Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Флюидный режим формирования вулканогенных палеогидротермальных систем Аркаимской площади

ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Флюидный режим формирования вулканогенных палеогидротермальных систем Аркаимской площади"

г

На правах рукописи ииа44Э380

Анкушева Наталья Николаевна

ФЛЮИДНЫЙ РЕЖИМ ФОРМИРОВАНИЯ ВУЛКАНОГЕННЫХ ПАЛЕОГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ СИСТЕМ А Р К А И М С К О Й ПЛОЩАДИ (МАГНИТОГОРСКАЯ МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКАЯ ЗОНА, ЮЖНЫЙ УРАЛ)

Специальность 25 00 11 - геология, поиски и

разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1 6 О ИТ 2008

Екатеринбург - 2008

003449380

Работа выполнена в Институте минералогии УрО РАН

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Зайков Виктор Владимирович (Институт минералогии УрО РАН, г Миасс)

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Мурзин Валерий Васильевич (Институт геологии и геохимии УрО РАН, г Екатеринбург) кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геологии Поленов Юрий Алексеевич (Уральский государственный горный университет, г Екатеринбург)

Ведущая организация:

Управление по недропользованию по Челябинской области, г Челябинск

Защита диссертации состоится «8» октября 2008 г в 14 00

на заседании Диссертационного совета № Д004 021 02

при Институте геологии и геохимии им акад А Н Заварицкого УрО РАН

по адресу 620151, г Екатеринбург, пер Почтовый, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Института геологии и геохимии им акад А Н Заварицкого УрО РАН

Автореферат разослан « 5 » сентября 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук

И С. Чащухин

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. Проблемы рудоносности палеовулканиче-ских структур складчатых поясов важны в связи с их высокой продуктивностью на руды цветных, черных и благородных металлов

К числу важнейших проблем учения о рудных месторождениях относятся вопросы, касающиеся условий формирования рудообразующих гидротермальных флюидов, их источников и условий переноса ими металлов Выяснение состава и природы минералообразующих флюидов имеет не только фундаментальное значение, но и важно для понимания рудообразующих процессов и часто прямо связано с выбором стратегии геолого-разведочных работ

В связи с интенсивной разработкой и истощением известных месторождений золота и полиметаллов на Южном Урале возникла необходимость исследования новых перспективных площадей на эти виды полезных ископаемых В последние годы в девонских и каменноугольных вулканических породах Аркаимской площади (Магнитогорская металлогеническая зона, Южный Урал) обнаружена золоторудная сульфидно-кварцевая и барит-полиметаллическая минерализация, аналогичная наблюдаемым на других объектах гидротермального происхождения на Южном Урале При изучении таких объектов, связанных с гидротермальными системами, большое значение имеют термо-барогеохимические исследования, позволяющие определить условия рудообра-зования на различных уровнях вулканических комплексов и сопоставить их с установленными ранее для других формационных типов

На Южном Урале до сих пор недостаточное внимание было уделено изучению палеозойских гидротермальных систем, приуроченных к андезиба-зальтовым и трахириолит-трахибазальтовым вулканическим комплексам Магнитогорской металлогенической зоны Исследование физико-химических особенностей - температурного режима и солевого состава — этих палеогидро-термальных систем ранее не проводилось Вместе с тем, с вулканогенными комплексами связана золоторудная и золото-полиметаллическая минерализация, которая может иметь практическое значение [Белгородский, 1998, Михайлов и др, 2003, Зайков, 1995, Голованов, 1999ф, Анкушева, Юминов, 2005, Анхушева и др, 2005] Таким образом, назрела необходимость изучения условий образования вулканогенных палеогидротермальных систем, в частности, развитых на Аркаимской площади Геологическая позиция выбранных объектов удобна в плане сравнения гидротермальной минерализации, приуроченной к девонскому и каменноугольному комплексам

Целью работы является установление физико-химических условий формирования палеогидротермальных систем вулканических комплексов сред-недевонского и раннекаменноугольного возраста Магнитогорской металлогенической зоны (Южный Урал) Для ее реализации были поставлены следующие задачи

• геологическая и минералогическая характеристика гидротермальной минерализации вулканических комплексов среднедевонского и ранне-каменноугольного возраста на Аркаимской площади,

• изучение флюидных включений в минералах, установление температур гомогенизации, концентраций солей, солевого и газового состава для оценки физико-химических параметров минералообразующих растворов,

• сравнительный анализ исследованных палеогидротермальных систем с другими формационными типами месторождений в вулканогенных комплексах

Объектами исследования выбраны палеогидротермальные системы двух вулканических комплексов - андезибазальтового (02) и трахириолит-трахибазальтового (СО Первая палеогидротермальная система - Лисьи Горы -протяженностью около 2 км в вертикальном разрезе включает золотоносные зоны окварцевания и гематит-кварцевые породы Вторая система - Аркаимская - имеет вертикальную протяженность 1 км и характеризуется наличием сульфидно-кварцевых и галенит-баритовых жил

Объектами для сравнительного анализа послужили золото-колчеданно-полиметаллические месторождения Таш-Тау и Вишневское, кобальт-медно-кол-чеданное Ивановское, а также марганцеворудное Янзигитовское месторождения, термобарогеохимические исследования которых были проведены автором впервые Эти объекты подходят для сравнения, т к они также принадлежат Магнитогорской металлогенической зоне, имеют девонский возраст и пространственно связаны с вулканитами основного и среднего состава

Проведено сравнение полученных результатов с опубликованными ранее термобарогеохимическими данными по медноколчеданным (Яман-Касы), золото-колчеданно-полиметаллическим (Балта-Тау, Александрийское), кобальт-медноколчеданным (Ишкининское) месторождениям Западно- и Восточно-Магнитогорской металлогенических зон, золото-кварцевым месторождениям Восточно-Уральской зоны (Березовское, Кочкарское) и современным гидротермальным полям Тихого (Венский лес) и Атлантического (Рейнбоу, Брокен Спур) океанов

Фактический материал. В основу диссертации положены материалы, собранные автором в 2003-2007 гг в ходе полевых работ и при выполнении работ в рамках государственных тем «Гидротермальные и гипергенные факторы формирования и преобразования месторождений полезных ископаемых в складчатых поясах (№ 01 200 202519), «Эволюция процессов минералооб-разования в колчеданоносных палеоокеанических структурах» (№ 020 0001589), «Геоархеология и археологическая минералогия Урала» (№ 01 2 10303810) Работы выполнены в лаборатории минералогии рудогенеза Института минералогии УрО РАН (зав лабораторией д г -м н В В Масленников)

Методы исследований. В ходе полевых работ была проведена геологическая документация опорных обнажений и минерализованных интервалов

керна скважин, отобраны и исследованы бороздовые (120 шт), штуфные (80 шт ) и шлиховые (30 шт) пробы

В работе использованы следующие методы изучения минерального вещества микротермометрический, включающий криометрию (500 ан ) и гомогенизацию (1000 ан ) индивидуальных флюидных включений, рентгенофлуоресцент-ный (11 ан), рентгеновский (10 ан), электронно-микроскопический (60 ан), шлиховой (30 ан ), силикатный (100 ан ), атомно-абсорбционный (20 ан), масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) (50 ан), газово-хроматографический (20 ан ), Фурье-спектроскопия (30 ан )

Микротермометрическим методом исследованы 50 прозрачно-полированных шлифов жильного кварца, барита и кальцита Исследования барита проводились в микрокриотермокамере конструкции В А Симонова [1993] Исследования кварца и кальцита проведены на микрокриотермостолике THMSG-600 (LINKAM), позволяющем производить измерения температур фазовых переходов в интервале -196 до +600 °С, с микроскопом Olympus (объектив 50х) Управляющее программное обеспечение LinkSys V-2 39 Точность измерений ±0 1 °С в интервале температур -20. .+80 °С и ±1 °С за пределами этого интервала Для исследований использовались двухфазные включения размером 5-30 мкм, состоящие из водного раствора и газового пузырька Солевой состав гидротермальных растворов во включениях оценивался по температурам эвтектик [Борисенко, 1977] Температуры гомогенизации фиксировались в момент исчезновения газового пузырька при нагревании препарата в термокамере и приняты за минимальные температуры процесса минералообразования [Ермаков, Долгов, 1979, Редцер, 1987] Концентрации солей в растворах рассчитывались по температурам плавления последних кристаллических фаз [Борисенко, 1977, Реддер, 1987, Bodnar, 1994] Исследования проводились на геологическом факультете Миасского филиала ЮУрГУ (Миасс), в Институте геологии и геохимии УрО РАН (Екатеринбург), Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН (Москва), Музее естественной истории и Королевском колледже (Лондон)

Оптическим методом изучены 100 петрографических шлифов и 30 ан-шлифов. Изучение проводилось на микроскопах Axiotab, Olympus ВХ50 (ИМин УрО РАН), ПОЛАМ Р-111, Р-312, NU-2 (МГФ ЮУрГУ) Рентгенофлуорес-центный анализ производился на приборе РФА-ВЭПП-3 (Институт геологии и минералогии СО РАН, Новосибирск). Рентгеновский анализ проводился методами дифрактометрии (ДРОН-2 0, аналитик П В Хворов, ИМин УрО РАН) и Дебая-Шерера (УРС-2 0, аналитик Е Д Зенович, ИМин УрО РАН) Химический состав минералов изучался на рентгеноспектральном микроанализаторе JEOL JCXA-733 (аналитик Е И Чурин, ИМин УрО РАН) и на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионным микроанализатором РЭММА-202МВ (аналитик В А Котляров, ИМин УрО РАН) Валовый химический анализ пород выполнялся классическим химическим методом (Южно-Уральский центр коллективного пользования по исследованию минерального сырья ИМин УрО

