УДК 550.42
ИСТОЧНИКИ МЕТАЛЛОВ КРУПНОГО ОРОГЕННОГО ЗОЛОТОРУДНОГО
НЕЖДАНИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ЯКУТИЯ, РОССИЯ): РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫСОКОТОЧНОГО ИЗУЧЕНИЯ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА
СВИНЦА (MC-ICP-MS) И СТРОНЦИЯ © 2011 г. И. В. Чернышев*, Н. С. Бортников*, А. В. Чугаев*, Г. Н. Гамянин*, А. Г. Бахарев**
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный переулок, 35 **Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН 677007, Якутск, просп. Ленина, 39 Поступила в редакцию 26.05.2011 г.
С помощью высокоточного (±0.02%) МС-1СР-М8 метода изотопного анализа свинца изучена коллекция образцов галенита с Нежданинского месторождения золота (62 образца), а также галенита серебро-полиметаллических объектов (Менкече, Сентябрь) и калиевых полевых шпатов из интрузивных пород, вскрытых в пределах Тыры-Дыбинского рудного узла.
Отдельные рудные зоны характеризуются относительно небольшими вариациями изотопных отношений, максимально ст6/4 = 0.26%. Отсутствует вертикальная зональность изотопного состава РЬ. Главная причина его вариаций — зависимость от типа минеральной ассоциации. Доминирующий на Нежданинском месторождении галенит золото-сульфидной ассоциации характеризуется средними величинами отношений 206рь/204рь = 18.472 , 207РЬ/204РЬ = 15.58 6 , 2(08РЬ/204РЬ = 38.605. Галенит из регенерированной серебро-полиметаллической ассоциации имеет менее радиогенный изотопный состав свинца соответственно 18.420, 15.575 и 38.518. В свинце Нежданинского месторождения преобладает компонент, источник которого идентифицируется как вмещающие терригенные породы пермского возраста. Точки изотопного состава рудного свинца на РЬ-РЬ-эволюционных диаграммах образуют линейный тренд, расположенный в области значений от 9.5 до 9.6. Калиевые полевые шпаты гранитоидов по сравнению с галенитом имеют менее радиогенный и сильно варьирующий изотопный состав свинца. Изотопные данные по свинцу и стронцию ограничивают роль верхнемеловых гранитоидов как источников вещества золоторудной минерализации Нежданинского месторождения. В рудообразующей системе Нежданинского месторождения участвовало вещество флюидогенерирующего магматического очага нижнемелового возраста, существование которого подтверждается присутствием нижнемеловых гранитоидных массивов на флангах Нежданинского рудного поля. Наибольший вклад магматогенного свинца (примерно 30%) отмечается в галените из серебро-полиметаллической минеральной ассоциации. Этот компонент свинца обладает изотопными метками, характерными для свинца нижнекорового происхождения: повышенными по сравнению со среднекоровыми значениями изотопного отношения 208РЬ/206РЬ и наоборот — пониженными значениями отношения 207РЬ/204РЬ, которые в совокупности определяют высокое отношение ТЬ/И в источнике (~4.0) и значения 9.37—9.50 параметра ц2. Этот вывод находится в согласии с современной тектонической моделью эволюции Южно-Верхоянского сектора Верхоянского складчатого пояса и Охотского террейна.
ВВЕДЕНИЕ
Внимание, которое в современной геологии уделяется изучению широкого класса "орогенных месторождений золота" (по терминологии (Groves et al, 1998)), залегающих в метаморфизованных углеродистых толщах континентальной коры, связано, с одной стороны, с возрастающим экономическим значением этих месторождений, а с другой, — с недостаточной ясностью их происхождения.
Адрес для переписки: А.В. Чугаев. E-mail: chug@igem.ru
Золоторудные месторождения, залегающие в углеродистых толщах, содержат значительные запасы металла. В России более половины запасов коренного золота заключено в рудных телах уникальных и крупных месторождений этого типа: Сухой Лог, На-талкинское, Майское, Олимпиада и Нежданин-ское. Месторождения в углеродистых терригенных толщах являются основой золотодобывающей отрасли и в других странах. Среди них месторождения: Мурунтау, Даугыз, Кокпатас и Чармитан в Узбекистане, Бакырчик в Казахстане и Кумтор в Кир-гистане. Добытые, разведанные и прогнозные
запасы золота в отдельно взятых месторождениях этого типа составляют свыше 300 т и до 1000 т, а в Мурунтау - >3400 т (Kempe et al, 2001).
При геологическом изучении и описании месторождений этого типа наиболее остро дискутируется вопрос об источниках минералообразующего флюида и металлов. Уже в первые годы исследования месторождений Сухой Лог и Мурунтау были высказаны гипотезы об их соответственно гидротермаль-но-метаморфогенном (Буряк, 1975) и осадочно-ме-таморфогенном происхождении (Гарьковец, 1973). Предполагалось, что золото частично заимствовалось из вмещающих пород или выносилось из зон высокотемпературного метаморфизма. Эта гипотеза была поддержана новыми исследованиями месторождения Сухой Лог (Чернышев и др., 2009). Для месторождения Мурунтау предложены концепции вовлечения флюида и привноса золота из эвапоритовых толщ (Wilde et al., 2001), извлечения золота из вмещающих пород флюидами, образовавшимися в результате дегидратации и декарбонати-зации при региональном метаморфизме или внедрении гранитов, а также за счет поступления из мантии (Kempe et al., 2001; Graupner et al, 2006; Mo-relli et al, 2007). Развиваются представления о том, что в рудообразующие системы месторождений Чармитан, Майское, Наталкинское и Нежданин-ское поступали флюиды и их компоненты, отделившиеся от гранитов при их кристаллизации, и при дегидратации и декарбонатизации вмещающих пород (Бортников и др., 2004, 2008).
