В. А. Симонов, Е. О. Тереня, И. В. Гаськов

Институт геологии ОИГГМ СО РАН, г. Новосибирск

 

 

Колчеданно-полиметаллическое месторождение Юбилейное расположено в северо-западной части Рудного Алтая. Оно относится к вулканогенному типу. Его образование связано с развитием базальт-риолитовых серий позднедевонского возраста, о чем свидетельствует тесная пространственная и временная ассоциация месторождения с субвулканическими образованиями риолитовых порфиров. Формирование месторождения происходило в близповерхностных условиях под маломощной толщей слабо литифицированных осадков по модели “sub see floor”. Основным фактором рудоотложения было вскипание рудоносных высокотемпературных (240–310 °С) растворов с образованием прожилково-вкрапленных и массивных колчеданно-полиметаллических руд [2].

Целью настоящих исследований являлось изучение с помощью флюидных включений физико-химических параметров постмагматических гидротермальных растворов, воздействовавших на рудоносные риолитовые порфиры колчеданного месторождения Юбилейное. Исследовались флюидные включения в кварце риолитового порфира с наложенной прожилково-вкрапленной рудной минерализацией, включающей пирит, халькопирит, сфалерит. В этих же кварцевых вкрапленниках были найдены расплавные включения. Рядом с первичными расплавными располагаются серии вторичных флюидных включений, представляющих постмагматические гидротермальные растворы. Исследования данных флюидных включений позволили получить представительную информацию о физико-химических параметрах гидротермальных процессов на колчеданно-полиметаллическом месторождении Юбилейное.

Флюидные включения исследовались с помощью методов термометрии и криометрии [1, 3] в термокамерах и криокамерах оригинальных конструкций [5] в Институте геологии ОИГГМ СО РАН, г. Новосибирск. Данные экспериментов (температуры: гомогенизации, плавления последних кристалликов льда и эвтектики) контролировались повторными замерами и отражают реальные свойства растворов, захваченных включениями.

При выборе данных для корректного сравнительного анализа полученных результатов необходимо было учитывать следующие основные моменты. Во-первых, в связи с тем, что рассматриваемое месторождение формировалось в палеогеодинамических условиях рудноалтайской островной дуги Иртыш-Зайсанского палеоокеана [4], среди современных объектов следовало отдать предпочтение гидротермальным рудообразующим системам над зонами субдукции. Во-вторых, исследовались не собственно рудные образцы и, соответственно, изученные флюидные включения, несомненно характеризуя определенные этапы развития гидротермальных систем при формировании месторождения Юбилейное, могут и не быть непосредственно ответственными за образование рудных залежей. Учитывая это, для сравнительного анализа были использованы оригинальные данные авторов по результатам исследования флюидных включений в минералах из черных курильщиков бассейна Манус в юго-западной части Тихого океана [6] и из месторождения Кызыл-Таш в Восточной Туве [7].

В кварце образца № Ю-1069-350 флюидные включения размерами от 3 до 12 мкм располагаются, в основном, по залеченным трещинам во вкрапленниках рядом с расплавными включениями. По отношению к кварцу они явно вторичные и являются реликтами гидротермальных растворов, действовавших после кристаллизации вкрапленников из магматических расплавов. Формы включений неправильные, иногда округлые, плоские, часто с неровной поверхностью, создающей эффект многофазности, в то время как они двухфазовые: прозрачная светлая жидкость + газовый пузырек.

Криометрические исследования флюидных включений свидетельствуют, что растворы включений замерзают при -32 – -48 ° С. Среди общего числа замеренных температур эвтектик выделяются две группы: -24.0 – -26.5 ° С и -28.0 – -29.5 ° С.

Это свидетельствует о действии разных по составу гидротермальных растворов. В первом случае в системе преобладает NaCl с добавкой KCl, а во втором мы имеем сочетание NaCl с MgCl₂, причем, судя по эвтектическим температурам, эти соли содержатся примерно в равных количествах.

Среди температур плавления последнего кристаллика преобладают значения от -3.2 до -7.5 ° С. Соответственно, концентрации солей (NaCl-эквивалент) во включениях варьируют преимущественно в диапазоне 4.9–10.7 мас. %. Необходимо отметить, что для растворов, содержащих помимо натрия еще и KCl, характерен более широкий диапазон концентраций – от 4.7 до 12.5 мас. % (рис. 1), чем для включений состава NaCl + MgCl₂ (8.5–11.6 мас. %).

На гистограмме распределения концентраций солей в растворах флюидных включений выделяются две основные группы включений: первая – с соленостью 4–6 мас. %, вторая – преобладающая группа с содержаниями солей 7–11 мас. %. Рудообразующие растворы в системах черных курильщиков бассейна Манус (Тихий океан), судя по данным изучения флюидных включений, характеризуются одним интервалом и содержат существенно меньше солей – 4.5–7.5 мас. % [6], в определенной мере соответствуя первой группе включений из кварца месторождения Юбилейное. По своему составу гидротермы Мануса (NaCl с примесью KCl) также отвечают одной из групп изученных включений. Таким образом, устанавливаются как определенное сходство, так и отличие – более сложный состав и высокие содержания солей в растворах включений месторождения Юбилейное. В то же время, полученные результаты вполне согласуются с данными по гидротермальным системам месторождения Кызыл-Таш в Восточной Туве, где также выделяются две группы по содержанию солей и составы растворов (присутствует MgCl₂) близки [7].

Эксперименты в термокамере показали, что температуры гомогенизации флюидных включений попадают, в основном, в диапазон от 120 до 200 ° С. Необходимо отметить, что включения разного состава практически не отличаются по температурам гомогенизации (рис. 1).

На гистограмме распределения значений температур гомогенизации флюидных включенийможно видеть, что выделяются два основных интервала: первый, преобладающий – от 120 до 160 ° С и второй, менее выраженный – от 170 до 200 ° С. Они хорошо соответствуют группам флюидных включений из месторождения Кызыл-Таш [7]. Вторая, более высокотемпературная группа, близка данным по бассейну Манус.

По соотношению температур и концентраций растворы флюидных включений в кварце риолитового порфира разбиваются на две группы. Включения с максимальными (до 12.5 мас. %) содержаниями солей в большинстве попадают в поле включений с повышенными параметрами месторождения Кызыл-Таш. Группа с минимальными (3.4–5.5 мас. %) содержаниями солей, близкими к солености морской воды, перекрывается полем данных по бассейну Манус и хорошо согласуется с информацией по слабосоленым растворам месторождения Кызыл-Таш (рис. 2).

Основные выводы

1. Исследования флюидных включений во вкрапленниках кварца показали, что все они относятся к типу вторичных и, судя по температурам гомогенизации (120–200 ° С), характеризуют в основном заключительные этапы рудного процесса. Важной особенностью гидротермальных растворов исследуемых включений являются повышенные концентрации в них солей (до 12.5 мас. %), что, вероятно, отражает специфику формирования этого месторождения в связи со вскипанием этих растворов.

2. Выделение двух типов растворов, различающихся как по составу, так и по содержанию солей, свидетельствует об эволюции рудообразующих растворов в процессе длительной истории формирования месторождения.

3. Растворы, содержащие NaCl с примесью KCl и с минимальными концентрациями солей до 4.7 мас. %, по-видимому, наиболее близки к первичным рудообразующим растворам, не претерпевшим приповерхностное вскипание, и отражают солевой состав глубинной вулканогенной гидротермальной системы.

4. Растворы состава NaCl + MgCl₂ с устойчиво повышенными содержаниями солей отражают, вероятно, состав растворов, преобразованный в результате вскипания и взаимодействия с породами рамы.