CC BY
129
30. Миронов Ю.В. Соотношение титана и калия в базальтах как индикатор тектонической обстановки // Доклады АН СССР. - 1990. - Т. 314. - № 6. -С. 1484-1487.
31. Русинова О.В., Русинов B.JI. Метасоматический процесс в рудном поле Мурунтау (Западный Узбекистан) // Геология рудных месторождений. - 2003. - Т. 45. -№1.- С. 75-96.
32. Дистлер В.В., Юдовская М.А., Знаменский B.C. и др. Элементы группы платины в современных фумаро-лах вулкана Кудрявый (остров Итуруп, Курильская островная дуга) // Геология, геохимия, геофизика на рубеже XX и XXI веков: Матер. Всеросс. научн. конф., - г. Москва, 8-10 окт. 2002 г. - Т. 2. - М.: ООО "Связь-Принт”, 2002. - С. 258-260.
33. Формы нахождения золота в продуктах кристаллизации современных высокотемпературных газовых
флюидов вулкана Кудрявый, Курильские острова / М.А. Юдовская, В.В. Дистлер, И.В. Чаплыгин и др. // Доклады РАН. - 2003,- Т. 391. - № 4. -С. 535-539.
34. Главатских С.Ф., Горшков А.И. Природный аналог а-титана в продуктах эксгаляций Большого трещинного Толбачикского извержения (Камчатка) // Доклады РАН. - 1992. - Т. 327. - № 1. - С. 126-130.
35. Диденко А.В. Углеродистые вещества и минералы как типоморфные признаки ртутного оруденения (на примере ртутных месторождений Закарпатья) // Тер-мобарометрия и геохимия рудообразующих флюидов. - Ч. I. - Львов, 1985. - С. 186-187.
36. Sugisaki R., Mimura К. Mantle hydrocarbons: Abiotic or biotic?// Geochim. Cosmochim. Acta. - 1994. - V. 58. -№11.- P. 2527-2542.
УДК 550.8.013:553.068.27 > .
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СЕРПЕНТИНИЗАЦИИ И РОЛЬ ОКЕАНИЧЕСКИХ СЕРПЕНТИНИТОВ В ГИДРОТЕРМАЛЬНОМ РУДООБРАЗОВАНИИ
В]В. Белинский, Г.А. Третьяков, В.А. Симонов
Институт геологии Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО РАН. г. Новосибирск
Тел.: (383-2)-33-26-86
На базе результатов физикохимического моделирования обсуждается процесс серпентинизации океанических ультрамафи-тов в системе гипербазит-морская вода для температур от 2 до 400 °С и давлений 0,5.„10 кбар. Установлено, что массовая серпентинизация осуществляется в пределах 25~100 С с образованием устойчивого парагенезиса серпентин+магнетит+бру-сит+эпидот±хлорит+иллит±гипс±кальцит±ангидрит. Содержание минералов определяется температурой и соотношением вода/порода, давление на серпентинизацию существенного влияния не оказывает. Рассчитаны равновесные концентрации рудных компонентов в серпентинизирующих растворах. Показано, что они ничтожно малы и составляют, например, для Т = 400 °С~п Ю\4 ~ п Ю6 моль/кг. На основании этого делается вывод, что они не могут определять сульфидную специализацию гидротермальных систем, приуроченных к океаническим серпентинитам, т.е. ультрамафиты дна океанов являются всего лишь геохимическим барьером, на котором происходит разгрузка глубинных рудонесущих растворов.
Подавляющее большинство полиметаллических колчеданных рудопроявлений, образующихся на дне Мирового океана, тесно связано с процессами современного вулканизма. В то же время, недавно в Срединно-Атлантическом хребте были обнаружены гидротермальные рудопроявления, вмещающими породами которых являются серпентинизиро-ванные ультрабазиты [1-6]. Несмотря на значительный поток новых данных, многие вопросы, касающиеся физико-химических особенностей гидротермальных рудообразующих систем, развивающихся в серпентинизированных гипербазитах и их связи с вулканизмом, остаются открытыми.
