Флюидный режим формирования Тамуньерского золотосульфидного месторождения (Северный Урал)

В схеме металлогенического районирования Ауэрбаховский вулканоплутонический пояс протягивается на 2000 км от Среднего до Полярного Урала [5]. Он локализован в восточном борту Тагильской мегазоны и сложен островодужными позднесилурийско-девонски-ми андезитоидными вулканогенно-осадочными, вулканогенными и комагматичными им интрузивными формациями, образующими единый рудно-формационный ряд. В Ауэрбаховском поясе выделяют ся два литолого-стратиграфических уровня — верхний, воронцовский (D1), и расположенный ниже по разрезу тамуньерский (S2-D1) [5]. На Северном Урале к этим горизонтам приурочены типовые месторождения — соответственно Воронцовское и изученное нами Тамуньерское.

Золотопродуктивные вулканогенно-осадочные породы на Тамуньерском месторождении представлены горизонтами брекчий и ту-фобрекчий с преимущественно осадочной послойной вкрапленностью пирита и наложенной гидротермаль ной прожилково-вкрапленной поли-сульфидной минерализацией, сопряженной с процессом березитизации-лиственитизации. Из магматических пород на месторождении известны небольшие субвулканические тела дацитовых порфиритов и риолитов, ассоциирующих с брекчирован-ными породами. На месторождении выделены три стадии рудообразова-ния. Температурные границы формирования руд, определенные с помощью минералов-геотермометров 370—100 °С (ранняя рудная — 210— 370 °С, основная рудная — 220— 3

260 °C и поздняя рудная 120—180 °C). Завершают рудный процесс кварц-карбонатные прожилки с сульфидами и без сульфидов [3].

Несмотря на то, что месторождение находится на разведочной стадии, многие вопросы, связанные с происхождением золото-сульфидного оруденения, остаются проблемными. Это относится к источникам вещества и флюидов, флюидного режима формирования, уровня его становления. В настоящем исследовании получены данные по солевому и микрокомпонентному составу рудоносного флюида на базе изучения газово-жидких включений в минералах кварцевых, кварц-карбонатных и кварц-карбонат-сульфатных прожилков.

Методы исследования

Термокриометрические исследования флюидных включений проводились в ИГГ УрО РАН на термокриостолике THMSC-600 (Linkam, Англия). Солевой состав раствора определялся по температуре плавления эвтектики. Соленость (концентрация солей) во включениях оценивалась по температуре плавления льда для солевой системы NaCl — H2O [10], а плотность раствора — по опубликованным данным [9]. Изучение валового состава водных вытяжек из включений проведено в ЦНИГРИ по методике С. Г. Кряжева [4]. Методика включает тщательную очистку пробы, вскрытие включений в кварцевом реакторе путем дробления или нагревания, газово-хромато- графический анализ H2O, CO2, CH4, приготовление вытяжки (0.5 г пробы + 7 мл очищенной воды), ионнохроматографическое определение Cl-, SO4-, F- и определение остальных элементов методом ICP MS. Промытую после «рабочей» вытяжки пробу используют для приготовления «холостой» вытяжки.

