CC BY
48
'ЗеоЯДи/с, февраль, 2014 г., № 2
*
УДК 553.065.12
ФЛЮИДНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ В КВАРЦЕ ЗОЛОТОРУДНЫХ ЖИЛ ПРОЯВЛЕНИЯ СЕКУЩИЙ (ЧУКОТКА)
Н. В. Сокерина1, С. К. Кузнецов1, С. И. Исаенко1, Р. С. Ковалевич2
1Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар 2Сыктывкарский государственный университет, Сыктывкар [email protected]
Проведено исследование флюидных включений в кварце золоторудного проявления Секущий. Установлено, что температура гомогенизации большинства включений равна 340—350 °С. В газовой фазе включений преобладает углекислый газ, в меньшей степени присутствуют азот и метан. Высказано предположение о разнотипных флюидных растворах, которые участвовали в минералообразовании.
Ключевые слова: флюидные включения, золоторудная минерализация, гомогенизация, рамановская спектро-
скопия.
FLUID INCLUSIONS IN QUARTZ OF GOLD ORE VEINS OF DEPOSIT SEKUSCHIY (CHUKOTKA]
N. V. Sokerina1, S. K. Kuznetsov1, S. I. Isaenko1, R. S. Kovalevich2
institute of Geology Komi SC UB RAN, Syktyvkar 2Syktyvkar State University, Syktyvkar
Investigation of quartz fluid inclusions from gold occurrence Sekuscheye were studied. It was established that the homogenization temperature of most inclusions is about 340—350 °C. Carbon dioxide is the main component of the gas phase of inclusions; nitrogen and methane are present in smaller amounts. It is suggested that there are different types of fluid solutions that are involved in mineral formation.
Keywords: fluid inclusions, gold mineralization, homogenization, Raman spectroscopy.
Золоторудное проявление Секущий расположено на севере Чукотки в пределах Алярмагтынского рудного поля и охватывает территорию верхнего течения р. Куэквунь. Сведения о геологическом строении района и рассматриваемого проявления, рудных телах, условиях рудообразования изложены в работах В. А. Войнова и других геологов [1, 2]. Нами проведено изучение флюидных включений в кварце золотоносных жил и дополнены данные о минеральном составе руд.
Рудные тела проявления Секущий представляют собой кварцевые, кварц-карбонатные жилы север-северо-западного простирания с наложенной сульфидной минерализацией и
зоны прожилково-вкрапленной сульфидной минерализации северо-западного и субширотного простирания, прослеживающиеся в углисто-глинистых филлитизированных сланцах иультинской свиты поздней перми— триаса. Золото находится в ассоциации с сульфидами, представленными главным образом пиритом, арсенопи-ритом, галенитом, халькопиритом, сфалеритом. В составе руд также встречаются монацит, ксенотим и другие минералы, в которых присутствуют редкоземельные элементы.
Изучение флюидных включений в жильном кварце проводилось в двупо-лированных пластинах методами гомо -генизации и криометрии с использова-
нием термокриостолика THMSG600 фирмы Linkam, позволяющего проводить измерения при температурах от — 196 до 600 °С. Кроме того, методом ра-мановской спектроскопии оценивался состав газовой фазы включений (спектрометр LabRam HR800 — Horiba Jobin Yvon). Спектры снимались при комнатной температуре, для их регистрации была задействована решетка спектрометра 600 ш/мм, размер конфокального отверстия составлял 300 мкм, щель — 100 мкм, мощность возбуждающего излучения Ar+ лазера — 120 мВт (514.5 нм).
Присутствующие в жильном кварце флюидные включения весьма разнообразны по форме, величине,
с
^еаиНии, февраль, 2014 г., № 2
Рис. 1. Флюидные включения в золотоносном кварце рудопроявления Секущий: а—г — трехфазовые включения (ЖН20+ЖС02+ГС02), д, е — двухфазовые включения с жидкой углекислотой (д — при комнатной температуре, е — при —25 °С)
содержанию газовой и жидкой фаз. По особенностям локализации можно выделить первичные и первично-вторичные и — реже — вторичные включения. Первичные включения распространены относительно равномерно в объеме минерала и имеют площадное распространение; первично-вторичные, как правило, располагаются в трещинах, не выходящих за пределы зерен. Первичные и первично-вторичные включения всегда содержат жидкую углекислоту, что довольно часто отмечается в золоторудных жилах [3, 5, 6, 7, 8]. Условно их можно подразделить на следующие типы.
