Главная – Журналы – Геология и геофизика 2013 номер 6

Методом Sr- и С-изотопной хемостратиграфии установлен временной интервал седиментации карбонатных отложений венд-кембрийского шельфа Тувино-Монгольского микроконтинента. Изучение изотопных характеристик Sr (0.70725—0.70873), вариаций значений δ ¹³С (от +10.5 до –3.5 ‰) и их сопоставление с данными, полученными для опорных разрезов Сибири, Африки, Центральной Азии, Австралии, Южной Америки и о. Шпицберген, позволили установить, что накопление исследованных карбонатных отложений осадочного чехла Тувино-Монгольского микроконтинента происходило 600—520 млн л.н. Наиболее древними отложениями являются карбонаты мурэнской свиты и базальные горизонты боксонской серии в районе р. Уха-Гол. Осадконакопление этих пород началось после глобального события — оледенения Марино.

На Шахтаминском месторождении выделяются два интрузивных комплекса: шахтаминский и рудоносный порфировый. Уран-свинцовые датировки по циркону (SHRIMP-II метод) составляют для монцонитов и гранитов шахтаминского комплекса 161.7 ± 1.4 и 161.0 ± 1.7, для монцонит- и гранит-порфиров рудоносного комплекса 159.3 ± 0.9 и 155.0 ± 1.7 млн лет. Становление магматических комплексов произошло соответственно в конце средней юры и в начале поздней юры в сложной геодинамической обстановке, сочетавшей коллизию континентов при закрытии Монголо-Охотского океана и влияние мантийного плюма на литосферу Центрально-Азиатского орогенного пояса. Внедрение шахтаминских гранитоидов произошло в конце коллизии, порфиров рудоносного комплекса — в условиях смены геодинамической обстановки на постколлизионную (рифтогенную). Комплексы представлены монцонит-гранитными сериями с близкими геохимическими характеристиками пород. Выполненные геологические, геохимические и изотопно-геохимические исследования позволяют предполагать, что источниками магм были ювенильная кора и докембрийские метаинтрузивные образования. Ювенильная мафическая кора рассматривается как доминирующий источник флюидных компонентов и металлов Шахтаминской рудно-магматической системы. Среди гранитоидов двух комплексов выделяются высоко-K известково-щелочные породы с обычными геохимическими характеристиками и с геохимическими характеристиками K-адакитов. Согласно геохимическим характеристикам, материнские расплавы для первых формировались на глубине менее 55 км, а для вторых — на глубине 55—66 км. Расплавы K-адакитов образовались вследствие плавления коры, погруженной в мантию при деламинации литосферы, вызванной утолщением коры в связи с многократным поступлением базитовой магмы в ее основание и тектоническими деформациями на ее верхних горизонтах. Формировавшаяся в таких условиях высоко-Mg монцонитовая магма смешивалась с выплавками на верхних горизонтах, что объясняет повышенную магнезиальность, характерную для гранитоидов месторождения. Близкие составы и петрогеохимические характеристики гранитоидов шахтаминского и порфирового комплексов свидетельствуют об общности источников, путей транспорта и направленности эволюции расплавов и позволяют рассматривать магматические образования двух комплексов как производные единой магматической системы длительного функционирования, продуцировавшей на завершающем этапе молибденовое оруденение. Благоприятные условия для реализации рудного потенциала магматической системы при становлении порфирового комплекса во многом создавались на предшествующем этапе — при становлении шахтаминского комплекса, который выделяется нами как подготовительный этап в развитии рудно-магматической системы.

Рассмотрена специфика глобальных проявлений раннепалеозойского гранитообразования Центрально-Азиатского подвижного пояса (ЦАПП) и ряда других орогенных областей мира. В основу работы положены результаты личных исследований автором раннепалеозойских гранитоидов Алтае-Саянской и Западно-Забайкальской орогенных областей, а также обширные литературные данные по другим провинциям мира. При этом особое внимание обращено на масштабы гранитоидного магматизма в раннем палеозое, геодинамические условия, периодичность и стадийность его проявления, эволюцию состава во времени и латеральную изменчивость в разнотипных структурах, соотношение с крупными изверженными провинциями (LIP) и, соответственно, сопряженность с мантийными плюмами и суперплюмами.

На комплексном щелочном Рябиновом массиве (Центральный Алдан) были изучены дайки биотитовых шонкинитов и минетт, пространственно приуроченные на северо-востоке массива к некку калиевых пикритоидов, который прорывает микроклин-мусковитовые золотоносные метасоматиты (участок Мусковитовый). Исходя из полученных данных по химическому и микроэлементному составам рассматриваемых пород и слагающих их минералов, а также из термобарогеохимических результатов изучения расплавных включений в клинопироксенах, был сделан вывод, что биотитовые шонкиниты и минетты кристаллизовались из единой щелочно-ультрабазитовой высокобарической, глубинной магмы в процессе ее эволюции. По-видимому, на ранней стадии кристаллизации диопсида биотитовых шонкинитов гомогенный карбонатно-силикатный расплав распался на несмесимые фракции силикатного, карбонатно-солевого и карбонатного расплавов. Температура несмесимости расплавов была заведомо выше 1120—1190 °С, т. е. выше температуры гомогенизации включений силикатного состава в диопсиде биотитовых шонкинитов. Рассматриваемые породы и породообразующие клинопироксены были обогащены микроэлементами на 1—2 порядка выше мантийных значений. Они имели близкие к хондритам отношения Eu/Eu*, что свидетельствует об их кристаллизации из мантийной магмы. Источник последней, судя по соотношению HREE к LREE, располагался на глубинах существования гранат-шпинелевых ассоциаций. Отрицательные Nb и Ti аномалии на микроэлементных спектрах, а также высокие (выше 5) La/Nb отношения в породах и клинопироксенах говорят о влиянии корового вещества на исходную магму. Кристаллизация магмы осуществлялась в окислительной обстановке, о чем свидетельствуют низкие (4—7) Ti/V отношения в клинопироксенах и присутствие в них хлоридно-сульфатных включений. Учитывая, что золото на Рябиновом массиве связывают с поздними сульфатно-хлоридными и сульфатно-карбонатными флюидами, транспортерами золота на ранних этапах мезозойского магматизма могли быть щелочные хлоридно-сульфатные и карбонатные (карбонатитовые) расплавы, обнаруженные нами во включениях в клинопироксенах биотитовых шонкинитов.

