Главная – Журналы – Поиск по журналам

На золоторудном месторождении Герфед методами термобарометрии, газовой хроматографии, КР-спектроскопии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) изучены флюидные включения в образцах кварца трех типов: кварцитов, оперяющих жил с низкими содержаниями золота (менее 1-2 г/т) и оперяющих жил с высоким содержанием золота (более 2.8-10 г/т). Установлено, что формирование трех типов кварца происходило из различающихся по составу и термобарогеохимическим параметрам флюидов. Кварциты образованы гомогенными существенно водно-хлоридными, низкосолеными (менее 7.0 мас. % NaCl-экв.) флюидами в интервале температур от 120 до 230°С и давлений от 0.1 до 0.5 кбар. Газовая фаза этих флюидов представлена смесью Н₂О, СО₂, СН₄ и N₂ с соотношением СО₂/(СО₂ + Н₂О) = 0.04-0.15 и СО₂/СН₄ = 2.2-3.8. Оперяющие кварцевые жилы с низким содержанием золота сформированы гомогенными и гетерогенными флюидами при 150-300°С и 0.5-2.0 кбар. Соленость флюидов возрастала до 10 мас. %. Газовая составляющая флюидов представлена Н₂О, СО₂, N₂ и СН₄. Отношение СО₂/(СО₂ + Н₂О) в этом флюиде менялось от 0.09 до 0.17, а СО₂/СН₄ от 2.2 до 2.3. Оперяющие кварцевые жилы с высоким содержанием золота формировались гетерогенными углекислотно-водными более солеными флюидами (от 6.0 до 23.3 мас. % NaCl-экв.) при более высоких температурах (150-400°С) и давлениях (1.1-2.5 кбар). Отношение СО₂/(СО₂ + Н₂О) в этом флюиде колебалось в интервале от 0.18 до 0.27, а СО₂/СН₄ от 4.1 до 20.8. Во всех трех типах кварца выявлены отрицательные аномалии европия и отчетливое преобладание легких РЗЭ над тяжелыми. Разновекторная тенденция между суммой редкоземельных элементов и Eu/Sm в кварцитах и оперяющих кварцевых жилах указывает на разные источники флюидов при их образовании. Флюиды золотоносных кварцевых жил обогащены K, Li и Rb, а флюиды оперяющих жил с низким содержанием золота - Sr и Na. Кварциты обеднены Rb и Sr при близких содержаниях Na и K. Участки с высоким и бонанцевым содержанием золота в штокверках оперяющих жил формировались при наложении соленых, высокотемпературных водно-углекислотных флюидов на слабозолотоносные кварциты и оперяющие жилы.

