Минеральные парагенезисы колчеданообразующих систем уральского типа - термодинамическое моделирование

Абрамова, Елена Евгеньевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Минеральные парагенезисы колчеданообразующих систем уральского типа - термодинамическое моделирование
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Минеральные парагенезисы колчеданообразующих систем уральского типа - термодинамическое моделирование"

УДК 553.435: 552.13 (470.5)

На правах рукописи

АБРАМОВА ЕЛЕНА ЕВГЕНЬЕВНА

МИНЕРАЛЬНЫЕ ГГАРАГЕНЕЗИСЫ КОЛЧЕДАНООБРАЗУЮЩИХ СИСТЕМ УРАЛЬСКОГО ТИПА -ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Специальность: 25.00.11 - «Геология, поиски и разведка твердых

полезных ископаемых, минерагения»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва-2005 г.

¿Ьсоб-к

АБРАМОВА ЕЛЕНА ЕВГЕНЬЕВНА

МИНЕРАЛЬНЫЕ ПАРАГЕНЕЗИСЕ! КОЛЧЕДАНООБРАЗУЮЩИХ СИСТЕМ УРАЛЬСКОГО ТИПА — ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Специальность: 25.00.11 - «Геология, поиски и разведка твердых

полезных ископаемых, минерагения»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 2005 г.

124$33!

Работа выполнена в Федеральном Государственном Унитарном предприятии Центральном научно-исследовательском геологоразведочном институте

цветных и благородных металлов (ФГУП «ЦНИГРИ»)

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Кривцов Анатолий Иванович

Официальные оппоненты:

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Баранов Эдуард Николаевич

доктор геолого-минералогических наук, профессор Константинов Михаил Михайлович

Ведущая организация: Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет,

кафедра геологии и геохимии полезных ископаемых

Защита состоится 28 декабря 2005 г., в 14 часов 00 минут

на заседании Диссертационного совета Д 216.016.01 при ФГУП «ЦНИГРИ»

по адресу 117545, Москва, Варшавское шоссе, 129-Б.

С диссертацией можно ознакомиться в геолфонде ЦНИГРИ. Отзывы и замечания, заверенные печатью, просим направлять по указанному адресу в двух экземплярах.

Лзтореферат разослан ноября 2005 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета,

доктор геолого-минералогических наук ^^^¿аи^/^ Барышев А.Н.

рос национальная!

библиотека i

МИНЕРАЛЬНЫЕ ПАРАГЕНЕЗИСЫ КОЛЧЕДАНООБРАЗУЮЩИХ СИСТЕМ УРАЛЬСКОГО ТИПА — ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Актуальность. В современных генетических интерпретациях гидротермальных месторождений значительная роль отводится процессам взаимодействия в системах вода - порода, происходящим в различных металлогенических обстановках и вызывающим преобразования геологической среды, экстракцию и перемещение многих рудообразующих элементов. Модель конвективно-рециклингового рудогенеза, разработанная для месторождений колчеданного семейства и подтвержденная на примере современного субмаринного сульфидообразования, представляет собой выразительный пример накопления металлов в субмаринной обстановке за счет их выноса из подстилающих пород циркулирующими в них водами. Колчеданообразую-щие системы месторождений уральского типа обладают высоким уровнем геолого-генетической изученности, имеющей преимущественно качественное выражение. Термодинамическое моделирование минеральных парагенезисов, возникающих в таких системах, позволяет получить количественные характеристики околорудной метасоматической и рудной геохимической зональности, имеющие большое значение для выявления на этой основе новых критериев прогноза и поисков колчеданных месторождений уральского тина, чем и определяется актуальность диссертационных исследований.

Цель исследований — получение количественных характеристик строения колчедано-образующей системы уральского типа на основе термодинамического моделирования минеральных парагенезисов и распределения рудного вещества по разным элементам системы. Достижение этой цели требует решения следующих основных задач- обобщения материалов по характеристикам объектов термодинамического моделирования минеральных парагенезисов (месторождений колчеданного семейства);

- адаптации методики термодинамического моделирования к цели работы;

- определения условий возникновения минеральных парагенезисов в различных зонах системы (Т - температуры и П/В - отношения порода : вода);

- анализа условий отложения рудного вещества;

- количественной оценки возможности переотложения рудного вещества как внутри рудного тела, так и с уровня на уровень;

- сопоставления данных моделирования с реальными природными объектами для уточнения известных и выявления новых критериев прогноза и поисков колчеданных месторождений уральского типа.

Научная новизна исследований определяется следующим:

- для всех зон нисходящей и восходящей ветвей конвеетивно-рециклинговой гидротермальной системы получены количественные показатели (Т и П/В) условий возникновения новообразованных минеральных ассоциаций и их размещения в пространстве;

- охарактеризовано распределение основных рудообразующих элементов по зонам системы;

- обосновано возникновение на границе развития гематит-хлоритовой и эпидот-альбитовой ассоциаций подвижного геохимического барьера, на котором на значительном удалении от зон основного рудонакопления возникают повышенные концентрации меди;

- воспроизведены минеральная зональность рудных тел и перераспределение в них концентраций и масс рудообразующих компонентов;

- выявлены условия термодинамические формирования магнетит-пиритовых и гематит-кремнистых ассоциаций, сопровождающих медноколчеданные залежи.

- оценена роль магматогенного флюида на начальном этапе функционирования хонвек-тивно-рециклинговой системы (КРС).

- показано, что лавы основного состава колчеданоносных формаций, испытавшие зелено-каменные изменения, по составу и набору новообразованных минеральных ассоциаций близки к продуктам преобразования базальтов под воздействием морских вод, вовлекаемых в циркуляцию в тепловых полях интрузивов, и отвечают внешним частям колчеданообразующих конвек-тивно-рециклинговых систем с температурным диапазоном преобразований — 150-250°С.

Практическая значимость работы определяется получением качественных и количественных характеристик минеральных парагенезисов, сопряженных с рудонакоплением и возникающих на различных удаленьях от рудных тел, а также выявлением концентрирования меди в промежуточных зонах системы, что уточняет и дополняет традиционные прогнозно-поисковые критерии и признаки.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

1. В нисходящей ветви колчедан ообразующей конвекгивно-рециклинговой гидротермальной системы уральского типа выделяются две части — зона мобилизации и выноса рудообразующих элементов на дальних флангах системы и зона глубинной циркуляции растворов. Первая зона характеризуется флюидо-доминированными условиями, выносом всех рудообразующих компонентов, и относительно небольшой интенсивностью изменений преобразуемых пород, с характерной ассоциацией кварц+гематат+М§-хлорит+ангидрит (гематит-хлоритовая). Для зоны глубинной циркуляции характерны породо-доминированные условия (рост П/В), более высокая температура, рост интенсивности изменения пород и развитие ассоциации эпи-дот+альбит+актинолит+-Ре-хлорит+кварц+сульфиды (эпидот-хлоритовая).

2. На границе развития гематит-хлоритовой и эпидот-альбитовой ассоциаций располагается геохимический барьер с избирательным осаждением меди, зоны аномальных концентраций которой в породах могут быть использованы как признаки фланговых частей колчедано-носной системы.

3. Состав и минеральная зональность измененных пород восходящей ветви системы, отвечающие ассоциациям, близким к подрудным метасоматитам колчеданных месторождений уральского типа (кварц — кварц+серицит — кварц+серицит+1у^-хлорит), возникают только при совмещении минеральных ассоциаций магматогенного и собственно рециклингового этапов (комбинированная модель преобразований).

4. Распределение парагенезисов рудных минералов в области их накопления (формирования рудного тела) подчинено вертикальной зональности, пирит -> пирит ± магнетит и гематит -> халькопирит -> сфалерит на фоне возрастания доли кварца в минеральных парагенези-сах внешних зон рудных тел.

5. При фильтрации растворов через ранее отложенные руды в них формируются остаточные пирит-, халькопирит-, магнетит-содержащие парагенезисы в ассоциации с альбитом, эпидотом и актинолитом; при этом на верхние уровни полностью выносится цинк и значительная часть меди.

Методика исследований и исходный фактический материал. Метод термодинамического моделирования, основанный на анализе взаимоотношений порода/вода, в настоящей работе впервые применен к медноколчеданным месторождениям уральского типа на примере Бу-рибайского рудного поля (Южный Урал, Башкортостан). Было проведено сопоставление новообразованных минеральных парагенезисов и распределение рудообразующих элементов в различных частях системы, полученных при моделировании, с реальными.

Работа основана на личных исследованиях и материалах ЦНИГРИ по изучению месторождений колчеданного семейства на Южном Урале, собранных фондовых материалах, а также на результатах термодинамического моделирования, выполненного автором на кафедре геохимии МГУ под руководством докт. г.-м. наук Д.В. Гричука. В работе была использована программа ОВРШ1^ версия 3.1 и ОМЭЕР (Д.В. Гричук, 1995,1997). Было рассчитано больше десяти задач, каждая из которых включала анализ более 200 тыс. термодинамических равновесий.

Использованы результаты построения градиентно-векторных моделей рудных тел, основанных на распределении мощностей рудных тел и содержаний в них основных рудообразующих элементов, что позволило получить ряд количественных характеристик, необходимых для моделирования.

Апробация работы. По теме диссертации автором опубликовано 15 научных работ. Материалы автора включены в коллективную монографию «Месторождения колчеданного семей-

ства», входящую в серию «Модели месторождений благородных и цветных металлов». (М.: ЦНИГРИ, 2002) Результаты исследований были представлены на ряде конференций, симпозиумов и совещаний: «Количественные модели рудных месторождений рудных месторождений для целей прогноза, поисков и разведки» (М.: ЦНИГРИ, 1993); «НТД-93 - ЦНИГРИ» и «НТД-96 - ЦНИГРИ» (М., 1994, 1997); XIII и XIV Российское сов. по экспериментальной минералогии (Черноголовка, 1995, 2001); конф «Палеогеографические и геодинамические условия образования вулканогенно-осадочных месторождений» (Миасс, 1997); межд. конф. «Модели вулкано-генно-осадочных рудообразующих систем» (СПб., 1999); V и VI межд. конф «Новые идеи в науках о Земле» (М., 2001, 2003); Всерос. Научн. конф. «Геология, геохимия, геофизика на рубеже XX и XXI веков» (М„ 2002).

Работы, выполнявшиеся в МГУ, были поддержаны грантами РФФИ №99-05-64868, 0205-64282 и программой «Университеты России» (проект «Геомодель»).

Структура работы. Работа состоит из введения, 5 глав и заключения; содержит 192 страницы текста, 52 рисунка и 7 таблиц и включает список литературы из 179 наименований

Диссертационная работа выполнялась в отделе металлогении и прогноза месторождений цветных и благородных металлов ЦНИГРИ под руководством докт. г.-м. наук проф. А.И. Кривцова и на кафедре геохимии Геологического факультета Московского Государственного Университета имени М.В. Ломоносова рри постоянной помощи и консультировании докт. г.-м. наук проф. Д.В. Гричука. Автор приносит им искреннюю благодарность за помощь и поддержку на протяжении всей работы. Автор благодарит за помощь, полезные дискуссии, консультации и советы докт. г.-м. наук проф. Г.В. Ручкина, канд. г.-м. наук С.Т. Агееву, канд. г.-м. наук А.Г. Волчкова, докт. г.-м. наук А.И. Донца, докт. г.-м. наук А.Н. Барышева С особой благодарностью автор вспоминает докт. г.-м. наук А.Г. Злотника-Хоткевича, оказавшего помощь в выборе направления исследований, и М.И.Вахрушева за доброжелательные советы и предоставленные геологические материалы. Большую помощь в выполнении работы автору оказали сотрудники кафедры геохимии МГУ докт. г.-м. наук М.В. Борисов, канд. г.-м. наук

A.Ю. Бычков, А.В Тутубалин а также сотрудники ЦНИГРИ В.И. Кукшев, A.B. Андреев, Н.П. Кудрявцева, Т А Пивоварова, R.B. Тарасова. Автор благодарен всем сотрудникам ЦНИГРИ и кафедры геохимии МГУ, благожелательное отношение которых способствовало выполнению диссертационной работы.

