Условия образования золотого оруденения в минерализованных зонах рудопроявления Ягодное по данным хлоритовой геотермометрии (кряж Манитанырд, Полярный Урал)

Автор: Т.П. Майорова, Л.И. Ефанова

Журнал: Вестник геонаук @vestnik-geo

Рубрика: Научные статьи

Статья в выпуске: 6 (366), 2025 года.

Бесплатный доступ

В золотоносной зоне рудопроявления Ягодное установлен характер метасоматических изменений вмещающих пород, химический состав хлорита и условия его образования. Минеральный состав и текстурно-структурные особенности метасоматитов позволяют отнести их к пропилитам эпидот-хлоритовой субфации. Микроскопическое описание шлифов выполнялось на оптическом микроскопе Nikon Eclipse LV 100 ND. Состав хлорита определен на сканирующем электронном микроскопе Tescan Vega 3 LMH с энергодисперсионным спектрометром Oxford Instruments X-Max. По химическому составу изученный хлорит соответствует клинохлору. Температура образования минерала оценена с помощью хлоритового геотермометра. Клинохлор (пикнохлорит), ассоциирующий с метакристаллами пирита, образовался в температурном интервале 306—235 °C. Клинохлор (пеннин) установлен только в виде единичных включений в пирите, существенно обогащен Si; температура его образования 185—157 °C. Тесная ассоциация хлорита с метакристаллами золотоносного пирита свидетельствует об их одновременном образовании в течение единого метасоматического процесса при 306—157 °C с пиком температуры 306—235 °C.

Еще

Золоторудное проявление, минерализованная зона, клинохлор, хлоритовая геотермометрия, температура кристаллизации, кряж Манитанырд, Полярный Урал

Короткий адрес: https://sciup.org/149148825

IDR: 149148825   |   DOI: 10.19110/geov.2025.6.1

Текст научной статьи Условия образования золотого оруденения в минерализованных зонах рудопроявления Ягодное по данным хлоритовой геотермометрии (кряж Манитанырд, Полярный Урал)

Минералы группы хлорита (Mg, Fe2+, Fe3+, Mn, Al)12 [(Si, Al)8O20](OH)16 широко распространены на месторождениях разных типов и часто тесно связаны с процессами рудообразования (Шафигуллина и др., 2020; Zang, Fyfe, 1995; Wang et al., 2022). Хлориты характеризуются широкими вариациями кристаллохимиче- ского и химического состава, которые зависят от состава вмещающих пород и физико-химических условий образования, коррелируя с температурой, фугитивностью серы и кислорода (Martinez-Serrano, Dubois, 1998; Hydrous phyllosilicates…,1991). В связи с этим хлорит широко используется как эффективный геотермометр для расчета температур образования ме-

таморфических пород и гидротермальных преобразований, сопровождающих процессы рудообразования (Inoue, Kurokawa, Hatta, 2010; Cathelineau, Neiva, 1985; Cathelineau, 1988; Kranidiotis, MacLean, 1987; Jowett, 1991).

С целью выяснения условий формирования золотого оруденения, связанного с метасоматическими изменениями вмещающих пород в минерализованных зонах рудопроявления Ягодное, нами изучен петрографический состав вмещающих пород, химический состав хлоритов и определена температура их кристаллизации.

Геологическая ситуация

В центральной части кряжа Манитанырд в пределах линейно вытянутой тектонической структуры ССВ-простирания, названной Нияюской рудной зоной (Ефанова, 2020), расположены золоторудные проявления Нияхойское-1, Нияхойское-2, Ягодное, Верхне-нияюское-1, Верхнелекелецкое и мелкое (по запасам) месторождение Верхненияюское-2, а также многочисленные пункты минерализации (рис. 1).

Ранее основное внимание уделялось изучению зо-лотомышьяково-сульфидных проявлений кварцевожильного типа (месторождение Верхненияюское-2,

Рис. 1. Геологическое строение и золоторудные проявления Манитанырдского района (Государственная…, 2013 с дополнениями): 1 — четвертичные отложения; 2 — манитанырдская серия нерасчлененная (верхний кембрий – нижний ордовик); 3 — енганепэйская* свита (верхний венд – нижний кембрий); 4 — бедамельская серия нерасчлененная (верхний рифей – венд). Интрузивные образования: 5 — леквожский комплекс: оливиновые габбро и долериты, пикродолериты; 6 — кызыгейский комплекс: диориты, гранодиориты, плагиограниты; 7 — нижнебедамельский комплекс: габбро, габ-бро-долериты; 8 — нияюский комплекс: диориты, гранодиориты, плагиограниты; 9 — енганепэйский комплекс: серпентиниты апоперидотитовые, апопироксенитовые; 10 — тектонические покровы; 11 — разрывные нарушения: а — достоверные, b — предполагаемые; 12 — Нияюская рудная зона; 13 — золоторудные месторождения (а) и проявления (b)