Задачей настоящей статьи является построение физико-химической модели серпентинизации уль-траосновных пород на дне океана при переменных РГ-параметрах и связи этого процесса с образованием сульфидных построек, приуроченных к выходам серпентинитов в срединно-океанических хребтах. Отличительной особенностью данной работы
является то, что модельные построения проводились в сравнительном анализе с данными о физико-химических условиях гидротермальных рудообразующих систем "черных курильщиков", действующих в настоящее время в Срединно-Атлантичес-ком хребте и полученных как с помощью прямых измерений, так и в результате исследования флюидных включений [7].
Серпентинизация ультраосновных пород, как известно, сводится к гидратации их главных компонентов - оливина и пироксенов. Несмотря на кажущуюся простоту процесса, расшифровка его представляет собой довольно сложную задачу, поскольку в природных условиях он носит многостадийный характер. В результате образующиеся по дунитам и перидотитам серпентиниты слагаются минералами серпентиновой группы нескольких генераций. Среди них наибольшим распространением как в серпентинитах офиолитовых ассоциаций континентов, так и в срединно-океанических хреб-
б)
------ Гарцбур гит
Лерцолит
6:1 10:1'
1:2 1:1
3.1 10:1
Серпентин
д)
1:2 1:1 51 10:1
С«рп*итмн е)
Рис. 1. Распределение минеральных фаз, образующихся при серпентинизации гарцбургита и лерцолита морской водой в зависимости от температуры (Т °С) и величины отношения вода/порода (В/П = 1:2,1:1,1:5,1:10). Обозначения минералов: Вт - брусит, Ер ~ эпидот, /№ - магнетит
тах пользуются лизардит, хризотил и антигорит, а сами породы сложены либо лизардит-хризотиловы-ми,либо хризотил-лизардит-антигоритовыми раз-
ностями. При этом антигорит в офиолитах по отношению к другим разновидностям является более поздним и отражает обычно прогрессивный этап метаморфизма пород.
Учитывая большой интерес к этой проблеме в связи с обнаружением в последнее время гидротермальных полей, связанных с выходами серпентинитов в пределах срединно-океанических хребтов, нами было проведено моделирование в системе ги-пербазит-морская вода для температур от 2 до 400 °С и давлений 500 и 1000 бар. Необходимо подчеркнуть, что эти параметры были взяты согласно реальным данным, полученным для гидротермальных рудообразующих систем полей Логачев и Рейнбоу (Срединно-Атлантический хребет), приуроченных к серпентинитам [7, 8].
В настоящей статье приведены результаты фи-зико-химического моделирования в системе перидотит (гарцбургит, лерцолит) - морская вода, воспроизводящего процесс метаморфизма ультраос-новных пород при воздействии на них нагретых гидротермальных растворов в океанических условиях. Состав воды для моделирования взят из [9] . Содержания петрогенных окислов в породах и их геохимическая характеристика заимствованы из работы [10]. Гарцбургиты и лерцолиты в качестве матрицы для образования серпентинитов выбраны, исходя из того, что они являются наиболее вероятными представителями ультрабазитов в пределах океанических структур.
Моделирование проводилось с помощью компьютерной программы "Селектор", использующей принцип локального равновесия, для условий: Т= 2...500 °С, Р= 500... 1000 бар, учитывающих область устойчивости серпентиновых минералов, возможные глубины их образования в океанической обстановке и граничные параметры существования воды как жидкой фазы
Базовая мультисистема состояла из 22 независимых компонентов (81, А1, Б, Ре, Мп, М§, Са, Ка, К, Р, Си, №, 1п, Бг, В, Вг, С1, Б, Б, С, Н, О) и включала минералы: серпентины, брусит, хлориты, эпидоты, смектиты, каолинит, тальк, амфиболы, оливин, пи-роксены, простые и сложные окислы, сульфиды и др., т.е. все те минералы, которые характерны для метаморфизованных ультраосновных пород. Для описания термодинамических равновесий в моделях использовался также водный раствор (127 компонентов) и газовая фаза (61 компонент). Термодинамические константы взяты из справочников [11-14]. На базе этих данных рассматривались модели взаимодействия морской воды с гарцбургитом и лерцолитом для 4-х различных вариантов отношений вода/порода: 1:2 (1 кг Н20 на 2 кг породы), 1:1, 5:1 и 10:1 соответственно, предусматривающих протекание процесса серпентинизации как в условиях дефицита, так и избытка морской воды.