Глава 1. Месторождения колчеданного семейства как объекты моделирования Основные характеристики колчеданных месторождений. Разповозрастные колчеданные месторождения всего мира обладают серией общих признаков, что позволило

B.И.Смирнову выделить их в семейство. Трудами многочисленных отечественных и зарубеж-

ных исследователей колчеданного семейства - А.Г. Бетехтина, М.Б. Бородаевской, Д.И. Горжевского, А.Н. Заварицкого, С.Н. Иванова, А.И. Кривцова, Н.К. Курбанова, В.А. Прокина, В.И. Смирнова, Г.А. Твалчрелидзе, Е.П. Ширая, Г.Н. Щербы, С. Андерсона, А. Митчелла, X. Омото, Д. Сангстера, Т. Сато, Дж. Франклина, Р. Хатчисона и др. выявлены важнейшие характеристики этого семейства. В.И. Смирнов (1960, 1968) сформулировал основные признаки: приуроченность к вулканогенно-осадочным и осадочно-вулканогенным комплексам ранней стадии геосинклинального развития при локализации руд как вблизи центров извержений и субвулканических интрузий, так и вдали от них; частое проявление рудной зональности в пределах рудных тел, в связи с чем отдельные рудные тела или их части сложены серно - или медноколчеданными или цинко-медноколчеданными, либо полиметаллическими рудами.

Сравнение древних колчеданных месторождений и современных скоплений сульфидов на дне Мирового океана позволяет в соответствии с принципом актуализма уточнить палеотек-тонические закономерности размещения продуктов колчеданообразования, уточнить генетические модели и на этой основе дополнить критерии прогноза и поисков колчеданных руд. Указанные выше признаки колчеданных месторождений также, по-видимому, достаточны и для сопоставления современных и древних руд. Нами в работе используется построенная на указанных принципах классификация колчеданных месторождений (Мест. колч. семейства, 2002), пополненная некоторыми данными по типизации проявлений современного сульфидообразова-ния. В данной работе рассматриваются медно-цинковые месторождения уральского типа.

Как показано в ряде работ ЦНИГРИ, независимо от возраста месторождений колчеданного семейства, в их строении устанавливается ряд однотипных черт и элементов, отражающих генетическую общность и определяющих типовую геологическую модель. В качестве главных элементов этой модели выделяются: подрудные (дорудные) и надрудные (пострудные) вулканогенные и осадочно-вулканогенные толщи рудоносных формаций, субпластовые (линзовидные, пластообразные) залежи массивных руд, расположенные согласно со слоистостью; воронко- и грубообразные тела выщелоченных пород, находящиеся в лежачем боку массивных руд и несущие прожилковые, прожилково-вкрапленные, вкрапленные руды в зоне рудоподводящего канала. На некоторых месторождениях над залежами массивных руд и на их флангах развиты горизонты сульфидоносных осадочных пород и пачки обломочных руд, так называемых рудокла-стов, представляющих собой продукты разрушения массивных руд Выше массивных руд обычно залегают кремнистые (яшмоидные) отложения, несущие оксидные фазы железа и марганца.

Рудные тела и измененные породы лежачего бока обладают отчетливо выраже1шым зональным строением, которое подчинено осям подводящих каналов. Зональность рудных тел

проявляется в закономерном увеличении доли рудообразующих минералов в ряду пирит-халькопирит-сфалерит-галенит-барит от лежачего бока к висячему и от оси каналов по латера-ли. Этот ряд отражается в соответствующем распределении концентраций железа, меди, цинка, свинца, бария и элементов-примесей. Зональность изменений в породах лежачего бока проявлена в падении интенсивности их выщелачивания от оси подводящего канала с постепенным переходом в зеленокаменные породы, имеющие региональное распространение Осевые части подводящих каналов, отвечающие зонам выщелачивания высокой интенсивности, обычно характеризуются широким развитием серицита и кварца, практически полностью замещающих первичные минералы вулканогенных пород.

Типичным примером месторождений уральского типа является хорошо изученное Бури-байское медно-цинково-колчеданное месторождение на Южном Урале, залегающее в основных вулканитах. Бурибайское рудное поле включает одноименное медно-цинково-колчеданное месторождение и ряд аналогичных по составу рудопроявлений. Эта площадь и Бурибайское месторождение детально изучались Л.Д. Куршаковой, А.И. Кривцовым, В.А. Прокиным, А.Г. Волчковым, О.В. Мининой и др. Материалы этих работ послужили основой для реконструкции в пределах Бурибайского рудного поля рудообразующей системы, формировавшейся по конвективно-рециклинговой модели.

Среди гидротермально-измененных пррод выделяются зеленокаменные, пропилитовые и серицитолитовые. Для 80% пород рудного поля характерны зеленокаменные изменения, причем для более глубоких частей разреза, вмещающих тела габброидов, характерны хлорит-эпидот-актинолитовые ассоциации, а верхним — более удаленным от магматических тел - хло-рит-эпидотовые. Зона пропилитизированных пород характеризуется полным исчезновением первичных магматических минералов, появлением рассеянной сульфидной минерализации и новообразованной ассоциацией: кварц-хлорит-альбит-эпидот-пирит и лейкоксен. Зона гипоген-ного выщелачивания представлена кварц-серицитовыми метасоматитами; которые сопровождают рудные тела Бурибайского месторождения и сульфидную вкрапленность нескольких рудопроявлений.

Основные рудные минералы Бурибайского месторождения — пирит, халькопирит, сфалерит, редко встречается гематит, известны единичные находки галенита и блеклых руд. В формировании рудных залежей выделяются ранняя пиритовая, пирит-халькопиритовая, халькопи-рит-сфалеритовая стадии, а также завершающая процесс рудоотложения кварц-гематитовая. Прожилки кварц-гематитового состава иногда с пиритом пересекают метасоматиты и руды всех других типов. Незначительную роль в строении рудных тел ш-рает наиболее поздняя ассоциация кварца, халькопирита и сфалерита, проявленная в виде секущих прожилков. Рудные тела обладают типичной зональностью: в прикорневой части развиты пиритовые прожилково-

вкрапленные руды, которые вверх по разрезу сменяются массивными медными и частично мед-но-цинковыми рудами.

Разрез колчеданоносной формации Бурибайского рудного поля вскрыт эрозионным срезом на значительную глубину и достаточно детально от очаговых магматических тел до уровня рудонакопления (дна палеобассейна), что позволяет, как отмечал А.И. Кривцов и др. (2002) рассматривать этот объект как благоприятный для реконструкции, качественной и количественной оценки природной субмаринной конвективно-рециклинговой колчеданообразующей палеосис-темы и сопоставления ее с расчетными моделями. На основе анализа геологического строения Бурибайского рудного поля и реконструкции положения и размеров зон рециклинговой системы ее вертикальный размах оценивается в 2.5-3 км, а радиус на палеоповерхности — в 2.5-3 км (А.И. Кривцов и др. 2002). Расчетный объем пород КРС по максимальным значениям линейных параметров составляет 200-225 км3. Запасы меди Бурибайского месторождения, рудное тело которого частично эродировано, на начало эксплуатации составляли около 300 тыс. т. Масса меди в эродированной части залежи оценивается в 100 тыс.т. Около 100 тыс. т приходится на рудопроявления, находящиеся на флангах КРС.

Генетические модели колчеданных месторождений. Сравнение древних месторождений колчеданного семейства и современных колчеданных руд на дне Мирового океана позволяет уточнить и конкретизировать параметры колчеданообразующего процесса. В первую очередь это касается таких трудных для реконструкции характеристик рудообразующих систем, как состав и дебит гидротермальных растворов, продолжительность формирования рудных тел, конкретные механизмы рудоотложения. Сопоставление условий древнего и современного колчеда-нообразования подтверждает положение В.И. Смирнова о консервативности базальтоидной металлогении. При анализе моделей колчеданообразования А.И. Кривцовым (1987) отмечалось, что в течение многих лет процессы формирования колчеданных руд интерпретировались с позиций классической гидротермальной теории рудогенеза. Обобщение данных по строению разновозрастных месторождений и сопоставление обстановок их нахождения с условиями современного субмаринного колчеданообразования подтвердили широкую приложимость принципиально иной модели - конвективно-рециклинговой.

В рамках этой модели, принимаемой большинством исследователей современного колд-чеданного рудогенеза, рудообразование связано с проявлениями гидротермальной активности, которая представляет собой результат разгрузки на океанском дне растворов, формирующихся в конвективных гидротермальных системах (Edmond et al., 1979; Hutchinson et al., 1980; Рона, 1986; Кривцов, 1987). В качестве источника рудного вещества в этой модели рассматриваются рудовмещающие толщи. Магматическим телам отводится роль энергетического источника, а циркулирующие морские воды выступают как транспортирующий агент. В качестве возможно-

го стартового механизма рассматривается инициальный прорыв магматогенных флюидов из верхней части магматического тела в надинтрузивпое пространство. Главными параметрами являются размеры конвекционных ячей и эквивалентные им массы пород, число обменов вод в системе; значения выносимых концентраций рудных компонентов и длительность циркуляции вод, зависящая от времени остывания энергетического источника.

Выявление ореолов выноса рудных элементов в породах, подстилающих древние колчеданные месторождения имеет принципиально важное значение для подтверждения этой гипотезы. О выносе железа из подстилающих пород при их кислотном выщелачивании и его последующем отложении в виде вкрапленности пирита писал еще в 1963 году Д.С. Коржинский. При изучении эндогенных ореолов колчеданных месторождений Урала, Кавказа и Рудного Алтая Э.Н. Барановым (1986, 1987, 1990) были выявлены обширные зоны отрицательных геохимических апомалий меди, располагающиеся на значительном удалении от рудных тел и показано, что такие зоны служат признаками областей питания конвективно-рециклинговых систем.

Современные представления о новообразованных минеральных ассоциациях вулканогенных пород колчеданных месторождений Урала базируются на работах М.Б. Бородаевской, С.Н. Иванова, В.М. Нечеухина, Д.С. Коржинского. В.П. Логинова, В.А. Прокина, А.И. Кривцова и других исследователей и рассматриваются как следствие доорогенных процессов метаморфизма и метасоматизма. В свете конвективно-рециклинговой модели природа новообразованных минеральных парагенезисов представляется в ином свете.

Эксперименты и расчеты, выполненные рядом исследователей (X. Омото, Ф. Спунер, Т. Сато, А. Кэмбелл, А.И. Кривцов, Э.Н. Баранов, А.Г. Злотник-Хоткевич и др.), подтверждают возможность экстракции из базальтов морскими водами от 5 до 10% кларковых содержаний меди и цинка, что достаточно для рудонакопления при значительных параметрах конвекционных ячей и числе обменов вод в системе. Доля извлечения металлов существенно выше в зонах полного и частичного выщелачивания, развивающихся в выводных каналах растворов непосредственно под рудными телами. При этом зоны нисходящего движения вод в конвекционной модели отождествляются с зелснокаменно-измененными вулканогенными толщами, широко развитыми в колчеданоносных провинциях. Связь зеленокаменных изменений базальтов с воздействием на них морских вод принципиально обоснована работами М.Рида (Reed, 1982, 1983).

Опыт изучения современного сульфидообразования и древних месторождений колчеданного семейства свидетельствует о многоимпульсном поступлении рудного вещества (Боро-даевская и Кривцов, 1979, Злотник-Хоткевич, 1987, Ельянова, 1984) Имеются многочисленные доказательства переотложения рудного вещества с уровня на уровень с ростом концентраций, так что наблюдаемые в колчеданных залежах содержания и распределение основных рудообра-

чующих компонентов отражают конечный результат их многоступенчатого накопления и перегруппировки. При этом вполне очевидно, что многократность проявления указанного процесса определяет воздействие более поздних порций растворов на продукты рудоотложения, сформированных в течение предшествующих отрезков процесса. Результатом подобного воздействия должно являться растворение в области подводящего канала ранее отложенного рудного вещества, вынос меди и цинка и последующее их отложение на удалении от канала. Повышение концентраций полезных компонентов в каждом таком импульсе, определяемое "добавками" ранее отложенного рудного вещества к привносимому порциями раствора, обусловливает большее богатство руд верхних (т.е. поздних) частей залежей по сравнению с нижними (Злотник-Хоткевич, 1987, Ельянова, 1984).

Схема рудообразующего процесса в моделируемой рециклинговой гидротермальной системе (методика и параметры термодинамических расчетов).

Гидротермальная система в модели разделяется на три части: нисходящая ветвь, состоящая из двух зон — мобилизации и выноса рудообразующих компонентов и зоны глубинной циркуляции растворов; восходящая ветвь ("подрудный канал") — служащая областью транспорта; и область рудоотложения (рудная залежь на дне бассейна) на участке излияния горячих растворов в толщу холодной морской воды. В нисходящей ветви морская вода нагревается, реагирует с породами стенок трещин, и за счет этого меняет свой состав, обогащаясь, в частности, рудными элементами. В восходящей ветви в результате взаимодействия гидротермального раствора (поступившего из нисходящей ветви или эндогенного) с породами стенок питающего канала образуются подрудные метасоматические минеральные ассоциации. Излияние высокотемпературных растворов на дно моря приводит к формированию гидротермально-осадочного рудного тела, главным образом из-за смешения с холодной морской водой. Дальнейшее разрастание этого тела происходит за счет отложения рудных минералов из просачивающихся через него новых порций раствора и смешения этих, уже частично "отработавших" растворов, с окружающей морской водой на поверхности рудного тела. Магматическая камера служит источником энергии для конвективно-рециклинговой рудообразующей системы. Тепло, выделяющееся из нее, нагревает воду, находящуюся в трещинно-поровом пространстве окружающих пород и заставляет ее двигаться, а газ, выделяющийся при кристаллизации, участвует в доре-циклинговом процессе, как бы давая старт для начала деятельности системы.