Fig. 1. Geological structure and gold ore occurrences in the Manitanyrd region (State Geological Map…, 2013 with additions): 1 — Quaternary deposits; 2 — undivided Manitanyrd series (Upper Cambrian – Lower Ordovician); 3 — Enganepe suite (Upper Vendian – Lower Cambrian); 4 — undivided Bedamel series (Upper Riphean – Vendian). Intrusions: 5 — Lekvozhsky complex: olivine gabbro and dolerites, picrodolerites; 6 — Kyzygeiskii complex: diorites, granodiorites, plagiogranites; 7 — Lower Bedamel complex: gabbro, gabbro-dolerites; 8 — Niyayu complex: diorites, granodiorites, plagiogranites; 9 — Enganepe complex: serpentinites apoperidotite, apopyroxenite; 10 — overthrust nappes; 11 — faults: а — proved, b — probable; 12 — Niyayu ore zone; 13 — gold ore deposits (а) and occurrences (b)

* На геологической карте листа Q-41-V, VI масштаба 1 : 200 000 эта свита названа «енганэпэйская»

проявления Нияхойское-2, Верхнелекелецкое) (Вахрушев, Макаров, 1986; Сазонов и др., 2001; Кузнецов и др., 2011; Майорова, Ефанова, 2019; Майорова и др., 2022). Однако в последние годы в Манитанырдском районе выявлены зоны прожилково-вкрапленной сульфидной минерализации во вмещающих породах (тип минерализованных зон), представляющие особый интерес для дальнейшего исследования, поскольку оценка их золотоносности позволяет увеличить ресурсный потенциал территории на коренное золото (Ефанова и др., 2020). Золоторудные объекты локализуются в позднерифей-ско-раннекембрийских вулканогенных и вулканогенно-осадочных породах бедамельской серии и енгане-пэйской свиты, которые с угловым и стратиграфическим несогласием перекрыты более поздними образованиями палеозойского возраста. На рудопроявлениях кварцево-жильного типа околорудные изменения наиболее ярко проявлены в вулканитах основного состава и выражены ранней пропилитизацией, сопровождающейся появлением эпидот-актинолит-кварц-альбит-хлоритовых минеральных парагенезисов (Вахрушев, Макаров, 1986; Сазонов и др., 2001). Рудная минерализация этого этапа представлена кварцевыми жилами с ранним пиритом и арсенопиритом с тонкодисперсным золотом. Позднее пропилитизированные породы подверглись кварц-серицитовому и кварц-серицит-карбонатному метасоматозу березит-лиственитовой формации, который сопровождался появлением наложенной сфалерит-галенитовой ассоциации с самородным золотом (Вахрушев, Макаров, 1986; Сазонов и др., 2001).

Рудопроявление Ягодное расположено в среднем течении руч. Ниявож в районе его паукообразной развилки и локализуется в вулканогенно-осадочных породах енганепэйской свиты позднего венда – раннего кембрия. Оно обнаружено при заверке комплексной литогеохимической аномалии по вторичным ореолам рассеяния со средним содержанием Au 0.019 г/т и сопутствующими As, Mo, Pb, Ag. В штуфных пробах, отобранных из элювиально-делювиальных щебнисто-мелкоглыбовых отложений с суглинистым заполнителем мощностью 0.8–2.0 м, содержание золота колебалось от следовых значений до 11.1 г/т. При оценке аномалии буровыми скважинами подсечены 2 зоны пири-тизированных туфопесчаников и туфоалевролитов мощностью около 10 и 30 м. В них установлены интервалы с содержанием золота, достигающим промышленных значений. На поверхности минерализованная зона прослежена на протяжении около 200 м. Визуально она выделяется буровато-рыжей окраской пород, их высокой дислоцированностью, развитием участков катаклаза и милонитизации. Рудная минерализация представлена вкрапленностью окисленного пирита, содержание которого не превышает 1–2 об. %.

В минерализованной зоне поисковый интерес представляет интервал мощностью 14.2 м, в котором среднее содержание золота составляет 0.6 г/т на истинную мощность 11.5 м, при вариациях от 0.15 до 1.11 г/т (рис. 2). Минералогическим анализом прото-лочных проб установлено наличие невесового золота в количестве от 1 до 21 знаков. Размер золотин — от 0.1 × 0.1 до 0.5 × 0.5 мм, они часто находятся в сростках с кварцем, а в зоне окисления — с гидроксидами железа.

Основное внимание в данной статье уделено золотоносному интервалу минерализованной зоны ру-допроявления.

Материалы и методы

Во время полевых работ 2008 г. на рудопроявле-нии Ягодное отобраны бороздовые, точечные, задир-ковые пробы (весом 5–12 кг), по которым проведен атомно-абсорбционный анализ на Au в Центральной лаборатории ЗАО «Миреко» (Сыктывкар). Последующие петрографические и минералогические исследования проводились в ЦКП «Геонаука» Института геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар). Микроскопическое описание шлифов выполнялось на оптическом микроскопе Nikon Eclipse LV 100 ND. Состав минералов определялся в аншлифах на электронном микроскопе TescanVega 3 LMH (Tescan, Чехия) с энергодисперсионным спектрометром X-Max 50 Oxford Instruments (аналитики Е. М. Тропников, А. С. Шуйский). Напряжение 20 кВ, ток пучка 30 нA, диаметр пучка 2 мкм, время набора спектров 60–80 сек (600 тыс. импульсов). В качестве стандартов использовались следующие эталоны: чистые металлы для Fe, Mn, Cr, Ti; оксиды для Mg, Al, Si; KBr для K; минералы — волластонит для Ca, SiO2 для кислорода. Погрешность определения (мас. %): 0.15 — Fe, 0.1 — Mg, 0.1 — Al, 0.1 — Si, 0.05 — Mn, 0.1 — Ca; 0.04 — Cr, 0.04 — Ti.

