Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Поведение стабильных изотопов (O, C, S) в гидротермально-метасоматическом рудообразовании на месторождении Сухой Лог
ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Поведение стабильных изотопов (O, C, S) в гидротермально-метасоматическом рудообразовании на месторождении Сухой Лог"

На правах рукописи доты - -

ИКОННИКОВА ТАТЬЯНА АЛЕКСАНДРОВНА

ПОВЕДЕНИЕ СТАБИЛЬНЫХ ИЗОТОПОВ (О, С, в) В ГИДРОТЕРМАЛЬНО-МЕТАСОМАТИЧЕСКОМ РУДООБРАЗОВАНИИ НА МЕСТОРОЖДЕНИИ СУХОЙ ЛОГ

Специальность 25.00.09 - геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва-2010

1 6 при ?пю

004618269

Работа выполнена в Учреждении Российской Академии Наук Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ) РАН.

Научный руководитель: кандидат геолого-минералогических наук

Дубинина Елена Олеговна

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

Покровский Борис Глебович

доктор геолого-минералогических наук Прокофьев Всеволод Юрьевич

Ведущая организация: Учреждение Российской Академии Наук Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН)

Защита состоится 21 декабря 2010 г. в 1400 на заседании диссертационного совета Д 002.122.01 ИГЕМ РАН по адресу 119017, Москва, Старомонетный пер., д. 35

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГЕМ РАН Автореферат разослан 19 ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат геолого-минералогических наук

Юдовская М. А.

Актуальность темы. Изучение генезиса крупных и уникальных рудных месторождений, таких как месторождение золота Сухой Лог, является одним из ведущих направлений современной геологии и геохимии. Важное место в этих исследованиях занимают вопросы источников вещества и условий образования таких месторождений. При этом наиболее информативными являются изотопно-геохимические методы, в том числе методы геохимии стабильных изотопов, которые позволяют провести оценку физико-химических параметров формирования руд, установить происхождение и формирование изотопных параметров рудообразующих флюидов.

Объектом исследования диссертационной работы является уникальное месторождение золота Сухой Лог (Байкало-Патомское нагорье, Россия). Это месторождение активно исследуется с применением современных изотопно-геохимических методов. Однако данные об изотопном составе кислорода кварца жил, прожилков и вмещающих их пород, а также об изотопном составе кислорода и углерода карбонатов жил и вмещающих пород и об изотопном составе серы сульфидов на месторождении Сухой Лог существуют в ограниченном количестве, и большинство из них получено с применением устаревших методов.

Целью работы являлось исследование поведения стабильных изотопов легких элементов в гидротермально-метасоматическом рудообразовании на месторождении Сухой Лог путем систематического изучения изотопных систем кислорода, углерода и серы в жильных минералах и вмещающих породах месторождения.

Исходя из поставленной цели, были решены следующие задачи исследования:

(1) изучена применимость метода фторирования для изотопного анализа кислорода пород сложного состава (силикат-карбонатных сланцев);

(2) проведен изотопный анализ кислорода в жильных минералах (кварц, мусковит) и вмещающих породах месторождения Сухой Лог; изотопный анализ углерода и кислорода в карбонатах жил и вмещающих пород; изотопный анализ серы пирита и галенита из прожилково-вкралленного и жильного типов минерализации месторождения Сухой Лог;

(3) оценены температура, режим изотопного обмена и роль флюидной фазы при формировании изотопного состава изученных минералов и пород.

Фактический материал. В основу диссертации легли результаты исследований, проведенных автором в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ РАН. Образцы пород для изотопных исследований были отобраны при участии автора в течение полевого сезона (2009г.) на территории месторождения Сухой Лог, часть образцов любезно предоставлены Сарояном М.Р., Чугаевым A.B., Юдовской М.А. (ИГЕМ РАН) и Кряжевым С.Г. (ЦНИГРИ).

Методы исследования. Изотопный состав кислорода минералов кварц-карбонатных жил, кварцевых прожилков, кварц-сульфидных прожилков, гнезд и линз, а также вмещающих пород месторождения Сухой Лог был определен методами объемного фторирования и фторирования с применением лазерного нагрева. Измерения проведены на масс-спектрометре Deltaplus (Thermo-Finnigan). Величины 8lsO, полученные методом фторирования с применением лазерного нагрева для 51 образца кварца, 6 образцов мусковита и 45 образцов вмещающих пород, были использованы при оценке температуры и б180 водного компонента флюида. Изотопный состав кислорода и углерода в карбонатах (24 образца жильных и нежильных карбонатов и 17 образцов рассеянного карбоната вмещающих пород) определен методом CF-IRMS на масс-спектрометре DeltaV+ (Thermo-Finnigan) с использованием устройства GasBench II. Изотопный состав серы определен методом CF-IRMS в 30 образцах пирита и в 2 образцах галенита на масс-спектрометре DeltaV+ (Thermo-Finnigan) с использованием элементного анализатора FtashHT. Изотопные исследования сопровождались анализом химического состава вмещающих пород с помощью РФА метода (ИГЕМ РАН).

Научная новизна работы. Проведено комплексное изучение жильных минералов и вмещающих пород месторождения Сухой Лог современными (фторирование с применением лазерного нагрева, CF IRMS) изотопными (О, С, S) методами. Впервые расчетным путем показано, что формирование жильных минералов (кварца и анкерита) происходило из флюида, который находился в изотопном равновесии с вмещающими терригенно-карбонатными породами в порододоминирующем режиме. Проведено детальное исследование поведения изотопно-кислородной системы силикатов и изотопно-углеродной, изотопно-кислородной систем карбонатов в зоне контакта вмещающие породы - жильные минералы. Изучен изотопный состав серы в метакристалле пирита по всей площади среза, что стало возможным при использовании метода локального механического микроотбора (навеска составляла 0.15 мг) и измерений 834S на высокочувствительном современном масс-спектрометре DeltaV+ (Thermo-Finnigan) без потери точности изотопного анализа.

Практическая значимость работы. Полученные изотопные (О, С, S) результаты значительно расширяют современные представления об образовании крупномасштабных золоторудных объектов, связанных с породами черносланцевой формации. В Бодайбинском золоторудном районе выявлено не только уникальное месторождение золота Сухой Лог, а также менее богатые месторождения и рудопроявления: Чертово Корыто, Верненское, Голец Высочайший, Ожерелье и другие. Проведенные изотопные (О, С, S) исследования месторождения Сухой Лог

дают информацию, которая может быть использована при сравнительном анализе с другими месторождениями золота в этом районе, либо с месторождениями подобного генетического типа. Выявление роли, режима и условий взаимодействия флюид-порода, которым посвящена значительная часть работы, имеет большое значение для расшифровки источника и процессов транспортировки рудного вещества.

Защищаемые положения.

1. Разработан метод изотопного анализа кислорода в породах силикат-карбонатного состава, основанный на разложении проб в атмосфере Вг?5 с использованием лазерного нагрева. Показано, что для проб, содержащих до 20% карбонатного вещества, этот метод дает правильные результаты. Использование метода объемного фторирования приводит к получению заниженных значений величин 5180.

2. Формирование изотопного состава кислорода кварца и анкерита кварц-карбонатных жил на месторождении Сухой Лог контролировалось изотопным обменом с вмещающими терригенно-карбонатными породами в порододоминирующем режиме в присутствии водного флюида. Величина 5180 флюида изменялась от 12 до -1 %о по мере снижения температуры от 400 до 110°С.

3. Вмещающие терригенно-карбонатные породы на месторождении Сухой Лог являются источником карбонатного материала, переотложенного в гидротермально-метасоматическом процессе. Поведение изотопных систем С и О карбонатных минералов показывает, что взаимодействие карбонатов вмещающих пород с гидротермальными растворами происходило при низких, а карбонатов жил - при высоких соотношениях флюид/минерал.

4. Пирит, минимально измененный в гидротермально-метасоматическом процессе на месторождении Сухой Лог, характеризуется высокими (около 20 %о) величинами 5345. В рудных зонах наблюдается снижение 8345 пирита до 7.5-15.5 %о, связанное с его гидротермальной перекристаллизацией. Ведущим источником серы пирита на месторождении являлись вмещающие терригенно-карбонатные породы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 4-х глав, введения, заключения и дополнительных материалов, включающих результаты химического анализа пород (Приложение № 1) и сводную таблицу изотопных характеристик (О, С, 8) образцов с месторождения Сухой Лог (Приложение № 2). Основной материал работы изложен на 123 страницах, которые содержат 7 таблиц и 34 рисунка. Список цитируемой литературы включает 103 наименования.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 2 статьи в рецензированных журналах, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России. Результаты исследований докладывались на 4-х российских конференциях: IV

Российской конференции по изотопной геохронологии (Санкт-Петербург, 2009), Конференции молодых ученых (Иркутск, 2009), Конференции, посвященной 80-тию ИГЕМ РАН (Москва, 2010), XIX симпозиуме по геохимии изотопов имени академика А.П. Виноградова (Москва, 2010).

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю Е.О. Дубининой. Автор благодарен заведующему лабораторией изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ член-корреспонденту РАН И.В. Чернышеву за постоянную помощь и ценные советы при написании работы, A.B. Чугаеву, К.Н. Шатагину за ценные комментарии и полезные замечания, полученные при обсуждении глав диссертации. Особая благодарность A.B. Перкову, Н.И. Сердюку, Г.И. Сердюку и A.B. Леляеву, за помощь в усовершенствовании и поддержании работоспособности масс-спектрометрического оборудования лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ РАН. Автор признателен A.B. Чугаеву и М.Р. Сарояну за помощь в проведении и организации полевых работ, член-корреспонденту РАН Ю.Г. Сафонову за ценные замечания при обсуждении отдельных положений диссертации.

Глава 1. Месторождение Сухой Лог

Данная глава представляет собой литературный обзор, в котором приводится описание характерных черт некоторых гигантских месторождений золота, дается краткая геологическая характеристика месторождения Сухой Лог, а также рассматриваются ранее полученные изотопно-геохимические данные для этого месторождения.