Объектами моделирования являются: состав рудообразующих растворов, минеральные новобразованные парагенезисы на нисходящей и восходящей ветвях системы, минеральные па-рагенезисы формирующегося рудного тела и механизм рудоотложения.

Методики термодинамического моделирования взаимодействия вода-порода предложены рядом исследователей (Helgeson, 1968, Fritz, 1975, Fouillac et al., 1977, Reed, 1982, 1983, Гри-

чук, Борисов 1983). Автором использованы термодинамические модели конвективной гидротермальной системы, рассмотренные в серии работ Д.В. Гричука (1985, 2000 и др.) и согласующиеся с природными наблюдениями в океанах по комплексу признаков, в том числе по уровням концентрации рудных элементов в растворах. Соответственно, для построения модели использован метод многоволнового проточного ступенчатого реактора Конвективная гидротермальная система представляется в нем как политермический ступенчатый реактор, на каждой ступени которого достигается частичное или локальное равновесие раствора с породой. Путь течения раствора разбивается на ступени с фиксированным шагом по температуре. На каждой ступени должен быть задан параметр частичного равновесия, определяющий необратимое взаимодействие раствора с породой — «отношение порода/вода» СП/В), представляющий собой отношение массы свежей породы, прореагировавшей с данной порцией раствора на данной ступени к массе этой порции.

Моделируемые объекты являются долгоживущими гидротермальными системами, для которых характерно: постепенное уменьшение доли неизмененных базальтов в недрах системы и снижение скорости разрастания метасоматизированной зоны, изменение состава метасомати-тов под воздействием приноса одних химических компонентов морской водой и выноса других гидротермальным раствором. В модели эти явления воспроизводятся как результат прохождения многих последовательных порций раствора («волн») через ступенчатый реактор.

Методика моделирования, использованная ранее Д.В. Гричуком (2000) для современного субмаринного сульфидообразования, в данной работе приложена к древним колчеданообра-зующим гидротермальным системам. При этом выявлена необходимость учета ряда дополнительных факторов: состав вмещающих пород, диапазон температур в глубоких частях системы, участие магматогенного флюидов и некоторые другие. Основным дополнением к модели Д.В. Гричука является учет поступления в восходящую ветвь и зону рудоотложения магматогенного флюида, происходящего на начальном этапе действия КРС. При дальнейшей эволюции КРС метасоматические ассоциации минералов, образовавшиеся в результате воздействия магматогенного флюида, преобразовывались последующим рециклингом экзогенных растворов. Таким образом, модель расчета процесса рудообразования в долгоживущей КРС состоит из двух этапов. На первом - в восходящую ветвь системы поступает магматогенпый флюид, производящий метасоматическое изменение пород подрудного пространства, а затем, в зоне рудообразования при смешении с придонной водой отлагающий рудное вещество. На втором этапе - рециклипговом - через нисходящую ветвь конвекции поступает экзогенный флюид. Он наследует каналы движения в подрудном пространстве от первого этапа, воздействует на ранее образовавшиеся подрудные метасоматиты и рудное тело. Поскольку прямая геологическая инфор-

мация о характере смены питания системы отсутствует, для упрощения интерпретации стадия смешанного магматогенпо-рециклингового питания в модели не рассматривается.

Для расчетов термодинамических равновесий использовалась 15-компонентная мульти-системаН-0-К-№-Са-\^-Ре-А1-81-С-8-С1-Си-2п-РЬ, в которой возможно образование 41 минерала и 64 растворенных частиц. Расчет термодинамических свойств соединений выполнен с помощью банка термодинамических данных ЦМГШЕКМ, разработанного на кафедре геохимии МГУ. Информация банка тестирована на задаче моделирования современных гидротерм, где показала достаточное для геологической интерпретации качество. Расчеты модели выполнялись с помощью вычислительной программы вВИХ^ версия 3.1 и ОМЭЕР (автор Д.В. Гричук 1995,1997) на кафедре геохимии МГУ. В этих программах алгоритм расчета основан на методе минимизации свободной энергии Гиббса. Расчет для основной задачи проводился для системы из 36 реакторов, через которые прошло 6500 «волн» раствора. Величина шага по времени составляла Ю'с (31 год). Расчеты проводились в интервале температур 100-375°С. Нижняя граница обусловлена тем, что в нисходящей ветви системы при более низких температурах взаимодействие с базальтами настолько слабо, что не влияет существенно на состав растворов. В восходящей ветви при охлаждении растворов до температуры 100° в них уже практически не остается рудных элементов. Верхняя граница интервала соответствует замеренным в «курильщиках» (350-360° С) с поправкой на адиабатическое охлаждение в восходящем канале. Температурный шаг для ступеней нисходящей ветви был принят равным 25°С, в зоне рудоотложения — 5° в диапазоне 350-300° и 10° в диапазоне 290-250°С. Количество реакторов, таким образом, на нисходящей ветви равно 10, а в зоне рудоотложения — 14 Глубина циркуляции сопоставима с положением кровли магматической камеры. С учетом глубины океана над гребнем хребта это позволяет определить давление в зоне глубинной циркуляции величинами порядка 400-500 бар. Давление в зоне рудоотложения было принято 300 бар, что соответствует глубине моря около 3 км. Исходный состав воды принят равным современной морской воде, а исходный состав базальта взят по среднему составу базальтов островных дуг. Состав магматического газа взят по данным для вулкана Кудрявый (Курильские о-ва) с поправкой на давление дегазации 500 бар. Суммарный дебит системы был принят равным 10-40 кг/с, а длительность жизни — около 10 тыс. лет, что соответствует современным крупнейшим системам в океане.

Глава 2. Результаты термодинамического моделирования минеральных парагенезиеов

Моделирование формирования новообразованных минеральных ассоциаций проведено

применительно к нисходящей ветви конвекции (области поглощения растворов и глубинной циркуляции) и восходящей ветви (подрудный канал). При этом воспроизводились типоморф-ные минеральные ассоциации, условия их возникновения и оценивались парамегры модели,

влияющие на их размещение. Определялось распределение рудообразующих элементов, по зонам с определенными минеральными ассоциациями.

Минеральные парагенезисы нисходящей ветви (зоны выноса рудных элементов и зоны глубинной циркуляции). Нисходящую ветвь образуют линии тока раствора, пересекающие изотермы. По составу новообразованных минеральных ассоциаций нисходящая ветвь системы разделяется на две зоны. При малых П/В и низких температурах образуется минеральная ассоциация (I) кварц+гематит+Мд-хлорит+ангидрит. При этом из раствора связывается магний, а железо и сера базальтов окисляются растворенным кислородом морской воды. Переход Са из породы в воду вызывает осаждение ангидрита. Большинство компонентов базальтов (кроме А], Ре, 81, Mg) извлекаются раствором. Эта зона является зоной выноса всех рудных компонентов (рис. 1). При моделировании было установлено, что на нисходящей ветви морская вода теряет М§ и вОц2', накапливает Са, Ре, Нгв и цветные металлы.

Интенсификация взаимодействия с породой (т.е. рост П/В) при повышении температуры приводит к возникновению другой минеральной ассоциации (II) энидот+альбит+ актинолит+Ре-хлорит+таарц+сульфиды. В этой зоне — глубокой циркуляции растворов — перенос рудообра-зующих элементов ограничен растворимостью сульфидов.

Ассоциации I и И принципиально различаются по наборам минералов, отражающим окислительно-восстановительные условия и режим серы в системе. Кварц-гематитовая является окисленной, а эпидот-альбитовая - восстановленной, за счет существенных количеств НгЭ и Нг, содержащихся в растворе. Эти ассоциации - базовые для характеристик модели, поскольку их смена вызывает изменение состава раствора и распределения рудообразующих элементов.

Положение границы между областями устойчивости этих минеральных ассоциаций почти полностью зависит от величины П/В, которая для базальтов составляет«0,029 кг/кг. Ассоциация I характеризует флюидо-доминироваппые условия, а ассоциация II - породо-доминированные. Независимость границы появления эпидота от температуры показывает, что смена ассоциаций определяется балансовыми соотношениями привноса-выиоса элементов при метасоматозе. Если рассматривать процесс в фиксированном блоке породы, то в первый момент поступления воды к свежему базальту (при высоких П/В) развивается эпидот-содержащая ассоциация. Затем, по мере поступления с раствором Mg и выноса Са (понижение П/В) по этим минералам развивается кварц-гематитовая ассоциация. Углубление изменений, т.е. понижение отношения порода-вода приводит к исчезновению эпидота, компоненты которого переходят в другие минералы: - в кварц и актинолит, А1 - в хлорит и пирофиллит (в реальности - смектит-хлорит), Са - в ангидрит и раствор, Ре2+ - в гематит (рис. 1).

после прохождения 1-ой волны после прохождения 101-ой волны после прохождения 1001-ой волны

Рис. 1. Нисходящая ветвь КРС. Минеральные парагенезисы зоны мобилизации и выноса руцообразующих элементов (ЗВ) ■ зоны глубинной циркуляции растворов (ЗГЦ).

А-изменение во времени (рост числа «волн») положения границы между кварц-гематитовой зоной и эпидот-альбитовой, контролирующей возникновение подвижного геохимического барьера с избирательным осаждением меди (*). Б, В - распределение рудообразующих элементов в растворе (Б) и измененных породах (В)

Подобная смена парагенезнсов характерна и при рассмотрении изменения минерального состава по изотерме во времени. В этом случае происходит смена породо-доминиро-ванной эпидот-альбитовой ассоциации на гематит-ангидрит-хлоритовую — флюидо-доми-нированную

Поведение рудных элементов в нисходящей ветви тесно связано со сменой метасомати-ческих ассоциаций. В области устойчивости ассоциации I рудные элементы полностью извлекаются из породы, и их концентрация в растворе растет пропорционально П/В и соответствует отношению их в исходных породах (7,п « Си > РЬ) (рис.1) При переходе к ассоциации II концентрации резко падают с ростом П/В. В области ассоциации П - вследствие различия в растворимости сульфидов их отношение в растворе становится > Си « РЬ. В области ассоциации II сульфиды меди устойчивы, т.к. из-за высоких содержаний НгЯ растворимость меди резко снижается, и она перестает быть миграционно способной.

Граница ассоциаций оказывается по отношению к меди барьером осаждения. Цинк ведет себя в модели аналогично, но за счет большей растворимости сфалерита его концентрация в растворе существенно выше. Максимальные концентрации достигаются на границе между ассоциациями I и II. Области существования ассоциации I соответствуют зонам выноса рудных компонентов (зоне поглощения растворов') и аналогичны зонам пониженных аномалий, выделенных 1Н. Барановым. Ассоциация II отвечает зоне глубинной циркуляции растворов.

Минеральные парагенезисы восходящей ветви системы. Моделирование подрудной зональности (вокруг питающего канала) проводилось по методике М.В. Борисова, предложенной для моделирования околотрещинных изменений при инфильтрационном метасоматозе (2000). Метасоматическая колонка разбивалась на ступени небольшой массы, и порции раствора (магматического флюида на первом этапе, измененной морской воды - на втором) проходили последовательно через эти ступени, реагируя с находящимся в них твердым веществом. Добавки свежей породы на последующих шагах расчета не вводились. Были проведены расчеты для изотермических ступенчатых реакторов, состоящих из 50 ступеней с отношением П/В на каждой ступени 0,5 кг/кг. При длительности расчетов 20 шагов (порций проходящего раствора) это позволяло получить метасоматическую колонку с хорошо выраженными зонами При моделировании минеральной зональности в зоне около подводящего канала рассмотрено три варианта:

- Формирование подрудных метасоматитов происходит под воздействием магматического флюида, скорректированного на давление 500 бар. Взаимодействие магматического флюида с базальтами подрудного канала, как показали расчеты, имеет характер кислотного выщелачивания. Тыловые зоны формирующихся при таком взаимодействии колонок сложены ассоциациями пирофиллит + кварц и пирофиллит + кварц +пирит. По мере удаления от оси капала в ассоциации появляются хлорит, тальк, затем - актинолит, эпидот, вайракит и альбит. Фронтальные

зоны сложены типичными для пропилитизированных пород ассоциациями - при 350° - хло-рнт+эпидот+актинолит+альбит+сульфиды, а при 300 и 250° в ассоциации появляются карбонаты. Серицит в тыловых зонах отсутствует. Полученная зональность близка характерной для подрудного пространства колчеданных месторождений зональности кварц- кварц+серицит -кварц+серицит+хлорит - пропилиты, но отличается отсутствием ассоциаций кварц-альбит-хлорит (с пиритом) при значительной роли пирофиллита.

