Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Условия формирования цвиттеров и турмалинитов Северного массива

ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Условия формирования цвиттеров и турмалинитов Северного массива"

На правах рукописи

КУРГУЗОВА Анна Владимировна

УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЦВИТТЕРОВ И ТУРМАЛИНИТОВ СЕВЕРНОГО МАССИВА (ЧУКОТКА)

Специальность 25.00.04 - Петрология, вулканология

У\

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

005551585

Санкт-Петербург-2014

005551585

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой

университет «Горный»

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН, профессор Марин Юрий Борисович

Официальные оппоненты:

Гавриленко Владимир Васильевич доктор геолого-минералогических наук, профессор,

ФГБОУ ВПО «Российский государственный педагогический университет им. А.И.Герцена», кафедра геологии и геоэкологии, профессор

Кашин Сергей Васильевич кандидат геолого-минералогических наук, ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А. П. Карпинского",

отдел металлогении и геологии месторождений полезных ископаемых, ведущий научный сотрудник

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет»

Защита состоится 27 июня 2014 г. в 15 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212.224.04 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-я линия, д. 2, ауд. 4312.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный» и на сайте www.spmi.ru.

Автореферат разослан 25 апреля 2014 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета

ГУЛЬБИН Юрий Леонидович

Общая характеристика работы

Актуальность темы. На территории Чукотского АО находится более 15% российских запасов олова, значительная часть которых заключена в штокверковых месторождениях Пыркакайского рудного узла. Известны на Чукотке объекты, геологическая позиция касситеритого оруденения которых принципиально иная. Одним из них является массив Северный: оловоносные породы массива - турмалиниты, положение которых контролируется тектоническими нарушениями. Изменившаяся с 2008 года ситуация - получение рядом недропользователей лицензий, начало подготовки некоторых оловорудных объектов к эксплуатации - позволяет ожидать в ближайшее время роста запасов и добычи олова в России.

Интерес геологов к метасоматическим породам, производным редкометалльного гранитоидного магматизма, обусловлен высокими, до промышленных, содержаниями в них Бп, Мо, Та, № и других металлов. На Северном массиве известны литий-фтористые граниты и онгониты, а также ассоциирующие с ними метасоматические образования - темнослюдистые грейзены-цвитгеры и турмалиниты. Несмотря на значительный объем работ, проводимых на Северном массиве с 30-х годов прошлого века, ряд ключевых вопросов остается нерешенным. Доказана генетическая связь касситеритового оруденения с турмалинитами, однако механизмы формирования оловянной минерализации, позиция цвиттеров и турмалинитов в истории развития массива, а также рудная специализация цвиттеров до сих пор остаются неясными. Касситеритовая минерализация турмалинитов Северного массива принадлежит к олово-силикатной формации, в то время как другие оловорудные объекты региона принадлежат к касситерит-кварцевой формации.

Источником информации о рудообразующих процессах служат минералогические и петрологические особенности магматических и метасоматических пород и связанной с ними рудной минерализации. Использование методов термобарогеохимии позволяет выявить закономерности формирования пород,

реконструировать историю их образования и связь метасоматитов с магматическими процессами. Исследование физико-химических условий формирования цвиттеров и турмалинитов, связанных с редкометалльным гранитоидным магматизмом, вносит вклад в решение ряда вопросов петро- и рудогенеза.

Цель работы: Определение условий формирования и особенностей рудной специализации цвиттеров и турмалинитов Северного массива.

Задачи исследования:

- изучение состава породообразующих и акцессорных минералов цвиттеров и турмалинитов;

- исследование анатомии минералов оловорудных турмалинитов;

- изучение флюидного режима формирования цвиттеров и турмалинитов;

- выявление позиции цвиттеров и турмалинитов в геологической истории массива.

Фактический материал и методы исследования. В основу работы положены материалы, собранные сотрудниками кафедры МКП во время полевых работ 1991 г., а также Е.В. Поляковой в 2011 г. Детально изучено 30 штуфных проб и более 120 шлифов, 30 прозрачно-полированных и 20 двусторонне-полированных пластинок, отобраны монофракции слюды и кварца из биотитовых и цвиттеров. Исследования проводились в лабораториях Горного Университета (Санкт-Петербург), ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург), ИГМ СО РАН (Новосибирск), ИГиГ УрО РАН (Екатеринбург), Института минералогии Фрайбергской горной академии (Фрайберг, Германия).

Методом растровой электронной микроскопии изучены акцессорные минералы цвиттеров (около 150 определений) и биотитовых гранитов (более 100 измерений). Для характеристики анатомии касситерита получено более 150 катодолюминесцентных изображений. Выполнено 56 определений состава турмалина. Для характеристики флюидных включений методом микротермометрии изучено более 100 включений в кварце цвиттеров и турмалинитов. Методом КР-спектроскопии исследованы компоненты 24

включений. Изучено более 200 вскрытых включений в кварце цвиттеров и около 100 включений в кварце турмалинитов.

Петрографическое изучение пород, описание морфологии флюидных включений и их фотографирование выполнялись на микроскопе Karl Zeiss Axiolab, отбор монофракций слюды и кварца -под бинокулярным микроскопом МБС-5. Валовые составы гранитов, цвиттеров и турмалинитов определялись методом атомной адсорбции на Shimadzu АА6300 и на оптическом эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Shimadzu ICPE-9000 в Горном университете. Исследование акцессорных минералов цвиттеров и определение содержаний главных элементов в слюдах выполнялись в Горном Университете (JSM-6460LV с EDX- и WDX-приставками), а также во ВСЕГЕИ (CamScan MV-2300 с EDX-приставкой). Содержания щелочных металлов в слюдах - методом ICP-MS на спектрометре Shimadzu ICPE-9000 в Горном университете. Состав турмалина определялся методом РЭМ (Jeol 6400 с EDX- и WDX- приставками). Структурный тип слюд определялся методом порошковой дифрактометрии в Горном университете на дифрактометре XRD-7000 фирмы SHIMADZU. Катодолюминесцентные исследования касситерита проведены на электронном микроскопе Jeol 6400 с детектором Gatan MINI-C1.

Микротермометрические исследования выполнялись автором на термостолике Linkam THMSG-600 (Горный Университет, ИГиГ УрО РАН и ИГМ СО РАН). Состав отдельных включений определялся методом рамановской спектроскопии с помощью спектрометра Horiba Labram HR-800 (ИГМ СОРАН). Вскрытые флюидные включения анализировались на сканирующем электронном микроскопе TESCAN Mira 3 LMU (ИГМ СО РАН, аналитик Н.С.Карманов) с EDX-детектором.