Первичные флюидные включения в месторождениях метасоматического магнезита, залегающих в палеозойском фундаменте Западных Карпат, представлены водно-солевыми растворами низкой до умеренной солености с локально повышенными концентрациями CO₂ (до 34 моль. %). Реже встречаются включения рассолов с концентрацией растворенных солей до 42 мас. %. Рассчитанные по K/Na отношениям водных вытяжек флюидных включений температуры образования минерала составляют 180-310°C для блока Гемерик и 230-300°C для тектонического блока Вепорик.
Изотопы углерода в метасоматическом магнезите и доломите показывают больший разброс значений по сравнению с изотопами кислорода. В некоторых месторождениях в различных генерациях метасоматических карбонатов Mg значения δ¹⁸ O почти постоянны, тогда как значения δ¹³ C в них варьируют в интервале нескольких промиллей. Ковариантность изотопов C и O отражает низкие концентрации CO₂ (менее нескольких моль. %) в водном флюиде, отлагающем карбонаты Mg в открытой гидротермальной системе, и высокие отношения флюид/порода ( w/r > 5). Рассчитанные значения δ¹⁸ O_fluid в интервале 2-10 ‰ (V-SMOW) свидетельствуют об изотопном обмене, происходившем при повышенных температурах между отлагающим карбонат флюидом и коровыми силикатными породами и/или морскими карбонатами. Укладывающиеся в интервал -5...+3 ‰ рассчитанные значения δ¹³ C_fluid, по-видимому, отражают растворение метасоматизируемого карбоната, а также выделение более легкого изотопа углерода в ходе дегазации CO₂.
Флюиды, отлагавшие карбонат Mg, обычно содержат повышенные концентрации Br и напоминают фракционированные остаточные рассолы, образующиеся при испарении морской воды. Однако степень обогащения Br значительно превышает буферную емкость испаряющейся морской воды и даже выше, чем в пространственно ассоциированных месторождениях сидеритовых жил и месторождениях типа замещения. Наряду с испарением морской воды, вероятно, важную роль играло совмещенное выщелачивание органического вещества из морских осадков. Однако этот механизм оказывает слабое влияние в открытых гидротермальных системах. Поэтому механизм дополнительного обогащения Br флюидов, отлагавших магнезит, остается неизвестным.
Наблюдаемые концентрации стабильных изотопов возникли в результате действия альпийских гидротермальных процессов, о которых можно судить по крупнозернистому доломиту с минеральной ассоциацией альпийского типа (рутил, апатит, циркон, мусковит-фенгит), которые наблюдаются также в пространственно связанных между собой месторождениях сидеритовых жил и месторождениях типа замещения. Еще одним свидетельством альпийского происхождения являются часто наблюдаемые первичные, богатые CO₂ водные включения диаметром до 50 мкм, которые не смогли бы сохраниться при раннемеловой альпийской метаморфической складчатости, а также различная ковариация стабильных изотопов в месторождениях сидерита, в которых значительно большие флуктуации изотопов кислорода сопровождаются менее широким фракционированием изотопов углерода. Это указывает на действие различных механизмов отложения, т.е. удаление CO₂ в открытой системе в ходе Mg-метасоматоза и отложение сидерита без потери летучих в закрытой системе, инициированное повышением температуры.
Ассоциирующие месторождения магнезита и сидерита могут быть родственными, так как в рудообразующем флюиде присутствуют компоненты испарявшейся морской воды, но не могут быть одновозрастными вследствие различий в составе первичных флюидных включений, разных гидрологических режимов (открытая и закрытая гидротермальные системы) и различных механизмов отложения. Данные изучения флюидных включений и стабильных изотопов не опровергают существующие генетические модели и связывают Mg-метасоматоз с инфильтрацией крепких рассолов по разломам в течение пермотриасового рифтогенеза, однако следы действия этого процесса были полностью уничтожены в ходе позднеальпийской (меловой) гидротермальной деятельности, проявленной в зонах дробления, которые возникли в результате среднепозднемелового растяжения-удлинения орогенного клина. Пермотриасовое рифтогенное происхождение магнезита должно разрешить проблему полной потери первоначального изотопного состава метасоматических карбонатов Mg в период наложенной альпийской гидротермальной активности в отличие от отсутствия или незначительных следов метаморфических/гидротермальных процессов, проявленных на пространственно ассоциирующих месторождениях жильных карбонатов Fe и месторождениях типа замещения.

Исследованы одно- (углеводородная жидкость), двух- (углеводородная жидкость и пар) и трехфазные (углеводородная жидкость и пар плюс водный жидкий раствор) флюидные включения в кальците из прожилков в тонкозернистых песчаниках из пласта Чан 7 и нефтематеринской породы пласта Чан 8. Эти породы входят в состав верхнетриасовой формации Яньчан в бассейне Ордос (Северный Китай). Изученные углеводородные включения показывают значительную изменчивость объемных отношений пар-жидкость при температуре окружающей среды, что подтверждает гетерогенный захват паровой и жидкой фаз, существовавших до или в период образования кальцита. Об этом также свидетельствует гомогенизация включений как в жидкую, так и в паровую фазу. Температуры гомогенизации варьируют от 70 до 120 °C. Мы считаем, что широкий диапазон температур обусловлен скорее гетерогенным захватом несмешивающихся жидкой и паровой фаз, чем высокими температурами образования (120 °C) углеводородных включений. Поэтому температуры образования изученных включений, по-видимому, характеризуют более узкий интервал температур гомогенизации (около 80 °C). При флуоресцентном микроскопическом анализе нефть в углеводородных включениях проявляет ярко-желтый цвет. Индексы флуоресцентных спектров указывают на достаточную зрелость нефти во включениях, аналогичную нефти из нефтематеринской породы пласта Чан 7. Различия флуоресцентных спектров углеводородных включений позволяют предположить химическое изменение последних в ходе эволюции, которая могла определяться непрерывным отделением паровой фазы (газоконденсата) из системы. На основе органической геохимии изученных образцов (например, похожее распределение нормальных алканов и близкие отношения изопреноидов) делается вывод о том, что нефть во включениях и сырая нефть из пласта Чан 8 действительно имеют общий источник - нефтематеринскую породу Чан 7. В ходе тектонической эволюции углеводороды, вероятно, претерпевали фазовое разделение (кипение) с образованием двух фаз (жидкой и паровой) вследствие интенсивного воздымания бассейна Ордос в период после позднемелового времени. Кипение накопившихся углеводородов, возможно, приводило к созданию избыточного давления в материнской породе. Это явление могло способствовать образованию трещин и миграции углеводородов из зоны аккумуляции в песчанистые резервуары. Работа демонстрирует важность детального аналитического исследования включений углеводородов во взаимосвязи с их потенциальными материнскими породами.