Структурные формулы хлорита рассчитаны на основе O10(OH)8 (половина структуры — half-cell structure), а Fe рассматривается как Fe2+ (Zane, Weiss, 1998). Названия минералов группы хлорита приводятся в двух вариантах — по принятой в настоящее время номенклатуре (Bailey, 1980; Wiewiora, Weiss, 1990) и с указанием их специальных названий (по Hey, 1954), которые до сих пор широко используются в отечественной и зарубежной литературе. Для визуализации составов хлорита и температур его образования также использована классификационная диаграмма Si — (Fe/ Fe+Mg) (Hey, 1954).

Оценка температурного режима отложения хлорита выполнена с использованием данных для эмпирического хлоритового геотермометра, основанного на количестве тетраэдрического алюминия (AlIV) и мольной доле железа X(Fe), между которыми была установлена линейная зависимость от температуры (Cathe-lineau, Neiva, 1985; Cathelineau, 1988). Затем этот хлоритовый геотермометр был модифицирован с учетом поправки на повышение температуры при высоком соотношении (Fe/Fe+Mg) (Kranidiotis, MacLean, 1987; Jowett, 1991). Кроме того, А. Р. Котельниковым с соавторами (2012) проведена экспериментальная калибровка хлоритового геотермометра (Cathelineau, Neiva, 1985) при температуре 200–250 °С, Р = 0.5 кбар и для оценки температур предложены два уравнения, применимые в интервале 150–300 °С, одно из которых также использовано в нашей работе.

Полученные данные по химическому составу хлоритов рудопроявления Ягодное показывают, что они относятся к маложелезистым разновидностям, поэтому для расчета температуры их образования мы использовали следующие геотермометры (Cathelineau, 1988; Jowett, 1991; Котельников и др., 2012). Формулы для расчета температур приведены в таблице 1.

Рис. 2. Минерализованная зона рудопроявления Ягодное и распределение содержаний золота по результатам бороздового опробования: 1–3 — катаклазированные туфоалевросланцы (1), туфопесчаники (2), ортосланцы по вулканогенным породам основного состава (3); 4 — зоны лимонитизации; 5 — кварцевые жилы и прожилки; 6 — лимонитизированный пирит; 7 — место отбора проб; цветом показано содержание Au: красным — 0.7–1.7 г/т; зеленым — 0.2–0.6 г/т; синим — 0.02–0.08 г/т; 8 — элементы залегания сланцеватости

Fig. 2. Mineralized zone of the Yagodnoye ore occurrence and distribution of gold grades based on channel sampling results: 1, 2, 3 — cataclastic tuff siltstones (1), tuff sandstones (2), orthoschists on volcanic rocks of basic composition (3); 4 — limonitization zones; 5 — quartz veins and veinlets; 6 — limonitized pyrite; 7 — sampling location; Au grade is shown in color: red — 0.7–1.7 g/t; green — 0.2–0.6 g/t; blue — 0.02–0.08 g/t; 8 — schistosity bedding elements

Таблица 1. Формулы для расчета температур образования хлоритов

Table 1. Formulas for calculating the temperatures of chlorite formation

T1 °C= –61.92 + 321.98 AlIV

(Cathelineau, 1988)

T2 , °C = 319AlIVcor–69, где AlIVcor = AlIV+0.1(Fe/(Fe+Mg))

(Jowett, 1991)

T3, °C =39.73 + 180.64*AlIV(±15)

(Котельников и др., 2012)

Результаты

Породы минерализованной зоны рудопроявления Ягодное представлены туфоалевросланцами (70 %), среди которых присутствуют единичные (1–2 м) прослои туфопесчаников (10–30 %) и ортосланцев по вулканогенным породам основного состава (5 %, мощностью 4–5 м). Многочисленные прожилки мощностью 0.2–0.3 м, редко 0.9–1 м выполнены ожелезненным молочно-белым кавернозным кварцем с ксенолитами вмещающих пород. В зальбандах прожилков встречаются эпидот и хлорит.

Золотоносный интервал приурочен к пиритизи-рованным актинолит-хлорит-серицит-альбитовым ортосланцам (рис. 2). Под микроскопом основная ткань породы сложена сланцеватым, неяснополосчатым, тонкозернистым фибролепидогранобластовым агрегатом, 6

состоящим из альбита — 60–65 %, хлорит-серицито-вого агрегата — 20–30 %, актинолита — 10–15 % с незначительным количеством лейкоксена, эпидота и титанита, единичными зернами апатита. На фоне мелкозернистого матрикса встречаются участки слабораз-ложенной стекловатой массы породы основного состава с агрегатным мелкозернистым пиритом (рис. 3, a).