Изучение флюидных включений методами КР-спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии, проведение микрорентгеноспектрального анализа составов турмалина и касситерита выполнялись при непосредственном участии диссертанта.

Научная новизна. Доказано участие гидросолевых жидкостей в формировании цвиттеров, что является новым свидетельством присутствия флюидов такого состава на стадиях грейзенизации. Во флюидных включениях в цвиттерах обнаружены борная кислота и бисмоклит, установленные для метасоматитов впервые. Примененный для метасоматических образований Северного массива комплексный подход, основанный на детальных минералогических и термобарогеохимических исследованиях, позволил: выявить особенности акцессорной минерализации и ее лито-халькофильный характер в цвиттерах; установить флюидный режим образования цвиттеров и турмалинитов; предложить механизм формирования касситеритового оруденения на Северном массиве.

Практическое значение. В акцессорных минералах цвиттеров изучено распределение №>, Та, Бп и ТЬ,

определяющих особенности редкометалльной специализации этих метасоматитов. Исследование анатомии минералов оловорудных турмалинитов позволило выявить неодноактность формирования касситеритовой минерализации на Северном массиве, что следует учитывать при поисках и оценке новых рудных тел. Установленная неоднородность анатомии и состава касситерита должна учитываться при технологических испытаниях руд. Полученные в работе результаты могут быть использованы в учебных дисциплинах «Специальное геологическое картирование», «Региональные и локальные метасоматиты и их рудоносность» и «Поисковая минералогия».

Защищаемые положения:

1. Сочетание редкометальных (тантал-ниобиевый рутил, вольфрамит, вольфрамоиксиолит и др.) и сульфидных (лёллингит, пирит, халькопирит, висмутин и др.) минералов является особенностью акцессорной минерализации цвиттеров и определяет их лито-халькофильную специализацию.

2. В образовании цвиттеров принимал участие гетерогенный флюид, состоящий из высокосоленой высокоплотной фазы, содержащей борную кислоту и хлориды Иа, К, Бе и других

металлов, и низкоплотной газовой фазы, состоящей преимущественно из С02.

3. Состав включений в минералах турмалинитов свидетельствуют о смешении восстановительных (СН4 и Fe2+ в пиросмалите, диагностированном во флюидных включениях в дорудном кварце) и окислительных (Fe3+ в гематите, определенном во включениях в касситерите) флюидов при формировании касситеритового оруденения.

Апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в 12 работах, включая 2 статьи в журналах из списка ВАК, 8 публикаций в материалах российских и 2 - в материалах международных конференций. Результаты докладывались на Годичном собрании Российского минералогического общества (Санкт-Петербург, 2012); конференции «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2012, 2013); Научных чтениях памяти П.Н. Чирвинского (Пермь, 2012, 2013); на II научной молодежной школе-конференции «Новое в познании процессов рудообразования» (Москва, 2012); V Региональной конференции молодых ученых «Современные проблемы геологии, геохимии и экологии Дальнего Востока России» (Владивосток, 2012); на совещании «Современные проблемы магматизма и метаморфизма» (С-Петербург, 2012); международной конференции Freiberger Forschungsforum-2012 (Фрайберг, Германия, 2012); III Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти А.П. Карпинского (С-Петербург, 2013) и на конференции ECROFIXXII (Анталья, Турция, 2013).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и 9 приложений. Работа изложена на 167 страницах текста, сопровождается 63 иллюстрациями, 8 таблицами. Список литературы включает 150 наименований. Обоснование защищаемых положений содержится в главах: первое -3,4, второе - 5, третье - 4, 5, 6.

Благодарности. Диссертационная работа выполнена под руководством доктора геолого-минералогических наук, члена-

корреспондента РАН Юрия БорисовичаМарина, которому автор выражает благодарность за всестороннюю помощь и поддержку.

Автор выражает искреннюю признательность сотрудникам и студентам кафедры минералогии, кристаллографии и петрографии Горного Университета: В.И. Алексееву, Е.В. Поляковой - за предоставление материала и критические замечания в процессе написания статей и текста диссертации, а также Д.А. Петрову, Е.Б.Евангуловой, И.Нкенда, А.Г.Пилюгину, С. Ю.Степанову, А. В. Рассолову. Лабораторные исследования в Горном Университете были возможны благодаря И.М. Гембицкой. Без содействия Ю.И. Клюкина (Virginia Tech's Department of Geosciences, США) могло не случиться знакомства диссертанта с методами термобарогеохимии. Неоценимую помощь при изучении флюидных включений оказали сотрудники лаборатории термобарогеохимии ИГМ СО РАН (Новосибирск) С.З. Смирнов, A.A. Томиленко и Н.С. Карманов. Особую благодарность автор выражает С.З. Смирнову за полезные советы и критические замечания, способствовавшие расширению научного кругозора. Плодотворное сотрудничество с профессорами Института минералогии Фрайбергской горной академии Г. Хайде (G. Heide), У. Кемпе (U. Кетре) и И. Гётце (J. Götze) позволило не только выполнить значительное количество лабораторных исследований, но и получить ценные рекомендации, советы и поддержку при работе над текстом диссертации. Также автор выражает благодарность В. Ю. Прокофьеву (ИГЕМ РАН). Исследования поддержаны грантами Министерства образования (государственный контракт № 14.740.11.0192), РФФИ (11-05-00868-а) и Германской службы обменов DAAD (стипендия «Иван Губкин», 2013-2014 гг.).

Основное содержание работы Глава 1 Особенности состава и строения магматических пород Северного массива

Гранитный массив Северный расположен в Шелагской гряде Чукотского нагорья, являющегося частью Тихоокеанского подвижного пояса. Площадь этого слабоэродированного массива -около 300 км2. Северный массив имеет длительную историю

исследований, но, тем не менее, остается одной из геологических и петрологических загадок Чукотки. До сих пор у исследователей нет единого мнения по вопросам расчленения магматических образований (Загрузина, 1965; Дудкинский и др., 1992, 1994; Алексеев, 2005). Наличие в строении Северного массива литий-фтористых (циннвальдитовых) гранитов является предпосылкой к формированию редкометалльного, в частности, оловянного оруденения грейзенового типа (Коваленко и др., 1970, 1974; Breiter et al., 1999; Stemprok et al., 2005). Однако, несмотря на наличие темнослюдистых грейзенов-цвиттеров, касситеритовая

минерализация локализована в турмалинитах. На Северном массиве известны субвулканические аналоги литий-фтористых гранитов -онгониты (Алексеев, 2009; 2013), характерные для оловянных и вольфрамовых месторождений.