Данные расчетов для выбранных /Т-параметров отражены на рис. 1, 2. Из них видно, что серпенти-низация гарцбургита и лерцолита, хотя и происхо-
ЕУП=1:2,СК В/П=1:1,СЦ
*■ >х-ъ
В/П=1:2,Н, В/П=1:1.Н,
200 300
100 200 300
Рис. 2. Изменение парциального давления газов в системе гарцбургит-морская вода в зависимости от температуры и величины В/П(1:2...Ю:1)
дит в целом по единому плану, тем не менее, несколько различается. Изменение содержания серпентина и вторичных минералов в зависимости от соотношения вода/порода (В/П) показано на рис. 1, а-г, а от температуры - на рис. 1, д-з.
Расчетный материал наглядно отражает основную закономерность, проявляющуюся в том, что серпентинизация ультраосновных пород под воздействием морской воды и образование минеральных парагенезисов регулируется двумя главными факторами: температурой и величиной отношения В/П.
Процесс изменения гарпбургитов начинается уже при 2 °С (температура придонной воды) и вплоть до 25 °С парагенезис минералов остается неизменным. На низкотемпературной стадии образуется до 80 % серпентина, до 7, % хлорита (магнезиально-железистого), до 5 % брусита, 3,6 % - эпидо-та, 2,2 % - магнетита и 1,5 % - иллита. С увеличением отношения В/П возрастает содержание образующихся серпентина, эпидота и магнетита и уменьшается брусита, хлорита и иллита. При Т= 100 °С количество серпентина при В/П от 1:2 до 1:1 включительно несколько увеличивается, а затем при В/П = 5:1 и 10:1 - заметно снижается. Соответственно с pH и Е11 серпентинизирующего раствора при фиксированной температуре определяется отноше-
нием вода/порода. По расчетным данным, при низких температурах (25... 100 °С) процесс протекает в щелочной, слабощелочной и нейтральной средах, а при Т= 200...400 °С - в слабо кислой и кислой обстановке. При этом, в целом, отмечается следующая закономерность: чем больше значение В/П, тем раствор становится более кислым.
Колебания в содержании минералов и изменения окислительно-восстановительных свойств растворов контролируют поведение в системе газов, представленных в основном Н2, С02, СН4 и НС1 при температуре до 100 °С включительно, а при более высоких Т к ним добавляются в заметных количествах Н28, Нр 802 (рис. 2). При низких В/П (1:2 и 1:1) в составе газов при Т= 100 °С и выше образуется этан, для которого ^Р наиболее высокий при 300 °С и изменяется в пределах от -2,48 до -3,32. Все газовые компоненты в расчетах являются продуктами реакции морской воды с породой и в виде самостоятельной фазы в системе присутствуют только когда В/П = 1:2 и 1:1. В условиях же избыточного количества воды они являются компонентами раствора.
Как видно из рис. 2 изменения парциального давления газов также, зависит от температуры и величины В/П. Они заключаются в том, что с увеличением отношения вода/порода в системе для од-
ной и той же температуры, начиная с В/П =1:1, резко падает содержание водорода и метана и возрастает С02 и более плавно НС1 и HF. Зависимость парциального давления основных газов в системе от температуры более сложная. Для одинаковых условий по величине В/П от 1:2 до 1:1 включительно влияние температуры на содержания в системе водорода и метана сказывается незначительно, но очень заметно выражено на распределении С02 и НС1 (рис. 2, в). При больших значениях В/П количество всех газовых компонентов в системе гарцбур-гит-морская вода с ростом температуры увеличивается (рис. 2, г), что особенно характерно для Н2 и НС1. В целом, реакции серпентинизации гиперба-зита протекают в резко восстановительных условиях при очень низких значениях парциального давления кислорода.
