Симонов В. А., Драничникова В. В., Масленников В. В., Леин А. Ю., Богданов Ю. А.
Флюидные включения в кварце сульфидных построек гидротермального поля Менез Гвен (Срединно-Атлантический хребет)
В последние годы для выяснения параметров гидротермальных рудообразующих систем «черных курильщиков» на дне современных океанических бассейнов большое значение имеют исследования флюидных включений в минералах сульфидных построек. Для гидротермальных полей Срединно-Атлантического хребта (Логачев, Рейнбоу, Брокен Спур, ТАГ) в большинстве случаев используются данные по включениям в ангидрите [1, 3, 7]. В то же время важна информация и по другим минералам, включения в которых должны фиксировать другие стадии развития гидротермальных процессов.
В данном сообщении приводятся первые результаты изучения флюидных включений в кварце сульфидных построек гидротермального поля Менез Гвен (37°51.50¢ с. ш., 31°31.50¢ з. д., Срединно-Атлантический хребет). Образцы руды были подняты с помощью глубоководных обитаемых аппаратов «Мир» с глубины 850 м в 2003 г. во время 49 рейса НИС «Академик Мстислав Келдыш». Исследовались пробы, представляющие собой, в основном, ассоциацию мелких (первые мм) кристалликов сульфидов, ангидрита и колломорфного кварца, структура которого сложена сферулами диаметром около 15–20 мкм. Флюидные включения (размерами 10–30 мкм) были найдены только в кварце. Они располагаются равномерно по зернам минерал и приурочены, в основном, к пространству между микросферулами. Формы этих, скорее всего первичных, главным образом, двухфазовых (жидкость + газовый пузырек) включений – неправильные, зависящие от «упаковки» сферул в матрице кварца. По этим внешним признакам они имеют значительные черты сходства с изученными нами включениями в опаловидном кремнеземе из гидротермальной постройки «Венский лес» в задуговом бассейне Манус (Тихий океан), являющимися фактически остаточным пространством между «микрошариками», в котором законсервировались растворы, отлагавшие кремнезем [6].
В целом, в кварце рассмотренного образца из гидротермального поля Менез Гвен можно выделить два типа флюидных включений. Первые, более плоские светлые и прозрачные, тесно ассоциируют с однофазными включениями жидкости. Вторые – объемные, более темные с относительно большими газовыми пузырьками.
Флюидные включения изучались методами термобарогеохимии [2, 4]. Эксперименты с включениями проводились в среднетемпературной микротермокамере и криокамере оригинальных конструкций [5].
Криометрические исследования флюидных включений в кварце показали, что растворы включений замерзают при –36 – –45 °С. Установлен широкий интервал температур эвтектики: от –21.2 °С (простейшая система NaCl–H2O) до –32.5 °С (более сложные растворы с возможной с добавкой MgCl2). Преобладают температуры плавления последних кристалликов около –3.2 – –5.0 °С, что говорит о невысоких содержаниях солей (5.0–7.8 мас. %), но есть и весьма низкие значения температур (до –15.0 – –20.0 °С), свидетельствующие, в ряде случаев, о существенной солености – до 18.3–22.5 мас. %.
По данным термометрии светлые прозрачные флюидные включения первого типа становятся гомогенными в интервале 180–225–260 °С. Темные включения имеют значительно более высокие температуры гомогенизации: 344–435 °С. Вводя поправки на давление согласно глубине океана в точке пробоотбора (850 м), можно оценить истинные температуры формирования кварца: 185–265 и 350–440 °С.
Сравнение полученных данных по включениям в кварце поля Менез Гвен с результатами исследования флюидных включений в опаловидном кремнеземе из гидротермальных построек бассейна Манус [6], показывает существенные отличия. В составе включений в минерале из бассейна Манус преобладает NaCl с примесью KCl и содержание солей в растворах минимальное 1.6–4.2 мас. %. Температуры гомогенизации также существенно ниже – 102–118 °С. Таким образом, несмотря на внешнее сходство, рассмотренные флюидные включения характеризуют существенно разные гидротермальные системы.
В целом, исследования весьма необычных флюидных включений в колломорфном кварце, которые, судя по имеющимся публикациям, впервые установлены в минералах из сульфидных построек на дне Атлантического океана, свидетельствуют о том, что их можно также использовать для реконструкции физико-химических параметров гидротермальных процессов. Анализ данных включений показал, что образование кварца из сульфидных руд поля Менез Гвен происходило при температурах около 185–265 °С и 350–440°С при участии растворов с содержаниями солей 5.0–7.8 мас. % и в отдельных случаях – до 18.3–22.5 мас. %.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 05-05-64380), интеграционного проекта совместных исследований СО и УрО РАН (№ 6.8), целевой программы Минобрнауки Российской федерации «Развитие научного потенциала высшей школы» (проект РНП.2.1.1.1840).
Литература
1. Бортников Н. С., Симонов В. А., Богданов Ю. А. Флюидные включения в минералах из современных сульфидных построек: физико-химические условия минералообразования и эволюция флюида // Геология рудных месторождений, 2004. Т. 46. № 1. С. 74–87.
2. Ермаков Н. П., Долгов Ю. А. Термобарогеохимия. М.: Недра, 1979. 271 с.
3. Наумов В. Б., Миронова О. Ф., Прокофьев В. Ю., Леин А. Ю. Исследование флюидных включений в минералах современных подводных гидротермальных построек // Геохимия, 1991. № 1. С. 39–45.
4. Реддер Э. Флюидные включения в минералах. М.: Мир, 1987. 632 с.
5. Симонов В. А. Петрогенезис офиолитов (термобарогеохимические исследования). Новосибирск: Изд-во ОИГГМ СО РАН, 1993. 247 с.
6. Симонов В. А., Бортников Н. С., Лисицын А. П., Викентьев И. В., Богданов Ю. А. Физико-химические условия минералообразования в современной гидротермальной постройке «Венский лес» (задуговой бассейн Манус, Тихий океан) // Металлогения древних и современных океанов–2002. Формирование и освоение месторождений в офиолитовых зонах. Миасс: ИМин УрО РАН, 2002. С. 61–68.
7. Симонов В. А., Лисицын А. П., Богданов Ю. А., Муравьев К. Г. Физико-химические условия современных гидротермальных рудообразующих систем (черные курильщики) в Центральной Атлантике // Геология морей и океанов. М., 1997. Т. 2. С. 182.