ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2004, № 3, с. 286-297
УДК 550.42
ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА В КАРБОНАТАХ ДОКЕМБРИЙСКИХ АПАТИТОНОСНЫХ КАРБОНАТНЫХ ПОРОД. АЛДАНСКИЙ ЩИТ
© 2004 г. В. Н. Гулий, X. Вада*
Украинский государственный геологоразведочный институт Украина, 04114 Киев, ул. Автозаводская, 78 E-mail: vguliy@hotmail.com; E-mail:vgul@ukr.net * Институт геологических наук, Университет Шизуока 836 Oya Shizuoka, 422-8529 Japan Поступила в редакцию 10.04.2002 г.
Рассмотрены геолого-структурное положение, вещественный и изотопный состав различных пространственно разобщенных месторождений и апатитопроявлений Алданского щита, сложенных метаосадочными апатит-карбонатными породами докембрия. По изотопному составу углерода и кислорода карбонатов они отличаются от других типов карбонатных пород щита, включая карбо-натиты и Ca-Mg метасоматиты, и подобны осадочным карбонатам фанерозоя и докембрия. Их образование происходило в окислительных условиях, а прямым свидетельством роли эвапоритовых процессов на разных стадиях их формирования, в дополнение к выявленному обогащению изотопом С карбонатов, является присутствие сульфатов. Установлено, что апатит-карбонатные породы представляют собой продукт сложного чередования процессов седиментогенеза при разных режимах солености бассейнов, иногда с разрушением уже образованных осадков в субаэральных условиях.
Первично-осадочные карбонатные породы являются обычными образованиями в метаморфических комплексах докембрия, хотя их доля в общем объеме докембрийских толщ невелика и, по данным различных исследователей, не превышает нескольких процентов. Они обычно используются как маркеры важных геоисторических рубежей, сопряженных с изменением положения динамического равновесия палеоокеана с осадками и атмосферой, с вариациями режима кислорода и углекислоты, соотношений кальция и магния и т.д. С карбонатными породами в пространственном и, иногда, генетическом отношении связана промышленная минерализация: к протоэвапори-товым карбонатным толщам Гренвиллской серии Канадского щита приурочены стратиформные свинцово-цинковые месторождения [Whelan й а1., 1990], с доломитами Сино-Корейского щита ассоциируют магнезитовые месторождения [Со Вар Сон и др., 1989], в магнезитах и доломитах горан-ской свиты Памира локализованы месторождения лазурита, шпинели и рубина [Киселев, 1977], появление целого ряда неметаллических полезных ископаемых в Прибайкалье обусловлено карбонатным седиментогенезом [Вишняков и др., 1981].
Практически на всех докембрийских щитах в связи с карбонатными породами известна и апатитовая минерализация: в слюдянской серии Прибайкалья (месторождения Обруб и Слюдянское) [Юдин, Арсеньев, 1970], на Сино-Корейском щи-
те [Маракушев, 1968], на Северо-Китайской платформе (месторождения группы Сасонг) [Sang, You, 1988], в Гренвиллской серии Канадского щита [Currie, 1951], в комплексе Караиба Бразилии [Signinolfi et al., 1980], в Оазис мраморе Австралии [McNaughton, Wilson, 1983] и т.д. На Алданском щите открыто и разведано месторождение апатита Селигдар и ряд аналогичных проявлений (участки Мустолаах, Нирянджа, Бирикэ-эен и др.), которые приурочены к карбонатным и известково-силикатным породам, относимым к федоровской свите или к ее одновозрастным аналогам [Виноградов и др., 1975; Булах и др., 1990; Гулий, 1995]. С развитием апатитовой минерализации в карбонатных породах связаны представления некоторых исследователей о генетической связи карбонато- и фосфатонакопления [Юдин, 1981]. Вместе с тем, детальное изучение геологического положения и вещественного состава всех типов карбонатных пород Алданского щита показало, что они неоднородны, и только в части из них наблюдаются промышленные содержания фосфора. Богатые апатитом карбонатные породы щита отличаются от других высоким отношением окисного железа к закисному и наличием редких, а то и чуждых для карбонатных пород других типов, ассоциаций минералов, включая сульфаты, что заставляет полагать их образование в особых условиях [Гулий, 1994].
Проведенные нами ранее [Гулий, 1994, 1995] изотопные исследования карбонатов всех генети-
126 Томмот
Рис. 1. Схема расположения месторождений Алданского щита.
1 - Селигдар, 2 - Нирянджа, 3 - Дорожный, 4 - Мустолаах, 5 - Тагнарар, 6 - Левый Бурный, 7 - Бирикээн, 8 - Чукурдан. 1 - метаморфизм высокой ступени: а - промежуточная между гранат-кордиерит-биотитовой и гранат-кордиерит-ги-перстеновой фациями, б - гиперстен-силлиманитовая фация; 2 - переходные метаморфические фации; 3 - метаморфизм относительно низких ступеней: а - гранулитовая фация, б - амфиболитовая фация [Кицул и др., 1979].
