Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Ультракалиевые вулканиты и самородно-оксидная минерализация в них (Южный Тиман)

Удоратина О.В.*, Варламов Д.А.**, Куликова К.В.*, Савельев В.П.***

* Институт Геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия

** Институт Экспериментальной минералогии РАН, Черноголовка, Россия

*** ООО «Ухтагеосервис», Ухта, Россия

udoratina@geo.komisc.ru

На Южном Тимане (в пределах Ярегского месторождения) в керновом материале скважин, вскрывающих отложения джьерской (D₃dz) свиты,  обнаружены тонкие белые прослои вулканогенного генезиса. Свита сложена двумя толщами: вулканогенно-осадочной ярегской (базальты, туфы и туффиты, прослои и пачки аргиллитов, песчаников, алевролитов) мощностью 0-120 м и терригенной (песчаники, аргиллиты, прослои и линзы конгломерато-брекчий) мощностью 045.0 м. Маломощные (обычно первые сантиметры, максимально до 10–15 см) белые прослои контрастно выделяются среди сероцветных аргиллитов и алевролитов,  при этом вмещающие породы не подвержены каким-либо видимым изменениям. Анализируя материал по различным скважинам, можно отметить, что тонкие прослои нацело изменены, тогда как в более мощных вулканогенных прослоях белые разности расположены в подошве.

В маломощных светлых прослоях  (однородных вулканогенных иньекциях), имеющих резкие контакты с вмещающими породами,  нередко проявлена миндалекаменная текстура. Миндалины составляют примерно 8 % от породы, обладают округлой или неправильной амебообразной формой. Размер варьирует от 0.8 до 3 мм. Миндалины имеют сложное заполнение, наблюдается карбонат нескольких генераций, аморфное вещество (аналог опала с примесью сульфидного материала) во многих миндалинах краевая внутренняя часть выполнена мусковитом. Под микроскопом порода характеризуется порфировой, с элементами гломеропорфировой, структурой и трахитовой основной тканью. Порфировые, чаще гломеропорфировые вкрапленники (сростки двух–трех кристаллов) представлены калиевым полевым шпатом (КПШ) таблитчатой формы размером не более 0.2–0.6 мм. Часть вкрапленников замещается карбонатом. Основная ткань сложена удлиненными микролитами (лейстами) КПШ, интерстиции между которыми заполнены стекловатой массой.

Миндалекаменная текстура, порфировая структура, реликты стекла – все это ясно указывает на то, что первичная порода была вулканической, однако присутствие КПШ и мусковита/серицита позволяет предположить, что протолит подвергся мощному процессу К-метасоматоза. При рассмотрении метасоматической версии трудно объяснить, почему К-метасоматоз «избегает» миндалины, в них никогда не наблюдается КПШ, тогда как вся микролитовая основная масса и вкрапленники – сложены им.

При микрозондовых исследованиях была подтверждена петрографическая характеристика породы и была обнаружена тонкорассеянная мелкодисперсная специфичная рудная минерализация, схожая с охарактеризованной ранее именно для щелочных основных вулканитов (Варламов и др., 2010).

Миндалины заполнены зональным анкеритом (с варьирующими соотношениями Ca:Mg:Fe), с включениями высокомагнезиального анкерита. Калиевый шпат как во вкрапленниках, так и в микролейстах отвечает КПШ (?) и достаточно устойчив по составу, не содержит значительных примесей Na, Ca, Ba. Состав КПШ, предельно чистый K₂O до 16 мас. %, редко есть составы с Na₂O – 0.04-0.4 и CaO – 0.11-0.17. Стекла по составу – алюмо-кремниевые (Al:Si ≈0.9), без прочих компонентов (в некоторых случаях – до 5–6 мас. % TiO₂), вероятно, с большим количеством воды (до 15 мас. %).

В породах установлено присутствие нескольких типов рудной минерализации различного состава – сульфиды, интерметаллиды, оксиды. Основные фазы сульфидов – довольно крупные халькопирит и пирит, реже галенит; интерметаллиды и оксиды представлены мелкими, в виде одиночных (до 5–10 на аншлиф) микрозерен – медистое золото (до 3 мкм, до 20 ат. % Cu), вюстит (до 10 мкм, в форме шариков, иногда с элементами огранки), молибденит, интерметаллиды Fe, W, Zn и Sn (или, возможно, их карбиды – это требует доизучения). Как правило, размеры микровыделений минералов не превышают первых микрометров, локализованы они на стыках зерен, на границах прожилков, миндалин, в карбонатах миндалин заполнения. В виде обычных твердофазных включений в минералах данные выделения не встречены. Формы микрозерен – округлые изометричные, реже вытянутые или занозистые. Ассоциации минералов указывают на высоковосстановительный характер среды минералогенеза. Приуроченность интерметаллидов к деформационным структурам пород (сколы, трещины, пустотки, межзерновые границы и т.п.) позволяет предположить их генезис в заведомо неравновесных условиях на самых последних стадиях становления вулканических тел или позднее,  в процессе их позднейших преобразований. В отличие от описанных ранее подобных микроминеральных ассоциаций здесь присутствуют сульфиды, что, по-видимому, значительно снизило количество интерметаллидно-оксидных фаз в породе.

Петрохимически исследуемые породы характеризуются  содержанием SiO₂ равным  48.50 мас.%, типичным для базальтоидов, однако содержание K₂O равно 9 мас.%, при незначительном содержании Na₂O, характерно повышенное содержание TiO₂ – 1.38 мас.% (табл.1).

Таблица 1. Химический состав (мас, %) базальтов и ультракалиевых пород Южного Тимана

Примечание: 2 – базальт, 03-02-02 – ультракалиевые породы.

В базальтах ярегской свиты  SiO₂=48.95 мас.%, содержание K₂O ничтожно мало 0.21, при содержании Na₂O равном 5.11 мас. %, содержание TiO₂ – 0.84 мас. %.

Содержания элементов-примесей в ультракалиевых породах представлены в таблице (табл. 2).

Таблица 2. Содержание элементов-примесей (г/т) в ультракалиевых породах Южного Тимана.

Примечание: определения содержаний элементов проведены методом ICP MS LA, ВСЕГЕИ, г. Санкт-Петербург.

Суммарная концентрация рзэ равна 91.64 г/т. В образце отмечается в целом уменьшение хондрит-нормированных значений от легких лантаноидов к тяжелым (La_n=27.81, Lu_n=10.25), но при этом наблюдается обогащение в части среднего спектра (Nd_n=36.33, Sm_n=36.77). Нормированные на хондрит (C1, Boynton, 1984) спектры распределения имеют при этом дугообразный вид, при этом выделяется четко проявленный Eu минимум. Спайдер диаграмма (нормированные на N-MORB, Сондерс, Тарни, 1987) характеризуется резко повышенным относительно нормы содержанием Rb и K, заметным обеднением Sr и незначительным обогащением Ba по отношению к базальтам типа N-MORB. Обогащение калием и имеющим к нему близкое сродство рубидием, связано на наш взгляд с наложенными на первичную породу метасоматическими преобразованиями, с ними же вероятно связано и обеднение ультракалиевых пород европием.

Могут ли эти породы быть первично магматическими, например щелочными базальтами или трахитами или являются метасоматически преобразованными базальтами? Подобные породы известны на Среднем Тимане давно, и взгляды на происхождение этих образований расходятся (Макеев и др., 2008, Мальков и др., 2006, Udoratina et. al, 2010). Однако рудные минералы исследованных ранее дайковых «ультракалиевых трахитов» (Udoratina et. al, 2010) разительно отличаются от приведенных выше. Поэтому мы предполагаем, что изученные нами породы относятся к ранее описываемым исследователями как фельшпатолиты метасоматического генезиса. Наличие весьма необычной рудной минерализации (интерметаллиды, самородные элементы, вюстит, сульфиды) выявленной в исследуемых образованиях, наряду с другими данными позволяет достаточно уверенно предположить первично вулканогенный генезис описываемых пород, на которые впоследствии, возможно, был наложен калиевый метасоматоз, источник которого неясен.

Литература:

Варламов Д. А., Онищенко С. А., Соболева А. А. Благороднометалльная минерализация в ультракалиевых вулканитах основного состава поднятия Енганэпэ (Полярный Урал) // «Геоматериалы для высоких технологий, алмазы, благородные металлы, самоцветы Тимано-Североуральского региона» Материалы Всероссийского минералогического семинара. – Сыктывкар: Геопринт, 2010. с. 121–124.

Макеев А. Б., Лебедев В. А., Брянчанинова Н. И. Магматиты Среднего Тимана. – Екатеринбург, УрО РАН, 2008. 348 с.

Мальков Б. А., Филлиппов В. Н., Швецова И. В. Тиманит – уникальная высокотитанистая ультракалиевая разновидность трахита: Средний Тиман, поздний палеозой // Вестник Ин-та геологии Коми НЦ УрО РАН, 2006. № 2. С. 13–21.

Сондерс А. Д., Тарни Дж. Геохимические характеристики базальтового вулканизма в задуговых бассейнах. В кн.: Геология окраинных бассейнов. М. Мир. 1987, с.102-133.

Boynton W. V. Geochemistry of Rare Elements Meteorite Studies // Rare Earth Element Ceohemistry. Amsterdam, 1984. P. 63–114.

Udoratina O. V., Burtsev I. N., Kulikova K. V., Varlamov D. A. Ultra-potassium Trachytes from Middle Timan // Geochemistry of magmatic rocks-2010: Abstracts of XXVII International Conference School “Geochemistry of Alkaline rocks”– Moscow-Koktebel, 2010. p.211–213.