Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Минеральные ассоциации и РТ- условия образования гидротермальной стадии Мурунского массива.

Сычев В.Ю.

Институт геохимии СО РАН, г. Иркутск, Россия

Мурунский массив известен в мире, как единственный, где обнаружен поделочный камень чароит. Имеются много публикаций  посвященные образованию чароита и магматизму массива. Однако геологические работы и изучение массива было начато благодаря открытому тут в 50 годы гидротермальной урановой минерализации. В то время это была закрытая тема и публикаций по гидротермальным проявлениям в литературе почти нету. Мурунский массив расположен в Западной части Алданского щита, на пересечении двух крупных разломов докембрийского возраста. Возраст самого массива 145 млн. лет (Владыкин 2000). Площадь массива 150 км2. Выделяются 2 выхода: Болшемурунский – K-Na сиенитов и Маломурунский – ультракалиевых ультраосновных-щелочных пород. Наиболее полные сведения по магматизму Маломурунского массива приведены в работах Н.В.Владыкина, (Владыкин и др., 1983,2000,2003, Владыкин 1985, 2009, Vladykin 2000). Выделяется 4 фазы внедрения пород массива. Ранняя фаза расслоенны комплекс К-ультраосновных пород, главные из которых биотитовые пироксениты, главная фаза- расслоенный комплекс лейцитовых и щелочных сиенитов, вулканическая фаза- лейцитовых фонолитов и лампроитов с жильными породами тингуаитов и заключительная фаза – расслоенный силикатно-карбонатный комплекс с чароитовыми породами и карбонатитами. Все магматические породы интенсивно раздроблены текторическими движениями и подвержены гидротермальному процессу окварцевания, сульфидизации. Среди них выделяются и отдельные кварцевые жилы с рудной минерализацией.

На массиве известны гидротермальные месторождения и проявления  большой группы элементов- урана, тория, золота, серебра, молибдена, меди, свинца, цинка, титана и ниобия. Минеральные фазы урана- урановые смолки, тория- торит, золото и серебро в самородном виде, свинца- галенит, цинка- сфалерит, молибдена- срытокристаллический молибденит, меди- халькопирит, борнит, дигенит и самородная медь, титана- брукит. анатаз, рутил и ниобия- арканзит (Nb- рутил). Кроме того встречаются сульфиды- пирит, пирротин и редкий калиевый сульфид- джерфишерит. По медным минералам образуются вторичные азурит, малахит, хризокола. Интересно нахождение в кварциевых жилах парагенных брукита и анатаза, два минерала TiO2 с разной структурой. Причина этого явления еще не ясна. Первые термобарогеохимические исследования кварциевых жил с титаном, прведенные А.С.Борисенко с сотрудниками дали высокие температуры образования – 570 градусов С (Борисенко и др 2011).

В кварце из кварц-брукитовых жил Маломурунского массива содержатся первичные и псевдовторичные кристалло-флюидные, многофазные, и существенно газовые флюидные включения.  Кристалло-флюидные включения характеризуются резким преобладанием твердых фаз в виде смеси мелких кристаллов над раствором и газом. Двухфазные включения (Ж-Г) обладают разными соотношениями газ – жидкость. Иногда в таких включениях отмечаются 1-2 мелкие твердые фазы. Газовая фаза в таких включениях представлена жидкой CO₂. Многофазные включения обычно характеризуются присутствием двух относительно крупных солевых фаз и 1-3 гораздо более мелкими твердыми фазами, газовая фаза этих включений также представлена плотной CO₂. Присутствие в кварце первичных кристалло-флюидных, многофазных и газовых флюидных включений говорит о гетерофазном состоянии магматических флюидов Маломурунского массива.

Исследование содержимого двухфазных включений методом КР-спектроскопии выявило присутствие в составе их газовой фазы CO₂ (96 мол.%) и H₂S (4 мол.%), а так же присутствие в растворах включений анионов HCO₃^-, HS^- и SO₄^-2 Изучение с помощью КР-спектроскопии многофазных включений позволило идентификацировать их самые крупные твердые фазы, которые представлены тенардитом (Na₂SO₄) и нахколитом (NaHCO₃). Газовая фаза многофазных флюидных включений по данным КР-спектроскопии состоит из CO₂ – 98.9-91.9 мол. % и N₂ – 8.1-1.1 мол. %, H₂S не был обнаружен.

Нагревание кристалло-флюидных включений приводит к частичному растворению твердых фаз, газ растворяется в интервале 150-236 °С, дальнейшее повышение температуры приводит к декрепитации включений. Двухфазные включения, содержащие плотную CO₂, декрепетируют при температуре 150°С и выше. При нагревании флюидных многофазных включений полная гомогенизация наступает при 168-175 °С, газ растворяется при 87-100 °С, нахколит при 141-152°, тенардит при 168-175 °С. В охлажденных многофазных включениях CO₂ плавится при температуре -56,9 °С, её гомогенизация в жидкую фазу происходит в интервале температур +6 - + 9 °С, плотность CO₂ составляет величину 0,89-0,87. В двух фазных включениях плавление CO₂ наступает при -56,9°С, гомогенизация происходит в жидкую фазу иногда с критическими явлениями при температурах +15 - +30 °С, плотность CO₂ в таких включениях колеблется от 0,82 до 0,6.

