Главная – Журналы – Геология и геофизика 2018 номер 8

Приведены и обсуждаются геологические, геохимические и изотопные (Sr, Nd, O) особенности раннедевонских (405 млн лет) вулканитов в юго-восточной части Горного Алтая (Аксайская и Калгутинская вулканотектонические структуры). Изученная магматическая ассоциация представлена магнезиальными андезитоидами, Nb-обогащенными андезибазальтами, пералюминиевыми кремнекислыми породами А -типа (дацитами, риолитами, гранитами, лейкогранитами). Магнезиальным андезитоидам (mg# > 50) свойственны преобладание натрия в балансе щелочей (K₂O/Na₂O ~ 0.1-0.7), умеренные титанистость (TiO₂ ≈ 0.8-1.3 мас. %) и глиноземистость (Al₂O₃ ≈ 12-15 мас. %), обогащенность хромом (до 216 г/т), низкие величины отношения Sr/Y (4-15). Для ниобийобогащенных (Nb = 10-17 г/т) андезибазальтов характерны высокие концентрации титана (TiO₂ = 1.7-2.7 мас. %) и фосфора (P₂O₅ = 0.4-1.4 мас. %). Гранитоиды А -типа выделяются высокой калиевостью (K₂O/Na₂O до 60), перглиноземистостью (ASI до 2.9) и деплетированностью Ba, Sr, P, Ti. Показано, что магнезиальные андезитоиды и Nb-обогащенные андезибазальты являются производными расплавами, возникшими в метасоматизированной литосферной мантии; кремнекислые магмы образованы за счет плавления кембро-ордовикских метатурбидитов горно-алтайской серии и, частично, раннесреднекембрийских островодужных метабазитов. Предполагается, что образование комплекса является следствием развития Алтае-Саянской рифтовой системы в результате воздействия плюма на литосферные субстраты континентальной палеоокраины.

На базе прецизионных анализов содержаний La, Ce и основных компонентов в гидротермах и породах Узон-Гейзерной вулканотектонической депрессии, с привлечением опубликованных аналитических материалов по ряду современных высокотемпературных гидротермальных систем Камчатки и двух других регионов мира, установлены генетически важные закономерности распределения содержаний РЗЭ. Отмечена четкая положительная корреляция содержаний La и Ce с содержанием кремнезема как в неизмененных изверженных породах районов исследований, так и в продуктах, образовавшихся вследствие гидротермальных процессов. Обогащение лантаном и церием наблюдается для всех исследованных гидротермальных глин. Общий тренд обогащения идентичен графику положительной корреляции между содержанием La и Ce. Установлена четкая зависимость увеличения содержаний РЗЭ в растворах с понижением их рН. Явный тренд увеличения содержаний РЗЭ наблюдается в гидротермах с высоким содержанием сульфат-иона и калия. На диаграммах распределения содержаний РЗЭ в растворах в зависимости от содержаний ионов Cl и B обособились два самостоятельных поля, отражающих уровень кислотности-щелочности гидротерм. Обосновывается вывод о том, что концентрация La и Ce в продуктах современных гидротермальных систем (в растворах и вторичных минеральных фазах) контролируется составом боковых пород, анионным составом растворов, а также процессами абсорбции, зависящими от рН-Еh среды.

В аллювиальных отложениях ручья Прижимный (южная часть Корякского нагорья) наряду с золотом встречаются зерна минералов элементов платиновой группы (ЭПГ). Установлено, что они представляют собой самородную платину (Pt, Fe), содержащую медь (до 5 мас. %), осмий (до 8 мас. %) и родий (до 2 мас. %). Включения в платине представлены самородным осмием (примесь иридия достигает 12 мас. %, средние значения - 0.2-4 мас. %), неназванным интерметаллидом состава PtRh, сульфидами и арсенидами ЭПГ (куперит, лаурит, маланит, купроиридисит, купрородсит, сперрилит, холлингвортит, неназванные соединения PdS, (Ir,Ru)S₂, (Ir,Pt)S₂), меди и железа (борнит, халькопирит) хромитом и хроммагнетитом. Описано замещение кристаллов самородного осмия соединением состава IrO₂. Установлено, что оно образовано в ходе окислительного процесса, сопровождающегося замещением изоферроплатины самородной платиной. Полученные данные соответствуют результатам изучения ассоциаций МПГ из россыпей, связанных со слабоэродированными массивами урало-аляскинского типа, апикальные части которых сформированы в условиях повышенной активности кислорода. В качестве потенциального коренного источника МПГ рассматриваются клинопироксениты Прижимного массива.

