Rb-Sr изотопная система гидротермального кварца, возраст и источники вещества золоторудных месторождений Сухой Лог (Россия) и Колар (Индия)

Чугаев, Андрей Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Rb-Sr изотопная система гидротермального кварца, возраст и источники вещества золоторудных месторождений Сухой Лог (Россия) и Колар (Индия)
ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Rb-Sr изотопная система гидротермального кварца, возраст и источники вещества золоторудных месторождений Сухой Лог (Россия) и Колар (Индия)"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ РАН)

На правах рукописи

□030541ЭЭ

Чугаев Андрей Владимирович ......

кЬ-8г ИЗОТОПНАЯ СИСТЕМА ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО КВАРЦА, ВОЗРАСТ И ИСТОЧНИКИ ВЕЩЕСТВА ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СУХОЙ ЛОГ (РОССИЯ) И КОЛАР (ИНДИЯ)

Специальность 25.00.09 - геохимия, геохимические методы поиска полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

МОСКВА -2007

003054199

Работа выполнена в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН (ИГЕМ РАН)

Научный руководитель: Член-корреспондент РАН И.В. Чернышев

Официальные оппоненты:

Доктор геолого-минералогических наук, профессор И.М. Горохов (ИГТД РАН, г. Санкт-Петербург)

Доктор геолого-минералогических наук, профессор Г.Н. Гамянин (ИГН ЯНЦ СО РАН, г. Якутск)

Ведущая организация:

Институт геохимии им. А.П. Виноградова РАН (г. Иркутск).

Защита состоится 16 марта 2007 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 002.122.01 в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН по адресу: 119017 г. Москва, Старомонетный пер., 35.

С диссертацией можно ознакомиться в отделении геологической литературы БЕН РАН по адресу: 119017 г. Москва, Старомонетный пер., 35, ИГЕМ РАН.

Автореферат разослан 13 февраля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат геолого-минералогических наук : М.А. Юдовская

Актуальность работы

Исследования генезиса крупных и уникальных рудных месторождений является одним из фундаментальных направлений современной геологии. В этих исследованиях важнейшее место занимают вопросы времени рудообра-зования и источников минерального вещества. При их решении ключевую роль играют методы изотопной геохимии, которые, в отличие от структурно-геологического, минераграфического и других методов, вносят количественную меру как при датировании и определении продолжительности процессов рудообразования, так и при изучении источников минерального вещества.

Трудности исследования крупных месторождений с помощью изотопных методов обусловлены, как правило, сложной историей формирования этих объектов, последовательным наложением процессов, приводящих в ряде случаев к нарушению замкнутости изотопных систем в минералах-геохронометрах, а также ограниченным выбором минералов и малыми размерами их зерен, так или иначе пригодных для изотопного изучения. В связи с этим весьма актуальным является получение достоверной изотопно-геохронологическоЙ и изотопно-геохимической информации. Это требует, наряду с использованием представительного геологического материала, развития методов, лежащих в области собственно изотопного анализа, изучения и применения нетрадиционных минералов-геохронометров, а также получения и использования дополнительных минералого-геохимических данных. Усилия диссертанта в методической части диссертации были сосредоточены на изучении Rb-Sr изотопной системы гидротермального кварца.

Объектами исследования в настоящей работе являются известные в мире крупные месторождения золота Сухой Лог (Патомское нагорье, Россия) и Ко-лар (штат Карнатака, Южная Индия), для которых, несмотря на их геологическую изученность и экономическое значение, вопросы времени формирования рудных тел и источников вещества оставались практически не решенными. Цели исследования

Настоящая работа преследовала две основные цели:

1) Разработку и совершенствовать новых методических подходов для датирования и расшифровки источников вещества гидротермальных месторождений на основе исследования Rb-Sr изотопной системы кварца.

2) Определение возраста и источников вещества рудных тел месторождений золота Сухой Лог и Колар и использование этих месторождений в качестве опорных объектов для апробации разработанной методики Rb-Sr изучения кварца. Задачи работы

В процессе выполнения диссертационной работы решались следующие задачи:

1) разработка методики Rb-Sr изотопного исследования гидротермального кварца и содержащихся в нем флюидных включений;

2) исследование рудных тел месторождений Сухой Лог и Колар с помощью комплекса изотопных методов (K-Ar, 39Ar-40Ar, Rb-Sr, Sm-Nd, Pb-Pb);

3) датирование гидротермальных и метасоматических образований месторождений Сухой Лог и Колар и идентификация источников минерального вещества;

4) минералого-геохимическое изучение жильного кварца перечисленных месторождений и получение для него Rb-Sr изотопных характеристик;

5) оценка кварца как минерала-геохронометра и выработка критериев отбора и подготовки проб для решения геохронологических и генетических задач. Фактический материал

Основу диссертации составили результаты изотопных исследований, проведенных автором в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ РАН. Методические разработки и изучение месторождений Сухой Лог и Колар выполнены на материале каменных коллекций образцов, предоставленных сотрудниками ИГЕМ РАН член-корр. РАН Ю.Г.Сафоновым, В.В.Дистлером и М.А. Юдовской. Проведены многочисленные методические эксперименты, связанные с выяснением оптимальных условий масс-спеетрометрического аналгоа малых количеств ЯЬ и 5г и снижением уровня фонового загрязнения ЯЬ и Бг на различных стадиях химической подготовки проб.

В процессе выполнения работы с помощью К-Аг, 3,Аг-4иАг, ЯЬ-Эг, вт-Ыс! и РЬ-РЬ изотопных методов было проведено более 120 анализов. Изотопные исследования сопровождались микроскопическим изучением образцов (свыше 50 шлифов), изучением флюидных и минеральных включений в гидротермальном кварце (12 полированных пластин), анализами химического состава гидротермального кварца и валовых проб пород с помощью атомно-абсорбционного и рентгено-флюоресцентного методов. Научная новизна

Впервые для золоторудных месторождений Сухой Лог и Колар установлен возраст рудных тел и определены источники вещества. Полученные новые геохронологические и изотопно-геохимические данные вносят существенный вклад в решение проблемы генезиса крупных и гигантских месторождений благородных металлов. Разработан и апробирован новый методический подход в исследовании гидротермальных месторождений, основанный на изучении ЯЬ-Бг изотопной системы кварца. Впервые показано многообразие форм нахождение ЯЬ и вг в этом минерале и определены критерии отбора образцов для геохронологических и изотопно-геохимических исследований. Практическая значимость работы

Полученные для месторождений Сухой Лог и Колар изотопно-геохронологические и изотопно-геохимические данные, позволившие впервые определить время проявления рудообразующих процессов, их связь с другими геологическими событиями и установить источники минерального вещества, значительно расширяют современные представления об образовании крупномасштабных золоторудных объектов, связанных с породами черносланцевой формации и с архейскими зеленокаменными поясами. Сделанные в диссертации выводы могут быть использованы в качестве дополнительных критериев поиска месторождений подобного рода и для их прогнозной оценки.

При постановке методики ЯЬ-8г изотопного изучения кварца были усовершенствованы и отработаны методы анализа малых количеств (1-5x10"8 г) стронция. Некоторые из них имеют важную практическую ценность для исследований экологических, геологических, внеземных объектов. К ним относятся: приемы, позволяющие существенно снизить уровни фонового загрязнения анализируемых проб при их химической подготовке, а также методика изотопного масс-спектрометрического анализа Бг с использованием Та акти-

ватора, позволяющая проводить измерения малых количеств (5х 10"8 г) этого элемента при незначительной потере точности. Методика Rb-Sr изотопного изучения кварца может быть взята за основу при исследовании других минералов с низким содержанием Rb и Sr, например, сфалерита.

Защищаемые положения

1. Разработана методика изучения Rb-Sr изотопной системы кварца, расширяющая круг гидротермальных месторождений, доступных для датирования и расшифровки источников вещества с помощью Rb-Sr метода.

2. Изучение кварца с помощью Rb-Sr изохронного метода позволяет установить время его кристаллизации. Перекристаллизация кварца не сопровождается гомогенизацией изотопного состава Sr, что препятствует определению времени процессов вторичных преобразований этого минерала.

3. Установлены два разновозрастных события в истории формирования рудных тел месторождения Сухой Jlor. С первым из них (447±6 млн. лет) связано образование основной части промышленных руд (прожилково-вкрапленного типа минерализации), а со вторым (321 ±14 млн. лет) -поздних кварцевых жил (золотокварцевый малосульфидный тип минерализации). На основании Rb-Sr, Sm-Nd, Pb-Pb изотопных данных показана ведущая роль рифейских осадочных пород как источника вещества при формировании рудной минерализации.

4. На месторождении Колар (Южная Индия) жильное вещество золоторудных тел было сформировано 2446±54 млн. лет назад на заключительной стадии развития Коларского зеленокаменного пояса. Согласно Rb-Sr, Sm-Nd и Pb-Pb изотопным данным основными источниками вещества, поступавшего в минералообразующую систему месторождения, являлись вмещающие амфиболиты и архейские гранито-гнейсы.

Апробация работы

Основные результаты работы были представлены на научных конференциях;

1.XV Симпозиум по геохимии изотопов им. академика А.П. Виноградова, ГЕОХИ РАН, 24-27 ноября 1998 г., Москва;

2. Международная конференция: «Модели вулканогенно-осадочных рудооб-

разующих систем», ВСЕГЕИ, 7-10 июля 1999, Санкт-Петербург; 3.1 Российская конференция по изотопной геохронологии: «Изотопное датирование геологических процессов: новые методы и результаты», 15-17 ноября 2000 г., Москва;

4. International Symposium «Applied geochemistry in the coming decades», 10-12

August 2001, Hyderabad, India;

5. International Symposium «Applied geochemistry in exploration for minerals and

oil», 10-12 September 2003, Hyderabad, India;

6. II Российская конференция по изотопной геохронологии: «Изотопная гео-

хронология в решении проблем геодинамики и рудогенеза», 25-27 ноября 2003 г., Санкт-Петербург. Публикации

За период работы над диссертацией автором были опубликованы 43 печатные работы, из них по теме диссертации - 13.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, включающего 184 наименования. Общий объем работы составляет 179 страниц текста, включая 41 рисунок и 28 таблиц. Благодарности

Работа выполнена в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии ИГЕМ РАН под руководством члена-корреспондента РАН И.В. Чернышева, которому автор благодарен за постановку диссертационной работы, постоянную поддержку и помощь при выполнении исследований и написании работы. Автор признателен сотрудникам лаборатории, оказавшим практическую помощь и всестороннюю поддержку диссертанту: М.М. Аракелянц, Э.Д. Баировой, В.Н. Голубеву, Ю.В. Гольцману,

A.B. Ереминой, В.А. Лебедеву, Т.И. Олейниковой, Н.И. Сердюку, К.Н. Шатагину. Автор благодарит член-корр. РАН Ю.Г. Сафонова,

B.В. Дистлера и М.А. Юдовскую за предоставленные для исследования коллекции геологических образцов, консультации по вопросам геологического строения месторождений, минералого-геохимических особенностей рудных тел и обсуждение результатов. Автор признателен сотрудникам ИГЕМ РАН A.B. Мохову, Г.Е. Каленчук и T.JI. Крыловой за помощь в проведении мине-ралого-химического изучения кварца.

ГЛАВА 1. Методика изучения Rb-Sr изотопной системы кварца

Кварц - весьма привлекательный минерал для изотопно-геохимических исследований, направленных на датирование гидротермальных месторождений и расшифровку источников их вещества. В составе руд он является ведущим жильным минералом большинства типов месторождений. Его образование происходит на различных стадиях эволюции гидротермальной системы, в том числе и при отложении рудного компонента. Наконец, кварц выступает носителем флюидных включений, представляющих собой реликт исходного гидротермального раствора.

Впервые кварц был использован для определения Rb-Sr возраста кислых магматических пород Д.Норманом (Norman, 1978). В последовавших затем работах ряда исследователей было показано, что кварц может быть успешно применен и для Rb-Sr датирования гидротермальных месторождений, и для идентификации источника вещества (Shepherd, Darbyshire, 1981; Changkakoti et. al., 1988; Pettke et al., 1997, 2000). Однако, широкого распространения этот подход не получил, что связано с методическими трудностями изучения Rb-Sr изотопной системы кварца (Pettke, Diamond, 1995).

Методические трудности, возникающие при проведении Rb-Sr изотопного исследования кварца, обусловлены, прежде всего, очень низкими содержаниями Rb и Sr (на 1-3 порядка меньшими по сравнению с обычно анализируемыми минералами), а также возможным присутствием этих элементов в кварце в нескольких формах. Согласно существующим представлениям Rb присутствует в основном в кристаллической решетке, тогда как для Sr главной формой нахождения являются флюидные включения (Rossman et al., 1987; Pettke, Diamond, 1995). Поэтому при изучении кварца особое значение приоб-

ретает контроль уровня контаминации образца и работа по ее снижению в процессе химической подготовки и последующего масс-спектрометрического анализа, обеспечение полноты извлечения элементов из пробы, исключение элементного фракционирования и т.д. Вся методика работ должна учитывать наличие нескольких форм нахождения Rb и Sr в кварце.

Разработанная методика Rb-Sr изотопного изучения кварца включает: стадию предваруггельной подготовки проб, химическую стадию, стадию кислотного выщелачивания, изотопный анализ Rb и Sr и учет контаминации пробы примесными Rb и Sr.

Исходная проба кварца представляла фракцию зерен с размерностью -0.5 --Ю.25 мм и с общей массой 1-2 г. Для определения изотопного отношения 87Rb/ssSr в образце и концентрации Rb и Sr использовался метод изотопного разбавления со смешанным трасером S5Rb+84Sr, который был приготовлен и аттестован в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ РАН.

Одним из возможных источников контаминации образца является поверхность зерен. Посторонние Rb и Sr могут на ней присутствовать в виде различных солей и (или) в качестве адсорбированных катионов. Очистка поверхности проводилось в две стадии. Первая заключалась в длительном кипячении навески кварца в HN03 (15 М) и затем в дистиллированной воде. На второй стадии образец помещался в U-образную кварцевую трубку (электролитическую ячейку) с платиновыми электродами. Ячейка заполнялась Н20**** , а на электроды подавалось постоянное напряжение 250 В (рис.1). Изменение концентрации ионов в растворе контролировалось по величине силы тока в электролитической ячейке. Периодически проводилась смена воды в ячейке. Процедура считалась завершенной, когда сила тока в ячейке достигала минимального значения. Продолжительность процедуры зависит от площади очищаемой поверхности, величины подаваемого на электроды напряжения, а также расстояния между электродами и их площади. Учет этих факторов позволил оптимизировать процесс электролитической очистки и уменьшить его продолжительность в 2-3 раза, по сравнению с аналогичной методикой Т. Петгке и Л. Даймонда (Pettke, Diamond, 1995).

После описанной выше предварительной подготовки проба делилась на две равные части: одна из них подвергалась полному химическому разложению, а вторая использовалась для получения кислотной вытяжки.

