ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2012, том 447, № 4, с. 433-436
= ГЕОХИМИЯ =
УДК 553.411:553.21/24
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РУДООБРАЗУЮЩЕГО ФЛЮИДА Ли^-ЭПИТЕРМАЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КУПОЛ (СЕВЕРО-ВОСТОК РОССИИ)
© 2012 г. В. Ю. Прокофьев, А. В. Волков, член-корреспондент РАН А. А. Сидоров, Н. Е. Савва, Е. Е. Колова, К. В. Уютнов, М. А. Бянкин
Поступило 03.05.2012 г.
Ли-Л§-эпитермальное месторождение Купол — крупнейшее на северо-востоке России, расположено во внешней зоне Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (ОЧВП) в Чукотском АО (рис. 1). К настоящему времени месторождение Купол дало около 80 т золота и 1000 т серебра, содержание которых в руде составляет в среднем 21.5 и 266.6 г/т [1].
Региональное положение, геологическое строение и вещественный состав месторождения Купол достаточно подробно рассмотрены в ряде предыдущих публикаций [2, 3]. В настоящей работе приведены только основные геолого-структурные особенности. Месторождение приурочено к узлу пересечений нескольких региональных разломов в обрамлении крупной Вармекайской кальдеры. Оно локализовано в пределах сложно построенного субвулканического комплекса — одного из побочных центров перманентной вулканической активности [2]. Важная структурная особенность месторождения Купол — формирование золото-сереброносных жильных зон контролируется мощными и протяженными дайками и сил-лами риолитов (более 4 км). Приуроченность к границе между Анадырским и Центрально-Чукотским секторами Охотско-Чукотского вулка-но-плутонического пояса (рис. 1) позволяет предполагать особую специфику образования месторождения Купол. Прежде всего, оно отличается значительным размахом рудной колонны (более 450 м), что типично для месторождений, связанных с жерловыми фациями [4, 5]. В пользу этого говорит также наличие в рудных телах большого количества брекчий и мегабрекчий с кокар-довыми текстурами обрастания обломков различ-
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук, Москва Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт Дальневосточного отделения Российской Академии наук, Магадан
ного петрографического состава халцедон-адуля-ровым агрегатом и эксплозивных брекчий. Мощность рудовмещающего разлома достигает 22 м, а вместе с дайкой — 40 м. Обращает на себя внимание и присутствие ярозита в рудных брекчиях [4], цементирующего обломки кварцевого агрегата, при общей низкой сульфидности руд (0.5-1%). Подобные образования не являются следствием экзогенных процессов, они типичны для фумарол или сольфатар, сопровождающих вулканические извержения, и характеризуются высокими давлениями и температурами, доходящими до 300°С [6]. В рудах отмечено преобладание сульфида серебра — пакантита над сульфосоля-ми Л§. Для месторождения характерна обратная зональность Ли/Л§-отношения — последовательное снижение от поверхности на глубину от 1 : 3 до 1 : 100 [6].
Ниже рассмотрены результаты термобарогео-химических исследований флюидных включений в кварце из жильных рудных тел месторождения Купол, выполненных в секторе минераграфии ИГЕМ РАН по методике, детально изложенной в ранее опубликованной работе [7]. Анализ водных вытяжек из включений комплексом методов, включающим газовую и ионную хроматографию и 1СР М8, был выполнен из навесок 0.5 г фракции 0.5-0.25 мм в ЦНИГРИ (аналитик - Ю.В. Ва-сюта) по методике, опубликованной в работе [8]. Предварительно во включениях той же навески определялось количество воды для расчета концентраций элементов в гидротермальном растворе. Анализировались также углекислота и метан, а после приготовления вытяжки в растворе определяли С1, К, На, Са, М§ и все элементы, которые удалось обнаружить методом 1СР М8.
При визуальном изучении флюидных включений в кварце и аметисте из руд месторождения были обнаружены два типа флюидных включений: 1) двухфазовые газово-жидкие включения (рис. 2), 2) малоплотные газовые включения (в одном образце "Купол 2"). Большинство флюидных включений имеет форму отрицательного кристалла кварца. Иногда встречаются флюид-
434
ПРОКОФЬЕВ и др.
Рис. 1. Положение Вармекайской кальдеры в структурах Чукотки. 1 — ОЧВП и граница его внешней и внутренней зон (вершины треугольников обращены в сторону внутренней зоны); 2 — границы Анадырского (А) и Центрально-Чукотского (ЦЧ) секторов и Восточно-Чукотской фланговой зоны (ВЧ); 3 — Вармекайская кальдера, вмещающая месторождение Купол; 4 — месторождения и наиболее значительные рудопроявления золото-серебряного типа (А — Арыкваам, Д — Двойной, Р — Сопка Рудная, В — Валунистое, И — Иргуней); 5 — Эскимосский срединный массив; 6 — Анюйская и Чаунская зоны Чукотской складчатой системы; 7 — Олойская зона Алазейско-Олойского островодужного террейна; 8 — Южно-Анюйская рифтогенная зона; 9 — Анадырско-Корякская складчатая система; 10 — зоны региональных разломов в фундаменте внешней зоны ОЧВП, определившие положение Вармекайской кальдеры (КИ — Кайемравеем-Имравеемская, КС — Крестовско-Саламихинская, Ан — Анюйская); 11 — границы скрытого трансрегионального Азиатско-Тихоокеанского линеамента [5].