Альбит слагает тонкозернистый агрегат с размером зерен 0.01–0.05 мм, на фоне которого выделяются длиннопризматические, лейстовидные (0.1–0.2 мм) и неяснотаблитчатые (0.3–0.7 мм) выделения.

Серицит совместно с хлоритом развит в виде неоднородного по составу агрегата параллельно ориентированных листочков размером до 0.05 мм.

Хлорит образует скопления между лейстами плагиоклаза или замещает роговую обманку, стекло эф- фузивных и цемент вулканогенно-обломочных пород, а также выполняет прожилки.

Актинолит встречается в виде тонкоигольчатых и игольчато-волокнистых выделений бледно-зеленого цвета, слагая самостоятельные или, вместе с хлоритом и серицитом, линзовидные скопления, или равномерно рассеян в агрегате альбита.

Эпидот и титанит образуют линзы и пятна среди хлорита или хлорит-актинолитового агрегата. Титанит редок, размер до 0.1 мм.

Отмечается присутствие единичных призматических кристаллов апатита размером 0.4–0.6 мм.

Таким образом, основной минеральный состав ортосланцев представлен ассоциацией новообразованных минералов: (эпидот) — актинолит + (хлорит + серицит) + альбит с агрегатным мелкозернистым пиритом.

Вместе с тем на фоне мелкозернистой основной ткани породы наблюдаются участки (гнезда, линзы, полосы), сложенные средне- и крупнозернистым гра-нобластовым агрегатом кварц-альбит-хлоритового состава с эпидотом и крупными, хорошо ограненными кристаллами пирита (рис. 3, c, d; 4, a, c, d). Кристаллы пирита имеют размер от 0.1–0.3 мм до 1 см, насыщены микровключениями нерудных минералов (рис. 3, c, d; 4, a, c), их обрастает стебельчатый кварц, крупночешуйчатый хлорит, альбит, эпидот (рис. 3, a, b; 4, c, d).

Появление в тонкозернистой породе участков крупнозернистых гранобластовых агрегатов кварца, хлорита, альбита, эпидота, серицита в ассоциации с крупными кристаллами пирита свидетельствует о дальнейшем развитии метасоматического процесса. Состав метасоматитов: эпидот-альбит-хлорит-кварц + крупные метакристаллы пирита.

Рудным минералом в актинолит-хлорит-серицит-альбитовых ортосланцах минерализованной зоны является пирит. Пирит представлен двумя разновидностями: 1) распыленным в матриксе породы мелкозернистым агрегатом Py-I (рис. 3, a; b), 2) мелкими (0.01– 0.05 мм) до крупных (0.1–1 мм и выше) кристаллами и их сростками (Py-II), приуроченными к участкам крупнозернистых агрегатов кварц-альбит-эпидот- хлоритового состава (далее — метасоматиты) (рис. 3, c, d). Состав мелкозернистых агрегатов пирита (Py-I), распыленных в основной ткани породы, не определялся. Пирит метасоматитов (Py-II) относится к мышьякови-

Рис. 3. Актинолит-хлорит-серицит-альбитовый ортосланец с крупнозернистым агрегатом кварц-альбит-хлоритового состава с кристаллами пирита: a — реликт протолита основного состава со скоплениями мелкозернистого пирита; b, c, d — участки крупнозернистого строения с кристаллами пирита (шлиф 16108). a, c, d — фото с анализатором, николи полускре-щены; b — режим параллельных николей. Аббревиатуры минералов: Py — пирит, Chl — хлорит, Qz — кварц, Ep — эпидот

Fig. 3. Actinolite-chlorite-sericite-albite orthoschist with a coarse-grained aggregate of quartz-albite-chlorite composition with pyrite crystals: a — relict of protolith of basic composition with accumulations of fine-grained pyrite; b, c, d — areas of coarsegrained structure with pyrite crystals (thin section 16108). a, c, d — photo with analyzer, nicols are half-crossed; b — parallel nicols mode. Mineral abbreviations: Py — pyrite, Chl — chlorite, Qz — quartz, Ep — epidote

стой разновидности — As от 0.15 до 1.28 мас. %, по данным ICP-MS-анализа содержание Au в нем составляет 13.8 г/т, Ag — 2.16 г/т (Ефанова, Ковальчук, Майорова, 2024). В кристаллах пирита обнаружены субмикронные включения золота (размером около 1.5 мкм). Во вмещающих породах, разрушенных до рыхлой глинисто-слюдистой массы, установлены частицы самородного золота рудного облика размером 0.1–0.25 мм (Mayorova et al., 2023).

В минерализованной зоне по пространственному распределению и минеральной ассоциации идентифицированы 3 типа хлорита (Chl-1, Chl-2, Chl-3).

Хлорит (Chl-1) присутствует в основной ткани породы в составе тонкочешуйчатого хлорит-серицитово-го агрегата (рис. 3, a), встречается в виде микровключений в кристаллах пирита (Chl-2) (рис. 4, a–c) и совместно с кварцем образует более крупночешуйчатые агрегаты вокруг хорошо образованных кристаллов пирита (Chl-3) (рис. 3, c, d; 4, c, d). В последнем случае можно предполагать, что образование пирита и хлорита происходило одновременно при близкой температуре.