На стадии химической подготовки основными факторами, определяющими уровень фонового загрязнения образца, являются: чистота рабочего помещения, чистота используемой посуды и реактивов. Работы проводились в специализированном помещении, в которое подавался очищенный воздух. В самом помещении также были созданы локальные рабочие зоны повышенной чистоты. В качестве химической посуды использовались сосуды, изготовленные из фторопласта-4. Основными химическими реактивами являлись кислоты (HF, HCl, HN03) и вода, прошедшие глубокую очистку с помощью многократной перегонки.

' Число звездочек- показывает количество стадий перегонки данного реактива

Время (сутки)

Рис. 1. а) Схема электролитической ячейки; б) Зависимость силы тока в электролитической ячейке от времени

Разложение кварца осуществлялось во фторопластовых сосудах при атмосферном давлении в смеси кислот НР**(10М)+ НЖ>3****(15М), объемное соотношение которых составляло около 1:5. К каждой пробе также добавлялась НС104*(7М) в количестве 0.02 мл. Присутствие последней препятствует выпадению в виде геля и образованию фторидов М> и Эг. Отношение массы пробы и реактивов составляло около 1:15. В этой кислотной смеси кварц выдерживался при температуре 70-80 "С до полного растворения. Далее раствор выпаривался, солевой остаток обрабатывался 1-2 мл НС1***(6М) для последующего получения хлоридов Шэ и йг.

Следующей стадией химической подготовки проб кварца является получение чистых препаратов Шз и Бг методом ионообменной хроматографии. При отработке методики хроматографического разделения уделялось внимание ее

120-

Нг/мл 160-1

40-

80-

ш>

оптимизации применительно к анализу кварца. За основу была взята методика, описанная Э.Д. Баировой и Ю.В. Гольцманом (Баирова, Гольцман, 1983), в которой в качестве сорбента использовался катионит АС Х8 с размерностью зерен 200-400 меш, а в качестве элюента - НС1 (2М). Сопос-

5 10 15 20

25 30 мл тавление свойств колонок с

различным объемом сорбента показало, что необходимой эффективностью и

селективностью по отноше-

8-1

•О Ct

нию к Rb и Sr и низким уровнем контаминации обладает колонка с объемом смолы 1.5 см3 (рис. 2).

Составной частью описываемой методики Rb-Sr изучения кварца является анализ кислотной вытяжки, с помощью которой Rb и Sr извлекаются из содержащихся в кварце флюидных включений и растворимых минеральных включений. Кислотная вытяжка осуществляется путем механического истирания пробы кварца под слоем выщелачивающего раствора. При этом необходимо, чтобы элементное Rb/Sr и изотопные отношения 87Rb/86Sr и 87Sr/86Sr в

вытяжке соответствовали таковым в исходном растворенном веществе. Это условие может нарушаться в результате действия двух основных факторов: химического фракционирования изучаемых элементов и контаминации пробы при ее дроблении и выщелачивании. Для предотвращения химического фракционирования Sr и Rb в системе кварц-раствор, кислотная вытяжка осуществлялась с помощью HN03(2.5M) с добавкой La (110 мкг/мл) - химического агента,

вытесняющего адсорбированный на поверхности кварца Sr в раствор. Экспериментальные данные показывают, что для перевода адсорбированного Sr в кислотную вытяжку продолжительность выщелачивания должна составлять не менее 1 часа (рис. 3).

Уровень контаминации пробы при ее дроблении во многом зависит от материала ступки. Особенности данной методики кислотного выщелачивания предъявляют два основных требования к веществу ступки: оно должно быть инертным по отношению к воздействию растворителя и обладать высокой устойчивостью к механическому истиранию. Для тестирования были выбраны два типа ступок: корундовая («diamond spar» mortar, Fisher Scientific Inc., США) и агатовая. Как показали многочисленные эксперименты с эталонным оптическим кварцем, не содержащим включений, наиболее существенная контаминация по Sr (более 5 нг/мл в вытяжке) происходит в корундовой ступке. При этом количество примесного Sr существенно менялось от опыта к опыту. Напротив, относительно низкие и достаточно стабильные уровни контаминации как по Rb (0.6 нг/мл), так и по Sr (1.7 нг/мл) показало дробление в агатовой ступке. Отметим, что близкие значения уровней контаминации приводятся в публикациях зарубежных исследователей (Pettke, Diamond, 1995). В результате была принята следующая процедура кислотного выщелачивания.

0.70850 0.70845 -0.708425} 0.708380.70834 0.70830

"Г"

И—

ео

т-80

~т— 100

т— 120

"1 140

Время, мин.

Рис. 3. Зависимость величин изотопных отношений 87Rb/8t'Sr и 87Sr/86Sr в экстракте от продолжительности выщелачивания

Навеска пробы кварца в 1 г, прошедшая стадию предварительной очистки, растиралась в течение 2-4 минут под слоем UNO, (2.5М) объемом 1.5 мл до состояния пудры. Предварительно в выщелачивающий раствор добавлялась аликвота Rb-Sr трасера. Экстракт отбирался через 1.5 часа после начала выщелачивания. Далее осуществлялось хроматографическое выделение Rb и Sr.

Измерение изотопного состава Rb и Sr проводилось на термоионизационном 7-коллекторном масс-спектрометре Sector 54 (Micromass, Великобритания). Анализ основных факторов, влияющих на точность и правильность результатов, показал, что при оптимизации методики анализа малых (менее 50 нг) количеств Sr, существенные преимущества дает применение одноленточ-ного режима термоионизации по отношению к двух- или трехленточным режимам. Разработанная методика измерения малых количеств Sr (менее 50 нг), использовавшаяся при Rb-Sr изучении кварца, является развитием ранее описанных методов анализа Sr, в которых в качестве активатора термоэмиссии положительных ионов используется Ta2Os (Birck, Allegre, 1978; Чернышев и др., 1983). Были определены оптимальные условия анализа (методика приготовления Та-активатора; тип металлической подложки, режим подъема накала лент и т.д.), оценено качество эмиссии ионов и чувствительность методики. Последняя оценивалась по результатам серии измерений, в которых количество Sr на ленте менялось от 100 до 5 нг. Погрешность измерения отношения 87Sr/8iSr, отвечающая сходимости результатов внутри опыта, при анализе 5 нг не превышала 0.005% (2ст), а во всех остальных случаях (100-10 нг Sr) составляла менее 0.003%. При выполнении работы правильность получаемых результатов контролировалась систематическими анализами стандартного образца MST SRM-987. За время проведения исследования значение 87Sr/86Sr в серии параллельных измерений (л=47) составило 0.710248±21 (±2ст).

Контаминация образца посторонними Rb и Sr, неизбежно происходящая на стадии химической подготовки, приводит к искажению получаемых Rb-Sr изотопных характеристик. Поэтому возникает необходимость соответствующей коррекции результатов определения отношений 87Rb/S6Sr и 87Sr/S6Sr в кварце и кислотной вытяжке. Коррекция проводилась для всех анализируемых проб на основе модели, описывающей смешение двух компонентов (собственно образца и контаминирующих его примесных Rb и Sr) с различным содержанием Rb и Sr и различным изотопным составом Sr.

В отдельном разделе приведено краткое описание минералого-геохимических методов, которые были применены при изучении образцов кварца из рудных тел золоторудных месторождений.

ГЛАВА 2. Изотопные методы

Для исследования месторождений Сухой Лог и Колар, имеющих сложную и продолжительную историю формирования, наряду с Rb-Sr изучением гидротермального кварца были использованы и другие методы изотопной геологии. При этом выбор конкретных методов и методических подходов определялся в первую очередь геологическими особенностями объекта, минеральным составом рудных тел и поставленными задачами настоящего исследования.

Для изучения гидротермальных и метасоматнческих образований месторождений Сухой Лог и Колар были применены K-Ar, ''Ar-^Ar, Rb-Sr, Sm-Nd,

Pb-Pb методы. В настоящей главе приводится краткое описание этих методов, применявшихся методик подготовки образцов и их масс-спектрометрического изотопного анализа. Кроме того, дается описание многоколлекторной масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (MC-ICP-MS), использовавшейся для исследования изотопного состава РЬ в пирите и шеелите. МС-1СР-MS является новым методом изотопной геологии, позволяющим существенно повысить точность измерения изотопных отношений РЬ по сравнению с традиционным термоионизационным методом. Примененный вариант метода MC-ICP-MS основывается на разбавлении анализированных растворов свинца таллием и нормированием всех текущих измеренных изотопных отношений свинца по стандартному отношению 20'Т1/:гпТ1=2.3889±1. Работа проводилась на масс-спектрометре типа MC-ICP-MS NEPTUNE (ThermoFinnigan, Германия). Реализованная в настоящей работе точность, оцениваемая по погрешности воспроизводимости результатов независимых анализов (2о), составила: для отношения 208РЬ/204РЬ 0.024%, а для отношений ^РЬ/^РЬ и 20SPb/2Q4Pb -0.022% (Чернышев и др., 2004).

ГЛАВА 3. Современные представления о геологическом строении и условиях образования золоторудного месторождения Сухой Лог

Месторождение Сухой Лог находится на севере Байкальской метаплатформенной области, известной как Байкало-Патомское нагорье. Месторождение расположено в западной периклинальной части Сухо-ложской антиклинали, являющейся одним из структурных элементов Бодайбинского синклинория. Район месторождения сложен преимущественно верхне-протерозойскими терригенно-карбонатными отложениями, среди которых выделяют ныгринскую и бодай-бинскую серии. Породы района метаморфизованы в условиях низкотемпературной зелено-сланцевой фации и интенсивно дислоцированы в линейно вытянутые складки (рис.4). Отложения ныгринской серии слагают ядерную часть Сухолож-ской антиклинали и представлены метапесчаниками, метаалевролитами и углеродсодержащими сланцами хомолхинской и карбонатными отложениями имняхской свит с общей мощностью более 1100 метров. Рудовмещагащими являются, главным образом,

Рпс. 4. Схема геологического строения месторождения Сухой Лог 1-3 — породы хомолхинской свиты (К:-з), пачки: 1- нижняя, 2- средняя, З-верхияя; 4- известняки имняхской свиты (110; 5- тектонические нарушения; 6- граница рудной зоны; 7- скважина № 6.

породы хомолхинской свиты. В районе месторождения установлены выходы магматических тел. Наиболее крупным из них является Константиновский шток биотитовых гранитов (в 6 км юго-западнее от месторождения) с возрастом 300±20 млн. лет (Неймарк и др., 1993).

Породы хомолхинской свиты претерпели метасоматическое преобразование. Метасоматиты сопровождают рудные тела и локализованы вдоль узких тектонических зон значительной протяженности (десятки километров) и мощности (десятки - сотни метров). На удалении от рудных тел метасоматические изменения проявлены слабо и фиксируются в основном на микроскопическом уровне: аль-битазация кластогенного плагиоклаза, перекристаллизация породообразующих минералов и развитие новообразованных выделений кварца и карбонатов (Русинов и др., 2005). По мере приближения к участкам золотоносной минерализации количество и размер новообразованных кварцевых жил, кварц-карбонатных и сульфидно-кварцевых линз, гнезд и прожилков возрастает.

Месторождение представляет собой пластообразную залежь северозападного простирания. При проведении поисково-разведочных работ было выделено четыре участка: Сухоложский, Северо-Западный, Западный и Центральный. Наиболее крупным из них является Сухоложский участок, протяженность которого по простиранию составляет 3 км, а по падению — более 1 км.

Рудная минерализация представлена двумя главными типами: прожилко-во-вкрапленным золотосульфидным и жильным золото-кварцевым малосульфидным. Первый тип является ведущим, и с ним связаны основные запасы (около 1100 т) при среднем содержании золота в прожилково-вкрапленных рудах - 2.7 г/т (Буряк, Бакулин, 1998). Среди сульфидов заметно преобладает пирит. Кварцевые жилы, представляющие второй тип, концентрируются на двух гипсометрических уровнях: вблизи дневной поверхности и на глубине 300-400 м. Для верхнего уровня характерны жилы карбонат-кварцевого состава (анкерита до 30 об.%), а для нижнего - существенно кварцевые (до 98 об.%) жилы. Рудные минералы (менее 2 об.%) представлены пиритом, галенитом, халькопиритом, сфалеритом и золотом. В соответствии с геологическими данными формирование жильной минерализации происходило позднее прожилково-вкрапленной. Важной особенностью месторождения Сухой Лог является наличие платиноидной минерализации. Платиноидная минерализация пространственно совмещена с прожилково-вкрапленной. Среди платиноидов ведущая роль принадлежит Pt. При этом высокие концентрации Pt (35 г/т) отмечаются в надрудной зоне и верхней частях Сухоложского рудного тела (Дистлер и др., 1996). Доминирующей формой нахождения Pt в рудах являются ее самородные выделения, а также металлические твердые растворы (Pt-Fe-Cu системы), образующие самостоятельные фазы в золотосодержащем пирите (Митрофанов и др., 1994; Дистлер и др., 1996).

Представления о возрасте минерализации Сухого Лога до недавнего времени основывались, главным образом, на геологических данных и вытекали из наиболее широко принятой метаморфогенно-гидротермальной модели генезиса оруденения (Буряк, 1982; 1987). В рамках этой модели признается кла-стогенная и хемогенная природа золота в углеродистых (черных) сланцах, а ведущая роль в образовании золоторудного месторождения признается за

процессами регионального и дислокационного метаморфизма, которые имели место в позднепротерозойское-раннепалеозойское время. В соответствии с альтернативной магматогенно-гидротермальной концепцией рудообразование на месторождении Сухой Лог генетически связано с тектономагматической активизацией региона, произошедшей в палеозойское время. При этом основным источником гидротермально-метасоматических флюидов и тепла выступали магматические расплавы, предположительно кислого состава. (Дистлер и др., 1996; Ок«ег е*. а1, 2004).

Опубликованные ранее изотопно-геохронологические данные характеризуют только возраст магматических пород района месторождения Сухой Лог и смежных территорий. В работах Рунквист с соавторами (Рунквист и др., 1992) и Неймарка с соавторами (Неймарк и др., 1993) приводится ряд датировок магматических пород, локализованных в рифейских толщах.

ГЛАВА 4. Современные представления о геологическом строении и условиях образования золоторудного месторождения Колар

Месторождение Колар

Ь'

зПГ

76-fl BD'tf

Ч ш™ /

\ ,кзп i

Е^ангалор | Im^L \ j

ТривандрумГ

a'i ч_/

1 1 во' (Г

Рис. 5. Геологическая схема района месторождения Колар (Индия) 1- гранито-гнейсы Чемпион; 2- амфиболиты;

3- Западные и Восточные гранито-гнейсы;

4- рудные зоны Коларского поля.