Биотитовые граниты («главная фаза») слагают около 80% площади массива. Среди них присутствуют породы различной зернистости и структуры, в том числе порфировидные граниты. Микроскопические наблюдения свидетельствуют о присутствии значительного количества вторичных минералов (кварц, литиевая слюда, топаз) в биотитовых гранитах. Ряд исследователей (Дудкинский и др., 1994; Ефремов и др., 2000; 2012), основываясь на геохимических особенностях (повышенные содержания А1203 Li F В), относят эти породы к литий-фтористому геохимическому типу редкометалльных гранитов. Сотрудниками Горного университета (Алексеев, 2005, 2011, 2013; Полякова, 2013) доказано, что для биотитовых гранитов характерны площадные метасоматические изменения, связанные с внедрением комплекса интрузий циннвальдитовых гранитов, вследствие чего граниты главной фазы приобретают мнимый облик литий-фтористых гранитов.

Циннвалъдитовые граниты (литий-фтористые) слагают позднемеловой редкометалльный интрузивный комплекс. Эти породы образуют пластообразные тела мощностью от 1-2 м до 3050 м, а также маломощные дайки и интрузивные жилы. Одним из главных отличий литий-фтористых гранитов от гранитов главной фазы является наличие в них циннвальдита и топаза.

Биотитовые и циннвальдитовые граниты характеризуются высокой кремнекислотностью (более 75%) и преобладанием К над Иа. Существенные различия в химическом составе биотитовых и циннвальдитовых гранитов отсутствуют, что является следствием метасоматических изменений биотитовых гранитов под воздействием циннвальдитовых гранитов и «выравнивания» составов гранитов двух комплексов.

Онгониты являются наиболее поздними из известных редкометалльно-гранитовых образований Северного массива. Онгониты представляют собой маломощные дайки и жильные тела мощностью в десятки сантиметров. Породообразующие минералы: альбит, калинатриевый полевой шпат, кварц, циннвальдит, топаз, флюорит. Структура пород микропорфировая и микропойкилитовая, количество вкрапленников (представленных кварцем, полевыми шпатами, слюдой и топазом) составляет 10-20%. В отличие от биотитовых и циннвальдитовых гранитов, характерно преобладание Ыа над К (Алексеев, 2005).

Глава 2 Цвиттеры и турмалиниты Северного массива В связи с тем, что касситеритовая минерализация Северного массива приурочена к метасоматическим образованиям, предлагались различные классификации этих пород. В исследовании принята схема расчленения метасоматитов, разработанная сотрудниками Горного университета (Марин и др., 1992ф), в рамках которой выделены цвиттеры и турмалиниты.

Цвиттеры. Граниты массива Северный грейзенизированы, характерно развитие темнослюдистых грейзенов - цвиттеров, описанных для литий-фтористых гранитов Рудных гор, Монголии и Забайкалья. В полнопроявленном виде цвиттеры образуют неправильной формы гнезда и маломощные (первые десятки сантиметров) линзы. Встречаются метасоматические кварцевые прожилки мощностью 3-10 мм с околожильной грейзенизацией. Цвиттеры тяготеют преимущественно к участкам концентрации силлов литий-фтористых гранитов. Основные минералы цвиттеров -кварц, топаз, циннвальдит, второстепенные - турмалин, флюорит и рудные (арсенопирит, гематит, ильменит и др.), акцессорные -

рутил, ксенотим, монацит, вольфрамоиксиолит, колумбит, реликтовые - калинатриевые полевые шпаты, кварц, сидерофиллит, циркон, титанит. На основании изучении состава и структуры слюд биотитовых гранитов и цвиттеров сделан вывод, что слюда гранитов является сидерофиллитом, а слюда цвиттеров - циннвальдитом (Кургузова и др., 2013). Реликтовый сидерофиллит (называемый в большинстве работ «биотитом») содержит многочисленные плеохроичные дворики вокруг включений циркона и монацита, замещается циннвальдитом, топазом, флюоритом, иногда мусковитом и кварцем.

Турмалиниты. Турмалиниты представлены турмалин-кварцевыми жильными образованиями, сопровождающимися околожильными метасоматитами. Выделено 4 фации турмалинитов (Марин и др., 1992): адуляр-турмалиновая, хлорит-мусковит-турмалиновая, мусковит-кварц-турмалиновая, альбит-турмалин-кварцевая. Касситеритовая минерализация характерна для образований двух последних фаций.

Локализация касситеритового оруденения в турмалинитах определяется его приуроченностью к субмеридиональным разрывным нарушениям (Завгородний, 1995). Участки оловорудного оруденения на Северном массиве однозначно связаны с вытянутыми в северо-западном направлении турмалинитами и при этом не наблюдаются в полях совместного развития цвиттеров и турмалинитов (Марин и др., 1992).

Глава 3 Породообразующие и акцессорные минералы цвиттеров и турмалинитов

Минералы цвиттеров. Среди акцессориев цвиттеров выявлены циркон, монацит, рутил, ксенотим, иттриевый флюорит, вольфрамоиксиолит, торит, а также черновит, вольфрамит, арсенопирит, вимсмутин и некоторые другие.

Монацит. Согласно петрографическим наблюдениям, в цвиттерах присутствуют две генерации монацита, находящиеся в тесном срастании. По всей вероятности, рост метасоматического монацита происходил на затравках уже существовавшего магматического аналога. Монацит цвиттеров, в отличие от

магматического, имеет более крупный размер: соответственно 50100 и 20-30 мкм. В цвиттерах монацит часто находится в срастании с типичными минералами этих пород - флюоритом, топазом, гафниевым цирконом. Цвитгеровый монацит отличается от монацита биотитовых гранитов пониженной долей брабантита -CaTh(P04)2 и хаттонита - Th(Si04). Пониженное содержание Th в монацитах метасоматитов связано с метамиктностью ториевых монацитов и их неустойчивостью при кислом метасоматозе (Кургузова и др., 2012).

Циркон. Циркон цвиттеров отличается от циркона биотитовых гранитов повышенным содержанием Hf- 0,7-3,7 мас.%, имеет сложное зональное и пористое строение. В ассоциации с цирконом и вольфрамоиксиолитом, в соседствующих с ними пустотах выщелачивания, встречается сложная смесь торита с As-Bi минералами (рузвельтитом, черновитом и др.). На границах зерен циркона и кварца цвиттеров обнаружены флюидные включения, содержащие оксихлориды висмута.

