ГЕОХИМИЯ, 2014, № 1, с. 86-90
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ОБРАЗОВАНИЯ ЗОЛОТО-СУЛЬФИДНОГО ОРУДЕНЕНИЯ В ШАУХОХСКОМ РУДНОМ ПОЛЕ (СЕВЕРНАЯ ОСЕТИЯ, РОССИЯ) ЯЪ-8г МЕТОДОМ © 2014 г. М. М. Волкова*, Ю. А. Костицын**, Д. А. Бычков*, М. В. Борисов*
*Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Геологический факультет 119899 Москва, Ленинские Горы Е-таИ: masha_wolk@inbox.ru **Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 119991 Москва, ул. Косыгина, 19 Поступила в редакцию 26.02.2013 г. Принята к печати 26.07.2013 г.
Ключевые слова: ЯЬ—8г изотопные исследования, изохрона, методика мягкого выщелачивания, золото-сульфидное оруденение, мраморизованные известняки, Шаухохское рудное поле.
DOI: 10.7868/S0016752514010105
ВВЕДЕНИЕ
Установление возраста рудно—метасоматиче-ских образований изотопными методами во многих случаях представляет собой задачу нетривиальную и сложную. Особенно, если вмещающей матрицей метасоматитов являются карбонатные толщи. Низкие содержания калия, рубидия и редкоземельных элементов не позволяют применить K—Ar, Rb—Sr или Sm—Nd методы в их классическом виде. Последний также практически не применим к молодым, мезо-кайнозойским образованиям, которые представляют объект настоящего исследования. Отсутствие сингенетичных U-со-держащих фаз, включая циркон, также исключает применение U-Pb метода датирования.
При исследовании рассеянной золотой минерализации в пределах Шаухохского рудного поля в Северной Осетии возникла необходимость определить генетическую связь золото-сульфидного оруденения с эндогенными процессами, которые здесь представлены юрским или неогеновым магматизмом [1]. Для этого, очевидно, нужно было определить возраст гидротермально-метасоматического процесса, который привел к образованию золото-сульфидного оруденения.
Для решения поставленной задачи мы также применили нестандартный подход при Rb—Sr датировании метасоматически измененных пород, сложенных преимущественно карбонатным материалом с высокими концентрациями стронция (350—1100 мкг/г) и весьма малым содержанием рубидия (4—9 мкг/г).
КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Шаухохское рудное поле расположено в пределах Адайхох-Шаухох-Дарьяльской структурно-формационной зоны Северной Осетии (верховья реки Мидаграбиндон, абс. высоты 2000—2400 м). Выявленное (ОАО "Севосгеологоразведка") золотое оруденение на участках Кабутау и Ларци-дон представлено золото-сульфидно-углеродистым семейством формаций. Рудовмещающими являются породы углеродисто-терригенной формации, которые представлены конгламератами и гравелитами бадской свиты (С3), метапесчаника-ми и сланцами мидаграбинской свиты (С3-Р1), мраморизованными углистыми известняками и мраморами гизельдонской свиты (Р1-2), кварци-топесчаниками кистинской свиты (11). Породы участками биотитизированы, отмечены зоны ме-тасоматического изменения (кварц, эпидот, серицит, актинолит, хлорит), часто наблюдается тонкорассеянная сульфидизация в виде многочисленных выделений пирита, образующего отдельные мета-кристаллы, гнезда и прожилки, реже отмечается тонкораспыленная послойная вкрапленность пирротина. В результате поисковых работ по Шаухох-скому рудному полю проведена локализация оруде-нения и оценка прогнозных ресурсов золота по категории Р2 — 9.4 т при бортовом содержании 0.9 г/т [2]. Большое практическое значение может иметь установление генетической связи оруденения данного типа с какими—либо из разновозрастных магматических образований, известных в регионе. В
пределах или вблизи Шаухохского рудного поля известны обнажения пород дайкового комплекса диабаз—пикритовой формации (J2), субвулканической фации Ларцикомского штока (андезито-дациты и др., предположительно N2), многочисленные выходы Джимарского полифазного массива гранитоидов плиоценового возраста [1].
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Rb—Sr изотопные исследования проводились в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ГЕОХИ РАН. Концентрации Rb и Sr измерены методом изотопного разбавления. Навески образцов по 20—30 мг после добавления смешанного трассера 84Sr—85Rb растворялись в смеси HF и HNO3 (5 : 1). Разложение проводилось три дня в тефлоновых бюксах под лампой при постоянном перемешивании. Затем сухой остаток переводился в хлоридную форму трехкратным выпариванием в концентрированной HCl, после чего методом ионообменной хроматографии выделялись Rb и Sr. Изотопный состав Sr, концентрации Rb и Sr измерены на многоколлекторном масс-спектрометре Triton. Результат анализа изотопного стандарта стронция SRM-987 в лаборатории за время проведения настоящего исследования составляет 0.710245 ± 11 (2стср, N = 13), что отвечает относительной погрешности единичного анализа 0.006% для отношения 87Sr/86Sr. Относительная погрешность определения отношения 87Rb/86Sr составляет 1%. Эти величины погрешностей были использованы при расчете параметров изо-хрон, который проводился с помощью программного пакета Isoplot 3.0/Ex [3]. Вычисление параметров параллельных изохрон было проведено методом [4].