- Породы преобразуются под воздействием активизированных морских вод. Основным результатом этого взаимодействия оказывается альбитизация породы. Тыловая зона колонки сложена ассоциацией альбит* пирит, затем она сменяется зоной альбит+актинолит+пирит, а фронтальная зона - альбит+актинолит+кварц+магнетит. Хлорит и серицит в метасоматической колонке отсутствуют. Причина такого характера зональности - большое количество натрия в конвектирующей воде. Отсутствие классической для колчеданных месторождений метасоматической зональности в рассмотренном случае - следствие того, что морская вода при заданных для нисходящей ветви довольно больших П/В успевает прийти в равновесие с вмещающими породами. В подрудном канале происходит только небольшой сдвиг от состояния равновесия вследствие изменения температуры и давления.

- Сметанная (двухстадийная) модель формирования подрудной зональности: на первой стадии воздействие магматогешюго флюида, а на второй - преобразованием метасоматитов ре-циклинговыми водами. На рециклинговой стадии первоначальная колонка измененных пород постепенно трансформируется в типовую для колчеданных месторождений последовательность кварц + пирофиллит - кварц + серицит + пирит - кварц 4 серицит + хлорит + пирит и далее -пропилиты. при этом хлориты имеют магнезиалыга-железистый состав. Собственно подрудные изменения воспроизводятся на ограниченном числе начальных реакторов при постоянном замещении пирофиллита серицитом.

Из сравнения полученных результатов следует, что наблюдаемая в подрудных частях месторождений зональность может образовываться при совмещении двух процессов -кислотного выщелачивания базальтов (на магматогенноч этапе) и замещения пирофиллита серицитом (па рециклинговом).

Глава 3. Моделированиерудонакопления

Исследования продуктов современного субмаринного сульфидонакопления, выполненные в последние годы позволили выявить основные черты формирования рудных тел На ранних этапах преобладает разгрузка на поверхности, на поздних - рассеянная фильтрация.

Зональность внутреннего строения рудного тела определяют (С. Краснов, 1993): изменение со временем состава питающих флюидов и переотложение вещества внутри при просачивании растворов. Таким образом, моделирование формирования рудного тела должно учитывать

эти главные факторы, в том числе распределение температур внутри рудного тела, температуру его поверхности и скорость роста тела. От распределения температур внутри тела зависит зональность рудоотложения, от температуры поверхности - доля вещества, отлагающегося в ходе смешения с морской водой.

Разрастание рудного тела со временем можно выразить уравнением:

Мп = E(AS,?r)

(=1

где М„ - масса рудного вещества после прохождения п-ой порции раствора из нисходящей ветви системы, AS, - масса осадка рудного вещества, получающегося из 1 кг гидротермального раствора дня i-ой волны (вычисляется в термодинамической модели зоны рудоотложения и зависит от свойств нисходящей системы), т - время истечения одной порции раствора.

В отличие от нисходящей ветви системы, где параметр времени г является по сути масштабным фактором и не используется при вычислении П/В это уравнение требует его количественного задания. Именно этот параметр связывает темп эволюции нисходящей ветви системы с эволюцией рудного тела. Для современных систем в океане время наблюдений недостаточно для определения г по химическим анализами растворов. По косвенным признакам его величину можно приближенно оценить в 108— I О9 секунд (3-30 лет) (30).

Поскольку в задачу настоящей работы не входит моделирование какого-либо конкретного объекта, для типовой модели были приняты следующие оценочные величины: г — 110® с, ^ — 10 кг/с, X — 20 Дж/с-см^ (что соответствует смеси 75% кварца и 25% пирита), а — 100 Дж/с см2-°С (Справочник по теплообменникам. 1987), теплоемкость воды принята не меняющейся с температурой (4 184 Дж/г-°С).

Тепловая модель рудного тела позволяет задать параметры проточного реактора, описывающего процесс субмаринного рудоотложения в термодинамической модели (Гричук и др., 1998). Этот реактор состоит из двух последовательных частей. Первая относится к внутренней части рудного тела, где вещество отлагается за счет снижения температуры и замещения ранее выпавшего осадка. Вторая описывает реакции при смешении вытекающего из постройки раствора с окружающей морской водой. Граница между частями реактора задается вычисляемой температурой поверхности рудного тела. Ступени проточного реактора фиксированы по гра-пичным температурам, поэтому по мере разрастания рудного тела и снижения температуры его поверхности число ступеней, относящихся к внутренней части тела будет увеличиваться, а относящихся к зоне смешения - уменьшаться. При разрастании рудного тела за счет образования на его поверхности новых порций рудного осадка эти температурные ступени постепенно увеличиваются в объеме и отодвигаются от устья питающего канала. Вследсгвие этого ранее отло-

женное вещество попадает во все более высокотемпературные условия, может частично замещаться и переотлагаться раствором ближе к поверхности рудного тела.

При моделировании конвективно-рециклинговой системы без участия магмато-генных флюидов было выполнено несколько вариантов расчетов модели для различных отношений П/В в нисходящей ветви системы. Вариант с начальным (в первой «волне») суммарным отношением порода/вода=4 кг/кг, максимальной температурой нисходящей ветви 350°С и температурой на устьс рудоподводяще! о канала 325°С, судя по полученным результатам, наиболее близок к распространенным природным прототипам, и рассматривается далее как «типовой». Начальный состав питающего зону рудоотложения раствора при таких условиях характеризуется преобладанием серы над железом. Растущее рудное тело при этом имеет собственно серно-колчеданный состав. По мере функционирования системы содержание железа в составе раствора увеличивается и затем железо преобладает над серой. Соответственно, и рудное тело постепенно начинает трансформироваться - в его основании появляются магнетит, а затем гематит. Преобладающие в залежи минеральные ассоциации меняются в последовательности: пи-рит+сфалерит - пирит+сфалерит+халькопирит (основная колчеданная ассоциация) - пи-рит+магнетиг+халькопирит - гематитЬ-халькопирит+крсмнезем. При малых отношених П/В в питающей рециклинговой системе - сульфидная сера легко вымывается из нисходящей ветви, и рудное тело быстро замещается гематитом и кремнеземом.

Как показали результаты моделирования, соотношение железа и серы в питающем растворе является важным параметром, определяющим минеральный облик рудного тела. В разных вариантах расчета это соотношение оказывается различным и зависит от источника флюида, температуры в глубинах системы, заданной величины ЕП/В, а также от количества порций раствора.

При многовариантном моделировании были получены рудные тела различного состава, близкие по составу к реальным в части зонального распределения рудных минералов: пирит -халькопирит - сфалерит (рис. 2). Появление магнетита в нижних частях рудных залежей (что характерно в частности для Приорскот о, Летнего и некоторых других месторождений) хорошо объясняется результатами моделирования. Гематит-яшмоидные гела, сравнительно часто встречающиеся в кровле рудных тел, являются либо конечной стадией развития системы, либо показателем того, что она развивалась во флюидо-доминирующих условиях. Изложенным исключается отнесение всех магнетит-содержащих ассоциаций в колчеданных месторождениях к продуктам метаморфизма и обосновывается принадлежность гематит-кремнеземных (яшмоид-ных) образований с рассеянными в них сульфидами к продуктам более быстрой или более глубокой эволюции КРС.

| 50 м |

■ / СЪ Шз 05 ЕИб 07 ЕЬ

Рис. 2. Соотношение размеров и зональности рудного тела в процессе длительного рудоотложения (по данным моделирования)

20-ая волна - ангидрит-пиритовая стадия; 500-ая и 3000-ая волны - пирит-сфалеритовая; 4000-ая и 6500-ая волны - пирит-халькопиритовая. Руды: 1 — серноколчеданные; 2 — цинково-колчеданные; 3 — медно-колчеданные; 4 — кварцевая зона Вкрапленность в рудах: 5— магнетит; 6— ангидрит; 7 — пирит; 8 — сфалерит

При более высоких, чем в типовом варианте, температурах в глубинах рециклинювой системы (>350°С) высокие концентрации железа в питающем растворе (Ре>в) с самого начала приводя г к формированию существенно магнетитовых рудных тел с подчиненным количеством сульфидов железа, цинка и меди, которые размещаются не в серно-колчеданной (пиритовой), а в оксидной (железооксидной) матрице.

Установлено ограниченное влияние состава пород, вмещающих КРС на минералогию. В частности, в модели с андезитовой рамой КРС рудные минеральные ассоциации отличаются о г типового варианта только большей долей халькопирита.

Моделирование формирования многоуровневых рудных тел подтвердило возможность переотложения сульфидов и обогащением верхних частей рудных гел медью и цинком, что, как отмечалось, ранее показано для Подольского, Узельгинского и некоторых других месторождений Южного Урала.

Моделирование рудонакопления за счет магматогенного флюида показало, что при обилии серы и высокой кислотности растворов формируются собственно пиритовые руды.

В целом, можно полагать, что развитие оксидно-сульфидных парагенезисов в рудах возможно: при высоких темпера1урах в питающей рециклинговой системе, малой доле магмато-генных флюидов, низких отношениях порода/вода (или большей длительности функционирования рециклинговой системы).

Собственно серноколчеданные рудные тела получены в модели с участием магмато! ен-ного флюида и, в качестве переходных - в репиклинговой модели, на средних отрезках процесса формирования залежи (что, в частности, характерно для Ново-Шемурского месторождения)

Нельзя не отметить, что модель двухэтапного формирования рудных тел, в которой ранние серноколчеданные руды в последующем облагораживаются медью и цинком при значительной доле магматогенной серы, ранее рассматривалась В.И. Смирновым (1960) и некоторыми другими исследователями. В то же время, представляется реальной возможность существования рудообразующих систем с участием только магматогенных флюидов, поскольку в некоторых районах Среднего Урала известны самостоятельные серноколчеданные тела

Гпава 4. Распределение меди и цинка в модели колчеданообразующей системе

Максимальные содержания пинка в питающем растворе достигаются в начале проработки пород нисходящей ветви, а основной вынос меди происходит на позднем отрезке развития КРС. Как уже показано, вблизи границы эпидот-содержащих пород возникает барьер осаждения металлов, постепенно смещающийся вглубь системы по мере расширения области устойчивости гематит-содержащих пород (см рис 1). Здесь отмечается примерно двукратное (по сравнению с кларком) обогащение измененных пород цинком и медью. Однако максимум концентрации цинка возникает лишь в начале процесса, и исчезает при смещении границы в область температур более 300°. Максимум меди сохраняется в течение почти полного развития КРС Соответственно, в породах зоны глубинной циркуляции возникают геохимические аномалии меди, не связанные с рудными телами Различия в распределении меди и цинка хорошо видны на рис. 3.

Ей/ Шг [ПЬ ШЬ [ПЬ

Рис. 3. Распределение цинка и меди по элементам КРС при прохождении разного числа «волн» (за 100% принято количество металла, находящееся в системе)

1 — остаточная доля металла в измененных вмещающих породах нисходящей ветви,

2 — остаточная доля металла в эпидот-содержащих измененных вмещающих породах нисхо-

дящей ветви; 3 — доля металла, переотложенная в подрудные метасоматиты; 4 — доля металла, отложенная в рудное тело; 5 — доля металла, рассеянная в придонной водной толще

Согласно модельным расчетам цинк выносится из пород нисходящей ветви, частично задерживается в подрудных метасоматитах, и поступает в рудное тело, Уже с начала функционирования КРС устанавливается вынос Zn в придонные воды. Этот процесс интенсифицируется и на заключительном отрезке развития КРС, когда рассеивается более половины мобилизованного цинка. Вынос меди в придонные воды не проявляется и тогда, когда уже вся медь в модели переотложена в рудное тело.

В результате термодинамического моделирования объяснима природа аномальных концентраций меди на границах развишя минеральных ассоциаций нисходящей ветви на значительном удалении от зон разгрузки и рудонакопления, что может служить дополнительным признаком КРС и перспективных площадей.