Проведено исследование химического состава включений хлорита (Chl-2) в кристаллах пирита и хлорита (Chl-3), обрамляющего кристаллы пирита в ме-тасоматите (рис. 3, 4, поле шлифа 16108). Состав хлорита основной массы породы (Chl-1) не определялся. Результаты анализа состава хлорита представлены в таблице 2. Полученные данные использованы для расчета температур образования хлорита, ассоциирующего с кристаллами пирита.

В целом химический состав хлорита включений и метасоматитов варьирует в узком диапазоне содержаний SiO2 и Al2O3: от 28.24 до 32.24 мас. % и от 17.77 до 21.45 мас. % соответственно (табл. 2). При этом состав двух включений хлорита в пирите существенно отличается повышенным содержанием SiO2 (32.13 и 32.24 мас. %) в том же диапазоне содержания Al2O3 (17.77 и 20.33 мас. %) (табл. 2, рис. 5). Содержание MgO изме-

Рис. 4. Кристаллы пирита с микровключениями хлорита (а, b), калиевого полевого шпата (c), эпидота (а, d) в обрамлении крупнозернистого кварц-альбит-эпидот-хлоритового агрегата (шлиф 16108). BSE-изображения. Аббревиатуры минералов: Py — пирит, Chl — хлорит, Qz — кварц, Ep — эпидот, Ab — альбит, Kfs — калиевый полевой шпат, Ser — серицит

Fig. 4. Pyrite crystals with microinclusions of chlorite (a, b), potassium feldspar (c), epidote (a, d) in the frame of a coarse-grained quartz-albite-epidote-chlorite aggregate (section 16108). BSE images. Mineral abbreviations: Py — pyrite, Chl — chlorite, Qz — quartz, Ep — epidote, Ab — albite, Kfs — potassium feldspar, Ser — sericite

Таблица 2. Химический состав включений хлорита в зернах пирита и метасоматитах (мас. %) и рассчитанные температуры его образования

Table 2. Chemical composition of chlorite inclusions from pyrite grains and metasomatites (wt. %) and calculated temperatures of its formation

Включения хлорита в кристаллах пирита / Chlorite inclusions from pyrite crystals

№ обр. / Sample No.

19 П

22 П

22а Кп

24 П

25 П

16108

№ ан. / Analyses No.

1

2

3

4

5

1-1 П

2-1 П

4-1 П

5-2 П

5-4 Кп

SiO 2

29.42

28.70

32.13

28.24

29.63

28.73

30.57

28.65

28.43

32.24

TiO 2

^^^.

^^^.

^^^.

^^^.

1.41

-

-

-

-

-

Al 2 O 3

19.47

18.99

17.77

19.21

16.48

21.14

19.43

21.45

20.72

20.33

FeO*

18.85

17,47

15.61

17.63

16.42

17.86

16.76

15.34

15.41

16.03

MnO

0.29

0.29

^^^.

0.32

^^^.

0.14

0.21

0.21

0.22

0.26

MgO

22.00

22.01

19.24

21.44

21.66

21.04

22.4

22.10

21.53

20.08

CaO

^^^.

^^^.

^^^.

^^^.

0.87

-

-

-

-

-

K 2 O

^^^.

^^^.

1.55

^^^.

0.34

-

-

-

-

-

Сумма / Total

90.01

87.45

86.30

86.84

86.81

88.91

89.37

87.75

86.31

88.94

Кристаллохимические коэффициенты в формуле хлоритов (расчет на 10 катионов) Crystallochemical coefficients in the chlorite formula (calculation for 10 cations)

Si

2.91

2.91

3.32

2.89

3.04

2.88

3.02

2.87

2.90

3.24

Ti

-

-

-

-

0.11

-

-

-

-

-

Al

2.27

2.27

2.16

2.31

1.99

2.49

2.27

2.53

2.49

2.40

Fe "

1.56

1.48

1.35

1.51

1.41

1.49

1.39

1.29

1.32

1.34

Mn

0.02

0.02

-

0.03

-

0.01

0.02

0.02

0.02

0.02

Mg

3.24

3.33

2.96

3.27

3.31

3.14

3.30

3.30

3.58

3.00

Ca

-

-

-

-

0.10

-

-

-

-

-

K

-

-

0.20

-

0.04

-

-

-

-

-

x(Mg)

0.67

0.69

0.69

0.68

0.70

0.68

0.70

0.72

0.71

0.69

Al(IV)

1.09

1.09

0.68

1.11

0.96

1.13

0.98

1.13

1.10

0.77

Al(VI)

1.18

1.18

1.49

1.20

1.03

1.37

1.29

1.40

1.40

1.64

x(Fe)

0.33

0.31

0.31

0.32

0.30

0.32

0.30

0.28

0.29

0.31

Температура кристаллизации / Crystallization temperature

Т 1 ,°C

289

290

157

296

247

301

251

302

292

185

Т 2 ,°C

284

284

152

291

242

301

251

300

291

185

Т 3 ,°C

237

237

162

241

213

243

216

244

238

178

Хлорит в метасоматите / Chlorite from the metasomatite

№ обр. / Sample No.

16108

№ ан. / Analyses No.