Рутил. В качестве изоморфных примесей рутил биотитовых гранитов содержит Fe и Nb (таблица 1). В цвиттерах состав примесей в рутиле отличается значительным разнообразием, что является отражением влияния состава метасоматических растворов (Кургузова и др., 2012). Этот минерал в цвиттерах заключен в циннвальдите и отличается постоянным присутствием примесей Nb (0,66-3,9, иногда до 14,58 мас.%) и W (0,11-7,64 мас.%). В рутиле зафиксированы микровключения ферберита.

Таблица 1 - Формулы рутила из пород Северного массива

Вмещающая порода Эмпирическая формула рутила

Биотитовый гранит (Tio,93Feo,oiNbo,oi Сао,о2)о,980г

Цвиттер (Tio,8oNbo.o6Feo,o6Sno,o3Tao,o2Wo,oi)o,9802

Танталониобаты. Вольфрамоиксиолит из циннвальдитовых гранитов Северного имеет состав

(Feo,46Nbo,зlMno,l4Sco,o5)o,9б(Nbo,4oWo,зoTao,l5Tio,l5)04. Эмпирическая формула вольфрамиксиолита из цвиттеров

(Рео,5о^о,29Мпо,1з)о,92(^о^од8Тао,17Т1о,19)04. В цвиттерах вольфрамоиксиолит наблюдается в срастаниях с гафниевым

СэМ

НЯн Г ЩЩ I СэМ

Ш жЗШ

Рисунок 2 - Элементы внутренней анатомии касситерита, изображения в режиме катодолюминесценции. Условные обозначения: С)г - кварц, - касситерит.

цирконом, монацитом, ксенотимом, и другими акцессориями цвиттеров.

Сульфиды. Для цвиттеров Северного массива характерна акцессорная сульфидная минерализация, представленная пиритом, арсенопиритом, лёллингитом, халькопиритом, сфалеритом, висмутином, галенитом. Присутствует арсенат висмута ателестит.

Минералы турмалинитов. Касситерит. Особенности анатомии касситерита, исследованные в режиме катодолюминесценции, позволили выявить дискретность минералообразования, которой соответствуют зоны, обозначенные 1, 2, 3 (рисунки 1, 2 на вклейке). СяГ 1 - нелюминесцирующий, незональный касситерит. Такие участки характерны для внутренних зон зерен, не нарушенных трещинами. В проходящем свете это коричневые, бурые, незональные участки (рисунок 1, а-б). 2 -внешние зоны на Сяг 1 с тонкой осцилляторной зональностью, представляют собой первичную зональность, обусловленную периодическими изменениями условий роста кристалла. В проходящем свете - бесцветные или слабоокрашенные зоны (рисунок 1, а-б). СуГ 3 - «витиеватые», незакономерно ориентированные зоны с яркой люминесценцией, локализующиеся около трещин, на краях брекчированных кристаллов. Возникают в результате метасоматических изменений, произошедших после брекчирования пород. В проходящем свете имеют бурую, темно-бордовую, рыжеватую окраску (рисунок 1, в-г).

Методом микрорентгеноспектрального анализа установлено, что в качестве изоморфных примесей в касситерите присутствуют Бе и \У. Железо является гасителем люминесценции, а вольфрам выступает в роли люминогена, что объясняет особенности катодолюминесцентных изображений касситерита. Железо и вольфрам имеют переменную валентность, поэтому существует несколько теоретически возможных схем изоморфизма. В работе предложены способы расчета схем изоморфных замещений Бп железом и вольфрамом в касситерите.

Изучение анатомии минералов турмалинитов в режиме катодолюминесценции позволили выявить их сильную

брекчированность. Кварц из оловоносных турмалинитов и турмалиновых жил чаще всего находится в мелких (50-100 мкм) дробленых агрегатах (рисунок 3 б,в,г), идиоморфные кристаллы редки (рисунок 3 а, б, д, е). Во внутренних частях кристаллов присутствуют признаки деформаций: доменные структуры, мозаичное строение (рисунок 3, а), «богемские ламели» (рисунок 3 д, е), описанные для импактного кварца (Chen et al., 2011).

Глава 4 Флюидные включения в кварце цвиттеров Предметом детальных исследований послужили скопления флюидных включений в кварце цвиттеров, объединяющие многофазовые и двухфазовые включения (рисунок 4), отличающиеся большими размерами (20-50 мкм), своим сонахождением в пределах небольших участков (до 1 мм) в минерале-хозяине, низкими температурами эвтектики (от -75 до -80°С) и близкими температурами гомогенизации (450-550°С). Газовую фазу этих включений составляет С02. Двухфазовые включения, расположенные в пределах таких скоплений, гомогенизируются в газ, что свидетельствует о низкой плотности захваченного флюида.

fc О

А< кр.ф. 'Ж

Рисунок 4 - Типы флюидных включений в кварце цвиттеров а) двухфазовое включение; б) трехфазовое включение; в) многофазовое включение. Обозначения: г - газовый пузырек; кр.ф. - кристаллическая фаза; ж - раствор внутри флюидного включения.

Многофазовые включения из скоплений по своим характеристикам (высокие плотность и солёность, многокомпонентый состав) близки к гидросиликатным жидкостям, описанным во включениях в кварце гранитов, а также редкометалльных и миароловых пегматитов (Рейф, 1982; Смирнов и др., 2011; Thomas et al., 2000, 2012; Veksler et al., 2002). Методом KP-

кр.ф.

Рисунок 3 - Катодолюминесцентные изображения зерен кварца, демонстрирующие элементы их анатомии: а)

' ' »- ~ «,. ~ г 1—' " — ■ ■ * ~ -К-*4"«"Т4" ■"-)■, диа^пМь ц кварце (тиира^сц

г) брекчированные зерна кварца (образец 2066); д) идиоморфный кристалл кварца с ламелями (образец 91); е) увеличенное изображение ламелей в кварце, приведенном на рис. д

Условные обозначения: - кварц, Се! - касситерит, Тиг - турмалин.

спектроскопии в растворе многофазовых включений была диагностирована борная кислота (рисунок 5).

JV \f

ÜJ

б)

jUvUUU'

ж

ШШЯшШШщШИЯт

880 см"1

\

в)

6И.4 1

«S

h

J- w ww.

Рисунок 5 - KP-спектры включения из кварца цвиттеров: а) спектр раствора, содержащий пик борной кислоты (880 см"1); б) спектр минерала-хозяина (кварц); в) детальный спектр раствора, содержащий линии борной кислоты.