Глава 5. Сопоставление минеральных парагенезисе« и распределение рудообразующих элементов в природных КРС ив их модельных аналогах Работами А.И. Кривцова (1987 и др.) палеозойская колчеданообразующая система была реконструирована в пределах Бурибайского рудного поля и совместно с О.В. Мининой (1997) было показано, что на этой площадо эрозионным срезом вскрыты разные по глубине части конвективно-рециклинговой системы: от самых нижних, отвечающих положению теплового источника, до верхних (уровни рудоотложения). Это позволяет рассмотреть характеристики основных элементов природной КРС и сопоставить их с данными моделирования

На южном фланге рудного поля, наиболее глубоко эродированном, где располагаются интрузивы габбро-диабазов, выделяется околоинтрузивная зона. Данный срез отвечает зоне глубинной циркуляции растворов — обстановке смены нисходящего движения восходящим вблизи остывающего магматического очага. Осевая линия этой зоны, подчинена выходам тел габброидов и имеет генеральное северо-северо-западное простирание. В этой зоне, где проявлены зеленокаменные изменения эпидот-актинолит-хлоритовой фации, и преобладают пониженные (относительно фоновых) концентрации меди, асимметрично распределенные относительно осевой линии.

Основная часть зоны глубинной циркуляции растворов, которая, согласно принятой модели рудообразующей системы, примыкает к околоинтрузивной с внешней стороны; находящиеся здесь шаровые лавы спилит-вариолитовой толщи претерпели изменения более низкотемпературной хлорит-эпидотовой фации.

Зона поглощения растворов и выноса полезных компонентов установлена на восточном фланге. Здесь породы спилит-вариолитовой толщи гематитизированы с различной интенсивно-

стью и характеризуются в основном пониженными и фоновыми содержаниями меди. Породы также испытали метаморфизм нагрузки в условиях пренит-пумпеллиитовой фации.

Зона разгрузки КРС вскрыта эрозионным срезом на северо-западе рудного поля. Во внешней ее части в слагающих породах широко развиты продукты пропилитизации (кварц, хлорит, альбит, эпидот, пирит, лейкоксен), которые обрамляют зону галогенного выщелачивания (кварц, серицит, хлорит, альбит, карбонат, пирит, лейкоксен). Здесь размещается Бурибай-ское месторождение и несколько рудопроявлений (рис. 4).

Сравнение характеристик колчеданоносной КРС Бурибайского рудного поля с результатами моделирования обнаруживает их значительную близость. Расчетные ассоциации нисходящей ветви модели КРС (I и П) совпадают с характерными для внешней части ореола изменений вокруг Бурибайского месторождения. Ассоциация I отвечает области выноса рудных компонентов, и в терминах реконструкции палео-КРС соответствует зоне поглощения растворов. Ассоциация II может быть отождествлена с эпидот-содержащими породами зоны глубинной циркуляции растворов. Большинство новообразованных ассоциаций подрудной зоны воспроизводится в смешанной модели, учитывающей «стартовый прорыв» магматического флюида (рис. 5).

Минеральный состав измененных пород Бурибайскою месторождения близок к полученным в расчетной модели, как по набору минералов, так и по концентрациям в них меди и цинка. Достаточно ясно выделяются фоновые зоны, зоны пониженных содержаний и затем постепенное, а при приближении к рудному телу резкое возрастание содержаний меди. Зоны рудного поля: «внешние» с хлоритом, альбитом, эпидотом и гематитом, «промежуточные», с повышенным содержанием эпидота и «внутренние» - альбит-актинолитовых, граничащие с существенно серицитовыми метасоматитами, сопоставимы с расчетными эпидот-альбит-актшголитовой и сменяющей ее кварц-хлорит-гематитовой ассоциациями. Подрудные существенно серицитовыми метасоматиты сопоставимы с минеральными парагенезисами комбинированной модели.

Геохимические аномалии меди во внешних зонах иногда ошибочно рассматриваются как возможные околорудные ореолы невскрытых колчеданных тел; выше была показана природа таких аномалий. Зоны развития кварц-хлорит-гематитовой ассоциации соответствуют ореолам выноса основных рудообразующих металлов, выявленных Э.Н. Барановым (1971,1987 и др.) на колчеданных месторождениях Урала, Кавказа и Алтая.

Пирофиллит-содержащие ассоциации, полученные в модели с участием магматических флюидов, обычно рассматриваются как индикатор условий кислотного выщелачивания.

Рис. 4. Строение лалео-КРС Бурибайского рудвоп) поля (по О.В.Мининой, 1997) I — Бурибайское месторождение (а) и рудопрояаления (б)\ 2 — тела габбро-диабазов; 3 — границы перекрывающих отложений, 4 — поглощения растворов и выноса металлов из базальтоидных толщ; 5 — околоинтрузивная зона и зона глубинной циркуляции растворов; <5-7 — внешняя (6) и внутренняя (7) зоны разгрузки растворов

I IСи 15500¿ШШр-..•.'•'•'•" I

N. _ —-

Си 9вгЛт

/к вв г/т

1 Си 6000 ¿/т^УЛ-.>'./.' . / . V.' . ."/ ! Г

ШуЛд?.'/' .'• ' ' • ' А+Г™+К»+Мв-Хл

ШГ4У1.1

.ж

Си = 0 г/т 2п = 0г/т

-ГТ

Си-200 г/т г* - ыо-т'г/ш

Рис. 5. Схема расположения метасоматическнх ассоциаций в моделируемой палео-КРС

А — нисходящая ветвь системы; Б — восходящая ветвь (подрудный канал); В — зона разгрузки (рудная залежь). Условные обозначения см. рис. 4

Такого рода ассоциации (пирофиллит-кварцевые, пирофиллит-серицит-кварцевые, диаспор-пирофиллитовые) установлены на Узельгинском, Подольском, Гайском месторождениях, а также под серноколчеданной частью рудных тел месторождения Куль-Юрт-Тау. На всех этих месторождениях пирофиллит развит по вулканитам кислого состава (дацитам и риолитам), а не по базальтам, как в модели. Изложенное позволяет считать, что магматогенпые флюиды в формировании подрудной зональности колчеданных месторождений играют подчиненную роль, вызывая начальную проработку пород вокруг подводящего канала.

Заключение

Методами термодинамического моделирования показано, что лавы основного состава колчеданных формаций, испытавшие зеленокаменные изменения по составу и набору новообразованных минеральных ассоциаций близки к продуктам преобразования базальтов под воздействием морских вод, вовлекаемых в циркуляцию в тепловых полях интрузивов, и отвечают внешним частям колчеданообразующих конвективно-рециклинговых систем. Температурный диапазон таких преобразований оценивается в 150-250°С.

При термодинамическом моделировании воспроизведены новообразованные минеральные ассоциации основных зон конвективно-рециклинговых систем - от придонной зоны поглощения морских вод через промежуточную зону глубинной циркуляции и выводные каналы до зоны накопления сульфидных руд. Зона мобилизации и выноса рудообразующих элементов (дальние фланги системы) характеризуется флюидо-доминированными условиями (П/В<0,029кг/кг для базальтов), выносом всех рудообразующих компонентов из преобразуемых пород, относительно небольшой интенсивностью их изменений (~10—20%) с характерной новообразованной ассоциацией кварц+гематит+М§-хлорит+ангидрит (гематит-хлоритовая). Зона глубинной циркуляции отличается породо-доминированными условиями (рост П/В), более высокой температурой, ростом интенсивности изменений пород с формированием ассоциации эпидот+альбит+актиноли'Н-Ре-хлорит+кварц+сульфиды (эпидот-хлоритовая). Хлорит- и сери-цит-содержащие минеральные ассоциации подрудных выводных каналов, типичные для южноуральских месторождений, воспроизводятся при моделировании с участием магматогенного флюида на начальном отрезке функционирования системы, с которым связано отложение сер-ноколчеданных руд, замещаемых под воздействием последующих порций растворов (собственно рециклинговых) сульфидами меди и цинка.

располагаются между зонами выноса и накопления металлов и могут быть использованы в качестве дополнительного поискового признака, позволяющего оконтурить площади возможного рудонакопления.

Минеральная зональность и распределение концентраций и масс рудообразующих компонентов в рудном теле наиболее близки к природным при температуре в зоне глубинной циркуляции около 350°С, высоких отношениях порода-вода и значительной длительности времени рудоотложения. Зональность усложняется при мобилизации и переотложении рудного вещества как внутри рудного тела, так и с нижних уровней на верхние, при рудонакоплении на верхних уровнях, количественные характеристики чего получены при моделировании.

Гематит-кремнеземные (яшмоидные) образования с рассеянными в них сульфидами и магнетит-пиритовые минеральные ассоциации, полученные при моделировании, характерны 4

для условий более быстрой или более глубокой эволюции КРС.

В целом, полученные на основе термодинамического моделирования характеристики колчеданообразующей системы уральского типа, включая состав и условия возникновения новообразованных минеральных парагенезисов, и распределение рудного вещества по разным элементам системы выявляют новые критерии прогноза и поисков колчеданных месторождений уральского типа

Список работ но теме диссертации

1. Абрамова ЕЕ., Гричук Д.В. Расчетная термодинамическая модель рециклинговой гидротермальной системы. // Руды и металлы, 1994, № 2, стр. 36-44.

2. Абрамова Е.Е., Гричук Д.В. Термодинамическое моделирование минералообразования и рудоотложения в КРКГС. //Система моделей месторождений благородных и цветных металлов и алмазов. Атлас. М., ЦНИГРИ, 1995, с.51-55.

3. Гричук Д.В., Абрамова Е.Е. Термодинамическая модель эволюционирующей колчеданообразующей системы. Х1П Росс, совещание по экспериментальной минералогии. Тез. докл. Черноголовка, РАН, 1995, стр.125.

4. Гричук Д.В., Абрамова Е.Е., Тутубалин A.B. Термодинамическая модель гидротермальной колчеданообразующей системы. Межд. конф. «Закономерности эволюции земной коры». ' Тез. докл. СПб, 1996, т. 2, стр. 22.

5. Абрамова Е.Е. Обобщенные морфометрические и концентрационные модели рудных тел медноколчеданных месторождений Южного Урала. Палеогеографические и геодинамические условия образования вулкаяогенно-осадочных месторождений». Тез. докл. межд. конф., 1997, Миасс, с.13-15.

6. Гричук Д.В., Абрамова Е.Е., Тутубалин A.B., Волчков А.Г., Тихонов B.C., Количественные модели конвективно-рециклинговой колчеданообразующей системы. Там же, с.13-15.

7. «Модели вулканогенно-осадочных рудообразующих систем». Тезисы докл. межд. конф., СПб, 1999, с.4-5.

8. Гричук Д.В., Абрамова Е.Е., Тутубалин A.B. Термодинамическая модель субмаринного ру-дообразования в рециклинговой гидротермальной системе. // Геология рудных месторождений,1998, №1.

9. Гричук Д.В., Абрамова Е.Е., Волчков А.Г., Тихонов B.C., Количественная модель колчеданной конвективно-рециклинговой рудообразующей системы (КРРС). «Модели вулканогенно-осадочных рудообразующих систем». Тезисы докл. межд. конф., СПб, 1999, с. 4-5.

10. Гричук Д.В., Абрамова Е.Е. Модель образования колчеданного рудного тела в субмаринной гидротермальной системе. Там же, с. 19-21.

11. Гричук Д.В., Абрамова Е.Е. Эксгаляционно-рециклинговая модель формирования колчеданного месторождения. «Новые идеи в науках о Земле». Тезисы докл. межд. конф., Москва, 2001, т. 2, с. 152.

12. Абрамова Е.Е., Гричук Д.В. Оценка приложимости рециклинговой модели колчеданного рудогенеза к Бурибайскому рудному полю (на основе термодинамических расчетов) // Руды и металлы, 2001, № 6, стр. 56-64.

13. Гричук Д.В., Абрамова Е.Е. Комбинированная эксгаляционно-рециклинговая модель формирования колчеданного месторождений. Материалы Всероссийской научной конференции "Геология, Геохимия, Геофизика на рубеже XX и XXI веков", М., "Связь-Принт", 2002, т. 2, с. 252-254

14. Абрамова Е.Е., Гричук Д.В. Модель колчеданообразующей гидротермальной системы Бу-рибайского месторождения. Там же, с. 142.

15. Кривцов А.И., Минина О.В., Волчков А.Г., Абрамова Е.Е., Гричук Д.В., Ельянова Е.А. Месторождения колчеданного семейства. Серия: Модели месторождений благородных и цветных металлов. Под ред. А.И. Кривцова. М.: ЦНИГРИ, 2002. 282 стр.

Сдано в набор 15.11.2005 г. Подписано в печать 23.11.2005 Формат бумаги 60*90/16 Тираж 100 экз. Заказ №34

Полиграфическая база ФГУП ЦНИГРИ 117545, Москва, Варшавское шосее, 129, кор.1

05- 2274 5.

РНБ Русский фонд

2006-4 27022

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Абрамова, Елена Евгеньевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОЛЧЕДАННОГО СЕМЕЙСТВА КАК

• ОБЪЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ.

1.1. Основные характеристики колчеданных месторождений.

1.2. Геологическая модель колчеданного месторождения уральского типа.