ческих типов карбонатных пород Алданского щита показали, что апатит-карбонатные породы выделяются среди них как по изотопному составу углерода, так и кислорода. Особенно резко они отличаются от карбонатитов и Са-М§ метасома-титов [Кулешов, 1986]. В свою очередь, апатит-карбонатные породы тоже неоднородны и представлены несколькими разновидностями, минеральный состав и масштабы распространения которых варьируют в пространственно разобщенных участках. В настоящей статье, приведены результаты систематического изучения изотопного состава углерода и кислорода карбонатов из выделяемых типов апатит-карбонатных пород и руд большинства апатитовых месторождений и проявлений щита и сделаны выводы о возможных условиях их образования.
ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНОГО ПОЛОЖЕНИЯ И ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА АПАТИТ-КАРБОНАТНЫХ ПОРОД АЛДАНСКОГО ЩИТА
Геолого-структурное положение апатит-карбонатных пород
Апатит-карбонатные породы Алданского щита распространены на месторождениях апатита селигдарского типа, где они часто ассоциируют с апатитоносными диопсидовыми и хлоритовыми породами, являющимися, в свою очередь, обычными рудами месторождений апатита ханинского
типа [Гулий, 1989]. Апатит-карбонатные породы изучались нами на участках Селигдар, Нирянджа, Мустолаах, Тагнарар, Трубка, Дорожный, Усть-Чульман, Бирикээн, Чукурдан, Левый Бурный и Хаюмкан, схема расположения большинства из которых показана на рис. 1.
Наибольшие масштабы апатитового орудене-ния характерны для месторождения Селигдар, в пределах которого выделяется опрокинутая синклинальная складка [Булах, Золотарев, 1983], сложенная пачками многократного, согласного переслаивания гнейсов и кристаллических сланцев с кальцифирами, мраморами, диопсидовыми и апатит-карбонатными породами федоровской свиты. Мощность отдельных прослоев варьирует от первых сантиметров до нескольких десятков метров. В промышленном контуре месторождения число и мощность пластов апатит-карбонатных пород значительно возрастает, указывая на первичную мощность толщи переслаивания примерно в 600 м [Булах и др., 1990]. Балансовые запасы Р205 существенны и составляют 85.6 млн т, а прогнозные ресурсы месторождения на всю глубину разведки (до 1600 м) оцениваются в 200 млн т Р205 [Энтин и др., 1987].
К югу от Селигдарского месторождения в апа-титоносной толще пород федоровской свиты выявлен целый ряд участков с апатитовой минерализацией, не имеющей промышленного значения, и месторождения Ниряджа и Нимгеркан (см. рис. 1), запасы Р205 которых измеряются первыми млн тонн [Энтин и др., 1987]. Для них характе-
рен силикатный тип разреза с преобладанием гнейсов и кристаллических сланцев, согласно переслаивающихся с линзовидно-пластовыми телами апатит-карбонатных пород, мощностью от первых метров до первых десятков метров. На месторождении Нирянджа среди апатитоносных пород широко развиты кварц-карбонатные разновидности, бедные апатитом, а в собственно карбонатных разновидностях пород часто присутствует обломочный апатит [Гулий и др., 1999].
Еще южнее Селигдарского месторождения, в бассейне рек Б. Нимныр и Хардогас (см. рис. 1), в сохранившихся от эрозии участках количество отдельных рудных тел и мощности апатитоносных карбонатных, диопсидовых и гематит-хлоритовых пород возрастают, и в пределах участков Мустолаах и Дорожное они преобладают над переслаивающимися с ними гнейсами и кристаллическими сланцами федоровской свиты. Количественные соотношения типов апатитоносных пород в этих месторождениях варьируют: на участке Дорожное диопсидовых разновидностей нет, на месторождении Мустолаах они составляют до 20% от всего объема пород и преобладают на месторождении Тагнарар. Рудные тела месторождения Мустолаах имеют пластовую и линзовидную форму и мощность до 200 м. На месторождении Тагнарар мощность рудных тел не превышает 50 м. По общим запасам Р205 месторождения Мустолаах и Дорожный отнесены к мелким. Запасы Р205 на месторождении Тагнарар совсем незначительные.
Месторождения Бирикээн, Чукурдан и Левый Бурный по запасам Р205 являются также мелкими. Они расположены в бассейне р. Тимптон (см. рис. 1), где залегают в относящейся к горбылях-ской свите [Реутов, 1981] толще согласного переслаивания гнейсов и кристаллических сланцев с апатитоносными силикатными и карбонатными породами. На глубине, так же как и по простиранию, от месторождения к месторождению наблюдается резкое колебание мощностей отдельных типов пород, варьирующих от нескольких метров до первых сотен метров [Гулий, 1995]. На месторождении Чукурдан апатитоносными являются карбонатные, диопсидовые и гематито-хлорито-вые породы, а западнее, на месторождении Бирикээн, преимущественным развитием пользуются апатит-карбонатные породы с мощностью прослоев от нескольких десятков до первых сотен метров. Еще западнее от них, на месторождении Левый Бурный, распространены маломощные (метры и первые десятки метров) диопсидовые и карбонатные апатитоносные породы, которые часто сопровождаются участками обогащения обломочным апатитом [Гулий, Рид, 1999]. Расположенные в этом же направлении (в устье р. Усть-Чульман) и к югу от месторождения Левый Бурный крайние участки площади (участок
Хаюмкан) представлены маломощными (до 2 м) телами карбонатных пород.
Согласное переслаивание апатит-карбонатных руд и силикатных метаморфических пород в пределах месторождения и его окружения показывает, что геологический возраст апатитоносных карбонатных пород одинаков с возрасто
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.