Выявление характерных черт (структурных, минералогических, геохимических и т.д.) для гигантских месторождений важно при создании адекватной модели их генезиса. Кроме того, выявленные особенности могут быть использованы горнодобывающими компаниями при постановке поисково-разведочных работ как на флангах уже известных месторождений на стадии их доразведки, так и для открытия новых объектов.

Месторождение-гигант золота Сухой Лог, локализованное среди позднепротерозойских метаосадочных пород Байкало-Патомского нагорья, приурочено к ядерной части сухоложской антиклинали, сложенной терригенно-карбонатными породами хомолхинской и имняхской свит средне-верхнерифейского возраста [Буряк, 1982] (рис. 1). Рудная зона согласно ориентирована с осевой поверхностью антиклинали и содержит гидротермально-метасоматическую прожилковую и вкрапленную минерализацию. Золото сосредоточено главным образом в кварц-пиритовых прожилках, гнездах и линзах. Возраст гидротермально-метасоматической проработки вмещающих пород, с которой связывают

формирование основной части рудной минерализации на месторождении, оценивается в 447±6 млн. лет [Лаверов, 2007; Чернышев, 2009]. В позднем палеозое (321±14 млн. лет) произошло возобновление гидротермальной деятельности, которое привело к формированию малосульфидных золото-кварцевых жил [Лаверов, 2007].

Рис. 1. Схема геологического строения месторождения Сухой Лог [по Карпенко и др., 2006J

1-4 - рифейские терригенно-карбошттые породы: известняки и известковистые сланцы имняхской свиты: I-верхняя подсвита (R'im>), 2 — нижняя подсвита (R im¡); алевролиты, песчаники и сланцы хомолхинской свиты: 3 - верхняя подсвита (R2 ihm¡), 4 - средняя подсвита (R21hm2); 5 - гранича зоны прожилково-вкрапленной минерализации: б ~ взбросо-надвиговая тектоническая зона; 7 -рудные участки: Западный (а), СевероЗападный (б), Сухоложский (в). Центральный (г).

Геологоразведочные работы, проведенные на Сухоложском рудном поле в 2005 г., показали, что по геолого-структурному положению, условиям залегания, морфологии, составу и пространственному положению все рудные тела представляют единое месторождение Сухой Лог с выделенными участками - Западный, СевероЗападный, Сухоложский, Центральный [Карпенко и др., 2006] (рис. 1).

Месторождение Сухой Лог активно изучается с применением изотопно-геохимических методов [Дистлер, 1996; Лаверов, 2000, 2007; Meffre, 2008; Чугаев, 2007; Чернышев, 2009], в том числе с помощью геохимии стабильных изотопов [Заири и др., 1977; Константинов и др., 2002; Distler et al., 2004; Устинов и др., 2007; Large et al., 2007; Русинов и др., 2008; Гаврилов, Кряжев, 2008; Chang et al., 2008; Кряжев и др., 2009]. Несмотря на обширную базу изотопно-геохимических данных по месторождению Сухой Лог, наблюдаются существенные расхождения как в самих

изотопных данных, полученных для аналогичных образцов, так и в интерпретации этих данных, часто взаимоисключающие друг друга. Существующие противоречия во многом инициировали постановку задачи данной работы - проведения комплексных систематических изотопных исследований на месторождении Сухой Лог.

Глава 2. Методы изотопных исследований

В главе приведено описание метода объемного фторирования (ОФ) и метода фторирования с применением лазерного нагрева (ЛФ), которые были использованы при изучении кварцевых жил и прожилков. Специальный раздел главы посвящен исследованию применимости методов фторирования для изотопного анализа кислорода пород сложного состава (силикат-карбонатных сланцев).

Все измерения изотопного состава кислорода выполнялись на масс-спектрометре БЕЬТАр|1И фирмы Т11егто(Зие51 (Р1г^ап). Подготовка образцов для определения величин 5|80 в кварце и во вмещающих породах проводилась с использованием методов ОФ и ЛФ в присутствии реагента ВгР5. Схемы методов не имеют принципиального отличия, но, в целом, метод ЛФ имеет ряд преимуществ.

Размер образца уменьшается при ЛФ примерно в 10 раз по сравнению с методом ОФ, обычно для ЛФ размер образца составляет 1-2 мг. Это позволяет использовать более тщательно очищенные от механических примесей образцы минералов; производить измерения с высокой детальностью; анализировать минералы, которые в природе встречаются в малых количествах. Высокие температуры (около 1000°С), которые достигаются при лазерном нагреве, позволяют проводить анализ высокотемпературных минералов (оливина, циркона, граната), которые при ОФ не разлагаются полностью. Проведение реакции в оперативном режиме позволяет визуально контролировать ход реакции и полноту разложения образца, менять режим (мощность и фокусировку лазерного луча) для достижения полного протекания реакции фторирования. При ЛФ не происходит фракционирования кислорода из-за малого времени проведения реакции и высокой температуры. На разложение одного образца требуется не более 15-20 минут, что сводит к минимуму возможность загрязнения полученного газа атмосферными примесями.

Правильность полученных значений 5180 контролировалась регулярными измерениями внутреннего стандарта ГИН-1 (кварц) и международных стандартов ЫВБ-28 (кварц) и ЫВБ-ЗО (биотит). Погрешность полученных значений величин 5180 находилась на уровне ± 0.1 %о (кварц) и ± 0.2 %о (вмещающие сланцы) для метода ЛФ и на уровне ± 0.5 %о для метода ОФ.

Для образцов кварца с месторождения Сухой Лог величины б|80, определенные с помощью ОФ и ЛФ, являются близкими в пределах суммарной

погрешности методов. Однако образцы вмещающих сланцев, подготовленные методом ОФ, показали широкий диапазон вариаций 5180 и более легкий изотопный состав кислорода (б|80 от 7.8 до 16.3 %о), нежели подготовленные методом ЛФ (5180 от 13.0 до 17.3 %о). Причиной этому может являться присутствие в исследуемых образцах вмещающих сланцев значительного количества карбонатного материала.

Фторирование силикатной части образца проходит по реакции:

SiO, + 2BrF, -> SiF,

-2BrF, + 02.

0)

Фторирование карбонатной части образца можно представить либо в виде реакции с образованием С02:

СаСОз + BrFs -> СаО + С02 + BrF} -> CaF2 + BrF3 +2С01+-01,

(2)

либо без образования С02:

2СаСО, + 3£гГ5 -> 1СаР2 + 2CF4 + ЗВгР + 302. (3)

При образовании С02 во время фторирования велика вероятность искажения изотопного состава выделяющегося кислорода по реакции (2) из-за фракционирования между СаС03 и С02. Установлено, что при ОФ протекает реакция (2), чем меньше ее скорость и чем ниже температура, тем более вероятно искажение изотопного состава образца, причем это искажение должно быть направлено в сторону занижения величины 5180.

POLARIS

-Модель 1

Модель 2

----Модель 2"

измеренные значения

При ЛФ возможно протекание как

реакции (2), так и реакции (3). Для

ответа на вопрос - какая именно из

реакций реализуется при ЛФ, нами

была проведена проверка с

использованием двух искусственных

смесей кварца с кальцитом. В

качестве кварца использовался

внутренний стандарт POLARIS

(кварц с месторождения Желанное,

Полярный Урал, 5,80=12.4 %о), в Рис. 2. Сопоставление измеренных с применением качестве кальцита международный лазерного нагрева величин о и с модельными

расчетами стандарт NBS-18 (кальцит из

карбонатита, 5180-7 %о). Ожидаемый изотопный состав кислорода смеси может быть рассчитан исходя из двух разных моделей (рис. 2). Первая предполагает полное разложение как силикатной, так и карбонатной части смеси без образования С02 (реакция (3)). Вторая предполагает, что при фторировании происходит образование С02 по реакции (2), при котором отделение С02 может происходить без изотопного

фракционирования в силу высоких температур, либо с неким изотопным сдвигом (в расчете величина этого сдвига принята равной 3 %о в соответствии с оценками [Zheng, 1999] для системы СОг-карбонат).

Измеренные с применением лазерного нагрева величины §180 искусственных карбонат-силикатных смесей, показывают полное соответствие расчетам по модели с полным разложением образца по реакции (3). Таким образом можно заключить, что при ЛФ силикатных проб, содержащих карбонаты, реализуется реакция с полным разложением карбоната, без образования С02. Полное разложение образца, позволяющее без искажений определить изотопный состав кислорода делает пригодными метод фторирования с применением лазерного нагрева для изучения силикат-карбонатных пород.

Глава 3. Результаты исследования

В главе приведено описание других изотопных методов, которые были использованы при изучении минералов жил и вмещающих пород месторождения Сухой Лог, а также результаты, полученные по трем изотопным системам (О, С, S) для 86 изученных образцов и показано сравнение с данными других исследований.

Измерения изотопного состава углерода и кислорода углекислого газа, выделенного из карбонатов ортофосфорной кислотой [МасСгеа, 1950], проводились в ИГЕМ РАН. Размер образца составлял 0.35 мг. Величины 513C(PDB) и ôI80(SM0W) определены с погрешностью ±0.1 и ±0.2 %о (1а) соответственно. Измерения изотопного состава серы сульфидов проводились в ИГЕМ РАН. Для разложения сульфидов и количественного перевода серы в S02 использовался высокотемпературный реактор, заполненным W03 и Си0. Размер образца составлял 0.15 мг. Погрешность измерений (la) составила ±0.2 %о. В обоих случаях измерение изотопного состава проводилось методом CF-IRMS на масс-спектрометре DeltaV+ (Thermo-Finnigan).

Данные, полученные для кварца с Западного, Центрального и Сухоложского участков месторождения Сухой Лог, показывают, что изотопный состав кислорода кварца является достаточно однородным, но вариации ô180 превышают аналитическую погрешность и составляют от 16.5 до 18.5 %а (рис.3). Изотопный состав кислорода вмещающих сланцев на тех же участках Сухого Лога не столь однороден - интервал вариаций 5180 составляет около 5 %о (от 11.8 до 16.7 %о) (рис. 3). При сравнении величин изотопного состава кислорода кварца и вмещающих сланцев месторождения Сухой Лог, полученных нами методом ЛФ, с данными других исследований, наблюдаются заметные отличия (рис. 3).