1.3 Геологическое описание Бурибайского рудного поля.

1.4. Генетические модели колчеданных месторождений

1.5. Объекты моделирования и возможности метода термодинамического моделирования. ф 1.6. Схема рудообразующего процесса в моделируемойрециклинговой гидротермальной системе.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ПАРАГЕНЕЗИСОВ.

2.1. Метасоматиты нисходящей ветви (зоны поглощения и выноса рудных элементов и зоны глубинной циркуляции).

2.2. Возможность сопоставления параметров, полученных при моделирова

А нии с природными аналогами. ф 2.3. Метасоматиты восходящей ветви системы.

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ РУДОНАКОПЛЕНИЯ.

3.1. Морфология и позиция рудных тел (одно - и многоуровневые тела).

3.2. Минеральная зональность рудных тел.

3.3. Примеры типичных рудных залежей колчеданных месторождений

Южного Урала.

3.4. Методы моделирования формирования рудных тел. ф 3.5. Варианты моделирования зонального рудного тела.

3.5.1.Типовой вариант.

3.5.2. Образование гематит-кремнистых тел в системах с малыми П/В.

3.5.3. Вариант расчета с повышенной температурой в очаге системы.

3.5.4. Влияние состава вмещающих пород (андезитовый состав пород нисходящей ветви).

3.5.5. Эволюция состава рудного тела в комбинированной модели.

3.5.6. Моделирование формирования многоуровневых тел. 4 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ И ЦИНКА В КОЛЧЕДАНООБРАЗУЮЩЕЙ

СИСТЕМЕ.

5 СОПОСТАВЛЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ПАРАГЕНЕЗИСОВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РУДООБРАЗУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ В

ПРИРОДНЫХ КРС И В ИХ МОДЕЛЬНЫХ АНАЛОГАХ.

5.1 Сопоставление минеральных ассоциаций Бурибайского рудного поля с полученными при моделировании.

5.2 Сравнение других месторождений Урала с модельными аналогами,

5.3 Сопоставление реальных рудных залежей с результатами моделирования.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Минеральные парагенезисы колчеданообразующих систем уральского типа - термодинамическое моделирование"

Объективная необходимость моделирования рудных месторождений определяется задачами создания обобщенных образов объектов прогноза, поисков, оценки и разведки с целью повышения эффективности геологоразведочных работ на всех стадиях их проведения. Колчеданные месторождения, как писал В.И. Смирнов (1979), являются специфическими образованиями, независимыми от других групп эндогенных руд и чрезвычайно интересными для специалистов в области теории рудообразования. Они важны, как выразительные представители субмаринного рудогенеза, создающего весьма значительные по запасам скопления рудного вещества, как в геологическом прошлом, так и в современных геологических обстановках. Предпосылки для их моделирования созданы благодаря накоплению огромного объема описательной информации по оцененным, разведанным и эксплуатируемым месторождениям.

Актуальность. В современных генетических интерпретациях гидротермальных месторождений значительная роль отводится процессам взаимодействия в системах вода - порода, происходящим в различных металлогенических обстановках и вызывающим преобразования геологической среды, экстракцию и перемещение многих рудообразующих элементов. Для месторождений колчеданного семейства разработана модель конвективно-рециклингового рудогенеза, подтвержденная примерами современного субмаринного сульфидообразования. Колчеданообразующие системы месторождений уральского типа обладают высоким уровнем геолого-генетической изученности, имеющей преимущественно качественное выражение. Термодинамическое моделирование минеральных па-рагенезисов, входящих в такие системы, позволяет получить количественные характеристики, имеющие большое значение для выявления на этой основе новых критериев прогноза и поисков колчеданных месторождений уральского типа, чем и определяется актуальность диссертационных исследований.

Цель исследований — получение количественных характеристик строения колчеданообразующей системы уральского типа на основе термодинамического моделирования минеральных парагенезисов и распределения рудного вещества по разным элементам системы. Достижение этой цели требует решения следующих основных задач:

- обобщения материалов по характеристикам объектов термодинамического моделирования минеральных парагенезисов (месторождений колчеданного семейства);

- адаптации методики термодинамического моделирования к цели работы;

- определения условий возникновения минеральных парагенезисов в различных зонах системы (Т - температуры и П/В - отношения поро-дагвода);

- анализа условий накопления рудного вещества;

Научная новизна исследований определяется следующим:

- для всех зон нисходящей и восходящей ветвей конвективно-рециклинговой гидротермальной системы получены количественные показатели (Т и П/В) условий возникновения новообразованных минеральных ассоциаций и их распределения в пространстве и времени;

- выявлено распределение основных рудообразующих элементов по зонам системы;

- обосновано возникновение на границе распространения гематит-хлоритовой и эпидот-альбитовой ассоциаций подвижного геохимического барьера, на котором на значительном удалении от зон основного ру-донакопления возникают повышенные концентрации меди;

- воспроизведена минеральная зональность рудных тел и оценено перераспределение в них концентраций и масс рудообразующих компонентов;

- выявлены условия формирования магнетит-пиритовых и гематит-кремнистых ассоциаций, сопровождающих медноколчеданные залежи.

- оценена роль магматогенного флюида на начальном этапе функционирования конвективно-рециклинговой системы (КРС).

- показано, что лавы основного состава колчеданоносных формаций, испытавшие зеленокаменные изменения, по составу и набору новообразованных минеральных ассоциаций близки к продуктам преобразования базальтов под воздействием морских вод, вовлекаемых в циркуляцию в тепловых полях интрузивов, и отвечают внешним частям колчеданооб-разующих конвективно-рециклинговых систем с температурным диапазоном преобразований — 150 - 250°С.

Практическая значимость работы определяется получением качественных и количественных характеристик минеральных парагенезисов, сопряженных с рудонакоплением и возникающих на различных удалениях от рудных тел, а также выявлением концентрирования меди в промежуточных зонах системы, что уточняет и дополняет традиционные прогнозно-поисковые критерии и признаки.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

1. В нисходящей ветви колчеданообразующей конвективно-рециклинговой гидротермальной системы уральского типа выделяются две части — зона мобилизации и выноса рудообразующих элементов на дальних флангах системы и зона глубинной циркуляции растворов. Первая зона характеризуется флюидо-доминированными условиями, выносом всех рудообразующих компонентов, и относительно небольшой интенсивностью изменений преобразуемых пород, с характерной ассоциацией кварц+гематит+1^-хлорит+ангидрит (гематит-хлоритовая). Для зоны глубинной циркуляции характерны порододоминированные условия (рост П/В), более высокая температура, рост интенсивности изменения пород и развитие ассоциации эпидот+альбит+актинолит+Fe-хлорит+кварц+сульфиды (эпидот-хлоритовая).

3. Состав и минеральная зональность измененных пород восходящей ветви системы, отвечающие ассоциациям, близким к подрудным метасоматитам колчеданных месторождений уральского типа (кварц — кварц+серицит — кварц+серицитШ^-хлорит), формируются только при совмещении минеральных ассоциаций магматогенного и собственно рециклингового этапов (комбинированная модель преобразований).

Методика исследований и исходный фактический материал

Метод термодинамического моделирования, основанный на анализе взаимоотношений порода/вода, в настоящей работе впервые применен к медноколче-данным месторождениям уральского типа на примере Бурибайского рудного поля (Южный Урал, Башкортостан). Было проведено сопоставление новообразованных минеральных парагенезисов и распределение рудообразующих элементов в различных частях системы, полученных при моделировании, с реальными.

Работа основана на личных исследованиях и материалах ЦНИГРИ по изучению месторождений колчеданного семейства на Южном Урале, собранных фондовых материалах, а также на результатах термодинамического моделирования, выполненного автором на кафедре геохимии МГУ под руководством докт. г.-м. наук Д.В. Гричука. В работе была использована программа GBFLOW версия 3.1 и GRDEP (Д.В. Гричук, 1995,1997). Было рассчитано больше десяти задач, каждая из которых включала анализ более 200 тыс. термодинамических равновесий.

Апробация работы. По теме диссертации автором опубликовано 15 научных работ. Материалы автора включены в коллективную монографию «Месторождения колчеданного семейства», входящую в серию «Модели месторождений благородных и цветных металлов» (М.: ЦНИГРИ, 2002). Результаты исследований были представлены на ряде конференций, симпозиумов и совещаний: «Количественные модели рудных месторождений для целей прогноза, поисков и разведки» (М.: ЦНИГРИ, 1993; «НТД-93 - ЦНИГРИ» и «НТД-96 - ЦНИГРИ» (М.: ЦНИГРИ, 1994, 1997); XIII и XIV Российское совещание по экспериментальной минералогии. (Черноголовка, 1995, 2001); конференция «Палеогеографические и геодинамические условия образования вулканогенно-осадочных месторождений» (Миасс, 1997); международная конференция «Модели вулкано-генно-осадочных рудообразующих систем». (СПб., 1999); V и VI международные конференции «Новые идеи в науках о Земле». (М., 2001, 2003); Всероссийская научная конференция «Геология, геохимия, геофизика на рубеже XX и XXI веков». (М., 2002).

Работы, выполнявшиеся в МГУ, были поддержаны грантами РФФИ № 9905-64868, 02-05-64282 и программой «Университеты России» (проект «Геомодель»).

Структура работы. Работа состоит из Введения, пяти глав и Заключения; содержит 192 страницы текста, 52 рисунка и 7 таблиц и включает список литературы из 179 наименований.

Диссертационная работа выполнялась в отделе металлогении и прогноза месторождений цветных и благородных металлов ЦНИГРИ под руководством доктора г.-м. наук, профессора А.И. Кривцова и на кафедре геохимии Геологического факультета Московского Государственного Университета имени М.В. Ломоносова при постоянной помощи и консультировании доктора г.-м. наук профессора Д.В. Гричука. Автор выражает им искреннюю благодарность за помощь и поддержку на протяжении всей работы. Автор благодарит за помощь, полезные дискуссии, консультации и советы доктора г.-м. наук, проф. Г.В. Ручкина, доктора г.-м. наук Н.К. Курбанова, кандидата г.-м. наук С.Т. Агееву, кандидата г.-м. наук А.Г. Волчкова, доетора г.-м. наук А.И. Донца, доетора г.-м. наук А.Н. Ба-рышева. С особой благодарностью автор вспоминает доктора г.-м. наук А.Г. Злотника-Хоткевича, оказавшего помощь в выборе направления исследований, и М.И. Вахрушева за доброжелательные советы и предоставленные геологические материалы. Большую помощь в выполнении работы автору оказали сотрудники кафедры геохимии МГУ: доктор г.-м. наук М.В. Борисов, кандидат г.-м. наук А.Ю. Бычков, А.В. Тутубалин а также сотрудники ЦНИГРИ: А.В. Андреев, Н.П. Кудрявцева, С.В. Минаева, В.И. Кукшев, Т.А. Пивоварова, Е.В. Тарасова. Автор благодарен сотрудникам ЦНИГРИ и кафедры геохимии МГУ, благожелательное отношение которых способствовало выполнению диссертационной работы. и

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Абрамова, Елена Евгеньевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Методами термодинамического моделирования показано, что лавы основного состава колчеданных формаций, испытавшие зеленокаменные изменения по составу и набору новообразованных минеральных ассоциаций, близки к продуктам преобразования базальтов под воздействием морских вод, вовлекаемых в циркуляцию в тепловых полях интрузивов, и отвечают внешним частям колчеда-нообразующих конвективно-рециклинговых систем. Температурный диапазон таких преобразований оценивается в 150-250°С.

При термодинамическом моделировании воспроизведены новообразованные минеральные ассоциации основных зон конвективно-рециклинговых систем — от придонной зоны поглощения морских вод через промежуточную зону глубинной циркуляции и выводные каналы до зоны накопления сульфидных руд. Зона мобилизации и выноса рудообразующих элементов (дальние фланги системы) характеризуется флюидо-доминированными условиями (П/В<0,029 кг/кг для базальтов), выносом всех рудообразующих компонентов из преобразуемых пород, относительно небольшой интенсивностью их изменений (~10-20%) с характерной новообразованной ассоциацией кварц+гематитЯУ^-хлорит+ангидрит (гематит-хлоритовая). Зона глубинной циркуляции отличается породо-доминированными условиями (рост П/В), более высокой температурой, ростом интенсивности изменений пород с формированием ассоциации эпи-дотМ-альбит+актинолит+Ре-хлорит+кварц+сульфиды (эпидот-хлоритовая). Хлорит- и серицит-содержащие минеральные ассоциации подрудных выводных каналов, типичные для южноуральских месторождений, воспроизводятся при моделировании с участием магматогенного флюида на начальном отрезке функционирования системы, с которым связано отложение серноколчеданных руд, замещаемых под воздействием последующих порций растворов (собственно ре-циклинговых) сульфидами меди и цинка.