Серпентинизации лешюлита (рис. 1) происходит по тому же плану, что и гарцбургита. Отличия заключаются в том, что в одинаковых условиях в аполерцолитовых серпентинитах заметно меньше серпентина, магнетита и брусита, но больше эпи-дота, практически отсутствует иллит. При низких температурах и В/П >1:1 в незначительных количествах возможно образование кальцита, когда значения В/П = 1:2 и 1:1 частично сохраняется диоп-сид. Дегидратация серпентинита этого типа (400 °С) сопровождается по сравнению с гарцбургитом образованием меньшего количества оливина и талька и значительно большего - актинолита. Изменения газовой фазы с изменением Т и В/П при серпентинизации лерцолитов практически аналогично тому, что характеризует процесс серпентинизации гарц-бургитов.
Серпентинизация обоих типов пород практически не влияет на перераспределение рудных компонентов по отношению к их первичному содержанию. В то же время, на этом фоне намечаются некоторые общие закономерности, а именно: ильменит, пирротин, хизлевудит, халькопирит и борнит устойчивы при дефиците воды (В/П <5:1), а пирит, миллерит и рутил - в условиях ее избытка (В/П = 5:1—10:1). Сфалерит в процессе серпентинизации устойчив почти для всех исследованных значений параметров В/П и Т. Максимальные содержания рудных элементов в растворе, образующемся при взаимодействии вода-порода, составляет по расчетным данным при Т= 400 °С (моль/кг): Си = 4,8-10-5, Zn = 3,310-4, Ni = 1,6-Ю5, Pb = 3-10-6, Fe = 3-10'5. Концентрации хлора и серы в растворе, находящемся в равновесии с образующимися минеральными фазами составляют соответственно -6,54- Ю-1 и 2,97-10‘2 моль/кг.
Вышеприведенные расчетные данные характеризуют давления в 500 бар. При Р = 1000 бар соотношения минеральных фаз серпентинизации и характеристика растворов остаются аналогичными.
Изложенные результаты моделирования, в целом, хорошо согласуются с экспериментальными данными и петрографическими исследованиями
серпентинитов как в океанических, так и континентальных структурах. Выполненные в широком диапазоне температур и величин соотношения вода/порода они позволили получить дополнительную информацию о протекании процесса серпентинизации в зависимости от изменения этих параметров. Так, в частности, установлено, что с увеличением Т и величины В/П происходит смена pH растворов, влекущая за собой кристаллизацию минеральных фаз серпентинитов. Это позволяет, с одной стороны, понять причину появления различных типов серпентинов, а с другой - устойчивость тех или иных минералов, образующихся совместно с ними.
Из анализа результатов моделирования следует, что при серпентинизации как гарцбургита, так и лер-цолита образуется устойчивый парагенезис серпен-тин+брусит+магнетит+эпидот, к которому добавляются в зависимости от температуры иллит, кальцит, ангидрит, гипс. Причем иллит при серпентинизации гарцбургитов является постоянным компонентом парагенезиса, а в случае с лерцолитами - только для условий высоких температур и большой величины В/П (5:1 и более).
В соответствии с экспериментами [15-17] в этом процессе в группе серпентинов при Т= 130 °С кристаллизуется лизардит, при 185 °С - хризотил и 238 °С - антигорит. С учетом данных об образовании этих минералов в зависимости от величины pH растворов [ 15] и на основании полученных нами результатов моделирования можно констатировать, что на первых этапах гидратации ультрабазитов в условиях дефицита воды при низких температурах образуется хризотил, который затем с ростом температуры и объема воды сменяется лизардитом и антигоритом.
