ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2010, том 434, № 5, с. 677-680
= ГЕОХИМИЯ
УДК 550.42
СВИНЦОВО-ИЗОТОПНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУЛЬФИДОВ КРУПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТА БАЙКАЛО-ПАТОМСКОГО НАГОРЬЯ (РОССИЯ) ПО ДАННЫМ ВЫСОКОТОЧНОГО ИЗОТОПНОГО МС-1СР-М8-АНАЛИЗА СВИНЦА
© 2010 г. А. В. Чугаев, член-корреспондент РАН И. В. Чернышев, член-корреспондент РАН Ю. Г. Сафонов, М. Р. Сароян
Поступило 20.05.2010 г.
Сравнительное свинцово-изотопное изучение сульфидов двух крупных золоторудных месторождений, результаты которого приведены в настоящем сообщении, способствует решению проблемы происхождения месторождений золота, локализованных в породах сланцевой формации. Знания об источниках вещества и возрасте месторождений этого типа актуальны ввиду их возрастающей роли в мировом балансе запасов и добычи золота. В геохимии изотопов свинца как одном из наиболее эффективных подходов при разработке указанной проблемы в последние годы открылись новые возможности, связанные с развитием высокоточного метода изотопного анализа свинца на основе масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (в устоявшейся аббревиатуре high-precision MC-ICP-MS). Этот метод предполагает проведение анализа растворенных образцов, трассированных таллием, и нормирование результатов всех текущих измерений изотопных отношений свинца по стандартному значению отношения 205Tl/203Tl. Метод позволил повысить точность измерения изотопных отношений Pb на порядок по сравнению с традиционно применяемым в геохимии на протяжении последних 40 лет методом термоионизационной масс-спек-трометрии (TIMS) [1-4].
Применение высокоточного метода MC-ICP-MS в изучении рудного свинца [5-7] резко повышает точность определения и последующего сравнения изотопных характеристик свинца (ц, ю, Тм) отдельных образцов и месторождений. Метод позволяет фиксировать малые различия и вариации изотопных отношений вплоть до уровня аналитической погрешности ±0.02%, выявлять действительные тренды эволюции изотопного состава свинца, которые при использовании других методов изотопного анализа свинца вуалируются или искажаются большими погрешностями измерения. Последние составляют ±0.2-0.3% в
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук, Москва
методе TIMS и ±0.5-1.5% в методе MC-ICP-MS в варианте с лазерной абляцией.
Перечисленные достоинства высокоточного метода MC-ICP-MS реализованы при изучении рудного свинца месторождений Сухой Лог [7] и Чертово Корыто; данные по последнему публикуются впервые в настоящем сообщении. Оба месторождения залегают в докембрийских породах сланцевой формации на территории Бодайбин-ского золоторудного района в северной части Бай-кало-Патомского нагорья (Иркутская область).
Месторождение Сухой Лог - крупнейшее в этом регионе (запасы 1500 т Au по данным [8]) и одно из самых больших в мире среди месторождений золота, локализованных в сланцевых комплексах. Вопросы строения, состава и генезиса месторождения Сухой Лог активно дискутируются. При этом в качестве общих моделей, объясняющих и описывающих его образование, рассматривают модели метаморфогенно-гидротермаль-ного [9, 10] и полигенного рудообразования [11]. Характеристики геологического положения, минеральных ассоциаций и гидротермально-метасо-матических процессов содержатся в ряде работ [12, 13]. В связи с последующим обсуждением изотопных Pb-Pb-данных надо отметить, что, согласно полученным нами ранее Rb-Sr-датировкам [14], формирование золоторудной минеральной ассоциации на месторождении Сухой Лог произошло в два разновозрастных этапа. С ранним этапом (447 ± ± 6 млн. лет) связаны гидротермально-метасомати-ческое изменение пород и образование основной прожилково-вкрапленной минерализации золото-сульфидного типа. На втором этапе (321 ± 14 млн. лет) сформировалась золото-кварцевая минеральная ассоциация малосульфидного типа, представленная серией золотоносных жил кварц-карбонатного состава, имеющих по запасам золота на месторождении подчиненное значение.
В Бодайбинском золоторудном районе помимо широко известного месторождения Сухой Лог открыт ряд других крупных объектов коренного золота, которые, как и это месторождение, залегают в верхнерифейских породах сланцевой форма-
115°00'
58°00'
4
5
-11. """ л. ~1Г -II. П 7 8 \
+ + + + ¥ + + + -М М -1. м 6 ^ + ^ + \ 9
Рис. 1. Геологическая схема Патомского нагорья [12].
Условные обозначения! — раннепротерозойские образования (без расчленения); 2—4 — патомский терригенно-оса-дочный комплекс: 2 — отложения среднего рифея, 3 — отложения среднего и верхнего рифея, 4 — отложения верхнего рифея; 5 — вендские отложения бойдабинской серии; 6 — раннепротерозойские гранитоиды; 7 — палеозойские грани-тоиды; 8 — фанерозойский осадочный чехол Сибирской платформы; 9 — тектонические нарушения; 10 — золоторудные месторождения (в кружках): 1 — Сухой Лог, 2 — Чертово Корыто, 3 — Ожерелье, 4 — Первенец-Вернинское, 5 — Высочайшее.