является одним из крупнеи-ших и старейших золотодобывающих центров в мире. За более чем столетнюю историю его освоения здесь было добыто около 900 тонн золота. Месторождение приурочено к центральной части зеленокаменного пояса Колар, расположенного в юго-восточном сегменте архейского кратона Дарвар (шт. Карнатака, Юж. Индия). Пояс ориентирован субмеридионально и имеет протяженность около 80 км при максимальной ширине 4 км (рис. 5). Слагающие его зеленокаменные породы представлены преимущественно амфиболитами, железистыми кварцитами и сланцами (Rajamani et al., 1981; Balakrishnan et al., 1990). Пояс окружен разнообразными по составу (от тоналитов до калиевых гранитов) грани-то-гнейсовыми комплексами с возрастом от 2.63 до 2.55 млрд. лет (Balakrishnan and

Rajamani, 1987; Krogstad et al., 1991; 1995). Вдоль восточной границы пояса развиты кислые кристаллические породы, известные как гнейсы Чемпион (2.8-2.7 млрд. лет). Заложение пояса произошло около 2.7 млрд. лет назад, а его сжатие, которое сопровождалось метаморфизмом и тектонической деформацией пород, около 2.4 млрд. лет назад (Walker et а!., 1989; Balakrishnan et al., 1990; Krogstad et al, 1995). В это же время (2413±45 млн. лет назад) происходит становление пегматитовых тел и долеритовых даек.

Месторождение Колар объединяет семь рудных залежей: Чемпион Риф, Манди, Маскум, Пилот, Ориентапь, Мак Тэггарт восточное и Мак Тэггарт западное. Наиболее крупной из них является залежь Чемпион Риф, представляющая собой зону выдержанного оруденения, которая прослежена горными выработками до глубины 3.2 км. Слагающие ее рудные тела, локализованные среди амфибо-литов, относятся к золото-кварцевому малосульфидному типу (Сафонов, 1988). В строении залежи обнаруживается вертикальная зональность. На верхних горизонтах преобладают линзы, простые и сложные склад-кообразные жилы мощностью до первых метров, которые сложены темноок-рашенным интенсивно гранулированным кварцем. С глубиной наблюдается упрощение морфологии и внутренней структуры рудной зоны: преобладают простые, выдержанные по простиранию и мощности жилы, выполненные светлым массивным кварцем. Рудные тела окружены оторочкой (до 20 см) биотитовых метасоматитов.

Кварц является ведущим жильным минералом (до 98 об.%) и определяет внутреннюю структуру и текстуру рудных тел. В подчиненном количестве встречаются выделения амфиболов, полевых шпатов, карбонатов и слюд. Рудные минералы, среди которых наибольшее распространение имеют пирротин, шеелит и арсенопирит, образуют вкрапленники, отдельные гнезда и прожилки в кварце. Содержание рудных минералов редко превышает 1% от общей жильной массы. Золото присутствует в виде самостоятельных выделений в жильном кварце. Нередко отмечаются его срастания с сульфидами.

Для месторождения Колар выделяются несколько стадий формирования рудных тел (Генкин и др., 1988). На ранних стадиях происходило метасомати-ческое изменение амфиболитов и образование основной массы жильного вещества. С поздними стадиями связано отложение золота и сульфидов.

Существующие представления о возрасте месторождения Колар основываются на Pb-Pb изотопных данных по галениту из разных рудных залежей (Чернышев и Сафонов, 1988). В соответствии с этими данными верхний возрастной предел формирования золотой минерализации на месторождении составляет 2550 млн. лет.

В отношении генезиса крупных золоторудных месторождений в архейских зеленокаменных поясах, включая и месторождение Колар, существуют две основные концепции: метаморфогенная и магматогенная (Boyle, 1984; Groves et al., 1984; Fyfe, Kerrich, 1984; Сафонов и др., 1988). В соответствии с метаморфогенной концепцией предполагается тесная генетическая связь между метаморфическими процессами преобразования зеленокаменных пород и рудообразованием. В этом случае основным источником рудного компонента являются вмещающие породы. Специфические черты рудных тел месторож-

дения Колар (наличие биотитовых метасоматитов, повышенное содержание К, ТЬ, ЯЬ, 5, Т\ В) позволили Ю.Г. Сафонову с соавторами (Сафонов и др., 1988) предложить магматическую модель генезиса для этого объекта. В ней ведущая роль отводится кислой магме, которая являлась главным источником как гидротермальных растворов, так и рудного компонента. ГЛАВА 5. Результаты шотопно-геохронологического и изотопно-геохимического исследования золоторудных месторождений Сухой Лог (Россия) и Колар (Индия) Месторождение Сухой Лог

Основная часть коллекции образцов, подготовленных для геохронологического и изотопно-геохимического изучения, была отобрана из керна скважины № 6, расположенной в северо-западной части Сухоложской антиклинали. Скважина пройдена в породах хомолхинской свиты и вскрывает рудную зону в интервале глубин от 171 до 251 м. Породы представлены тонкополосчатыми метасоматизированными серицит-кварц-хлоритовыми сланцами. Рудная зона не имеет видимых границ, ее кровля и подошва определяются по содержанию золота.

При датировании рудных тел месторождения Сухой Лог оказалось невозможным использовать подход, основанный на изучении традиционных мине-раяов-геохронометров. Из них в рудых телах присутствует только серицит гидротермально-метасоматического генезиса. Однако характер выделений серицита, находящегося в тесном срастании с другими минералами (хлорит, карбонаты, кварц, реликты метаморфогенного серицита) и малый размер таких выделений (менее 0.1 мм) не позволили получить монофракции этого минерала. Поэтому в рамках применения в качестве основного ЯЬ-Бг изохронного метода были использованы два геохронометра, нетрадиционных для ЯЬ-вг датирования гидротермальных образований: валовые пробы метасоматизиро-ванных сланцев и кварц из поздних золотокварцевых жил.

Среди 12 образцов метасоматизированных черных сланцев хомолхинской свиты из керна скважины № 6, отобранных для ЯЬ-Бг изохронного датирования, 10 представляли рудную зону и 2 были отобраны из безрудных интервалов скважины. Образцы достаточно равномерно распределены в вертикальном ее разрезе. Из трех валовых проб были выделены фракции, обогащенные серицитом. Одна из этих фракций была получена из образца № 6/49, расположенного в разрезе скважины выше рудной зоны, тогда как две другие — из образцов, отобранных в пределах рудной зоны. Для метасоматизированных черных сланцев характерны микрозернистая структура и тонкополосчатая текстура. Основными породообразующими минералами являются серицит (35-50 об.%), кварц (20-35 об.%), карбонат (10-50 об.%). В меньшем количестве присутствуют полевые шпаты, хлорит, сульфиды и рассеянное углеродистое вещество. Кроме того, ЯЬ-Бг методом были изучены четыре образца пород (алевросланец, два доломитолита и один известняк) широко распространенной в БодаЙбинском синклинории валюхтинской свиты - стратиграфического аналога хомолхинской свиты.

На ЯЬ-вг диаграмме экспериментальные точки, отвечающие образцам сланцев из керна скважины № 6, образуют линию регрессии с параметрами

Т=447±6 млн. лет и ( Бг/ 8г)0=0.7126±1 и величиной среднего квадрата взвешенных отклонений СКВО=22 (рис. 6). Эта линейная зависимость близка к изохронной, о чем свидетельствует как малые погрешности вычисленных параметров — возраста (±6 млн. лет или 1.3% отн.) и начального отношения 878г/8б8г (±0.0001 или 0.015%), так и относительно невысокое значение СКВО. Этой же линии регрессии, которую далее будем называть изохроной, соответствуют три точки, отвечающие фракциям, обогащенным серицитом. При этом если включить их в расчет, то параметры изохроны существенно не меняются и составляют: СКВО=31, Т=446±6 млн. лет, (87Бг/8б8г)о=0.7126±1. Положение точек рудных и безрудных образцов на общей изохроне свидетельствует о том, что в районе месторождения было проявлено событие с возрастом 447±6 млн. лет, приведшее к гомогенизации изотопного состава Бг во всех минеральных компонентах черных сланцев. Эта гомогенизация охватила значительный объем пород, по крайней мере, объем, отвечающий опробованному разрезу скважины № 6.

Главная потенциальная причина геохимического разброса точек относительно изохроны, очевидно, состоит в том, что в рудовмещающих породах месторождения Сухой Лог новообразованные гидротермально-метасоматические минералы тесно ассоциируют с реликтами минералов ме-таморфогенного происхождения.

0.780 н Т=АЛ7+С мпи пат е^О

Т=447±6 млн. лет (*'Sr/"Sr)„=0.7126±1 0.760 _| СКВО=22 (по 12 точкам)

СП

О)

0.740

0.720

0.700

0-1 о -г • -з П-4

"Rb/"Sr

На Rb-Sr диаграмме точки пород валюх-тинской свиты отклоняются от изохроны. Аппроксимирующая их линия имеет наклон, отвечающий возрасту 555 млн. лет. Полученная датировка носит сугубо оценочный характер. Однако отметим, что это значение близко к предполагаемому возрасту метаморфизма 513±22 млн. лет (Виноградов и др., 1996) терригенно-осадочных рифейских толщ Уринского поднятия (северная часть Байкало-Патомского нагорья), в стратиграфическом разрезе которых присутствуют также породы валюхтинской свиты.

Обогащенные фракции серицита трех валовых проб, помимо Rb-Sr метода, были проанализированы K-Ar методом. Несмотря на имеющиеся различия между образцами, как в отношении их пространственного положения в разрезе скважины № 6, так и по степени метасоматического изменения, получен-

Рис. 6. ЯЬ-Эг диаграмма для пород хомолхинской и валюхтинской свит (Бодайбинский синклинорий)

1 — валовые пробы пород валюхтинской свиты; 2 — валовые пробы пород хомолхинской свиты за пределами рудной зоны месторождения Сухой Лог; 3 -валовые пробы пород хомолхинской свиты из рудной зоны месторождения Сухой Лог; 4 - фракции пород хомолхинской свиты, обогащенные серицитом.

ные значения K-Ar возраста совпадают в пределах аналитических погрешностей (обр.№ 6/49-А - 329±13 млн. лет; обр.№ 6/220.15-А - 328±6 млн. лет; обр.№6/248-А - 313±10 млн. лет). K-Ar датировки, скорее всего, указывают на возраст события, с которым связано нарушение замкнутости K-Ar изотопной системы тонкодисперсного серицита в изученных образцах, и определяют верхний предел возраста рудогенеза на месторождении.

Rb-Sr методом изучался кварц из поздних золото-кварцевые жил, представляющих малосульфидный тип минерализации на месторождении Сухой Лог, которая сформировалась позже прожипково-вкрапленного типа минерализации. Жильные тела характеризуются пологим субшастовым залеганием. Выполнены они молочно-белым крупнокристаллическим (более 5 мм) массивным кварцем (90-95 об.%) и крупнокристаллическим анкеритом (510 об.%), образующим среди кварцевой массы изометричные или слабо вытянутые скопления. В этих жилах присутствуют отдельные кристаллы пирита (до 2-3 мм). В отобранных для Rb-Sr изучения образцах кварца было установлено наличие твердых микровключений, представленных в основном анкеритом и в единичных случаях серицитом, апатитом, пиритом и монацитом. Среди флюидных включений преобладают первичные газово-жидкие включения. Проведенное микроскопическое изучение кварца в отобранной серии образцов выявило отсутствие признаков поздней перекристаллизации.

Rb-Sr изотопные характеристики были получены для четырех образцов кварца и двух кислотных вытяжек. Три образца (обр. N° 6/197.3, 6/198.8 и 6/237) были отобраны из жильных тел, вскрытых скважиной №6, а один (обр. № 2/198) - из кварцевого прожилка скважины № 2, пройденной в 800 м к западу от скважины № 6. Экспериментальные точки, отвечающие кварцу и кислотным вытяжкам, образуют на Rb-Sr диаграмме изохронную зависимость с параметрами Т=321±14 млн. лет, (87Sr/86Sr)0=0.7166±4 и СКВО=П (рис. 7). Повышенное значение СКВО=11, по-видимому, объясняется некоторой неоднородностью начального отношения 87Sr/86Sr в исследованных образцах, отобранных из разных пространственно разобщенных жильных тел.

Таким образом, полученные результаты фиксируют два разновозрастных события на месторождении Сухой Лог. Датировка Т=447±6 млн. лет, вероятнее всего, соответствует времени гидротермально-метасоматического преобразования пород хомолхинской свиты, с которым связано формирование прожилково-вкрапленной минерализации на месторождении. Второе событие, имеющее возраст 321±14 млн. лет, связано с образованием поздних малосульфидных золотоносных жил на месторождении Сухой Лог. В ходе последнего события произошло нару-

Рпс. 7. К.Ь-5г диаграмма для кварца из поздних золотоносных кварцевых жил месторождения Сухой Лог

шение замкнутости K-Ar системы метасоматически измененных сланцев, о чем свидетельствуют полученные K-Ar датировки (329-313 млн. лет).

Согласованность полученных двух Rb-Sr изохронных датировок подтверждается соотношением величин начальных отношений 87Sr/s6Sr. Расчет показывает, что за период 126 млн. лет, разделяющий датированные события, отношение (87Sr/s6Sr)0 должно было увеличиться на месторождении в среднем на величину 0.005 и при исходном значении 0.712б±1 (валовые пробы мета-соматизированных сланцев) достичь величины около 0.718. Близкое значение было получено по изохроне для кварца ((87Sr/K'Sr)0=0.7166±4) и непосредственно измерено (0.71710±2) в анкерите, ассоциирующем с кварцем.

Объектом Sm-Nd исследования являлась та же серия валовых проб пород хомолхинской и валюхтинской свит, изучавшаяся Rb-Sr методом. Для образцов черных сланцев хомолхинской свиты, отобранных из скважины № 6, отношения l47Sm/l44Nd и 143Nd/H4Nd меняются в узких пределах от 0.1135 до 0.1245 и от 0.51220 до 0.51226 соответственно и близки к таковым для пород валюхтинской свиты. Узкий диапазон значений l47Sm/l44Nd и l43Nd/'44Nd и обусловленное этим отсутствие линейной корреляции точек на Sm-Nd диаграмме не позволяют использовать полученные Sm-Nd данные для датирования, однако они вместе с другими изотопными характеристиками черных сланцев несут полезную генетическую информацию. Значения начального отношения 143Nd/144Nd для образцов рудовмещающих черных сланцев хомолхинской свиты, в которых редкоземельные элементы присутствуют преимущественно в метасоматическом монаците (Distler et al., 2002), были рассчитаны на возраст прожилково-вкрапленной минерализации 447±6 млн. лет. Полученные значения е>ыт для всех валовых проб метасоматизировэнных сланцев хомолхинской свиты являются отрицательными (от -3.2 до -4.2) и близки к величинам eNlJT, вычисленным для того же возраста для пород валюхтинской свиты (-3.4--7.5).

Значения начального отношения 87Sr/86Sr для метасоматизированных сланцев и для гидротермального кварца, близкие к величинам 87Sr/86Sr для пород континентальной коры, и Приведенные выше значения sNdT свидетельствуют о ведущей роли корового источника вещества, поступавшего в мине-ралообразующую систему месторождения Сухой Лог. Это общее заключение на основании имеющихся данных может бьггь уточнено выводом о том, что таким источником являлись вмещающие оруденение рифейские осадочные породы.