Изучение состава образцов проводилось в лаборатории локальных методов исследования вещества геологического факультета МГУ на сканирующем электронном микроскопе "Jeol JSM-6480LV" с вольфрамовым термоэмиссионным катодом и энергодисперсионным спектрометром "INCA-En-ergy 350" с Li-Si полупроводниковым детектором площадью 10 мм2 и сверхтонким окном ATW-2 (разрешение 129 эВ на Ka Mn).
Рентгенофазовые исследования выполнены на ДРОН-УМ1 (геологический факультет МГУ).
МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ОБРАЗЦОВ И ПОДГОТОВКА ПРОБ К АНАЛИЗУ
Для проведения геохронологических исследований из нашей коллекции образцов были взяты две пробы: СУ-9 и СУ-10 (участок Ларцидон, правый берег р. Мидаграбиндон). Проба СУ-9 отобрана у истока ручья Фидарком (абс. высота 2400 м), проба СУ-10 на расстоянии 400 м в правом борту
ручья Фидарком (абс. высота 2120 м). В шлифах эти пробы представляют собой темно-серые массивные мраморизованные карбонатные породы с проявленной сланцеватостью, пересеченные серией прожилков различной мощности — от десятых долей мм до см. Структура пород среднезер-нистая, гранобластовая, характерна бластомило-нитовая текстура, где линзовидные кальцитовые литокласты, длиной от мм до см, окружены сланцеватой мелкозернистой лепидогранобластовой матрицей. В пробе СУ-9 матрица сложена кальцитом и доломитом, а в пробе СУ -10 — кальцитом. Углистое вещество, образующее тонкодисперсную вкрапленность, рассеяно внутри зерен и местами концентрируется вдоль их границ (содержание углистого вещества может достигать 10%). В породах присутствуют силикатные минералы, образующие прожилковые скопления, которые часто приурочены к участкам рассланцевания.
В пробе СУ-9 наблюдаются карбонатные прожилки, которые структурно можно разделить на два типа: обладающие прямолинейными ровными границами и ветвящиеся с непостоянной мощностью, к которым приурочены сильно окисленные зерна пирита. В пробе СУ-10 отмечены характерные для известняков стилолитовые швы. В жилах видны следы перекристаллизации карбонатов. Рудные минералы в пробах СУ-9 и СУ-10 распределены по всей породе (рис. 1): они присутствуют как в карбонатной матрице, так и приурочены к прожилкам и участкам рассланцевания. Размер рудных минералов довольно мал и составляет 20—100 мкм. Можно выделить 2 генерации рудного минерала: ранняя, связанная с седимента-ционным процессом; это те сульфиды, которые присутствовали в исходной осадочной породе и при перекристаллизации образовали ранний пирит. На следующем этапе происходило отложение нового рудного вещества, соответствующего поздней генерации, — ранние зерна сульфидов сохранили свою огранку и выступали в роли затравки.
Исходным субстратом для мраморизованных углистых известняков и мраморов гизельдонской свиты послужило осадочное карбонатное вещество с примесью алюмосиликатного материала, из которого при перекристаллизации образовались хлорит, серицит, биотит. Перекристаллизация привела к укрупнению индивидов и их очищению. При этом силикатное вещество отгонялось и скапливалось в виде обособлений. Можно выделить 2 этапа перекристаллизации. Первый этап соответствует последней стадии катагенеза, когда происходила перекристаллизация кальцита, сопровождающаяся образованием прожилков [5]. Второй этап — наложенный гидротермальный процесс, который привел к перекристаллизации силикатного материала и образованию золото-сульфидного оруденения. Присутствующие в породе силикатные минералы образуют секущие
88
ВОЛКОВА и др.
Рис. 1. Распределение минералов в пробе СУ-9 (слева) и пробе СУ-10 (справа). Электронные изображения получены в режиме детектирования отраженных электронов при ускоряющих напряжений 20 кВ и силе тока электронного зонда около 2 нА.
прожилковые скопления, к которым приурочены рудные минералы и биотит. Этот гидротермальный процесс, вызванный, вероятно, внедрением интрузий, был наложен на уже перекристаллизованную карбонатную матрицу. По составу хлорита была рассчитана температура гидротермального процесса [6, 7], которая составила 260—320°С.
По данным электронной микроскопии и элек-тронно-зондового микроанализа в пробе СУ-9 установлены биотит, хлорит, альбит, сфен, пирит и небольшие количества галенита. В пробе СУ-10 отмечены биотит, местами хлоритизированный, альбит, зерна кварца, апатита, рудные минералы (пирит, пирротин, галенит, теллурид серебра). При исследовании других образцов пород участка Лар-цидон помимо описанных выше минералов отмечены также силикаты урана и тория, эпидот, кобальтин и мусковит.
Традиционно для построения изохроны берут серию пород в целом или один образец породы делят на минеральные фракции; однако эти подходы не применимы для датирования гидротермально-метасоматических образований. В работах [8, 9] были предложены нетрадиционные методы ЯЪ-8г датирования рудных жил и метасоматитов: метод мономинеральных изохрон, когда для построения изохроны используют несколько фракций одного минерала [8], или разделение образцов на разные плотностные фракции для построения изохроны [9]. Такой подход в ряде случаев позволяет разделить измененн
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.