ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2007, том 49, № 2, с. 99-145
УДК 553.21/24:553.261
СОСТАВ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ ФЛЮИДОВ В ГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ НЕЖДАНИНСКОГО ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
(САХА-ЯКУТИЯ, РОССИЯ)
© 2007 г. Н. С. Бортников*, Г. Н. Гамянин**, О. В. Викентьева*, В. Ю. Прокофьев*, В. А. Алпатов**, А. Г. Бахарев**
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии, РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35 ** Институт геологии месторождений алмазов и благородных металлов СО РАН 677891, Якутск, 891, просп. Ленина, 39 Поступила в редакцию 15.06.2006 г.
Проведено исследование петрохимических характеристик магматических, осадочных и метасома-тических пород, химического и изотопного состава минералов и флюида, РГ-параметров минерало-образования Нежданинского месторождения и предложена модель формирования гидротермальной системы.
В ходе гидротермального процесса (образование рудосопровождающих метасоматитов), помимо уменьшения отношений Ba/Rb и Li/Mg, наблюдаются магматические тенденции увеличения отношения K/Ba и уменьшения K/Cs. Последние могут указывать на участие магматического флюида в формировании месторождения. Согласованность величин отношений K/Rb и K/Ba со значениями, характерными для "главного тренда изверженных пород" (МТ), подразумевает, что концентрации K, Rb и Ba распределены в гидротермальном рудообразующем флюиде в соответствии с отношениями в магматической камере источника. Величины отношений K/Rb в метасоматитах соответствуют "главному тренду" магматических пород, частично приближаясь к областям "пегматит-гидротермального тренда" и "ортомагматиче-ского флюида Mo-W-грейзенов". Схожесть спектров распределения РЗЭ магматических и терригенных пород не позволяет сделать однозначный вывод об источнике лантаноидов. Наличие литологического контроля в распределении литофильных элементов свидетельствует о поступлении в гидротермальную систему компонентов из вмещающих пород. Все изученные породы и минералы обогащены легкими лантаноидами. Обнаружено снижение суммарных концентраций и возрастание роли тяжелых редких земель от дорудных к рудосопровождающим метасоматитам, от дорудных к регенерированным карбонатам, от раннего к позднему шеелиту. Подобная тенденция отмечается и в гранитоидах Курумского массива.
Величины 518О кварца из редкометальных зон - +10.3...+12.6%о, из метасоматических пород -+15.9.. ,+16.4%о, из золоторудных жил -+14.8. +16.6% и серебро-полиметаллической минерализации -
+13.5.. ,+16.9%о. Полученные значения 818OHo позволяют предполагать поступление воды из двух источников: магматического (818О = +5.5.. ,+9.0%о) и образовавшейся при дегидратации осадочных пород. Показано, что в минералообразовании принимали участие высокотемпературные (до 390°С) высококонцентрированные (до 31 мас. %-экв. NaCl) флюиды, а в рудообразующей системе происходила не только фазовая сепарация флюида, приводящая к появлению в ней существенно жидкого водно-углекислотного и существенно газового преимущественно углекислотного флюида, но и смешение высокотемпературных относительно высококонцентрированных хлоридных флюидов с низкотемпературными слабоминерализованными флюидами. Выявлено участие в минералообразовании водно-солевого флюида. Кроме того, установлено изменение окислительно-восстановительных условий от равновесия с метановым флюидом в золото-редкометальный этап до равновесия с угле-кислотным флюидом в золоторудный этап.
ВВЕДЕНИЕ
Нежданинское золоторудное месторождение -одно из крупнейших в России с запасами, превышающими 470 т золота (Константинов и др., 2000), расположено в верхнем течении руч. Ты-
1 Адрес для переписки: Н.С. Бортников. E-mail: bns@igem.ru
ры, правого притока р. Алдан, на западных отрогах хребта Сунтар-Хаята и удалено от районного центра пос. Хандыга (около 10 тыс. чел.) по прямой на 160 км. Оно было открыто Г.Ф. Гуриным в 1951 г. Нежданинское месторождение является частью расширяющейся к северу меридионально вытянутой тектоно-магматической зоны протяженностью до 15 км при ширине в среднем 4 км, в
пределах которой совмещены различные по составу минерализации, обычно располагающиеся автономно (Гамянин и др., 2000, 2003; Константинов и др., 2000). В результате многолетних исследований была восстановлена история развития структуры месторождения, выяснена рудоподво-дящая и рудоконтролирующая роль разломов, детально охарактеризованы минеральный состав руд и химизм минералов, установлена вертикальная минералого-геохимическая зональность и высокая золотоносность сульфидов измененных пород (Гамянин и др., 1985).
Для того чтобы оценить флюидный режим, условия отложения руд и источники флюидов и его компонентов, изучались флюидные включения и стабильные изотопы (S, C, O) в минералах (Бортников и др., 1998х). Было установлено, что образование руд происходило из двух несмешива-ющихся флюидов: водно-углекислотного с N2, СН4 и растворенными хлоридами (до 4.5 мас. %-экв. NaCl) и газообразного, состоящего преимущественно из С02 и СН4. Во флюиде преобладали сера, вода и углекислота магматогенного происхождения, которые смешивались с компонентами, заимствованными из вмещающих пород.