РАН, аттестат № РОСС RU0001 514536) Атомно-абсорбционная спектрометрия для определения содержаний Pb, Си, Sr, Zn, Ni, Fe, Co в барите и кальците, Ag и Au - в бурых железняках и кварце проведена в лаборатории ОАО «Александринская горнорудная компания» и химической лаборатории ИМин УрО РАН (аналитик Ю Ф Мельнова) Масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) проводилась на приборе Perkin Elmer ELAN 9000, (аналитик Д H Киселева, ИГГ УрО РАН) Газово-хроматографический анализ выполнен на хроматографе серии «Цвет-100» с пиролитической приставкой П-75 (аналитик О Ф Миронова, Институт геохимии и аналитической химии, Москва) Методом инфракрасной Фурье-спектроскопии изучалось структурное положение воды, и проводилась количественная оценка содержания различных водородсодержащих группировок в кварце (аналитик M В Штенберг, Фурье-спектрометр Nexus-870, ИМин УрО РАН) Для всех зарегистрированных спектров была выполнена процедура коррекции базовой линии, и полученные спектры пропускания были пересчитаны в спектры поглощения (оптическую плотность) с нормировкой на толщину образца Обработка спектров произведена с помощью программного пакета OMNIC Для разложения спектра на суперпозицию отдельных линий использована программа Peakfit Количественная оценка водородсодержащих группировок производилась по закону Бугера-Ламберта-Бера А = £ • с • d, где А - оптическая плотность, е - молярный коэффициент поглощения (л моль'1 см'1), с - концентрация (моль л'1) и d -толщина поглощаемого слоя (см) В работе использовалось упрощенное соотношение Сн = А • А, где Сн - число атомов H на 106 атомов Si, А - калибровочный коэффициент, А - нормированная интегральная интенсивность характеристической линии, см'2 Калибровочные коэффициенты для молекулярной воды и гидроксильных групп взяты Ан 0 =1,05 и Аои =0,812 (Kronenberg, 1994)

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии во всех этапах изучения сборе каменного материала, геологической документации опорных обнажений и разведочных траншей, выполнении оптических и термобарогеохимических исследований

Научная новизна. Впервые для изученных объектов выделены и охарактеризованы две гидротермальные системы, приуроченные к среднедевонскому андезибазальтовому и раннекаменноугольному трахибазальт-трахириолитовому вулканическим комплексам Определен флюидный режим формирования этих палеогидротермальных систем Первая функционировала при температурах 180-290°С и хлоридно-натриевых растворах с соленостью 3-7 мае %экв NaCl, формирование второй происходило при температурах 150-350°С из хлоридно-калиево-натриевых растворов с повышенной соленостью 9-19 мае % экв NaCl В работе применен системный подход к получению термобарогеохимических данных, который заключается в изучении физико-химических параметров на различных уровнях палеогидротермальных систем

Практическое значение. Исследование палеогидротермалыюй системы в среднедевонских вулканитах дало возможность сопоставить оруденение с золото-сульфидным (муртыктинский) типом месторождений и рекомендовать проведение поисково-оценочных работ на золото [Знаменский, 1992, Зайков и др, 2004, Novoselov, Belogub, 2005, Семибратова, Юминов, 2007] Исследование барит-полиметаллической и редкоземельной минерализации в палеогидротермалыюй системе раннекаменноугольного вулканического комплекса дало новую информацию о ее металлогеническом потенциале. Изучение минералогии, петрографии, химических, физических свойств и условий формирования гематит-кварцевых пород позволило разработать рекомендации по их использованию в качестве декоративно-поделочного сырья Произведен подсчет прогнозных ресурсов декоративно-поделочного сырья с различными технологическими свойствами и разработаны рекомендации по селективной выемке камня [Разработка , 2007ф]

Результаты работ представлялись в ОАО «Александрийская горнорудная компания», СПЛиАЦ «Аркаим», ОАО «Башкиргеология» и Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере в форме отчетов и информационных записок

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Научной студенческой школе «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2004-2008), областной научно-практической конференции «Новые направления и методы поисков месторождений полезных ископаемых» (Челябинск, 2004), Всероссийских научных чтениях им В О Полякова (Миасс, 2005), Международном петрографическом совещании «Петрография XXI века» (Апатиты, 2005), Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2004, 2006), XXI Всероссийской молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика» (Иркутск, 2005), VI Межрегиональной научно-практической конференции «Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана» (Уфа, 2006), I Демидовских Чтениях на Урале (Екатеринбург, 2006), IV Уральском металлогеническом совещании (Миасс, 2006), Годичном собрании Российского минералогического общества (Санкт-Петербург, 2006), 12л Quadrenial IAGOD symposium (Москва, 2006) Fermor meeting «Magmas Minerais Megastructures» (London, 2006), MDSG 29Ul Annual Wmter Conférence (London, 2006)

Публикации. По тематике диссертации опубликовано 35 работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых изданиях

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю В В Зайкову за постоянное внимание и ценные советы, директору ИМин УрО РАН член-корр РАН В H Анфилогову, зав лабораторией минералогии рудогенеза В В Масленникову и сотрудникам Института минералогии Е В Зай-ковой, A M Юминову, Е В Белогуб, К А Новоселову, В.А Попову, И Ю Ме-лекесцевой, Д А Артемьеву, А Г Кораблеву и другим коллегам и друзьям за помощь в исследованиях, консультации, критические замечания и поддержку

Большая помощь в аналитических исследованиях при выполнении работы была оказана Р Херрингтоном (Музей естественной истории), Дж Уилкинсоном (Королевский колледж), 3 А. Котельниковой (ИГЕМ РАН) Автор признателен В А Котлярову, Е И Чурину, П В Хворову, С А Садыкову, М В Штенбергу (ИМин УрО РАН), О Ф Мироновой (ГЕОХИ РАН) за выполнение аналитических работ и консультации, Г Б Здановичу, А М Кисленко, Н С Михайловой и М Н Анкушеву за содействие в полевых работах Автор также благодарит коллективы шлифовальных мастерских ИМин УрО РАН и МГФ ЮУрГУ и лабораторию геоэкологии и техногенеза ИМин УрО РАН во главе с В Н Удачиным

Исследования были поддержаны РФФИ (04-05-96014-р2004урал_а, 06-05-74774-з), Министерством образования РФ (01 1204ф, РНП 2 1 1 1840), Федеральным агентством по образованию РФ (40/21-176), программой Приоритетного направления Президиума РАН № 14 «Мировой океан геология, геодинамика, физика, биология», «Университеты России» (УР 09 01 048), интеграционным проектом ученых Уральского и Сибирского отделений РАН, грантами молодых ученых УрО РАН, Фондом содействия отечественной науке, Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (№ 7477) и Правительством Челябинской области

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы общим объемом 150 страниц Работа иллюстрирована 80 рисунками, 25 таблицами, список литературы содержит 136 наименований, из них 32 -фондовые материалы

В первой главе освещена изученность района исследований и его положение в геологических структурах Урала, стратиграфия, магматизм, тектоника и полезные ископаемые Во второй главе охарактеризовано геологическое строение андезибазальтового и трахибазальт-трахириолитового комплексов В третьей главе рассмотрены условия формирования палеогидротермальной системы Лисьи Горы, включающей золотоносные зоны окварцевания и гематит-кварцевые породы Четвертая глава посвящена изучению условий формирования Аркаимской палеогидротермальной системы, включающей сульфидно-кварцевые и галенит-баритовые жилы

К защите выдвинуты три положения, формулировка и обоснование которых приводятся ниже

1. В исследованных вулканических комплексах выделены две палео-гидротермальные системы: в среднедевонском андезнбазальтовом комплексе - стратиформные золотоносные зоны окварцевания и гематит-кварцевые породы; в раннекаменноугольном трахибазальт-трахириолитовом -секущие сульфидно-кварцевые н галенит-баритовые жилы, связанные с дайками микрограносиенитов и диабазов.

Магнитогорская металлогеническая зона объединяет вещественно-структурные комплексы палеоокеанического происхождения [Зайков и др , 2001] В ее составе, согласно последним геодинамическим реконструкциям [Пучков и др, 2000, Непчп^оп й а1,2006] выделяются Присакмарский аллохтон, Западно-Магнитогорская палеоостровная дуга, Сибайский междуговой бассейн, Восточно-Магнитогорская палеоостровная дуга В пределах Восточно-Магнитогорской палеоостровной дуги девонские вулканические сооружения, относящиеся к базальт-андезибазальтовой формации, образуют цепочку протяженностью более 300 км, обозначенную как Гумбейская зона [Михайлов и др , 2003]

Аркаимская площадь захватывает часть Гумбейской зоны и содержит золотоносные участки окварцевания и гематит-кварцевые породы в андезиба-зальтовом комплексе, которые могут быть объединены в единую палеогидро-термальную систему на основании закономерного положения в геологическом разрезе Также в пределах площади рассматривается трахириолит-трахибазаль-товый комплекс, который по времени и геологической позиции отвечает обстановке рифтинга при коллизии девонская островная дуга - континент [Бочкарев, Язева, 2000]

Среднедевонский вулканический комплекс представлен базальтами гумбейской свиты (В^т¡), выше которых залегают пироксеновые и плагиоклаз-пироксеновые андезибазальты а также продукты их дезинтеграции

Завершается разрез алевролитами, яшмами и вулканомиктовыми песчаниками новобуранной свиты (02и£) [Зайков, 1999] (рис 1)

Палеогидротермальная система Лисьи Горы включает три золотоносные зоны окварцевания (Восточную, Центральную и Западную), приуроченные к определенным стратиграфическим уровням рудовмещающей толщи общей мощностью 800 м и залегающие согласно с напластованием вмещающих пород (рис 2)

Восточная зона в основании гумбейской свиты имеет длину около 1 км, мощность - 150-200 м Вмещающими породами являются пироксеновые андезибазальты, подверженные пиритизации и окварцеванию Кварц имеет серый и серовато-белый цвет, крупнозернистое сложение, иногда полупрозрачный, друзовидный или кавернозный с выделениями гидроксидов железа и пленкой карбонатов по трещинам на поверхности

Центральная зона представлена прожилково-вкрапленной сульфидной минерализацией в кровле гумбейской свиты В ее восточной части вскрыты кварцевые прожилки с рассеянной вкрапленностью халькопирита и налетами малахита.