1. Трехфазовые включения с содержанием газовой фазы 50—70 об. % (рис. 1, а—г). Они имеют разнообразную форму, часто неправильную, реже с элементами огранки, и форму обратного кристалла. Размер включений не превышает 10x7 мкм. В составе включений наблюдаются три фазы, представленные водным раствором (ЖН20), жидкой углекислотой (ЖС02) и газообразной углекислотой (ГС0 ). При замораживании во
включениях всегда происходит образование газогидратов. Плавление газогидратов происходит при температуре 7.1—8.8 °С, что свидетельствует о том, что давление внутри включений во время эксперимента приблизительно равно 4 МПа [4]. Плавление углекислоты происходило при температуре —56.6 ... —58.6 °С. Известно, что температура плавления жидкой углекислоты равна —56.6 °С. Более низкие значения температуры свидетельствуют о присутствии в составе газовой фазы низкокипящих газов. Включения гомогенизируются в газовую фазу в диапазоне температуры 342—369 °С (преимущественно при 340—350 °С). Частичная гомогенизация (переход жидкой углекислоты в газовую фазу) происходит при 26.8— 29.0 °С. Полная гомогенизация также происходит в газовую фазу.
2. Трехфазовые включения с содержанием газовой фазы 25—70 об. %, обычно 50—60 об. %. 0ни имеют разнообразную форму, часто неправильную, реже с элементами огранки, и форму обратного кристалла. Размер
включений, как и в предыдущем случае, не превышает 10x7 мкм. В составе включений также наблюдаются три фазы, представленные водным раствором (ЖН20), жидкой углекислотой (ЖС02) и газообразной углекислотой (ГС02). При замораживании во включениях всегда происходит образование газогидратов. Плавление газогидратов происходит при температуре 7.1—8.0 °С, что свидетельствует о том, что давление внутри включений во время эксперимента приблизительно равно 4 МПа [4]. Плавление углекислоты происходит при температуре —56.6 ... —59.9 °С. Температура частичной гомогенизации равна 8.5—27.9 °С, гомогенизация всегда идет в жидкую фазу. Температура полной гомогенизации равна 317 °С (удалось замерить только одно включение, остальные взорвались). Гомогенизация идет в жидкую фазу.
3. Двухфазовые включения, полностью состоящие из жидкой и газообразной углекислоты (рис. 1, е, д). Часто при комнатной температуре наблюдается только одна фаза, вторая появляется при замораживании. Включения имеют разнообразную форму, иногда с элементами огранки. Размер включений обычно не превышает 15x15 мкм. Температура плавления углекислоты —56.9...—57.3 °С. Температура гомогенизации углекислоты 15.8—28.8 °С. Гомогенизация всегда идет в жидкую фазу.
Как уже было отмечено выше, в кварце встречаются вторичные включения (табл. 1). Условно их также можно подразделить на следующие разновидности:
— двухфазовые включения, содержащие газовую фазу не более 10 об.%. В их составе присутствует водный раствор (ЖН20) и газообразная углекислота (ГС02). Такие включения имеют обычно неправильную форму. Размер включений не превышает 5x5 мкм. Температура гомогенизации равна 139—281 °С;
— однофазовые водные включения встречаются крайне редко. 0ни имеют неправильную ф орму и размер не более 3x3 мкм. Так же редко наблюдаются двухфазовые включения, в составе которых присутствуют только вода и пар (Ж№0 + ГнЮ).
Газовый состав включений изучался методом рамановской спектроскопии. По её данным, в составе флюидных включений преобладает углекислый газ, содержание которого изменяется в интервале 85.2—
^е&ИНик, февраль, 2014 г., № 2 ^шш J
*
Таблица 1
Результаты изучения флюидных включений в золотоносном кварце проявления Секущий
№ Тип включения ГФ, % Т пл. со2 Т пл. газогид, °С Т гом., С02, °С Т полн. гом., °С Т декр., °С Удельный объем, С02, см3/г Плотность со2, г/см3 Краткая характеристика
1 Жн2о+ +Жс02+ +Гс02 50—70 -56.6... ...-58.6 7.1—8.8 26.8— 29.0 342—369 350* — 1.479— 1.573 0.2720— 0.313 Трехфазовые включения с жидкой углекислотой. При нагревании частичная гомогенизация С02 происходит в газовую фазу, полная гомогенизация также происходит в газовую фазу
2 ЖН20+ +ЖС02+ +Гс02 25—60 -56.6... ...-59.9 7.1—8.0 8.5— 27.9 317 (остальные взорвались) 250—300 1.145— 1.515 0.657— 0.875 Трехфазовое включение с жидкой углекислотой, вероятно первичное. При нагревании частичная гомогенизация С02 происходит в жидкую фазу. Часто декре-питация происходит до температуры полной гомогенизации
3 ЖС02+ +Гс02 100 -56.9... ...-57.3 — 15.8— 28.8 — — 1.229— 1.567 0.629— 0.816 Двухфазовые включения с жидкой углекислотой. При нагревании гомогенизация С02 происходит в жидкую фазу
4 ЖН20+ +Гс02 до 10 — — — 136—281 — — — Двухфазовые включения, вероятно, вторичные
Примечание: * — наиболее типичны.