Таким образом, имеющиеся минералого-гео-логические и изотопно-геохимические данные позволили развить гипотезу о связи золоторудных тел Нежданинского месторождения с магматическими процессами, хотя изотопные данные не могли трактоваться однозначно. Дальнейшее подтверждение роли магматогенного флюида в формировании золотоносных руд можно получить, изучив особенности поведения редких земель и редких элементов в гидротермальных образованиях и в ассоциированных с ними магматических породах. Известно, что при эволюции магм вследствие фракционной кристаллизации распределение Cs, Tl, Li, Rb, Sr и Ba между магмой и флюидом определяется коэффициентами распределения и следует определенным трендам относительно одного из этих элементов к другому или к калию (Shaw, 1968; Faibridge, 1972), которые отличаются от таковых в "амагматических" системах (Kerrich, Fryer, 1988). С этой целью нами было проведено изучение распределения РЗЭ и редких элементов в магматических и вмещающих породах и минералах гидротермальных жил и ме-тасоматических пород, а также дополнительное изучение флюидных включений и изотопов кислорода в золото-кварцевых, золото-редкометаль-ных жилах и регенерированных рудах.
Золото-редкометальная минерализация выявлена в зоне экзо-, эндоконтакта магматических тел (Бахарев и др., 2002; Гамянин и др., 2003). Она, как и золото-кварцевые руды Нежданинского месторождения, считаются производными од-
ной и той же эволюционирующей рудно-магмати-ческой системы.
Исследование флюидного режима Нежданин-ской гидротермально-магматической системы и природы минералообразующего флюида или флюидов, поступавших в нее, является важной задачей. В результате ее активности образовано месторождение, которое относится к группе оро-генных золоторудных или жильных и прожилко-во-вкрапленных золоторудных месторождений (Groves et al, 2005), происхождение которых и их генетическая связь с магматизмом служит предметом острых дискуссий. Одни исследователи их относят к разным генетическим типам, другие считают их генетически родственными (Bierlein, Maher, 2001). Высказаны разнообразные точки зрения на их образование - от гидротермально-осадочного до магматогенного или метаморфо-генного происхождения (Сидоров, Томсон, 2000; Буряк и др., 1990; Курбанов и др., 1994; Hodgson et al., 1993; Kerrich et al., 2000; Groves et al., 2003). Североамериканские и австралийские геологи отстаивают преобладающую роль флюида метамор-фогенного происхождения в их формировании (Goldfarb et al., 1989). Образование месторождений Северных Кордильер было связано с конвективно-метеорными системами (Nesbitt, Muchlenbachs, 1989). Исследования флюидных включений и стабильных изотопов в минералах ряда золоторудных месторождений бывшего СССР, залегающих в терригенных толщах, позволили высказать гипотезу о доминирующей роли в них флюида магматогенного происхождения (Бортников, 2006; Бортников и др., 1996, 199812, 2004; Bortnikov, 1995; Bortnikov et al, 1993, 1997), который смешивался в рудообразующей системе с флюидом ме-таморфогенного происхождения.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Региональная геология
Нежданинское рудное поле находится на севере Южно-Верхоянского синклинория Верхоянского складчато-надвигового пояса, в тылу расположенных восточнее вулкано-плутонических поясов -Удско-Мургальского и Охотско-Чукотского (фиг. 1). Геологическое развитие синклинория и района Нежданинского месторождения связано с аккреционными процессами, происходившими вдоль Охотской активной континентальной окраины (Прокопьев и др., 2003).
Рудное поле является частью Курумо-Гель-динской рудно-магматической системы (фиг. 2). Оно сложено породами верхоянского комплекса, представленного нижне-, верхнепермскими пес-чано-сланцевыми отложениями, смятыми в сложную Дыбинскую антиклинальную запрокинутую складку (фиг. 3). Западное крыло складки поло-
с.ш.
70°
У
ВОСТОЧНО-СИБИРСКОЕ МОРЕ
л ^
5 О \
Ol
' - ч/
/1 \ ' /\Щ
ч/ I
ТИХИИ ОКЕАН
ОХОТСКОЕ МОРЕ
»V
07
Фиг. 1. Положение Нежданинского месторождения в основных структурах Северо-Востока России. 1 - Сибирская платформа; 2 - Колымо-Омолонский супертеррейн; 3 - Верхояно-Чукотская мезозойская складчатая область; 4 - Охотско-Чукотский вулканический пояс; 5 - кайнозойский складчатый пояс; 6 - гранитоидные массивы; 7 - крупные месторождения: 1 - Майское (Аи), 2 - Наталкинское (Аи), 3 - Дукат (Ag), 4 - Сарылахское ^Ь-Аи), 5 -Сентачанское ^Ь-Аи).
4
го-, а восточное - крутопадающее, преимущественно опрокинутое (Гамянин и др., 2000). Рудное поле расположено на пересечении четырех систем разломов - субмеридиальной (Кидерикин-ской), широтной (Тыринской) и диагональных (Сунтарской и Халыинской), разбивающих свод складки на ряд горстообразных блоков. Рудное поле четко ограничено геологическими структурами: на западе - разломом Озерным и на востоке - разломом Восточным. Его южной границей считается периклинальное замыкание Дыбин-ской
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.