Обсуждены статьи из спецномера журнала "Геология и геофизика", № 12 за 2011 год. Спецномер подготовлен на основе докладов, прозвучавших на Международном совещании "Геодинамическая эволюция, тектоника и металлогения орогенических поясов" 28-30 июня 2010 г. в Новосибирске (http://altay2010.igm.nsc.ru). Основной целью данного совещания являлось обсуждение общей эволюции Центрально-Азиатского складчатого пояса с особым акцентом на проблемы континентального роста, эволюции палеоокеанов и континентальных окраин, роли плюмов в аккреционно-коллизионной тектонике и металлогении. Обсуждение статей сгруппированы в три раздела: 1. Общие вопросы геодинамики и геодинамической эволюции; 2. Роль мантийных плюмов в тектонической активности, магматизме и оруденении; 3. Региональные проблемы тектоники и геодинамики Азии.
Приведенные обобщения показывают важную роль мантийных плюмов в эволюции Палеоазиатского океана и формировании складчатых структур Центральной Азии.
Кроме установленных для большинства континентов трех крупных максимумов (трех импульсов) роста континентальной коры около 2900-2700, 1900-1700, 900-700 млн лет выделены три важные орогенные стадии в росте континентальной коры Евразии: позднекембрийско-ордовикская (510-470 млн лет), позднедевонско-раннекарбоновая (380-320 млн лет) и пермско-триасовая (285-230 млн лет). Эти стадии в эволюции Центрально-Азиатского складчатого пояса сопровождались проявлением плюмового магматизма (ультрабазит-базитового и бимодального), облегчивших формирование крупных транслитосферных сдвигов. Показано, что образование позднекембрийско-ордовикского орогена на территории Центральной Азии (Cеверный Казахстан, Алтае-Саянская область, Тува, Прибайкалье) сопровождалось раскрытием Палеотетиса, Уральского, Обь-Зайсанского и Туркестанского океанов с интенсивным проявлением плюмового магматизма. Закрытие Обь-Зайсанского океана и столкновение восточной части Казахстанско-Байкальского континента с Сибирским в позднем девоне-раннем карбоне совпало с максимальным раскрытием Туркестанского океана, вероятно, связанного с плюмовой активностью. Периоды проявления Таримского (285-275 млн лет) и Сибирского (250-230 млн лет) суперплюмов совпадают с закрытием Уральского океана и раскрытием Мезо- и Неотетиса, а также с эпохами крупнейших эндогенных оруденений.