Обсуждается вопрос источника серы огромных объемов сульфидов в месторождениях-гигантах норильского типа. Дается обзор состояния проблемы и критический анализ существующих гипотез. Рассматриваются особенности распределения d³⁴S в сульфидах рудопроявлений, мелких и крупных месторождений, а также в сульфатах нормально-осадочного, метаморфогенного и гипогенного типов. Приводится большой объем новых данных d³⁴S сульфидов и сульфатов в различных месторождениях, а также в вулканогенных и терригенных породах, в углях, графитах и метасоматитах. Основное внимание уделено объектам Норильского и Курейского рудных районов. d³⁴S сульфидов в породах и рудах варьирует от -14.0 до +22.5 ‰, ангидритов от 15.3 до 33.0 ‰. В сульфид-сульфатных срастаниях и ассоциациях d³⁴S сульфидов изменяется в диапазоне 4.2-14.6 ‰, ангидритов 15.3-21.3 ‰. Наиболее изотопно-тяжелая сера обнаружена в жилах пирротина в базальтах - d³⁴S = 21.6 ‰, а сульфатов - в жилах, секущих доломиты, d³⁴S = 33 ‰ и в кальдере проседания в базальтах d³⁴S = 23.2-25.2 ‰. Тяжелый d³⁴S сульфидов 17.7 ‰ ( n = 15) установлен в сульфидных рудах интрузии Центральная-Шилки. Термобарогеохимические исследования ангидритов показали наличие в них различных типов включений, гомогенизация которых происходит в диапазоне температур от 685 до 80 °С. В ассоциации с метаморфогенным и гипогенным ангидритом отмечается углеродистое вещество, а в гипогенных ангидритах обнаружены включения солевых расплавов с хлоридами. Предполагается, что источником серы сульфидных месторождений в траппах была сульфатная сера осадочных пород (d³⁴S = 22-24 ‰). Ассимиляция сульфатов базальтовым расплавом не имела места. Происходило «пропаривание» осадочных ангидритов углеводородами, которое приводило к реакциям сульфатредукции и фракционирования d³⁴S. В результате изотопно-легкая сера накапливалась в сероводороде и сульфидах, изотопно-тяжелая выносилась сульфатно-кальциевым водным раствором, а «остаточный» после реакции метаморфогенный ангидрит в сравнении с осадочным приобретал облегченный изотопный состав. Широкие вариации d³⁴S в сульфидах и сульфатах обусловлены изменением физико-химических параметров состояния рудообразующей системы в процессе сульфатредукции, главными из которых являются температура и P _CH4. Ресурсы углеводородов в регионе были достаточны для осуществления крупномасштабного процесса рудообразования.