Западная зона приурочена к алевролитам и вулканомиктовым песчаникам новобуранной свиты Она имеет мощность 150-300 м и длину 1 км, в ее основании развиты серицит-кварцевые метасоматиты с кварцевыми жилами Их мощность варьирует от 3-5 до 50 см, протяженность 10-15 м Мелкие жилки сгруппированы в отдельные субпараллельные рои на удалении 10-15 м друг от друга В кварце фиксируются выделения гидроксидов железа, что может свидетельствовать о первичном сульфидном оруденении жилы Жилки в песчаниках сложены плотным, сливным, молочно-белым мелко- и тонкозернистым кварцем

в

Геологический разреч ио линии ВГ

Рис. I. Схема геологического строения Аркаимской площади (по Э.В. Шала-гинову, 1984ф; В.М. Мосейчуку, 1992ф, с изменениями автора):

1 - серпентиниты; 2-5 - андезибазалыповый комплекс: 2 - андезибазальты, вулка-ногенно-обломочные породы гумбейской свиты (О^Ш]), 3 - вулканические брекчии агломератовые, 4 - метасоматиты серицит-кварцевые сульфидизированные, 5 - зоны сульфидно-кварцевого оруденения: I - Восточная, II - Центральная; III - Западная; 6-9 -новобуранная свита (02пЬ): 6 - гематит-кварцевые породы, 7 - алевролиты, 8 - яшмы, 9 -песчаники; 10-14 - трсаириолит-трахибазальтовый комплекс: 10 - трахибазальты березовской свиты (Сфг), 11 - трахибазальты и трахириолиты греховской свиты (С^г), 12 -дайки микрофаносиенитов, 13 - дайки диабазов, 14 - псаммит-алевритовые отложения; 15 - четвертичные отложения; 16, 17-разломы: 16-достоверные, 17 - предполагаемые, перекрытые наносами; 18 - граница заповедника Аркаим; 19 - поселение бронзового века Аркаим.

100

ЕЛЬ

8

10

'"ТТ

' V

ж

II

*

\у

| В? 0 100

I «

I «I I

V

V

Рис. 2. Схема положения гидротермально-осадочных и осадочных отложений в продольном фациальном профиле Лисьих Гор.

1 - песчаники сероцветные, 2 - яшмы и алевролиты, 3 - силикатно-марганиевые и оксидно-марганцевые руды, 4 - гематит-кварцевые постройки с кварцевыми жилами, 5 - дресвяники с обломками гематит-кварцевых пород, 6 - гематит-кварцевые породы подводящих каналов, 7 - андезибазалъты; 8 - зоны окварцевания: I - Восточная, II -Центральная, III - Западная; 9 - серицит-кварцевые метасоматиты, 10 - кварцевые жилы с медной минерализацией.

К сульфидизированным и окварцованным андезибазальтам и вулканомикто-вым песчаникам приурочена золоторудная минерализация. Минерализованная зона проявлена на поверхности бурыми железняками и пестроцветными охристыми глинами. На данном участке выделены три типа золотого оруденения. Первый представлен прожилково-вкрапленными золотоносными сульфидными рудами, приуроченными к сульфидизированным андезибазальтам Центральной и Западной зон. Концентрации Аи составляют 0.33 г/т, Ag - 5.1 г/т. Второй тип руд представлен рыхлыми продуктами окисления прожилково-вкрапленных руд (красноцветные охры, бурые железняки, баритовые, кварцевые и пиритовые сыпучки) в Центральной зоне. Здесь установлены концентрации Аи и Ag до 5.0 и 8.8 г/т соответственно, а также повышенные концентрации Си (0.44 мае. %), 7х\ (0.56 мае. %) и Со (до 3.7 мае. %). Третий тип - россыпи Восточной зоны, где выявлен золотоносный горизонт мощностью 0.3-1.0 м с золотинами размером 5-9 мм. Индикаторным для горизонта является наличие в нем гетитовых пизолитов, обломков бурых железняков и кварца. Содержания Аи - г/м3. По данным микрозондового анализа, пробность варьирует в пределах 929-980 %>, среднее - 955 %о, примеси представлены Ag и незначительным количеством Си, Н§, Ре, И

К перекрывающим осадочным кремнистым пачкам приурочены гематит-кварцевые породы, образующие холмообразные постройки с подводящими каналами [Зайкова, Зайков, 2003] Постройки залегают на двух уровнях в кремнисто-алевролитовых породах, перекрывающих вулканиты и серицит-кварцевые метасоматиты Они образуют тела линзовидной, холмо- и плащеобразной формы длиной 40-200 м и мощностью 3-15 м В подошве наиболее крупного тела (мощность 5-10 м, протяженность с перерывами 270 м) обнаружены тела брекчиевидных гематит-кварцевых пород, залегающие поперек напластования вмещающих алевролитов и имеющие мощность 3-5 м Они интерпретированы как подводящие каналы в структуре гематит-кварцевой постройки

Важным компонентом гематит-кварцевых пород являются обособления и прожилки кварца, которые составляют от 5 до 30 % объема тел Они не выходят за пределы гематит-кварцевого тела Жилы имеют «птигматитоидную», гнездо-образную, ветвистую, сетчатую морфологию, мощность 1-30 мм Отмечены многочисленные случаи пересечения более ранних жил поздними Гематит, в сростках с кварцем, образует ритмичные зоны, параллельные контактам, а также выделения в осевой части жил Морфология жил свидетельствует об их формировании в слаболитифицированной гематит-кварцевой массе В подводящих каналах гематит-кварцевые породы часто превращены в кварциты с грано-зернистыми микроструктурами, в которых сохранились реликты первичных глобулярных и микрококардовых текстур с пылевидным гематитом В перекрывающих осадках присутствуют маломощные прослои гравелитов с обломками гематит-кварцевых пород с жилами кварца Это свидетельствует о формировании данных сооружений с кварцевыми жилками в придонных условиях и их подводной эрозии в период накопления перекрывающих осадочных пород

По результатам ЮР-МБ-анализа в подводящем канале по сравнению с самой постройкой наблюдаются повышенные содержания (ррш). Мп (до 2650), Аи (до 19) Ag (до 13) В теле постройки выявлены высокие содержания Бп (до 1344 ррт) и РЬ (до 2441 ррт) Что касается содержаний редкоземельных элементов, то валовые их содержания в гематит-кварцевых породах Лисьих Гор довольно низкие В большинстве своем они характеризуются обогащением легкими РЗЭ и слабыми аномалиями Ей По данным силикатного анализа гематит-кварцевые породы характеризуются содержаниями (вес %) БЮг 87-94, А1203 0 05-0 3, ГеОобш 4 3-11 1, МпО 0 03-0 5, СаО 0 1-2 3 На классификационной диаграмме А1203/8Ю2 - Ре+Мп/Т1 точки составов соответствуют полю гидротермальных кремнисто-железистых отложений [Зайкова, 1991]

К гематит-кварцевым породам приурочены оксидно-марганцевые линзы черного цвета мощностью 1-3 м и средними содержаниями МпО 20-35 % (до 52-73 %) В минеральном составе пород установлены родонит, криптомелан, тодорокит и вернадит [Зайкова, 1991]

Породы раннекаменноугольного вулканического комплекса перекрывают девонские вулканиты и представлены трахибазальтами и трахириолитами греховской свиты (С^г) [Зайков, 1999] (см рис 1) Палеовулканическое соору-

жение геоморфологически выражено тремя возвышенностями, которые отделяются логами и речной долиной Мощность разреза составляет 1 км Магмопод-водящие каналы зафиксированы в виде даек микрограносиенитов и диабазов [Юминов и др , 2007]

Палеогидротермальная система Аркаимская в основании геологического разреза вулканитов представлена сульфидно-кварцевыми жилами, а в верхней части развиты галенит-баритовые жилы

Кварцевые жилы мощностью 1-5 см сложены молочно-белым или полупрозрачным крупнозернистым кварцем Они развиты в трахириолитовых и трахибазальтовых лавах по всему разрезу вулканической постройки Трахиба-зальты в основании комплекса подвержены интенсивной эпидотизации

Сульфидно-кварцевые жилы установлены в секущей дайке микрограносиенитов мощностью 1-3 м Дайка имеет субмеридиональное простирание и сопровождается метасоматитами Микрограносиениты представлены массивными породами светло-серого цвета со слабым зеленоватым оттенком В основной массе породы установлены кварц, плагиоклаз, серицит, амфибол Повышенный интерес к этим породам вызвало наличие в них редкоземельной минерализации, приуроченной к псевдоморфозам лимонита по пириту Псевдоморфозы образуются по кубическим и уплощенно-вытянутым кристаллам пирита, а также разнообразным их сросткам На отдельных гранях сохранена характерная для пирита плоско-параллельная штриховка Большинство псевдоморфоз разбито сетью ветвистых микротрещин, образованных в процессе дегидратации В псевдоморфозах выделены четыре вида структур пятнисто-пористая, колло-морфно-крустификационная, друзовидно-крустификационная, каемчатая [Анку-шев, 2007, 2008] В составе псевдоморфоз зафиксированы гетит, лепидокрокит, маггемит, сульфиды (халькопирит, пирит), альбит и калиевый полевой шпат, ильменит, зерна хорошо ограненных кристаллов апатита и гематита Рутил образует выделения, состоящие из пластинок в доли миллиметров В их составе отмечается значительная примесь железа Высокое содержание железа, возможно, связано с наличием псевдорутила, который образуется при изменении ильменита Редкоземельная минерализация в псевдоморфозах представлена монацитом и ксенотимом Монацит встречен в виде удлиненных зерен размером 1030 мкм и изометричных выделений по периферии гетитовых псевдоморфоз Помимо Се, в составе монацита установлены Ьа, N(1, Рг, Бш и Ксенотим встречается в виде мелких изометричных зерен совместно с монацитом Кроме У, в нем установлены Бу, Ег, УЬ, Но, ТЬ, Бш и Ей