Во вскрытых включениях кварца цвиттеров были обнаружены сухие остатки, в составе которых преобладают оксихлориды висмута (Кургузова и др., 2014). Эти соединения образуют скелетные кристаллы, исследование составов которых методом EDX-анализа показало их принадлежность к минералам ряда бисмоклит (BiCIO) - добреит (BiO(Cl,OH)). Такая находка свидетельствует о наличии хлоридных форм переноса Bi в кислых постмагматических флюидах.

Глава 5 Флюидный режим формирования турмалинитов

Объектом исследования послужили единичные многофазовые включения в кварце (рисунок 6) и несколько двухфазовых включений в касситерите из турмалинитов. Изучение состава вскрытых включений показало, что преобладающими компонентами растворов включений в кварце турмалинитов являются Cl, Na, К и Fe. К главным компонентам флюидов

Рисунок 6 - Флюидные включения в кварце турмалинитов. ю ит

турмалинитов относятся Мп, Бп и Са. В отличие от включений в кварце цвиттеров, в кварце турмалинитов не обнаружены Б, Ав и В1.

Включения в кварце в газовой фазе содержат метан, а среди кристаллических фаз обнаружен пиросмалит

диагностированные методом КР-спектроскопии (рисунок 7). Анализ вскрытых включений уточняет, что речь идет о железистом пиросмалите. Наличие в кварце законсервированных флюидов с метаном и Ре2+ (пиросмалит) свидетельствует об их восстановительном характере.

Во включениях в касситерите были обнаружены гематит и

б)

V V,_____

1000 1200

В)

'000 »200

года эоов шо ут :

Рисунок 7 - КР- спектры включения с пиросмалитом (рвш), образец 91; а) минерала-хозяина (кварц); б) пиросмалита; в) пиросмалита, ОН-гпуппа: г') газового пузьгоька с метаном.

1Ь

азот, диагностированные методом КР-спектроскопии. Включения такого состава (Ре3+ в гематите) свидетельствуют об окислительном характере флюида.

Глава 6 Условия формирования и рудоносность цвиттеров и турмалинитов

Цвиттеры. Для флюидов цвитгеровой стадии Северного массива характерна насыщенность С1, Р, Иа, К и Бе, высокая соленость, присутствие во флюиде В в форме борной кислоты и перенос таких рудных компонентов, как В1, Ав, ТЬ, Хп, а также щелочных металлов - ЫЬ и Сб.

Флюиды цвиттеровой стадии по своим характеристикам (гетерофазность, разнообразный фазовый и элементный состав, высокие температуры гомогенизации) ближе к флюидам, описанным во включениях магматических пород и пегматитах, нежели к включениям в грейзеновых образованиях. Основной объем работ по включениям, содержащим высокосоленые расплавы, посвящен пегматитовым образованиям редкометалльных гранитов. Цвиттеры массива Северный являются постмагматическими продуктами редкометалльного гранитоидного магматизма и присутствие в них включений высокосоленых расплавов является новым свидетельством участия подобных флюидов в грейзеновых процессах.

Турмалиниты. Полученные сведения о флюидных включениях в кварце и касситерите турмалинитой стадии свидетельствуют о смешении восстановительных (СН4 и Ре2+ в пиросмалите, включения в дорудном кварце) и окислительных (Ре3+ в гематите, включения в касситерите) флюидов при формировании рудоносных метасоматитов. Поскольку Бп переносится в восстановленной форме и осаждается в условиях высокой фугитивности кислорода (Сущевская и др., 2002, 2010), рудотранспортирующим был восстановленный флюид, а рудоосаждающим - окислительный. При этом происходило окисление Ре2+(пиросмалит включений в кварце) до Ре3+(гематит во флюидных включениях в касситерите). Наиболее вероятно, что восстановленный флюид имел глубинное происхождение, а

окисленный - поверхностное. Породы турмалинитовой стадии образуют жилы, приуроченные к тектоническим трещинам, поэтому не вызывает сомнения участие поверхностных флюидов в их образовании.

Несмотря на генетическую связь с литий-фтористыми гранитами, оловорудная минерализация Северного массива сосредоточена не в грейзенах, как того следовало ожидать по аналогии с другими подобными объектами (Этыка, Иультин, а также Циновец и Альтенберг в Рудных горах, Питинга в Бразилии), а в более поздних кварц-турмалиновых жилах и массивных турмалинитах. Промышленный тип этих руд - не кварц-касситеритовый, характерный для грейзенов, а силикатно-касситеритовый. Важной особенностью касситеритовых метасоматитов является их брекчированность, отражающая активность тектонических движений в регионе и их роль при формировании оловорудных турмалинитов.

Поля развития цвиттеров на Северном массиве тяготеют к участкам концентрации силлов литий-фтористых гранитов и даек онгонитов. Локализация касситеритового оруденения в метасоматитах турмалинитовой стадии определяется его приуроченностью к субмеридиональным разрывным нарушениям, сгущающимися в западной части массива с образованием двух линейных тектонически ослабленных зон повышенной эндогенной активности (Завгородний, 1995). При этом касситеритовая минерализация не наблюдаются в полях совместного развития цвиттеров и турмалинитов (Марин и др., 1992). Приуроченность оловянного оруденения к тектоническим зонам свидетельствует об их важной роли в формировании оруденения: по ним происходила миграция глубинных рудоносных флюидов, их смешение с поверхностными флюдами, окисление и, как следствие, отложение касситерита.

Описанные в работе цвиттеры и турмалиниты характеризуются пространственно-временной разобщенностью в геологической истории массива и имеют разную редкометалльную специализацию. Образование цвиттеров и турмалинитов может быть

связано с двумя этапами активизации редкометалльного магматизма, происходившими с разрывом около 4 млн. лет. Маркерами указанных этапов являются (Алексеев и др., 2013) литий-фтористые граниты (88,0 ± 0,7 млн. лет) и онгониты (84,1 ± 0,6 млн. лет). Такая модель позволяет объяснить отсутствие касситеритового оруденения в цвиттерах, становление которых связано с не имеющими оловянной специализации литий-фтористыми гранитами. Оловорудные породы турмалинитовой стадии вероятнее всего образовались на следующем этапе редкометалльного магматизма, индикатором которого служат дайки онгонитов.

