В. В. Масленников ¹, С. П. Масленникова ¹,
Леин А. Ю.², Богданов Ю. А.²

1 – Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс,
² – Институт океанологии РАН, г. Москва

mas@ilmeny.ac.ru

 

Яман-Касинского и Александринского колчеданных
месторождений Урала в сравнении
с черными курильщиками Атлантического океана

 

Первые данные по геохимии современных черных курильщиков [2, 6–10] выявили зависимость геохимического спектра элементов-примесей от состава вмещающих пород (геотектонических обстановок) и температурных особенностей гидротермальных растворов. Обобщая эти материалы, можно заметить, что сульфидные постройки, сформированные в дацит-андезит-базальтовых комплексах задуговых бассейнов, характеризуются высокими содержаниями элементов полиметаллической ассоциации (Pb, Ba, Ag, Cd, Sb), а также Mo и In и низкими содержаниями Se и Сo. Напротив, сульфидные постройки, сформированные в грабенах СОХ Индийского, Атлантического и Тихого океанов, отличаются повышенными содержаниями Co и низкими Bi, особенно те, которые ассоциируют с серпентинитами (поле Рейнбоу). Аномальные содержания Bi обнаружены в сульфидных рудах CОХ, заполненных осадками (Эсканаба). Предполагается, что вмещающие породы влияют на геохимические особенности гидротерм и, соответственно, на состав сульфидных построек.

Данные по геохимической специализации палеозойских курильщиков появились только в последнее время. В 2003 г. была опубликована первая статья по сравнению сульфидных труб Александринского и Яман-Касинского месторождений [5]. Установлено, что трубы Яман-Касинского медно-цинково-колчеданного месторождения (уральский тип) имеют Bi-Co-Te специализацию. Для труб Александринского колчеданно-полиметаллического месторождения (тип куроко) характерна Sr-Mo-W специализация. Было высказано предположение, что геохимические особенности сульфидных труб зависят от происхождения подстилающей земной коры (океанического и субконтинентального, соответственно) [5]. Полученные в последние годы статистические материалы позволяют уточнить эти данные.

В целом, яман-касинские трубы отличаются от александринских повышенными содержаниями Co, In, Sn, Au, Bi, Te (рис.). Очевидно, эта ассоциация отражает влияние офиолитового фундамента на геохимическую специализациию яман-касинских труб (Co, Au). Повышенные содержания In и Sn свидетельствуют об участии в геологическом разрезе вулканических и магматических пород кислого состава, обычно обогащенных этими элементами. Обогащение Bi и Te отражается в обилии теллуровисмутина, широко представленного в сфалерит-пирит-халькопиритовых трубах из этого месторождения [3].

Александринские трубы характеризуются более высокими содержаниями Cd, Pb, Tl, указывающими на их сфалерит-галенитовую специализацию. Для современных черных курильщиков предполагается, что повышенные содержания Mo свидетельствуют о преобладании высокотемпературного халькопирита [7]. Однако, проведенные авторами исследования геохимической зональности марказит-сфалерит-халькопиритовых труб Яман-Касинского месторождения, показали, что повышенные содержания Mo тяготеют к среднетемпературным переходным зонам и минимальны в высокотемпературных и низкотемпературных микрофациях. Очевидно, в трубах Александринского месторождения более распространен среднетемпературный халькопирит.

Для геохимического сопоставления палеогидротермальных труб Яман-Касинского и Александринского месторождений с современными черными курильщиками была выполнена серия ИСП-МС анализов сульфидных труб из гидротермальных полей Атлантического океана (Снейк Пит, Брокен Спур, Лаки-Страйк и Рейнбоу).

Как и для сульфидных труб Яман-Касинского и Александринского месторождений [4], для черных курильщиков САХ характерно обогащение гидротермально-крустификационного халькопирита Se, Te, Co, Ni, In , а в дисульфидах железа, образующих оболочку труб, концентрируются Mn, Ga, As, Mo, Cd, Sn, Ag, Tl, Pb.

На спайдер-диаграмме (рис.), отображающей отношение средних содержаний элементов-примесей в яман-касинских трубах и современных, можно заметить обогащение первых Tl, Bi, Au (по сравнению с трубами Лаки Страйк), In и Co (по сравнению с трубами Брокен Спур), Sb и As (по сравнению с трубами Рейнбоу). На общем фоне резко выделяются аномальные содержания Co, Ni, Se, характерные

для гидротермального поля Рейнбоу, которые на порядок выше яман-касинских.

Наблюдается обеднение александринских труб Ni и Se по сравнению с трубами из Рейнбоу (рис.). Трубы Александринского месторождения характеризуются более низкими содержаниями Co, чем трубы всех полей САХ. Однако, по сравнению с последними, александринские трубы отличаются повышенными концентрациями Bi, Tl, Pb, Sb, Cd.

Обычно содержания Te в современных черных курильщиках низкие (менее 3 г/т). Однако, в халькопирите черных курильщиков Атлантического океана установлены повышенные его содержания (до 80 г/т). Очевидно, высокие содержания Тl связаны с присутствием теллуридов, и, в первую очередь, с колорадоитом, единственным теллуридом, обнаруженным в халькопирите труб черных курильщиков Атлантики [2]. По содержаниям Tl александринские трубы, содержащие редкий гессит, близки к курильщикам полей Рейнбоу и Брокен Спур.