Изотопный состав РЬ в 9 образцах пирита, отобранных из кернового материала скважины № 6, был изучен с помощью высокоточного метода МС-ICP-MS, краткое описание которого дано выше в главе 2. Семь образцов представляют прожилково-вкрапленную минерализацию, а два — поздние золото-кварцевые жилы. Изотопный состав РЬ в изученной серии образцов достаточно однороден. Рассчитанные средние величины изотопньгх отношений составляют 20бРЬ/204РЬ=18.0716, 207Pb/-MPb= 15.5764, MSPb/204Pb=38.0066. При этом значения среднеквадратичного разброса для отношений ЖРЬ'Х''РЬ, 2;,7РЬ/ РЬ и ^РЬ/^РЬ соответственно равны 0.17, 0.04 и 0.15%. Как видно из этих данных,

Сухой Лог относится к рудным объектам с достаточно высокой степенью однородности изотопного состава свинца.

Значения Pb-Pb модельного возраста (Тм), рассчитанные согласно эволюционной модели Стейси—Крамерса (Stacey, Kramers, 1975), укладываются в диапазон от 347 до 401 млн. лет при среднем значении 369±38 млн. лет (±2ст). Эти значения, с учетом известных неопределенностей, сопровождающих расчет Тм, следует признать хорошо совпадающими с датировками процессов рудогенеза (447±6 млн. лет и 321±14 млн. лет), полученными Rb-Sr методом. Этот факт свидетельствует о том, что рудный свинец месторождения Сухой Лог отделился от U-Pb источника незадолго до формирования рудных тел.

О. 38.20 —

Q_ 37.80 -

37.40 .

JQ О.

■П О.

дроге«

Т-1-Г

0.2 мл£Д^л£т.

— Лпа.'ГН

—,-р-

17.85 18.05

16.25

"I-Г"

18.4S

*Pb/2WPb

Рие. 8. РЬ-РЬ диаграммы с эволюционными кривыми и изотопными данными по образцам пирита месторождения Сухой Лог и по интрузивным породам района месторождения

I - пирит месторождения Сухой Лог; 2 - граниты Константиновского штока (по данным Нснмарка и др., 1993); 3 - дайки диоритов (по данным Нсймарха и др., 1993). Эволюционные кривые, соответствующие модели гатюмботектоники Доу-Зартмана (1984) (сплошные линии) и средняя кривая Стейси-Крамерса (пунктирные линии).

На диаграмме 206РЬ/204РЬ - 207РЬ/204РЬ поле изотопных составов свинца пирита месторождения Сухой Лог расположено непосредственно под средне-коровой кривой модели Стейси-Крамерса (ц2="33и/2МРЬ-9.74) и на кривой «оро-гена» модели шпомботектоники Доу-Зартмана (рис. 8). Ранее Л.А. Неймарком с соавторами (Неймарк и др., 1993) был изучен изотопный состав свинца полевых шпатов биотитовых гранитов Константиновского штока (конкудеро-мамаканский комплекс) и диоритовых даек (кадали-бутуинский комплекс). Сопоставление изотопных составов свинца в породах с полученными данны-

ми по пириту показывает, что магматические расплавы, сформировавшие указанные породы, не могли являться источником рудного свинца. Аналогичный вывод можно сделать при анализе корреляционной диаграммы 2ll6Pb/201Pb --°7Pb/204Pb (рис. 8).

Pb-Pb изотопные данные, полученные для пирита из месторождения Сухой Лог, свидетельствуют о том, что рудный свинец был извлечен из достаточно гомогенного в отношении изотопного состава свинца источника, имевшего U-Th-Pb характеристики, отвечающие континентальной коре. Таким образом, изотопные характеристики рудного свинца месторождения Сухой Лог согласуются со сделанным ранее выводом о ведущей роли рифейских осадочных пород как источника Sr и Nd.

Наиболее важными результатами изотопно-геохронологического и изотопно-геохимического изучения месторождения Сухой Лог (Rb-Sr, K-Ar, Sm-Nd, Pb-Pb) являются следующие.

1) Установлено время проявления двух событий в истории формирования месторождения:

• 447±6 млн. лет назад — процесс гидротермально-метасоматической переработки черных сланцев хомолхинской свиты и формирование минерализации прожилково-вкрапленного типа;

• 321±14 млн. лет назад - возобновление гидротермального процесса в пределах месторождения и формирование золото-кварцевых жильных тел.

2) Показана ведущая роль корового вещества при формировании руд месторождения Сухой Лог.

Месторождение Колар

В рамках геохронологического и изотопно-геохимического исследования месторождения Колар наряду с кварцем проводилось изучение и других минералов: шеелита, биотита и мусковита. Результаты K-Ar, Rb-Sr, Sm-Nd и Pb-Pb исследований этих минералов послужили основой для выводов о времени образования месторождения и идентификации источников вещества, а также были использованы при интерпретации Rb-Sr данных, полученных по гидротермальному кварцу. Особое значение в этих исследованиях имеет шеелит, который на месторождении Колар является единственным рудным минералом, позволяющим применить Sm-Nd метод датирования. Кроме того, изучение изотопного состава Sr и РЬ в шеелите, характеризующегося весьма низкими Rb/Sr и U/Pb отношениями, дает возможность судить об изотопных отношениях 87Sr/M,Sr, ш?ЫтРЪ, 2Q7Pb/204Pb, 2KPb/204Pb в рудообразующем флюиде и, таким образом, идентифицировать источники вещества. Примеры такого использования шеелита имеются в ряде работ, посвященных исследованию докембрийских золоторудных месторождений (Eichhorn et al., 1997; Brugger et al„ 2002). На месторождении Колар шеелит в рудных телах образует прожилки и гнезда. Его кристаллизация, согласно данным А.Д. Генкина с соавторами (Генкин и др., 1988), происходила после формирования жильного кварца, но предшествовала отложению золота. Объектом геохронологического изучения также являлись крупнокристаллический мусковит из рудных тел и метасоматический биотит. Все образцы были отобраны из горных выработок- залежи Чемпион Риф. На глубоких горизонтах

залежи присутствуют тела крутопадающих пегматитов, становление которых происходило синхронно с рудными телами (Васудев и др., 1988). Одно из таких тел (горизонт 104, шахта Гиффорд) было датировано по мусковиту с помощью 39Аг-40Аг и ЯЬ-Бг методов.

Рассмотрим полученные результаты. На йт^й диаграмме (рис. 9) пять из шести экспериментальных точек шеелита лежат на изохроне, отвечающей возрасту 2446±54 млн. лет при начальном отношении

143Кс1/'44Ж=--0.5095±1 и

СКВО=1.8. Отклонение от этой

линейной зависимости шестой точки, располагающейся в нижней части диаграммы (обр. № 11/77), обусловлено геохимическими причинами, а именно значительно более высоким начальным отношением 14^с1/144Ш в данном образце по сравнению с пятью другими. Такое предположение вполне вероятно с учетом результатов Мэ-Зг изучения шеелита, в соответствии с которыми значения (87дг/8й§г)0 в образцах шеелита, лежащих на Бт-Ш изохроне, укладываются в диапазон от 0.7027 до 0.7035, тогда как для образца № 11/77 было получено значение (878г/86Зг)о=0.7014.

Изученные образцы слюд характеризуются чрезвычайно высокими отношениями 87ИЬ/8<5Зг (586-45000) и, как следствие - высокими содержаниями радиогенного 873г (875г/868г= 18.5-1371). ЯЬ-Бг возраст слюд был рассчитан в предположении, что начальное отношение 878г/8б8г в них, как и в шеелите составляет 0.703. Для двух проб биотита (обр. № 29и/82 и обр. № 21и) из мета-соматитов были получены одинаковые датировки 2114±11 и 2113±11 млн. лет. Несколько более древний возраст дал мусковит (№ 2/77) из рудного тела (2171 ± 11 млн. лет).

39Аг-40Аг методом (ступенчатый нагрев) изучались метасоматический биотит (обр. № 29и/82) и мусковит из пегматитового тела (обр. № 40и/82). Возрастной спектр биотита, состоящий из двенадцати ступеней нагрева в температурном диапазоне от 400 до 1600°С, имеет четко выраженный сегмент плато (90% выделенного 39Аг), отвечающий возрасту 2300±20 млн. лет. Однако, на низкотемпературных ступенях (400-600°С) возрастной спектр имеет форму «лестницы вверх», что может свидетельствовать о частичной потере

40Аграл биотитом во время наложенного события около 2.0-1.9 млрд. лет назад

(рис. 10а). Для мусковита из пегматитового тела 39Аг-40Аг спектр, полученный

по фракциям аргона в диапазоне температур 700-1100°С, характеризуется хо-

рошо выраженным сегментом плато (90% выделенного 39Аг), который соот-

ветствует возрасту 2400±20 млн. лет (рис. 106).

0.5140-

■п 0.5136г

■В 0.5132-

■г.

0.5128-

0.5124-

Т=244б±54 млн. пет ("ШГиШ),=0.5095±1 СКВО=1.8 (по 5 точкам)

Т-1—Г

0.19 0.21

-I-Г

0.25

-т—I

0.27

Рис. 9. Бт-Ш диаграмма для шеелита из золото-кваоцевых тел (Чемпион Ри<Ь, Колар)

143

■V т . , 44-1 т <

Соотношение датировок, полученных по метасоматмческому биотиту 39Аг-40Аг и ЯЬ-Бг методами (соответственно 2.3 и 2.1 млрд. лет), с одной стороны, и Бт-Ш изохронным возрастом шеелита (2.45 млрд. лет), с другой, -противоречат данным геологических наблюдений, согласно которым образование биотитовых метасоматитов предшествовало образованию шеелита (Са-

2.8 -,

2.6 -

и -

о. ZI

Z.0

а)

Возраст плато 2300120 млн. лет

Wt 700-с 750'С воо'с «я-с

JOO-C «и'Сим-с

1.»

16CO 'С

«о-с «а-с

—т~ 20

—г~ so

1(0

Доля выделенного "Ar, %

Возраст плато 2400120 млн. лет

фонов и др., 1988). Кроме того, Rb-Sr возраст биотита (2.1 млрд. лет) не согласуется как с результатами 39Аг-40Аг метода (2.3 млрд. лет), так и с ранее опубликованными для метасоматического биотита K-Ar датами (2.3-

2.2 млрд. лет) (Чернышев и Сафонов, 1988). Эти противоречия, по-видимому, объясняются тем, что замкнутость Rb-Sr и K-Ar изотопных систем в биотите была нарушена после его кристаллизации. Наиболее древняя из перечисленных датировок (2300±20 млн. лет, 39 Аг-40Ar метод), по-видимому, отвечает верхнему пределу времени образования метасоматитов.

Для мусковита из пегматитового тела также обнаруживается противоречие между Rb-Sr и 39Аг-

40Ar датировками, равными соответственно 2300±11 и 2400±20 млн.

лет. При этом 39Ar-40Ar датировка согласуется с U-Pb возрастом (2413±45 млн. лет) граната из пегматитов Коларского рудного поля (Krogstad et al., 1991). Это дает основание предполагать, что 34Ar-wAr датировка мусковита отвечает времени становления пегматитового тела, тогда как Rb-Sr датировку следует рассматривать как «омоложенную».

По мусковиту (обр. № 2/77) из кварц-золоторудной жилы получена Rb-Sr датировка 2171±11 млн. лет, которая не противоречит имеющимся минералогическим наблюдениям взаимоотношений минеральных ассоциаций, слагающих рудные тела месторождения Колар (Генкин и др. 1988). В соответствии с этими наблюдениями кристаллизация мусковита в жильных телах происходи-

Доля выделенного "Аг, 'А

Рис. 10 39Аг-40Аг возрастные спектры для слюд из рудной залежи Чемпион Риф а) биотит из околорудных метасоматитов; б) мусковит из пегматитового тела.

ла после образования шеелита. Однако, весьма вероятно, что замкнутость Rb-Sr системы мусковита из кварц-золоторудной жилы, как и в случае метасома-тического биотита и мусковита из пегматитового тела, могла быть также нарушена. Таким образом, оценить время формирования рудных тел на месторождении Колар можно только на основе результатов Sm-Nd изучения шеелита. Полученная Sm-Nd изохронная датировка 2446±54 млн. лет рассматривается как возраст реального геологического события. Этим событием являлся гидротермальный процесс, сформировавший жильные тела месторождения Колар. Такая трактовка не противоречит 39Аг-40Аг датировке (2400±20 млн. лет) пегматитового тела, становление которого в соответствии с геологическими данными происходило синхронно с образованием жильных тел. Рудные тела на месторождении Колар имели сложную историю формирования, о чем свидетельствуют полученные для слюд Rb-Sr и 39Аг-40Аг изотопные данные.

Для Rb-Sr изучения был отобран кварц двух разновидностей, наиболее широко представленных на глубинных горизонтах рудной зоны Чемпион Риф: молочно-белый непрозрачный и светло-серый полупрозрачный. Молочно-белый кварц образует массивные выделения и слагает собственно рудные тела. Наблюдаемые порфиробластовые и гранобластовые структуры являются вторичными и свидетельствуют о позднем преобразовании жильного вещества рудных тел. Светло-серый кварц, характеризующийся первичной крупнокристаллической структурой, выполняет переходную зону между пегматитами и рудными телами. В обеих разновидностях кварца ведущими типами флюидных включений являются вторичные и псевдовторичные. Среди твердых микровключений нерудных минералов в молочно-белом кварце преобладают включения мусковита и кальцита, а в светло-сером кварце - сингенетич-ные ему микровключения альбита.

Было выполнено изучение шести образцов гидротермального кварца. Пять образцов представляли кварц молочно-белой разновидности, а один образец (обр. №2/77), отобранный из переходной зоны между пегматитом и жильным телом, представлял вторую светло-серую разновидность. Вместе со светло-серым кварцем Rb-Sr методом был изучен и ассоциирующий с ним альбит. Для всех образцов были получены и проанализированы кислотные вытяжки. По своим Rb-Sr изотопным характеристикам кварц из рудных тел и кварц из переходной зоны четко различаются. Для молочно-белого кварца значения отношения 87Rb/86Sr находятся в узком диапазоне: от 0.269 до 1.39 и близки к значениям, полученным для гидротермального кварца из месторождений Кэррок Фелл (Великобритания) и Блюбел (Канада) (Shepherd, Darby-shire, 1981; Changkakoti et. al., 1988). В тоже время, светло-серый кварц обладает значительно более высоким значением отношения 87Rb/86Sr=46.2±0.2. Наблюдаемые характеристики, по-видимому, отражают геохимические особенности гидротермальных растворов, из которых кристаллизовался кварц.

