Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,560

FLUID REGIME OF OXIDIZED ABD REDUSED AURIFEROUS GRANITOID SYSTEMS

Gusev A.I. 1
1 The Shukshin Altai State Academy of Education
Рассчитаны фугитивности, парциальные давления O2, H2O, CO2, HCl и HF, коэффициент восстановленности флюидов. Выявлены окисленные и восстановленные магматогенные флюидные системы. Сопоставлены некоторые параметры флюидного режима магмо-рудно-метасоматических систем Алтайского региона с таковыми крупных и гигантских золоторудных месторождений мирового класса: Мурунтау, Кирклей-Лэнд и другие. Окисленные магматогенные флюиды золотоносных гранитоидов генерируют проявления, мелкие и средние по запасам золота месторождения. Восстановленные магматогенные флюиды способствуют образованию крупных и супергигантских месторождений золота.
Fugacities, partial pressure of O2, H2O, CO2, HCl and HF, coefficient of redused of fluid calculated. The oxidized and reduced magmatic fluid systems discovered. Some parameters of fluid regime magmo-ore-metasomatic systems Altai region compared with so of large and giant gold ore deposits world class: Muruntau, Kirclay-Land and other. Oxidized magmatic fluids of auriferous granitoids generated manifestation, little and mean deposits on assay value of gold. Reduced magmatic fluids promoted formation large and supergiant deposits of gold.
oxidized of fluids
reduced
temperature
fugacity
partial pressure
fluid regime
granitoids
biotite
intrusive magmatism

Теоретические аспекты магматогенных флюидов являются одними из актуальных фундаментальных проблем геологии. Магматогенные флюиды играют важнейшую роль в генерации различных магматитов и связанных с ними рудных полезных ископаемых [3-5]. К числу важнейших характеристик магматогенных флюидов относятся температура, флюидное давление кристаллизации конкретных массивов, с которыми связаны пространственно и парагенетически различные типы оруденения, а также фугитивность кислорода, углекислоты, фтора, хлора, парциальные давления воды, углекислоты, восстановленность и окисленность флюидов и другие параметры.

Методика оценки основных параметров флюидного режима (температур кристаллизации магм, фугитивностей и парциальных давлений летучих компонентов) описана в работе [3, 4] с использованием экспериментальных и теоретических работ Д. Уонза и Х. Эйгстера [14], Д. Якобса, В. Пэрри [12], Дж. Манза, С. Лудингтона [13] и других. Режим фтора во флюидах можно определять по геофториметрам (с использованием составов слюд), разработанным А.М. Аксюк [1]. Указанные параметры флюидного режима золотоносных систем определены для гранитоидов различных типов золотого оруденения России и других регионов мира по авторским и опубликованным данным [8, 11].

Цель исследования – оценить сравнить параметры флюидного режима окисленных и восстановленных гранитоидных систем, с которыми связано золотое оруденение.

Флюидный режим окисленных гранитоидных систем

Ранее нами детально рассмотрены геологические аспекты, особенности флюидного режима гранитоидов Синюхинского массива и даек и установлена важная роль летучих компонентов, и в первую очередь, хлора, как активного переносчика золота в магматогенных флюидах [2, 3]. Получены новые данные о не менее важной роли в становлении золото-генерирующих гранитоидов Горного Алтая и Синюхинской МРМС и плавиковой кислоты.

Весьма важный вывод из анализа диаграммы (рисунок) сводится к тому, что некоторые МРМС (Синюхинская, Майская, Лога № 26, Чуринская, Кульбичская) показывают резкое увеличение концентраций HF во флюидах поздних даек, формировавшихся из остаточных расплавов глубинных магматических очагов, в которые поступали дополнительные порции мантийных базальтоидных магм и трансмагматических флюидов.

fluid1.tif

Диаграмма log MHF – T°C по А.М. Аксюк [1] во флюидах золотогенерирующих гранитоидов Горного Алтая и юга Горной Шории (построена автором): А – низкофтористый тренд для медно-молибден-порфировых месторождений (Аксуг, Шахтама, Санта Рита и др.). Тренды для региона: I – низко фтористый, II – умерено фтористый, III – высоко фтористый. Породы региона: 1 – гранит Тавдушинской интрузии (Р2-Т1); Атуркольский массив (Р2-Т1): 2 – лейкогранит, 3 – гранит, 4 – грейзен; Рыбалкинский массив (D3): 5 –лейкогранит умеренно щелочной, 6 – тоналит; 7 – адамеллит Верхне-Бащелакского массива; 8 – гранодиорит Кудрихинского массива (D3); ульменский комплекс (Є2): 9 – кварцевый монцонит, 10 – гранодиорит (дайка), 11 – сиенит (дайка); 12 – гранодиорит барангольского комплекса (Є2); Топольнинский массив (D2): 13 – гранит, 14 – гранодиорит; Синюхинский комплекс (D1): 15 – гранодиорит, 16 – гранит-порфир, 17 – габбро; Кульбичский комплекс (D2): 18 – лейкогранит, 19 – кварцевый диоритовый порфирит (дайка), 20 – гранодиорит-порфир (дайка); 21 – плагиогранит (дайка баранчинского комплекса – D2); Байгольский комплекс (D2): 22 – лейкогранит, дайки: 23- кварцевый монцодиорит (Чуря), 24 – граносиенит (Чуря); Садринский комплекс: Майский массив (Є3): 25 – монцодиорит, 28 – тоналит, 29 – гранодиорит, дайки: 26 – кварцевый монцонит, 27 – кварцевый сиенит; синюхинский комплекс (D1): Каратурукский массив (Оюкское месторождение): 30 – тоналит, 31 – гранодиорит; байгольский комплекс (D2): Майско-Семёновский участок, дайки: 32 – гранит-порфир, 33 – кварцевый сиенит; куяганский комплекс (D2), дайки: 34 – гранит-порфиры; Топольнинский комплекс (D2): Мало-Топольнинская интрузия (месторождение Лог № 26): 35 – лейкогранит, 36 – гранодиорит, 37 – гранит, 38 – дайка кварцевого сиенита

Повышенная фтороносность заключительных фаз и дифференциатов магматических систем реализовывалась в появлении редкометалльного оруденения на юге Синюхинского рудного поля, на востоке Чойского рудного поля, в поздних стадиях гидротермального процесса в составе руд месторождения Лога № 26 (шеелит, касситерит, молибденит).

По данным А.М Аксюк [1] это свойственно открытым системам по фтору в ходе дифференциации магматического очага и его концентрации поддерживались потоком богатого фтором трансмагматического флюида. Повышенная фтороносность заключительных фаз и дифференциатов магматических систем реализовывалась, не только в становлении золотого и медного оруденения, но и в появлении редкометалльного оруденения на юге Синюхинского рудного поля, на востоке Чойского рудного поля, в поздних стадиях гидротермального процесса в составе руд месторождения Лога № 26 (шеелит, касситерит, молибденит, молибдошеелит). В табл. 1 приведены параметры флюидного режима гранитоидов Горного Алтая и Горной Шории. Окисленные МРМС имеют весьма низкий показатель коэффициента восстановленности. В окисленных системах этот коэффициент не превышает значения 0,2 (Синюхинская, Топольнинская, Таджилинская, Актуринская, Усть-Чуйская). В них основную роль в переносе золота играли комплексы хлора.

Таблица 1

Параметры флюидного режима некоторых золотогенерирующих гранитоидов Рудного, Горного Алтая и Горной Шории (фугитивность и давление даны в 102 кПа)

Магмо-рудно-метасоматические системы, породы

Типы гранитоидов

T˚ C

lg fO2

fH2O

pH2O

pCO2

lg fO2

fH2O

lg fHF

fHCl

Kвос

(pH2O+pCO2)

pH2O

Змеиногорско-Зареченская:

гранодиориты

I-МС

685

-10,6

0,68

0,82

0,9

-13,6

-3,0

0,2

2,10

Синюхинская:

тоналиты

гранодиориты

Топольнинская:

гранодиориты

Бащелакская:

гранодиориты

I-WC

I-WC

I-SC

I-MC

840

845

560

620

-4.9

-4.8

-12.5

-11.0

0.9

1.2

0.77

0.66

1.1

1.7

0.93

0.81

1.3

1.8

1.2

0.89

-7.9

-7.8

-15.6

-13.9

-3.8

-3.9

-2.6

-3.1

0.12

0.14

0.15

0.19

2.20

2.10

2.3

2.09

Актуринская:

гранодиориты

Усть-Чуйская:

гранодиориты

I-WC

I-WC

800

750

-5,6

-4,2

0,41

0,35

0,43

0,48

0,42

0,42

-8,6

-7,2

-3,55

-3,41

0,13

0,11

1,97

1,87

Примечание. T°C – температура кристаллизации; lg fO2 – логарифм фугитивности кислорода; fH2O – фугитивность воды; pH2O, pCO2 – парциальное давление воды и углекислоты; lg fO2/fH2O – логарифм отношений фугитивностей кислорода и воды; Квост – коэффициент восстановленности флюидов. Типы гранитоидов: I-WC – I-тип слабо контаминированный; I-MC – I-тип умеренно контаминированный; I-SC – I-тип сильно контаминированный; I-SCR – I-тип сильно контаминированный и редуцированный.

Флюидный режим восстановленных гранитоидных систем

Весьма специфичен флюидный режим восстановленных гранитоидных систем. Параметры флюидного режима для рудогенерирующих гранитоидов типичных представителей золото-черносланцевого оруденения и жильного золото-сульфидно-кварцевого, приуроченного к зеленокаменному поясу Абитиби приведены в табл. 2.

Для обоих типов МРМС реставрируются очень высокие значения общего давления при их кристаллизации, а также флюидов, что свойственно абиссальной фации глубинности становления рудогенерирующих гранитоидов. Храктерны более высокие значения воссатновленности флюидов и концентрации MHF в постгранитных дайках, указывающие на подток более глубинных траснмагматических флюидов при их формировании.

Таблица 2

Некоторые параметры флюидного режима гигантских золоторудных МРМС (фугитивность и давление даны в 102 кПа)

Параметры флюидного режима

1

2

3

4

5

Т˚С

910

920

900

890

900

fO2

-13,3

-14,8

-12,4

-13,6

-14,3

fH2O

2355

2456

3225

3116

3872

pH2O

2450

2345

2820

2610

3550

pCO2

2560

3100

2950

2390

3728

lgfHF/lgfHCl

-2,1

-1,7

-2,25

-2,14

-1,55

К вос

0,65

0,67

0,71

0,77

0,85

MHF

0,012

0,076

0,023

0,084

0,112

Примечание. T °C – температура кристаллизации; lg fO2 – логарифм фугитивности кислорода; fHF, fH2O – фугитивности плавиковой кислоты и воды; pH2O, pCO2 – парциальное давление воды и углекислоты; Квост – коэффициент восстановленности флюидов; MHF – концентрации плавиковой кислоты во флюидах в моль/дм3 по [1]; МРМС Киркленд Лейк: 1 – Интрузия, 2 – дайка гранит-порфира; МРМС Мурунтау: 3 – гранодиоиты Сардаринского массива, 4 – дайка сиенитов, 5 – дайка гранодиорит-порфиров.

Таким образом, для формирования гигантских магмо-рудно-метасоматических золоторудных систем важное значение имели не только показатели восстановленности среды, но и степень контаминации корового материала, протекавших в глубинных условиях. В случае плюмовой природы в системах наблюдаются резкие колебания изотопов стронция и неодима, вызванные неоднократным подтоком более глубинных и восстановленных флюидов. По этой же причине в поздних дайках наблюдаются более высокие значения восстановленности флюидов и высокие концентрации плавиковой кислоты.

Расшифровка флюидного режима интрузивных образований золоторудного поля Мурунтау (табл. 3) показывает, что гранитоиды Сардаринского массива и дайки гранодиорит-порфиров характеризуются очень высокими давлениями (9÷6 МПа) (по соотношениям AlVI к AlIV в биотитах) и температурами (890-900 ºС) при кристаллизации, что отвечает условиям абиссальной фации. Во флюидном режиме гранитоидов отмечены высокие значения фугитивностей и парциальных давлений HCl, H2O и CO2 (табл. 3).

Таблица 3

Некоторые параметры флюидного режима дифференциатов МРМС Мурунтау

Параметры флюидного

режима

Граниты Сардаринского массива

Аляскитовые граниты Мурунской интрузии

Дайки

Сиенит-порфиров

Гранодиорит-порфиров

Керсантитов

Т˚С

900

870

890

900

910

f O2

-12,4

-13,1

-13,6

-14,3

-14,8

f H2O

3225

2350

3116

3872

3125

p H2O

2820

2950

2610

3550

2810

p CO2

2950

3100

2390

3728

4245

lgfHF/lgfHCl

-2,25

-2,1

-2,14

-1,55

-1,2

К вос

0,71

0,72

0,77

0,85

0,88

у

186,3

187,2

188,4

190,8

191,2

MHF

0,023

0,105

0,084

0,112

0,136

Примечание. Т °С – температура кристаллизации пород; f O2, f H2O – фугитивности кислорода и воды, соответcтвенно, в 102 кПа; p H2O, p CO2- парциальные давления воды и углекислоты, соответственно, в 102 кПа ; К вос. – коэффициент восстановленности флюидов по Ф.А. Летникову; у – потенциал ионизации биотитов по В.А. Жарикову; MHF – концентрации плавиковой кислоты во флюидах в моль/дм3 по [1].

Характерны более высокие параметры парциальных давлений воды и углекислоты во флюидах аляскитовых гранитов Мурунской интрузии по сравнению с гранитами Сардаринского штока. Флюиды характеризовались высокой восстановленностью (Квос). Магматогенные флюиды имели низкие летучести кислорода и повышенные значения восстановленности флюидов в дайковых образованиях, а также заметно были обогащены водой, углекислотой и хлором (табл. 3). Характерны более высокие значения восстановленности флюидов и концентрации фтора (MHF) в постгранитных дайках, особенно в керсантитах, указывающие на подток более глубинных трансмагматических флюидов при их формировании. Возможно, что этот источник был глубже астеносферного, так как формирование комплексной рудной системы Мурунтау происходило в постколлизионной обстановке, инициированной плюмтектоникой [6]. Вероятно, формирование МРМС Мурунтау происходило в результате высокотемпературных сверхглубинных флюидов, характеризующихся повышенной магнезиальностью (широкий и мощный ореол флогопитовых метасоматитов) и обогащённостью S, Ni, Co, Au, Ag, Mo, Pt, Pd, Bi и другими, халькофильными элементами, имеющими первичную плюмовую природу, как это считает Ф.А. Летников [10]. Высоко редуцированное состояние расплавов создаёт условия для кристаллизации таких акцессориев, как ильменит и пирит. Известно, что в сильно восстановленных магмах сера присутствует в виде HSˉ, которая более растворима в силикатных расплавах и способствует образованию сульфидных глобулей, селекционирующих золото из расплава [9]. Главной геохимической отличительной особенностью восстановленных золоторудных систем от окисленных интрузивно-связанных является ассоциация золота с вольфрамом и отсутствие аномалий меди. Вольфрам в скарновых месторождениях (Рэй Галч вольфрамовый скарн на Дублин Галч (Аляска), Чойское скарновое золото-теллуридное месторождении Горного Алтая) пространственно обособлен от золота. Как правило, золото на таких объектах накладывается в составе сложных прожилков на вольфрамовые скарны.

Интерпретация результатов

Приведенные результаты показывают, что в Горном Алтае распространены золотоносные гранитоиды окисленного типа. Для них характерны коэффициент восстановленности флюидов, не превышающих значения 0,2. В них основную роль в переносе золота играли комплексы хлора. Такие МРМС малопродуктивны. Они формируют проявления, мелкие и средние по запасам месторождения. Несколько более продуктивными являются системы, в которых отмечается открытость систем по фтору.

МРМС, характеризующиеся восстановленным режимом магматогенных флюидов, высокими парциальными давлениями воды, углекислоты. Для них характерны значения коэффициента восстановленности флюидов более 0,5. Перечисленные летучие компоненты наряду с комплексами хлора, бора, HS- имеют важнейшее значение в переносе золота магматогенными флюидами [3, 4, 6, 8].

Заключение

В окисленных и восстановленных магматогенных флюидах золотоносных гранитоидов селекционирование из расплавов и перенос золота осуществляют различные летучие компоненты. Природные восстановленные системы подтверждают экспериментальные данные о предпочтительной редуцированной обстановке для экстракции золота из фельзических расплавов, их переносе хлоридными и HS- комплексами в составе магматогенных флюидов к местам рудолокализации. В окисленных и восстановленных системах важное значение имеет открытость систем по фтору. Более крупные по запасам золота дают восстановленные золоторудные системы.