Зоны дальних флангов системы (зоны выноса) значительно обеднены медью и цинком. В зонах глубокой циркуляции перенос металлов ограничен растворимостью сульфидов. На границе развития гематит-хлоритовой и эпидот-альбитовой ассоциаций установлено существование подвижного геохимического барьера, контролирующего осаждение части меди, внутри системы. Такого рода участки фиксируются геохимическими аномалиями меди, которые располагаются между зонами выноса и накопления металлов и могут быть использованы в качестве дополнительного поискового признака, позволяющего оконтурить площади возможного рудонакопления.

Распределение парагенезисов рудных минералов в области их накопления (формирования рудного тела) подчинено вертикальной зональности, пирит ->пирит ± магнетит и гематит —> халькопирит —> сфалерит на фоне возрастания доли кварца в минеральных парагенезисах внешних зон рудных тел, чем объясняется природа яшмоидных образований в кровле толщи.

Зональность усложняется при мобилизации и переотложении рудного вещества как внутри рудного тела, так и с нижних уровней на верхние, при рудонакоплении на верхних уровнях, количественных характеристики чего получены при моделировании. При фильтрации растворов через ранее отложенные руды в них формируются остаточные пирит-, халькопирит-, магнетит-содержащие парагенезисы в ассоциации с альбитом, эпидотом и актинолитом; при этом на верхние уровни полностью выносится цинк и значительная часть меди.

Гематит-кремнеземные (яшмоидные) образования с рассеянными в них сульфидами и магнетит-пиритовые минеральные ассоциации, полученные при моделировании, характерны для условий более быстрой или более глубокой эволюции КРС.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Абрамова, Елена Евгеньевна, Москва

1. Абрамова Е.Е., Гричук Д.В. Расчетная термодинамическая модель рециклинговой гидротермальной системы. // Руды и металлы, 1994, № 2, с. 36-44

2. Абрамова Е.Е., Гричук Д.В. Оценка приложимости рециклинговой модели колчеданного рудогенеза к Бурибайскому рудному полю (на основе термодинамического моделирования). // Руды и металлы, 2001, № 6, с. 56-64

3. Авдейко Г.П., Краснов С.Г. Сульфидные руды и их связь с подводными вулканами и гидротермами островных дуг. / Вулканология и сейсмология. 1985, № 4, с.26-39

4. Баранов Э.Н. Геохимические ореолы выноса металлов источники рудного вещества и показатели условий образования колчеданных месторождений // Геохимия в локальном металлогеническом анализе. Т.1. Нов-к: ИГиГ СО АН СССР, 1986. С. 205-207.

5. Баранов Э.Н. Эндогенные геохимические ореолы колчеданных месторождений. М., Наука, 1987,296 с.

6. Баранов Э.Н., Архангельский А.Н. Научные основы геохимического метода прогноза скрытых колчеданных месторождений по ореолам выноса. / Теория и практика геохимических поисков в современных условиях. М., Наука, 1990, с. 108-124.

7. Бишофф Дж. Осадки геотермальных рассолов Красного моря:

8. Минералогия, химия и генезис) / Современное гидротермальное рудоотложение. М., Мир, 1974, с. 157-193.

9. Богатиков О.А., Цветков А.А. Магматическая эволюция островных дуг. / М., Наука, 1988, 248 е.

10. Бородаевская М.Б., Кривцов А.И. Генезис месторождений колчеданного семейства состояние проблемы и пути развития / Эндогенное рудообразование. М., Наука, 1985, с. 218-229.

11. Бородаевская М.Б., Кривцов А.И, Ширай Е.П. Основы структурно-формационного анализа колчеданоносных провинций. М., Недра, 1977, 152 с.

12. Бородаевская М.Б., Курбанов Н.К Некоторые особенностигидротермального метаморфизма основных эффузивов в связи с формированием колчеданных руд на примере Молодежного месторождения (Южный Урал). /В кн.: Труды института «ЦНИГРИ», вып.57. 1963, С. 3-24.

13. Бородаевская М.Б., Требухин B.C. О роли переотложения рудного вещества в зональности колдчеданного оруденения на примере Гайского месторождения. /Тезисы докладов на юбилейной сессии. М. 1977, С. 8587.

14. Гидротермальные сульфидные руды и металлоносные осадки океана. / Краснов С.Г., Черкашов Г.А., Айнемер А.И. и др. С-Пб., Недра, 1992, 278 с.

15. Градиентно-векторные модели медно-цинковоколчеданных месторождений. Атлас. Кривцов А.И., Волчков А.Г., Шишаков В.Б., Вахрушев М.И. и др. М., ЦНИГРИ, 1992.

16. ГричукД.В. Термодинамические модели субмаринных гидротермальных систем / М., Научный мир, 2000, 304 с.

17. Гричук Д.В., Абрамова Е.Е., Тутубалин А.В. Термодинамическая модель субмаринного колчеданного рудообразования в рециклинговойгидротермальной системе // Геология рудных месторождений, 1998, т.40, № 1, с. 3-19.

18. Гурвич Е.Г. Металлоносные осадки Мирового океана. М., Научный мир, 1998,340 с.

19. Ельянова Е.А. Переотложение рудного вещества в процессеформирования колчеданных месторождений комбинированного класса.//

20. Геол. рудн. месторожд., 1984, т. XXVI, № 6, с. 73-81.

21. Ельянова Е.А. Формирование состава и строения руд при современном идревнем колчеданообразовании. // Советская геология, 1989, № 12, с.17.26.

22. Заварицкий А.Н. О генезисе колчеданных месторождений // Изв. АН СССР. 1943. №3. С. 3-18.

23. Засухин Г.Н. Геохимические методы прогнозирования скрытых медно-колчеданных месторождений. / Критерии поисков колчеданного оруденения на Урале. М., Мингео РСФСР, 1983, с. 68-83.

24. Зайков В.В., Удачин В.Н., Синяковская И.В. Месторождения пирофиллитового сырья. // Изв. АН СССР, сер. геол., 1988, № 2, с. 93106.

25. Зайков В.В., Шадлун Т.Н., Масленников В.В., Бортников Н.С. Сульфидная залежь Яман-Касы древний «черный курильщик» Уральского палеоокеана. // Геология рудных месторождений, 1995, т.37, №6, с. 511-529.

26. Злотник-Хоткевич А.Г. Происхождение минеральной зональности в сульфидных рудах колчеданных месторождений. //Тр. ЦНИГРИ, 1986, вып. 207. с. 25-32.

27. СССР, 1987, т.295, № 5, С. 1191-1195.

28. Злотник-Хоткевич А.Г. Модель формирования колчеданного оруденения в связи с явлениями субмаринного вулканизма. // Рудообразование и генетические модели эндогенных рудных формаций. Новосибирск: Наука, 1988, с.57-64.

29. Злотник-Хоткевич А.Г Диагенетическое преобразование колчеданных руд // Геол. рудн. месторожд. 1992. №2. С. 83-98.

30. Исмагшов М.И., Исмагшова М.З., Минералогия и условия образования руд Подольского медноколчеданного месторождения. //Геология и генезис рудных месторождений Урала. / Башк. отд. АН СССР; Уфа, 1978, с. 28—47.

31. Контарь Е.С., Либарова.Л.Е. Металлогения меди, цинка, свинца на Урале. Екатеринбург, Уралгеолком, 1997,223 с.

32. Коржинский Д.С. Теория метасоматической зональности. М.: Наука, 1969.

33. Краснов С.Г. Геохимическая специализация океанских сульфидных руд.

34. Доклады АН СССР, 1990, т. 313, № 4, с. 962-966.

35. Краснов С.Г., Айнемер А.И., Степанова Т.В. Геохимия и генезистихоокеанских сульфидных руд. / В кн. "Геология морей и океанов.

36. Доклады советских геологов на 28 сессии Международногогеологического конгресса". М., Наука, 1988, с. 129-140.

37. Краснов С.Г., Гричук Д.В., Степанова Т.В. Океанское гидротермальноеминералообразование. // Записки ВМО, 1990, т.119, № 6, с. 23-32.

38. Краснов С.Г., Елъянова Е.А. Сравнительный анализ современного идревнего колчеданообразования. М. Геол. рудн. месторождений, 1990,4, с. 76-88.

39. Кривцов А.И. О метаморфизме южноуральских колчеданных месторождений. // ДАН СССР, 1974, т. 215, № 3, с. 685-688. Кривцов А.И. Палеовулканизм эвгеосинклинальных зон Урала и колчеданообразование. М., Наука, 1979, 169 с.

40. Кривцов А.И. Морфометрические характеристики рудных тел месторождений колчеданного семейства. Геология рудных месторождений, 1988, № 4, с. 58-69.

41. Кривцов А.И. Модели рудных месторождений./ Геол., методы поиск, и разв. месторожд. металл, полезн. ископ. Обзор ВИЭМС, вып. 7, 1989, 65 с.

42. Кривцов. А.И. Прикладная металлогения. М., Недра, 1989, 288 с. Кривцов А.И. Моделирование рудных месторождений "Геонауки в СССР". М. 1992. С. 260-273.

43. Кривцов А.И., Волчков А.Г., Минина О.В. Бурибайский рудный район. //Тр. ЦНИГРИ. 1973.вып.105. С. 116-123.

44. Кривцов А.И., Волчков А.Г. Последовательность проявления метаморфизма и метасоматизма в палеозойских образованиях Акъяр-Бурибайской рудоносной зоны (Ю. Урал) / Тр. ЦНИГРИ, 1969. Вып. 8. С. 103—111.

45. Кривцов А.И., Макеева И.Т. Источники рудного вещества эндогенных месторождений / Итоги науки и техники. Рудные месторождения. ВИНИТИ, 1981, т. 11,135 с.

46. Кривцов А.И., Константинов М.М., Кузнецов В.В. и др. Система моделей месторождений благородных и цветных металлов. // Отечественная геология. 1995, № 3, с. 11-31.

47. Кривцов А.И., Шишаков В.Б. Распределение меди и цинка в колчеданных месторождениях Урала. // Геология рудных месторождений, 1980, № 4, с. 57-70.

48. Кучеревский П.Г. Некоторые особенности гипогенной зональности рудных залежей месторождения Узельгинское. / Труды ЦНИГРИ, вып. 148, 1979, С.47-50.

49. Лисицын А.П. Современные гидротермальные системы Мирового океана.

50. Смирновский сборник-2000. М., МГУ, 2000, с. 32-75.

51. Лисицын А.П., Богданов Ю.А., Гурвыч Е.Г. Гидротермальныеобразования рифтовых зон океана. М., Наука, 1990,256 с.

52. Логинов В.П. Эндогенная зональность колчеданных месторождений. // Зональн. гидротерм. рудн. месторожд. М., Наука, 1974, с. 7-85.

53. Масленников В.В., Зайков В.В. О разрушении и окислении сульфидных холмов на дне Уральского палеоокеана // Докл. Ан СССР, 1991. Т.319. № 6.С. 1434-1437.

54. Масленников В.В., Зайков В.В. Колчеданоносные палеогидротермальные поля окраинно-океанических структур Урала (классификация, рудные фации, модель развития). Миасс, Имин УрО РАН, 1998,92 с.

55. Медноколчеданные месторждения Урала: Геологические условия размещения /В.А.Прокин, И.Б.Серавкин, Ф.П.Буслаев и др. Свердловск: Изд.УНЦ АН СССР. 1985. 241с.

56. Медноколчеданные месторждения Урала: Геологическое строение /В.А.Прокин, И.Б.Серавкин, Ф.П.Буслаев и др. Свердловск: Изд.УНЦ АН СССР. 1988.288 с.

57. Медноколчеданные месторждения Урала: Условия формирования /В.А.Прокин, И.Б.Серавкин, Ф.П.Буслаев и др. Екатеринбург: УрО РАН. 1992.312 с.

58. Меднорудные месторождения типы и условия образования. / Под ред. А.И.Кривцова, Ю.В.Богданова, М.Б.Бородаевской и др. М., Недра, 1987, 197 с.

59. Минина О.В. Типовая модель медноколчеданных месторождений Урала и главные элементы ее строения. // Геол. особенности и метод, поисков скрытых колчед. месторожд. на Урале. М., Мингео РСФСР, 1985, с. 6979.

60. Миронов Ю.В., Ельянова Е.А., Зорина Ю.Г., Мирлин Е.Г. Вулканизм и океанское колчеданообразование. М. Научный Мир, 1999, 173 с.

61. Нечеухин В.М. Региональный зеленекаменный метаморфизм вулканогенных пород Баймакского района на Южном Урале//Метаморфизм горных пород Главной вуканической зоны. М. 1969. С. 5-200.

