 15 6 74 104 735
1950-2011 43 180 18 Соленость 124 204 1489
1961-1970 7 23 - - 1 2
1971-1980 33 327 12 153 16 179
1981-1990 85 994 26 504 75 1068
1991-2000 66 710 40 680 115 1355
2001-2011 76 1341 53 1319 256 4174
1961-2011 267 3395 131 Газовый состав 2656 463 6778
1971-1980 - - - - 2 18
1981-1990 2 29 1 4 22 387
1991-2000 10 133 5 37 39 1008
2001-2011 2 25 4 99 64 1800
1971-2011 14 187 10 140 127 32
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.