В охлажденных многофазных и двухфазных включениях первое плавление выпавших при замораживании твердых фаз происходит при -23,7 °С. Эта температура близка к температуре эвтектики водно-солевой системы NaCl-KCl-H₂O, что говорит о вероятном присутствии этих солей в составе растворов включений (Борисенко, 1987). В замороженных включениях наблюдается образования льда плавление которого происходит при -12 – -9 °С и газогидрата, плавление которого происходит в интервале +7,6 – +5°С. По этим данным общая концентрация солей в растворах двух фазных включений может колебаться от 16 до 5,8 мас. % в NaCl экв.

Данные КР-спектроскопии позволяют утверждать, что основными солевыми компонентами растворов многофазных включений являются Na₂SO₄ и NaHCO₃, а хлориды Na и K содержатся в незначительном количестве, тем не менее, понижающим температуру эвтектики растворов включений. Оценка концентрации основных солевых компонентов (Na₂SO₄ и NaHCO₃) в многофазных включениях проведена  на основании расчетов, в которых использовались данные по результатам определений объемов отдельных фаз в многофазных включениях, а так же учетом плотности тенардита, нахколита и насыщенного водного раствора Na₂SO₄ и NaHCO₃ при 20 °С. Согласно расчетам, средние концентрации Na₂SO₄ и NaHCO₃ в многофазных включениях оказались соответственно равны 42,5 и 17,7 вес.%.

По данным LA-ICP-MS анализа в многофазных флюидных включениях обнаружены в качестве главных элементов Na, K, в качестве микрокомпонентов Rb, Sr, Sb, Cs, W, Th и U (рис. 4). Данные о составе и концентрации основных солевых компонентов многофазных флюидных включений позволили использовать Na в качестве внутреннего стандарта и рассчитать концентрацию обнаруженных во включении элементов. Кристалло-флюидные включения по данным LA-ICP-MS содержат в качестве главных элементов K, Na, в качестве микроэлементов присутствуют Rb, Cs, W, U, As, Mo, Sn, Sb, Th. Соотношение содержаний элементов нормированных по Na в кристалло-флюидном и многофазном включениях свидетельствует, что в водном флюиде, относительно солевого рассола-расплава, происходило накопление Rb, Sb, Th и U. Сверх-концентрированный рассол-расплав, захваченный в виде кристалло-флюидных включений, концентрировал As, Mo, Cs, Sn, W.

Данные исследования позволяют заключить, что магматические флюиды Маломурунского массива имели высокий окислительно-восстановительный потенциал, близкий сульфат-сульфидному равновесию, о чем говорит присутствие в растворах двухфазных включений анионов SO₄^-2, HS^- и наличие H₂S в их газовой фазе, а так же присутствие тенардита в качестве дочерней фазы многофазных включений. Эти флюиды имели преимущественно сульфатно-карбонатный состав с небольшой примесью хлоридов, обладали высокой концентрацией солей до 63 мас. %, и характеризовались гетерофазным состоянием во время захвата включений. Гетерофазное состояние магматических флюидов Маломурунского массива и их высокий окислительно-восстановительный потенциал определили геохимический спектр рудных элементов находящихся в их составе и особенности распределения элементов между отдельными флюидными фазами .

С такими флюидами, содержащими высокие концентрации Th и U могла быть связано формирование гидротермальных урановых месторождений, в ареалах развития щелочных комплексов Алданского щита.

Литература:

Борисенко А.С. Боровиков А.А. А.Л. Рогозин А.Л Прокопьев И.Р .Владыкин Н.В. Окисленные магматогенные флюиды, их металоносность и роль в рудообразовании// Геология и геофизика, 2011, Т.52, №1 с.182-206.    

Владыкин Н.В., Богачева Н.Г., Алексеев Ю.А., Матвеев Л.Н. Новые данные о чароите и чароитовых породах.// Минералогия и генезис цветных камней Вост. Сибири. Изд. Наука, 1983,  c.41-57

Владыкин Н.В. Первая находка лампроитов в СССР.// ДАН СССР. T. 280, N3, 1985, c.718-722

Владыкин Н.В., Царук И.И. Полезные ископаемые Мурунского ультрабазитового массива // Вестник ГеоИГУ, вып.1, 2000, с.21 – 40

Владыкин Н.В., Царук И.И.  Геология, химизм и генезис Ba-Sr («бенстонитовых») карбонатитов Мурунского массива // Геология и геофизика, том 44, № 4, 2003, с.325-339

Владыкин Н.В. Петрология К-щелочных лампроит-карбонатитовых комплексов,

их генезис и рудоносность// Геология и геофизика 2009, т.50, № 12. с 1443-1455

Vladykin N. V. Malyi Murun Volcano-Plutonic Complex: An Example of Differentiated Mantle Magmas of Lamproitic Type // Geochemistry International, v. 38, suppl. 1, 2000,  РР. 573-583.