На основании изучения коллекции титанитов из силикатных пород и апатит-нефелин-(сфеновых) руд палеозойских полифазных массивов щелочных нефелиновых сиенитов Хибин и Ловозера показана возможность их локального уран-свинцового датирования с помощью вторично-ионного микрозонда SHRIMP-II с погрешностью 1.0-1.5 %, сопоставимой с U-Pb анализом циркона. Используя различные способы расчета возраста формирования уран-свинцовой системы титанитов, построены суммарные изохроны и линии смешения по образцам дифференцированного комплекса (121 анализ пяти проб из Хибин, 52 анализа одной пробы из Ловозера) и апатит-нефелиновых руд (120 анализов пяти проб из Хибин, 88 анализов трех образцов из Ловозера), которые свидетельствуют о синхронной в пределах комплексов кристаллизации титанита силикатных пород: 374.1 ± 3.7 млн лет назад для Хибинского массива, 380.9 ± 4.5 млн лет назад для Ловозерского, и более позднем формировании фосфатно-редкометалльных руд: 371.0 ± 4.2 и 361.4 ± 3.2 млн лет назад соответственно. Относительное запаздывание рудной минерализации для Ловозерского массива может быть связано как с существенно меньшими объемами магматического расплава и рудного флюида, иными термическими условиями, так и специфическим характером изученного оруденения. Вместе с тем полученные оценки возраста титанитов позволяют существенно ограничить временной интервал эволюции и функционирования рудно-магматической системы крупнейших агпаитовых комплексов, который, очевидно, не превышал 15-20 млн лет и, вероятно, связан с плюмовым магматизмом.

В разрезе верхнепалеозойских отложений Вилюйской синеклизы (сверхглубокая скв. СВ-27) на глубинах ниже 5 км в составе хлороформенных экстрактов из органического вещества пород идентифицированы гомологические ряды н -алкенов и диметилалканов с преимущественно нечетным или четным количеством атомов углерода в молекуле. Предположение, что эти необычные углеводороды являются результатом разрушения асфальтеновых окклюзий в жестких термобарических условиях больших глубин, а зоной зарождения - начало генерации углеводородов в области постдиагенетических преобразований осадков, было проверено на разрезах отложений, органическое вещество которых претерпело различные уровни катагенетических преобразований. В результате выделены зоны: зарождения, транзита и разрушения окклюзий.

Месторождение Эльдорадо золото-кварцевой малосульфидной формации с запасами золота более 60 т локализовано в зоне влияния Ишимбинского глубинного разлома на Енисейском кряже. Месторождение залегает в породах сухопитской серии рифея, метаморфизованных в условиях эпидот-амфиболитовой фации. Рудные тела обособлены в четырех субпараллельных зонах интенсивной трещиноватости, где проявлен локальный динамотермальный метаморфизм, представлены сульфидизированными сланцами с жилами, сложенными двумя разновидностями кварца - серым, «пропыленным» графитом, и молочно-белым. В золотоносных телах преобладает серый кварц, углеродистое вещество в котором (по данным рамановской спектроскопии) представлено графитом и аморфным углеродом. Выявлена положительная корреляция между содержанием золота и аморфного углерода в сером кварце месторождения Эльдорадо. Методами термобарометрии, газовой хроматографии, газовой хромато-масс-спектрометрии и рамановской спектроскопии изучены флюидные включения в сульфидах, карбонатах, сером и белом кварце. Установлено, что в формировании золоторудных тел месторождения принимали участие гетерогенные, водно-углекисло-углеводородные, восстановленные флюиды в интервале температур от 180 до 490 °С, солености от 9 до 22 мас. % NaCl-экв., сопровождавшихся вариациями флюидного давления от 0.1 до 2.3 кбар. Наличие мантийного (³Не) гелия до 11 % во флюидных включениях кварца и изотопов серы (δ³⁴S) сульфидов в интервале от 7.1 до 17.4 ‰ указывает на глубинные очаги генерации металлоносных флюидов, поднимавшихся по зонам тектонического рассланцевания, где происходило «кипение» флюида. При этих процессах разрушались металлоносные серо- и азотсодержащие углеводородные соединения: кристаллизовались сульфиды, золото и тонкодисперсные выделения графита и аморфного углерода, последние придали кварцу серый цвет. Незолотоносные кварцевые жилы, сложенные молочно-белым кварцем, сформированы окисленными, существенно водными, гомогенными флюидами соленостью ниже 15 мас. % NaCl-экв. в интервале температур 150-350 °С. На золотоносные кварцевые жилы накладывались высокосоленые (> 30 мас. % NaCl-экв.) хлоридные Na-Ca состава флюиды при температурах 150-260 °С, являющиеся продуцентами нижних горизонтов гидротермально-гранитоидной колонны. Выявлена возрастная близость золотого оруденения (795-710 млн лет), локального динамотермального метаморфизма (836-745 млн лет) и внедрения Каламинского полифазного массива (880-752 млн лет).