Величины отношений s'Rb/s6Sr и 87Sr/e6Sr в кислотных вытяжках из молочно-белого кварца варьируют в пределах от 0.04 до 0.88 и от 0.708 до 0.771 соответственно. При сопоставлении Rb-Sr характеристик собственно кварца и полученной из него вытяжки обнаруживается, что для всех шести образцов величины S7Rb/Sf'Sr и s7Sr/SfiSr в кислотных вытяжках ниже, чем в самом квар-

це. Экспериментальные точки жильного кварца на диаграмме в координатах 87ЯЬ/868г - я75г/86Бг не образуют линейной зависимости. В свою очередь, расчет ЯЬ-8г возраста и начального отношения 878г/8б8г по паре кварц-кислотная вытяжка для каждого образца дал большой разброс рассчитанных значений вплоть до геологически бессмысленных: по возрасту от 0.36 до 10 млрд. лет, по (878г/868г)0 от 0.686 до 0.732. ЯЬ-вг изучение светло-серой разновидности кварца из переходной зоны, его кислотной вытяжки и ассоциирующего с ним альбита также, как и в случае жильного кварца, не позволило получить какой-либо геохронологической информации. На И.Ь-8г диаграмме соответствующие три экспериментальные точки не лежат на единой линии.

Таким образом, полученные изотопные данные для гидротермального кварца из месторождения Колар свидетельствуют о том, что замкнутость ЯЬ-8г изотопной системы этого минерала была нарушена после его кристаллизации.

Идентификация источников вещества, поступавшего в гидротермальную систему месторождения Колар, была проведена на основе сопоставления изотопных 8т-Ш, ЯЬ-Бг и РЬ-РЬ характеристик шеелита из рудной зоны Чемпион Риф и ранее опубликованных данных для пород Колар-ского зеленокаменного пояса (Ва1акт1тап с1 а1., 1990; К]^-вгас! е! а1., 1995). Для пород отношения 14^с1/шШ и 878г/868г и отношения распро-страненностей изотопов свинца, были рассчитаны на время рудогенеза 2.45 млрд. лет назад. Анализ полученных значений показывает, что наиболее вероятным источником N¿1 с изотопным отношением |43Ш/|44Мс1=0.5095, характерным для шеелита, могли являться основные метавулка-ниты Коларского зеленокаменного пояса. Такому выводу не противоречит Ш-модельный возраст (Тпм), рассчитанный для шеелита по двухстадийной модели относительно истощенной мантии. Полученное значение Тпм=2.8 млрд. лет хорошо согласуется с Эт-Ш (2696±136 млн. лет) и ЯЬ-Эг (2710±50 млн. лет) датировками вмещающих амфиболитов. Наблюдаемая неоднородность величин начального отношения 8 8г/"68г в шеелите (0.7014-0.7034) свидетельствует о поступлении в гидротермальную систему месторождения стронция из амфиболитов ((878г/865г)2 45=0.7013-0.7019), и стронция из кислых кристаллических пород архейского фундамента ((878г/8о8г)145>0.7035). Гетерогенность источников вещества, поступавшего в гидротермальную систему месторождения, следует также из данных изучения изотопного состава свинца в шеелите и галените. На диаграмме в координатах 206РЬ/204РЬ-207РЬ/"04РЬ экспериментальные точки

**РЬГ'РЪ

Рис. 11. Изотопный состав РЬ в рудных минералах из месторождения Колар 1- галенит; 2- шеелит. РЬ-РЬ изотопные характеристики амфиболитов и грштто-гпейсов рассчитаны на возраст 2.45 млрд. лет.

образуют линейный тренд, который интерпретируется как линия смешения примитивного свинца амфиболитов и сильно аномального ураногенного свинца кислых кристаллических пород (рис. 1 ]).

Замкнутость Rb-Sr изотопной системы гидротермального кварца на месторождении Колар. в отличие от кварца из поздних кварц-карбонатных жил месторождения Сухой Лог, была нарушена в результате воздействия наложенных процессов, приведших к частичной или полной перекристаллизации этого минерала. Изучение гидротермальных и метасоматических образований месторождения Колар, проведенное разными изотопными методами, впервые позволило установить, что жильное вещество рудных тел было сформировано не позднее 2446±54 млн. лет назад, т.е. на заключительной стадии развития Коларского зеленокаменного пояса, с которой связывают активизацию магма-■пгческих и тектонических процессов. Nd, Sr и Pb изотопные «метки», свидетельствуют о поступлении вещества в гидротермальную систему месторождения Колар из нескольких источников, одним из которых являлись вмещающие амфиболиты. Заключение

На основе результатов исследования жильного кварца из рудных тел месторождений Сухой Лог и Колар было впервые показано, что одной из главных форм нахождения Rb и Sr в кварце, помимо флюидных включений и рассеянного состояния в кристаллической решетке, являются твердые микровключения минералов, среди которых были установлены выделения мусковита, карбонатов и альбита. Результаты изучения кварца и кислотных вытяжек из него позволили оценить вклад Rb и Sr твердых микровключений в общий баланс содержания этих элементов в кварце и сделать вывод о многообразии форм нахождения Rb и Sr в этом минерале. Последнее обстоятельство накладывает ряд ограничений при выборе образцов для Rb-Sr изотопного изучения кварца и интерпретации полученных данных. Как показывают результаты изучения проб из рудных тел месторождения Колар, Rb-Sr изотопная система кварца весьма чувствительна к посткристаллизационым преобразованиям. Наложенные процессы приводят к нарушению ее замкнутости. Поэтому, для геохронологических и изотопно-геохимических исследований требуются образцы кварца, в которых отсутствуют признаки позднего преобразования. При интерпретации данных, необходимо учитывать, что миграционная способность Rb и Sr в разных формах нахождения этих элементов в кварце существенно различается. Поздняя частичная перекристаллизация кварца не сопровождается гомогенизацией изотопного состава Sr. Вследствие этого определить время вторичного преобразования кварца на основании изучения Rb-Sr изотопной системы кварца не представляется возможным. Примером успешного использования кварца для датирования гидротермального процесса являются результаты изучения месторождения Сухой Лог, в жильных телах которого кварц не имеет признаков вторичных преобразований. Публикации по теме диссертации

1. Чугаев A.B., Чернышев И.В. Rb-Sr изотопная систематика гидротермального кварца: разработка методики и опыт применения // XV симпозиум по

геохимии изотопов имени А.П. Виноградова. Тезисы докладов, Москва, 1998, с. 324-326.

2. Чугаев A.B., Белов A.H., Чернышев И.В. Вариации начального отношения 87Sr/86Sr в гидротермальных минералах как признак полигенности ру-дообразующих растворов // Международная конференция «Модели вул-каногенно-осадочных рудообразующих систем», Тезисы докладов, Санкт-Петербург, 1999, с. 64-66.

3. Лаверов Н.П., Чернышев И.В., Дистлер В.В., Баирова Э.Д., Гольцман Ю.Г., Голубев В.Н., Чугаев A.B., Юдовская М.А. Геохронология и возможные источники рудного вещества крупнейшего месторождения благородных металлов Сухой Лог: результаты Rb-Sr, Sm-Nd и Pb-Pb изотопных исследований // I Российская конференция по изотопной геохронологии «Изотопное датирование геологических процессов: новые методы и результаты», Тезисы докладов, Москва, 2000 г., с. 211-214.

4. Чугаев A.B., Белов А.Н., Чернышев И.В., Гольцман Ю.В. Геохронология минералообразования и вариации изотопного состава стронция на месторождении Ведуга (Енисейский Кряж) //1 Российская конференция по изотопной геохронологии «Изотопное датирование геологических процессов: новые методы и результаты», Тезисы докладов, Москва, 2000, с. 392-395.

5. Чугаев A.B., Чернышев И.В. Методика Rb-Sr исследования гидротермального кварца// I Российская конференция по изотопной геохронологии «Изотопное датирование геологических процессов: новые методы и результаты», Тезисы докладов, Москва, 2000, с. 395-398.

6. Чугаев A.B., Чернышев И.В., Крылова Т.Л., Мохов A.B. Флюидные и твердые включения в кварце и его Rb-Sr изотопная систематика //1 Российская конференция по изотопной геохронологии «Изотопное датирование геологических процессов: новые методы и результаты», Тезисы докладов, Москва, 2000, с. 398-401.

7. Шатагин К.Н., Гольцман Ю.В., Чернышев И.В., Голубев В.Н., Чугаев A.B. Аналитические возможности масс-спектрометра Micromass Sector54 (опыт использования) //1 Российская конференция по изотопной геохронологии «Изотопное датирование геологических процессов: новые методы и результаты», Тезисы докладов, Москва, 2000, с. 405-408.

8. Чугаев A.B., Белов А.Н., Чернышев И.В. Изотопный состав Sr и эволюция источника гидротермальных растворов (на примере золоторудного месторождения Ведуга, Енисейский кряж)// ДАН, 2001, т.377, №5, с. 680-683.

9. Chugaev A.V., Safonov Y.G., Chemyshev I.V. Age of Kolar Au-deposits (India): Rb-Sr and Sm-Nd age constraints // International Symposium on «Applied geochemistry in the coming decades», Hyderabad, 2001, pp. 76.

10. Chugaev A.V., Safonov Y.G., Chemyshev I.V. Age of Kolar Au-deposits (India): Rb-Sr, Sm-Nd and K-Ar age constraints // Journal of Applied Geochemistry, v. 4, № 2,2002, pp. 384-396.

11. Чугаев A.B., Чернышев И.В., Лебедев В.А., Сафонов Ю.Г., Гольцман Ю.В. Геохронология и возможные источники рудного вещества Колар-ского золоторудного поля (Юж. Индия): Rb-Sr, K-Ar, 39Ar-40Ar, Sm-Nd,

Pb-Pb данные // II Российская конференция по изотопной геохронологии «Изотопная геохронология в решении проблем геодинамики и рудогене-за», Тезисы докладов, Санкт-Петербург, 2003, с. 537-539.

12. Chugaev A.V., Lebedev V.A., Chernyshev I.V., Safonov Y.G. 40Ar-39Ar age spectra of micas from Kolar Gold Field (South India) // International Symposium on «Applied geochemistry in exploration for minerals and oil», Hyderabad, 2003, pp. 36-38.

13. Лаверов Н.П., Чернышев И.В., Чугаев A.B., Баирова Э.Д., Гольцман Ю.Г., Дистлер В.В., Юдовская М.А. Этапы формирования крупномасштабной благороднометалыюй минерализации месторождения Сухой Лог (Восточная Сибирь, Россия): результаты изотопно-геохронологического изучения // ДАН, 2007 (в печати).

Заказ №11. Тираж 150. РИС ВИМСа. 2007 г.

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Чугаев, Андрей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ Rb-Sr ИЗОТОПНОЙ СИСТЕМЫ КВАРЦА.

1.1. Современное состояние проблемы.

1.2. Методика Rb-Sr исследования гидротермальною кварца

121 Основы Rb-Sr метода

122 Предварительная и химическая подготовка проб кварца дчя изотопного анализа Kb и Sr.

12 3 Метод изотопного разбивчения.

I 2 4 Химическое разложение кварца

12 5 Выделение Kb и Sr методом ионообменной хроматографии.

12 6 Методика кисчотного выщечачивания Kb и Sr из легкорастворимых фаз, содержащихся в кварце.

12 7 Термоионизационный масс-спектрометр Sector 54 и основные факторы влияющие на точность и правильность изотопного анализа стронция

12 8 Методика изотопного анализа рубидия.

1 2.9. Методика изотопного анализа стронция.

1 2 10. Учет вчияния фона при итоговом расчете изотопных отношений

H7Kbf6SruH7SrrSr

1 2 11 Расчет погрешности изотопных отношений в образце

1.3. Метод построении изохрон.

1.4. Минералого-геохимические методы исследования гидротермального кварца.58 Выводы.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИЗОТОПНОЙ ГЕОХРОНОЛОГИИ И ГЕОХИМИИ.

2.1. К-Ar метод.

2.2. 39Аг-40Аг метод.

2.3. Rb-Sr метод.

2.4. Sm-Nd метод.

2.5. Pb-Pb метод.

ГЛАВА 3. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ГЕОЛОГИЧЕСКОМ СТРОЕНИИ И УСЛОВИЯХ ОБАЗОВАНИЯ ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ СУХОЙ

ЛОГ (ПАТОМСКОЕ НАГОРЬЕ)

3.1. Основные черты геологическою строения Байкало-Патомского наюрья.

3.2. Кропоткинский рудный узел.

3.3. Геологическая позиция месторождения Сухой Лог.

3.4. Мегасоматические образования.

3.5. Внутреннее строение и условия формирования рудных тел.

3.6. Ранее проводимые изоюнные исследования.

3.7. Современные представления о формировании золоторудных месторождений, локализованных среди пород чернослапцевой формации.

ГЛАВА 4. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ГЕОЛОГИЧЕСКОМ СТРОЕНИИ И УСЛОВИЯХ ОБАЗОВАНИЯ ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОЛАР

4.1. Основные черты геологическою сi роения Дарварского кратона.

4.2. Геологическое строение Коларского зеленокаменного пояса.

4.3. Золоторудное поле Колар.

4.4. Рудная залежь Чемпион Риф.

4.5. Ранее проводившиеся геохрополо! ические исследования.

4.6. Современные представления о формировании золоторудных месторождений, локализованных в архейских зелепокаменных поясах.

ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИХ И ИЗОТОПНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СУХОЙ ЛОГ (РОССИЯ) И КОЛАР (ИНДИЯ)

5.1. Месторождение Сухой Л01 (Па i омское нагорье).

511 Результаты изучения риф ейских пород хомолхинской и валюхтинской свит

512 Микроскопическая характеристика гидротермального кварца и его химический состав

513 Rb-Sr систематика гидротермального кварца

5 1.4 Источники вещества, поступавшего в гидротермальную систему месторождения

Сухой Лог

Выводы.

5.2. Месторождение Колар (Индия). Рудная зона Чемпион Риф.

5 2 1 Результаты геохроноюгических и изотопных исследований.

5 2 2. Микроскопическая характеристика гидротермального кварца и его химический состав.

5 2 3 Rb-Sr систематика гидротер мольного кварца месторождения Чемпион Риф. „157 Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Rb-Sr изотопная система гидротермального кварца, возраст и источники вещества золоторудных месторождений Сухой Лог (Россия) и Колар (Индия)"

Исследование генезиса крупных и уникальных рудных месторождений являются одним из фундаментальных направлений современной геологии. В этих исследованиях важнейшее место занимают вопросы времени рудообразования и источников минеральною вещества. При их решении ключевую роль играют методы изотопиой геохимии, которые, в отличие от структурно-геологическою, минераграфического и других методов, вносят количественную меру как при датировании и определении продолжительности процессов рудообразования, так и при изучении источников минеральною вещества.

Трудности исследования крупных месторождений с помощью изотопных методов обусловлены, как правило, сложной историей формирования этих объектов, последовательным наложением процессов, приводящих в ряде случаев к нарушению замкнутости изотоппых систем в мииералах-геохронометрах, а также ограниченным выбором минералов и малыми размерами их зерен, так или иначе пригодных для изотонною изучения. В связи с этим весьма актуальным является получение достоверной изотоппо-геохронологической и изотонно-юохимической ииформации. Это требует, наряду с использованием представительною геологического материала, развития методов, лежащих в области собственно изотопного анализа, изучения и применения нетрадиционных минералов-1еохропометров, а также получения и использования дополнительных минералого-геохимических данных. Усилия диссертанта в методической части диссертации были сосредоточены на изучении Rb-Sr изотопной системы гидротермального кварца.