В соответствии с известными реакциями серпентинизации в этом процессе брусит образуется в основном только при гидратации оливина:
2Мб28Ю4+ЗН20 = MgзSi205 (OH)4+Mg(OH)2.
В природных же условиях и в нашей модели брусит является постоянным компонентом. Это расхождение находит свое объяснение при анализе поведения морской воды под воздействием температуры. Как следует из расчетных данных, брусит в составе серпентинитов, хотя и в незначительных количествах, всегда будет присутствовать в морских условиях, т.к. он осаждается из самой воды. Повышенное же его содержание в модельных серпентинитах связано с гидратацией породообразующего оливина по вышеприведенной реакции. Именно такие гарц-бургиты и лерцолиты взяты для моделирования [10]. Важным обстоятельством, вытекающим из поведения морской воды при нагревании, является то, что из нее в заметных количествах осаждается ангидрит, неизменно присутствующий в отложениях "курильщиков". Можно полагать, что вовлечение в процесс рудообразования большого количества воды (проточный режим) содержание ангидрита может оказаться значительным и приведет к образованию нескольких генераций.
Наконец, результаты моделирования позволяют оценить роль серпентинитов в образовании приуроченного к ним сульфидного оруденения в Средин-но-Атлантическом хребте. Выше показано, что концентрации рудных элементов (Си, 1п, РЬ) в ультра-основных породах исключительно малы, а при сер-пентинизации перидотитов в раствор переходит ничтожно малое их количество. Исследование оруденения в ультрамафитах из офиолитов показало [18], что сульфидная минерализация в серпентинитах наблюдается, в основном, на контактах ультра-основных пород с прорывающими их габброидами. Поэтому нет оснований рассматривать ультрабази-ты в срединно-океанических хребтах в качестве источников рудных компонентов для гидротермальных отложений, связанных с серпентинитами. Это тем более вероятно, что в сульфидных постройках полей Рэйнбоу и Логачев рудная минерализация аналогична таковой из кипрского и уральского типов [3], которые, как известно, связаны с основным магматизмом натровой специализации. Поэтому наиболее вероятно, что генезис подводных сульфидных проявлений в этих районах Срединно-Атлантического хребта имеет аналогичную природу, на что косвенно может указывать наличие среди серпентинитов небольших полей измененных габбро и диабазов [3]. С этих позиций связь сульфидного оруденения с серпентинитами в океанических структурах, скорее всего, парагенетическая, а ульт-рабазиты выступают в качестве геохимического барьера, на котором осаждаются рудные компоненты из кислых растворов, сопутствующих процессу серпентинизации. Данный вывод хорошо согласуется с результатами исследования минералогии и геохимии сульфидных руд, приуроченных к выходам серпентинитов в Срединно-Атлантическом хребте [19]. Авторы этой работы на основе полученных результатов пришли к выводу, что как гипербазиты, так и образованные по ним серпентиниты, не определяют специализацию связанных с ними пространственно сульфидных руд.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Богданов Ю.А., Бортников Н.С., Викентьев И.В. и др. Новый тип современной минералообразующей системы: "черные курильщики" гидротермального поля 14°45’ с.ш., Срединно-Атлантический хребет// Геология рудных месторождений. - 1997. - Т. 39. -№ 1. - С. 68-90.
2. Богданов Ю.А., Сагалевич А.М., Гурвич Е.Г. и др. Подводные геологические исследования гидротермального поля Рейнбоу (Срединно-Атлантический хребет) // Доклады АН СССР. - 1999. - Т. 365. -№ 5. - С. 657-662.
3. Богданов Ю.А., Бортников Н.С., Викентьев И.В. и др. Минералого-геохимические особенности гидротермальных сульфидных руд и флюида поля Рэйнбоу, ассоциированного с серпентинитами, Средин-но-Атлантический хребет (36°14' с.ш.) // Геология рудных месторождений. - 2002. - Т. 41. - № 6. -С. 510-543.