Причина этого различия состоит, прежде всего, в том, что при определении величин 5180 в силикатах нами использовался новый метод фторирования с применением лазерного нагрева. Опубликованные в цитируемых работах данные были получены методом объемного фторирования.

Изотопный состав

переотложенного (жильного)

карбоната на месторождении Сухой Лог отличается весьма узким диапазоном величин 5180 (15.5 до 16.9 %о) и широким диапазоном

18

5"0,%о . I

,----------

•V •

О кварц

• вмещающие породы

Рис. 3. Сравнение величин изотопного состава кислорода кварца и вмещающих сланцев месторождения Сухой Лог с данными, полученными другими авторами ! - данные [Устинов и др., 2007; Русинов и др., 2008; Гинриюв, Кряжев, 2008; Кряжев и др., 2009], И - данные [D is tier el а!., 2004], HI - настоящая работа, paiuep символов соответствует погрешности анализа.

достаточно легких значений

(-4.6 до -9.2 %о) (рис. 4). Карбонатный материал вмещающих пород наоборот имеет узкий диапазон величин 513С (-6.3 до -5.2 %о) и широкий интервал величин 5lsO от 16.3 до 20.0 %о (рис. 4).

5 С,%» породы (РОВ} _ имняхской секты

породы хомолхинской секты /-

/

Kía

жильныи

карбонат

нежил ьныи карбонат

наг

5 0,%а (SMOW)

14 15 16 17

18 19 20 21

Рис. 4. Изотопный состав кислорода и углерода жильных карбонатов и карбонатов вменяющих пород месторождения Сухой Лог

Изотопный состав углерода нежильных карбонатов - крупных (до I см) выделений сидерита в сланцах хомолхинской свиты, имеет узкий диапазон, как и изотопный состав углерода вмещающих пород, и лежит в той же области (513С = -5.7 ±0.4 %о), а изотопный состав кислорода лежит в диапазоне между величинами 5,80 вмещающих пород имняхской свиты и 5180 вмещающих пород хомолхинской свиты (5180 = 17.9±0.3 %о) (рис. 4). Сравнение полученных результатов для карбонатов с литературными данными показало, что наши данные лежат близко с областью II

опубликованных данных, но существенно отличаются от области данных III (рис. 5).

Причиной такого расхождения, по-видимому, могла являться систематическая аналитическая ошибка, с которой был проведен изотопный анализ карбонатов в работе [Distler et al., 2004]. Однако подтвердить или опровергнуть это предположение, к сожалению, невозможно, поскольку описания методики изотопного анализа карбонатов в цитируемой работе не приводится.

В пределах месторождения Сухой Лог и его отдельных участков полученные величины S34S являются высокими и значительно варьируют. Полученные результаты в целом согласуется с данными ряда авторов [Дистлер и др., 1996; Константинов и др., 2002; Distler et al., 2004; Large et al, 2007; Chang et al., 2008; Русинов и др., 2008; Гаврилов, Кряжев, 2008]. Величины 534S пирита из зон рудной минерализации изменяются в пределах 8.1-15.5 %о и 7.5-12.7 %о на Западном и Сухоложском участках соответственно, и нет какой-либо корреляции этих величин ни с принадлежностью к определенному участку месторождения, ни с типом минеральной ассоциации - прожилково-вкрапленной или жильной, ни с морфологией выделения пирита.

Образец пирита, отобранный в сланцах хомолхинской свиты на значительном удалении от месторождения (30 км), показал значение 534S=20 %о, близкое к величинам, часто фиксируемым для пирита за границами рудных зон в пределах месторождения (рис. 12). По-видимому, этот изотопный состав серы (+20 %о и выше) можно рассматривать как признак минимально измененного в гидротермально-метасоматическом процессе пирита.

Глава 4. Поведение изотопных параметров (О, С, S) минералов жил и вмещающих пород на месторождении Сухой Лог

В настоящей главе проведена интерпретация полученных в работе изотопных (О, С, S) данных для месторождения Сухой Лог. Сначала рассматривается поведение изотопно-кислородной системы кварца жил, прожилков и вмещающих их пород. Отдельно рассмотрено поведение изотопно-кислородной и изотопно-углеродной систем жильных карбонатов и карбонатов, находящихся в рассеянном виде или в виде

о

5"С,%» (PDB)

ои

' ■ -о

I ОО 0_ о 1

о 2

° ------дз

<5 Ш4

Q)------------------

5пО,%. (SMOW)

15 20 25 30 35

Рис. 5. Сравнение величин изотопного состава кислорода и углерода карбоната месторождения Сухой Лог с литературными данными 1 - литературные данные, наши ()анные: 2 - жильный карбонат и 3 - нежильный карбонат, 4 - жильный карбонат, образец 6/237; 1 - настоящая работа, II - данные [Устинов и др., 2007; Русинов и др., 2008; Гавршов, Кряжев, 2008; Кряжев и др., 2009], III-данные [Distler el al., 2004].

порфиробластов во вмещающих породах. В последней части главы обсуждается поведение изотопного состава серы пирита и галенита из жильного и прожилково-вкрапленного типов минерализации.

Поведение изотопно-кислородной системы кварца жил, прожилков и вмещающих их пород

Данные по изотопному составу кислорода кварца, анкерита и мусковита из кварц-карбонатных жил месторождения позволяют рассчитать температуру флюида, при которой происходила кристаллизация этих минералов, если считать, что она была

Из полученных оценок температуры была рассчитана величина 5180 водного компонента флюидной фазы (5|80(фл)), находившейся в равновесии с жильными минералами.

Наиболее тяжелый изотопный состав кислорода характерен для кварца, близкими к нему составами характеризуется анкерит. На рис. 6 нанесен изотопный состав вмещающей породы из образцов, в которых исследовались и жильные минералы, координата температуры для таких образцов соответствует температуре изотопного уравновешивания минеральной пары кварц-анкерит. Изотопный состав кислорода мусковита лежит в том же интервале величин 5180, что и величины изотопного состава кислорода вмещающих сланцев.

Температуры, полученные по минеральной паре кварц-анкерит, соответствуют интервалу температуры гомогенизации флюидных включений для жильного кварца на месторождении (130-385°С) [Е)1з11ег сч а1., 2004]. Однако температуры, посчитанные по минеральной паре кварц-мусковит, явно завышены относительно этого интервала. Причиной такого завышения, вероятно, является отсутствие изотопного равновесия для минеральной пары кварц-мусковит, поэтому расчетные температуры и значения величин б180(фл), полученные с использованием мусковита, нельзя считать верными.

одновременной.

Рис. 6. Поведение изотопного состава кислорода жильных минералов, вмещающих эти минералы пород и водного компонента флюидной фазы по мере снижения температуры

Погрешность определения изотопного состава кислорода кварца (±0.1 %о) и анкерита (±0.2 %0) позволяют провести оценку точности расчета температуры по минеральной паре кварц-анкерит и 5180(фл). Диапазон погрешности в точках минимальной и максимальной из полученных температур показан на рис. 6. Проведенные оценки погрешности показывают, что доверительный интервал рассчитанных температуры и изотопного состава водного компонента флюида достаточно широк. Несмотря на это, интервалы изотопного состава кислорода водного компонента флюида и температуры, рассчитанные по минеральной паре кварц-анкерит, превышают погрешность расчета (рис. 6).

С одной стороны, понижение 5180(фл) на фоне снижения температуры может указывать на вовлечение вод метеорного происхождения на позднем этапе деятельности флюидной системы, но тогда происходило бы и значительное изменение величин 5180 кварца, чего, как видно на рис. 6, не происходит. С другой стороны, изотопный состав флюида, равновесного с жильными минералами, мог контролироваться взаимодействием с вмещающими породами, имеющими «тяжелый» изотопный состав кислорода в порододоминирующем режиме по мере снижения температуры. Это предположение было проверено расчетным путем.

Если предположить, что изотопный состав кислорода флюида контролируется обменом с вмещающими терригенно-карбонатными породами в порододоминирующем режиме, то можно задать исходный диапазон значений величин 5|80 терригенно-карбонатных пород и рассчитать изотопный состав кислорода флюида. Далее по изотопному составу кислорода флюида можно рассчитать изотопный состав кислорода жильных минералов, которые формируются из этого флюида в определенном интервале температуры. Результаты расчета можно сравнить с измеренными величинами 5180 кварца и анкерита и величиной 5180(фл).

Для расчета 5180(фл), равновесного с вмещающими породами, было рассчитано уравнение зависимости коэффициента фракционирования изотопов кислорода от температуры в системе «вмещающие породы (сланцы)-вода». Чтобы составить это уравнение для вмещающих пород хомолхинской свиты, был использован подход средневзвешенных коэффициентов для полиминеральной породы [О'Neil J.R., 1986], когда коэффициент фракционирования для породы в целом принимается равным сумме коэффициентов фракционирования слагающих ее минералов, умноженных на их долю в породе. Приняв усредненный состав сланцев хомолхинской свиты по данным [Буряк, 1982] (кварц (30-50%), карбонаты (10-30%), хлорит (10-25%), серицит (10-30%), полевые шпаты (1-3%)) было рассчитано термометрическое уравнение для системы сланцы-вода:

101 Ьпо.(С:тщы_т,щ = 1.6-4.31 *(103/Т) + 2.86*(ltf/T)2 + 0.36(103/Т)3- (4)

По этому уравнению был проведен расчет б180(фл), при этом задавался изотопный состав неизмененных сланцев, который в реальности неизвестен, поскольку в районе месторождения все вмещающие породы изменены гидротермально-метасоматическими процессами.

Из полученных величин 8|нО флюида был рассчитан изотопный

состав кислорода жильных Рис 7 Сопоставление величин 3"О водного минералов, в области температур, компонента флюидной фазы, кварца и анкерита с

расчетными кривыми соответствующих оценкам по паре И '

кварц-анкерит. Расчет был сопоставлен с измеренными величинами 6,80 в жильных минералах (рис. 7). Расчетные линии хорошо описывают наблюдаемые данные, если величина 6180(сл) неизмененных сланцев находится в интервале ¡3.7-15.5 %о. Изотопный состав кислорода сланцев хомолхинской свиты, отобранных в 30 км от месторождения, близок к полученному интервалу (15.8 %о).