ные включения неправильной формы. Размер включений изменялся от 1 до 23 мкм. Газовые включения (тип 2) приурочены к одним и тем же зонам или трещинам, что и газово-жидкие (тип 1) с большим газовым пузырьком (т.е. наиболее высокотемпературные), образуя единую ассоциацию флюидных включений. Наличие такой ассоциации свидетельствует о гетерогенном состоянии рудообразующего флюида (вскипании). Для термо- и криометрических исследований выбирали прежде всего флюидные включения, расположенные в зонах роста (рис. 2а) или равномерно распределенные по объему отдельных зерен кварца и отнесенные нами к первичным включениям.
Результаты термо- и криометрических исследований 59 индивидуальных флюидных включений в кварце месторождения Купол приведены в табл. 1 и на рис. 3. Двухфазовые газово-жидкие включения в кварце и аметисте рудных жил месторождения Купол гомогенизируются в жидкую фазу при температурах от 276 до 222°С и содержат водный раствор с концентрацией солей от 3.2 до 0.5 мас. %, экв. №С1. В растворе этих включений преобладают хлориды натрия и магния (темпера-
тура эвтектики от —34 до —21°С). Плотность флюида составляет 0.75—0.86 г/см3. В образце " Купол 2" встречены существенно газовые включения, сингенетичные поздним газово-жидким с температурой гомогенизации 229°С. Давление водяного пара составляет 25 бар, что свидетельствует о приповерхностных условиях (примерно 250 м для гидростатического давления) в период залечивания трещин и образования поздних включений.
Состав растворов приведен на рис. 4. Во флюиде среди катионов главную роль играют (г/кг Н20): На 1.6 и К 0.75, а Са 0.36 и М§ 0.40 находятся в подчиненном количестве. Установлены заметные количества (г/кг Н20): С1 0.16, 804 1.3, НС03 6.6, С02 4.8 и СН4 0.05, а также В 0.49. Кроме того, в составе флюида выявлены многие микрокомпоненты (мг/кг раствора): 8Ъ 78, Ва 75, Аз 56, Мп 12, Li 9.5, 2п 7.0, 8г 5.6, Rb 1.6, N1 0.66, Сз 0.3, Аи 0.27, Мо 0.2, Со 0.18, V 0.12, Сё 0.05, REE 0.025.
Если сравнить данные, полученные по месторождению Купол, с данными по аналогичному месторождению Двойной (расположенному в
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РУДООБРАЗУЮЩЕГО ФЛЮИДА
435
(а)
(б)
Рис. 2. Флюидные включения в аметисте и кварце эпитермальных золото-серебряных месторождений Купол и Двойной. а — первичные двухфазовые флюидные включения в зоне роста аметиста из руд месторождения Купол; б — двухфазовое флюидное включение в аметисте месторождения Купол (Ггом 267°С); в — двухфазовое флюидное включение в кварце месторождения Двойной (Ггом 251°С).
Т, °С 300 г
200
100
О 0 о
о о°° о0
° 1 а 2
0 2 4 6 8 10
С, мас. %
Рис. 3. Диаграмма "температура—концентрация" для рудообразующего флюида месторождений Купол (1) и Двойной (2).
С, г/кг Н20 102
101 100
Со НСОз
С02 9 На
1 _
-2 _
0-3 0з4
-5 -
1-6
REE
Рис. 4. Сравнение составов рудообразующих флюидов месторождений Купол (1) и Двойной (2).
0
80 км к северу, рис. 1), то можно заключить, что параметры и состав рудообразующих флюидов этих месторождений очень близки (рис. 3, 4; табл. 1). На рис. 3 и по данным табл. 1 видно, что проба рудного кварца месторождения Двойной несколько более низкотемпературная, чем исследованные пробы месторождения Купол. Возможно, изучаемый срез месторождения Купол имел несколько большую глубину формирования, чем месторождение Двойной. Кроме того, в сравнительном плане были изучены безрудные эпитер-мальные аметистовые жилы рудного поля Арык-ваам (расположено в 100 км к юго-востоку от месторождения Купол) из коллекции В.Ф. Белого [9]. В аметисте из жил Арыкваама обнаружены существенно газовые и газово-жидкие включения (рис. 2а). Газовые включения содержат водяной пар и водный раствор с концентрацией солей 0.5 мас. %, экв. №С1. Они гомогенизируются в газ при температуре 267°С, давление водяного пара
составляет 50 бар. Газово-жидкие включения содержат хлоридный водный раствор с концентрацией солей 1.2—0.4 мас. %, экв. №С1, их температура гомогенизации 257—234°С. В результате исследований выяснилось, что включения в кварце и аметисте из рудных жил месторождения Купол в отличие от безрудных жил Арыкваама содержат растворы в 2—3 раза более концентрированные
[9].
Полученные данные подтверждают выдвинутую ранее гипотезу об участии в рудообразовании месторождения Купол фумарол или сольфатар. Они подтверждают наш вывод [9] о связи месторождения Купол не только с золото-сульфидной, но и с медно-порфировой формацией.
Данные исследования химического состава водных вытяжек из включений месторождений Двойной и Купол (рис. 4) также свидетельствуют о сходстве химического состава рудообразующих флюидов по большинству элементов. Существен-
436
ПРОКОФЬЕВ и др.
Таблица 1. Результаты исследования флюидных включений в минералах месторождений Купол и Двойной (северо-восток России)
Проба Минерал, тип включений * n Т °C T °C J эвт > ^ T °C J пл. льда' ^ Ссолеш мас. %, экв. NaCl d, г/см3
Купол
KP01 Кварц,П 4 276 -30 -0.3 0.5 0.75
То же, П 4 235 -31 -0.5 0
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.