Галенит-баритовая жила прослеживается вкрест простирания пачки аг-ломератовых туфов на 25 м, приурочена к дайке диабазов, имеет мощность 1040 см и несколько мелких апофиз На контакте жилы с вмещающими породами наблюдаются брекчии диабазов, сцементированные баритом, и баритизирован-ные породы Зона баритизации прослеживается в южном направлении на 40 м при мощности 5-10 м Экзоконтактовые метасоматиты состоят из кварца, кальцита, барита и плагиоклаза, иногда с мелкими кристалликами галенита и пирита

Основной объем жилы сложен баритом, при этом крупнопластинчатые агрегаты барита расположены в ее центральной части В западном контакте жилы фиксируется кальцит Он образует пластинчатые выделения и зернистые массы Между кальцитом и баритом наблюдаются индукционные поверхности совместного роста К восточному контакту и осевой части жилы приурочена сульфидная минерализация В жиле выделены две разновидности барита, белый и розовый (табл 1) Контакт между этими разновидностями постепенный, обозначенный максимальными скоплениями галенита Уменьшение параметров элементарной ячейки в белом барите связано с замещением части Ва2+ катионами Галенит приурочен как к белому, так и к розовому бариту и образует

Таблица I

Сравнительная характеристика разновидностей барита

Признаки Разновидность

Белый Розовый

Цвет Белый, иногда прозрачный, с сероватым оттенком Розовый различной степени насыщенности, иногда с желтоватым оттенком

Формы выделения Волокнистые, параллельно-шестоватые агрегаты, пластинчатые кристаллы, плотные кристаллически-зернистые массы Радиальго-лучистые, сноповидные, метельчатые агрегаты, кристаллы столбчатого облика

Положение в сульфидно-баритовой жиле Является преобладающим, также образует гнезда и прожилки в зоне баритизации, выполняет миндалины в вулканогенных породах Слагает северо-западную часть жилы

Сульфиды Редкие мелкие гнезда и вкрапленники галенита Обильная вкрапленность галенита в виде крупных гнезд и скоплений, пирит, халькопирит

Минералы-включения Аурихальциг, биотит, рутил, кальцит, микроклин, альбит, кварц Гиалофан (ВаО-8 77 %)

Содержание элементов- примесей (г/т)

8г до 7500 до 2350

РЬ 12-126 232-500

Си до 188 до 40

Ъп до 1685 до 489

Параметры элементарной ячейки, Л а« = 7 140(7>—7 149(7) во = 8 849(2)-8 858(8) с0 = 5 449(6}-5 457(6) Уо = 345(1) ао = 7 158(9)—7 162(7) во = 8 876(8)-8 893(8) с0 = 5 453(5>—5 458(6) Уо = 347(1)

гнезда размером до 15 см Между галенитом и баритом также наблюдаются индукционные поверхности совместного роста Мелкие выделения галенита ассоциируют с кристаллами пирита, наблюдаются также графические срастания галенита с пиритом и халькопиритом

Таким образом, в палеогидротермальной системе андезибазальтового комплекса установлены стратиформные зоны развития золотоносных сульфидно-кварцевых жил в нижней части и гематит-кварцевые породы с оксидно-марганцевой минерализацией в верхней Палеогидротермальная система, приуроченная к трахириолит-трахибазальтовому комплексу характеризуется секущими сульфидно-кварцевыми и галенит-баритовыми жилами

2. В формировании палеогидротермальной системы андезибазальтового комплекса участвовали хлоридно-натриевые растворы с температурами 180-290 °С и концентрациями солей 3-7 мае. %, близкие морской воде. От ее нижнего уровня к верхнему происходило понижение температур н повышение солености растворов. Система аналогична колчеданоносным палеогидротермальным системам западного фланга Магнитогорской металлогенической зоны.

Золотоносные зоны сульфидно-кварцевых жил Для определения параметров гидротермальных растворов, сформировавших золотоносные зоны, были исследованы флюидные включения в крупнозернистом кварце из жил в андези-базальтах (Восточная и Центральная зоны) и алевролитах и песчаниках (Западная зона) Включения имеют размеры 10—30 мкм, изометричную, вытянутую форму, часто со сложными очертаниями или элементами кристаллографической огранки Включения - двухфазные (водный раствор и газовый пузырек), газовые пузырьки занимают 15-40 % объема включения Результаты исследования флюидных включений представлены на рис 3

По температурам гомогенизации флюидных включений установлено, что сульфидно-кварцевые жилы Восточной зоны являются наиболее высокотемпературными по сравнению с жилами других зон окварцевания Температуры гомогенизации включений в кварце этих жил составили 250-275 °С Кварц Центральной и Западной зон образовался при более низких температурах Температуры гомогенизации составили 230-250 °С Кроме того, в кварце из жил Восточной и Западной зон наблюдается гетерогенизация пар включений -при температурах 292 4, 265 3 и 260 6 °С, 248 °С, что позволяет считать данный интервал температур (260-290 °С) истинными температурами минералообразо-вания [Реддер, 1987]

Солевой состав растворов преимущественно хлоридно-натриевый В нижней части системы соленость растворов составляет, в среднем, 3-6 мае % экв ЫаС1, повышаясь по направлению к верхней части (до 9 мае % экв №С1) Повышение солености может быть связано с влиянием магматогенного флюида либо поглощением воды при его взаимодействии с вмещающими породами на подъеме к поверхности [Бортников и др, 2004]

175

200

225

250 275 300

Температура ri»Mori'iimaniw,"C

Сплеиисп», мае. %

(A) /7lPl

/ I

8

4 ■

a

2

01.....................,_,_<_

200 220 240 loO 280 300

Темиерягураг(1м«1сивипш1,"С

Рис. 3. Соотношение солености флюида во включениях и температур их гомогенизации в палеогидротермальной системе Лисьи Горы:

А - кварц золотоносных зон окварцевания: I - Восточная, II - Центральная. III -Западная; Б - кварц из гематит-кварцевой постройки: IV - подводящий канал, V -подошва, VI - кровля. SW - соленость морской воды при нормальных условиях (25 °С).

Гематит-кварцевые породы. В кровле и подошве гематит-кварцевой постройки изучены включения в крупнозернистом кварце из ветвистых прожилков. В подводящем канале постройки флюидные включения изучены в 1 кварце из зональных гематитсодержащих жил в брекчиевидных породах. ' Максимальные температуры гомогенизации флюидных включений установлены в подводящем канале - 290 °С. По направлению к кровле значения температур уменьшаются до 180 °С, в секущих субгоризонтальных жилах - 170 °С. Солевой состав растворов преимущественно хлоридно-натриевый. В подошве и подводящем канале гематит-кварцевой постройки значения концентраций солей в растворах флюидных включений стабильны, составляют 3-3.5 мае. % экв. NaCl и аналогичны солености морской воды. В жилах кровли постройки наблюдается иная картина; значения солености растворов повышаются и варьируют в более широких пределах (3-7 мае. % экв. NaCl).

Таким образом, установлено сходство растворов, образовавших золотоносные зоны окварцевания и гематит-кварцевые породы - состав, соленость,

температурный режим, что свидетельствует об их формировании при близких условиях, а также о едином источнике гидротермальных растворов

В делом, палеогидротермальная система Лисьи Горы характеризуется регрессивным температурным режимом минералообразования - от нижних уровней к верхним температуры уменьшаются от 290 до 180 °С

По результатам газовой хроматографии, состав включений растворов, сформировавших зоны окварцевания в андезибазальтах и гематит-кварцевые породы, характеризуется преобладанием Н20 и С02, наличием восстановленных газов СНд и С5Н12, незначительным содержанием азотистых и отсутствием сернистых газов При этом снизу вверх в гидротермальной системе наблюдается увеличение общей концентрации флюида в кварце и углекислотности и уменьшается восстановленность флюида Результаты газово-хроматографиче-ского анализа представлены в табл 2

Таблица 2

Содержания газов и воды во флюидных включениях в кварце из жил Аркаимской площади

№ пробы Привязка Флюидо-насыщенность, ррт Н20 С02 N2 СН4

ррт

Золотоносные зоны

221-3 Восточная зона 772 743 24 53 04 3 35

221-1 Центральная зона 906 884 18 70 0 29

773 Западная зона 1507 1461 44 4 0 27 05

Гематит-кварцевая пост ройка

222-10 Подошва 302 294 6 1 021 1 5

228-2 343 335 47 0 18 24

804-3 Подводящий канал 584 554 25 1 0 11 46

804-4 Кровля 1629 1467 160 6 0 08 07

Сульфидно-кварцевые жилы

220 в трахириолитах 750 726 19 0 0 32 46

220-3 в микрограносиенитах 3070 2605 461 0 1 7

По данным Фурье-спектроскопии установлено, что вода в кварце исследуемых жил, в основном, содержится в молекулярной форме Содержание воды в форме гидроксильных групп А1-ОН составляет 0 3-3 5 ррт Содержания молекулярной воды, концентрации группировок А1-ОН и гидроксильных групп приведены в табл 3 Таким образом, кварц исследованных жил обладает единым набором водородсодержащих группировок, концентрация которых изменяются в зависимости от пространственного положения жил в вулканическом комплексе

