Блог

Викентьев И. В. , Карпухина В. С. , Носик Л. П. , Амплиева Е. Е. , Чугаев А. В. , Еремин Н. И. , Римская–Корсакова М. А.
Условия образования и источники вещества колчеданных месторождений Южного Урала

Для современных гидротермальных полей в океане также накапливается все больше данных, свидетельствующих о существенном или преобладающем вкладе магматогенного источника рудного вещества. Для выяснения источника флюидов для колчеданных месторождений Южного Урала и Мугоджар исследуются изотопный состав О и С карбонатов, S и Pb сульфидов. В ограниченном объеме изучены изотопный состав Sr карбонатов и сфалерита, О и Н силикатов руд и околорудных пород месторождений, а также спектры редкоземельных элементов в сульфидах и вмещающих породах. Исследования ведутся на многих объектах, но наиболее полно изучена Учалино-Александринская колчеданоносная зона. Строение рудных районов (Учалинского, Верхнеуральского и Александринского) определяется сочетанием линейных щитовых базальтовых вулканов и риолито-дацитовых куполов нескольких поколений. Колчеданные залежи месторождений имеют близкое стратиграфическое положение (D2gv1) и приурочены к трем уровням, соответствующим верхам вулканических ритмов. Криометрические исследования выявили широкие вариации составов флюидов. Соленость растворов включений составляет 1…10.7 экв.% NaCl, в большинстве случаев в 2–3 раза превышая минерализацию морской воды. По составу преобладали растворы существенно калиевые хлоридно-гидрокарбонатные с изотопным составом Н и О, характерным для магматической воды (Baranov et al., 1988), и хлоридно-натриевые, которые, видимо, представляют собой модифицированную морскую воду. Давление, оцененное по сингенетичным углекислотным и газово-жидким включениям для Узельгинского месторождения по методике В. Б. Наумова, составило 0.6–1 кбар, что исключает образование руд и метасоматитов на морском дне и вблизи него. Тг флюидных включений составляет 130…370оС, что заметно расширяет ранее полученный ранее диапазон (до 330оС). В целом для верхнего уровня (рудное тело № 5 Узельги и Талган) преобладают включения с Тг=150–200оС (до 300), а нижнего 250–300оС (до 370). В жидкой фазе включений были определены высокие содержания меди, на 2–3 порядка превышающие современные океанские гидротермы. В растворах вторичных включений в кварце подрудных вулканитов установлены высокие содержания сульфидной серы (до 240 мг/л). Исследование расплавных включений в фенокристаллах кварца выявило наличие в них глобулей и кристаллов рудных минералов (титаномагнетита, магнетита, пирротина, пентландита, халькопирита и борнита). По составу преобладают расплавы калиево-натриевого типа нормальной щелочности, находящиеся в поле пород толеитовой серии. Стекло включений содержит в среднем 0.03 мас. % серы. Эти данные свидетельствуют о высокой потенциальной рудоносности магматической системы. Колчеданонакопление происходило вблизи и ниже морского дна. Флюиды отложили основную массу руд при температуре 180–380оС и давлении 0.3–1 кбар. Изотопные данные подтверждают представления о двойственной природе рудообразующих флюидов. Из морской воды была извлечена существенная часть серы и углерода. С другой стороны, несомненен вклад в рудообразующую систему ювенильных растворов, иногда значительный, что подтверждено для Узельгинского и Талганского месторождений. Часть металлов и серы в гидротермальном растворе была выщелочена из вмещающих магматических пород, прежде всего из акцессорной сульфидной вкрапленности, а остальная поступала из магматического очага. На множественность источников серы, в частности, может указывать широкий разброс значений δ34S для сульфатов и сульфидов руд. Относительное утяжеление изотопного состава серы сульфидов ряда месторождений, видимо, обусловлено привносом в область рудоотложения изотопно-тяжелой серы преобладающих на них кислых вулканитов с 34S = 0…10 ‰, а также участием в рудообразовании остаточной флюидной фазы, отделившейся от малоглубинного очага кислой магмы и обогащенной тяжелым изотопом серы. Для руд метаморфогенного этапа установлены значительно более высокие Т до 465оС, Р до 1.6 кбар и солености флюидов до 16 мас. %, но преобладают умеренные параметры.

За помощь в исследованиях авторы признательны Н. Бортникову, И. Чернышеву В. Наумову, Н. Барановой, Э. Баранову, А. Дервицу и А. Игнатьеву, а также РФФИ (проект 03-05-65005) и Фонду содействия отечественной науке.