Флюидный режим формирования Тамуньерского золотосульфидного месторождения (Северный Урал)

Автор: Замятина Д.А., Мурзин В.В., Гараева А.А.

Журнал: Вестник геонаук @vestnik-geo

Рубрика: Научные статьи

Статья в выпуске: 6 (246), 2015 года.

Бесплатный доступ

Тамуньерское месторождение является типовым и наиболее крупным объектом золотосульфидного оруденения нижнего литолого-стратиграфического уровня (S2-D1) в островодужном Ауэрбаховском вулкано-плутоническом поясе. Несмотря на то, что месторождение находится на разведочной стадии, многие вопросы, связанные с происхождением золотосульфидного оруденения, остаются проблемными. Это касается источников вещества и флюидов, флюидного режима формирования, уровня его становления. В работе проведено термокриометрическое исследование минералообразующей среды, заключенной в индивидуальных газово-жидких включениях, а также ее химического состава в водных вытяжках. В результате исследования выявлено, что месторождение сформировалось при 100-370 °С. 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. Предполагается, что месторождение относится к переходному от мезотермального к эпитермальному уровню становления.

Еще

Газово-жидкие включения, рудообразование, золотосульфидные месторождения, состав минералообразующей среды

Короткий адрес: https://sciup.org/149129169

IDR: 149129169

Текст научной статьи 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. Тгом — температура гомогенизации, Тэвт — температура эвтектики, Тпл — 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. Тгом — 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.

Список литературы Флюидный режим формирования Тамуньерского золотосульфидного месторождения (Северный Урал)

  • Бакшеев И. А., Прокофьев В. Ю., Устинов В. И. Условия формирования жильного кварца Березовского золоторудного поля, Средний Урал, по данным изучения флюидных включений и изотопным данным // Уральская летняя минералогическая школа - 98. Екатеринбург: УГГГА,1998. С.41-49.
  • Викентьев И. В. Условия формирования и метаморфизм колчеданных руд. М: Научный мир, 2004. 338 c.
  • Замятина Д. А., Мурзин В. В., Молошаг В. П. и др. Минералогия, геохимия и физико-химические условия формирования Тамуньерского золоторудного месторождения, Северный Урал // Литосфера. 2014. № 6. 102-117.
  • Кряжев С. Г., Прокофьев В. Ю., Васюта Ю. В. Геохимические особенности включений в кварце золоторудных месторождений по данным анализа водных вытяжек методом ICP MS // Материалы XIII Международной конференции по термобарогеохимии и IV Симпозиума APIFIS. М.: ИГЕМ, 2008. Том 1. С. 30-33.
  • Ожерельева А. В., Арифулов Ч. Х., Арсентьева И. В. Золотоносность Ауэрбаховского вулканоплутонического пояса (Северный, Приполярный, Полярный Урал ) // Отечественная геология. 2014. № 2. 4-19.
Статья научная