Главная – Журналы – Геология и геофизика 2011 номер 11

Первичные флюидные включения в месторождениях метасоматического магнезита, залегающих в палеозойском фундаменте Западных Карпат, представлены водно-солевыми растворами низкой до умеренной солености с локально повышенными концентрациями CO₂ (до 34 моль. %). Реже встречаются включения рассолов с концентрацией растворенных солей до 42 мас. %. Рассчитанные по K/Na отношениям водных вытяжек флюидных включений температуры образования минерала составляют 180-310°C для блока Гемерик и 230-300°C для тектонического блока Вепорик.
Изотопы углерода в метасоматическом магнезите и доломите показывают больший разброс значений по сравнению с изотопами кислорода. В некоторых месторождениях в различных генерациях метасоматических карбонатов Mg значения δ¹⁸ O почти постоянны, тогда как значения δ¹³ C в них варьируют в интервале нескольких промиллей. Ковариантность изотопов C и O отражает низкие концентрации CO₂ (менее нескольких моль. %) в водном флюиде, отлагающем карбонаты Mg в открытой гидротермальной системе, и высокие отношения флюид/порода ( w/r > 5). Рассчитанные значения δ¹⁸ O_fluid в интервале 2-10 ‰ (V-SMOW) свидетельствуют об изотопном обмене, происходившем при повышенных температурах между отлагающим карбонат флюидом и коровыми силикатными породами и/или морскими карбонатами. Укладывающиеся в интервал -5...+3 ‰ рассчитанные значения δ¹³ C_fluid, по-видимому, отражают растворение метасоматизируемого карбоната, а также выделение более легкого изотопа углерода в ходе дегазации CO₂.
Флюиды, отлагавшие карбонат Mg, обычно содержат повышенные концентрации Br и напоминают фракционированные остаточные рассолы, образующиеся при испарении морской воды. Однако степень обогащения Br значительно превышает буферную емкость испаряющейся морской воды и даже выше, чем в пространственно ассоциированных месторождениях сидеритовых жил и месторождениях типа замещения. Наряду с испарением морской воды, вероятно, важную роль играло совмещенное выщелачивание органического вещества из морских осадков. Однако этот механизм оказывает слабое влияние в открытых гидротермальных системах. Поэтому механизм дополнительного обогащения Br флюидов, отлагавших магнезит, остается неизвестным.
Наблюдаемые концентрации стабильных изотопов возникли в результате действия альпийских гидротермальных процессов, о которых можно судить по крупнозернистому доломиту с минеральной ассоциацией альпийского типа (рутил, апатит, циркон, мусковит-фенгит), которые наблюдаются также в пространственно связанных между собой месторождениях сидеритовых жил и месторождениях типа замещения. Еще одним свидетельством альпийского происхождения являются часто наблюдаемые первичные, богатые CO₂ водные включения диаметром до 50 мкм, которые не смогли бы сохраниться при раннемеловой альпийской метаморфической складчатости, а также различная ковариация стабильных изотопов в месторождениях сидерита, в которых значительно большие флуктуации изотопов кислорода сопровождаются менее широким фракционированием изотопов углерода. Это указывает на действие различных механизмов отложения, т.е. удаление CO₂ в открытой системе в ходе Mg-метасоматоза и отложение сидерита без потери летучих в закрытой системе, инициированное повышением температуры.
Ассоциирующие месторождения магнезита и сидерита могут быть родственными, так как в рудообразующем флюиде присутствуют компоненты испарявшейся морской воды, но не могут быть одновозрастными вследствие различий в составе первичных флюидных включений, разных гидрологических режимов (открытая и закрытая гидротермальные системы) и различных механизмов отложения. Данные изучения флюидных включений и стабильных изотопов не опровергают существующие генетические модели и связывают Mg-метасоматоз с инфильтрацией крепких рассолов по разломам в течение пермотриасового рифтогенеза, однако следы действия этого процесса были полностью уничтожены в ходе позднеальпийской (меловой) гидротермальной деятельности, проявленной в зонах дробления, которые возникли в результате среднепозднемелового растяжения-удлинения орогенного клина. Пермотриасовое рифтогенное происхождение магнезита должно разрешить проблему полной потери первоначального изотопного состава метасоматических карбонатов Mg в период наложенной альпийской гидротермальной активности в отличие от отсутствия или незначительных следов метаморфических/гидротермальных процессов, проявленных на пространственно ассоциирующих месторождениях жильных карбонатов Fe и месторождениях типа замещения.