УДК 550.42:553.411.07(470.5)

 

О возможном генетическом единстве золотоносных родингитов (хлограпитов) и хлорит-карбонатных карбонатитоподобных пород в Карабашском массиве гипербазитов на Южном Урале. Мурзин В.В. // Металлогения древних и современных океанов – 2013. Рудоносность осадочных и вулканических комплексов. Миасс: ИМин УрО РАН. 2013.

 

Зафиксированы признаки общности золотоносных родингитов и карбонатитоподобных пород Карабашского массива – приуроченность к зонам тектонического меланжа, согласным с простиранием массива, сходный тип зональности, геохимическая специализация на Ti, P, Mn, Sr, Y, Zr, Nb, U, Th, REE, температурные условия формирования в широком диапазоне от 480 до 210ºС, изотопный состав С,О, Sr карбонатов, свидетельствующие о возможной генетической связи этих образований. В то же время очевидны различия условий их формирования – предельно низкая степень углекислотности и восстановленные свойства родингитизирующего флюида резко контрастируют с углекислотным окисленным характером (степень окисления летучих флюида при формировании магнетит-хлорит-карбонатных гидротермалитов (соответственно Х_СО2 =0,001-0,007 и 0,49; CO₂/CO₂+CO+H₂+CH₄= 0,14-0,36 и 0,73-0,92).

 

Илл. 2. Табл. 1. Библ. 9.

В пределах Карабашского офиолитового массива гипербазитов известны два пространственно разобщенных специфических типа золотоносных пород – родингиты (хлограпиты), сложенные агрегатами в различных количественных соотношениях трех основных минералов – диопсида, граната и хлорита и карбонатитоподобные магнетит-хлорит-карбонатные породы, также с варьирующими содержаниями слагающих их минералов.

Эти образования имеют сходную геологическую позицию, локализуясь в зонах тектонического меланжа, согласных с общим субмеридиональным простиранием массива. Полоса родингитов прослеживается на расстояние до 2,5 км вдоль центральной части массива гипсометрически в наиболее высокой его части. Отдельные тела родингитов имеют мощность до 2-3 м, местами до 8 м и протяженность до 600-700 м. Магнетит-хлорит-карбонатные породы распространены локально в краевых частях массива и образуют тела небольших размеров (первые десятки метров), цепочки которых, тем не менее, хорошо прослеживаются в виде достаточно протяженных зон. Локальность выходящих на современную поверхность тел хлорит- карбонатных пород может быть объяснена сильной боковой эрозией склонов Карабашских гор

Ранние исследователи массива (Е.А.Кузнецов, Н.И.Бородаевский и др.) рассматривали описываемые образования в едином ряду генетически связанных хлоритсодержащих пород (хлорит-гранат-пироксеновых, хлорит-гранатовых, гранат-хлорит-эпидотовых, хлорит-карбонатных и хлоритовых), имеющих сходные условия залегания в виде жил, линзовидных или трубообразных тел среди серпентинитов. Ими также указывалось на близость пород этого ряда не только по набору основных минералов, но и содержащихся в относительно небольших количествах и акцессорных – магнетита, минералов титана, фосфора (апатит, титанит), биотита, сульфидов меди и никеля, реликтового хромшпинелида. Современными исследованиями для описываемых типов золотоносных пород была установлена также специализация их на редкоземельные, редкие и радиоактивные элементы LREE, Zr, Th, а также выявлены минеральные формы и минералы-носители этих элементов – анкилит, монацит, алланит -Се, эшинит-(Y), циркон, бадделеит, торианит, уранинит и др. [Мурзин и др., 2005; Мурзин, Варламов, 2010]. 

На происхождение золотоносных родингитов Карабашского массива имеется несколько точек зрения. Одни исследователи относят их к классическим продуктам биметасоматоза на контактах даек габброидов и гипербазитов [Спиридонов, Плетнев, 2002], другие относят их к апогипербазитовым метасоматитам [Берзон, Фадеичева, 1974; Сазонов, 1998]. Наконец, нами высказана точка зрения, что золотоносные родингиты являются гидротермально-метасоматическими образованиями, преимущественно, телами выполнения с широким вовлечением в метасоматический процесс вмещающих серпентинитов [Мурзин, Шанина, 2007].

