В. П. Молошаг ¹, И. В. Викентьев ², Т. Я. Гуляева¹

1 – Институт геологии и геохимии УрО РАН, г. Екатеринбург
moloshag@igg.uran.ru

2 – Институт геологии рудных месторождений, петрографии,
минералогии и геохимии РАН, г. Москва, viken@igem.ru

 

 

Определение температуры формирования золоторудных месторождений осуществляется путем привлечения методов термометрии газово-жидких включений в прозрачных минералах и определения их состава с последующей интерпретацией полученных данных на основе экспериментальных исследований гидротермальных растворов. Использование этих методов для золотоносных руд колчеданных месторождений усложняется наличием тесных срастаний кварца с сульфидами при подчиненной роли руд с жильным, крупнозернистым кварцем. В этой связи мы обратились к методам минералогической термометрии.

Целью работы является исследование температур формирования золотосодержащих руд колчеданных месторождений с помощью минералогических геотермометров и анализ перспектив их использования.

В предыдущих работах авторами рассматривалось использование электрум-сфалеритового, арсенопиритового, пирит-пирротинового и электрум-гесситового геотермометров, с помощью которых, наряду с температурой, определялись значения летучести серы и теллура. Данные результаты являлись основой для оценок температур и давлений летучих компонентов расчетным путем с привлечением пирит-гематитового, сфалерит-магнетитового и алтаит-галенитового равновесия [2, 3]. Остановимся на трактовке результатов использования электрум-сфалеритовой и арсенопиритовой термометрии.

В электрум-сфалеритовом геотермометре используются данные по железистости (X_FeS) сосуществующего с самородным золотом сфалерита и атомного количества серебра в самородном золоте N_Ag = Ag/(Ag+Au). Методика исследований и основной массив информации, за исключением определений для Молодежного месторождения, опубликованы ранее.

Для борнитовых руд представляют интерес данные исследований содержания железа в сфалерите, находящегося в равновесии с буферной минеральной ассоциацией борнит ↔ халькопирит + пирит + пары серы [5]. В упомянутой работе излагаются результаты двух серий опытов со средним составом сфалерита, содержащим 0.15 и 0.44 молекулярных % FeS, которые исследовались при контролируемых значениях температуры 271 и 395 °C и летучести серы, соответствующей значению названной ассоциации минералов. Концентрации FeS в сфалерите перекрываются с составом природных сфалеритов из борнитовых руд. Полученные данные экстраполировались на состав природных сфалеритов при допущении, что равновесие сульфидов в борнитовых рудах соответствует буферному. В таблице показаны результаты определений температуры и летучести серы для образцов борнитовых руд, полученные с помощью электрум-сфалеритового термометра и на основе экстраполяции экспериментально полученных значений содержаний FeS в сфалерите, равновесном с буферной ассоциацией борнит-халькопирит+пирит. Разница в определениях температуры двумя методами не превышает 10 отн. %. Она увеличивается для руд, где наблюдается дигенит, который развивается по борниту. Из этого следует, что равновесие минералов в этих пробах не соответствует данному буферу.

Арсенопиритовый геотермометр основан на данных по составу арсенопирита, находящегося в парагенетических ассоциациях с пиритом,

Таблица

Результаты минералогической термометрии борнитовых руд

Примечание: звездочкой помечены образцы с дигенитом.

 

 

пирротином и леллингитом. Температура и летучесть серы определяются по точкам пересечения изоплет атомного содержания мышьяка в арсенопирите с линиями равновесия названных сульфидов с арсенопиритом. В последнее время становится популярным использование арсенопиритовой термометрии для исследования условий образования золоторудных месторождений. В большей части руд колчеданных месторождений Урала арсенопирит наблюдается в равновесии с пиритом и пирротином. В связи с этим используются точки пересечения экспериментально найденных изоплет состава арсенопирита с пиритом и пирротином на диаграмме log f_S2 – T системы Fe–As–S [6]. Для условий халькопиритовой фации они находились по положению точки пересечения изоплет атомных содержаний мышьяка в арсенопирите с линиями равновесия арсенопирит–пирит; для пирротиновой фации, соответственно, арсенопирит–пирротин.

Полученные значения температуры образования арсенопиритсодержащих ассоциаций дают возможность получить оценки кислотности и состава гидротермальных растворов, основанные на экспериментальных исследованиях [4]. Выделенная упомянутыми авторами арсенопирит-пиритовая ассоциация соответствует арсенопиритовой субфации халькопиритовой фации [2]. Исходя из экспериментальных данных и парагенетических исследований минералов, гидротермальные растворы в условиях этой субфации характеризовались возрастанием кислотности при повышении температуры. Данная тенденция остается в силе и для арсенопирит-пирротиновой субфации.

В отличие от этого, ассоциация арсенопирита с магнетитом, наблюдаемая в рудах месторождений Дегтярского, Карабашского и имени III Интернационала практически соответствует арсенопирит-пирит-магнетитовой ассоциации, выделяемой Г. Р. Колониным с соавторами [1]. Согласно экспериментальным данным она образовалась из нейтральных растворов (отклонения рН составляли не более 1.5 единиц в ту или иную сторону).

В результате проведенных нами исследований получены уточненные данные по условиям формирования борнитовых руд. На основе результатов термометрии арсенопиритсодержащих руд и литературных данных показано, что они могут образоваться при участии кислых и нейтральных гидротермальных растворов.

 

Литература