Исходя из положений рециклинговой модели гидротермальных источников, авторы [20] объясняют серпентинизацию ультрабазитов под воздействием на них потока морской воды на стадии нисходящей ветви. Как следует из результатов проведенного нами моделирования, этот процесс возможен как на нисходящей, так и восходящей ветви гидротермальной системы, обусловливая сложный минеральный состав серпентинитов и их вторичные изменения.
Выводы
1. Процесс серпентинизации ультраосновных пород дна океанов связан с взаимодействием их с морской водой и приводит к образованию устойчивого парагенезиса минералов: серпентин+магне-тит + брусит + эпидот ± хлорит ± иллит ± кальцит ± гипс ± ангидрит.
2. Количественное содержание минералов в образующихся серпентинит регулируется при общем давлении 500... 1000 бар соотношением вода/порода и температурой.
3. Состав серпентинизирующих растворов в зависимости от этих параметров изменяется от щелочных до кислых.
4. В случае пространственной приуроченности сульфидных проявлений к выходам серпентинитов в морских условиях ультрабазиты выступают в качестве геохимического барьера, на котором происходит разгрузка рудонесущих гидротермальных растворов.
5. Процесс серпентинизации ультраосновных пород осуществляется Как на нисходящей, так и на восходящей ветви потоков морской воды, проникающих в океаническую литосферу, определяя мно-гостадийность минералообразования в серпентинитах и их сложный состав.
Исследования поддержаны Российским фондом фундаментальных исследований (проект № 03-05-65045).
4. Batuyev B.N., Krotov A.G., Markov V.F., Cherkashev G.A., Krasnov S.G., Lisitsin Ye.D. Massive sulphide deposits discovered and sampled at 14°45' N, Mid-Atlantic Ridge // BRIDGE Newsletter. - 1994. - № 6. -P. 6-10.
5. Krasnov S.G., Poroshina J.M., Cherkashev G.A. Geological setting of the high-temperature hydrothermal activity and massive sulfide formation on fast- and slow-spreading ridges // Hydrothermal vents and processes / Editors: Parson L.M., Walker C.L., Dixon R.D. -London, Geol. Spec. Publication. - 1995. - № 87. -P. 17-32.
6. Barriga F.J.A.S., Costa I.M.A. et al. The Rainbow serpentinites and serpentinite-sulphide stockwork (Mid-Atlantic Ridge, AMAR Segment): A Preliminary Report of the FLORES Results. EOS Transaction American Geophysical Union 78(46)-Supl-F832-F833.
- 1997.
7. Бортников Н.С., Симонов В.А., Богданов Ю.А. Флюидные включения в минералах из современных сульфидных построек: физико-химические условия ми-нералообразования и эволюция флюида // Геология рудных месторождений. - 2003. - № 5.
8. Симонов В.А., Лисицын АЛ., Богданов Ю.А., Муравьев К.Г. Физико-химические условия современных гидротермальных рудообразующих систем (черные курильщики) в Центральной Атлантике // Геология морей и океанов. - М., 1997. - Т. 2. - С. 182.
9. Попов Н.Н., Федотов К.Н., Орлов В.М. Морская вода. - М.: Наука, 1979. - 327 с.
10. Белинский В.В. Альпинотипные гипербазиты переходных зон океан-континент. - Новосибирск: Наука, 1979.-263 с.
11. Наумов Г.Б., Рыженко Б.Н., Ходаковский И.Л. Справочник термодинамических величин. - М.: Атомиз-дат, 1971. - 239 с.
12. Дорогокупец П.И., Карпов И.К. Термодинамика минералов и минеральных равновесий. - Новосибирск: Наука, 1984. - 185 с.
13. Reid H.R.C., Prausnitz I.M., Poling В.Е. The Properties of Gases and Liquids. - New York: McGraw-Hill, 1987.
- 598 p.
