Блог

В последние десятилетия получены оригинальные данные по зональности изотопного состава серы в современных “черных курильщиках” [Bluth, Ohmoto, 1988; Гричук, Леин, 1991; Викентьев, 2004]. Более определенные результаты получены по сульфидным трубам палеозойских курильщиков Уральского палеоокеана.

Изотопный состав серы изучался на примере 6 труб из месторождения Яман-Касы и 3 труб из месторождения Александринское. Отобранные для исследования яман-касинские трубы относятся к разным типам, тогда как александринские трубы принадлежат одному (полиметаллическому) типу, но отличаются между собой по составу наружной зоны.

Изотопный состав сульфидов из палеогидротермальных трубок месторождения Яман-Касы (d S³⁴ от –1.3 до +1.5‰) гораздо легче изотопного состава серы сульфидов из палеогидротермальных трубок Александринского месторождения (d S³⁴ от –0.2 до +3.9‰). В наружной зоне яман-касинских труб наблюдается облегчение изотопного состава серы (d S³⁴ от –1.3 до +1.0‰) по сравнению с внутренней крустификацией и осевым каналом (d S³⁴ от –0.5 до +1.5‰ и от –0.4 до +1.5‰, соответственно). Несмотря на близкие значения пределов колебаний d S³⁴ во внутренней и центральной частях труб между самими трубами обнаружены значительные вариации значений. Особенно это характерно для полиметаллической трубы 98–5–23, которая отличается более тяжелым изотопным составом серы и более близка к александринским трубам.

В каждой из трубок Александринского месторождения наблюдается возрастание значений d S³⁴ от оболочки к осевой части (d S³⁴ от –0.2 до +3.9‰). При этом, как и в яман-касинских трубках, оболочка обеднена изотопом d S³⁴ (d S³⁴ от –0.2 до +2.5‰) по сравнению с зонами А и В: d S³⁴ от +2.0 до +3.1‰ и от +2.4 до +3.9‰, соответственно. Единственное отрицательное значение d S³⁴ (–0.2‰) характерно для псевдоморфного халькопирита, заместившего колломорфный пирит.

Новые данные по изотопии серы палеогидротермальных труб явились результатом использования более современного оборудования и методики, которая успешно реализуется в Университете Тасмании (г. Хобарт, Австралия) [Масленникова, 2004]. Метод основан на применении лазерного пробоотборника с диаметром пучка 100 мкм для исключения влияния минеральных микропримесей. Анализу подвергались минеральные индивиды в полированных пластинках толщиной 200 мкм. Абсолютная погрешность анализов не превышала 0.2‰. Полученные данные, в целом, согласуются с предыдущими результатами изотопного анализа порошковых проб каждой из зон палеогидротермальных труб двух месторождений [Масленникова, 2002]. При этом наблюдается тенденция в возрастании как отрицательных, так и положительных значений d S³⁴. Изотопный состав сульфидов из палеогидротермальных трубок месторождения Яман-Касы (d S³⁴ от –2.24 до +1.4‰) гораздо легче изотопного состава серы сульфидов из палеогидротермальной трубы Александринского месторождения (d S³⁴ от +1.53 до +6.28‰).

В палеогидротермальных трубах Яман-Касинского месторождения наблюдается широкий диапазон вариаций δ³⁴S в колломорфном пирите от –2.24‰ до +0.98‰. Наиболее отрицательные значения δ³⁴S (–2.24‰…–0.45‰) характерны для палеогидротермальных труб медно-цинково-колчеданного типа. Халькопириты из труб этого же типа характеризуются легкой сульфатной серой с пределами колебаний от – 1.50‰ до –0.74‰, в то время как в медно-колчеданной трубе значение δ³⁴S, определенное для гидротермального халькопирита, равно +1.38‰. Для сфалерита отмечаются резкие отличия в значениях δ³⁴S в двух трубах, относящихся к одному медно-цинково-колчеданному типу: облегчение изотопного состава в одной (–1.61‰…–0.98‰) и утяжеление (+0.17‰…+0.74‰) – в другой.

В александринских трубах по сравнению с яман-касинскими, как уже упоминалось, доля тяжелого изотопа сульфидной серы гораздо выше. В халькопирите значения δ³⁴S колеблются в пределах +1.53‰…+3.53‰, в сфалерите – +0.65‰…+6.28‰.

Более тяжелый средний изотопный состав серы (+3.31‰) сульфидов в александринских трубах можно объяснить большей зрелостью гидротермальной системы этого месторождения по сравнению с таковой, сформировавшей месторождение Яман-Касы, а также восстановлением сульфатов морской воды, взаимодействующей с гидротермальными флюидами [Гидротермальные…, 1992].

Несмотря на отличия среднего изотопного состава серы по изученным трубам, относительные вариации значений δS³⁴ соседних микрофаций образуют устойчивую зональность. Колломорфный пирит гидротермально-осадочной микрофации и гидротермально-крустификационный халькопирит отличаются облегченным составом изотопа серы, а наиболее тяжелые изотопы серы концентрировались в гидротермально-метасоматических микрофациях внутри оболочки труб. Быстрое отложение гидротермально-осадочных сульфидов на поверхности труб должно сопровождаться кинетическим эффектом фиксации легко реагирующих изотопов S³² [Гриненко, Гриненко, 1974]. Вероятно, на выходе гидротерм происходило частичное окисление оставшегося сероводорода с переходом тяжелых изотопов серы к сульфатам, легких – к гидротермально-осадочным сульфидам, как это предполагается для объяснения изотопной зональности серы для уральских колчеданных залежей [Медно-колчеданные…, 1992]. Обогащение гидротермально-метасоматических микрофаций тяжелым изотопом, так же как и в современных трубах [Bluth, Ohmoto, 1988; Гричук, Леин, 1991; Викентьев, 2004], может быть связано с вовлечением изотопно-тяжелой серы океанской воды в область гидротермально-метасоматического преобразования сульфидов.

Исследования выполнялись при финансовой поддержке РФФИ (проект 05-05-64532), и программы Президиума РАН № 14 “ Мировой океан: геология, геодинамика, физика, биология”.