Е. О. Тереня¹, В. В. Масленников², В. А. Симонов¹, С. П. Масленникова²

1 – Институт геологии ОИГГМ СО РАН, г. Новосибирск

2 – Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс

kotya@ngs.ru

 

 

Яман-Касинское медно-цинково-колчеданное месторождение является типичным представителем месторождений уральского типа [3]. По составу руд, околорудных осадков и оруденелой фауне получен представительный материал, позволяющий сопоставить рудную залежь месторождения с современными “черными курильщиками” [10].

Месторождение расположено в 5 км к юго-западу от г. Медногорска Оренбургской области. Рудный район располагается в Блявинской синформе в пределах Сакмарской структурно-формационной зоны. Главной рудоносной структурой района является Утягуловско-Блявинский трог, в восточном борту которого располагаются 4 месторождения: Яман-Касинское, Разумовское, Комсомольское и Блявинское [5]. Узкая (1–5 км) полоса, сложена, преимущественно, риолитами, дацитами и, в меньшей степени, андезитами и базальтами блявинского комплекса. Месторождение Яман-Касы приурочено к периферии риодацитового купола. По данным геолого-разведочных и эксплутационных работ, рудная залежь имеет линзовидную форму и наклонена на запад под углом 30–60° согласно напластованию пород. Это сооружение реконструировано как сульфидный холм [6]. В ядре холма в массивной халькопирит-пиритовой руде содержатся многочисленные остатки оруденелой фауны, сходной с организмами, населяющими современные “черные курильщики”. Рядом с колониями организмов встречаются реликты запечатанных палеогидротермальных сульфидных трубок, залегающих in situ. По своему строению они сопоставимы с гидротермальными сульфидными трубами современных “черных курильщиков” [2].

Для термобарогеохимических исследований были взяты три образца из разных мест Яман-Касинского месторождения: № Y-K-86 (марказит-пирит-халькопирит-сфалерит кварцевой труба), № 98-5-23 (марказит-халькопирит-сфалерит-баритовая с галенитом труба), № Y-K-I-vest (сульфидизированная вестиментиферас пиритовой оболочкой и кварцевым заполнением). Флюидные включения исследовались с помощью методов термометрии и криометрии [1, 4, 7] в термокамерах и криокамерах оригинальных конструкций [8].

Детально исследовался кварц из канала (марказит-пирит)-халькопирит-сфалерит кварцевой трубы (№ Y-K-86) и кварц из канала сульфидизированной вестиментиферы с пиритовой оболочкой (№ Y-K-I-vest).

Флюидные включения в кварце из образца № Y-K-86 размерами 3–12 мкм располагаются равномерно в зерне минерала. Многочисленные первичные, либо мнимовторичные включения формируют полосы и зоны. Формы включений в большинстве случаев округлые объемные, часто – неправильные.

В ходе экспериментальных работ были получены представительные данные (около 80 анализов отдельных флюидных включений), позволившие детально рассмотреть физико-химические параметры кристаллизации кварца из образца № Y-K-86. При исследовании в криокамере было выяснено, что содержимое двухфазовых включений замерзает около -35–-47 ° С. Температуры эвтектики варьируют в пределах -28.0–-20.0 ° С, то есть в составе растворов, кроме преобладающего NaCl, присутствует примесь MgCl₂. Большинство последних кристалликов в растворах включений исчезает в широком интервале температур -0.4–-4.6 ° С, выделяется небольшой интервал от -7.9 до -9.2 ° С. Выделены две группы включений с разной соленостью растворов: 0.6–7.9 мас. % и 11.5–12.7 мас. %. Первая группа близка по концентрациям солей к солености морской воды и тесно ассоциирует с данными по флюидным включениям в минералах из “черных курильщиков” задугового бассейна Манус (Тихий океан).

Термометрические исследования показали, что большинство включений имеет температуры гомогенизации в интервале 120–180 ° С, что совпадает с данными по флюидным включениям в барите бассейна Манус [9]. Можно выделить три интервала по температурам гомогенизации – помимо двух основных интервалов, совпадающих с данными по включениям в минералах сульфидных построек бассейна Манус, для кварца Яман-Касы характерны еще три группы: первая – 115–123 ° С, вторая – 128–152 ° С, третья – 163–185 ° С.

Флюидные включения в кварце из образца № Y-K-I-vest размерами 3–16 мкм располагаются равномерно по зерну минерала. Многочисленные первичные, либо мнимовторичные включения формируют полосы и зоны.

При исследовании в криокамере установлено, что содержимое двухфазовых включений замерзает около -35.6–-44.6 ° С. Температуры эвтектики варьируют в пределах -30.0–-32.0 ° С и -28.0–-30.0 ° С, то есть в состав растворов кроме преобладающего NaCl, входит примесь MgCl₂. Большинство последних кристалликов в растворах включений исчезает в широком интервале температур -7–-4 ° С. В целом же можно выделить три диапазона температур плавления последних кристалликов: -0.8–2.2 ° С, -2.9–-5.3 ° С, -6.4–-8.5 ° С, встречаются единичные включения с температурами плавления последних кристалликов до -13.5 ° С. Соответственно выделяются три группы включений с разной соленостью растворов: 1.2–4.5 мас. %, 5.3–8.1 мас. %, 11.6–12 мас. % и до 16. 9 мас. %.