Для сравнения автором проведены термобарогеохимические исследования флюидных включений в минералах гидротермальных жил золото-колчедан-но-полиметаллических месторождений Таш-Тау и Вишневского, кобальт-медно-колчеданного Ивановского и марганцеворудного Янзигитовского на западном фланге Магнитогорской металлогенической зоны Гидротермальная система

Таблица 3

Концентрации водородсодержащих группировок в кварце гидротермальных жил

Аркаимской площади

Привязка № обр Н2Омолск, ррш А1-ОН, ррт ОНвключ, ррш

Золотоносные зоны

Восточная зона 221-3 221-4 496 302 19 17 22 16

Центральная зона 221-1 846 1 3 60

Западная зона 773-С 1564 40 148

Гематит-кварцевая постройка

Подошва 803-3 894 08 55

Подводящий канал 206-1 207-1 938 678 1 5 1 5 35 64

Кровля 804-1 1260 3 5 101

Сульфидно-кварцевые жилы

В трахириолитах 220 634 05 60 4

В микрограносиенитах 220-3 1944 30 1153

Ивановского месторождения приурочена к фрагментам аккреционной призмы Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги [Зайков, Мелекесцева, 2005] Стратиграфически выше нее располагаются месторождения Таш-Тау и Вишневское [Кулешов, Зайков, 2005] Янзигитовское месторождение занимает самую верхнюю позицию в разрезе [Теленков, Масленников, 1995]

Для термобарогеохимических исследований на месторождениях были отобраны кальцит из рудоподводящего канала и кварц из жил в кварц-плагио-клазовых риолитах (Таш-Тау), кальцит из жил во вмещающих андезитах и над-рудных дацитах и кварц из сульфидно-кварцевых жил в кварц-плагиоклазовых риолитах и серицит-кварцевых метасоматитах (Вишневское), сульфидно-карбонатно-кварцевые жилы в брекчированных базальтах (Ивановское), кварц из ветвящихся и сетевидных жил, зональных прожилков в гематит-кварцевых породах (Янзигитовское)

Проведенные исследования показали, что на Ивановском месторождении сульфидно-карбонатно-кварцевые жилы сформировались из растворов с преобладающими солями №С1 и КС1 в концентрациях 1 3-2 7 мае % экв №С1, близким таковым в морской воде Температуры гомогенизации включений составили, в среднем, 130-140 °С Эти данные сходны с результатами термобарогеохимических исследований включений в кальцитах Ишкининского кобальт-медно-колчеданного месторождения, находящегося в 100 км южнее [Юминов и др, 2002] На этом месторождении были изучены первичные включения в кальците из обособлений и маломощных прожилков с сульфидной минерализацией из руд, подрудных серпентинитов и тальк-карбонатных пород Установлено, что в формировании гидротермальной минерализации этого месторождения активное участие принимали растворы с концентрациями солей, близкими солености морской воды, а среди солей в составе растворов отмечается жа

Преобладающими солями гидротермальных растворов, действовавших на месторождениях Таш-Тау и Вишневское, являются NaCl, MgCl? и СаС12 в концентрациях 4-8 мае % зкв NaCl Интервал температур гомогенизации включений для сульфидно-кварцевых жил месторождения Таш-Тау составил 230-350 °С, для рудоподводящих каналов - 160-170 °С, для жил в дацитах, андезитах и риолитах Вишневского месторождения - 120-200 °С

Гематит-кварцевые породы Янзигитовского рудопроявления образовались при участии хлоридно-натриевых флюидов с соленостью 2 7-6 мае % экв NaCl и температурами 200-230 °С По параметрам гидротермальных растворов они сходны с гематит-кварцевыми породами Лисьих Гор

Анализ опубликованных данных по медноколчеданным (Яман-Касы), золото-колчеданно-полиметаллическим (Еалта-Тау, Александринское), месторождениям Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги и современным гидротермальным полям Тихого (Венский лес) и Атлантического (Рейнбоу, Брокен Спур) океанов выявил черты сходства параметров гидротермальных растворов в этих объектах с исследуемыми автором Соленость флюидов находится в пределах 3-8 мае % экв NaCl, температуры - 100-300 °С [Юминов и др, 2002, Holland et al, 2003, Викентьев, 2004, Тереня и др, 2005, Салихов, Беликова, 2006, Симонов и др , 2006, Бортников и др , 2004]

Таким образом, состав, соленость и температурный режим гидротермальных растворов, сформировавших золотоносные зоны окварцевания сульфидизи-рованных андезибазальтов и гематит-кварцевые постройки палеогидротермаль-ной системы Лисьи Горы, близки таковым в колчеданных и золото-колчеданно-полиметаллических месторождениях Урала и современных сульфидных постройках Атлантического и Тихого океанов, что указывает на сходство главной составляющей гидротермальных растворов в данных объектах — морской воды

3. Палеогидротермальная система трахириолит-трахибазальтового комплекса формировалась при участии хлоридно-калиево-иатриевых растворов с температурами 150-350 °С и повышенной соленостью 9-19 мае. %, что свидетельствует об нх магматогеином источнике. По этим параметрам система аналогична таковым в золото-кварцевых месторождениях Восточно-Уральской зоны.

Аркаимская палеогидротермальная система в трахибазальт-трахириоли-товом комплексе представлена сульфидно-кварцевыми и галенит-баритовыми жилами Для определения условий образования были изучены флюидные включения в кварце из жил в трахириолитах в основании комплекса, а также в кварце и барите из жил в секущих дайках микрограносиенитов и диабазов. Результаты исследования флюидных включений представлены на рис 4

Солевой состав растворов преимущественно хлоридно-натриевый со значительной примесью KCl Наиболее высокие концентрации солей установлены в кварце из жил дайки микрограносиенитов и барите из сульфидно-баритовых жил, приуроченных к дайке диабазов (13-19 мае % экв NaCl) В основании системы соленость растворов уменьшается до 9 мае % экв NaCl, что связывается с

и. ^

—Ч I \

У

)

\

О

150

200

250

300

350

Те\шсрат>ра юм<н стиащш,'С

Рис 4 Соотношение солености флюида во включениях и температур их гомогенизации в Аркаимской палеогидротермальной системе

I - кварц из жил в дайке микрограносиенитов, II - барит из сульфидно-баритовой жилы в дайке диабазов, III - кварц из жил в трахириолитах, IV - кварц золотоносных зон окварцевания и гематит-кварцевых пород Лисьх гор - соленость морской воды при нормальных условиях (25 °С)

взаимодействием гидротермального раствора с вмещающими породами и разбавлением его морской водой Температурный режим формирования кварцевых жил одинаков (270-330 °С), тогда как формирование барита происходило при более низких температурах (155-200 °С) В условиях невысокого давления в вулканогенных системах температуры минералообразования близки к температурам гомогенизации включений [Реддер, 1987]

Таким образом, важной особенностью флюидов, сформировавших исследуемую палеогидротермальную систему, являются повышенные концентрации в них солей (до 18 6 мае % экв №С1) в барите и кварце из жил, приуроченных к дайкам диабазов и микрограносиенитов, что указывает на участие в минерало-образовании магматогенного флюида Для кварца из жил, развитых во вмещающих трахириолитах, соленость растворов составила 9-13 мае %экв ИаС!.

По данным газовой хроматографии, газовый состав флюида, сформировавшего исследуемые сульфидно-кварцевые жилы, определяется преобладанием Н20, С02, СН4 и незначительной концентрацией N2 (см табл 2) Максимальные концентрации Н20 и С02 присущи кварцу из жил в дайке микрограносиенитов Из углеводородов обнаружен метан (1.7-4 6 ррш) Повышенные содержания метана наблюдаются в кварце из жил в трахибазальтах и трахириолитах

Параметры флюидов Аркаимской гидротермальной системы сходны с таковыми для золото-кварцевых месторождений (Березовское, Кочкарское) Восточно-Уральской зоны [Бакшеев и др, 1998, Прокофьев, Спиридонов, 2005] - типичными представителями связанного с магматизмом рудообразования, что указывает на магматогенно-гидротермальную природу этой системы Об этом также свидетельствует геологическая позиция оруденения и его пространственная связь с телами магматитов Эти месторождения связаны с гранодиоритами и гранит-порфирами Для них также характерны повышенные концентрации солей (8 417 0 и 6 3-15 7 мае % экв NaCl, соответственно), в солевом составе растворов преобладают NaCl с примесью MgCl2 Температуры растворов 180-400 °С

Сравнительный анализ полученных данных с параметрами растворов флюидных включений в баритах из прожилково-вкрапленных руд месторождения Балта-Тау, и современных сульфидных построек «Венский лес» (бассейн Манус) и горы Франклин (бассейн Вудларк) Тихого океана выявил различия во флюидном режиме данных объектов Соленость флюидов в них значительно ниже (2 7-7 % для построек бассейнов Манус и Вудларк, 3-4 7 % для Балта-Тау), что объясняется островодужной природой рудоносных структур [Бортников и др, 2004, Воусе et al, 2003, Симонов и др, 2006] Каменноугольные отложения на изучаемой территории образовались в рифтовой обстановке в мелководном море [Зайков, 1999] Формирование сульфидно-баритовых жил в исследуемой палеогидротермальной системе связано с глубинными магматоген-ными растворами

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенных исследований сделаны следующие выводы.