14. Holland T.J.B., Powell R. An enlarged and updated internally consistent Thermodynamic dataset with uncertainties and correlations: the system K20-Na20-
Ca0-Mg0-Fe0-Al203-Ti02-Si02-C-H2-02 // Journal of Metamorphic Geology. - 1990. - V. 8. - № 1.
- P. 89-124.
15. Артемов B.P, ЧернорукС.Г., Шитов B.A., Дубик О.Ю. Опыт искусственной серпентинизации перидотита // Записки Всес. минералогического общества. -1968. - Ч. 97. - Вып. 6. - С. 688-694.
16. Moody S.B. Serpentinization a review // Litos. - 1976. -V.9.-Mb 2.-P. 135-150.
17. Janecky D.S., Seyfried W.E. Hydrothermal serpentinization of peridotite within oceanic crust: experimental investigation of mineralogy and major element chemistry // Geochim. Cosmochim. Acta. -1986. - V. 50. - Mo 7. - P. 1357-1378.
18. Пинус Г.В., Белинский B.B., Леснов Ф.П. и др. Альпинотипные гипербазиты Анадырско-Корякской складчатой области. - Новосибирск: Наука, 1973. -318 с.
19. Леин А.Ю., Черкашев Г.А., Ульянов А. А. и др. Минералогия и геохимия сульфидных руд полей Логачев и Рейнбоу: черты сходства и различия // Геохимия. -2003. - № 3. - С. 304-328
20. Силантьев С.А., Мироненко М.В., Базылев Б.А., Семенов Ю.В. Метаморфизм, связанный с гидротермальными системами срединно-океанических хребтов: опыт термодинамического моделирования // Геохимия. - 1992. - № 7. - С. 1015-1034.
УДК 553.493.5 (571.15) ’
МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГРАФИТА КАЛГУТИНСКОГО ГРЕЙЗЕНОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
А.А. Поцелуев, В.И. Котегов
. Томский политехнический университет E-mail: [email protected]
В рудных жилах Калгутинского редкометалльного грейзенового месторождения выявлен графит, встречающийся в ассоциации с кварцем и сульфидами. Минерал характеризуется разупорядоченной, поликристаллической структурой, переходной к полнокристаллическому состоянию. Размер микрокристаллов графита составляет 4...6 нм. Графит характеризуется "легким" изотопным составом углерода. Значение 8!3Сизменяется в диапазоне от ~26,3±0,4 %одо ~26,6±0,3 %о. В зернах графита установлены высокие концентрации А и, Ад, Нд, Те, Sb, Bi, Си, Pb, Zn, Fe, S. Выявлено закономерное увеличение концентрации углерода с глубиной, а также пространственная связь в распределении элемента и W, Mo, Си, Аи, Pt, Pd и.других металлов. Графит формировался в составе главных минеральных ассоциаций основного этапа рудообразования, что согласуется сданными по исследованию газово-жидких включений. Делается вывод о значительной роли углерода в процессе рудообразования, восстановленном характере рудообразующих флюидов и их глубинном источнике.
Введение
В последние годы появилось большое число работ, посвященных оценке роли углерода в процессах развития глубинных флюидно-магматических систем. В месте с тем весьма дискуссионным является вопрос об участии углеродистых соединений в эндогенных процессах. В связи с высокой летучестью органических соединений в этих условиях крайне редкими являются минеральные формы их присутствия. Эта проблема приобрела новое значение в связи с обсуждением роли сверхглубинных ядер-но-мантийных плюмов, их влиянием на процессы
формирования и эволюции земной коры в целом и рудогенеза в частности [1, 2 и др.]. Поэтому весьма интересным является факт выявления графита и особенности его минералогии и геохимии в рудных жилах Калгутинского редкометалльного грейзено-вого месторождения.
Калгутинское месторождение является типичным представителем месторождений молибден-ред-кометалльно-вольфрамовой рудной формации, широко распространенных в пределах Горного Алтая. Месторождение приурочено к одноименному массиву лейкократовых редкомёталльных поздне-