Таким образом, формирование изотопного состава кислорода минералов рудных кварц-карбонатных жил и прожилков на месторождении Сухой Лог могло происходить в равновесии с водным флюидом, изотопный состав которого контролировался обменом с вмещающими терригенно-

карбонатными толщами в

порододоминирующем режиме. Процесс изотопного обмена с флюидом вмещающих сланцев на месторождении Сухой при формировании жильной и

прожилково-вкрапленнои минерализации отразился на изотопном составе кислорода вмещающих пород, на что указывает поведение величин 5180 в зоне контакта сланцы-жила (рис. 8).

Рис. 8. Результаты изотопного анализа кислорода для трех образцов с месторождения Сухой Лог

1-6 ~ области отбора проб

Вариации 5180 в зоне контакта сланцы-жила изучены в трех образцах с разных участков месторождения. В зоне 3 (около 1 см до видимого контакта) наблюдается облегчение изотопного состава кислорода вмещающих сланцев, но для трех образцов оно различно. Облегчение б,80 вмещающих сланцев соответствует наибольшей степени их метасоматического преобразования, которая различна для разных участков месторождения. Кроме того, исследованные образцы представляют различные типы рудной минерализации: СЛ56-06 - прожилково-вкрапленный золотосульфидный тип, а 5Ь-7-52-09 и 5Ь-С-37-09 - жильный золото-кварцевый малосульфидный тип (рис. 8).

Степень изменения вмещающих сланцев в околоконтактовой зоне (зона 3) также показывает связь с размерами жильных образований (рис. 9). Величины 6180 сланцев в околоконтактовой зоне с кварц-карбонатными жилами являются более низкими по сравнению с величинами 5180 сланцев, контактирующих с кварцевыми и кварц-сульфидными прожилками.

Взаимосвязанное поведение

изотопно-кислородной системы кварца жил и прожилков и измененных пород в околоконтактовой зоне указывает на то, что изотопный состав кислорода как жильных минералов, так и вмещающих жилы пород формировался в едином процессе с участием водного флюида.

Изотопно-кислородная и изотопно-углеродная системы жильных карбонатов и карбонатов вмещающих пород

Карбонатизация как наиболее характерный метасоматический процесс на месторождении Сухой Лог отмечается всеми исследователями, например [Шер, Кондратенко, 1962; Буряк, 1982; Дистлер и др., 1996; Русинов и др., 2008], при этом единого мнения об источнике карбонатного материала не существует. Основная проблема заключается в том, что породы месторождения Сухой Лог, вмещающие рудную минерализацию, существенно изменены более поздними гидротермальными и метаморфическими событиями. Поэтому оценить исходный изотопный состав карбонатной составляющей пород хомолхинской и имняхской свит крайне сложно. Однако можно обратиться к породам, развитым в регионе.

16.0 .

'5,вО,%,вмещ. сланцы

15.0

14.0

и2н

кварцевые прожилки

материал вмещающих

пород внутри кварц-карбонатных жил

б180,%о кварц

16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5

Рис. 9. Соотношение величин д О кварца и вмещающих сланцев в

околоконтактовой зоне (менее / см от видимого контакта)

Диаграмма построена Оля Западного участка месторождения.

Из литературных данных [Иванов и др., 1995] известно, что в патомский комплекс включены отложения балаганахской, ныгринской, жуинской, дальнетайгинской и бодайбинской серий. Осадочные породы месторождения Сухой Лог относят к ныгринской серии (имняхская, хомолхинская и др.), которая является возрастным аналогом жуинской (ченчинская и Никольская) и дальнетайгинской серий (валюхтинская и др.), развитых в пределах Уринского поднятия. Сопоставление этих серий как возрастных аналогов основывается как на стратиграфических схемах и прямых геологических наблюдениях взаимоотношений пород [Салоп, 1964, 1967; Иванов и др., 1995; Корольков, 2007], так и на изотопных данных [Покровский и др., 2006; Ме1егЫк е1 а1., 2009] для разреза позднедокембрийских пород Уринского поднятия.

Сопоставление полученных в настоящей работе данных с характеристиками осадочных карбонатов жуинской (Никольская свита) и дальнетайгинской (валюхтинская свита) серий показано на диаграмме 5 Х-5 О (рис. 10).

Сравнение измененных

гидротермально-

метасоматическими событиями

осадочных карбонатов нельзя

проводить по изотопному

составу кислорода, так как

величина 5180 карбонатного

материала пород изменяется

при взаимодействии с водными

растворами. Изотопный состав

Рис. 10. Изотопный состав кислорода и углерода углерода карбонатов при этом жильных карбонатов, карбонатов вмещающих пород месторождения Сухой Лог и осадочных карбонатов патомского комплекса

1 - жильные карбонаты (анкерит): 2 - породы имняхской свиты; 3 - нежильные карбонаты (сидерит); 4 - породы хомалхинской

свиты; 5 - карптштные породы валюхтинскоь свиты; 6 - использоваться для сравнения

кальцит (а) и доломит (Ь) из осадочных пород Никольской свиты; (1-4} - настоящая работа. (5.6} - данные [Покровский и др.. 2006].

513С,%<, а д £1 л

(РОВ) валюхтинская сайта а

й

О о о о

«О о

% О Никольская свита

КХ

О о & о о о

О 51аО,%0

01 □ 2 жз П4 л5 оба обЬ (5МО№)

существенно не изменяется, следовательно величина 513С карбонатов может

одновозрастных карбонатных

пород. Изотопный

состав V

углерода карбонатных отложений имняхской свиты соответствует величинам § С осадочных пород Никольской свиты, что согласуется со стратиграфическими схемами [Иванов и др., 1995]. Поскольку породы хомолхинской свиты сложены главным образом силикатными минералами [Буряк, 1982], прямое сравнение этих пород по изотопному составу углерода с карбонатными отложениями не является корректным. Однако величины 5"С в рассеянном карбонате и порфиробластах сидерита сланцев

хомолхинской свиты точно соответствуют величинам 613С карбонатных толщ имняхской свиты. Изотопный состав кислорода карбонатного материала рудовмещающих сланцев Сухого Лога, в отличие от изотопного состава углерода, существенно варьирует (от 16.3 до 20.0 %о), что, как сказано выше, связано с флюидной проработкой вмещающих пород при повышенных температурах.

В жильных карбонатах величины 8180 изменяются в узком диапазоне (15.5 до 16.9 %о), характерном для равновесия с водными растворами в области гидротермальных температур. При этом жильные карбонаты аналогичны карбонатам вмещающих пород месторождения, совпадая с ними по верхнему пределу величины 513С (-4.6 %о). Установленные изотопные параметры жильных карбонатов показывают, что их источником являются вмещающие терригенно-карбонатные породы.

Для жильных карбонатов характерно некоторое изотопное облегчение углерода относительно рассеянного карбоната и порфиробластов сидерита вмещающих пород (рис. 10). Более детально этот изотопно-углеродный сдвиг изучен в зоне контакта сланец-жила на двух образцах с Западного участка: 51^-52-09 и 5Ь^-7-09 (рис. 11).

Изотопный состав углерода вмещающих сланцев для этих образцов практически одинаков, но величины 8,3С жильных карбонатов различны. Для образца 5Ь-2-52-09, отобранного из пород хомолхинской свиты, характерно резкое облегчение изотопного состава углерода от зоны эндоконтакта к центру жилы, чего не наблюдается в образце 8Ь-2-7-09, который был отобран из карбонатных пород имняхской свиты. Такое поведение изотопного состава углерода в жильных карбонатах можно объяснить процессами их

кристаллизации из гидротермальных растворов, проходящих через вмещающие породы с разным содержанием карбонатного материала. Разная степень облегчения изотопного состава углерода в центре жилы, может быть связана с различным содержанием карбонат-иона в гидротермальном растворе, поступающем в жилу из окружающих пород.

Из анализа данных по изотопно-кислородной и изотопно-углеродной системам жильных карбонатов и карбонатов вмещающих пород можно сделать обобщающий

Рис. 11. Результаты изотопного анализа углерода для образцов с Западного участка месторождения Сухой Лог Образцы: 51-1-7-09 и 51-2-52-09 1-6 - области отбора проб

вывод. Изменение изотопного состава углерода в карбонатах при взаимодействии с водными растворами на фоне постоянного изотопного состава кислорода характерно для высоких соотношений вода-минерал (жильные карбонаты). Вариации, наблюдаемые только для изотопно-кислородной системы при нейтральном поведении изотопно-углеродной системы характерны для низких соотношений вода-порода, что наблюдается для карбонатов вмещающих сланцев Сухого Лога.

Поведение изотопного состава серы сульфидов жил и вмещающих пород

Выделения золота на месторождении Сухой Лог приурочены главным образом к кварц-пиритовым прожилкам, гнездам и линзам. Уже на протяжении 30 лет идет изучение изотопного состава серы сульфидов из рудных, золотоносных зон месторождения [Заири и др., 1977; Константинов и др., 2002; Distler et al., 2004; Устинов и др., 2007; Русинов и др., 2008; Гаврилов, Кряжев, 2008; Chang et al., 2008; Кряжев и др., 2009]. Атрибутом Сухого Лога является неоднородность величин S34S сульфидов (прежде всего, пирита), и среди причин ее возникновения рассматривают первичную неоднородность осадочного пирита [Large et al., 2007; Chang et al., 2008; Русинов и др., 2008; Гаврилов, Кряжев, 2008; Кряжев и др., 2009], его переотложение в широком интервале температуры, а также возможный привнос серы из внешнего источника [Дистлер и др., 1996; Distler et al., 2004; Кряжев и др., 2009]. Предлагаемые в литературе причины возникновения вариаций в изотопном составе серы рассмотрены в контексте полученных новых изотопных данных (32 определения) с тем, чтобы выяснить какие из причин могут или не могут являться определяющими.