100 мол. %. В некоторых случаях газовая фаза полностью состоит из углекислого газа, но чаще всего встречаются незначительные примеси таких газов, как азот и метан (табл. 2, рис. 2). Содержание азота колеблется в интервале 0—11.2 мол. % и в среднем составляет 6.6 мол. % (табл. 2). Метан присутствует в очень незначительных количествах — 0—3.6 мол. %, в среднем 1.6 мол. %. Соотношение С02/СН4 в среднем равно 60.1, что свидетельствует об окислительных условиях минералообразования.
Результаты изучения флюидных включений в жильном кварце рудо-проявления Секущий свидетельствуют о том, что формирование зо-
лото-сульфидно-кварцевых жил происходило при температуре 300— 350 °С. Обращают на себя внимание широкие вариации соотношения жидкой и газовой фаз во включениях, наличие трехфазных включений с жидкой углекислотой, гомогенизация включений как в жидкую, так и газовую фазы. Можно полагать, что рудообразующая система была неоднородна по составу и фазовому состоянию. В системе присутствовали два флюида: водно-углекислотный с незначительными примесями азота и метана и существенно газовый уг-лекислотный с незначительными примесями азота, метана и воды. Возможно, происходило вскипание
растворов с отделением углекислоты и других компонентов вследствие проявления тектонических подвижек и падения давления в трещинных полостях. Соотношение содержаний С02/СН4 в газовой фазе включений, обычно использующееся для оценки окислительно-восстановительного потенциала, достаточно высокое — в среднем 60.1, что свидетельствует об окислительных условиях минералообразования.
Следует заметить, что значительная газонасыщенность флюидных растворов, повышенное содержание углекислоты характерны для золото-сульфидно-кварцевых месторождений [3, 5, 6, 7, 8]. В связи с этим полу-
Рис. 2. Рамановские спектры газовой фазы флюидных включений золотоносного кварца проявления Секущий:
а — смесь С02, N и СН4; б — С02
*
'Вес&Кик, февраль, 2014 г., №
Таблица 2
Состав газовой фазы флюидных включений золотоносного кварца проявления Секущий (по данным рамановской спектроскопии)
№ С02 N. СН4 со2/ сн4 Примечание
мол.%
1 87.1 10.6 2.3 37.9 Трехфазовое включение ЖН20 + Ж С02 + ГС02
2 100 0 0 — Однофазовое газовое включение ЖС02
4 93.0 6.6 0.4 232.5 Трехфазовое включение ЖН20 + жс02 + ГС02
5 93.8 4.6 1.5 62.5 Трехфазовое включение ЖН20 + жс02 + ГС02
6 85.2 11.2 3.6 26.4 Трехфазовое включение Жн20 + ЖС02 + ГС02
Среднее 93.8 6.6 1.6 60.1 —
ченные нами данные косвенно свидетельствуют о золотоносности Аляр-магтынского рудного поля.
Работа выполнена при финансовой поддержке НШ4795.20142; Программ: УрО и ДВО РАН № 12-С-5-1006, Президиума РАН№12-П-5-1027; УрО РАН 12-5-6-016-АРКТИКА, Президиума РАН АРКТИКА.
Литература
1. Бортников Н. С., Брызгалов И. А., Кривицкая Н. Н, Прокофьев Ю. В., Викентъева О. В. Майское многоэтапное прожилково-вкрапленное золото-сульфидное месторождение (Чукотка, Россия): минералогия, флюидные включения, стабильные изотопы и условия образования // Геология рудных месторождений. 2004. Т. 46. № 6. С. 475-509.
2. Войнов В. А. и др. Поисково-оценочные работы на золото в пределах Алярмагтынского рудного поля (Чукотский АО): Информационный геологический отчёт о результатах и объемах работ, выполненных в 2011 году по объекту. Певек, 2011.
3. Долгов Ю. А., Томиленко А. А., Гибшер Н. А. Флюидный режим формирования и термобарогеохимичес-кие критерии золотоносности кварцевых жил в метаморфических породах // Термобарогеохимия минералообра-зующих процессов. Новосибирск, 1990. С. 7-19.
4. Истомин В. А. Якушев В. С. Газовые гидраты в природных условиях. М.: Недра, 1992. 236 с.
5. Сокерина Н. В., Шанина С. Н. История формирования кварцевых жил и эволюция гидротермальных минера-
лообразующих растворов Приполярно-уральской хрусталеносной провинции // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН, 2002. № 10. С. 13-15.
6. Сокерина Н. В., Шанина С. Н, Исаенко С. И. Газовый состав рудооб-разующего флюида золоторудного проявления Синильга, Приполярный Урал // Там же. 2012. № 3. С. 12-15.
7. Сокерина Н. В., Шанина С. Н. Геохимические условия формирования золоторудного проявления Караванное, Приполярный Урал // Там же. 2007. № 5. С 2-4.
8. Сокерина Н. В., Шанина С. Н, Зыкин Н. Н, Исаенко С. И., Пискунова Н. Н. Условия формирование золоторудной минерализации на проявлении Синильга, Приполярный Урал (по данным изучения флюидных включений) // ЗРМО. 2013. № 6. С. 89-105.
Рецензент д. г.-м. н. В. В. Мурзин
