CC BY
33
Оригинальная статья / Original article УДК: 550.42(571.54)
ИСТОЧНИКИ ФЛЮИДОВ, ФОРМИРОВАВШИХ АПОГИПЕРБАЗИТОВЫЕ МЕТАСОМАТИТЫ ЗАПАДНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ
© М.В. Рампилова1, Г.С. Рипп2, Б.Б. Дамдинов3, М.О. Рампилов4, В.Ф. Посохов5
1-5Геологический институт СО РАН,
Российская Федерация, Республика Бурятия, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой 6а.
РЕЗЮМЕ. Цель - на основании изучения стабильных изотопов в минералах апогипербазитовых метасома-титов Оспинско-Китойского, Парамского и Усть-Келянского массивов определить источники флюидов. Методы. Состав минералов изучен на сканирующем электронном микроскопе LEO-1430 с энергодисперсионным спектрометром Inca Energy-300. Изотопные составы кислорода, углерода и водорода определялись на прецизионных масс-спектрометрах Finigan МАТ-252 и 253. Анализ микроэлементов выполнен методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP MS). Результаты. В серпентинитах всех изученных апогипербазитовых проявлений кислород (4,67-7,35% 518O) близок к составам ультраосновных пород. В сравнении с серпентинитами составы кислорода в нефритах несколько более обогащены тяжелым кислородом (6,13-9,54% 518O). Наибольшие вариации 518O характерны для минералов из лиственитов, они варьируют от 8,12 до 17,46% и указывают на участие корового вещества. Кислород карбонатов (12,9-18,8% 518O) из этих пород, близкий к силикатным минералам, как и углерод (-2,8...+2,8% 513C), отличается высокой гетерогенностью. Выводы. 1. Серпентиниты наследуют изотопный состав кислорода из ультрабазитов и свидетельствуют о ювенильном происхождении флюидов. 2. Флюидная фаза нефритов была мобилизована из серпентинитов с добавлением некоторой части корового компонента. 3. Формирование лиственитов происходило с участием флюидной фазы метаморфогенного источника. Ключевые слова: серпентинит, нефрит, лиственит, изотопия.
Формат цитирования: Рампилова М.В., Рипп Г.С., Дамдинов Б.Б., Рампилов М.О., Посохов В.Ф. Источники флюидов, формировавших апогипербазитовые метасоматиты Западного Прибайкалья // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых. 2017. Т. 40. № 2. С. 23-35.
''Рампилова Мария Владимировна, кандидат геолого-минералогических наук, младший научный сотрудник, e-mail: [email protected]
Maria V. Rampilova, Candidate of Geological and Mineralogical sciences, Junior Researcher, e-mail: [email protected]
2Рипп Герман Самуилович, кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник, тел.: 8 (3012) 433275, e-mail: [email protected]
German S. Ripp, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Leading Researcher, tel.: 8 (3012) 433275, e-mail: [email protected]
3Дамдинов Булат Батуевич, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, е-mail: [email protected]
Bulat B. Damdinov, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Senior Researcher, е-mail: [email protected]
4Рампилов Михаил Олегович, кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник, e-mail: [email protected]
Mikhail O. Rampilov, Candidate of Geological and Mineralogical sciences, Researcher, e-mail: [email protected]
5Посохов Виктор Федорович, старший научный сотрудник, тел.: 8 (3012) 433275, e-mail: [email protected] Viktor F. Posokhov, Senior Researcher, tel.: 8 (3012) 433275, e-mail: [email protected]
Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 „о
2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS.
Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2
SOURCES OF FLUIDS FORMED APOULTRAMAFIC METASOMATITES IN WESTERN TRANSBAIKALIA
M.V. Rampilova, G.S. Ripp, B.B. Damdinov, M.O. Rampilov, V.F. Posokhov
Geological Institute SB RAS,
6a, Sakhyanova St., Ulan-Ude, 670047, Republic of Buryatia, Russian Federation.
