Опубликовано: Кургузова А.В., Прокофьев В.Ю. Физико-химические параметры и состав минералообразующих флюидов цвиттеров гранитного массива Северный (Северо-Восток России) // Новое в познании процессов рудообразования. Материалы. М., ИГЕМ РАН, 2014. – С. 183-186
Северный массив расположен на восточном побережье Чаунской губы. Это позднемеловая многофазовая интрузия, вмещающими породами которой являются терригенные отложения пауктуваамской свиты (T3pk). Главная фаза Северного массива представлена биотитовыми гранитами, подвергшимися метасоматическим изменениям при внедрении литий-фтористых циннвальдитовых гранитов (Алексеев, 2005; Алексеев и др., 2013). На массиве развиты разнообразные метасоматические образования, некоторые из них имеют промышленную рудоносность: турмалиниты содержат касситеритовое оруденение, описано уранослюдковое орудение в зонах дробления гранитов (Константинов, 2005). Особый интерес представляют специфические темнослюдистые грейзены-цвиттеры, типичные для литий-фтористых гранитов Германии, Чехии, Монголии и Забайкалья (Бородкин и др., 2012; Коваленко и др., 1974). Цвиттеры Северного массива имеют лито-халькофильную специализацию, содержат минералы W, Ta и Nb (Ta-Nb рутил, вольфрамоиксиолит, вольфрамит), а также Bi и As (арсенопирит, рузвельтит, чералит, черновит, самородный висмут). В данной работе изучены образцы кварца из цвиттеров, в которых обнаружены флюидные включения (ФВ) размером более 10 мкм.
Структурная позиция цвиттеров
Цвиттеры тяготеют к силлам литий-фтористых гранитов и дайкам онгонитов, представляют собой неправильной формы гнезда и маломощные (первые десятки сантиметров) линзы. Встречаются метасоматические кварцевые прожилки мощностью 3-10 мм с околожильной грейзенизацией. В структуре массива цвиттеры являются предрудными образованиями, предваряющими внедрение оловоносных турмалинитовых жил. Для цвиттеров характерна W-Nb-Ta (вольфрамит, вольфрамоиксиолит, Ta-Nb-W содержащий рутил) и сульфидная, в том числе As-Bi акцессорная минерализация (рузвельтит, чералит, черновит, ателестит, самородный висмут).
Классификация флюидных включений в кварце цвиттеров Северного массива
Среди обнаруженных ФВ в кварце цвиттеров и турмалинитов выделено три основных типа (рис. 1): 1) включения хлоридных рассолов, содержащие газовый пузырек, водный раствор, один или несколько изотропных кубических кристаллов, а также некоторое количество (до 5) анизотропных кристаллов различной морфологии; 2) существенно газовые ФВ, содержащие газ с небольшой каймой водного раствора; 3) двухфазовые ФВ слабоконцентрированных растворов.
Достоверно определить генетический тип ФВ не удалось. Однако, в кварце биотитовых и литий-фтористых гранитов Северного массива включения первых двух типов отсутствуют, что позволяет сделать вывод о приуроченности этих включений исключительно к постмагматическим образованиям. Для изучения выбирались группы включений с одинаковым фазовым наполнением, не приуроченные к секущим трещинам.
Методика исследований флюидных включений
Исследование ФВ выполнялись в лаборатории геологии рудных месторождений ИГЕМ РАН при помощи микротермокамеры THMSG-600 фирмы “Linkam” (Англия). Концентрация солей рассчитывалась по температуре плавления льда, либо по температуре растворения кристалла галита, с использованием данных (Bodnar, Vityk, 1994). Солевой состав растворов определялся по температурам эвтектики (Борисенко, 1977). Давление для гетерогенных флюидов рассчитывалось как давление насыщенного пара воды. Оценка концентраций солей, плотностей флюида и давлений насыщенного пара водных растворов проводились с использованием программы «FLINCOR» (Brown, 1989).
Результаты исследования флюидных включений в кварце цвиттеров.
Результаты термо- и криометрических исследований 59 индивидуального ФВ в кварце показали, что в гидротермальном растворе преобладали хлориды Ca, Na и K. Об этом свидетельствуют хлоридные эвтектики растворов ФВ в температурном интервале от –56 до –30°С, а также наличие в многофазовых ФВ типа 1 дочернего галита, который диагностирован по близости показателя преломления кубического дочернего кристалла к кварцу, а также по переходу его в гидрогалит при замораживании раствора ФВ (обратный переход в галит происходит при 0.0–0.5 °С).
Полная гомогенизация ФВ рассолов (при растворении всех дочерних фаз) в кварце цвиттеров образца 3279 достигается при температурах 161–640°С, а концентрация солей составляет 29.9–60.4 мас. %-экв. NaCl. Плотность флюида 0.68-1.20 г/см3.
Существенно газовые ФВ в кварце цвиттеров, сингенетичные высокотемпературным включениям хлоридных рассолов, содержат малоплотный водяной пар и небольшое количество водного флюида. Они гомогенизируются в газ при температурах 459-540°С, давление насыщенного пара воды составляет 460-850 бар.
Двухфазовые газово-жидкие ФВ в кварце цвиттеров гомогенизируются в жидкость при температурах 178-472°С, концентрация солей составляет 0.8-22.7 мас. %-экв. NaCl. Плотность флюида изменяется от 0.47 до 0.91 г/см3.