Континентальная кора играет важную роль в эволюции жизни на Земле, т.е. большинство жизненно важных элементов поставляются в океан с континентов. Кроме того, распределение континентов влияет на климат, так как альбедо континентов гораздо выше, чем океанов, примерно равно таковому для облаков. Многие исследователи считают, что континентальная кора росла постепенно в течение всего геологического времени и что ее большая часть была образована и в фанерозое, и в позднем протерозое. Однако тепловая эволюция Земли предполагает, что значительные количества континентальной коры должны были сформироваться на ранних этапах ее развития. Эти два обстоятельства представляют собой так называемый "парадокс континентальной коры".
Континентальная кора состоит из гранитоидов, аккреционных комплексов, осадочных и метаморфических пород. Последние три составляющих образуются в результате эрозии коры, поскольку большая часть и аккреционных, и метаморфических комплексов представлена обломочным материалом. Гранитоиды состоят их двух компонентов: ювенильного, образованного в результате плавления погружающегося океанического слэба, и рециклированного, связанного с переплавлением материала континентальной коры. Фактически только формирование ювенильных пород обеспечивает чистый прирост континента. Все остальное образуется в результате рециклинга материала континентальной коры или континентального рециклинга. Рециклинг корового материала включает три процесса: внутрикоровый рециклинг, переработка корового материала и корово-мантийный рециклинг. Существуют разные оценки скорости континентального роста, которые сильно различаются между собой. Тепловая история Земли свидетельствует о том, что скорость континентального роста была высока на ранних стадиях ее эволюции, а современное распределение архейских пород говорит скорее о медленном росте коры. С точки зрения тепловой истории Земли рециклинг корового материала играл большую роль, а с точки зрения распределения архейских пород он был незначителен, а сильно различающиеся оценки скорости континентального роста являются результатом рециклинга материала континентальной коры.
В работе оценена скорость эрозии континентальной коры и рассчитаны долгосрочные вариации образования и разрушения континентальной коры на основе четырех групп данных: современном распределении континентальной коры, т.е. отражающем состояние коры без рециклинга; геохронологическом возрасте цирконов, отражающем процесс внутриконтинентального рециклинга; отношении изотопов Hf, свидетельствующих о степени переработки корового материала; долгосрочных изменений температуры мантии. Расчеты позволили сделать несколько важных выводов. В позднем архее (2.7 млрд лет) количество континентальной коры было близко к современному. В раннем протерозое (2.7-1.6 млрд лет) объем континентальной коры был гораздо больше, чем в настоящее время, с максимальными значениями на уровне 2.4, 1.7 и 0.8 млрд лет. С этого времени количество континентальной коры сокращалось. В периоды, соответствующие высоким мантийным температурам, т.е. 2.7, 1.9 и 0.9 млрд лет назад, образовывались новые объемы корового материала, который затем разрушался. В результате входящих течений в мантии происходило как быстрое корообразование, так и резкое разрушение вновь образованной и более древней коры. Пики максимальных объемов континентальной коры, очевидно, соответствуют докембрийским периодам "ледяного дома".

Проведен совместный анализ изменения частоты геомагнитных инверсий и величины ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в морских карбонатных осадках в фанерозое. В обоих рядах выделены главные компоненты, период которых варьируется от 90 до 110 млн лет. Анализ показал существование определенной связи между этими характеристиками: 1) оба временных ряда имеют по пять локальных минимумов, временная разница между которыми (длительность периодов) близка; 2) минимумы на зависимости Δ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr предваряются минимумами на зависимости частоты инверсий, время задержки между соответствующими локальными минимума двух рядов меняется от 12 в ордовике до 38 млн лет в мелу; 3) скорость передачи энергии процессов, протекающих на границе ядро-мантия в слое D´ ´ и определяющих геологическую жизнь планеты, составляла в фанерозое от 7 до 25 см/год, что весьма близко наблюдаемым горизонтальным скоростям перемещения литосферных плит и оценкам скоростей внутримантийной конвекции.

В истории палеозоид, сформированных на месте Палеоазиатского океана, выделяются две переломные стадии: кембро-ордовикская и пермотриасовая. В обоих случаях запечатлено закрытие ранее существовавших океанических пространств, открытие новых океанов, которые сопровождаются интенсивным плюмовым магматизмом, определившим остывание ядра Земли и появление суперхрон (прекращение магнитных инверсий). Три суперхрона около 490-460, 260-300 и 124-86 млн лет коррелируются с крупнейшими эпохами плюмового магматизма. Интервал 490-460 млн лет, коррелирующийся с суперхроной и открытием новых океанов, нуждается в более детальной реконструкции плюмовых этапов магматизма. Предшествующий суперплюм около 800-740 млн лет требует еще более тщательного обоснования и реконструкции, но укладывается в общую глобальную периодичность через 240 (или 120) млн лет, с более дробными этапами через 30 млн лет.
В позднекембрийскую-ордовикскую стадию огромная территория, в настоящей структуре протягивающаяся от Полярного Урала до Байкала (а в прошлом в несколько раз более протяженная), служила ареной масштабных аккреционных и коллизионных событий, имевших место в сходных геодинамических условиях и включавших Гондванские микроконтиненты (Кокчетавский, Алтае-Монгольский, Тувино-Монгольский и др.) и островные дуги, объединяемые в Казахстанско-Тувино-Монгольскую систему. Образование позднекембрийского-раннеордовикского орогена сопровождалось процессом открытия океанов Уральского, Обь-Зайсанского, Монголо-Охотского, Палеотетиса. Пульсы плюмовой активности (520-500 и 490-460 млн лет) результировались не только в открытии новых океанов, но и ускорении амальгамации террейнов и синхронизации геодинамических событий от Урала до Забайкалья.