1-2 П

2-4 П

2-5 П

2-6 П

2-8 П

3-1 П

3-2 П

4-4П

SiO 2

30.10

29.33

29.13

28.57

30.02

28.61

28.83

29.06

Al2O3

19.78

19.95

20.64

19.88

21.52

20.18

18.97

20.28

FeO*

19.13

18.70

20.00

20.00

17.19

19.64

19.65

20.41

MnO

0.30

0.22

0.30

0.32

0.18

0.28

0.23

0.24

MgO

20.90

20.37

19.63

19.73

22.41

19.57

20.30

19.62

Cr 2 O 3

-

-

0.23

^^^.

-

-

-

-

Сумма / Total

90.21

88.57

89.93

88.50

91.32

88.28

87.97

89.61

Кристаллохимические коэффициенты в формуле хлоритов (расчет на 10 катионов) Crystallochemical coefficients in the chlorite formula (calculation for 10 cations)

Si

3.08

2.94

2.95

2.85

2.97

2.86

2.95

2.93

Al

2.38

2.36

2.46

2.34

2.51

2.38

2.28

2.36

Fe "

1.59

1.57

1.67

1.48

1.39

1.50

1.68

1.72

Mn

0.03

0.04

0.02

0.03

0.02

0.03

0.02

0.02

Mg

3.18

3.05

2.97

2.94

3.30

2.92

3.08

2.89

Cr

-

-

0.02

-

-

-

-

-

x(Mg)

0.66

0.66

0.64

0.66

0.70

0.66

0.65

0.63

Al(IV)

0.92

1.06

1.05

1.15

1.03

1.13

1.05

1.07

Al(VI)

1.46

1.30

1.42

1.20

1.49

1.25

1.22

1.28

x(Fe)

0.33

0.34

0.36

0.34

0.30

0.34

0.35

0.37

Окончание таблицы 2 / End of Table 2

Хлорит в метасоматите / Chlorite from the metasomatite

№ обр. / Sample No

16108

№ ан. / Analyses No

1-2 П

2-4 П

2-5 П

2-6 П

2-8 П 3-1 П

3-2 П

4-4П

Температура кристаллизации/ Crystallization temperature

Т 1 ,°C

235

279

276

306

269

278

278

285

Т 2 ,°C

236

280

277

307

268

304

279

286

Т 3 ,°C

206

231

229

247

226

245

230

234

Примечание. * — все железо приведено в форме FeO, Al(IV) дополняет позицию Si до 8 катионов, а Al(VI) составляет остальную часть общего расчетного количества Al. Разновидности хлорита: П — клинохлор (пикнохлорит), Кп — клинохлор (пеннин). Температуры рассчитаны по хлоритовым геотермометрам (табл. 1). Кристаллохимические формулы разновидностей клинохлора: пикнохлорит (Mg2.89–3.33Fe1.48–1.72 Mn0.02–0.03 Al1.18–1.28)5.91–6.01 [ Al1.05–1.11 Si2.95–2.89 ] 4 O10 (OH)8.09–8.17; пеннин (Mg2.96–3.00 Fe1.34–1.35 Mn0.00–0.02 Al1.49–1.68)5.80–6.00 [ Al0.68–0.77 Si3.24–3.32 ] 4 O10 (OH)8.41–8.91.

Note: * — all iron is given as FeO, Al(IV) supplements Si position to 8 cations, and Al(VI) accounts for the rest part of the total calculated amount of Al. Chlorite varieties: P — clinochlore (pycnochlorite), Kp — clinochlore (pennine). Temperatures are calculated using chlorite geothermometers (Table 1). Crystallochemical formulas of clinochlore varieties: pycnochlorite (Mg2.89– 3.33 Fe1.48–1.72 Mn0.02–0.03 Al1.18–1.28)5.91–6.01 [Al1.05–1.11 Si2.95–2.89]4 O10 (OH)8.09–8.17; pennine (Mg2.96–3.00 Fe1.34–1.35 Mn0.00–0.02 Al1.49–1.68)5.80–6.00 [Al0.68–0.77 Si3.24–3.32]4 O10 (OH)8.41–8.91.

няется от 19.24 до 22.21 мас. % (среднее — 20.90 мас. %), превышая содержание FeO (15.34 — 20.41 мас. %, среднее — 17.89 мас. %). В хлоритах в незначительных количествах присутствуют примеси Mn (0.14–0.32 мас. % или 0.01–0.03 а.ф.е.), редко Ti, Ca, K, Cr, их общее содержание не превышает 0.2–0.3 а.ф.е. (табл. 2). По соотношению Mg и Fe изученный минерал относится к типу Mg-хлорита (Zane, Weiss, 1998) и классифицируется как клинохлор (Wiewiora, Weiss, 1990). По содержанию SiIV (а.ф.е.) обособляются две разновидности клинохлора, которые визуально выделяются на диаграмме Si — (Fe/Fe+Mg) (рис. 5) и по номенклатуре (Hey, 1954) попадают в поля пикнохлорита (преобладает) и пеннина. Выделение этих разновидностей клинохлора важно для последующего обсуждения условий их образования, поэтому далее, чтобы подчеркнуть различия их состава, мы будем использовать названия «клинохлор (пикнохлорит)» и «клинохлор (пеннин)».

