Флюидные включения в кварце золоторудных жил проявления Секущий (Чукотка)

Золоторудное проявление Секущий расположено на севере Чукотки в пределах Алярмагтынского рудного поля и охватывает территорию верхнего течения р. Куэквунь. Сведения о геологическом строении района и рассматриваемого проявления, рудных телах, условиях рудообразования изложены в работах В. А. Войнова и других геологов [1,2]. Нами проведено изучение флюидных включений в кварце золотоносных жил и дополнены данные о минеральном составе руд.

Рудные тела проявления Секущий представляют собой кварцевые, кварц-карбонатные жилы север-севе-ро-западного простирания с наложенной сульфидной минерализацией и зоны прожилково-вкрапленной сульфидной минерализации северо-западного и субширотного простирания, прослеживающиеся в углисто-глинистых филлитизированных сланцах иультинской свиты поздней перми-триаса. Золото находится в ассоциации с сульфидами, представленными главным образом пиритом, арсенопиритом, галенитом, халькопиритом, сфалеритом. В составе руд также встречаются монацит, ксенотим и другие минералы, в которых присутствуют редкоземельные элементы.

Изучение флюидных включений в жильном кварце проводилось в двуполированных пластинах методами гомогенизации и криометрии с использова нием термокриостолика THMSG600 фирмы Linkam, позволяющего проводить измерения при температурах от -196 до 600 °С. Кроме того, методом рамановской спектроскопии оценивался состав газовой фазы включений (спектрометр LabRam HR800 — Horiba Jobin Yvon). Спектры снимались при комнатной температуре, для их регистрации была задействована решетка спектрометра 600 ш/мм, размер конфокального отверстия составлял 300 мкм, щель — 100 мкм, мощность возбуждающего излучения Ar+ лазера — 120 мВт (514.5 нм).

Присутствующие в жильном кварце флюидные включения весьма разнообразны по форме, величине,

Рис. 1. Флюидные включения в золотоносном кварце рудопроявления Секущий: а—г — трехфазовые включения (Ж_Н2О+Ж_СО2+Г_СО2), д, е — двухфазовые включения с жидкой углекислотой (д — при комнатной температуре, е — при —25 °С)

содержанию газовой и жидкой фаз. По особенностям локализации можно выделить первичные и первично-вторичные и — реже — вторичные включения. Первичные включения распространены относительно равномерно в объеме минерала и имеют площадное распространение ; первично - вторичные, как правило, располагаются в трещинах, не выходящих за пределы зерен. Первичные и первично-вторичные включения всегда содержат жидкую углекислоту, что довольно часто отмечается в золоторудных жилах [3, 5, 6, 7, 8]. Условно их можно подразделить на следующие типы.

• 1.    Трехфазовые включения с содержанием газовой фазы 50—70 об. % (рис. 1, а—г). Они имеют разнообразную форму, часто неправильную, реже с элементами огранки, и форму обратного кристалла. Размер включений не превышает 10 x 7 мкм. В составе включений наблюдаются три фазы, представленные водным раствором (Ж_Н 2 _О), жидкой углекислотой (Ж_СО 2 ) и газообразной углекислотой (Г_СО 2 ). При замораживании во

• 2.    Трехфазовые включения с содержанием газовой фазы 25—70 об. %, обычно 50—60 об. %. Они имеют разнообразную форму, часто неправильную, реже с элементами огранки, и форму обратного кристалла. Размер

• 3.    Двухфазовые включения, полностью состоящие из жидкой и газообразной углекислоты (рис. 1, е, д). Часто при комнатной температуре наблюдается только одна фаза, вторая появляется при замораживании. Включения имеют разнообразную форму, иногда с элементами огранки. Размер включений обычно не превышает 15 x 15 мкм. Температура плавления углекислоты —56.9...—57.3 °С. Температура гомогенизации углекислоты 15.8—28.8 °С. Гомогенизация всегда идет в жидкую фазу.

включениях всегда происходит образование газогидратов. Плавление га-зогидратов происходит при температуре 7.1—8.8 °С, что свидетельствует о том, что давление внутри включений во время эксперимента приблизительно равно 4 МПа [4]. Плавление углекислоты происходило при температуре —56.6 ... —58.6 °С. Известно, что температура плавления жидкой углекислоты равна —56.6 °С. Более низкие значения температуры свидетельствуют о присутствии в составе газовой фазы низко кипящих газов. Включения гомогенизируются в газовую фазу в диапазоне температуры 342—369 °С (преимущественно при 340—350 °С). Частичная гомогенизация (переход жидкой углекислоты в газовую фазу) происходит при 26.8— 29.0 °С. Полная гомогенизация также происходит в газовую фазу.

включений, как и в предыдущем случае, не превышает 10 x 7 мкм. В составе включений также наблюдаются три фазы, представленные водным раствором (Ж_Н 2 _О), жидкой углекислотой (Ж_СО 2 ) и газообразной углекислотой (Г_СО 2 ). При замораживании во включениях всегда происходит образование газогидратов. Плавление газогид-ратов происходит при температуре 7.1—8.0 °С, что свидетельствует о том, что давление внутри включений во время эксперимента приблизительно равно 4 МПа [4]. Плавление углекислоты происходит при температуре —56.6 ... —59.9 °С. Температура частичной гомогенизации равна 8.5—27.9 °С, гомогенизация всегда идет в жидкую фазу. Температура полной гомогенизации равна 317 °С (удалось замерить только одно включение, остальные взорвались). Гомогенизация идет в жидкую фазу.