Объектами исследования в настоящей работе являются известные в мире крупные месторождения золота Сухой JIoi (Патомское нагорье, Россия) и Колар (штат Карнатака, Южная Индия), для которых, несмотря па их геологическую изученность и экономическое значение, вопросы времени формирования рудных тел и источников вещества оставались практически не решенными

Цели исследования

Настоящая работа преследовала две основные цели:

1) Разработку и совершенствование новых методических подходов для датирования и расшифровки источников вещества гидротермальных месторождений па основе исследования Rb-Sr изотоппой системы кварца.

Задачи работы

В процессе выполнения диссертационной работы решались следующие задачи'

1) разработка методики Rb-Sr изотопного исследования гидротермальною кварца и содержащихся в нем флюидных включений;

2) исследование рудных тел месторождений Сухой Лог и Колар с помощью комплекса изотопных методов (K-Ar, 39Ar-40Ar, Rb-Sr, Sm-Nd, Pb-Pb),

4) минералого-гсохимическое изучение жильного кварца перечисленных месторождений и получение для него Rb-Sr изотопных характеристик;

5)оценка кварца как минераламеохропометра и выработка критериев отбора и подготовки проб для решения 1еохропологических и генетических задач.

Фактический материал

Основу диссертации составили результаты изотопных исследований, проведенных автором в лаборатории изотоппой геохимии и 1еохронологии ИГЕМ РАН. Методические разработки и изучение месторождений Сухой Лог и Колар выполнены на материале каменных коллекций образцов, предоставленных сотрудниками ИГЕМ РАН члеи-корр. РАН Ю Г. Сафоновым, В В. Дистлером и М.А. Юдовской. Проведены многочисленные методические эксперименты, связанные с выяснением оптимальных условий масс-спектрометрического анализа малых количеств Rb и Sr и снижением уровня фонового загрязнения Rb и Sr на различных стадиях химической подютовки проб.

В процессе выполнения работы с помощью K-Ar, 39Ar-40Ar, Rb-Sr, Sm-Nd и Pb-Pb изотопных методов было проведено более 120 анализов. Изотопные исследования сопровождались микроскопическим изучением образцов (свыше 50 шлифов), изучением флюидных и минеральных включений в гидротермальном кварце (12 полированных пластин), анализами химического состава i идротермального кварца и валовых проб пород с помощью атомно-абсорбционною и рент1ено-флуоресцентпого методов.

Научная новизна

Впервые для золоторудных месторождений Сухой Лог и Колар установлен возраст рудных тел и определены иеючники вещества. Полученные новые 1еохропологические и изотопно-1еохимические данные вносят существенный вклад в решение проблемы генезиса крупных и гигантских месторождений благородных металлов. Разработан и аиробировап новый методический подход в исследовании гидротермальных месторождений, основанный на изучении Rb-Sr изотопной системы кварца. Впервые показано многообразие форм нахождение Rb и Sr в этом минерале и определены критерии отбора образцов для геохронологических и изотопно-гсохимических исследований Практическая значимость работы

Полученные для месторождений Сухой Лог и Колар изотоппо-геохронологические и изотопно-геохимические данные, позволившие впервые определить время проявления рудообразующих процессов, их связь с дру1ими 1еологическими событиями и установить источники минеральною вещества, значительно расширяют современные представления об образовании крупномасштабных золоторудных объектов, связанных с породами чернослапцевой формации и с архейскими зеленокаменпыми поясами. Сделанные в диссертации выводы могут быть использованы в качестве дополнительных критериев поиска месторождений подобного рода и для их прогнозной оценки.

При постановке мегодики Rb-Sr изотопного изучения кварца были усовершенствованы и отработаны методы анализа малых количеств (1-5x10-8 г) стронция. Некоторые из них имеют важную практическую ценность для исследований экологических, дологических, внеземных объектов. К ним относятся: приемы, позволяющие существенно снизить уровни фонового загрязнения анализируемых проб при их химической подготовке, а также методика изотопного масе-епектрометрического анализа Sr с использованием Та активатора, позволяющая проводить измерения малых количеств (5х 10-8 г) этого элемента при незначительной потере точности. Методика Rb-Sr изотопного изучения кварца может быть взята за основу при исследовании других минералов с низким содержанием Rb и Sr, например, сфалерита.

Апробация работы

Основные результаты проведенных исследований были представлены на российских и на международных научных конференциях:

XV Симпозиум по геохимии изотопов им. академика А.П. Виноградова, ГЕОХИ РАН, 24-27 ноября 1998, Москва;

Международная конференция : «Модели вулканогенно-осадочных рудообразующих систем», ВСЕГЕИ, 7-10 иютя 1999, Санкт-Питербург;

XVIII Всесоюзная молодежная конференция: «Геология и геодинамика Евразии», ИЗКСО РАН, 19-23 апреля, 1999, Иркутск;

I Российская конференция по изотопной геохронологии: «Изотопное датирование геолог ических процессов: новые методы и результаты», 15-17 ноября 2000, Москва;

International Symposium «Applied geochemistry in the coming decades», 10-12 August 2001, Hyderabad, India.

International Symposium «Applied geochemistry in exploration for minerals and oil», 10-12 September 2003, Hyderabad, India.

II Российская конференция no изотопной геохроноло!Ии: «Изотопная геохронология в решении проблем 1еодипамики и рудо!енеза», 25-27 ноября 2003, Санкт-Петербурк

Публикации

За период работы над диссергацией автором было опубликовано 43 печатные работы, из них по теме диссертации - 13.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы,

Заключение Диссертация по теме "Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых", Чугаев, Андрей Владимирович

Выводы

Замкнутость Rb-Sr изотопной системы i идротермального кварца на месторождении Колар, в отличие от кварца из поздних кварц-карбонатных жил месторождения Сухой Jloi, была нарушена в результате воздействия наложенных процессов, приведших к частичной или полной перекриста i шзации этого минерала. Изучение гидротермальных и мегасоматических образований месторождения Колар, проведенное разными изотопными методами, впервые позволило установить, что жильное вещество рудных тел было сформировано не позднее 2446154 млн. лет назад, т.е. на заключительной стадии развития Коларского зелепокамеппою пояса, с коюрой связывают активизацию магматических и тектонических процессов Nd, Sr и РЬ изотопные «метки», свидетельствуют о поступлении вещества в гидротермальную систему месторождения Колар из нескольких источников, одним из которых являлись вмещающие амфиболиты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении вернемся к вопросу о формах нахождения Rb и Sr в гидротермальном кварце и определим критерии отбора образцов для Rb-Sr изотопных исследований. Согласно данным Г. Россмана с соавторами (Rodman et al., 1987) и Т. Петтке и Л. Даймонда (Pettke, Diamond, 1995) основными формами нахождения этих элементов являются кристаллическая решежа минерала и флюидные включения. Собственные результаты микроскопического изучения, данные анализа химического состава кварца, а также полученные Rb-Sr изотопные результаты позволяют выдели п. несколько общих черт, присущих кварцу из рудных тел месторождений Сухой Лог и Колар. Во всех исследованных образцах широко представлены твердые включения. Минеральный состав микровключепий весьма разнообразен. Установлены как рудные (пирит, монацит и др.), так и ассоциирующие с кварцем жильные минералы. Особый интерес представляют последние, поскольку среди пих присутствуют минералы, для которых характерны высокие содержания Rb и (или) Sr - это мусковит, альбит и карбонаты. Таким образом, очевидно, что помимо рассеянной формы нахождения Rb и Sr в кристаллической структуре минерала и во флюидных включениях, эти элементы также могут присутствовать в кварце и в твердых микровключениях.

Другой важной особенностью является отличие Rb-Sr изотопных характеристик кварца и кислотной вытяжки, полученной по нему. Кварц имеет всегда более высокие

87 Li 1j/ значения отношении °'Rb/ "Sr и Sr/ Sr, чем экстракт. Преимущественное выщелачивание Sr по отношению к Rb свидетельствует от том, что форма нахождения этих элементов в кварце различается. Вероятнее всего, стронций преимущественно находится в легко растворимой форме, которой могут явчяться флюидные включения и (или) хорошо растворимые в 2N HNO3 минеральные включения (например, карбонаты) Напротив, Rb и Sr, обогащенный радиогенным b7Sr, сконцентрированы в трудно растворимой форме, а именно в кристаллической решетке кварца и (или) в твердых включениях (например, мусковита).

Оценить какое количество Rb и Sr присутствует в той или иной форме для конкретной образца кварца и, соответственно, определить вклад каждой из них в ею Rb-Sr изотопные характеристики явчяется сложной задачей. Прежде всею, это относится к рассеянной форме

87 нахождения Rb и Sr в кристаллической решетке минерала, поскольку современные аналитические методы не поиюляюг провести такие оценки. Что касается флюидных включений, то по данным Э. Реддера (Рсдцер, 1987) общее содержание раствора, заключенною в них, по отношению к общему весу минерала-хозяина может достигать 0.1 всс.%. Роль газово-жидкнч включении в общем балансе содержания Rb и Sr будет зависеть от концентрации этих элементов во флюидной фазе. Интересна работа А. Аудетата с соавторами (Audetat et al, 2000), в которой приводятся данные о содержаниях Rb и Sr во флюидных включениях гидротермального кварца из Sn-W-F месторождения гранитного плутона Мочь (Mole Granite, Австралия). В соответствии с результатами, полученными этими исследователями па основе локальною метода LA-1CP-MS, концентрации Rb и Sr во флюидных включениях меняются в широком диапазоне от 1 до 450 и от 2 до 170 мкг/мл соответственно. Некоторые представления о возможных уровнях и масштабах вариаций содержаний Rb и Sr в ызово-жидких включениях, представляющие собой реликты древних 1Идротермальных растворов, можно также получить и при анализе данных о содержании этих элементов в различных типах современных природных вод и 1идротсрмах (табл. 5.17). Приведенных в таблице 5.17 данные показывают, что концентрации Rb и Sr в природных водах существенно меняются в широком диапазоне. Эти вариации обусловлены разными причинами: смешением вод различною типа, минеральным составом пород, через которые происходит их фильтрация, разтичием геодинамических обстановок областей, в которых фиксируются современная пцротсрмальная деятельность и т.д. При этом содержание Rb и Sr в 1идротермах современных областей рудообразования досгшает 30 и 50 мкг/мл соответственно. Таким образом, флюидные включения несомненно играют существенную роль в балансе Sr и Rb в кварце (Rossman et al., 1987; Pettke and Diamond, 1995).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Чугаев, Андрей Владимирович, Москва

1. Баирова Э.Д, Гольцман Ю.В. Сравнительная характеристика некоторых вариантов методики хроматографической) выделения микроколичеств рубидия и стронция для изотопного анализа// Масс-спсктрометрия и изотопная геология М.: «Наука». 1983. С. 60-67.

2. Баирова Э.Д., Шанин Л Л. Определение малых содержаний калия в породах и минералах методом пламенной спектрофотометрии// Сборник: «Геохронология Восточно-Европейскоп и гатформы и сочленения Кавказско-Карпатской системы». М.: «Наука». 1978 320 с

3. Буряк В. А. Зависимое.ь оруденепия древних (докембрийских) формаций от региональной метаморфической зональности (Витимо-Патомское нагорье)//ДАН, 1965, т. 163, №2. С. 435-438.

4. Буряк В.А. Роль вулкапогеппо-осадочпого и i идротермачьно-осадочиого мипералообразования в формировании золотою оруденепия черносланцевых («у1листых») толщ// ДАН, 1976, т 226, №4 С. 907-910.

5. Буряк В А. Метаморфизм и рудообразовапие. 1982, изд-во «Недра», Москва, 256 с.

6. Буряк В.А. Формирование золотою оруденепия в углеродсодержащих толщах// Изв. АН СССР, серия icojioi ическая, 1987, №12. С. 94-105.

7. Буряк В.А. Проблема генезиса черносланцевых толщ и развитого в них золотого, золото-платиноидпою и других видов оруденепия// Тихоокеанская геоло1ия, 2000, т, 19, №1. С. 118-129.

8. Буряк В.А., Бакулин 10.11. Металлогения золота 1998, Владивосток: Дальнаука, 402 с.

9. Буряк В.А., Гончаров В И., Горячев Н.А. Эволюционный ряд крупнообъемных золото-платипоидных месюрожденин в углеродистых толщах// ДАН, 2002, т.387, №4. С. 512515.

10. Буряк В.А., Михаилов Б.К, Цымбалюк Н.В. Генезис, закономерности размещения и перспективы золото- и пллинопосности черносланцевых толщ// Руды и металлы, 2002, №6. С. 25-36.

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

12. Бушев А.Г., Раков Л.Т, Митовидовд IIД, Мусафронов В.М. Алюминий, германий и титан в кварце как поисковые критерии рудной специализации пегматитов// Геоло1ИЯ рудных месторождении, 1991 №1 С. 94-100.

13. Ваеудев В.Н., Ананта Иер, Кришна Рао, Сафонов Ю.Г. Метаморфические и интрузивные породы КГФ. В кн. Золоторудное поле Колар (Индия), 1988. С 63-73.

14. Виноградов В.И., Пичугин Л.П , Быховср В.Н., Головин Д.И., Муравьев В.И., Буякайте М.И. Изотопные пришаки и время эпигенетических преобразованй верхпсдокембрийских отложений Урпнскою поднятия// Литология и полезные ископаемые, 1996. №1. С. 68-78.

15. Гспкин А.Д, Сафонов 10.Г, Боропихин В.А., Кришна Рао Б., Васудев В.II. Минералогия и геохимия золоторудного поля Колар. В кн. Золоторудное поле Колар (Индия), 1988. С. 94-141.

16. Гольцмап Ю.В., Чернышев ИВ, Шанин Л.Л. Об измерении изотопного состава стронция// Бюллегепь Комиссии по определению абсолютного возраста, 1967. Вып.УШ. М.: «Наука». С.98-103.

17. Горохов И.М. Рубидий-стронциевый метод изотопной геохронологии. 1985. М.: «Энергоатомиздат». 153 с

18. Девятых Г.Г, Еллиев 10.Н. Глубокая очистка веществ. М.: «Высшая школа». 1990. 189 с.

19. Долежал Я., Повондра П., Шульцек 3 Методы разложения горных пород и минералов. М.: «Мир», 1968, 275 с.

20. Дольник Т.А., Стапевпч А.М, Файзулипа З.Х. О возрасте докембрийских отложений Бодайбипского района// Проблемы стратиграфии раннею докембрия Средней Сибири. 1986. С. 38-50.

21. Заргман РЕ. Pb, Sr и Nd изотопные характеристики рудных месторождений в зависимости от их г ео юг ического положения// Мегаллог епия и рудные месторождения. М.: «Наука», 1984. Т. 12. С.44-56.

22. Злобин В.А, Пономарчук В.А Геохимическая типизация золотоносных кварцев по данным многокомпонентного инструментального нейтропно-активационного анализа (МИНАА)// Докл А11.СССР, 1979. Т 249 №3. С.703-706.