Заключение

В результате проведенных исследований выполнена комплексная характеристика цвиггеров и турмалинитов Северного массива: выявлены особенности составов породообразующих и акцессорных минералов, изучена внутренняя анатомия кварца и касситерита турмалинитов, охарактеризован режим формирования этих метасоматитов. Установлено, что в образовании цвиттеров принимали участие гетерофазные флюиды, состоящие из высокосоленого расплава и низкоплотного газа. Находка во флюидных включениях цвиттеров бисмоклита и борной кислоты свидетельствует о сложном многокомпонентном составе флюидов и последующей его эволюции в процессе цвиттеризации, что, несомненно, требует дальнейшего изучения.

Для турмалинитов предложена модель переноса Бп восстановленными Бе-О с СН4 флюидами и осаждения касситерита вследствие окисления рудоносных флюидов при их смешении с поверхностными растворами в зонах тектонической активности, что находит отражение в брекчировании минералов турмалинитов и особенностях их анатомии. Обнаруженные ламели в кварце турмалинитов, считающиеся результатом воздействия шоковых давлений и описываемые, как правило, для импактитов, свидетельствуют о возможности возникновения таких элементов анатомии в продуктах эндогенных процессов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России:

1. Кургузова A.B. Минералого-геохимическая характеристика цвиттеров массива Северный (Чукотка) / A.B. Кургузова, В.И. Алексеев//3аписки Горного института. -2013.-т. 206. - с.45-50.

2. Кургузова A.B. Включения богатых Bi растворов в кварце из цвиттеров в литий-фтористых гранитах Северного массива(Чукотка): взгляд на поведение Bi в процессах грейзенизации /A.B. Кургузова, С.З. Смирнов, Ю.И. Клюкин, Н.С. Карманов//Записки Российского минералогического общества.-2014.-№2. - с. 23-34.

В других научных изданиях:

3. Алексеев В.И. Минералого-петрографические черты цвиттеров Чаунского района, Чукотка / В.И. Алексеев, A.B. Кургузова, И.М. Гембицкая // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского. - Пермь. - 2012. - с. 197-200.

4. Алексеев В.И. Темнослюдистые грейзены Северного массива (Чукотка) / В.И. Алексеев, А. В. Кургузова // Современные проблемы магматизма и метаморфизма. Том 1. СПб.: Изд-во СПбГУ. - 2012 - с. 29-32.

5. Кургузова A.B. Геохимическая характеристика цвиттеров массива Северный (Чукотка) / A.B. Кургузова, В.И. Алексеев // Металлогения древних и современных океанов - 2012. Гидротермальные поля и руды. - 2012. - С. 154 - 159.

6. Кургузова A.B. Монацит гранитов и апогранитных цвиттеров Северного массива (Чукотка) / А. В. Кургузова, В.И. Алексеев // Материалы годичного собрания РМО -СПб.-2012.-С. 39-41.

7. Кургузова A.B. Рутил в магматических и метасоматических породах массива Северный (Чукотка) / A.B. Кургузова, Е.В. Полякова // Современные проблемы геологии, геохимии и геоэкологии Дальнего Востока России: материалы 4-й Всероссийской конференции молодых ученых. - Владивосток. -2012. - С. 119 - 121.

8. Кургузова A.B. Первые данные о флюидных включениях в кварце гранитов и апогранитных метасоматитов массива Северный / A.B. Кургузова, Е.В. Полякова // Материалы II научной молодежной школы-конференции «Новое в познании процессов рудообразования». - СПб., -2012. - С. 116 - 118.

9. Кургузова A.B. Типизация флюидных включений в кварце из метасоматических пород массива Северный (Чукотка) / A.B. Кургузова // Материалы III Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти А.П. Карпинского. - СПб., 2013. - С. 315 - 320.

10. Кургузова A.B. As-Bi-Th флюиды цвиттеров гранитного массива Северный (Чукотка) / A.B. Кургузова, Ю.И. Клюкин // Металлогения древних и современных океанов-2013. Гидротермальные поля и руды. Научное издание. - Миасс: ИМин УрО РАН, 2013, г. Миасс - с.222-225.

11. Kurguzova A. A comparison of Ore Mountains (Czech Republic-Germany) and Severny massif (Chukotka, Russia) granites / A. Kurguzova // Scientific reports on Recourses Issues. - Freiberg, Germany. 2012. - pp. 29-33

12. Kurguzova A. Arsenic-Borum-Thorium fluids of greisens from Severnyu granitic massif / A. Kurguzova, Yu. Klyukin // ECROFI XXII Abstract Book. Antalya, Turkey 2013. - pp. 65-68.

РИЦ Горного университета. 24.04.2014. 3.346. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Кургузова, Анна Владимировна, Санкт-Петербург

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

КУРГУЗОВА Анна Владимировна

УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЦВИТТЕРОВ И ТУРМАЛИНИТОВ СЕВЕРНОГО МАССИВА (ЧУКОТКА)

Специальность 25.00.04 - Петрология, вулканология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН, профессор Ю.Б. Марин

Санкт-Петербург - 2014

Оглавление

Введение............................................................................................................................4

Глава 1 Особенности состава и строения магматических пород Северного массива .........................................................................................................................................11

1.1 История исследований массива Северный.......................................................11

1.2 Геологическое строение массива Северный.....................................................16

1.3 Петрографические и геохимические особенности магматических пород Северного массива.....................................................................................................23

1.3.1 Биотитовые граниты.....................................................................................23

1.3.2 Циннвальдитовые граниты..........................................................................23

1.3.3 Геохимическая характеристика биотитовых и циннвальдитовых гранитов...................................................................................................................24

1.3.4 Онгониты Северного массива......................................................................27

Глава 2 Цвиттеры и турмалиниты Северного массива.............................................28

2.1 Представления о стадийности и рудоносности метасоматитов массива Северный....................................................................................................................28

2.2 Цвиттеры..............................................................................................................35

2.3 Турмалиниты........................................................................................................39

2.3.1 Адуляр-турмалиновая фация.......................................................................40

2.3.2 Хлорит-мусковит-турмалиновая фация......................................................41

2.3.3 Мусковит-кварц-турмалиновая фация........................................................41

2.3.4 Альбит-турмалин-кварцевая фация............................................................46

2.4 Особенности локализации касситеритового оруденения................................48

Глава 3 Породообразующие и акцессорные минералы цвиттеров и турмалинитов Северного массива........................................................................................................51

3.1 Минералы цвиттеров...........................................................................................51

3.1.1 Слюда.............................................................................................................51

3.1.2 Монацит.........................................................................................................56

3.1.3 Рутил...............................................................................................................58

3.1.4 Циркон............................................................................................................59

3.1.5 Танталониобаты цвиттеров..........................................................................60