Для анализа влияния температурного фактора на возникновение изотопных вариаций серы показательным является установление температуры формирования сульфидов по их изотопному составу серы. Из всех 86 исследованных образцов одновременное нахождение пирита и галенита было установлено только в двух из них, отобранных из малосульфидных кварц-карбонатных жил с Западного и Центрального участков. Образцы содержали пару пирит-галенит, по минералогическим признакам являющуюся равновесной, общее содержание 34S в них оказалось различным - сульфидная система образца с Западного участка богаче тяжелым изотопом серы, чем образца с Центрального участка. Однако A34S(Py-Gal) в обоих случаях оказалась одинаковой и соответствует Тс=287 °С (по уравнению [Kajiwra, Krouse, 1971]). Идентичные оценки температуры, полученные для образцов с контрастным общим содержанием 34S, указывают на то, что вариации температуры не могут являться фактором, определяющим наблюдаемую S-изотопную неоднородность сульфидов на Сухом Логе.

В литературе [Константинов и др., 2002; Русинов и др., 2008] отмечают закономерное

распределение величины 534S пирита в пространстве для скважины № 6 Сухоложского участка (рис. 12). Этот разрез был нами воспроизведен с захватом более глубоких зон. Величины Sj4S пирита ведут себя немонотонно, с наличием минимума на глубине = 200 м, согласно с антиклинальной структурой, к которой приурочено месторождение. Такое поведение величин 534S может отражать первичную неоднородность, возникающую при сульфат-редукции в условиях быстрой седиментации. Это предположение согласуется с мнением ряда авторов [Русинов и др., 2008; Chang et al., 2008; Кряжев и др., 2009].

В ряде работ [Дистлер и др., 1996; Distler et al., 2004; Кряжев и др., 2009] предполагается, что на изотопный состав серы мог влиять дополнительный привнос растворов в зону рудоотложения из внешнего источника (эндогенного или глубинного метаморфогенного). Если предположить, что изотопный состав серы пирита из рудной зоны образуется за счет смещения двух источников серы -первичного осадочного и внешнего, то необходимо допустить значительную долю постороннего флюида. Расчет показывает, что, например, для получения величины 634S = 8 %о, необходим 60-% вклад серы из эндогенного источника. При такой значительной доле мантийной серы, присутствие дополнительного эндогенного источника должны были отразить изотопные системы О, С, Pb, Sr, Nd, чего не наблюдается [Chugaev et al., 2008; Чернышев и др., 2009; Иконникова и др., 2009]. Также при смешении двух источников серы, в рудной зоне должен наблюдаться максимальный разброс величин S34S, однако анализ пространственных вариаций показывает, что в рудных зонах происходит гомогенизация изотопного состава серы от 8 до 11 %о (рис. 12). Таким образом, вероятное поступление серы из внешнего источника, обсуждаемое в качестве причины, вызывающей возникновение вариаций в изотопном составе серы пирита, на данном этапе исследований не находит существенного подтверждения.

Сухой Дог

о£Е <

О "..'#> • V*

■2

о 3

и а |и 1э см /.э

5

Рис. 12. Величины (%„) в керне скважины №6

Данная работа: I - Ру из керна скважины, 2 - Ру на удалении от месторождения; 3 и светло-серые точки -данные по [Русинов и др., 2008]. Разрез и Оанные по содержанию Аи - по [й '^йег е1 а!., 2004].

Известно, что практически весь пирит на месторождении подвергался перекристаллизации во время гидротермально-метасоматических изменений в процессе регионального метаморфизма [Русинов и др., 2008; Large et al., 2007]. Пространственные вариации изотопного состава серы пирита на месторождении Сухой Лог (рис. 12) могут отражать не только первичную неоднородность неизмененного осадочного пирита, но и неравномерность гидротермально-ыетасоматической проработки вмещающих пород месторождения. Вертикальные вариации изотопного состава серы совпадают с интенсивностью изменений вмещающих пород (рис. 12), максимальных в рудной зоне - величина S34S постепенно уменьшается с приближением к рудной зоне и начинает возрастать с удалением от нее, что прослеживается и для образцов, отобранных в пределах карьера Западного участка.

В пользу того, что вариации изотопного состава серы пирита на месторождении связаны с его перекристаллизацией, свидетельствуют

результаты изучения о S в пределах единичного метакристалла пирита, отобранного в рудной зоне на Западном участке месторождения (рис. 13), которое показало изменение этой величины от 8.1 в центре до 12.2 %о на периферии метакристалла. То, что изотопный состав серы неоднороден в пределах метакристалла, указывает на изменение изотопного состава серы в растворе в процессе роста кристалла пирита, поскольку, как показано выше, роль изменения температуры была незначительной.

Таким образом, среди причин появления вариаций изотопного состава серы на месторождении Сухой Лог, наряду с первичной неоднородностью осадочного пирита не менее важным фактором можно считать неоднородность гидротермально-метасоматической проработки вмещающих пород, которая сопровождалась перекристаллизацией пирита.

Рис. 13.

Локальные

вариации

величины д S (%о) в метакристалле пирита

Ни врезке - включение самородного золоти

Заключение

В заключение можно отметить несколько ключевых моментов диссертационной работы. Прежде всего - основной результат методических исследований, состоящий в том, что метод фторирования с применением лазерного нагрева пригоден не только для изучения отдельных минералов (кварца, мусковита), но и для изучения проб сложного состава, например силикат-карбонатных пород. Для дальнейших исследований подобных пород важно понимать, что к результатам, полученным методом объемного фторирования для силикатных проб, содержащих значительное количество карбонатного материала, нужно относиться с большой осторожностью.

Проведенное изучение поведения величин 5180 в зоне контакта сланцы-жила, показало, что формирование изотопного состава кислорода минералов рудных кварц-карбонатных жил и прожилков на месторождении Сухой Лог могло происходить в равновесии с водным флюидом, изотопный состав которого контролировался обменом с вмещающими терригенно-карбонатными толщами в порододоминирующем режиме. В процессе формирования минерализации жильного и прожилково-вкрапленного типа происходит изменение изотопного состава кислорода терригенно-карбонатных вмещающих пород. Масштаб этого изменения исчисляется первыми сантиметрами от зоны контакта с жильными образованиями. Взаимосвязанное поведение изотопно-кислородной системы кварца жил и прожилков и околожильных измененных пород подтверждает выводы о том, что изотопный состав флюида, равновесного с жильными минералами, мог контролироваться взаимодействием с вмещающими терригенными породами.

Из анализа данных по изотопно-кислородной и изотопно-углеродной системам жильных карбонатов и карбонатов вмещающих пород следует, что вмещающие терригенно-карбонатные породы являются источником карбонатного материала, переотложенного в гидротермально-метасоматическом процессе.

Исследования изотопного состава серы показали, что к возникновению наблюдаемых вариаций величин 5348 сульфидов в рудных зонах и их ореолах могли привести фракционирование изотопов серы в закрытой системе в процессе перекристаллизации пирита без участия внешнего источника серы и значительных изменений температуры минералообразования.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Иконникова Т.А., Дубинина Е.О. Изотопная неоднородность рудных жил позднего этапа месторождения Сухой Лог // Тезисы докладов IV Российской конференции по изотопной геохронологии. С-Петербург, 2009, Т. I, С. 213-216.

2. Иконникова Т.А.. Дубинина Е.О., Сароян М.Р., Чугаев A.B. Изотопный состав кислорода жильного кварца и вмещающих пород на месторождении Сухой Лог (Россия) // Геол. руд. месторождений, 2009, Т. 51, № 6, С. 560-567.

3. Иконникова Т.А. Изотопный состав кислорода жильного кварца и вмещающих пород месторождения Сухой Лог // Тезисы докладов Конференции молодых ученых. Иркутск, 2009, С. 52-53.

4. Иконникова Т.А.. Дубинина Е.О. Источник карбонатного вещества кварц-карбонатных жил месторождения Сухой Лог по изотопным (513С, б180) данным // Тезисы докладов Конференции, посвященной 80-тию ИГЕМ РАН. Москва, 2010. С. 346-348.

5. Дубинина Е.О., Иконникова Т.А., Чугаев A.B. Причины вариаций изотопного состава серы сульфидов на месторождении Сухой Лог // Тезисы докладов Конференции, посвященной 80-тию ИГЕМ РАН. Москва, 2010. С. 344-346.

6. Иконникова Т.А., Дубинина Е.О. Поведение изотопных (5|3С и 5180) систем карбонатов на месторождении Сухой Лог // Тезисы докладов XIX Симпозиума по геохимии изотопов им. акад. А.П. Виноградова. Москва, 2010, С. 137-140.

7. Дубинина Е.О., Иконникова Т.А., Чугаев A.B. Изотопные вариации серы на месторождении Сухой Лог // Тезисы докладов XIX Симпозиума по геохимии изотопов им. акад. А.П. Виноградова. Москва, 2010, С. 102-106.

8. Дубинина Е.О., Иконникова Т.А.. Чугаев A.B. Неоднородность изотопного состава серы пирита на месторождении Сухой Лог и определяющие ее факторы // Докл. РАН, 2010, Т. 435, № 6, (в печати).

Подписано к печати 16.11.2010 г. Печать цифровая. Формат 60x90 1/16 Усл. печ. л. 1,75. Тираж 150 экз. Отпечатано в типографии «ИП Скороходов В.А.» Москва, Старомонетный пер., д.31 тел.: (495) 950-30-39 Заказ № 4367.

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Иконникова, Татьяна Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕСТОРОЖДЕНИЕ СУХОЙ ЛОГ.

1.1. Гигантские месторождения золота.

1.2. Краткая геологическая характеристика месторождения Сухой Лог.

1.2.1. Основные черты геологического строения Байкало-Патомского нагорья.

1.2.2. Геологическая позиция месторождения Сухой Лог.

1.2.3. Метасоматические образования.

1.2.4. Внутреннее строение и условия формирования рудных тел.

1.3. Изотопно-геохимические данные, ранее полученные для месторождения Сухой Лог.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗОТОПНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Основные понятия и величины. Изотопные стандарты.

2.2. Методика изотопных измерений кислорода силикатных пород и подготовка проб.

2.2.1. Подготовка проб к изотопному анализу кислорода.

2.2.1.1. Фторирование объемным методом.

2.2.1.2. Фторирование с применением лазерного нагрева.

2.2.2. Сравнение методов подготовки образцов силикатного состава к изотопному анализу кислорода.

2.3. Фторирование силикатных проб, содержащих карбонаты.

Фторирование искусственных силикат-карбонатных смесей.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Сводная таблица.

3.2. Изотопно-кислородная система жильного кварца и вмещающих пород.

3.3. Изотопно-кислородная и изотопно-углеродная системы жильных карбонатов и карбонатов вмещающих пород.

3.4. Изотопный состав серы сульфидов жил и вмещающих пород.

ГЛАВА 4. ПОВЕДЕНИЕ ИЗОТОПНЫХ ПАРАМЕТРОВ (О, С, Б) МИНЕРАЛОВ ЖИЛ И ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД НА МЕСТОРОЖДЕНИИ СУХОЙ ЛОГ.

4.1. Поведение изотопно-кислородной системы кварца жил, прожилков и вмещающих их пород.

4.1.1. Изотопный состав кислорода кварца жил и прожилков.

4.1.1.1. Геотермометрические расчеты и оценка 5 О водного компонента флюида по изотопному составу кислорода кварца, анкерита и мусковита.

4.1.1.2. Расчет изотопного состава кислорода флюида и жильных минералов, контролируемого обменом с вмещающими породами.

4.1.2. Изотопный состав кислорода вмещающих сланцев.

4.1.3. Соотношение величин S О жильного кварца и вмещающих сланцев.

4.2. Изотопно-кислородная и изотопно-углеродная системы жильных карбонатов и карбонатов вмещающих пород.

4.4. Поведение изотопного состава серы сульфидов жил и вмещающих пород.

4.4.1. Влияние температуры на возникновение изотопных вариаций серы.

4.4.2. Роль первичной неоднородности осадочного пирита.

4.4.3. Дополнительное поступление серы из внешнего источника.

4.4.4. Неравномерность гидротермально-метасоматических изменений вмещающих сланцев месторождения.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Поведение стабильных изотопов (O, C, S) в гидротермально-метасоматическом рудообразовании на месторождении Сухой Лог"

Актуальность темы. Изучение генезиса крупных и уникальных рудных месторождений, таких как месторождение золота Сухой Лог, является одним из ведущих направлений современной геологии и геохимии. Важное место в этих исследованиях занимают вопросы источников вещества и условий образования таких месторождений. При этом наиболее информативными являются изотопно-геохимические методы, в том числе методы геохимии стабильных изотопов, которые позволяют провести оценку физико-химических параметров формирования руд, установить происхождение и формирование изотопных параметров рудообразующих флюидов.

Объектом исследования диссертационной работы является уникальное месторождение золота Сухой Лог (Байкало-Патомское нагорье, Россия). Это месторождение активно исследуется с применением современных изотопно-геохимических методов. Однако данные об изотопном составе кислорода кварца жил, прожилков и вмещающих их пород, а также об изотопном составе кислорода и углерода карбонатов жил и вмещающих пород и об изотопном составе серы сульфидов на месторождении Сухой Лог существуют в ограниченном количестве, и большинство из них получено с применением устаревших методов.

Целью работы являлось исследование поведения стабильных изотопов легких элементов в гидротермально-метасоматическом рудообразовании на месторождении Сухой Лог путем систематического изучения изотопных систем кислорода, углерода и серы в жильных минералах и вмещающих породах месторождения.

Исходя из поставленной цели, были решены следующие задачи исследования:

1) изучена применимость метода фторирования для изотопного анализа кислорода пород сложного состава (силикат-карбонатных сланцев);

2) проведен изотопный анализ кислорода в жильных минералах (кварц, мусковит) и вмещающих породах месторождения Сухой Лог; изотопный анализ углерода и кислорода в карбонатах жил и вмещающих пород; изотопный анализ серы пирита и галенита из прожилково-вкрапленного и жильного типов минерализации месторождения Сухой Лог;

3) оценены температура, режим изотопного обмена и роль флюидной фазы при формировании изотопного состава изученных минералов и пород.

Фактический материал. В основу диссертации легли результаты исследований, проведенных автором в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ РАН. Образцы пород для изотопных исследований были отобраны при участии автора в течение полевого сезона (2009г.) на территории месторождения Сухой Лог, часть образцов любезно предоставлены Сарояном М.Р., Чугаевым A.B., Юдовской М.А. (ИГЕМ РАН) и Кряжевым С.Г. (ЦНИГРИ).

Методы исследования. Изотопный состав кислорода минералов кварц-карбонатных жил, кварцевых прожилков, кварц-сульфидных прожилков, гнезд и линз, а также вмещающих пород месторождения Сухой Лог был определен методами объемного фторирования и фторирования с применением лазерного нагрева. Измерения проведены на масс-спектрометре Deltaplus (Thermo-Finnigan). Величины SlsO, полученные методом фторирования с применением лазерного нагрева для 51 образца кварца, 6 образцов мусковита и 45 образцов вмещающих пород, были использованы

1 о при оценке температуры и 8 О водного компонента флюида. Изотопный состав кислорода и углерода в карбонатах (24 образца жильных и нежильных карбонатов и 17 образцов рассеянного карбоната вмещающих пород) определен методом CF-IRMS на масс-спектрометре DeltaV+ (Thermo-Finnigan) с использованием устройства GasBench II. Изотопный состав серы определен методом CF-IRMS в 30 образцах пирита и в 2 образцах галенита на масс-спектрометре DeltaV+ (Thermo-Finnigan) с использованием элементного анализатора FlashHT. Изотопные исследования сопровождались анализом химического состава вмещающих пород с помощью РФА метода (ИГЕМ РАН).

Научная новизна работы. Проведено комплексное изучение жильных минералов и вмещающих пород месторождения Сухой Лог современными (фторирование с применением лазерного нагрева, СР ШМБ) изотопными (О, С, 8) методами. Впервые расчетным путем показано, что формирование жильных минералов (кварца и анкерита) происходило из флюида, который находился в изотопном равновесии с вмещающими терригенно-карбонатными породами в порододоминирующем режиме. Проведено детальное исследование поведения изотопно-кислородной системы силикатов и изотопно-углеродной, изотопно-кислородной систем карбонатов в зоне контакта вмещающие породы - жильные минералы. Изучен изотопный состав серы в метакристалле пирита по всей площади среза, что стало возможным при использовании метода локального механического микроотбора (навеска составляла 0.15 мг) и измерений 348 на высокочувствительном современном масс-спектрометре БеИ:аУ+ (ТЬегшо-Ртг^ап) без потери точности изотопного анализа.

Практическая значимость работы. Полученные изотопные (О, С, Э) результаты значительно расширяют современные представления об образовании крупномасштабных золоторудных объектов, связанных с породами черносланцевой формации. В Бодайбинском золоторудном районе выявлено не только уникальное месторождение золота Сухой Лог, а также менее богатые месторождения и рудопроявления: Чертово Корыто, Верненское, Голец Высочайший, Ожерелье и другие. Проведенные изотопные (О, С, 8) исследования месторождения Сухой Лог дают информацию, которая может быть использована при сравнительном анализе с другими месторождениями золота в этом районе, либо с месторождениями подобного генетического типа. Выявление роли, режима и условий взаимодействия флюид-порода, которым посвящена значительная часть работы, имеет большое значение для расшифровки источника и процессов транспортировки рудного вещества.

Защищаемые положения.

1. Разработан метод изотопного анализа кислорода в породах силикат-карбонатного состава, основанный на разложении проб в атмосфере ВгР5 с использованием лазерного нагрева. Показано, что для проб, содержащих до 20% карбонатного вещества, этот метод дает правильные результаты. Использование метода объемного фторирования приводит к получению заниженных значений величин 6180.

2. Формирование изотопного состава кислорода кварца и анкерита кварц-карбонатных жил на месторождении Сухой Лог контролировалось изотопным обменом с вмещающими терригенно-карбонатными породами в порододоминирующем режиме в присутствии водного флюида. Величина

1 о

5 О флюида изменялась от 12 до —1 %о по мере снижения температуры от 400 до 110°С.

3. Вмещающие терригенно-карбонатные породы на месторождении Сухой Лог являются источником карбонатного материала, переотложенного в гидротермально-метасоматическом процессе. Поведение изотопных систем С и О карбонатных минералов показывает, что взаимодействие карбонатов вмещающих пород с гидротермальными растворами происходило при низких, а карбонатов жил - при высоких соотношениях флюид/минерал.

4. Пирит, минимально измененный в гидротермально-метасоматических процессах на месторождении Сухой Лог, характеризуется высокими (около 20 %о) величинами 534Б. В рудных зонах наблюдается снижение 5348 пирита до 7.5-15.5 %о, связанное с его гидротермальной перекристаллизацией. Ведущим источником серы пирита на месторождении являлись вмещающие терригенно-карбонатные породы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 4-х глав, введения, заключения и дополнительных материалов, включающих результаты химического анализа пород (Приложение № 1) и сводную таблицу изотопных характеристик (О, С, 8) образцов с месторождения Сухой Лог (Приложение № 2). Основной материал работы изложен на 123 страницах, которые содержат 7 таблиц и 34 рисунка. Список цитируемой литературы включает 103 наименования.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 2 статьи в рецензированных журналах, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России. Результаты исследований докладывались на 4-х российских конференциях: IV Российской конференции по изотопной геохронологии (Санкт-Петербург, 2009), Конференции молодых ученых (Иркутск, 2009), Конференции, посвященной 80-тию ИГЕМ РАН (Москва, 2010), XIX симпозиуме по геохимии изотопов имени академика А.П. Виноградова (Москва, 2010).

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю Е.О. Дубининой. Автор благодарен заведующему лабораторией изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ член-корреспонденту РАН И.В. Чернышеву за постоянную помощь и ценные советы при написании работы, A.B. Чугаеву, К.Н. Шатагину за ценные комментарии и полезные замечания, полученные при обсуждении глав диссертации. Особая благодарность A.B. Перкову, Н.И. Сердюку, Г.И. Сердюку и A.B. Леляеву, за помощь в усовершенствовании и поддержании работоспособности масс-спектрометрического оборудования лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ РАН. Автор признателен A.B. Чугаеву и М.Р. Сарояну за помощь в проведении и организации полевых работ, член-корреспонденту РАН Ю.Г. Сафонову за ценные замечания при обсуждении отдельных положений диссертации.