Результаты и обсуждение

Исследование состава минералообразующей среды в индивидуальных газово-жидких включениях в прожил-ковом кварце и кальците. Обнаружены первичные и вторичные флюидные включения. Первичные газово-жидкие включения имеют различные формы (неправильные, овальные, отрицательные кристаллы) и размеры от 4 до 17 мкм. Содержимое вакуолей указывает на принадлежность их к включениям гомогенного захвата, содержащих при комнатной температуре жидкость (водно-солевой раствор) и газовый пузырек объемом 10—40 %. Гомогенизация включений происходит в жидкую фазу в диапазоне температур 102—363 °C (табл. 1). Полученные значения температуры эвтектики, варьирующие в пределах от -21.5 до -29.8 °C, свидетельствуют о том, что растворы включений относятся к хлоридно-натриевому типу солевых систем — H2O-NaCl (Тэвв= -21.2 °C), H2O-NaCl-NaHCO3 (-21.8 °C), возможно H2O-NaCl-KCl (Тэвв = -23.5 °C). Более низкие значения температуры эвтектики указывают на присутствие и других примесей, предположитель но CaCl2 и MgCl2, установленных по данным анализа водных вытяжек. Cоленость растворов низкая и умеренная, варьирующая от 4 до 8 % экв. NaCl. При этом фиксируется эволюция растворов от умеренносоленых (6.6—8.7 мас. % экв. NaCl), характерных для сульфидных прожилков, к низкосоленым (3.6—5.7 мас. % экв. NaCl) растворам безсульфидных прожилков (табл. 1). Указанный выше широкий диапазон значений температур гомогенизации фиксируется для обеих групп прожилков.

Исследование валового состава минералообразующей среды. Анализ валового состава водной вытяжки газово-жидких включений показывает, что ее состав в кварце принадлежит системе H₂O-NaCl-NaHCO₃, что согласуется с данными по изучению индивидуальных включений. Флюидные включения в кальците карбонатных и кварц-карбонатных прожилков — гидрокарбонатные, с преобладанием среди катионов Ca²⁺ и Mg²⁺ (табл. 2). Наконец, состав флюида во включениях из кальцита кальцит-целестинового прожилка — гидрокарбонатно-суль-фатный-натриево-кальциевый. Мы полагаем, что изначально хлорид-но-натриевый флюид при остывании становился гидрокарбонатным. Возможно, что большая часть HCO₃ привнесена в вытяжку преимущественно из вторичных включений. Газовая компонента флюида представлена CO₂ и небольшим количеством CH₄. Микроэлементный состав флюида характеризуется следующими примесями (мг/кг Н₂О):

Т а б л и ц а 1

Термокриометрические характеристики включений минералообразующей среды в кварце и кальците прожилков различного состава

Прожилоê (минерал)	n	Т ãом. , °С	Т эвт. , °С	Т пл. , °С	С, масс.%*	d р-ра , ã/см3
прожилêи с сóльфидами
а (êварц)	7	102—179	–(29.8—23.6)	–(5.4—4.1)	6.6—8.4	0.95—0.99
а (êальцит)	14	124—272	–(26.6—25.3)	–(5.6—5.2)	8.14—8.68	0.82—0.97
б (êварц)	5	232—339	–25.2	—4.3	6.9	0.72—0.89
в (êальцит)	3	352—354	–(25.2—23.6)	–(4.9—4.3)	6.9—7.7	0.71
прожилêи без сóльфидов
а (êальцит)	13	128—279	–(25.8—22.6)	–(2.8—2.1)	3.6—4.5	0.81—0.98
а (êварц)	17	115—313	–(27.6—20.5)	–(3.6—2.5)	4.1—5.9	0.79—0.98
а (êварц)	18	122—363	–(25.4—21.5)	–(3.5—2.8)	4.5—5.6	0.68—0.98
б (êварц)	10	114—358	–(26.6—22.2)	–(2.8—2.4)	4.0—4.5	0.66—0.99
в (êальцит)	6	224—259	–(25.7—22.3)	–(2.9—2.1)	3.6—4.8	0.88

Примечание. n — количество измерений. Т_гом — температура гомогенизации, Т_эвт — температура эвтектики, Т_пл — температура плавления льда, C — концентрация солей, * — экв. NaCl, d _р-ра — плотность раствора, a — кварц-карбонатный, б — кварцевый, в — кварц-кальцит-сульфатный.

Note. n — number of measurements. Т_гом — temperature of homogenization, Тэвт — eutectic temperature, Тпл. — ice melting temperature, C — concentration of salts, * — equiv. NaCl, d р-ра — density of solution, a — quartz-carbonate, б — quartz, в — quartz-calcite-sulfate.