3.1.6 Сульфиды цвиттеров....................................................................................62

3.2. Минералы турмалинитов...................................................................................62

3.2.1 Турмалин........................................................................................................62

3.2.1.1 Обзор предыдущих исследований........................................................63

3.2.1.2 Изучение состава турмалина.................................................................64

3.2.2 Касситерит.....................................................................................................67

3.2.1.1 Обзор предыдущих исследований........................................................67

3.2.1.2 Изучение особенностей состава и схем изоморфных замещений в касситерите..........................................................................................................68

3.3 Анатомия и взаимоотношения минералов оловоносных турмалинитов.......75

Глава 4 Флюидные включения в кварце цвиттеров..................................................84

4.1 Классификация флюидных включений.............................................................85

4.2 Микротермометрия флюидных включений......................................................87

Вскрытые включения с оксихлоридами висмута...................................................94

Глава 5 Флюидный режим формирования турмалинитов......................................101

5.1 Классификация включений в кварце турмалинитов......................................101

5.2 Микротермометрия...........................................................................................102

5.3 Вскрытые включения........................................................................................103

5.4 КР- спектроскопия включений.........................................................................105

5.5 Включения в касситерите.................................................................................106

Глава 6 Условия формирования и рудоносность цвиттеров и турмалинитов......109

6.1 Современные представления о флюидном режиме грейзенообразования.. 109

6.1.1 Гетерофазные флюиды...............................................................................110

6.1.2 Гидросиликатные жидкости.......................................................................110

6.2 Условия формирования цвиттеров..................................................................111

6.2.1 Бор в постмагматических процессах.........................................................112

6.2.2 Висмут и мышьяк в постмагматических процессах................................113

6.2.3 Рудоносность цвиттеров................................................................................117

6.3 Условия формирования турмалинитов...........................................................118

6.3.1 Пиросмалит во флюидных включениях...................................................118

6.3.2 Экспериментальные данные о переносе и отложении Sn во флюидах. 119

6.3.3 Механизм формирования касситеритовой минерализации на Северном массиве..................................................................................................................120

6.3.4 Позиция цвиттеров и турмалинитов в геологической истории Северного массива..................................................................................................................121

Заключение..................................................................................................................127

Список сокращений и условных обозначений.........................................................129

Список литературы.....................................................................................................131

Приложение А.............................................................................................................150

Приложение Б..............................................................................................................151

Приложение В.............................................................................................................152

Приложение Г..............................................................................................................154

Приложение Д.............................................................................................................158

Приложение Е..............................................................................................................160

Приложение Ж.............................................................................................................162

Приложение 3..............................................................................................................164

Приложение И.............................................................................................................166

Введение

Актуальность темы. На территории Чукотского АО находится более 15% российских запасов олова, значительная часть которых заключена в штокверковых месторождениях Пыркакайского рудного узла. Известны на Чукотке и объекты, в частности массив Северный, с касситеритовым оруденением в турмалинитах, геологическая позиция которых принципиально отличается от оловорудных грейзеновых месторождений. Изменившаяся с 2008 года ситуация -получение рядом недропользователей лицензий, начало подготовки некоторых оловорудных объектов к эксплуатации - позволяет ожидать в ближайшее время рост запасов и добычи олова в России.

Интерес геологов к метасоматическим породам, постмагматическим производным редкометалльного гранитоидного магматизма, обусловлен высокими, до промышленных, содержаниями в них Бп, Мо, Та, № и других металлов. На Северном массиве известны литий-фтористые граниты и онгониты, а также ассоциирующие с ними метасоматические образования -темнослюдистые грейзены-цвиттеры и турмалиниты. Несмотря на значительный объем работ, проводимых с 30-х годов прошлого века на Северном массиве, ряд ключевых вопросов остается не решенным. Доказана генетическая связь касситеритового оруденения с турмалинитами, однако механизмы формирования оловянной минерализации, позиция цвиттеров и турмалинитов в истории развития массива, а также рудная специализация цвиттеров до сих пор остаются неясными. Касситеритовая минерализация турмалинитов Северного массива принадлежит к олово-силикатной формации, что принципиально отличается от геологической позиции других оловорудных объектов региона, принадлежащих к касситерит-кварцевой формации и формирующих месторождения штокверкового типа.

Источником информации о рудообразующих процессах служат минералогические и петрологические особенности магматических и метасоматических пород и связанной с ними рудной минерализации. Использование методов термобарогеохимии позволяет установить особенности

формирования пород, реконструировать историю их образования и связь метасоматитов с магматическими процессами. Исследование физико-химических условий формирования цвиттеров и турмалинитов, связанных с редкометалльным гранитоидным магматизмом, позволяет внести вклад в решение ряда вопросов петро- и рудогенеза.

Цель работы: Установление условий формирования и особенностей рудной специализации цвиттеров и турмалинитов Северного массива.

Задачи исследования:

- изучение состава породообразующих и акцессорных минералов цвиттеров и турмалинитов;

- исследование анатомии минералов оловорудных турмалинитов;

- изучение флюидного режима формирования цвиттеров и турмалинитов;

- выявление позиции цвиттеров и турмалинитов в геологической истории массива.

Фактический материал и методы исследования. В основу работы положены материалы, собранные сотрудниками кафедры МКП во время полевых работ 1991 г., а также Е.В.Поляковой в 2011 г. Из предоставленных коллекций отобрано 30 штуфных проб и более 100 шлифов, дополнительно изготовлено 25 шлифов, 30 прозрачно-полированных и 20 двусторонне-полированных пластинок, отобраны монофракции слюды из биотитовых гранитов (3 пробы по 120 г) и цвиттеров (6 проб по 120 г), кварца из цвиттеров (3 пробы по 100-150 г). Исследования проводились в лабораториях Горного Университета (Санкт-Петербург), ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург), ИГМ СО РАН, (Новосибирск), ИГиГ УрО РАН (Екатеринбург), Института минералогии Фрайбергской горной академии (Фрайберг, Германия).

Методами растровой электронной микроскопии изучены акцессорные минералы цвиттеров (порядка 150 определений) и биотитовых гранитов (более 100 измерений). Для характеристики морфологии касситерита получено более 150 изображений в катодолюминесценции. Выполнено 56 определений состава турмалина. Для характеристики флюидных включений методами

микротермометрии изучено более 100 включений в кварце цвиттеров и турмалинитов. Методами KP-спектроскопии исследованы компоненты 24 включений. Изучено более 200 вскрытых включений в кварце цвиттеров и около 100 включений в кварце турмалинитов.

Петрографическое изучение пород, описание морфологии флюидных включений и их фотографирование выполнялись на микроскопе Karl Zeiss Axiolab, отбор монофракций слюды и кварца - под бинокулярным микроскопом МБС-5. Валовые составы гранитов, цвиттеров и турмалинитов определялись методом атомной адсорбции на Shimadzu АА6300 (предел обнаружения 10 ррт, спектральный диапазон 185-900 нм, двойной корректор фона) и на оптическом эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Shimadzu ICPE-9000 (спектральный диапазон 167-800 нм) в Горном университете (аналитик И.М. Гембицкая). Исследование акцессорных минералов цвиттеров выполнялись в Горном Университете (JSM-6460LV с EDX- и WDX- приставками фирмы Oxford, аналитик И.М. Гембицкая) и во ВСЕГЕИ (CamScan MV-2300 с EDX-приставкой, аналитик E.JI. Грузова). Катодолюминесцентные исследования касситерита проведены на растровом электронном микроскопе (Jeol 6400, Фрайберг, оператор У.Кемпе) с EDX, WDX-приставками фирмы Oxford в режиме интенсивности тока 17 нА, при анализе состава время накопления спектра 230 секунд.

Содержания главных элементов в слюдах определялись на JSM-6460LV с EDX- и WDX- приставками фирмы Oxford, содержания щелочных металлов -методом ICP-MS на спектрометре Shimadzu ICPE-9000 (спектральный диапазон 167-800 нм, пределы обнаружения для Cs, Rb 100 ppb, для Li 1 ppb) в Горном университете, состав турмалина - методом РЭМ (Jeol 6400 с WDX-приставкой фирмы Oxford, Фрайберг, оператор У.Кемпе, время накопления спектра - 230 секунд). Структурный тип слюд определялся методом порошковой дифрактометрии в лабораториях Горного университета на дифрактометре XRD-7000 фирмы SHIMADZU (CuKa-излучение, 40 kV, 30mA).

Микротермометрические исследования выполнялись автором на термостолике Linkam THMSG-600 (Горный Университет, ИГиГ УрО РАН и ИГМ

СО РАН). Состав газового пузырька флюидных включений определялся методом рамановской спектроскопии с помощью спектрометра Horiba Labram HR-800 (ИГМ СОР АН) с полупроводниковым детектором Horiba Scientific Symphony-II, охлаждаемого жидким азотом. Спектр возбуждался Аг лазером с Melles Girot длиной волны 514 нм и мощностью 50 мВт. Для анализа вскрытых включений из монофракций кварца размерности 1,0+0,5 мм отбирались зерна, содержащие включения, отмывались в дистиллированной воде, сушились, дробились в яшмовой ступке, а обломки зерен монтировались на металлической шашке для последующего исследования. Сухие остатки солей, остающихся при упаривании раствора после вскрытия включений, анализировались на сканирующем электронном микроскопе TESCAN Mira 3 LMU (ИГМ СО РАН, аналитик Н.С.Карманов) с EDX - детектором Oxford Instruments. Для определения составов использовано ускоряющее напряжение 20 кВ, ток зонда около 1 нА, толщина пучка зонда составляла около 10 нм.

Для валового анализа состава флюидных включений методами газовой и ионной хроматографии и ICP-MS из 3 проб цвиттеров были отобраны монофракции кварца массой 100-150 г. Методика анализа водных вытяжек включала (Кряжев и др., 2006) тщательную очистку пробы, вскрытие включений в кварцевом реакторе, газово-хроматографический анализ Н20, С02, СН4, последующее приготовление вытяжки (0,5 г пробы + 7 мл очищенной воды), ионно-хроматографическое определение СГ, S04", F" и определение остальных элементов методом ICP-MS.

Автором осуществлялась подготовка материала для лабораторных исследований, минералого-петрографическое изучение магматитов и метасоматитов, обработка данных по составу породообразующих и акцессорных минералов биотитовых гранитов и цвиттеров, отбор монофракций и интерпретация данных по дифрактометрии слюд, микротермометрические исследования. Изучение флюидных включений методами КР-спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии, проведение

микрорентгеноспектрального анализа составов турмалина и касситерита выполнялись при непосредственно участии диссертанта.

Научная новизна. Доказано участие гидросолевых расплавов в формировании цвиттеров, что является новым свидетельством присутствия таких флюидов на стадиях грейзенизации. Во флюидных включениях в цвиттерах обнаружены борная кислота и бисмоклит, установленные для метасоматитов впервые. Примененный для метасоматических образований Северного массива комплексный подход, основанный на детальных минералогических и термобарогеохимических исследованиях, позволил: выявить особенности акцессорной минерализации и её лито-халькофильный характер в цвиттерах; установить флюидный режим формирования цвиттеров и турмалинитов; предложить механизм формирования касситеритового оруденения на Северном массиве.

Практическое значение. В акцессорных минералах цвиттеров изучено распределение №>, Та, XV, Бп и ТЬ, определяющих особенности редкометалльной специализации этих метасоматитов. Исследование анатомии минералов оловорудных турмалинитов позволило выявить неодноактность формирования касситеритовой минерализации на Северном массиве, что следует учитывать при поисках и оценке новых рудных тел. Установленная неоднородность анатомии и состава касситерита должна учитываться при подготовке технологических испытаний руд. Полученные в работе результаты и могут быть использованы в учебных дисциплинах «Специальное геологическое картирование», «Региональные и локальные метасоматиты и их рудоносность» и «Поисковая минералогия».

Защищаемые положения:

1. Сочетание редкометальных (тантал-ниобиевый рутил, вольфрамит, вольфрамоиксиолит и др.) и сульфидных (лёллингит, пирит, халькопирит, висмутин и др.) минералов является особенностью акцессорной минерализации цвиттеров и определяет их лито-халькофильную специализацию.

2. В образовании цвиттеров принимал участие гетерогенный флюид, состоящий из высокосоленой высокоплотной фазы, содержащей борную кислоту и хлориды К, Ре и других металлов, и низкоплотной газовой фазы, состоящей преимущественно из СОг.

3. Состав включений в минералах турмалинитов свидетельствуют о смешении восстановительных (СН4 и Ре2+ в пиросмалите, диагностированном во

I

флюидных включениях в дорудном кварце) и окислительных (Бе в гематите, определенном во включениях в касситерите) флюидов при формировании касситеритового оруденения.

Апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в 12 печатных работах, включая 2 статьи в журналах из списка ВАК, 9 публикаций в материалах российских и 2 публикации в материалах международных конференц