Метод сцинтилляционной атомно-эмиссионной спектрометрии (САЭС) использован для получения информации о валовом содержании благородных металлов (БМ - Au, Ag, Pt, Pd, Ir, Os, Rh и Ru); элементном составе и размерах частиц минеральных фаз, содержащих БМ; их гранулометрическом распределении в образцах породы и руды черных сланцев месторождения Сухой Лог (Иркутская обл., Россия). Размеры найденных частиц и гранулометрические распределения подтверждены результатами сканирующей электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа (СЭМ-РСМА). Данные САЭС удовлетворительно согласуются с формами БМ, установленными ранее методом СЭМ-РСМА, существенно превышая число и разнообразие их элементных ассоциаций.

Различная металлогения в Рудном и Горном Алтае обусловлена разной геологической историей этих регионов. Горный Алтай является регионом полициклического развития, в котором в период с венда-раннего кембрия до пермотриасового времени установлены этапы проявления субдукционных, аккреционно-коллизионных и рифтогенных процессов, сопровождаемые образованием определенного типа магматизма и эндогенного оруденения. Развитие металлогении в геологической истории региона было дискретным, и наиболее широко она проявилась в герцинский и постгерцинский этапы, когда сформировался широкий и разнообразный комплекс минеральных ресурсов, часть из которых имеют промышленные параметры. Это железо, ртуть, золото, серебро, молибден, вольфрам, кобальт, полиметаллы и редкоземельные металлы. На территории Горного Алтая выделяются несколько крупных рудных районов, развитых в разных структурно-формационных зонах. На западе это Белорецко-Холзунский железорудный, на северо-востоке - Каянчинско-Синюхинский флюорит-золоторудный, на юго-востоке - Курайский золото-ртутнорудный и Юстыдский редкометалльно-сереброрудный, на юге - Калгутинский редкометалльно-вольфрамовый и Уландрыкский уран-редкоземельно-медный рудные районы. Наиболее крупными рудными месторождениями в этих районах являются: Холзунское (Fe, P₂O₅), Каракульское (Co, Bi), Синюхинское (Au), Акташское (Hg), Чаган-Узунское (Hg), Озерное и Пограничное (Ag), Калгутинское (Mo,W), Алахинское (Li, Ta), Рудный Лог (Y, Fe-спекулярит) и Урзарсайское (W-шеелит). В отличие от Горного Алтая металлогения Рудного Алтая представлена в основном колчеданным оруденением разных минеральных типов - медно-колчеданным, колчеданно-полиметаллическим и барит-полиметаллическим. Оруденение тесно связано с вулканизмом базальт-риолитовой формации, сформировавшейся в связи с субдукционными процессами и развитием герцинской островодужной системы. Колчеданное оруденение проявилось в возрастном диапазоне от эмса до франа включительно, имеет узловое распределение с образованием шести рудных районов и локализуется на разных стратиграфических уровнях девонских вулканогенно-осадочных отложений. В пределах высокометаморфизованного Курчумcкого блока развито медно-колчеданное и золото-кварцевое оруденение, связанное с герцинским вулканизмом основного состава.