23. Иванкип П.Ф. и Наирова Н.И. Проблемы восстановительного метасоматоза// В кн. Метасоматоз и рудообразованне, М., 1984. С. 115-122.

24. Иванов А.И., Лифшиц В И , Перевалов О.В., Страхова Т.М , Яблоновский Б.В., Грайзер М.И., Ильинская Х.Г, Го ювенок В.К. Докембрий Пагомского нагорья. М.: Недра, 1995, 352 с.

25. Казакевич Ю.П., Шср С Д., Жаднова Т.П., Стороженко А.А., Кондратенко А.К., Николаева Л.А., Аминев В.Б Ленскии золоторудный район, М.: Недра, 1971. Т. 1. 163 с.

26. Кориковский С.П , Федоровский B.C. Ранний докембрий Патомского наюрья. М.: Наука, 1980. 468 с

27. Костицын IO.A. Обработка изохрон при наличии геохимической дисперсии// Геохимия, 1989 №5. С.632-640.

28. Костицын Ю.А., Журавлев А.З. Анализ погрешностей и оптимизация метода изотопною разбавления// Геохимия, 1987. №7. С. 1024-1036.

29. Лаверов Н.П., Лиишевский Э.Н., Дисглер В.В., Чернов А.А. Модель рудно-магматической системы золою-платинового месторождения Сухой Лог (Восточная Сибирь, Россия)// ДАН, 2000. Т.375, №5. С. 652-656.

30. Летников Ф.А. Сверхглубинные флюидные системы Земли и проблемы рудогенеза// Геоло1 ия рудных месторождений, 2001. Т.43. №4 С .291-307.

31. Летников Ф.А. и Дороюкупец 11.И К вопросу о роли суперглубиппых флюидных систем земною ядра в эндогенных геологических процессах// ДАН, 2001. Т.378 №4. С. 535-538.

32. Летников Ф.А , Балышев С.О., Лашкевич В.В. Взаимосвязь процессов фанитизации, метаморфизма и тектоники// Геогектопика, 2000. №1. С. 3-22.

33. Летников Ф.А , Савельева В.Б , Аникина Ю.В., Смагунова М.М. Высокоуглеродистые тектониты новый тип концентрирования золота и платины// ДАН, 1996. 1.347. №6. С. 795-798.

34. Лишневский Э.Н , Дистлср В.В. Глубинное Сфоение земной коры района золото-платиновою месторождения Сухой Лог по гсолого-геофизическим данным (Восточная Сибирь, Россия)// Геология рудных месторождений, 2004. Т.46. №1. С. 88-104.

35. Мархол М. Ионообмениики в аналитической химии. М.: «Мир». 1985. 260 с.

36. Мельников Н.Н., Горохов И.М. Метод двойного изотопного разбавления. Теоретические основы// Развитие и применение методов ядерной геохронологии. 1976. Л.: «Наука». С 7-28.

37. Милаповский Е.Е. Геология СССР, Изд-во МГУ, 1989. Т.2. 271 с.

38. Мидовский А.В., Буряк В А, Матвеева С.С. Поведение элементов в процессе професивною метаморфизма пород (па примере верхнепротерозойских осадочных толщ Патомского нагорья)// Геохимия, 1973. №6. С. 935-942.

39. Наумов В.Б. Генкин А.Д, Сафонов Ю.Г. Р-Т условия формирования золоторудных тел КГФ. В кн. Зопоторудпое иоле Колар (Индия), 1988. С. 167-176.

40. Новгородова М.И., Веретенников В.М., Боярская Р.В., Дрынкин В.И. Геохимия элементов-примесей в золотоносном кварце// Геохимия, 1984. №3. С. 370-383.

41. Пампура В.Д., Сандимирова Г.П Геохимия и изотопный состав стронция в гидротермальных cucieuax. Новосибирск. Из-во «Наука». Сибирское отделение. 1991. 120 с.

42. Петров В.Г. Золою и орыническое вещество в осадочно-метаморфических толщах докембрия Енисейского Кряжа//В ки. Минерал01ия и гоохимия рудных месторождений Сибири, Изд-во «Паука», Новосибирск, 1977. С. 21-34.

43. Пинпекер Е.В. Рассолы Аигаро-Ленского бассейна. М. Наука. 1966. 332 с.

44. Почуэктов Н.С. Методы анализа по фотометрии пламени. 1959. М.: «Госхимиздат». С. 116-118.

45. Радиот енные изотопы как критерий источников вещества и хронологии рудных месторождений и магматических пород// Итоговый отчет по теме №12 за 1985-1989. М., ИГЕМ АН СССР, 1989 307 с

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

47. Рундквист И.К., Бобров В.А , Смирнова T.lI., Смирнов М.10., Данилова М.Ю., Ащеулов А.А. Эгапы формирования Бодайбинского золоторудного района// Геология рудных месторождений, 1992. Т.34. №6. С 3-15.

48. Русинов В.Л., Русинова О.В, Борисовский С.Е., Алышева Э.И. Состав метасоматичееких мииератов зочоторудно1 о месторождения Сухой Лог как критерий его генетической связи с базиыипербазитовым магматизмом //ДАН, 2005 Т.405. №5. С 661-666.

49. Сазонов A.M. Золотор>дпый процесс в метаморфических толщах./Автореф. дисс. . докт. геол.-минерал, паук. М , 1998. С.57

50. Салоп Jl.И. Геочогия Байкальской горной области. М.: Наука, 1964.1.1.511 с.

51. Салоп Л.И. Геология Байкальской юрной области. М.: Наука, 1967. '1.2. 699 с.

52. Самсонов С.11. Дискриминация масс в твердофазном ионном источнике масс-спектрометра// Геохимия радиогенных и радиоактивных изотопов. Л.: «Наука», 1974. С. 221-227.

53. Самуэльсоп О. Ионообменные разделения в аналитической химии. М.: «Химия», 1966. 417с.

54. Сафонов Ю.Г. Условия залегания и внутреннее строение золоторудных тел КГФ. В кн. Золоюрудпое поле Ко гар (Индия), 1988. С 81-94.

55. Сафонов Ю.Г. Геолого-структурные условия формирования КГФ. В кн. Золоторудное поле Колар (Индия), 1988. С. 158-167.

56. Сафонов Ю.Г., Кришна Рао В., Васудев В.Н. Структура золоторудного поля Колар. В кн Золоторудное поле Колар (Индия), 1988. С.76-81.

57. Сидоров А А. О золотоносности углеродистых мегасоматитов// ДАН, 2001. Т.405. №2. С. 218-221.

58. Сидоров А.А. и Гомсоп И.Н. Условия образования сульфидизировашгых черносланцевых толщ и их металлогеническое значение// Тихоокеанская геология, 2000. Т. 19. №1. С. 37-49.

59. Смирнов В.И. Геология полезных ископаемых. М.: Недра, 1976. 689 с.

60. Соколов Б.Н. Исследование физических процессов при масс-спектрометрическом анализе изотопно! о состава вещества// Автореф. дис.канд. физ -мат. наук, 1982. 163 с.

61. Ставров ОД, Моисеев БМ., Раков Л/Г. Исследование зависимости между концентрациями алюминиевых центров и содержанием в природных кварцах щелочных элементов// Геохимия, 1978. №3. С.333-337.

62. Старик И.Е. Ядерная (еохронология. М.: «Издательство академии наук СССР». 1961. 630 с.

63. Стспин Б Д. Техника лабораторно1 о эксперимента в химии. М.: «Химия». 1999. 599 е.

64. Страшненко Г.И. Геохимические особенности распределения элементов-примесей в кварце//Докл. An. СССР, 1990 1.312. Л»6. С. 1450-1454.

65. Тейлор С.Р., Мак-Лсппан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир,1988.384 с.

66. Томсон И.П., Сидоров А.Л., Полякова О П. и др. Графит-ильменит-сульфидная минерализация в рудных районах Востока СССР// Геология рудных месторождений, 1984 №6. С. 19-31.

67. Тремийоп Б. Разделение на ионообменных смолах. М.: «Мир». 1967. 432 с.

68. Фор Г. Основы изоюпной геолог ии. 1989. М.: «Мир». 590 с.

69. Фор Г., Пауэп Дж. Изотопы сгронция в геологии. 1974 М. «Мир». 168 е.

70. Фритц Дж., Гьерде Д , Поланд К. Ионная хроматография. М.: «Мир». 1984. 222 с.

71. Хоментовский В В Байкалий принципиальный этап истории геологического развития Сибири// В кн Геология и геохронология докембрия Сибирской платформы и ее обрамления. JI: Наука, 1990. С 222-237.

72. Чернышев И.В., Сафонов 10.Г. Источники и возраст рудной минерализации КГФ. В кн. Золоторудное поле Колар (Индия), 1988. С. 187-195.

73. Чернышев И.В., Сердюк Н.И, Журавтев ДЗ, Костицып Ю.А Прецизионный изотопный анализ стронция с использованием одполепточною режима ионизации// Масс-спектрометрия и изотопная гео югия. М.: «Паука». 1983. С. 30-43.

74. Чернышев И.В., Сердюк Н И., Троицкий В.А., Соколов Б.П., Леднев В.А. Опыт эксплуатации масс-спектрометра МИ-1320 и его реальные аналитические характеристики// Масс-спектрометрия и изотопная геология М.: «Наука». 1983. С. 5-16.

75. Чернышев И.В., Троицкий В.А., Агапова А А., Сердюк Н.И., Щербинина Н.К. Изотопный апачиз субмпкрограммовых проб свинца// Масс-спектромс1рия и изотопная геология М.: Наука 1983. С. 16-29.

76. Чернышев ИВ., Филимонова Л.Г., Чугаев А.В., Нушкарев Ю.Д. Источники рудного вещества Au-Ag месторождения Дукат (Северо-Восюк России) по результатам изучения изотопною состава Pb, Sr, Nd // Геология рудных месторождений. 2005. Т.47. №4. С.299-334.

77. Чернышев И.В , Чугаев А В , Шатаг нп К.Н. MC-ICP-масс-спектрометрия и перспективы изучения малых вариации изотопною состава свинца// XVII симпозиум по геохимии изотопов им. акад. А.II Виноградова. Москва, 2004. С.274-276.

78. Чернышев И.В., Шатаг ни К.Н., Гольцман Ю.В. Высокоточная калибровка стандартных образцов изотопною состава стронция с помощью многоколлекторного масс-спектрометра//Геохимия, 2000. №12. С 1280-1285.

79. Шанин Л.Л., Аракелянц М М, Пупырев Ю.Г., Колесников А.Г. Новая модель металлической установки дчя работ по калий-арюновому датированию// Масс-спектрометрия и изотопная гео югия М.: «Наука». 1983. С. 43-51.

80. Шпигуп О.А., Зо.ююв Ю.Л. Ионная хроматография. М • «МГУ» 1990 194 с.

81. Шуколюков Ю.А., Горохов М.И., Левченко О.А. Графические методы изотоиной геологии. 1974. М : «Недра» 207 с.

82. Allsopp H.L. /П. Geophys Res., 1961. V.66. №5. PP.1499.

83. Anantha Iyer G, Vasudev V. N. Geochemistry of Archaean metavolcanic rocks of Kolar and Hum Gold Fields, Kamataka, India. Geol. Soc. India Jour, 1979 V.20. PP.419-432.

84. Anil Kumar, Bhaskar Y.J., Snaraman T.V, Gopalan К Sm-Nd ages of Archaean metavolcanics of the Dharwar craton, South India. Precambrian Research, 1996, V.80. PP.205-216.

85. Audetat A., Gunther D, Heinnch C.A. Magmatic-hydrothermal evolution in a fractionating granite: A microehemical study of the Sn-W-F-mineralized Mole Granite (Australia)// Geochim. Cosmochim Acta, 2000. V.64 PP.3373-3393.

86. Balakrishnan S. and Rajamani V Geochemistry and pctrogenesis of granitoids around the Kolar Schist Belt, South India: Constraints for the evolution of the crust in the Kolar area. Jour. Geol., 1987. V.95. PP.219-240.

87. Balakrishnan S., Hanson G.N., Rajamani V. Pb and Nd isotope constraints on the origin of high Mg and tholentic amplubolites, Kolar Schist Belt, South India. Contnb. Mineral. Petrol., 1990. V.107. PP.279-292

88. Beckinsale R.D, Drury S A., Holt R.W. 3360 My old gneisses from South India craton. Nature, 1980. V 283. PP.469-470

89. Bell K., Anglin C.D, Franklin J.M. Sm-Nd and Rb-Sr isotope systematics of scheelites: possible implication for the age and genesis of vein-hosted gold deposits// Geology, 1989. V.17. PP.500-504.

90. Birck J.L. Precision K-Rb-Sr isotopic analysis: Application to Rb-Sr chronology // Chemical Geology, 1986. V.56. PP. 73-83.

91. Birck J.L., Allegre С J Chronology and chemical history of parent body of basaltic achondrites studied by the 87Rb-87Sr method // Earth Planet. Sci. Lett., 1978. V.39. P.37-51.

92. Boyle R.W. Gold deposits I heir geology, geochemistry and origin, in Foster, R.P. ed., Gold' 82- Rotterdam, A A Balkema Pub, 1984. PP. 183-189.

93. Catanzaro Б J., Kulp l.L Discordant zircons from the Little Belt (Montana), Beartooth (Montana) and Santa Catalma (Arizona) Mountains// Geochim. Cosmochim Acta, 1964. V.28. №1. PP.845-864.

94. Chesley J.T., Halliday A.N. Direct dating of Mississippi Valley-type: use of Sm-Nd in fluorite// Econ. Geol., 1994. V 89. PP. 1192-1199.

95. Chudaeva V.A., Urchenko S.G., Chudaev O.V , Sugimory K., Matsuo M., Kuno A. Chemistry of rain waters in the south Pacillc area of Russia// J. Geochem. Expl. 2006. V.88. PP.101-105.

96. Collerson K.D, Kamber В S., Schoenberg R. Applications of accurate, high-precision Pb isotope ratio measurement by multi-collector ICP-MS// Chemical Geology, 2002. V.188. PP.65-83.

97. Compston W., Jetfcry P M. Anomalous common strontium in granite// Nature, 1959. V.184. №4701. PP. 1792-1793

98. Compston W., Jeflery P.M. Metamorphic chronology by the rubidium-strontium method// Annals. New York Acad. Sci., 1961. V.91. №2. PP. 185-191.

99. Dalrymple G.B., Lanphere M.A 40Ar/39Ar technique of K/Ar dating: a comparison with the conventional technique// Farth Planet. Sci. Lett, 1971. V. 12. PP. 300-308.

100. Darbyshire D.P.E , Pitfield P.E.J, Campbell S.D.G. Late Archean and Early Proterozoic gold-tungsten mineralization in the Zimbabwe Arehean craton: Rb-Sr and Sm-Nd isotope constraints//Geology, 1996 V.24 PP. 19-22.

101. Dennen W.H., Blackburn W.H. Aluminium in quartz as a geothermometer// Contrib. Miner, and Petral., 1970. V.27 PP 332-342.