Заключение Диссертация по теме "Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых", Иконникова, Татьяна Александровна

Заключение

В заключение можно отметить несколько ключевых моментов диссертационной работы. Прежде всего - основной результат методических исследований, состоящий в том, что метод фторирования с применением лазерного нагрева пригоден не только для изучения отдельных минералов (кварца, мусковита), но и для изучения проб сложного состава, например силикат-карбонатных пород. Для дальнейших исследований подобных пород важно понимать, что к результатам, полученным методом объемного фторирования для силикатных проб, содержащих значительное количество карбонатного материала, нужно относиться с большой осторожностью.

Проведенное изучение поведения величин 180 в зоне контакта сланцы-жила, показало, что формирование изотопного состава кислорода минералов рудных кварц-карбонатных жил и прожилков на месторождении Сухой Лог могло происходить в равновесии с водным флюидом, изотопный состав которого контролировался обменом с вмещающими терригенно-карбонатными толщами в порододоминирующем режиме. В процессе формирования минерализации жильного и прожилково-вкрапленного типа происходит изменение изотопного состава кислорода терригенно-карбонатных вмещающих пород. Масштаб этого изменения исчисляется первыми сантиметрами от зоны контакта с жильными образованиями. Взаимосвязанное поведение изотопно-кислородной системы кварца жил и прожилков и околожильных измененных пород подтверждает выводы о том, что изотопный состав флюида, равновесного с жильными минералами, мог контролироваться взаимодействием с вмещающими терригенными породами.

Из анализа данных по изотопно-кислородной и изотопно-углеродной системам жильных карбонатов и карбонатов вмещающих пород следует, что вмещающие терригенно-карбонатные породы являются источником карбонатного материала, переотложенного в гидротермально-метасоматическом процессе.

Исследования изотопного состава серы показали, что к возникновению наблюдаемых вариаций величин 5348 сульфидов в рудных зонах и их ореолах могли привести фракционирование изотопов серы в закрытой системе в процессе перекристаллизации пирита без участия внешнего источника серы и значительных изменений температуры минералообразования.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Иконникова, Татьяна Александровна, Москва

1. Бортников Н.С., Гамянин Г.Н., Алпатов В.А. и др. Минералого-геохимические особенности и условия образования Нежданинского месторождения золота (Саха-Якутия, Россия) // Геол. руд. мест. 1998. - Т. 40.-№2.-С. 137-156.

2. Буряк В.А. Метаморфизм и рудо образование М.: Недра, 1982. - 256 с.

3. Буряк В.А. Формирование золотого оруденения в углеродсодержащих толщах // Изв. АН СССР. Сер. Геол. 1987. - № 12. - С. 94-105.

4. Буряк В.А., Бакулин Ю.И. Металлогения золота — Владивосток: Дальнаука, 1998. 402 с.

5. Буряк В.А., Хмелевская Н.М. Сухой Лог одно из крупнейших золоторудных месторождений мира - Владивосток: Дальнаука, 1997. - 198 с.

6. Гаврилов A.M., Кряжев С.Г. Минералого-геохимические особенности руд месторождения Сухой Лог // Разведка и охрана недр. 2008. - № 8. - С. 3-16.

7. Дистлер В.В., Митрофанов Г.Л., Немеров В.К. и др. Формы нахождения металлов платиновой группы и их генезис в золоторудном месторождении Сухой Лог // Геол. руд. мест. 1996. - Т. 38. - № 6. - С. 467484.

8. Дубинина Е.О., Иконникова Т.А., Чугаев A.B. Неоднородность изотопного состава серы пирита на месторождении Сухой Лог и определяющие ее факторы // Докл. РАН. 2010. - Т. 435. - № 6. - С. 1-5.

9. Заири Н.М., Шер С.Д., Стрижев В.П. и др. Изотопный состав серы из зоны золотоносной сульфидной вкрапленности // Руды и металлы. 1977. -№ 1. — С. 90-98.

10. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. Тектоника литосферных плит территории СССР М.: Недра, 1990. - Кн. 1 - 328 с.

11. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. Тектоника литосферных плит территории СССР М.: Недра, 1990. - Кн. 2 - 334 с.

12. Иванов А.И., Рязанов Г.В. Структурно-кинематический анализ Патомского прогиба Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1992. - 88 с.

13. Иванов А.И., Лифшиц В.И., Перевалов О.В. и др. Докембрий Патомского нагорья М.: Недра, 1995. — 352 с.

14. Иконникова Т.А., Дубинина Е.О., Сароян М.Р., Чугаев A.B. Изотопный состав кислорода жильного кварца и вмещающих пород месторождения Сухой Лог (Россия) // Геол. руд. мест. 2009. - Т. 51. - № 6. - С. 560-567.

15. Казакевич Ю.П., Шер С.Д., Жаднова Т.П. и др. Ленский золоторудный район М.: Недра, 1971. - Т.1. - 163 с.

16. Карпенко И. А., Мигачев И.Ф., Михайлов Б.К., Петраш Н.Г. Современная геолого-экономическая оценка месторождения Сухой Лог // Руды и металлы. 2006. - № 2. - С. 22-27.

17. Коган Д.И., Храмченко С.И., Лодейщиков В.В., Рейнгольд Б.М. Вещественный состав руд месторождения «Сухой Лог» // Анализ, добыча и переработка полезных ископаемых. Иркутск: ИрГИРЕДМЕТ, 1998. - С. 436-443.

18. Константинов М.М., Косовец Т.Н., Кряжев С.Г. и др. Строение и развитие золотоносных рудообразующих систем М.: ЦНИГРИ, 2002.

19. Кориковский С.П., Федоровский B.C. Ранний докембрий Патомского нагорья М.: Наука, 1980. - 468 с.

20. Корольков А.Т. Геодинамика золоторудных районов юга Восточной Сибири Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2007. - 251 с.

21. Кряжев С.Г., Устинов В.И., Гриненко В.А. Особенности флюидного режима формирования золоторудного месторождения Сухой Лог по изотопно-геохимическим данным // Геохимия. 2009. - № 10. - С. 11081118.

22. Лишневский Э.Н., Дистлер В.В. Глубинное строение земной коры района золотоплатинового месторождения Сухой Лог по геолого-геофизическим данным (Восточная Сибирь, Россия) // Геол. руд. мест. -2004. Т. 46. - № 1. - С. 88-104.

23. Омото X., Рай P.O. Изотопы серы и углерода. В: Геохимия гидротермальных рудных месторождений (Под ред. Х.Л. Барнса). М: Мир,1982.-С. 405-450.

24. Развозжаева Э.А., Немеров В.К., Макрыгина В.А. Изотопный состав углерода отложений юга Сибирской платформы и ее складчатого обрамления // Геохимия. 2007. - № 3. - С. 297-306.

25. Решение Всесоюзного стратиграфического совещания по докембрию, палеозою и четвертичной системе Средней Сибири Новосибирск: Наука,1983.-4.1.-216с.

26. Русинов В.Л., Русинова О.В., Кряжев С.Г. и др. Околорудный метасоматизм терригенных углеродистых пород в Ленском золоторудном районе // Геол. руд. мест. 2008. - Т. 50. - № 1. - С. 3-46.

27. Салоп Л. И. Геология Байкальской горной области М.: Наука, 1964. -Т. 1.-511 с.

28. Салоп Л. И. Геология Байкальской горной области М.: Наука, 1967. -Т. 2. - 699 с.

29. Страхова Т.М. К проблеме образования Байкальской складчатой области // Геодинамические режимы формирования Центрально-Азиатского складчатого пояса. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. - С. 307-329.

30. Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия) // отв. ред. Парфенов Л.М., Кузьмин М.И. М.: МАИК «Наука/Интерпериодика». - 2001. - 571с.

31. Устинов В.И. Принципы и методы изучения изотопной неравновестности минеральных ассоциаций: Автореф. дис. . канд. геол.-минерал. наук: 04.00.02 /-М., 1991. 50 с.

32. Устинов В.И., Гриненко В.А., Кряжев С.Г. Физико-химические условия метаморфогенного рудообразования в Ленском золотоносном районе // Вестн. ОНЗ РАН. 2007. - № 1(25). - С. 1-3.

33. Фор Г. Основы изотопной геологии. М.: МИР, 1989. - 590с.

34. Чугаев A.B. Rb-Sr изотопная система гидротермального кварца, возраст и источники вещества золоторудных месторождений Сухой Лог (Россия) и Колар (Индия): Автореф. дис. . канд. геол.-минерал. наук: 25.00.09 / М., 2007. - 24 с.

35. Шер С.Д., Кондратенко А.К. Метаморфические преобразования пород южной части Ленского золотоносного района // Тр. ЦНИГРИ. 1962. -Вып. 48.

36. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Элементы-примеси в черных сланцах. -Екатеринбург: УИФ «Наука», 1994. 304 с.

37. Bottinga Y. Calculation of fractionation factors for carbon and oxygen isotopic exchange in the system calcite-carbon dioxide-water // Phys. Chem. -1968.-V. 72.-P. 800-808.

38. Bottinga Y., Javoy M. Comments on oxygen isotope geothermometry // Earth Planet. Sci. Lett. 1973. - V. 20. - P. 250-265.

39. Bottinga Y., Javoy M. Oxygen isotope partitioning among the minerals in igneous and metamorphic rocks // Rev. Geophys. Space Phys. 1975. - V. 13. - P. 401-418.

40. Calver C.R. Isotope stratigraphy of the Ediacarian (Neoproterozoic III) of the Adelaide Rift Complex, Australia, and the overprint of water column stratification // Precambrian Res. 2000. - V. 100. - P. 121-150.

41. Chacko Т., Hu X.S., Mayeda Т.К. et al. Oxygen isotope fractionations in muscovite, phlogopite, and rutile // Geohim. Cosm. Acta. 1996. - V. 60. - P. 2597-2608.