ABSTRACT. The purpose of the paper is to identify the sources of fluids on the basis of the study of stable isotopes in the minerals from apoultramafic metasomatites of the Ospa-Kitoi, Parama and Ust-Kelyana massifs. Methods. The composition of minerals has been studied by means of a LEO-1430 scanning electron microscope (SEM) equipped with Inca Energy-300 energy dispersive spectroscope (EDS). The isotopic composition of oxygen, carbon and hydrogen were determined by means of a Finnigan МАТ-252 and 253 precision mass spectrometers. Analysis of trace elements has been performed by mass spectrometry with inductively coupled plasma (ICP MS). Results. The 618O values in all studied apoultramafic manifestations of serpentinites (4.67-7.35% 618O) are similar to those of ultrabasic rocks. The 618O values in nephrites are slightly higher (6.13-9.54% 618O) than those in serpentinites. The listvenites are characterized by the greatest variation of 618O (from 8.12 to 17.46%) and indicate the involvement of crustal material. The oxygen from these rocks carbonates (12.9-18.8% 618O) close to silicate minerals is as highly heterogeneous as carbon (-2.8...+2.8% 613C). Results. The 618O values in all studied apoultramafic manifestations of serpentinites (4.67-7.35% 618O) are similar to those of ultrabasic rocks. The 618O values in nephrites are slightly higher (6.13-9.54% 618O) than those in serpentinites. The listvenites are characterized by the greatest variation of 618O (from 8.12 to 17.46%) and indicate the involvement of crustal material. The oxygen from these rocks carbonates (12.9-18.8% 618O) close to silicate minerals is as highly heterogeneous as carbon (-2.8...+2.8% 613C). Conclusions. 1. Serpentinites inherit the oxygen isotopic composition from the ultramafic rocks and indicate the juvenile origin of fluids. 2. The fluid phase of nephrites was mobilized from the serpentinites with the addition of some crustal component. 3. Lisvenites were formed with the involvement of fluid phase of a metamorphogenic source.
Keywords: serpentinitee, nephrite, listvenite, isotopy
For citation: Rampilova M.V., Ripp G.S., Damdinov B.B., Rampilov M.O., Posokhov V.F. Sources of fluids formed apoultramafic metasomatites in Western Transbaikalia. Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences of the Russian Academy of Natural Sciences. Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits. 2017, vol. 40, no. 2, рр. 23-35. (In Russian).
Введение
Проблеме различных аспектов образования офиолитов и продуктов их последующего изменения посвящено большое количество работ. При этом основное внимание геологов было сосредоточено на изучении петрографических, минералогических и геохимических особенностей составных частей разреза офиолитовых комплексов: гипербазитов, габброидов, вулканогенно-осадочных пород. В меньшей степени исследования были посвящены метаморфическим и метасоматиче-ским породам, включающим амфиболиты, жадеиты, нефриты, серпентиниты, лист-вениты, родингиты. Последние нередко играют важную роль в решении вопросов, касающихся условий формирования ба-зит-ультрабазитовых комплексов.
В базит-гипербазитовых массивах Саяно-Байкальской складчатой области широко проявлены процессы постмагматического изменения. Их описание дано в работах [1-3]. Образование таких метасо-матитов происходило в основном по серпентинитам. В одних случаях формировался нефрит, в других - листвениты, родингиты. Последние нередко встречаются за пределами массивов. Одной из важных проблем формирования этих метасомати-тов является оценка источников вещества и флюидов, при ее решении используются результаты изучения стабильных и радиогенных изотопов.
Авторами изучены серпентиниты, нефриты, листвениты и тальк-карбонатные породы на Оспинско-Китойском, Па-рамском и Усть-Келянском массивах ультраосновных пород.
Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 ISSN Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9455
Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2
Методы исследований
При проведении анализа химического состава пород были использованы следующие методы: фотометрический, атомно-абсорбционный, потенциометри-ческий и пламенно-фотометрический. Использовались измерительные приборы: атомно-абсорбционный спектрофотометр AAS-№1 (Германия), спектрофотометр СФ-46 (Россия), иономер Анион-4100 (аналитики Г.И. Булдаева, И.В. Боржонова, Э.М. Татьянкина; Геологический институт СО РАН). Анализ микроэлементов выполнен методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP MS) (аналитик И.В. Николаева; Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН). Микроструктурные особенности, взаимоотношения и однородность состава минералов изучались на электронном микроскопе LEO-1430 с энергодисперсионным спектрометром Inca Energy-300 (аналитик С.В. Канакин; Геологический институт СО РАН).