Нежданинское золоторудное месторождение является типичным представителем прожилково-вкрапленных и золото-кварцевых жильных месторождений, залегающих в терригенных углеродсо-держащих толщах. Оно третье по запасам золота в России: в результате геологоразведочных работ, завершенных ОАО "ПОЛЮС ЗОЛОТО", запасы золота категорий С1 + С2 составили 628.6 т (20.2 млн. унций) для комбинированного способа отработки (http://www.polyusgold.com). Одна из особенностей Нежданинского месторождения заключается в том, что рудные тела пространственно тесно ассоциируются с различными магматическими комплексами. Поэтому его образование связывается с эволюцией Курумско-Гельдинской рудно-магматической системы (Гамянин и др., 1985, 2000), в которую вовлекались флюиды и их компоненты, привнесенные из магматического очага и заимствованные из вмещающих пород (Бортников и др., 2007, Чугаев и др., 20102).
В большинстве работ по Нежданинскому месторождению вопросы происхождения золоторудной минерализации рассматриваются на основе изучения вариаций содержания радиогенных изотопов,
а также вариаций изотопного состава легких элементов. Важнейший трасер источников вещества, участвовавших в процессах гидротермального рудо-образования, — изотопный состав свинца. Его использование для изучение архейских и фанерозой-ских орогенных месторождений золота показало, что в рудообразовании участвовал свинец из разных резервуаров, включая свинец гранитоидов, близких по возрасту золоторудной минерализации (Carr et al, 1995; Ho et al, 1995; McNaughton, Groves, 1996; Bierlein, McNaughton, 1998; Qiu, McNaughton, 1999).
Применение масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (MC-ICP-MS) для высокоточного изотопного анализа свинца (имеется в виду вариант метода с измерением из растворов и с корректированием эффекта масс-дискриминации изотопов свинца по стандартному отношению 205Tl/203Tl) повысило информативность и расширило возможности Pb-Pb-метода в его геохимических приложениях (Rehkamper, Halliday, 1998; Collerson et al, 2002; Kamenov et al, 2005; Чернышев и др., 2007 и др.). Применение данного метода в изучении обыкновенного свинца почти на порядок (до ±0.02%) повысило точность измерения самих изотопных отношений по сравнению с традиционно применяемым 1
методом TIMS . Одновременно возросла точность определения эволюционных характеристик свинца (ц, ю, Тм) как для единичных образцов, так и для их серий. Метод позволяет фиксировать малые различия изотопных отношений, надежно выявлять эволюционные тренды изотопного состава свинца, которые при использовании других методов изотопного анализа свинца (TIMS, LA-ICP-MS) вуалируются или сильно искажаются большими аналитическими погрешностями.
Опыт приложений высокоточного метода MC-ICP-MS (Chernyshev et al, 2007; Чернышев и др., 2008, 2009; Чугаев и др., 20101) позволил провести детальное свинцово-изотопное изучение крупномасштабной золоторудной минерализации Нежданинского месторождения, идентифицировать источники вещества и уточнить ранее предложенную модель его формирования. Помимо свинцово-изо-топных данных для этого были также привлечены результаты изучения изотопного отношения 87Sr/86Sr в гидротермальных минералах. Для настоящего исследования была использована коллекция образцов, отобранная с учетом проведенного ранее геолого-минералогического изучения Нежданин-
1 Стандартная погрешность метода термоионизационной масс-спектрометрии (TIMS) при измерении изотопных отношений обыкновенного свинца, по данным многочисленных работ, составляет 0.1—0.2%, а в методе ICP-MS с лазерной абляцией возрастает до 0.5—1.5%.
ского месторождения, а также вскрытых в пределах Тыры-Дыбинского рудного узла других рудных объектов (месторождение Менкече и рудопроявление Сентябрь) и интрузивных пород (Гамянин и др., 2000 и др.).
НЕЖДАНИНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ
Региональная геологическая позиция
Нежданинское золоторудное месторождение находится в Южно-Верхоянском синклинории, являющимся южным окончанием Верхоянского складчатого пояса мезозоид. Складчатый пояс сформирован на погруженной окраине СевероАзиатского кратона и представляет краевую зону мезозойско-кайнозойского орогенического пояса.
Складчатость Южно-Верхоянского синклино-рия связана с причленением в западном направлении Охотского террейна к сибирскому кратону (Гамянин и др., 2000). В Южно-Верхоянском син-клинории различаются три структурные зоны меридионального простирания (с запада на восток): Присеттедабанская и Центральная с интенсивно сжатыми складками и Приохотская, где линейные складки чередуются с участками пологого залегания пород. Основной магмаконтролирующий разлом Южно-Верхоянск
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.