Клинохлор (пикнохлорит) включений в пирите имеет железистость x(Fe) 0.28–0.33, метасоматитов x(Fe) 0.30–0.37, а клинохлор (пеннин) — x(Fe) 0.31 (табл. 2). Клинохлор (пикнохлорит) включений характеризуется содержанием SiIV 2.87–3.02 (а.ф.е.), коэф- фициентом магнезиальности x(Mg) 0.67–0.72, отношением SiIV/Al 0.99–1.53; метасоматитов — содержанием SiIV 2.85–3.08 (а.ф.е.), коэффициентом магнезиаль-ности x(Mg) 0.63–0.70, отношением SiIV/Al 1.18–1.25, клинохлор (пеннин) — содержанием SiIV 3.24–3.32 (а.ф.е.), коэффициентом магнезиальности x(Mg) 0.69, отношением SiIV/Al 1.35–1.54. Следует отметить, что клинохлор (пеннин) встречается только в виде микровключений в кристаллах пирита, он не обнаружен в метасоматитах.

Выбор тех или иных хлоритовых геотермометров для оценки температур образования хлорита в значительной степени зависит от состава минерала. Полученные данные по составу клинохлора рудопроявления Ягодное показывают, что он относится к маложелезистой разновидности (x(Fe) < 0.34), поэтому при расчете температур его образования использованы следующие геотермометры (Cathelineau, 1988; Jowett, 1991; Котельников и др., 2012).

Рассчитанные по уравнениям (Cathelineau, 1988; Jowett, 1991) температуры образования хлоритов, ассоциирующих с пиритом, практически не отличаются между собой (табл. 3), колеблются от 242 до 302 °C для

Таблица 3. Сравнение рассчитанных температур образования хлорита по разным термометрам Table 3. Comparison of calculated temperatures of chlorite formation using different thermometers

Минерал Mineral

T °C

Интервал температур, T °C Temperature range, T°C

Среднее значение, T °C Average value, T°C

Медианное значение, T °C Median value, T°C

Клинохлор (пикнохлорит) —

T1 °C

247–302

284

275 ± 28

включения в пирите

Clinochlore (рycnochlorite) —

T 2 °C

242–301

282

272 ± 30

inclusions in pyrite

T 3 , °C

213–244

234

228 ± 15

Клинохлор (пикнохлорит)

T1 °C

235–306

276

270 ± 35

в метасоматите

Clinochlore (pycnochlorite)

T 2 , °C

236–307

280

271 ± 35

in metasomatite

T 3 , °C

206–245

231

225 ± 20

Клинохлор (пеннин) —

T1 °C

157–185

171

171 ± 14

включения в пирите

T2, °C

152–185

168

168 ± 17

Clinochlore (pennine) —

inclusions in pyrite

T 3 , °C

162–178

170

170 ± 8

Примечание. Соответствие T1, T2, T3 °C геотермометрам разных авторов см. в таблице 1.

Note: For the correspondence of T1, T2, T3 °C to geothermometers of different authors, see Table 1.

включений клинохлора (пикнохлорита) в пирите и от 235 до 307 °C в метасоматите. Температуры, полученные по уравнению (Котельников и др., 2012) существенно ниже и варьируют от 213 до 244 °C и от 206 до 245 °C для клинохлора (пикнохлорита) включений и метасо-матитов соответственно. Хорошая сходимость значений по всем трем геотермометрам наблюдается для температуры образования клинохлора (пеннина) с колебаниями от 152 до 185 °C. С учетом незначительного расхождения расчетных температур (по Cathelineau, 1988; Jowett, 1991) на диаграмме Si — Fe/(Fe+Mg) (рис. 5) показаны температуры кристаллизации хлоритов (по Cathelineau, 1988).

Обсуждение

Согласно предыдущим исследованиям (Вахрушев, Макаров, 1986; Сазонов и др., 2001), в центральной части Манитанырдского района, в Нияюской рудной зоне, все позднерифейско-раннекембрийские породы бедамельской серии и енганепэйской свиты метаморфизованы в условиях зеленосланцевой фации. На зо-лотосульфидно-кварцевых жильных рудопроявлени-ях этими авторами установлены околорудные метасо-матиты двух формаций: пропилитовой и березит-ли-ственитовой. Пропилиты имеют региональное

Рис. 5. Составы хлоритов на классификационной диаграмме (Hey, 1954 с изменениями).

Анализы включений клинохлора (пикнохлорит + пеннин) в кристаллах пирита (1), клинохлора (пикнохлорит) в метасоматите (2). Цифрами показаны температуры, рассчитанные с помощью хлоритового геотермометра (Cathelineau, 1988) (табл. 1 и 2)

Fig. 5. Chlorite compositions on the classification diagram (Hey, 1954 with changes).