В результате термометрических исследований установлены три интервала по температурам гомогенизции для кварца из образца № Y-K-I-vest: первый – 121–139 ° С, второй – 140–175 ° С, третий – 178–196 ° С.

Флюидные включения в барите размерами 3–15 мкм располагаются равномерно по зерну минерала, часто формируют полосы и зоны, и являются первичными, либо мнимовторичными. Формы включений в большинстве случаев округлые объемные с некоторой огранкой, часто – неправильные угловатые. Установлен невыдержанный фазовый состав: рядом с двухфазовыми наблюдаются светлые и темные однофазовые включения. В целом, по внешнему облику рассмотренные включения похожи на флюидные включения в барите из сульфидных гидротермальных построек современных задуговых бассейнов Вудларк и Манус (Тихий океан). Как показали эксперименты в микротермокамере, темные однофазовые включения в барите из месторождения Яман-Касы образуются в ходе разгерметизации обычных двухфазовых при повышенных температурах, то есть наиболее объективную информацию о параметрах гидротермальных растворов содержат сохранившиеся флюидные двухфазовые включения.

В ходе экспериментов были получены представительные данные (более 100 анализов флюидных включений), позволившие детально рассмотреть физико-химические параметры кристаллизации барита из образца № 98-5-23. При исследованиях в криокамере выяснены температуры замерзания включений – около -40–-50° С. Температуры эвтектики варьируют в пределах -28–-31° С, т. е. растворы кроме преобладающего NaCl содержат примесь MgCl₂. Большинство последних кристалликов в растворах включений исчезает в широком интервале температур -7–-4 ° С. В целом же, можно выделить четыре диапазона температур плавления последних кристалликов: до -1.5 ° С, -2–-4 ° С, -4–-7 ° С и -7–-11 ° С. Соответственно, выделяются четыре группы включений с разной соленостью растворов: до 2 мас. %, 3–6 мас. %, 6–10 мас. %, 10–14 мас. %. Явно преобладают включения, относящиеся к двум средним группам. Первая из преобладающих групп близка по концентрациям солей к солености морской воды и ассоциирует с данными по флюидным включениям в минералах из “черных курильщиков” задугового бассейна Манус (Тихий океан).

Термометрические исследования показали, что преобладают включения с температурами гомогенизации в интервале 140–200 ° С, что так же совпадает с данными по флюидным включениям в барите бассейна Манус. Более высокотемпературная группа (200–250 ° С) перекрывается с данными по включениям в ангидрите бассейна Манус. Помимо этих двух основных интервалов, совпадающих с данными по включениям в минералах сульфидных построек бассейна Манус, для барита Яман-Касы характерны еще две группы: низкотемпературная (110–130 ° С) и наиболее высокотемпературная – 280–300 ° С. Для каждого температурного типа включений характерны свои значения солености. Только низкотемпературным включениям (110–130 ° С) присущи минимальные концентрации солей – 0.9 мас. %. Две среднетемпературные группы (140–200 ° С и 200–250 ° С) имеют один диапазон солености – 3.5–13.8 мас. %. Самая высокотемпературная группа (280–300 ° С) характеризуется, преимущественно, высокими содержаниями солей – 9.4–12.6 мас. %.

По соотношению температур гомогенизации и концентраций солей в растворах группы включений с различной соленостью образуют различные поля (рис.). Для двух основных групп характерно повышение солености с повышением температуры. При этом включения с низкими содержаниями солей (3–6 мас. %) хорошо согласуются с данными по включениям в минералах из бассейна Манус. Для включений с максимальной соленостью характерна обратная зависимость – падение значений концентраций солей с повышением температуры.

Основные выводы

1. Для месторождения Яман-Касы, судя по простому составу растворов (преобладает NaCl с незначительной примесью MgCl₂) и низким содержаниям солей (3–8 мас.%), основой рудообразующих гидротерм являлась морская вода.

2. Преобладающие температуры гидротермальных растворов составляли 100–200 ° С.

3. Для образцов, в которых исследовался кварц, характерно небольшое повышение солености в интервале температур от 100 до 200 ° С, для образца с баритом, наоборот, отчетливо выражена тенденция повышения солености с повышением температур гомогенизации.

4. Данные по включениям свидетельствуют о более высокотемпературных условиях кристаллизации барита на месторождении Яман-Касы по сравнению с кварцем.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проекты 03-05-65045, 05-05-64341) и интеграционного проекта совместных исследований Уральского и Сибирского отделений РАН.

 

Литература