Сходство яман-касинских и александринских труб по широкому спектру элементов-примесей (Se, As, W, Sb, Hg, Ag), по-видимому обусловлено приуроченностью к близким по составу рудовмещающим комплексам риолит-базальтовой формации. По содержаниям Мn, V, Ni, Sn, Tl, Pb, Hg, Ag они больше всего близки к трубам САХ, превосходя последние по средним содержаниям In, Sb, Au, Te. Фрагменты труб, сформировавшихся в сходной геотектонической обстановке, иногда имеют значительные различия в содержаниях элементов-примесей. Однако, более высокие содержания Co в яман-касинских и некоторых современных черных курильщиках САХ (поле Рейнбоу) по сравнению с александринскими, объясняются взаимодействием гидротерм с породами ультраосновного состава [1, 2]. Вместе с тем, трубы из месторождений Яман-Касы и Александринское содержат на 1–2 порядка больше элементов “сиалической” ассоциации (Bi, W Te и иногда Pb) по сравнению с трубами современных черных курильщиков, сформированными на базальтах СОХ и на риолит-базальтовых комплексах в задуговых басейнах (Лау, Манус). При этом александринские трубы по более высоким содержаниям микроэлементов “сиалической” специализации (Mo, Cd, Tl, Pb) и более низким содержаниям Co и Se микроэлементов близки к трубам курильщиков из современных задуговых бассейнов.

Полученные данные по геохимической специализации черных курильщиков открывают перспективы для использования их в качестве индикаторов формационной принадлежности рудовмещающих комплексов. Вместе с тем, в перспективе не менее интересными будут результаты сравнения минералогии и геохимии труб палеозойских черных и белых курильщиков. Полученные данные свидетельствуют о преимущественной концентрации в современных черных курильщиках Co, Se и Mo, а в белых – Ag, As, Sb, Pb, Cd, иногда Au [7]. Очевидно, будет установлено, что геохимическая специализация сульфидных труб определяется не только составом рудовмещающих пород, но и зависит от таких факторов геохимии, как температура и окисленность гидротерм.

Исследования проводились по приоритетной Программе Президиума РАН № 14 “Мировой океан: геология, геодинамика, физика, биология”, грант РФФИ проект № 05-05-64532.

Литература

1. Богданов Ю. А., Бортников Н. С., Викентьев И. В. и др. Минералого-геохимические особенности гидротермальных сульфидных руд и флюида поля Рейнбоу, ассоциированного с серпентинитами, САХ (36°14′ с.ш.) // Геология рудных месторождений, 2002. Т. 44. № 6. С. 510–542.

2. Леин А. Ю., Черкашев Г. А., Ульянов А. А. и др. Минералогия и геохимия сульфидных руд полей Логачев-2 и Рейнбоу: черты сходства и различия // Геохимия, 2003. № 3. С. 304–328.

3. Масленников В. В. Седиментогенез, гальмиролиз и экология колчеданоносных палеогидротермальных полей (на примере Южного Урала). Миасс: Геотур, 1999. 348 с.

4. Масленникова С. П., Масленников В. В., Данюшевский Л. В., Ларж Р. Геохимическая зональность палеогидротермальных труб медно-цинково-колчеданного месторождения Яман-Касы (Южный Урал) по данным плазменного масс-спектрометрического лазерного анализа (LA-ICP-MS) сульфидов // Уральский минералогический сборник. Миасс: ИМин УрО РАН, 2002. № 12. С. 280–293.

5. Масленникова С. П., Прожерова И. А. Геохимические ассоциации в палеогидротермальных трубах черных курильщиков Александринского и Яман-Касинского медно-цинково-колчеданных месторождений Южного Урала // Металлогения древних и современных океанов – 2003. Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. С. 109–117.

6. Halbach P. E. Tunnicliffe V., Hein J. R. Energy and mass transfer in marine hydrothermal systems // 89^th Dahlem Workshop, Berlin, October 14–19, 2001. 365 p.

7. Hannington M. D., Herzig P. M., Scott D., Thompson G., Rona P. A. Comparative mineralogy and geochemistry of gold-bearing sulfide deposits on the mid-ocean riges // Mar. Geol., 1991. V. 101. P. 217–248.

8. Koski R. A., Shanks W. C. et al. The composition of massive supfide deposits from the sediment-covered floor of Escanaba Trough, Gorda rudge: implications for depositional processes // Canad. Mineral., 1988. V. 26. P. 655–673.

9. Oudin E. Trace element and preceausmetal concentration in East Pacific Rise, Cyprus and Red Sea submarine sulfide samples // Marine Minerals, 1987.
V. 194. P. 349–362.

10. Rona P.A., Hannington M.D., Raman C.V. et al. Active and relict sea-floor hydrothermal mineralization at the TAG hydrothermal field, Mid-Atlantic Ridge // Econ. Geol., 1993. V. 88. P. 1989–2017.