1 В палеогидротермальной системе Лисьи Горы андезибазальтового комплекса выделены зоны развития золотоносных сульфидно-кварцевых жил в подстилающих андезибазальтах и гематит-кварцевые породы с оксидно-марганцевой минерализацией в перекрывающих алевролитах Аркаимская палеогидро-термальная система в трахибазальт-трахириолитовом комплексе включает секущие сульфидно-кварцевые в трахибазальтах, трахириолитах и микрограно-сиенитах и галенит-баритовые жилы, приуроченные к дайкам диабазов

2 Установлено, что палеогидротермальная система Лисьи Горы формировалась при участии растворов преимущественно хлоридно-натриевого состава с преобладающими значениями солености 3-7 мае. % экв NaCl Зафиксировано увеличение концентраций солей в растворах в направлении от нижних уровней гидротермальной системы (золотоносные зоны окварцевания) к верхним (гематит-кварцевые породы), что связывается с влиянием магматогенной составляющей или преобразованием флюида в результате его взаимодействия с окружающими породами при подъеме к поверхности Также установлено понижение температур растворов от 290 до 180 °С снизу вверх в системе В палеогидротермальной системе Аркаимской соленость флюидов повышается от 9 мае % экв

№С1 в кварцевых жилах из трахириолитов до 19 мае % экв ИаС1 в жилах кварца из даек микрограносиенитов и барите Температуры растворов составляют 240270 °С для кварца и 150-200 °С - для жил барита, связанных с дайками

3 Согласно данным газовой хроматографии и ИК-спектроскопии основными компонентами флюидных включений являются Н20, С02, N2, также присутствуют углеводороды СН4, С5Н12 Наблюдается тенденция увеличения содержаний Н20 и С02 и уменьшения концентраций углеводородов вверх по разрезу гидротермальных систем. Можно предположить, что формирование жил происходило при окислении первично восстановленного флюида Установлено, что вода в кварце исследуемых жил, в основном, содержится в молекулярной форме Содержание воды в форме гидроксильных групп А1-ОН мало и составляет 0 33 5 ррт

4 Установлены черты сходства палеогидротермальной системы Лисьи Горы по солености, температурам гомогенизации включений и солевому составу растворов с колчеданоносными палеогидротермальными системами Западно-Магнитогорской металлогенической зоны и современными сульфидными постройками Атлантического и Тихого океанов, что указывает на сходство главной составляющей гидротермальных растворов в данных объектах - морской воды Параметры растворов палеогидротермальной системы Аркаимской сходны с таковыми для золото-кварцевых месторождений Восточно-Уральской зоны Высокая соленость растворов свидетельствует о глубинном источнике растворов, сформировавших данную систему

В задачи дальнейших работ будет входить

- установление закономерностей и эволюции формирования и зональности палеогидротермальных систем на различных уровнях среза вулканических комплексов;

- сопоставление результатов исследований с данными по месторождениям в риолит-базальтовых комплексах различных рудных районов (Урал, Алтай, Пиринеи) и современных рудообразующих систем,

- изучение типоморфных особенностей золота, его взаимоотношений с сульфидами и жильным кварцем,

- определение отличий гальмиролитических и гидротермальных отложений, что имеет не только теоретическое, но и практическое значение в связи с разработкой новых критериев прогнозирования колчеданного оруденения

Слисок научных публикаций автора, включенных в ведущие рецензируемые научные журналы и издания, определенные Высшей Аттестационной Комиссией

Аннушева Н //., Зайков В В Физико-химические условия формирования придонных гематит-кварцевых построек Восточно-Магнитогорской палеоостровной дуги (Южный Урал)//Доклады АН, 2007 Т 415 №4 С 524-527 (вклад автора 60 %)

Анкушева Н. Н. Флюидный режим формирования гидротермальной системы Аркаимскогопалеовулкана(ЮжныйУрал)//Литосфера,2008 №4 С (вкладавтора 100%)

Основные публикации автора по теме диссертации Анкушева Н Н„ Котляров В А Сульфидно-баритовая минерализация в породах Аркаичского палеовулкана // Металлогения древних и современных океанов Достижения на рубеже веков Миасс ИМин УрО РАН, 2004, TIC 303-309 (вклад автора 70 %) Анкушева Н. //, Зайков В В, Юминов А М, Новоселов К А Вулканизм и рудная минерализация на южном фланге Восточно-Магнитогорской палеоостровной дуги (Южный Урал) // Международное (X Всероссийское) петрографическое совещание «Петрография XXI века» Т 3 Петрология и рудоносность регионов СНГ и Балтийского щита Апатиты ГИ КНЦ РАН, 2005 С 27-29 (вклад автора 30 %)

Анкушева Н Н., Юминов А М Золото Аркаимского трахибазальг-трахириолито-вого палеовулкана (Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов Формирование месторождений разновозрастных океанических окраин Миасс ИМин УрО РАН, 2005 С 26-31 (вклад автора 60 %)

Анкушева Н Н, Зайков В В Вулканические бомбы в трахибазальтовых туфах Аркаимского палеовулкана (Южный Урал) // VI Всероссийские научные чтения памяти ильменского минералога В О Полякова Миасс ИМин УрО РАН, 2005 С 46-53 (вкзд автора 60 %)

Анкушева Н Н. Юминов А М Условия образования барита Аркаимского палеовулкана (Южный Урал) // Уральский минералогический сборник № 13 Миасс ИМин УрО РАН, 2005 С 185-193 (вклад автора 70%)

Анкушева IT. Н, Юминов А М, Зайков В В Полезные ископаемые в карболовых отложениях района заповедника Аркаим (Южный Урал) // Геочогия, поганые ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана Уфа ГИН УНЦ РАН, 2006 С 1015 (вклад автора 40 %)

Анкушева Н Н, Зайков В В Условия формирования золотоносной гидротермальной системы «Лисьи горы» (по результатам изучения флюидных включений) // Годичное собрание Российского минералогического общества «Современные методы минералого-геохимических исследований как основа выявления новых типов руд и технологии их комплексного освоения» Санкт-Петербург СПбГУ, 2006 С 107-110 (вклад автора 60 %)

Анкушева Н. Н. Флюидный режим формирования гидротермальных систем Магнитогорской металлогенической зоны (по данным изучения флюидных включений) // Металлогения древних и современных океанов Гидротермальные и гипергенные рудоносные системы Т 1 Миасс ИМин УрО РАН С 38-46 (вк!ад автора 100 %)

Анкушева ff. Н., Юминов AMO рудоносных гидротермальных системах Магнитогорской металлогенической зоны результаты изучения флюидных включений // Уральский минералогический сборник № 14 Миасс ИМин УрО РАН, 2006 С 105-128 (вклад автора 60 %)

Анкушева Н. Н Устовия формирования жильной рудной фации барит-полиметаллического оруденения Аркаимского палеовулкана (Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов - 2008 Рудоносные комплексы и рудные фации Мьасс ИМин УрО РАН, 2008 С 106-110 (вклад автора 100 %)

Ankusheva N. N, Zaykov V V «Physic-chertucal forming conditions of seafloor hematite-quartz edifices from gold-bearing ore fields of the Magnitogorsk paleoisland arc (South Urals)»//12thQuadrennial IAGOD Symposium Moscow, 2006 P 42 (вклад автора60%)

Ankusheva N. N «-Physics-chemical formation conditions of hydrothermal mineralization for paleozoic volcanoes on southern flank of Magnitogorsk paleoisland arc system (South Urals, Russia)» // MDSG 29th Annual Winter Conference London NHM, 2006 P 58 (вклад автора 100 %)

ЛР № 020764 от 24 04 98 г Подписано к печати 29 08 2008 Формат 60х84'/,6 Бумага офсетная Гарнитура Тайме Уч-изд л 1 4 Тираж 120 экз Заказ № 11 Отпечатано в информационно-издательской группе Ильменского государственного заповедника УрО РАН

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Анкушева, Наталья Николаевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И РУДОНОСНОСТЬ АРКАИМСКОЙ ПЛОЩАДИ М

1.1. Геологическая изученность района. . н

1.2. Стратиграфия. ^

1.3. Магматизм.^

1.4.Тектоник а.:.^

1.5. Полезные ископаемые.

ГЛАВА 2. ПАЛЕОЗОЙСКИЕ ВУЛКАНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ АРКАИМСКОЙ ПЛОЩАДИ

2.1. Среднедевонский андезибазальтовый комплекс.

2.2. Раннекаменноугольный трахибазальт-трахириолитовый комплекс.

ГЛАВА 3. СТРОЕНИЕ И ФЛЮИДНЫЙ РЕЖИМ ФОРМИРОВАНИЯ ПАЛЕОГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЛИСЬИ ГОРЫ.

3.1. Золотоносные зоны окварцевания.

3.2. Гематит-кварцевые отложения.

ГЛАВА 4. СТРОЕНИЕ И ФЛЮИДНЫЙ РЕЖИМ ФОРМИРОВАНИЯ АРКАИМСКОЙ ПАЛЕОГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ.

4.1. Сульфидно-кварцевые жилы. ./2/

4.2. Галенит-баритовые жилы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Флюидный режим формирования вулканогенных палеогидротермальных систем Аркаимской площади"

Актуальность исследований. Проблемы рудоносности палеовулканических структур складчатых поясов важны в связи с их высокой продуктивностью на руды цветных, черных и благородных металлов.

К числу важнейших проблем учения о рудных месторождениях относятся вопросы, касающиеся условий формирования рудообразующих гидротермальных флюидов, их источников и условий переноса ими металлов. Выяснение состава и природы минер агсообразующих флюидов имеет не только фундаментальное значение, но и важно для понимания рудообразующих процессов и часто прямо связано с выбором стратегии геолого-разведочных работ.