В пределах Сорского Cu-Mo-порфирового месторождения выделяются плутоногенный, порфировый (рудоносный) и дайковый комплексы, формировавшиеся от ордовика до девона соответственно на коллизионном, постколлизионном и рифтогенном этапах развития региона. Магматизм месторождения проявился синхронно с внутриплитным, широко распространенным в пределах Кузнецкого Алатау и инициированным Алтае-Саянским мантийным плюмом. По структурному положению и геохимическим характеристикам дайковый комплекс месторождения сопоставляется с внутриплитными образованиями прилегающих районов. Становлению дайкового комплекса предшествовало развитие Сорской рудно-магматической системы, включающей близкие по геохимическим характеристикам и металлогенической специализации плутоногенный и порфировый комплексы.
Согласно моделям взаимосвязи мантийных плюмов и рудно-магматических систем, развитие плутоногенного и порфирового комплексов Сорского месторождения соответствует этапу теплового воздействия плюма на литосферу, вызывающего ее плавление и как следствие проявление известково-щелочного магматизма. При перестройке геодинамического режима от коллизионного и постколлизионного к рифтогенному создавались условия для продвижения на верхние горизонты плюмовых расплавов, принимавших участие в формировании внутриплитных образований, в частности, дайкового комплекса Сорского месторождения.

Кошрабадский массив, относящийся к герцинским постколлизионным интрузиям Тянь-Шаня, сложен двумя сериями пород: мафическими и кварцевыми монцонитами и гранитами главной фазы. Порфировидные гранитоиды главной фазы содержат овоиды щелочного полевого шпата, часто окаймленные плагиоклазом. Мафические породы, локально развитые в центральной части массива, образовались в результате инъекций мафической магмы в еще неконсолидированные породы главной фазы с образованием гибридных пород и разнообразных дайковых серий. Все породы массива отличаются очень высокой железистостью и присутствием файялита, что свидетельствует о восстановительной обстановке формирования. Мафические породы являются результатом фракционной кристаллизации щелочно-базальтового мантийного расплава, а гранитоиды главной фазы демонстрируют признаки контаминации коровым веществом. Высокая железистость и повышенные содержания HFSE сближают породы массива с гранитами А -типа. Данные о геохимической эволюции пород массива подтверждают генетическую связь месторождений золота в пределах массива с магматическим процессом и указывают на возможность накопления золота в остаточных кислых расплавах и на относительно быстрое формирование рудных кварцевых жил в тех же структурах, которые контролировали внедрение поздних даек. Одновременное внедрение различных по составу постколлизионных гранитоидных интрузий хр. Северный Нуратау, включая кошрабадские гранитоиды, объясняется синхронным плавлением различных коровых протолитов в зоне транскорового сдвига в результате подъема горячего астеносферного вещества в обстановке растяжения. Циркуляция флюидов, вызванная этим процессом, обусловила мобилизацию рудных элементов из пород коры и формирование их промышленных концентраций.

Мезозойский чуйский дайковый комплекс был выделен Р.В. Оболенской на основании сходства в минеральном составе даек и их возрастных характеристиках. Лампрофиры приурочены к крупным сдвиговым зонам - Теректинско-Толбонурской и Курайско-Кобдинской. Чуйский комплекс был изучен на примере двух ареалов - Южно-Чуйского и Юстыдского, различающихся разным уровнем эрозионного среза. Дайки первого ареала находятся в Южно-Чуйском хребте, где они секут кембро-ордовикские метаморфические породы. Дайки Юстыдского ареала располагаются в девонской толще терригенных черносланцевых отложений Юстыдского прогиба. Дайки из разных ареалов имеют различия по структурно-текстурным особенностям, степени карбонатизации, имеют систематические различия в составе минералов. Проведенные исследования пород и минералов позволяют подтвердить принадлежность даек обоих ареалов к одному комплексу, установить закономерности вещественного состава для всего комплекса и его локальных ареалов, обосновать выделение ареалов не только с геологической позиции, но и по составу, структурно-текстурным особенностям, составу минералов. Геохронологические данные позволяют выделить два этапа формирования комплекса: 236-234 и 250-242 млн лет. Также в данной статье показано, что лампрофиры и синхронные им сиениты Тархатинского массива являются фракционатами одного материнского расплава и могут быть объединены в один гипабиссально-плутонический комплекс. Сравнение с другими пермотриасовыми комплексами лампрофиров показало, что широкие вариации состава пород комплекса и тренды, установленные на вариационных диаграммах, а также геохимические аномалии являются характерными признаками комплексов высококалиевых лампрофиров.