Analysis of clinochlore (pycnochlorite + pennine) inclusions in pyrite crystals (1), clinochlore (pycnochlorite) in metasomatite (2). Numbers show the formation temperatures calculated with a chlorite geothermometer (Cathelineau, 1988) (Tables 1 and 2)

распространение в рудной зоне и характеризуются несколькими парагенезисами: эпидот + актинолит + кварц, эпидот + хлорит + кварц, эпидот + кварц. Поздние ме-тасоматиты имеют непостоянный состав — от кварц-серицит + кальцит (кварц-серицитовые) до кварц-серицит + доломит-анкерит (березиты), которые наиболее четко проявлены на месторождении Верхне-нияюское-2. На рудопроявлениях Нияхойское-1 и -2 (рис. 1) рудная минерализация жильного и штокверкового типа также сопровождается метасоматитами двух указанных формаций, причем с пропилитами связаны золотоносные пиритовые руды вкрапленного типа (Вахрушев, Макаров, 1986; Сазонов и др., 2001).

Во вмещающих породах основного состава золотоносного интервала рудопроявления Ягодное нами установлена следующая новообразованная ассоциация минералов — (эпидот) актинолит + (хлорит + серицит) + альбит с агрегатным мелкозернистым пиритом, с сохранением на некоторых участках реликтов протолита в виде обособлений слаборазложенной стекловатой массы породы основного состава (рис. 3, а). С одной стороны, такая ассоциация характерна для метаморфических пород фации зеленых сланцев, с другой стороны, аналогичная минеральная ассоциация является типоморфной для эпидот-хлоритовой фации пропилитов, где один из основных минералов парагенезисов в метасоматической колонке представлен хлоритом (пикнохлоритом) (Арутюнян, 2008; Знаменский, 2023; Шафигуллина, Знаменский, Косарев, 2020). Часто различить зеленосланцевые метаморфиты и пропи-литы бывает затруднительно, но их принципиальным отличием является присутствие в последних рудной минерализации (Жданов, 2005; Петрографический кодекс, 2008). В плане идентификации характера изменений пород в золотоносном интервале рудопроявле-ния Ягодное формирование в тонкозернистой породе крупнозернистых гранобластовых сегрегаций кварца, хлорита, альбита, эпидота, серицита вокруг крупных кристаллов пирита свидетельствует о проявлении метасоматического процесса. Состав метасоматитов — эпидот-альбит-кварц-хлоритовый+пирит (или эпидот-альбит-хлорит-кварцевый + пирит). Таким образом, мы относим новообразованную ассоциацию минерализованных пород к эпидот-хлоритовой субфации про-пилитовой фации метасоматитов, тем более что они локализуются в пределах Нияюской рудной зоны и содержат рудную минерализацию в виде золотоносного пирита (Жданов, 2005; Петрографический кодекс, 2008).

Практически идентичный химический состав клинохлора (пикнохлорита) включений в кристаллах пирита (Chl-2) и в его обрамлении в метасоматите (Chl-3) позволяет предположить их одновременное образование, сопряженное с ростом метакристаллов пирита, в едином метасоматическом процессе.

Рассчитанные температуры образования клинохлора (пикнохлорита) включений в пирите и в метасо-матитах составляют 302–247 °C и 306–235 °C соответственно, т. е. практически не различаются. Температуру образования единичных включений клинохлора (пеннина) в кристаллах пирита 185–157 °C, по-видимому, можно рассматривать как нижний предел метасоматического процесса. Общий температурный интервал образования хлоритов составляет в 306–157 °C с пиком температуры 306–235 °C.

Выводы

  • 1.    Вмещающие породы золотоносного интервала минерализованной зоны рудопроявления Ягодное представлены пропилитами — метасоматитами эпидот + актинолит + альбит + хлоритового состава с присутствием участков средне-крупнозернистого грано-бластового агрегата альбит-кварц-хлоритового состава с эпидотом и крупными, хорошо ограненными метакристаллами пирита.

  • 2.    По пространственному распределению и минеральной ассоциации выделены три разновидности хлорита (Chl): в составе тонкочешуйчатого хлорит-сери-цитового агрегата в основной ткани породы (Chl-1); в виде микровключений в метакристаллах пирита (Chl-2); ассоциирующий с метакристаллами пирита в гранобластовых агрегатах метасоматитов (Chl-3).

  • 3.    Chl-2 и Chl-3 по химическому составу отвечают клинохлору (пикнохлориту), который присутствует как в виде включений в кристаллах пирита, так и в мета-соматитах. Они практически не различаются между собой, что свидетельствует об одновременном образовании. Единичные микровключения Chl-2 в метакристаллах пирита отвечают клинохлору (пеннину).

  • 4.    Рассчитанные температуры формирования клинохлора Chl-2 и Chl-3, ассоциирующего с метакристаллами пирита, ложатся практически в один и тот же интервал 302–247 °C и 306–235 °C соответственно. Для клинохлора (пеннина) этот интервал ниже и составляет 185–157 °C.

  • 5.    Тесная ассоциация хлорита и метакристаллов золотоносного пирита в гранобластовых агрегатах свидетельствует об их одновременном образовании в течение единого метасоматического процесса в температурном интервале 306–157 °C с пиком температуры 306–235 °C.

Авторы выражают искреннюю признательность анонимным рецензентам за внимательное рассмотрение представленной статьи, ценные замечания, исправление которых, несомненно, улучшило её качество, и рекомендации, которые будут учтены в дальнейших исследованиях и публикациях.

Работа выполнена в рамках темы государственного задания ИГ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН № 1220406000009-2.

Статья научная