В связи с интенсивной разработкой и истощением известных месторождений золота и полиметаллов на Южном Урале возникла необходимость исследования новых перспективных площадей на эти виды полезных ископаемых. В последние годы в девонских и каменноугольных вулканических породах Аркаимской площади (Магнитогорская металлогеническая зона, Южный Урал) обнаружена золоторудная сульфидно-кварцевая и барит-полиметаллическая минерализация, аналогичная наблюдаемым на других объектах гидротермального происхождения на Южном Урале, имеющих, как правило, среднедевонский возраст. При изучении таких объектов, связанных с гидротермальными системами, большое значение имеют термобарогеохимические исследования, позволяющие определить условия формирования гидротермальных систем на различных уровнях вулканических комплексов и сопоставить их с установленными ранее для других формационных типов.

На Южном Урале до сих пор недостаточное внимание было уделено изучению палеозойских гидротермальных систем, приуроченных к андезибазальтовым и трахириолит-трахибазальтовым вулканическим комплексам Магнитогорской металлогенической зоны. Исследование физико-химических особенностей — температурного режима и солевого состава - этих палеогидротермальных систем ранее не проводилось. Вместе с тем, с вулканогенными палеогидротермальными системами в девонских комплексах связана золоторудная минерализация, аналогичная золото-серебряному (куросанский) типу месторождений [Белгородский, 1998; Михайлов и др., 2003], а также верхнедевонско-нижнекаменноутольному высокоэпитермальныму Березняковскому месторождению в андезитоидах [ЬеЬшапп е1 а1., 2000; Новоселов и др., 2005]. Палеогидротермальные системы в раннекаменноугольных вулканитах перспективны на барит-золото-полиметаллическое оруденение [Зайков, 1995;

Голованов, 1999ф; Анкушева, Юминов, 2005; Анкушева и др., 2005]. Таким образом, назрела необходимость изучения условий образования вулканогенных палеогидротермальных систем, в частности, развитых на Аркаимской площади. Изучение этих систем дает новую информацию об их металлогеническом потенциале. -Геологическая позиция выбранных объектов удобна в плане сравнения гидротермальной минерализации, приуроченной к девонскому и каменноугольному комплексам.

Целью работы является установление физико-химических условий формирования палеогидротермальных систем вулканических комплексов среднедевонского и раннекаменноугольного возраста Магнитогорской металлогенической зоны (Южный Урал). Для ее реализации были поставлены следующие задачи:

• геологическая и минералогическая характеристика гидротермальной минерализации вулканических комплексов среднедевонского и раннекаменноугольного возраста на Аркаимской площади;

• изучение флюидных включений в минералах, установление температур гомогенизации, концентраций солей, солевого и газового состава для оценки физико-химических параметров минералообразующих растворов;

• сравнительный анализ исследованных палеогидротермальных систем с другими формационными типами месторождений в вулканогенных комплексах.

Объектами исследования выбраны палеогидротермальные системы двух вулканических комплексов — андезибазальтового (Бг) и трахириолит-трахибазальтового (С^). Первая палеогидротермальная система — Лисьи Горы — протяженностью около 2 км в вертикальном разрезе включает золотоносные зоны окварцевания и гематит-кварцевые породы. Вторая система — Аркаимская - имеет вертикальную протяженность 800 м и характеризуется наличием сульфидно-кварцевых и галенит-баритовых жил.

Объектами для сравнительного анализа послужили золото-колчеданно-полиметаллические месторождения Таш-Тау и Вишневское, кобальт-медно-колчеданное Ивановское, а также марганцеворудное Янзигитовское месторождения, термобарогеохимические исследования которых были проведены автором впервые. Эти объекты в большей степени подходят для сравнения, т. к. они также принадлежат Магнитогорской металлогенической зоне, имеют девонский возраст и пространственно связаны с вулканитами основного и среднего состава.

Проведено сравнение полученных результатов с опубликованными ранее термобарогеохимическими данными по медноколчеданным (Яман-Касы), золото-колчеданно-полиметаллическим (Балта-Тау, Александринское), кобальт-медноколчеданным (Ишкининское) месторождениям Западно- и Восточно-Магнитогорской металлогенических зон, золото-кварцевым месторождениям Восточно-Уральской зоны (Березовское, Кочкарское) и современным гидротермальным полям Тихого (Венский лес) и Атлантического (Рейнбоу, Брокен Спур) океанов.

Фактический материал. В основу диссертации положены материалы, собранные автором в 2003-2007 гг. в ходе полевых работ и при выполнении работ в рамках государственных тем: «Гидротермальные и гипергенные факторы формирования и преобразования месторождений полезных ископаемых в складчатых поясах (№01.200.202519), «Эволюция процессов минералообразования в колчеданоносных палеоокеанических структурах» (№ 0.20.0001589), «Геоархеология и археологическая минералогия Урала» (№ 01.2.10303810). Работы выполнены в лаборатории минералогии рудогенеза Института минералогии УрО РАН (зав. лабораторией д.г.-м.н. В.В. Масленников).

Методы исследований. В ходе полевых работ была проведена геологическая документация опорных обнажений и минерализованных интервалов керна скважин, отобраны и исследованы бороздовые (120 шт.), штуфные (80 шт.) и шлиховые (30 шт.) пробы.

В работе использованы следующие методы изучения минерального вещества: микротермометрический, включающий криометрию (500 ан.) и гомогенизацию (1000 ап.) индивидуальных флюидных включений, рентгенофлуоресцентный (11 ан.), рентгеновский (10 ан.), электронно-микроскопический (60 ан.), шлиховой (30 ан.), силикатный (100 ан.), атомно-абсорбционный (20 ан.), масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) (50 ан.), газово-хроматографический (20 ан.), Фурье-спектроскопия (30 ан.).

Микротермометрическим методом исследованы 50 прозрачно-полированных шлифов жильного кварца, барита и кальцита. Исследования барита проводились в микрокриотермокамере конструкции В.А. Симонова [1993]. Исследования кварца и кальцита проведены на микрокриотермостолике THMSG-600 (LINKAM), позволяющем производить измерения температур фазовых переходов в интервале -196 до +600 °С, с микроскопом Olympus (объектив 50х). Управляющее программное обеспечение LinkSys Y-2.39. Точность измерений ±0.1 °С в интервале температур -20.+80 °С и ±1 °С за пределами этого интервала. Для исследований использовались двухфазные включения размером 5—30 мкм, состоящие из водного раствора и газового пузырька. Солевой состав гидротермальных растворов во включениях оценивался по температурам эвтектик [Борисенко, 1977]. Температуры гомогенизации фиксировались в момент исчезновения газового пузырька при нагревании препарата в термокамере и приняты за минимальные температуры процесса минералообразования [Ермаков, Долгов, 1979; Редцер, 1987]. Концентрации солей в растворах рассчитывались по температурам плавления последних кристаллических фаз [Борисенко, 1977; Редцер, 1987; Bodnar, 1994]. Исследования проводились на геологическом факультете Миасского филиала ЮУрГУ (Миасс), Институте геологии и геохимии УрО РАН (Екатеринбург), Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН (Москва), Музее естественной истории и Королевском колледже (Лондон).

Оптическим методом изучены 100 петрографических шлифов и 30 аншлифов. Изучение проводилось на микроскопах Axiolab, Olympus ВХ50 (ИМин УрО РАН), ПОЛАМ Р-111, Р-312, NU-2 (МГФ ЮУрГУ). Рентгенофлуоресцентный анализ производился на приборе РФА-ВЭПП-3 (Институт геологии и минералогии СО РАН, Новосибирск). Рентгеновский анализ проводился методами дифрактометрии (ДРОН-2.0, аналитик П.В. Хворов, ИМин УрО РАН) и Дебая-Шерера (УРС-2.0, аналитик Е.Д. Зенович, ИМин УрО РАН). Химический состав минералов изучался на рентгеноспектральном микроанализаторе JEOL JCXA-733 (аналитик Е.И. Чурин, ИМин УрО РАН) и на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионным микроанализатором РЭММА-202МВ (аналитик В.А. Котляров, ИМин УрО РАН). Валовый химический анализ пород выполнялся классическим химическим методом (Южно-Уральский центр коллективного пользования по исследованию минерального сырья ИМин УрО РАН, аттестат № РОСС RU.0001.514536). Атомно-абсорбционная спектрометрия для определения содержаний Pb, Си, Sr, Zn, Ni, Fe, Co в барите и кальците, Ag и Au — в бурых железняках и кварце проведена в лаборатории ОАО «Александринская горнорудная компания» и химической лаборатории ИМин УрО РАН (аналитик Ю.Ф. Мельнова). Масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) проводилась на приборе Perkin Elmer ELAN 9000, (аналитик Д.Н. Киселева, ИГГ УрО РАН). Газово-хроматографический анализ выполнен на хроматографе серии «Цвет-100» с пиролитической приставкой П-75 (аналитик О.Ф. Миронова, Институт геохимии и аналитической химии, Москва). Методом инфракрасной Фурье-спектроскопии изучалось структурное положение воды, и проводилась количественная оценка содержания различных водородсодержащих группировок в кварце (аналитик М. В. Штенберг, Фурье-спектрометр Nexus-870, ИМин УрО РАН). Для всех зарегистрированных спектров была выполнена процедура коррекции базовой линии, и полученные спектры пропускания были пересчитаны в спектры поглощения (оптическую плотность) с нормировкой на толщину образца. Обработка спектров произведена с помощью программного пакета OMNIC. Для разложения спектра на суперпозицию отдельных линий использована программа Peakfit. Количественная оценка водородсодержащих группировок производилась по закону Бугера-Ламберта-Бера: А = £-с-d, где А — оптическая плотность, s — молярный коэффициент поглощения (лмоль^-см"1), с — концентрация (моль-л"1) и d — толщина поглощаемого слоя (см). В работе использовалось упрощенное соотношение: Сн = А • А, где Сн — число атомов Н на 10б атомов Si, А - калибровочный коэффициент, Д — нормированная интегральная интенсивность характеристической линии, см"2. Калибровочные коэффициенты для молекулярной воды и гидроксильных групп взяты Ан^0 = 1,05 и

Аон =0,812 (Kronenberg, 1994).