T а б л и ц a 2

Валовый солевой и газовый состав газово-жидких включений в кварце и кальците

№№ обр.	835-185.3	827-129.7	831-189.5	849-301.3	850-220.4
минерал	êальцит	êальцит	êварц	êварц	êальцит
H2O, рpm	777	479	2035	2569	890
Ãлавные êомпоненты, ã/êã Н2О
CO 2	5.02	10.95	103.63	47.74	12.12
CH 4	0.033	0.225	0.228	0.887	0.051
Cl-	<0.5	1.18	13.15	15.46	0.70
SO4 2-	<1	73.8	<0.5	<0.5	<1
НСО 3 -	161.19	36.05	55.83	55.45	125.63
Na+	3.63	5.72	29.73	30.75	5.36
K +	1.21	1.38	0.43	0.24	0.27
Ca2+	32.5	34.3	0.0	0.0	29.3
Mg 2+	10.5	2.0	0.0	0.2	4.8
Σ солей, ã/êã Н2О
Σ солей	211	154	100	103	168
Мольные доли
Na+	0.11	0.20	0.99	0.99	0.20
K+	0.02	0.03	0.01	0.00	0.01
Ca 2+	0.56	0.70	0.00	0.00	0.62
Mg2+	0.30	0.07	0.00	0.01	0.17
Cl-	0.01	0.02	0.29	0.33	0.01
SO 4 2-	0.005	0.552	0.005	0.004	0.007
НСО 3 -	0.99	0.42	0.71	0.67	0.98

B (34-113), Li (2-18), Sr (14534377), Ba (8-842), Sb (1-9), As (6156) и Ni (1-3). Примеси Zn (1019), Pb (2-5), W (2-29) наблюдаются только в вытяжке из образцов, не содержащих сульфидов. Fe (120557) и Mn (429-488) обнаружены в водной вытяжке из карбоната.

Отсутствие явлений гетероге-низации раствора даже при формировании завершающих рудный процесс прожилков свидетельствует в пользу мезотермального уровня формирования руд Тамуньерского месторождения. Данные по температурам гомогенизации и концентрации солей в газово-жидких включениях были соотнесены с этими же показателями для месторождений различного уровня формирования: мезотермальных, эпитермальных и уральских колчеданных месторож дений (см. рисунок). Температура гомогенизации флюидных включений минералов Тамуньерского месторождения охватывает весь диапазон представленных месторождений, тогда как соленость раствора наиболее близка к таковой во включениях эпитермальных и медно-колчеданных месторождений. В то же время для эпитермальных вулканогенных месторождений характерен значительно более широкий набор летучих компонентов (As, Hg, Tl и др.), нежели в Тамуньерском месторождении.

Выводы

Тамуньерское месторождение сформировалось при 100-370 °C. Состав флюида описывается солевой системой NaCl±(CaCl, MgCl). Газовая компонента флюида представлена СО2 и небольшим количеством СН4. В процессе эволюции флюида соленость понижалась от умеренно соленой к низкосоленой (от 8.7 до 3.6 мас. % экв. NaCl). Изначально хлоридно-натриевый флюид при остывании становился гидрокарбонатным. В целом данные по флюидному режиму формирования Тамуньерского месторождения свидетельствует о том, что оно, по-видимому, относится к переходному от мезотермального к эпитермально-

Диаграмма температуры гомогенизации (Тгом) - соленость (С) газово-жидких включений в минералах уральских медно-колчеданных [2], а также золоторудных мезормальных (Кочкарское [7], Березовское [1]) и эпитермальных (Балейское [8], Березняковское [6], [11]) месторождений

Diagram homogenization temperature (Тгом) - salinity (C) of gas-fluid inclusions in minerals of Ural copper-sulfur [2], and also gold ore mesormal (Kochkarskoe [7], Berezovskoe [1] and epithermal (Baleyskoe [8], Bereznyakovskoe [6]. [11]) deposits

му уровням становления.