Геологическими, минералогическими и термобарогеохимическими методами проведено изучение флюорит-лейкофан-мелинофан-эвдидимитовых руд XVIII зоны Ермаковского F-Be месторождения. Впервые во флюорите этой зоны методом лазерной абляции в составе растворов флюидных включений определены концентрации Be и примесных элементов (Li, Na, Mg, Al, Si, Cl, K, Mn, Fe, Cu, Zn, Nb, Mo, Ag, Sn, W, Pb). Установлено, что флюорит-лейкофан-мелинофан-эвдидимитовые руды отлагались из высокофтористых, слабосоленых (6.0-12.5 мас. % NaCl-экв.) растворов повышенной щелочности с относительно низким содержанием Be (0.0002-1.04 г/кг раствора). Отложение флюорита и бериллиевых минералов в рудах происходило в широком диапазоне PT -условий. Ранняя флюорит-фенакитовая ассоциация формировалась в высокотемпературных (480-650 °С) и высокобарических условиях (более 3 кбар). На поздней низкотемпературной стадии фенакит замещался натриевыми бериллосиликатами (эвдидимитом, мелинофан-лейкофаном) при температурах < 220 °С и давлении < 770 бар. Образование рудной бериллиевой минерализации было вызвано распадом доминирующего фторкарбонатного комплекса Ве в результате кристаллизации флюорита при метасоматическом замещении известняков. Формирование эвдидимита, мелинофан-лейкофана происходило при низких температурах в условиях возрастающей активности Na и Ca в растворах повышенной щелочности при снижении активности Be и F.

Рассматриваемый регион находится в активной «переходной» зоне от Евразийского континента к Тихому океану, которая включает в себя не только пограничную область континент-океан (береговую линии континента, окраинные моря, островные дуги, глубоководные желоба), но и краевые части внутриконтинентальных районов Евразийского континента с различным строением и режимом развития. Переходная зона является природным буферным, демпфирующим регулятором взаимодействия Евразийского и Тихоокеанской плит, характеризуется интенсивным орогенезом, современным вулканизмом, активной сейсмичностью, разнообразным геотермическим режимом, большой неоднородностью измеренных значений теплового потока. Существующая геотермическая информация для региона недостаточно обобщена. После последних построений 1990-х годов появились новые данные, новые геоинформационные технологии. В работе суммирован и проанализирован существующий геотермический материал, построена детальная карта распределения теплового потока и на ее основе проведен расчет температур на поверхности Мохо, мощности «геотермической» литосферы, построены карты распределения этих величин.

Представлены первые результаты анализа GPS-измерений на 18 полевых пунктах двух локальных геодинамических полигонов в окрестностях г. Улан-Батор (Монголия) за период 2010-2015 гг. В системе ITRF2014 векторы скоростей согласованы между собой и с вектором постоянного пункта ULAB. Пункты смещаются на восток-юго-восток со скоростями 25-30 мм/год, азимут смещения в среднем составляет 105°. Относительно Евразии векторы для большинства пунктов несколько развернуты к югу, но также движутся на юго-восток по азимуту 130-150° со скоростью 2-4 мм/год. Наблюдается уменьшение относительных скоростей перемещения в направлении на юго-восток. В пределах полигона «Ulaanbaatar» установлена зональность в распределении типов относительных горизонтальных деформаций земной коры. Западная часть полигона характеризуется преобладающим растяжением в субширотном направлении, величина удлинения составляет ε₁ = (12-16)‧10^-8 год^-1. В восточной части полигона наблюдаются деформации укорочения в направлении СЗ-ЮВ со значениями ε₂ = 22.4‧10^-8 год^-1. Наиболее высокие значения максимальных сдвиговых деформаций (ε_max = (10-14)‧10^-8 год^-1) образуют протяженную область в центре полигона, вытянутую в северо-восточном направлении согласно с простиранием основных геологических структур. Для деформаций полигона «Emeelt», расположенного в пределах сейсмогенерирующей структуры Эмелт, характерно удлинение земной коры в ЮВ-СЗ направлении и несколько меньшее по величине укорочение в ЮЗ-СВ румбах. Величина скорости удлинения достигает 5‧10^-6 год^-1. Максимальными деформациями характеризуется осевая часть разлома, пересекающего полигон в СЗ направлении.