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии во всех этапах изучения: сборе каменного материала, геологической документации опорных обнажений и разведочных траншей, выполнении оптических и термобарогеохимических исследований.

Научная новизна. Впервые для изученных объектов выделены и охарактеризованы две гидротермальные системы, приуроченные к среднедевонскому андезибазальтовому и раннекаменноугольному трахибазальт-трахириолитовому вулканическим комплексам. Определен флюидный режим формирования этих палеогидротермальных систем. Первая система функционировала при температурах 180-290°С и хлоридно-натриевых растворах с соленостью 3-7 мае. % экв. NaCl, формирование второй происходило при температурах 150-350°С из хлоридно-калиево-натриевых растворов с повышенной соленостью 9-19 мае. % экв. NaCl. В работе применен системный подход к получению термобарогеохимических данных, который заключается в изучении физико-химических параметров на различных уровнях палеогидротермальных систем.

Практическое значение. Исследование палеогидротермальной системы в среднедевонских вулканитах дало возможность сопоставить оруденение с золото-сульфидным (муртыктпнекий) типом месторождений и рекомендовать проведение поисково-оценочных работ на золото [Знаменский, 1992; Зайков и др., 2004; Novoselov, Belogub, 2005; Семибратова, Юминов, 2007]. Исследование барит-полиметалличсской и редкоземельной минерализации в палеогидротермальной системе раннекаменноугольного вулканического комплекса дало новую информацию о ее металлогеническом потенциале. Изучение минералогии, петрографии, химических, физических свойств и условий формирования гематит-кварцевых пород позволило разработать рекомендации по их использованию в качестве декоративно-поделочного сырья. Произведен подсчет прогнозных ресурсов декоративно-поделочного сырья с различными технологическими свойствами и разработаны рекомендации по селективной выемке камня [Разработка., 2007ф].

Результаты работ представлялись в ОАО «Александринская горнорудная компания», СПЛиАЦ «Аркаим», ОАО «Башкиргеология» и Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере в форме отчетов и информационных записок.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Научной студенческой школе «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2004—2008); областной научно-практической конференции «Новые направления и методы поисков месторождений полезных ископаемых» (Челябинск, 2004); Всероссийских научных чтениях им. В.О. Полякова (Миасс, 2005); Международном петрографическом совещании «Петрография XXI века» (Апатиты, 2005); Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2004, 2006); XXI Всероссийской молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика» (Иркутск, 2005); VI Межрегиональной научно-практической конференции «Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана» (Уфа, 2006); I Демидовских Чтениях на Урале (Екатеринбург, 2006); IV Уральском металлогеническом совещании (Миасс, 2006); Годичном собрании Российского минералогического общества (Санкт-Петербург, 2006); 12th Quadrenial IAGOD symposium (Москва, 2006). Fermor meeting «Magmas. Minerais. Megastructures» (London, 2006); MDSG 29th Annual Winter Conférence (London, 2006).

Публикации. По тематике диссертации опубликовано 35 работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых изданиях.

Анализ результатов проведенных исследований позволил сформулировать следующие защищаемые положения.

1. В исследованных вулканических комплексах выделены две палеогидротермальные системы: в среднедевонском андезибазальтовом комплексе — стратиформпые золотоносные зоны окварцевания и гематит-кварцевые породы; в раннекамеиноугольном трахибазальт-трахириолитовом — секущие сульфиднокварцевые и галенит-баритовые жилы, связанные с дайками микрограносиенитов и диабазов.

2. В формировании палеогидротермальной системы андезибазальтового комплекса участвовали хлоридно-натриевые растворы с температурами 180-290 °С и концентрациями солей 3—7 мае. %, близкие морской воде. От ее нижнего уровня к верхнему происходило понижение температур и повышение солености растворов. Система аналогична колчеданоносным палеогидротермальным системам западного фланга Магнитогорской металлогенической зоны.

3. Палеогидротермалъная система трахириолит-трахибазалътового комплекса формировалась при участии хлоридно-калиево-натриевых растворов с температурами 150-350 °С и повышенной соленостью 9—19 мае. %, что свидетельствует об их магматогенном источнике. По этим параметрам система аналогична таковым, в золото-кварцевых месторождениях Восточно-Уральской зоны.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы общим объемом 150 страниц. Работа иллюстрирована 80 рисунками, 25 таблицами, список литературы содержит 136 наименований, из них 32 - фондовые материалы.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Анкушева, Наталья Николаевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В палеогидротермальной системе Лисьи Горы андезибазальтового комплекса выделены зоны развития золотоносных сульфидно-кварцевых жил в подстилающих андезибаз альтах и гематит-кварцевые породы с оксидно-марганцевой минерализацией в перекрывающих алевролитах. Палеогидротермальная система Аркаимская трахибазальт-трахириолитового комплекса включает секущие сульфидно-кварцевые в трахибазальтах, трахириолитах и микрограносиенитах и галенит-баритовые жилы, приуроченные к дайкам диабазов.

2. Установлено, что палеогидротермальная система Лисьи Горы формировалась при участии растворов преимущественно хлори дно-натриевого состава с преобладающими значениями солености 3—7 мае. %. Зафиксировано увеличение концентраций солей в растворах в направлении от нижних уровней гидротермальной системы (золотоносные зоны окварцевания в андезибазальтах) к верхним (гематит-кварцевые породы), что связывается с влиянием магматогенного флюида или преобразованием флюида в результате его взаимодействия с окружающими породами при подъеме к поверхности. Также установлено понижение температур растворов от 290 до 180 °С снизу вверх в системе. В палеогидротермальной системе Аркаимской соленость флюидов повышается от 9 мае. % в кварцевых жилах из трахибазальтов и трахириолитов до 19 мае. % в жилах кварца из даек микрограносиенитов и барите. Температуры растворов составляют 240-270 °С для кварца и 150-200 °С - для жил барита, связанных с дайками.

3. Установлены черты сходства палеогидротермальной системы Лисьи Горы по солености, температурам гомогенизации включений и солевому составу растворов с колчеданоносными палеогидротермальными системами Западно-Магнитогорской металлогенической зоны и современными сульфидными постройками Атлантического и Тихого океанов, что указывает на сходство главной составляющей гидротермальных растворов в данных объектах — морской воды. Параметры растворов палеогидротермальной системы Аркаимской сходны с таковыми для золото-кварцевых месторождений Восточно-Уральской зоны. Высокая соленость растворов свидетельствует о глубинном источнике растворов, сформировавших данную систему.

В задачи дальнейших работ будет входить:

- установление закономерностей и эволюции формирования и зональности палеогидротермальных систем на различных уровнях среза вулканических комплексов;

- сопоставление результатов исследований с данными по месторождениям в риолит-базальтовых комплексах различных рудных районов (Урал, Алтай, Пиринеи) и современных рудообразующих систем; изучение типоморфных особенностей золота, его взаимоотношений с сульфидами и жильным кварцем; определение отличий гальмиролитических и гидротермальных отложений, что имеет не только теоретическое, но и практическое значение в связи с разработкой новых критериев прогнозирования колчеданного оруденения.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Анкушева, Наталья Николаевна, Екатеринбург

1. Авдейко Г. А., Антонов А. 10., Волынец О. Н. и др. Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги. М.: Наука, 1992. 528 с.

2. Анкушев M. Н. Минералогические особенности и последовательность формирования псевдоморфоз лимонита по пириту в карьере «Осьминог» (заповедник Аркаим, Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов-2008. Миасс: Имин УрО РАН, 2008. С. 357-358.

3. Анкушева H. Н., Котляров В. А. Сульфидно-баритовая минерализация в породах Аркаимского палеовулкана // Металлогения древних и современных океанов— 2004. Достижения на рубеже веков. Миасс: ИМин УрО РАН, 2004, T. I. С. 303309.

4. Анкушева H. Н., Юминов А. М. Условия образования барита Аркаимского палеовулкана (Южный Урал) // Уральский минералогический сборник № 13. Миасс: ИМин УрО РАН, 2005. С. 185-193.

5. Аркаим: Исследования. Поиски. Открытия. // Науч. ред. Г. Б. Зданович, сост. Н. О. Иванова. Челябинск: «Каменный пояс», 1995. 224 с.

6. Аюпова Н. Р. Апогиалокластитовые железистые и марганцовистые породы Узельгинского колчеданоносного поля (Южный Урал). Автореф. дисс. канд. геол.-мин. наук. Миасс: ИМин УрО РАН, 2004. 19 с.

7. Баранов Э.Н. Конвективные системы колчеданных месторождений (свидетельства и следствия) // Металлогения современных и древних океанов. М.: ЦНИГРИ, НТК «ГЕОЭКСПЕРТ», 1992. С. 119-129.

8. Барит. М.: Наука, 1986. 255 с.

9. Белгородский Е.А. Куросанские месторождения золото-серебряного типа на Южном Урале // Металлогения древних и современных океанов-98. Миасс: ИМин УрО РАН, 1998. С. 140-143.

10. Борисенко А. С. Изучение солевого состава растворов газово-жидких включений в минералах методом криометрии // Геология и геофизика, 1977. № 8. С. 16-28.

11. Бортников Н. С., Симонов В. А., Богданов Ю. А. Флюидные включения в минералах из современных сульфидных построек: физико-химические условия минералообразования и эволюция флюида // Геология рудных месторождений №1,2004. Т. 46. С. 74-87.

12. Бортников II С. Геохимия и происхождение рудообразующих флюидов в гидротермально-магматических системах с тектонически активных зонах // Геохимия рудных месторождений, 2006. Т. 48, № 1, с. 3-28.

13. Бочкарев В. В., Язева Р. Г. Субщелочной магматизм Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 256 с.6Z