Относительно происхождения магнетит-хлорит-карбонатных пород Карабашского массива также нет единого мнения. В.А.Поповым и Г.Г.Кораблевым было установлено, что все основные минералы карбонатно-силикатных пород имеют поверхности совместного роста и, следовательно, являются телами выполнения. Повышенная концентрация в них редкоземельных элементов (сумма REE -130 г/т), вместе с фактами принадлежности телам выполнения и присутствия в массиве щелочных пород кварц-рибекитового состава, послужило основанием для отнесения их к карбонатитам [Белогуб и др., 2003]. Другая точка зрения базируется на модели доломитизации внедренных в зону серпентинового меланжа известняков под действием “водной составляющей гипербазитов” [Ерохин и др., 2011].

В данном исследовании получены дополнительные характеристики родингитов и хлорит-карбонатных пород, обнаруживающие как черты их сходства, так и различия.

Зональность. Оба типа описываемых пород слагают тела зонального строения – родингиты  оторачиваются зонами хлоритолитов мощностью до 2-3м, которые, в свою очередь, постепенно переходят в хризотиловые или антигоритовые серпентиниты. Карбонатитоподобные породы образуют линзообразные тела различных размеров, локализованные в участках хлоритовых пород, контролирующихся протяженными зонами рассланцевания и карбонатизации среди антигоритовых серпентинитов (рис. 1).

Геохимические особенности. Магнетит-хлорит-карбонатые и хлорит-гранат-пироксеновые породы характеризуются высоким содержанием таких элементов, как Ti, P, Mn, а также Sr, Y, Zr, Nb, U, Th, REE. Тренды распределения РЗЭ хлорит-карбонатых пород и родингитов практически совпадают по форме и уровню содержания РЗЭ. Примыкающие к этим породам хлоритолиты и хлоритизированные серпентиниты существенно обогащены РЗЭ по отношению к удаленным от них серпентинитам. 

РТХ-условия формирования. Формирование родингитов 1 и 2 стадии имело место при стандартных для родингитов в целом условиях – Т = 420-470^оС, Р = 2-3 кбар, Х_СО2 =0.001-0.007 и восстановленной среды (табл. 1). В заключительную 3 стадию кальцитовых прожилков происходило снижение Р-Т параметров (0.5-1 кбар, 230-310^оС), повышение Х_СО2 до 0.036 и окислительных свойств среды [Мурзин, Шанина, 2007].

 

Таблица 1. Мольная доля углекислоты и степень окисленности летучих компонентов (CO₂/CO₂+CO+H₂+CH₄) из включений минералообразующей среды из минералов различных гидротермалитов Карабашского массива.

 

Примечания. Газовохроматографический анализ выполнен в ИГ Коми НЦ УрО РАН С.Н.Шаниной. Извлечение газов осуществлялось термическим способом при нагреве проб до 600ºС, карбоната – до 450 ºС.

 

Явные признаки многостадийности карбонатитоподобных пород нами не зафиксированы, однако их геотермометрия с использование изотопного кислородного, доломит-кальцитового и хлоритового геотермометров указало на широкий диапазон их формирования. Для парагенезисов карбоната с хлоритом и магнетитом зафиксированы 4 температурных диапазона: 480-430 ºС (присутствует только доломит), 430-380 ºС (присутствует доломит и кальцит), 340-280 ºС и 260-210 ºС. Для парагенезиса хлорита и магнетита в хлоритолите получены два температурных диапазона – 370-360 ºС и 240-210 ºС. Углекислотность флюида по данным газовой хроматографии на порядок превышает таковую при формировании родингитов ранних стадий. Она близка к составу флюида при отложении кальцита в родингитах 3 стадии, но меньше, чем при лиственитизации (см. табл. 1). 

Изотопный состав карбонатов.  Кальцит родингитов и доломит карбонатитоподобных пород практически сходны по изотопному составу кислорода, углерода и стронция (рис. 2). Эти изотопные характеристики отвечают смеси осадочного карбонатного и глубинного вещества. Отчетливая корреляция изотопного состава углерода и стронция карбонатов свидетельствует о том, что они контролируются одними и теми же факторами.

Абсолютный возраст. Определенный нами Sm-Nd абсолютный возраст типичного образца раннего родингита хлорит-гранат-диопсидового состава составил 369.4±8.8 млн. лет, что соответствует верхнему девону. Имеющиеся в литературе датировки возраста карбонатитоподобных пород массива получены методом химического датирования по торианиту и противоречивы. По данным [Вотяков и др., 2010] средне-взвешенное по 10 точкам значение воз­раст торианита составляет 352.1 ± 11.2 млн. лет, что очень близко к возрасту родингитов. Более молодые датировки приводятся в [Ерохин и др., 2011] – средне-взвешенное значение возраста 317.1±8.4 млн. лет; изохронный Th*-Pb-возраст – 313.2±5.2 млн. лет.

Таким образом, зафиксированные признаки общности родингитов, особенно заключительной 3 стадии, и карбонатитоподобных пород Карабашского массива (приуроченность к зонам тектонического меланжа, сходный тип зональности, геохимическая специализация, температурные условия формирования, изотопные характеристики) свидетельствует о возможной генетической связи этих образований. В то же время очевидны различия условий их формирования – предельно низкая степень углекислотности и восстановленные свойства родингитизирующего флюида резко контрастируют с углекислотным окисленным характером флюида при формировании магнетит-хлорит-карбонатных гидротермалитов. Окончательное решение рассматриваемой в статье проблемы возможно при получении более надежных возрастных характеристик рудно-метасоматических образований и объяснении причин возможных резких изменений химизма рудообразующих флюидов циркулирующих в массиве. 

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 12-05-00734а.

 

 

1. Белогуб Е. В., Удачин В. Н., Кораблев Г. Г. Карабашский рудный район (Южный Урал). Материалы к путеводителю геолого-экологической экскурсии. Миасс: Имин УрО РАН, 2003. 40 с.

2. Берзон Р.О., Фадеичева И.Ф. Особенности метасоматических преобразований на золоторудном месторождении Золотая Гора // Метасоматизм и рудообразование. Свердловск:УНЦ АН СССР. 1974. С.63-67.

3. Вотяков С. Л., Хиллер В. В., Щапова Ю. В., Поротников А. В. Химическое электронно-зондовое датирование минералов-концентраторов радиоактивных элементов: Методические аспекты// Литосфера. 2010. № 4. С. 94–115. Литосфера, 2010, № 4, с. 94–115.

4. Ерохин Ю.В., Иванов К.С., Хиллер В.В. Карбонатитоподобные породы Карабашского гипербазитового массива (возраст и генезис)// Современное состояние наук о Земле. Материалы международной конференции, посвященной памяти Виктора Ефимовича Хаина, г.Москва, 1-4 февраля 2011 г. М.: Изд-во Геологический факультет Московского Государственного Университета имени М.В.Ломоносова, 2011. C. 631-633.

5. Мурзин В.В., Варламов Д.А. Минеральный состав и стадийность формирования золотоносных родингитов Карабашского массива на Ю.Урале// Ежегодник-2009. Тр. ИГГ УрО РАН. Вып. 157. 2010. С. 229-233.

6. Мурзин В. В., Варламов Д. А., Попов В. А., Ерохин Ю. В., Рахов Е. В. Минералого-геохимические особенности золото-редкометально-редкоземельной минерализации хлорит-карбонатных пород Карабашского массива гипербазитов (Южный Урал)// Уральский минералогический сборник № 13. Миасс: ИМин УрО РАН. 2005. С. 123-145.

7. Мурзин В.В., Шанина С.Н. Флюидный режим формирования и происхождение золотоносных родингитов Карабашского массива альпинотипных гипербазитов на Южном Урале// Геохимия. 2007. № 10. С. 1085-1099.

8. Сазонов В.Н. Золотопродуктивные метасоматические формации подвижных поясов (геодинамические обстановки и РТХ-параметры образования, прогностическое значение). Екатеринбург: УГГГА, 1998. 181 с.

9. Спиридонов Э.М., Плетнев П.А. Месторождение медистого золота Золотая Гора. М.: Научный мир, 2002. 220с.

 

Подписи к рисункам

Рис. 1 Геологическое строение тела магнетит-хлорит-карбонатных пород в западной части Карабашского массива. 1- серпентинит антигоритовый; 2 – хлоритолит; 3 – линзы магнетит-хлорит-карбонатных пород; 4 – серпентинит сильно карбонатизированный; 5 – серпентинит с рассеянной карбонатизацией; 6 – тектонические нарушения; 7 – горные выработки.

 

Рис. 2. Изотопный состав углерода, кислорода и стронция карбонатов Карабашского массива.