102. Dc Paolo D.J., Wasserburg G.J. Nd isotopic variations and petrogenetic models// Geophys. Res. Letters, 1976. V 3. PP 249-252.

103. Diekin A P. Radiogenic isotope geology. 2005.Cambridge University Press. 492 p.

104. Diet/ L.A., Pachucki С Г., Land G.A Internal standard technique for precise isotopic abundance measurements in thermal ionization mass spectrometry// Analyt. Chem., 1962. V.34. №6. PP.709-710.

105. Distler V.V., Yudovska>a M.A , Mitrofanov G.L., Prokofev V.Y. Lishnevskii E.N. Geolody, composition and genesis og the Sukhoi Log noble metals Deposit, Russia// Ore geologyreviews, 2002. №4. PP. 7-44.

106. Dodson M.H. A theoretical stydy of the use of internal standarts for precise isotopic analysis by surface ionization technique// J. Sei Instrum., 1963. V.40 №6. PP. 289-295.

107. Doc B.R., Zartman R II. Plumbotectonics I. I he Phanero/oic// Geochemistry of hydrothermal ore deposits. New York. Wiley lnterseience, 1979. Chap 2. PP.22-70.

108. Drury SA, Harris N.B.W., Holt R.W., Reeves-Smith G.J., Wightman R.T. Precambrian tectonics and crustal evolution in South India. Jour. Geol., 1984. V.92. PP. 3-20

109. Eichhorn R., Holl R., Jagout/ E., Schaerer U Dating scheclite stage: a strontium, ncodymium and lead approach from the Felbertal tungsten deposit, Central Alps, Austria// Geochim. Cosmochim. Acta, 1997. V.61.1'P.5005-5022

110. Elderfield H., Greaves M. Strontium isotope geochemistry of Icelandic geothcrmal systems and applications for sea water chemistry // Geochem. Cosmochem. Acta. 1981. V.26. №2. PP. 10-21

111. Fehu U., Doe B.R , Delevaux M.H The distribution of lead isotopes and origin of Kuroko ore deposit in Hokuroku district, Japan // Econ Geol., 1983. V.5. PP. 488-506

112. Fiedler R., Donohue D. Pocket sensitivity calibration of multicollector mass spectrometer// Fresemus Z. Anal. Chem , 1988. V.331 PP. 209-213.

113. Fyfe W.S. and Kerrich R Gold: Natural concentration process, in Foster, R.P. ed., Gold' 82: Rotterdam, A.A. Balkema Pub , 1984. PP. 99-127.

114. Gaillardet J., Viers J., Dupre В. I race elements in river waters. In: Treatise on Geochemistry. 2003. Elsevier Ltd Edrs HD Holland, К L. Iurekian. V.5. PP.225-272.

115. German C.R., Von Damm К L Hydrothermal processes. In. Treatise on Geochemistry. 2003. Elsevier Ltd. Edrs. H.D. Holland, К L. Turekian. V.6. PP.181-222.

116. Gorokhov I.M., Clauer N., Varshavskaya E S., Kutyavin E.P., Drannik A.S. Rb-Sr ages of Precambrian sediments from the Ovruch Mountain Range, northwestern Ukraine (USSR)// Precambrian Res ,1981 V.16. PP 55-65.

117. Groves D.I, Phillips N. Ho SE, Houston S.M., Standing C.A. Craton-scale distribution of Archean greenstone gold deposits. Predictive capacity of the mctamorphic model// Econ. Geol., 1987. V.82. PP. 2045-2058.

118. Habfast K. Fractionation correction and multiple collectors in thermal ionization isotope ratio mass spectrometry// Int Jour, of Mass Spectrometry, 1998 V.176. PP. 133-143.

119. Hahn O., Strassman F , Walling E Herstellung wagbarcr Mengen des Strontiurmsotops 87 als Umwandlungsprodukt des Rubidiums aus einem kanadischen Glimmer// Naturwissenschalt, 1937. V 25. PP.189

120. Hahn O., Walling E. Uber die Moglichkeit geologischcr Altersbestimmungenrubidiumhaltiger Mineralen and Gesteine// Z. Anorg. Allgem. Chcm., 1938. V.236. PP.78-82.

121. Hamilton J.V. and Hodgson C.J Mineralization and structure of the Kolar Gold Field. Proceedings, Gold'86 Symposium, Toronto, Konsult International, 1986. PP. 270-283.

122. I lofmann A. Fractionation correction for mixed-isotope spikes of strontium, potassium, lead// Earth Plan. Sci. Lett. 1971. V.10. №4. PP.397-403.

123. Hurley P.M., Herroy L Г , et al. Rb-Sr analyses and age determinations of certain lepidolites, including an international interlaboratory eompasison suite// Amer. J. Sci., 1960. V.258. №3. PP. 191-208.

124. Kanno H. Isotopic fractionation in a thermal ion source// Bull. Chem. Sec. Japan, 1971. V.44. №44. PP. 1808-1812

125. Kramers J.D., Foster R P. A reappraisal of lead isotope investigations of Gold deposits in Zimbabwe// Gold'82: 'I he geology, geochemistry and genesis of gold deposits. Rotterdam, 1983. PP 569-582.

126. Krogh I.E., Hurley PM. Strontium isotope variation and whole-rock isochron studies Greenville Province of Ontario//J. Geophys Res., 1968. V.73. №22. PP.7107-7125.

127. Krogstad E.J., Hanson ON., Rajamani V. U-Pb ages of zircon and sphene for two gneiss terranes adjacent to the Kolar Schist Belt, South India: Evidence for separate crustal evolution histories. Jour. Geol., 1991. V 99. PP. 801-816.

128. Long L.E. Isotope dilution analysis of common and radiogenic strontium using 84Sr enriched spike// Earth Plan. Sci. Lett, 1966. V 1. №5. PP. 289-292.

129. Makishima A., Nakamura E Calibration of Faraday cup efficiency in a multicollector mass spectrometer//Chemical Geology, 1991. V 94. PP. 105-110.

130. Manhes G., Allegre С J, Provost A. U-lh-Pb systematics of the eucnte «Juvmas»: Precise age determination and evidence for exotic lead// Geochim. Cosmochim. Acta, 1984. V.48. PP.2247-2264.

131. McCulloch M.T. Sr isotopic composition of early archean barite and limit on the Earth's initial 87Sr/*6Sr ratio// Abst. of VII lnt Conf. on Geochronology, Cosmochronology and Isotope Geology in Australia, 1990. P.65.

132. McDougall I., Harrison T.M. Geochronology and tcrmochronology by the 40Ar/39Ar method.

133. Oxford University Press. N.Y., Oxford. 1988. 115 p.

134. Minster J.F., Richard L.P., Allegre С J. 87Rb-87Sr chronology of enstatite meteorites // Earth Planet Sci. Lett., 1979. V 44. PP. 420-440.

135. Mishra В., Panigrahi M.K. fluid evolution in the Kolar Gold Field: evidence from fluid inclusion studies Mineral. Dep , 1999 V 34. PP 173-181.

136. Mukhopadhyay D K. and Haimanot 13.W. Geometric analysis and significance of mesoscopic shear zones in the Precambnan gneisses around the Kolar Schist Belt, South India. Jour. Struct. Geol ,1989 V 11 PP. 569-582

137. Nakai S., Hallyday A.N, Keslcr S.E., Jones H.D., Kyle J.R., Lane Т.Е. Rb-Sr dating of sphalerites from Mississippi Valley-type (MVT) ore deposits// Geochim. et Cosmochim. Acta, 1993. V.57 PP. 417-427

138. Naqvi S M. '1 he oldest supracrustals in the Darwar Craton, India. Geol. Soc. India Jour., 1981. V.22. PP. 458-468

139. Naqvi S.M. and Rogers J.W. Precambnan geology of India. Oxford University Press, New-York, 1987. PP.15-81

140. Narayanswami S., Ziauddin M , Ramachandra Rao A. Structural control and localization of gold-bearing lode, Kolar Gold Field, India. Econ. Geol., I960, V.55. PP. 1429-1459.

141. Norman D.l. Analysis of Rb, Sr, and Sr isotopes in fluid inclusion waters // Trans. Inst Min. Metall., 1978. Sec. B. 87 PP. 34-35

142. Nutman A.P., Chadwick В., Ramaknshnan M„ Viswanatha M.N. Shrimp U-Pb ages of detrital zircon in Sargur supracrustai rocks in western Karnataka, Southern India. J. Geol. Soc. India, 1992. V 39. PP. 367-374

143. Pettke 'Ih , Diamond LW. Rb-Sr isotopie analysis of fluid inclusions in quartz, evaluation of bulk extraction procedures and geochronometcr systematics using synthetic fluid inclusions // Geochim. Cosmochim Acta, 1995. V.59. №19. PP. 4009-4027.

144. Pettke 'Ih., Diamond LW. Rb-Sr dating of sphalerite based on fluid inclusion-host mineral Isochrons: a clarification of why it works// Econ. Geol., 1996. V.91. PP.951-956.

145. Pettke Ih., Diamond L.W. Oligocene gold quart/ veins at Brusson, NW Alps: Sr isotopes trace the source of ore-bearing fluid to over a 10-km depth // Econ Geol, 1997 V.92. PP. 389-406.

146. Pettke, Th., Diamond, L.W. and Kramers, J.D. Mesothermal gold lodes in the north-western Alps: A review of genetic constraints from radiogenic isotopes // Europ. J. Mineral, 2000. V.12. PP. 213-230

147. Phillips G.N., Groves D.l., Mart>n J.E. Au-mineralization genetic origin of Arehean bandediron-formation-hosted the deposits Fcon Geol, 1984. V.79. PP 162-171.

148. Radhaknshna B.P. and Naqvi S.M. Preeainbrian continental crust of India and its evolution. Jour Geol., 1986. V. 94. PP. 145-166.

149. Radhaknshna B. P. Archaean granite-greenstone terrane of the South Indian shield. Geol. Soc. India., 1983. PP. 1-46

150. Radiometric Dating for geologists. Ed. by Hamilton E I, Farquhar R.M. 1968. Interscience Publishers. A division of John Wiley and Sons. London-New York-Sydney. 336 p.

151. Rajamani V., Snkumur К, Hanson G.N., Granath J.W. Petrogenrsis of amphibolitcs in the Kolar Schist Belt, India a preliminary report. Geol. Soc. India Jour., 1981. V.22. PP. 470487.

152. Rajamani V., Sivkumar K, Hanson G.N., Shirey S.B Geochemistry and petrogenesis of amphibolitcs, Kolar Schist belt, South India Evidence for komatiitic magma derived by low percentage melting of the mantle Jour. Petrol., 1985. V. 26. PP. 92-123.

153. Reimann C., Cantat P, Halleraker J.H., Volden T, Ayras M., Niskavaara H., Chekushin V.A., Pavlov V.A. Rainwater composition in eight arctic catchments in northern Europe (Finland, Norway and Russia)//Atmospheric Enviroment, 1997. V.31. PP. 159-170.

154. Riley G.H., Compston W. Theoretical and technical aspects of Rb-Sr geochronology// Geochim. Cosmochim Acta, 1962. V.26. №12. PP 1255-1281.

155. Roedder E. Technique for the extraction and partial chemical analysis of fluid filled inclusion from minerals// Eeon. Geol., 1958. V.53. PP. 235-269.

156. Rossman G.R., Weis D, Wasserburg G.J. Rb, Sr, Nd and Sm concentrations quart/ // Geochim. Cosmochim. Acta, 1987. V.51. PP. 2325-2329.

157. Russell R.D. The systematics of double spiking// J. Geopys. Res. 1971. V.76. №20. PP. 4949-4955.

158. Russell W.A., Papanastassiou D.A., Iombrello T.A Ca isotope fractionation on the Earth and other solar system materials//Geochim. Cosmochim. Acta, 1978. V.42. PP 1075-1090.

159. Safonov Y.G., Genkm A.D., Vasudev N , Krishna Rao В., Anatha Iyer G Genetic features of gold ore deposits at Kolar, Dharvwir craton, India. Geol. Soc. India Jour., 1984. V.25. PP. 145154.

160. Santosh M. Ore fluids in the auriferous Chempion Reef of Kolar, South India. Econ. Geol. 1986. V.81. PP. 1546-1552

161. Sector 54 Software Manual. Issue 2 VG Isotech. 420 p.

162. Shepherd T J., Darbyslure D.P.F. Fluid inclusion Rb-Sr isochrons for dating mineral // Nature, 1981. V.290. PP.578-579.

163. Siddaiah S. and Rajamani N.V. I he geologic setting, mineralogy, geochemistry and genesis ofgold deposits of the Archaean Kolar Schist belt, India. Econ. Geol., 1989 V.84. PP. 21552172.

164. Stacey J.S , Kramers J L). Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model// Earth Planet. Sci. Lett, 1975. V.6. PP. 15-25.

165. Steiger H., Jager E Subcomission on geochronology: convention on the use of decay constants in geo- and cosmochronology// Earth Planet Sci. Lett, 1977. V 36. PP.359-362.

166. Taylor P.N. Chadwick В., Friend C.R.L, Ramakrishnan M., Moorbath S., Viswanatha M.N. New age data on the geological evolution of Southern India J. Geol. Soc. India, 1988. V.30. PP. 52-64.

167. Thirwall M.F. Multicollcctor ICP-MS analysis of Pb isotopes using a 207Pb-204Pb double spike demonstrates up to 400 ppm/amu systematic errors in '11-normalization// Chemical Geology, 2002 V.184. PP.255-279.

168. Viswanatha M.N. and Ramakrishnan M. Greenstone belt of Dharwar supergroup: Eastern Block. Kolar Belt. Geol Surv. Ind Mem , 1981. V.l 12. PP. 221-245.

169. Walker R.J., Shirey S.B., Hanson G.N., Rajamani V, Horan M.F. Re-Os, Rb-Sr, and О isotopie systematics of the Archean Kolar schist belt, Karnataka, India. Geochim. Cosmochim. Acta, 1989. V.53 PP. 3005-3013.

170. Wasserburg GJ, Jacobsen SB, DePaolo D.J., McCulloch M.T., Wen T. Precise determination of Sm/Nd ratios, Sm and Nd isotopie abundances in standard solutions// Geochim. Cosmochim. Acta, 1981. V.45 PP. 2311-2323.

171. Weizsacker C.F. Uber die Moghchkeit eines dualen Zcrfalls von Kalium// Physik Zeitshnft. 1937. PP. 623-624.

172. Wieser M.E., Schwieters J В The development of multiple collector mass spectrometry for isotope ratio measurements//lnt Jour, of Mass Spectrometry, 2005 V.242 P.97-115.

173. York D. Least-squares fitting of a straight line// Can. J. Phys. 1966. V.44. PP. 1079-1086.

Информация о работе

Чугаев, Андрей Владимирович
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2007
ВАК 25.00.09

Диссертация

Rb-Sr изотопная система гидротермального кварца, возраст и источники вещества золоторудных месторождений Сухой Лог (Россия) и Колар (Индия) - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы