Рудовмещающие метасоматиты гидротермальных полей в районе рудного узла «Семенов» (Срединно-Атлантический хребет, 13°31’ с.ш.)

Власов Е.А.*, Перцев А.Н. **, Котова М.С *., Бельтенев В.Е ***.

* МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия; ** ИГЕМ РАН, Москва, Россия; *** Полярная морская геолого-разведочная экспедиция, Санкт-Петербург, Россия.

user420@geol.msu.ru

 

В 2007 г. в ходе 30-го рейса НИС "Профессор Логачев" был открыт рудный узел Семенов, состоящий из пяти рудных полей: «Западное», «Северо-Западное», «Центральное», «Северо-Восточное», «Восточное». На сегодняшний день узел «Семенов» является крупнейшим в пределах Срединно-Атлантического хребта [Beltenev et al., 2009].

Рудный узел Семенов расположен в пределах нетрансформного смещения рифтовой долины и приурочен к удлиненному субширотному вулканическому поднятию, развитому на серпентинизированных перидотитах. [Beltenev et al., 2007]. Процессы гидротермального рудообразования в пределах узла «Семенов» проявляют пространственную связь как с серпентинизированными перидотитами, так и с базальтами. С одной стороны это выражается в локализации рудных полей: рудное поле «Западное» пространственно ассоциирует с перидотитами, тогда как остальные – с базальтами [Beltenev et al., 2007]. С другой стороны гидротермально-метасоматическому изменению подверглись как серпентинизированные перидотиты, так и базальты.

Гидротермальное изменение серпентинизированных перидотитов проявляется в образовании существенно тальковых метасоматитов. Содержание талька достигает 70 %, а в отдельных участках 100 %. Наряду с ним могут присутствовать карбонат, хлорит, а также реликты серпентина. Часто тальковые метасоматиты наследуют текстуры замещающихся серпентинизированных перидотитов. Как правило, выделения талька очень тонкие и не превышают первых микрон. Участками тальк образует микрочешуйчатые или микросферолитовые агрегаты. Тальковые метасоматиты по сравнению с исходными серпентинитами существенно обогащены сульфидами, из которых преобладают пирротин и пирит. В качестве вростков в кристаллах пирита установлен сульфид никеля, микрозондовые анализы которого хорошо пересчитывается на формулу (Ni,Fe)₄S₅. Участками пирротин частично или полностью замещается тонкодисперсными агрегатами оксидов железа. В данных агрегатах отмечаются вростки атакамита и сульфида меди, диагностированного по данным микрозондового анализа как ярроуит. Общее содержание сульфидов в апосерпентинитовых метасоматитах может достигать 15 об. %.

Гидротермальное изменение базальтов, развитых в пределах узла «Семенов», крайне неоднородно. В слабоизмененных базальтах, помимо новообразованных палагонита, хлорита и талька, установлены обильные выделения самородной меди, в результате чего порода на свежем сколе или спиле приобретает красноватый оттенок. Самородная медь развита локально. Она образует по трещинам пластинки и уплощенные дендриты размером до 2-3 мм (рис. 1), а также в отдельных участках породы тонкие прожилки, имеющие протяженность до 200 мкм при толщине до 3-5 мкм.

 

Рис. 1. Уплощенные дендриты самородной меди (светлое) в трещине гидротермально-измененного базальта. Фото под бинокуляром, размер поля зрения 1 см.

 

Апобазитовые метасоматиты рудного узла «Семенов» преимущественно имеют тальк-хлоритовый и кварц-хлоритовый состав. Хлорит и кварц образуют как плотные срастания, так и почти мономинеральные обособления; кварц может формировать микрогнезда и прожилки. Хлориты в некоторых случаях образует правильные сферолиты размером до 1,5 мм. Хлориты апобазитовых метасоматитов по составу относятся к шамозит-клинохлоровому ряду. Выделения хлоритов неоднородны. Повышенные содержания калия в составах хлоритов позволяют предположить их частичное замещение слюдой или гидрослюдой.

На контакте с реликтами первичных пород (предположительно роговообманковое габбро) формируются актинолит-кварц-хлоритовые метасоматиты. Актинолит образует игольчатые включения в кварце, а также замещает и обрастает выделения магматической роговой обманки. Плагиоклаз габбро замещается агрегатами эпидота, выделения ильменита - титанитом и рутилом.

В целом, минеральные ассоциации апобазитовых метасоматитов позволяют рассматривать их как пропилиты. Температура формирования апобазитовых кварц-хлоритовых пропилитов по хлоритовому термометру [Cathelineau, 1988] составляет 260-280 °С. Актинолит-кварц-хлоритовые пропилиты с реликтами габбро  образовались при более высоких температурах – 320-350 °С.

В апобазитовых метасоматитах из рудных минералов преобладают магнетит, пирит и халькопирит. В одной из проб установлены ориентированные срастания халькопирита и кубанита, являющиеся продуктом распада твердого раствора (рис. 2). Отмечено избирательное замещение пластинок кубанита пиритом.

 

Рис. 2. Ориентированные кубанит (Cb)-халькопиритовые (Cpy) срастания в кварц-хлоритовом метасоматите. Фото в отраженном свете, николи скрещены.

 

Сульфиды апобазитовых метасоматитов частично замещаются агрегатами ковеллина и гематита. К участкам измененных сульфидов тяготеют выделения атакамита, образующего гнезда, а также тонкие срастания с хлоритом. Формирование поздних сульфидов меди связано с повышением летучести кислорода в системе в результате смешения рудоносных флюидов с океанской водой, что подтверждается тесной ассоциаций медных сульфидов с атакамитом. Протекание аналогичных процессов установлено также и в массивных сульфидных рудах рудного узла «Семенов».

 

Работа выполнена по материалам 30-го и 32-го рейсов НИС «Профессор Логачев» Полярной морской геолого-разведочной экспедиции. Лабораторные исследования проведены при поддержке РФФИ (грант № 08-05-00825-а).

 

Литература:

Beltenev V., Ivanov V., Rozhdestvenskaya I. et al. A new hydrothermal field at l3º30' N on the Mid-Atlantic Ridge // InterRidge News. 2007. Vol. 16. P. 9-10.

Beltenev V., Ivanov V., Rozhdestvenskaya I., Cherkashov G., Stepanova T., Shilov V., Davydov M., Laiba A., Kaylio V., Narkevsky E., Pertsev A., Dobretzova I., Gustaytis A., Popova Ye., Amplieva Ye., Evrard C. New data about hydrothermal fi elds on the Mid-Atlantic Ridge between 11° - 14° N: 32nd Cruise of R/V Professor Logatchev // InterRidge News. 2009. Vol. 18. P. 14-18.

Cathelineau M. Cation site occupancy in chlorites and illites as a function of temperature // Clay. Miner. 1988. V. 23. P. 471-485.