Как уже было отмечено выше, в кварце встречаются вторичные включения (табл. 1). Условно их также можно подразделить на следующие разновидности:

• —    двухфазовые включения, содержащие газовую фазу не более 10 об.%. В их составе присутствует водный раствор (Ж_Н 2 _О) и газообразная углекислота (Г_СО 2 ). Такие включения имеют обычно неправильную форму. Размер включений не превышает 5 x 5 мкм. Температура гомогенизации равна 139—281 °С;

• —    однофазовые водные включения встречаются крайне редко. Они имеют неправильную форму и размер не более 3 x 3 мкм. Так же редко наблюдаются двухфазовые включения, в составе которых присутствуют только вода и пар (Ж_{Н 2} о + Г_{Н 2} о).

Газовый состав включений изучался методом рамановской спектроскопии. По её данным, в составе флюидных включений преобладает углекислый газ, содержание которого изменяется в интервале 85.2—

Результаты изучения флюидных включений в золотоносном кварце проявления Секущий

№	Тип включения	ГФ, %	Т пл. СО2	Т пл. газогид, °C	Т гом., СО2, °C	Т поли, гом., °C	Т декр., °C	Удельный объем, СО2, см3/г	Плотность со2, г/см3	Краткая характеристика
1	ЖН2О+ +Жсо2+ +г СО2	50—70	-56.6... ...-58.6	7.1—8.8	26.8— 29.0	342—369 350*	—	1.479— 1.573	0.2720— 0.313	Трехфазовые включения с жидкой углекислотой. При нагревании частичная гомогенизация СО2 происходит в газовую фазу, полная гомогенизация также происходит в газовую фазу
2	Жн2О+ +Жсо2+ +Г СО2	25—60	-56.6... ...-59.9	7.1—8.0	8.5— 27.9	317 (остальные взорвались)	250—300	1.145— 1.515	0.657— 0.875	Трехфазовое включение с жидкой углекислотой, вероятно первичное. При нагревании частичная гомогенизация СО2 происходит в жидкую фазу. Часто декрепитация происходит до температуры полной гомогенизации
3	Жсо2+ +г СО2	100	-56.9... ...-57.3	—	15.8 28.8	—	—	1.229— 1.567	0.629— 0.816	Двухфазовые включения с жидкой углекислотой. При нагревании гомогенизация СО2 происходит в жидкую фазу
4	ЖН2о+ +ГсО2	до 10	—	—	—	136—281	—	—	—	Двухфазовые включения, вероятно, вторичные

Примечание: * — наиболее типичны.

100 мол. %. В некоторых случаях газовая фаза полностью состоит из углекислого газа, но чаще всего встречаются незначительные примеси таких газов, как азот и метан (табл. 2, рис. 2). Содержание азота колеблется в интервале 0—11.2 мол. % и в среднем составляет 6.6 мол. % (табл. 2). Метан присутствует в очень незначительных количествах — 0—3.6 мол. %, в среднем 1.6 мол. %. Соотношение СО 2 /СН 4 в среднем равно 60.1, что свидетельствует об окислительных условиях минералообразования.

Результаты изучения флюидных включений в жильном кварце рудо-проявления Секущий свидетельствуют о том, что формирование зо- лото-сульфидно-кварцевых жил происходило при температуре 300— 350 °С. Обращают на себя внимание широкие вариации соотношения жидкой и газовой фаз во включениях, наличие трехфазных включений с жидкой углекислотой, гомогенизация включений как в жидкую, так и газовую фазы. Можно полагать, что рудообразующая система была неоднородна по составу и фазовому состоянию. В системе присутствовали два флюида: водно-углекислотный с незначительными примесями азота и метана и существенно газовый углекислотный с незначительными примесями азота, метана и воды. Возможно, происходило вскипание растворов с отделением углекислоты и других компонентов вследствие проявления тектонических подвижек и падения давления в трещинных полостях. Соотношение содержаний СО2/СН4 в газовой фазе включений, обычно использующееся для оценки окислительно-восстановительного потенциала, достаточно высокое — в среднем 60.1, что свидетельствует об окислительных условиях минералообразования.

Следует заметить, что значительная газонасыщенность флюидных растворов, повышенное содержание углекислоты характерны для золото-сульфидно-кварцевых месторождений [3, 5, 6, 7, 8]. В связи с этим полу-

Рис. 2. Рамановские спектры газовой фазы флюидных включений золотоносного кварца проявления Секущий: а — смесь СО₂, N 2 и СН₄; б — СО₂

Состав газовой фазы флюидных включений золотоносного кварца проявления Секущий (по данным рамановской спектроскопии)

№ СО2 n2 СН4 СО2/ СН4 Примечание мол. % 1 87.1 10.6 2.3 37.9 Трехфазовое включение ЖН2о + Ж С02 + ГС02 2 100 0 0 — Однофазовое газовое включение ЖС02 4 93.0 6.6 0.4 232.5 Трехфазовое включение ЖН20 + Ж С02 + ГС02 5 93.8 4.6 1.5 62.5 Трехфазовое включение ЖН20 + ж С02 + ГС02 6 85.2 11.2 3.6 26.4 Трехфазовое включение ЖН2О ЖСО2 + ГСО2 Среднее 93.8 6.6 1.6 60.1 — ченные нами данные косвенно свидетельствуют о золотоносности Аляр-магтынского рудного поля.

Работа выполнена при финансовой поддержке НШ4795.20142; Программ: УрО и ДВО РАН № 12-С-5-1006, Президиума РАН № 12-П-5-1027; УрО РАН 12-5-6-016-АРКТИКА, Президиума РАН АРКТИКА.