42. Chang Zh., Large R., Maslennikov V. Sulfur isotopes in sediment-hosted orogenic gold deposits: Evidence for an early timming and a seawater sulfur source // Geology. 2008. - V. 36. - № 12. - P. 971-974.

43. Clayton R.N., Mayeda Т.К. The use of bromine pentafluoride in the extraction of oxygen from oxides and silicates for the isotopic analysis // Geohim. Cosm. Acta. 1963. - V. 27. - P. 43-52.

44. Cole D.R., Ripley E.M. Oxygen isotope fractionation between chlorite and water from 170-350°C : A preliminary assessment based on partial exchange and fluid/rock experiments // Geohim. Cosm. Acta. 1998. - V. 63. - P. 449-457.

45. Cozzi A., Allen P.A., Grotzinger J.P. Understanding carbonate ramp dynamics using 513C profiles: examples from the Neoproterozoic Buah Formation of Oman //Terra Nova.-2004.-V. 16.-P. 62-67.

46. Distler Y., Yudovskaya M., Mitrofanov G. et al. Geology, composition, and genesis of the Sukhoi Log noble metals deposit, Russia // Ore Geol. Reviews. -2004.-V. 24.-P. 7-44.

47. Deines P., Langmuir D., Harmon, R.S. Stable Carbon isotope ratios and the existence of a gas phase in the evolution of carbonate ground waters // Geochim. Cosmochim. Acta. 1974. - V. 38. - P. 1147-1164.

48. Eslinger E.V., Savin S.M., Yeh H. Oxygen isotope geothermometry of diagenetically altered shales // SEPM Special Publication. 1979. - № 26. - P. 113-124.

49. Grancea L., Bailly L., Leroy J. et al. Fluid evolution in the Baia Mare epithermal gold/polymetallic district, Inner Carpathians, Romania // Mineralium Deposita. 2002. - V. 37. - P. 630-647.

50. Groves D.I., Goldfarb R.J., Robert F., Hart C.J.R. Gold deposits in metamorphic belts: Overview of current understanding, outstanding problems, future research, and exploration significance // Economic Geology. 2003. - V. 98.-P. 1-29.

51. Halverson G.P., Hoffman P.F., Schrag D.P. et al. Toward a Neoproterozoic composite carbon-isotope record // GSA Bulletin. 2005. - V. 117. - № 9/10. - P. 1181-1207.

52. Halverson G.P., Dudas F.O., Maloof A.C., Bowring S.A. Evolution of the 87Sr/86Sr composition of Neoproterozoic seawater // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2007. - V. 256. - P. 103-129.

53. Hodgson C.J., Love D.A., Hamilton J.V. Giant mesothermal gold deposits: Descriptive characteristics, genetic model, and exploration area selection criteria // Economic Geology Special Publication. 1993. - V. 2. - P. 157-211.

54. Hu G.X., Clayton R.N. Oxygen isotope salt effects at high pressure and high temperature and the calibration of oxygen isotope geothermometers // Geohim. Cosm. Acta. 2003. - V. 67. - P. 3227-3246.

55. Jamtveit B., Yardley B.W.D. Fluid flow and transport in rocks London, Chapman and Hall, 1997. - 319 p.

56. Jia Y., Kerrich R. Giant quartz vein systems in accretionary orogenic belts: the evidence for a metamorphic fluid origin from 815N and 513C studies // Earth Planet. Sci. Lett. 2000. - V. 184. - P. 211-224.

57. Jingwen M., Zuoheng Zh., Jianmin Y., Zhang Zh. The Hanshan gold deposit in the Caledonian North Qilian orogenic belt, NW China // Mineralium Deposita. -2000.-V. 35.-P. 63-71.

58. Kajiwra Y., Krouse H.R. Sulfur isotope partitioning in metallic sulfide systems // Can. J. Earth Sci. 1971. - V. 8. - P. 1397-1408.

59. Kerrich R, Fryer B.J. Lithophile-element systematics of Archean greenstone belt Au-Ag vein deposits: implications for source processes // Canad. J. Earth Sci. 1988. - V. 25. - P. 945-953.

60. Kusakabe M., Maruyama S., Nakamura T., Yada T. C02 laser-BrF5 fluorination technique for analysis of oxygen three isotopes of rocks and minerals // Mass Spectrom. Soc. Jpn. 2004. - V. 52. - № 4. - P. 205-212.

61. Large R., Maslennikov V., Robert F. et al. Multistage sedimentary and metamorphic origin of pyrite and gold in the giant Sukhoi Log deposit, Lena gold province, Russia // Economic Geology. 2007. - V. 102. - P. 1233-1267.

62. Laznicka P. Quantitative relationships among giant deposits of metals // Economic Geology. 1999. - V. 94. - P. 455-273.

63. Lerouge C., Milesi J.P., Fouillac A.M. The Paleoproterozoic Dorlin gold deposit, French Guiana: genetic constraints of the stable isotope geochemistry // Chem. Geol. 1999. - V. 155.-P. 131-149.

64. Lu J., Seccombe P.K., Eldridge C.S. SHRIMP S-isotope evidence for fluid mixing during gold mineralization in a slate-belt gold deposit (Hill End, NSW, Australia) // Chem. Geol. 1996. - V. 127. - P. 229-240.

65. MacCrea J.M. On the isotopic chemistry of carbonates and a paleotemperature scale // Chem. Phys. 1950. - V. 18. - P. 849-857.

66. McKirdy D.M., Burgess J.M., Lemon N.M. et al. A chemostratigraphic overview of the late Cryogenian interglacial sequence in the Adelaide Fold-Thrust Belt, South Australia // Precambrian Res. 2001. - V. 106. - P. 149-186.

67. Mathur R., Ruiz J., Titley S. et al. Different crystal sources for Au-rich and Au-poor ores of the Grasberg Cu-Au porphyry deposit // Earth Planet. Sci. Lett. -2000.-V. 183.-P. 7-14.

68. Matsuhisa Y., Goldsmith J.R., Clayton R.N. Oxygen isotopic fractionation in the system quartz-albite-anothite-water // Geohim. Cosm. Acta. 1979. - V. 43. -P. 1131-1140.

69. Mattey D., Macpharson C. High-precision oxygen isotope microanalysis of ferromagnesian minerals by laser-fluorination // Chem. Geol. 1993. - V. 105. -№4.-P. 305-318.

70. Matthews A., Schliestedt M. Evolution of the blueschist and greenschist facies rocks of Sifnos, Cyclades, Greece // A stable isotope study of subduction-related metamorphism. Contrib. Mineral. Petro. 1984. - V. 88. - P. 150-163.

71. Meffre S., Large R.R., Scott R. et al. Age and pyrite Pb-isotopic composition of the giant Sukhoi Log sediment-hosted gold deposit, Russia // Geochim. et. Cosmochim. Acta. 2008. - V. 88. - № 9. - P. 2377-2391.

72. Meheut M., Lazzeri M., Balan E., Mauri F. Equilibrium isotopic fractionation in the kaolinite, quartz, water system: Prediction from first-principles density-functional theory // Geohim. Cosm. Acta. 2007. -V. 71. -P. 3170-3181.

73. Melezhik V.A., Pokrovsky B.G., Fallick A.E. et al. Constraints on 87Sr/86Sr of Late Ediacaran seawater: insight from Siberian high-Sr limestones // Journal of the Geological Society. -2009. V. 166.-P. 183-191.

74. Morgan J.W, Wandless G.A. Rare earth elements in some hydrothermal minerals: evidence for crystallographic control // Geochim. Cosmochim. Acta. -1980.-V. 44.-P. 973-980.

75. Nesbitt B.E., Muchlenbachs K. Geology, geochemistry and genesis of mesothermal lode gold deposits of the Canadian Cordillera: Evidence for ore formation from evolved meteoric water // Econ. Geol. 1989. - Monograph 6. -P. 553-563.

76. O'Neil J.R. Theoretical and experimental aspects of isotopic fractionation // Valley J.W., Taylor H.P. Jr., O'Neil J.R. (Eds) Stable isotopes in high temperature geological processes. Mineral. Soc. Am. Rev. Mineral. 1986. - V. 16. - P. 1-37.

77. Phillips G.N., Groves D.I., Kerrich R. Factors in the formation of the giant Kalgoorlie gold deposit // Ore Geology Reviews. 1996. - V. 10. - P. 295-317.

78. Rombach C.S., Newberry R.J. Shotgun deposit: granite porphyry-hosted gold-arsenic mineralization in southwestern Alaska, USA // Mineralium Deposita.- 2001. V. 36. - P. 607-621.

79. Sharp Z. A laser-based microanalytical method for the in situ determination of oxygen isotope ratios of silicates and oxides // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1990. - V. 54. - P. 1353-1357.

80. Sharp Z., Kirschner D.L. Quartz-calcite oxygen isotope themometry:a calibration based on natural isotopic variations // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1994.-V. 58.-P. 4491-4501.

81. Sharp Z. Principles of stable isotope geochemistry // Pearson Prentice Hall. -2007.-P. 344.

82. Shiro Y., Sakai H. Calculation of the reduced partition function ratios of alpha-beta quartz and calcite // Japan Chemical Society Bulletin. 1972. - V. 45. -P. 2355-2359.

83. Sillitoe R.H. Enigmatic origins of giant gold deposits // In Geology and ore deposits: The Great basin and beyond: Reno, The Geological Society of Nevada. -2000.-P. 1-18.

84. Zhang L.-G., Liu J.-X., Zhou H.B., Chen Z.-S. Oxygen isotope fractionation in the quartz-water-salt system // Econ. Geol. 1989. - Y.89. - P. 1643-1650.

85. Zheng, Y.-F. Calculation of oxygen isotope fractionation in anhydrous silicate minerals // Geochim. Cosmochim. Acta. 1993a. - V. 57. - P. 1079-1091.

86. Zheng, Y.-F. Calculation of oxygen isotope fractionation in hydroxyl-bearing silicates // Earth Planet. Sci. Lett. 1993b. - Y. 120. - P. 247-263.

87. Zheng Y.-F. Oxygen isotope fractionation in carbonate and sulfate minerals // Geochemical Journal. 1999. - V. 33. - P. 109-126.