Цвиттеры содержат кварц двух генераций, отличающихся по размерам, окраске и взаимоотношению друг с другом. Кварц первой генерации имеет размер зерен 0,5-1 мм, отличается дымчатой, до черной, окраской. Кварц второй генерации обрастает зерна кварца-1, характеризуется размерностью 0,1-0,2 мм, окраска бесцветная, иногда молочная. Исходя из этих наблюдений, для анализа водных вытяжек из каждой пробы цвиттера были отобраны по две монофракции кварца.
По данным валового анализа состава флюидных включений в кварце цвиттеров, преобладающими компонентами (таблица) в них являются HCO3—, Cl, а среди катионов главную роль играют Na и K, а Ca и Mg Na. Установлены заметные количества таких компонентов, как CO2, CH4, Cl—, HCO3—, а также ряд микроэлементов: As, Li, B, Rb, Cs, Sr, Mo, Ag, Sb, Cu, Cd, Pb, Bi, Th, U, Ga, Ge, Sc, Ti, Mn, Fe, Ni, Cr, Y, Zr, Sn, Ba, W, Au, Hg, Tl и REE. Газовая фаза включений в кварце цвиттеров представлена CO2 с примесью CH4 (<1%).
Для минералообразующего флюида характерно высокое содержание бора (порядка 1-2 ppm). Помимо этого, преобладающими элементами ФВ цвиттеров являются Li, Rb, Cs, что отражает специфику цвиттерообразующих растворов. Высокие содержания B, Li, Rb и Cs, а также низкая величина K/Rb отношений (42-94) свидетельствуют о магматической природе флюида из ФВ в кварце цвиттеров.
Таким образом, цвиттеры Северного массива являются высокотемпературными метасоматическими образованиями, по характеру породообразующего флюида (высокая соленость и плотность, свидетельства гетерогенного захвата, высокие температуры гомогенизации, K/Rb отношение) занимающие промежуточное положение между магматическими и постмагматическими породами. Главная особенность флюидного режима цвиттеровой стадии – гетерофазность минералообразующей среды, представленной фазой низкоплотного газонасыщенного флюида, сосуществовавшего с фазой высокоплотного, высокосоленого флюида. Специфика минерализации цвиттеров определялось составом рудносных флюидов.
Гетерофазные флюиды формируют месторождения различных типов (White et. al, 1971; Кигай, 1979; и др.). Гетерофазное состояние флюидов рассматривается как наиболее благоприятное для экстракции рудных компонентов из магматического очага. Такие флюиды появляются уже на магматическом этапе, когда магматические очаги гипабиссального уровня генерируют гетерофазные флюиды, представленные фазой высококонцентрированных (40—70 мас.%) растворов или расплавов-рассолов и парогазовой фазой (Борисенко и др., 2006). Одной из составляющих гетерофазных флюидов являются высокосоленые рассолы-расплавы или гидросиликатные жидкости.
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности № 5.2115.2014/K на 2014-2016 гг.
Литература
Алексеев В.И. О происхождении литий-фтористых гранитов Северного массива (Чукотка) / В.И. Алексеев // Записки РМО. 2005. № 6. С. 19–30.
Алексеев В.И., Марин Ю.Б. Позднемеловой возраст онгонитов Дальнего Востока (результаты U–Pb—датирования цирконов) // Доклады РАН. 2013. Т. 453. №4. С.420–423.
Бородкин Н.А., Приставко В.А. Выделение цвиттеров по петрохимическим и геохимическим критериям // Отечественная геология. 2012. № 4. С. 49–56.
Борисенко А.С. Изучение солевого состава газово-жидких включений в минералах методом криометрии // Геология и геофизика. 1977. № 8. C. 16−27.
Борисенко А.С., Боровиков А.А., Житова Л.М., Павлова Г.Г. Состав магматогенных флюидов, факторы их геохимической специализации и металлоносности // Геология и геофизика. 2006. Т. 47. № 12. С. 1308–1325.
Кигай И. Н. Модель многостадийного минералообразования, согласующаяся с вариациями основных параметров гидротермального процесса // Основные параметры природных процессов эндогенного рудообразования. Новосибирск: Наука, 1979. Т. 2. С. 7–34.
Коваленко В.И., Кузьмин М.И., Козлов В.Д. Метасоматические цвиттеры и связанное с ними редкометалльное оруденение (на примере месторождений Монголии и Чехословакии) // Метасоматизм и рудообразование. М.: Наука, 1974. С. 42–53.
Кряжев С.Г., Прокофьев В.Ю., Васюта Ю.В. Использование метода ICP MS при анализе состава рудообразующих флюидов) // Вестник МГУ. Серия 4, Геология. 2006. №4. С. 30 – 36.
Реддер Э. Флюидные включения в минералах. М.: Мир, 1987. Т. 1, 2.
Bodnar R.J., Vityk M.O. Interpretation of microthermometric data for H2O−NaCl fluid inclusions // Fluid inclusions in minerals: methods and applications. Pontignano: Siena, 1994. P. 117−130.
Brown P. FLINCOR: a computer program for the reduction and investigation of fluid inclusion data // Amer. Mineralogist. 1989. V. 74. P. 1390–1393.
White D. E., Muffler L. J. P., Truesdell A. H. Vapor-dominated hydrothermal systems compared with hot-water systems // Econ. Geol. 1971. V. 66. № 1. P. 75–97.
baila_rumbero 