ции. К северу от Бодайбинского района, в пределах Тонодского тектонического блока, сложенного более древними раннепротерозойскими метаосадочными породами, расположено месторождение Чертово Корыто с запасами 103 т Аи [15] (рис. 1). Рудный контур этого месторождения, локализованного в толще черных сланцев михайловской свиты, не имеет естественных геологических границ. Здесь представлены пространственно совмещенные малосульфидные карбонат-кварцевые жилы и зоны сульфидной про-жилково-вкрапленной минерализации. Рудный контур, контролируемый разломом, по площади имеет размеры 1300 х 500 м при мощности более 140 м [15]. Рудовмещающие породы подверглись гидро-термально-метасоматическому изменению: оквар-цеванию, серицитизации, хлоритизации, карбона-тизации и пиритизации. В жилах и прожилках выделяют три минеральные ассоциации: пирит-
пирротиновую, золото-пирит-арсенопиритовую и золото-полиметаллическую. Эти минеральные ассоциации образовались в диапазоне температур 500—150°С. Основными продуктивными ассоциациями на месторождении являются две последние.
Изотопный состав РЬ месторождения Сухой Лог был изучен по 33 образцам сульфидов (галенит, пирит) [7]. По месторождению Чертово Корыто было проанализировано 18 образцов (галенит, арсенопирит, пирит), отобранных из вскрытых в пределах карьера рудных тел. Один образец арсенопирита (МЧК-5) характеризует зону про-жилково-вкрапленной минерализации, тогда как остальные 17 образцов, среди которых пять фракций арсенопирита, одна фракция пирита и 11 фракций галенита, представляют разобщенные в пространстве жилы и прожилки, относящиеся к квар-цево-жильной минерализации.
СВИНЦОВО-ИЗОТОПНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУЛЬФИДОВ
679
Примененный для изучения обоих месторождений метод MC-ICP-MS высокоточного изотопного анализа Pb детально обоснован и описан нами в статье [4]. Работу проводили на масс-спектрометре MC-ICP-MS типа NEPTUNE (фирма "ThermoFinnigan", Германия). Полная погрешность метода, оцененная по долговременной (2007—2009 гг.) воспроизводимости результатов анализа стандартного образца Pb SRM-981 (всего более 120 анализов), для изотопных отношений 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb и 208Pb/204Pb составляет не более ±0.02% (±2SD). Химическая подготовка проб пирита и арсенопирита, навеска которых для анализа составляла 5—10 мг, включала выделение Pb с помощью анионообменной хроматографии в среде HBr. Химическая подготовка галенита сводилась к растворению отобранного микрозерна этого минерала и приготовлению рабочего раствора в 3%-й HNO3. Непосредственно перед измерениями во все растворы добавляли стандартный образец Tl, для которого отношение 205Tl/203Tl принималось равным 2.3889 ± 1 [4].
Представляется интересным обсудить изотопные Pb-Pb-данные, чтобы сравнить представленные здесь результаты по месторождению Чертово Корыто (табл. 1) с ранее полученными данными по месторождению Сухой Лог [7].
1. Масштаб вариаций величин изотопных отношений 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb и 208Pb/204Pb в рудном свинце обоих месторождений очень близок. Относительные различия крайних значений составляют соответственно 3.9, 2.0, 0.6% (Чертово Корыто) и 4.2, 1.7, 0.8% (Сухой Лог). При сопоставлении величин изотопных отношений видно, что свинец месторождения Чертово Корыто обладает более низкими значениями изотопных отношений 206Pb/204Pb и 208Pb/204Pb, а отношение в нем 207Pb/204Pb находится в том же диапазоне значений, что и для месторождения Сухой Лог.
2. Свинец месторождения Чертово Корыто является более "примитивным" по изотопному составу: среднее по всем образцам значение 207Pb/206Pb в нем составляет 0.8888 ± 0.0084 (±ст) против 0.8592 ± ± 0.0060 (±ст) в месторождении Сухой Лог. Значения модельного Pb—Pb-возраста (Гм), рассчитанные в соответствии с эволюционной моделью Стейси— Крамерса, как следствие этого для свинца месторождения Чертово Корыто (1050—720 млн. лет) оказываются значительно более древними, чем значения Tм свинца месторождения Сухой Лог (455— 130 млн. лет). Последние находятся в хорошем согласии с данными о возрасте процессов минерализации, полученными Rb-Sr-методом [14].
3. На изотопных Pb—Pb-диаграммах (рис. 2) совокупности точек изотопных составов свинца сульфидов обоих изученных месторождений образуют линейные тренды, близкие по наклону и протяженности, но четко различающиеся по положению на диаграммах. Оба тренда лежат вблизи и выше средней эволюционной кривой в обла-
Таблица 1. Результаты изучения изотопного состава свинца сульфидов золоторудного месторождения Чертово Корыто (Иркутская обл.) методом МС-ГСР-МЗ
Образец 2°6Pb/2°4Pb ^Pb/^Pb 208Pb/204Pb
Арсенопирит
МЧК-2 17.4719 15.6127 37.1305
МЧК-3 17.5349 15.6172 37.2257
МЧК-4 17.6965 15.6456 37.3975
МЧК-5 17.3024 15.5799 36.8817
МЧК-6 17.7447 15.6460 37.4288
МЧК-7 17.6893 15.6339 37.3567
Пирит
МЧК-9 17.5149 15.6152 37.2454
Галенит
ЧК-1 17.1164 15.5590 36.7741
ЧК-2 17.8022 15.6577 37.5394
ЧК-3 17.6428 15.6248 37.2943
ЧК-4 17.2652 15.5810 36.9634
ЧК-5 17.7983 15.6560 37.5111
ЧК-6 17.6404 15.6276 37.2975
ЧК-7 17.6509 15.6285 37.3069
ЧК-8 17.6821 15.6432 37.4439
ЧК-9 17.4363 15.6059 37.0817
ЧК-10 17.6641 15.6409
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.