На примере кимканской и сутырской толщ Буреинского массива (юг Дальнего Востока России) рассматриваются некоторые геологические, петрохимические и геохимические характеристики углеродистых сланцев как нового нетрадиционного природного источника золота и платиноидов. Показано, что сланцы изученных толщ соответствуют породам терригенно-углеродистой и кремнисто-углеродистой формаций. В качестве основной питающей провинции для их образования предполагается активная континентальная окраина, а условия накопления соответствуют глубоководным желобам. Углеродистые терригенно-осадочные толщи и формирующиеся в них благороднометалльные руды имеют определенные петрохимические характеристики, различные для комплексов с преимущественно платиноидной и золоторудной минерализацией. Согласно этим характеристикам, перспективными для поисков объектов с высокими концентрациями платиноидов являются углеродистые комплексы с повышенной железистостью, пониженным значением суммы щелочных металлов при высоком отношении калия к натрию. Для золоторудных объектов типичны черносланцевые толщи с высокой общей щелочностью и относительно низким К/Na отношением. С этой точки зрения сланцы и железистые руды кимканской толщи отчетливо идентифицируются с рудными объектами повышенной платиноносности, а породы сутырской толщи тяготеют к золоторудным месторождениям в черных сланцах. Предполагается, что платинометалльная минерализация генетически связана с процессами формирования и преобразования углеродистых пород. В то же время основное количество золота в углеродистых сланцах присутствует в самородном виде, его связь с углеродом не просматривается, уступая место ассоциациям с наложенными процессами сульфидизации и окварцевания.

Методом термодинамического моделирования равновесий в системе вода—порода—органические кислоты исследовалось влияние последних на перераспределение Ca и Mg между раствором и твердой фазой в связи с использованием кальцитов переменного состава Ca _х Mg _{1– х} CO ₃ в качестве индикаторов палеоклиматических обстановок. В термодинамической модели высокомолекулярные гумусовые кислоты (сумма фульво- и гуминовых) были представлены как набор независимых металлсвязывающих центров, поэтому их количество задавалось исходя из принятого значения плотности связывающих протон или металл позиций. Численная реализация нескольких геохимических ситуаций по растворению/осаждению кальцитов разной магнезиальности показала, что основной эффект присутствия фульво- и гуминовых кислот состоит в подкислении растворов и снижении устойчивости карбонатов. Несмотря на то, что гумусовые кислоты могут играть важную роль в фиксации Ca и Mg и удалении их из раствора, при реальных их концентрациях в природных средах (<<1 г/л) это не приводит к значимым изменениям состава фаз Ca _х Mg _{1– х} CO ₃. В то же время количественно продемонстрировано, что на вариации отношений Mg/Ca в растворе и твердой фазе значимо влияют другие процессы, такие как испарительное концентрирование пересыщенных по Mg растворов, подщелачивание/подкисление в процессе их эволюции или вариации содержаний CO ₂, связанных с изменением климата и функционирования озер.

Выполнен синтез золото-серебряных сульфоселенидов ряда Ag ₃AuSe _x S _{2– x} ( х = 0.25; 0.5; 0.75; 1; 1.5) из расплавов, полученных нагреванием в вакуумированных запаянных кварцевых ампулах стехиометрических смесей элементарных веществ. Монокристальным рентгеноструктурным анализом установлено, что соединение состава Ag ₃AuSe _0.5S _1.5 имеет структуру Au-Ag сульфида — ютенбогаардтита Ag ₃AuS ₂ с пространственной группой R 3 c . Объем э.я. изученного соединения на 1.5 % больше сульфидного аналога. Согласно данным порошковой рентгенографии, образцы состава Ag ₃AuSe _0.25S _1.75 и Ag ₃AuSe _0.75S _1.25 также относятся к тригональной модификации. Фазы состава Ag ₃AuSeS и Ag ₃AuSe _1.5S _0.5 имеют структуру, аналогичную низкотемпературной модификации Au-Ag селенида — фишессерита Ag ₃AuSe ₂ с пространственной группой I 4 ₁32. Полученные данные свидетельствуют о существовании двух твердых растворов состава Ag ₃AuSe ₂ — Ag ₃AuSeS с кубической структурой петцитового типа (пр. группа I 4 ₁32) и Ag ₃AuSe _0.75S _1.25 — Ag ₃AuS ₂ с тригональной структурой другого типа (пр. группа ). Установлены примеси серы 3.5—4.0 мас. % в фишессерите Родникового месторождения (Южная Камчатка). На месторождении Купол (Чукотка) фишессерит содержит до 2.5 мас. % S, ютенбогаардтит — до 5.3 мас. % Se. В ютенбогаардтите с месторождений Ольча и Светлое (Охотское) (Магаданская обл.) количество селена достигает 0.5 и 1.8 мас. %. Обобщены и проанализированы данные из литературы по составам селенидов и сульфидов серебра и золота разных месторождений. Анализ имеющихся данных по концентрациям серы и селена в природных фишессерите и ютенбогаардтите подтверждает разрыв смесимости вблизи состава Ag ₃AuSeS.