62. Новый тип современной минералообразующей системы: "Черные курильщики" гидротермального поля 14°45' с.ш., Срединно-Атлантический хребет / Ю .А.Богданов, Н.С.Бортников, И.В.Викентьев и др. //Геология рудных месторождений, 1997, т. 39, № 1, с. 68-90.

63. Нортон Д., Кэтлес JT.M. Термальные аспекты рудоотложения. / В сб.: "Геохимия гидротермальных рудных месторождений". М., Мир, 1982, с. 481—496.

64. Овчинников JI.H., Лутков Р.И. Геохимические типы и зональность колчеданного оруденения Урала. М., Наука, 1983, 184 с.

65. Овчинников Л.Н. Геохимические аспекты единой генетической модели рудного месторождения. / Генетические модели эндогенных рудных формаций. Т.1. Новосибирск: Наука, 1983. с. 26-34.

66. Овчинников Л.Н. Полезные ископаемые и металлогения Урала. М.: ЗАО "Геоинформмарк", 1998.- 412 с.

67. Петров Г.В., Казакова Н.М. Геологическое строение Узельгинского медно-цинкового колчеданного месторождения. //Геология и генезис рудных месторождений Урала. / Башк. отд. АН СССР; Уфа, 1978, С. 5465.

68. Поиски меднорудных месторождений. / Бородаевская М.Б., Володин Р.Н., Кривцов А.И., и др. М.: Недра,1985. - 219 с.

69. Попов В.Е., Краснов С.Г., Айнемер A.M., Черкашев Г.А. Современные вулканогенно-осадочные сульфидные руды и их древние аналоги. Зап.ВМО, 1985, Вып.4. С. 410-427.

70. Принципы и методы прогноза скрытых месторождений меди, никеля и кобальта / Бородаевская М.Б., Кривцов А.И., Лихачев А.П. и др. М.: Недра, 1987.-246 с.

71. Прогнозно-поисковые модели месторождений благородных, цветных металлов и алмазов.: Атлас. / Под ред. Константинова М.М., Волчкова А.Г., Ваганова В.И. М. ЦНИГРИ, 1993.

72. Прокин В.А. Условия образования первичной зональности Сибайского колчеданного месторождения (Южный Урал). / В сб.: "Конференция попроблемам постмагматического рудообразования", т.1. Прага, 1963 г.

73. Прокин В. А. Закономерности размещения колчеданных месторождений на Южном Урале. М.: Недра, 1977.

74. Прокин В.А., Серавкин КБ., Буслаев Ф.П. и др. Медноколчеданные месторождения Урала. Условия формирования. УРО АН СССР, Екатеринбург, 1992, 308 с.

75. Пшеничный Г.Н. Гайское медноколчеданное месторождение на Южном Урале. М.: Недра, 1975.

76. Пшеничный Г.Н. Текстуры и структуры руд месторождений колчеданной формации Южного Урала. М.: Наука, 1984.

77. Рона П. Гидротермальная минерализация областей спрединга в океане. М., Мир, 1986, 160 с.

78. Рудницкий В.Ф. Миграция вещества при формировании уральских колчеданных месторождений. //Геохимия. 1987. №6. С. 813-823.

79. Ручкин Г.В., Николайчук Г.В. О зональности колчеданных месторождений Блявинского рудного поля (Южный Урал). // Геология рудных месторождений. 1968. №6. С. 49-60.

80. Серавкин И.Б. Вулканизм и колчеданные месторождения Южного Урала. М.: Наука, 1986.

81. Система геологических наблюдений при прогнозе и поисках месторождений колчеданных руд. М., ЦНИГРИ. 1992, 225 с.

82. Скрипченко Н.С. Вулканогенно-осадочное рудообразование (на примере колчеданных месторождений Северного Кавказа). М., Недра, 1966, 292 с.

83. Скрипченко Н.С. Гидротермально-осадочные сульфидные руды базальтоидных формаций. М.: Недра, 1972, 216 с.

84. Смирнов В.И. Конвергентность колчеданных месторождений. // Вестн. МГУ, сер. геол., 1960, № 2, с. 19-26.

85. Смирнов В.И. Колчеданные месторождения. / Генезис эндогенных рудных месторождений. М., 1968, с. 586-647

86. Смирнов В.И., Гончарова Т.Я. Геологические особенности образованияколчеданных месторождений западной части Северного Кавказа // Изв. АН СССР, сер. геол., 1960, № 2, с. 3-15.

87. Сравнительная типизация обстановок формирования современных и древних колчеданных руд / Агеева С.Т., Ельянова Е.А., Злотник-Хоткевич А.Г. и др. / Металлогения современных и древних океанов. М., 1992, с. 147-155.

88. Среднепалеозойский вулканизм Башкирского Зауралья и связь с ним колдчеданного оруднения / П.Ф.Сопко, И.Б.Серавкин, А.С.Бобохов, А.М.Косарев. Уфа: БФАН СССР, 1983.

89. Сурин Т.Н. Метасоматоз и колчеданное рудообразование. Верхнеуральский район. / Екатеринбург, УИФ «Наука», 1993, 104 с. Метасоматоз и колчеданное рудообразование. Верхнеуральский район. / Екатеринбург, УИФ «Наука», 1993, 104 с.

90. Твалчрелидзе Г.А. О типах колчеданных месторождений и провинций. // Изв. АН СССР, сер. геол., 1978, № 10, с. 5-16.

91. Твалчрелидзе А.Г. Геохимические условия образования колчеданных месторождений. / М., Недра, 1987, 188 с.

92. Тимергазина А.К. Метасоматическая зональность околорудных пород Подольского медноколчеданного месторождения. (Южный Урал). "Магматизм и метаморфизм Юж. Урала". Уфа, 1980, с. 55-61.

93. Уолтер Дж.В., Вуд Б.Дж. Скорость реакции минерал-флюид. «Взаимодействие флюид-порода при метаморфизме». М.: Мир, 1989.

94. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых. Справочник геофизика. / Под ред. Н.Б.Дортман. 2-е изд. М., Недра, 1984, 455 с.

95. Хелгесон Г.К. Массообмен между минералами и гидротермальными растворами. / В сб. «Геохимия гидротермальных рудных месторождений». М., Мир, 1982, с.451-480.

96. Шадлун Т.Н. Особенности минерального состава текстур и структур руд некоторых колчеданных месторождений Урала // Колчеданные месторождения Урала. М., 1950. С. 117-147.

97. Ширай Е.П. Вулканогенные формации медноколчеданных районов /сравнительный анализ формаций как основа прогнозирования медноколчеданных месторождений/ Автореф. дис. докт. геол.-минерал. наук. М.: ЦНИГРИ, 1981. 49 с.

98. Юрин Ю.Ф. Место колчеданного рудообразования в истории низкотемпературного метосоматизма. «Геол., поиски и разведка месторожд. рудн. полезн. ископаемых». Иркутск, 1986, с. 39-46.

99. Юрин Ю.Ф. Значение хлоритолитов при решении вопросов генезиса колчеданных месторождений Урала. // Докл. АН СССР. 1989. - 304, № 3. - С. 688-692. - Рус.

100. Ярош П.Я. Диагенез и метаморфизм колчеданных руд на Урале. М., Наука, 1973,239 с.

101. Сапп J.R., Stems M.R. Black smokers fuelled by freezing magma. «Nature», 1982, v.298, № 5870, p. 147-149.

102. Cann J.R., Strens M.R., Rise A. A simple magma-driven thermal model for formation of volcanogenic massive sulphides. // Earth and Planetary Science Letters, 1985/86, v.76,№ 1/2, p. 123-134.

103. Cathles L. An analysis of the hydrothermal system responsible for massive sulfide deposition in the Hokuroku Basin of Japan. // Econ. Geol., 1983, Monogr. 5, p. 439-487.

104. Clark L.A., Burrill G.H.R. Unconformity related uranium deposits, Athabasca area, Saskatchewan, and East Alligator Rivers area, Northern Territory, Australia. «С1М Bull.» 1981, 74, № 831.

105. Edmond J.M., Von Damm K.L Hot springs in the ocean floor. // Scientific American, 1983, v.248, 78-93.

106. Edmond J.M., Von Damm K.L., McDuff R.E., Measures C.J., Chemistry of hot springs on the East Pacific Rise and their effluent dispersal. // Nature, 1982, v. 297, № 5863, 187-191.

107. Formation and transformation of clay minerals in the hydrothermal deposits of Middle Valley, Juan de Fuca ridge, ODP Leg 169. / K.S.Lackshewitz, A.Singer, R.Botz et al. // Econ. Geol., 2000, vol. 95, p. 361-390.

108. Franclin J.M., Lydon J. W., Sangster D.F. Volcanic-assosiated massive sulfide deposits. Econom. Geol., 75-th Anniv. Vol., 1981, p.485-627.

109. Hekinian R, Fouquet Y. Volkanism and metallogenesis of axial and offaxial structures on the East Pasific Rise near 13°N.// Economic Geology, 1985, v.80, № 2, 221-249.

110. Humpris S.E., Cann J.R. Contraints on the energy and chemical balances of the modern TAG and ancient Cyprus seafloor sulfide deposits. Journal of the geophysical research, vol. 105, № В 12,2000, pp. 477^88.

111. Henley R.W., Ellis A.J. Geothermal systems ancient and modern: a geochemical review. / Earth Science Rev., 1983, v. 19, p.1-50.

112. Large R.R. Chemical evolution and zonation of massive sulfide deposits in volcanic terrains // Econ. Geol., 1977, vol. 72, № 2, p. 549-572.

113. Massive deep-sea sulphide ore deposits discovered on the East Pacific Rise. / J.Franchetau, H.D.Needham, P.Choukroune et al. // Nature, 1979, vol. 277, № 5697, p. 523-528.

114. Nicholas S.J., David C.F., Factoras controlling mineral zoning in hydrothermal ore deposits. //Econ. Geol., 1982, 77, № 2,476^182.

115. Norton D.L. Fluid and transport phenomena typical of copper-beating pluton environments. // Advances in geology of porphyry copper deposits. Southwestern North America. The University of Arizona Press, Tucson,• 1983, pp.59-72.

116. Щ 165 Ohmoto H. Submarine calderas: a key to the formation of volcanogeneticmassive sulfide deposits. // Mining Geology, 1978, vol. 28, № 150, p. 219231.

117. Reed M.H. Calculation of multicimponent chemical equilibria and reaction processes in systems involving minerals, gases and aqueous phase. //Geochim. and Cosmochim. Acta, 1982, v. 46, № 4, p.513-528.

118. Reed M.H. Seawater-basalt reaction and the origin of greenstones and related ^ ore deposits. // Econ. Geol., 1983, vol. 78, p. 466^185.

119. Ridley W.I., Perfit M.R., Jonesson I.R., Smith M.F. Hydrothermal alteration in oceanic ridge volcanoes: A detailed study at the Galapagos Fossil Hydrothermal Field. // Geochimica et Cosmochimica Acta, 1994, v. 58, № 11, p.2477-2494.

120. Sangster D.F. Volcanic-exalative massive sulfide deposits. // Base metall deposits ofBrasil. Brasil, 1999, p. 13-15.

121. Sasaki A. Isotopic data of Kuroko deposits. / Geol. Kuroko deposits. Tokyo,1974, p. 389-398.

122. Sato T. Kuroko deposits: their geology, geochemistry and origin. / Trans. Inst. Ф Min. and Met., 1978, vol. 87.

123. Seyfried W.E., Bischoff J.L. Hydrothermal transport of heavy metals by seawater: the role of seawater/basalt ratio. // Earth and Planet. Sci. Lett., 1977, vol. 34, p. 71-77.

124. Singer D.A. World-class base and precious metal deposits quantitativeanalysis. // Econ. Geol., vol. 90, 1995, p. 88-104.

125. Solomon M., Walshe J.L. The formation of massive sulphide deposits on the sea floors. // Econ. Geol., 1979, vol. 74, № 4, pp. 797-813.

126. SpoonerE. Т. C. Hydrodinamic model for the origin the ophiolitic cupriferous pyrite ore deposits of Cyprus. Trans. Inst., Min. and Met., 1978, B.87, Febr.

127. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1985b, v. 49, № 11,2221-2237.

128. Wallace P.J., Carmichael I.S.E. S speciation in submarine basaltic glasses as determinated by measurements of SKa X-ray wavelength shifts. // American Mineralogist, 1994, v. 79, № 1/2 p. 161-167

129. Wood В J., Walther J.V. Rates of hydrothermal reactions. // Science, 1983, v. 222, №4622, p. 413-415.

Информация о работе

Абрамова, Елена Евгеньевна
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2005
ВАК 25.00.11

Диссертация

Минеральные парагенезисы колчеданообразующих систем уральского типа - термодинамическое моделирование - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы