Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,736

ФЛЮДНЫЙ РЕЖИМ ОКИСЛЕННЫХ И ВОССТАНОВЛЕННЫХ ЗОЛОТОНОСНЫХ ГРАНИТОИДНЫХ СИСТЕМ

Гусев А.И. 1
1 Алтайская государственная академия образования им. В.М. Шукшина
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.
интрузивный магматизм
биотит
гранитоиды
флюидный режим
парциальное давление
фугитивность
температура
восстановленность и окисленность флюидов
1. Аксюк А.М. Экспериментально обоснованные геофториметры и режим фтора в гранитных флюидах // Петрология, 2002. – T.10. – № 6. – С. 630-644.
2. Гусев А.И. Интрузивный магматизм Синюхинского золоторудного узла // Геология и геофизика, 1994. – № 11. – С. 28-40.
3. Гусев А.И. Металлогения золота Горного Алтая и южной части Горной Шории. – Томск: Изд-во STT, 2003. – 308 с.
4. Гусев А.И., Гусев Н.И. Магмо-флюидодинамическая концепция эндогенного рудообразования на примере Горного Алтая и других регионов // Региональная геология и металлогения, 2005. – № 23. – С. 119-129.
5. Гусев А.И. Эпитермальное оруденение благородных металлов Горного Алтая и Горной Шории // Известия Томского политехнического университета. Томск. –2005. – Том 308, № 3. – С. 32-35.
6. Гусев А.И., Гусев Н.И. Флюидный режим и петрология шошонитовых гранитоидов супергигантского золоторудного месторождения Мурунтау // Фундаментальные исследования, 2012, № 6 (часть 1). – С. 13-18.
7. Гусев А.И., Гусев А.А. Шошонитовые гранитиды: петрология, геохимия, флюидный режим и оруденение. – М.: Изд-во РАЕ, 2011. – 128 с.
8. Гусев А.И. Петрология золотогенерирующего магматизма. – М.: Изд-во РАЕ, 2012. – 160 с.
9. Коробейников А.Ф., Гусев А.И. Поведение золота в расплавах и особенности его фракционирования // Известия Томского политехнического университета, 2013. – № 1. Т.323. – С. 142-148.
10. Летников Ф.А. Сверхглубинные флюидные системы Земли и проблемы рудогенеза // Геология рудных месторождений, 2001. – Т. 43. – № 4. – С. 291-307.
11. Gusev A.I. The petrology of gold-generating granitoids of Russia // International journal of applied and fundamental research, 2008. – № 3. – Р. 58-61.
12. Jacobs D.C., Parry W.T. Geochemistry of biotite in the Santa Rita Porphyry Copper Deposit, New Mexico // Econ. Geol., 1979. – V. 74. – № 4. – P. 860-887.
13. Munoz J.L., Ludington S.D. Fluoride-Hydroxyl exchange in biotite // Amer. J. Sci., 1974. – V. 247. – № 4. – P. 396-413.
14. Wones R.D., Eugster H.P. Stability of biotite // Amer. Mineral., 1965. – V. 50. – № 9. – Р. 1228-1272.

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.


Библиографическая ссылка

Гусев А.И. ФЛЮДНЫЙ РЕЖИМ ОКИСЛЕННЫХ И ВОССТАНОВЛЕННЫХ ЗОЛОТОНОСНЫХ ГРАНИТОИДНЫХ СИСТЕМ // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 2. – С. 71-75;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=33230 (дата обращения: 21.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074