Изотопные составы кислорода и углерода проанализированы в Геологическом институте СО РАН. Кислород в силикатах определен методом лазерного фторирования, а углерод и кислород в карбонатах по методике разложения ор-тофосфорной кислотой c использованием опции «Газбенч» - при температуре 60-70°С в течение 2-4 часов. Все измерения проведены на масс-спектрометре Finigan МАТ 253 в режиме двойной системы напуска для кислорода в силикатах и методом continuous flow (в постоянном потоке гелия) для карбонатов. Калибровка для силикатов осуществлялась по международным стандартам NBS-28 (кварц), NBS-30 (биотит), а для карбонатов - по NBS-18, NBS-19. Погрешность полученных значений составила не более 0,2-0,3%.
Изотопный состав водорода в гидроксилсодержащих минералах определен в Изотопном центре ДВНЦ
РАН. Анализ выполнен по методу [4]. Для удаления сорбированной воды пробы были предварительно нагреты до 200°С. Конституционная вода выделялась при температуре 1250°С. Отделение водорода из воды произведено на хроме при температуре 950°С. Состав его измерен на масс-спектрометре Finigan MAT 253 относительно лабораторного стандарта, калиброванного по международным стандартам VSMOW, SLAP, GISP. Воспроизводимость определения 6D (1а) составляет 1,5%.
Геологическая характеристика массивов
Изученные Оспинско-Китойский, Парамский и Усть-Келянский массивы ба-зит-ультрабазитовых пород расположены в южном складчатом обрамлении Сибирского кратона (рис. 1).
98° 106° 114'
Рис. 1. Расположение массивов ультраосновных пород в южном складчатом обрамлении Сибирского кратона:
1 - Сибирский кратон; 2 - складчатое обрамление кратона; 3 - массивы
ультраосновных пород. Массивы: I - Оспинско-Китойский; II - Усть-Келянский; III - Парамский
Fig. 1. Location of massifs of ultrabasic rocks in the southern folded frame of the Siberian Craton: 1 - Siberian craton; 2 - folded frame; 3 - ultrabasic rocks. Massifs: I - Ospa-Kitoy; II - Ust-Kelyana; III - Parama
Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 ^
2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS.
Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2
Оспинско-Китойский массив находится в юго-восточной части Восточного Саяна, на водоразделе рек Китой и Онот и образует линзообразное тело сложной конфигурации общей площадью 174 км2. Массив является участком офиолитового покрова, находящимся на пересечении двух ветвей Восточно-Саянского офиолитового пояса [2, 5].
Массив представляет собой серию тектонических пластин, подстилаемых зонами меланжа. Пластины залегают на терригенных отложениях ильчирской толщи и имеют следующее строение: в основании залегает зона серпентинито-вого меланжа, которая вверх по разрезу сменяется серпентинитами, сменяющимися слабоизмененными ультраосновными породами [1]. В массиве представлены дуниты, гарцбургиты, занимающие до 30% площади массива, серпентиниты, тальково-карбонатные породы, листвениты, нефриты, родингиты.
Серпентиниты оконтуривают каждый из гарцбургитовых блоков. Петельчатая лизардитовая серпентинизация развита повсеместно. В краевых частях массива интенсивность ее возрастает. Среди серпентинитов наиболее распространены хризотил-антигоритовые разности. В южной части массива вблизи габброидов картируются обширные поля пятнистых карбонатизированных серпентинитов с порфировидными вкрапленниками брейнерита. С ними тесно ассоциируют бруситовые серпентиниты.
Месторождение нефритов расположено в центральной части Оспинско-Ки-тойского массива. Здесь на площади 5 км2 установлено более 15 нефритовых жил, сосредоточенных в трех зонах среди катаклазированных хризотил-лизардито-вых серпентинитов с реликтами оливина. На контактах нефритовых жил отмечаются родингиты кварц-диопсид-клиноцо-изитового состава.
На контакте с вмещающими породами и карбонатизированными серпенти-
нитами вдоль тектонических зон распространены тальково-карбонатные породы и листвениты. Состав их характеризуется вариациями соотношений талька, магнетита, брейнерита и кварца. Таль-ково-карбонатные породы развиты в основном на контакте гипербазитов с кристаллическими сланцами, они образовались в конечную стадию преобразования гипербазитов. В минеральном составе их преобладают магнезиальный или магне-зиально-железистый карбонат и тальк. Относительные количества этих минералов колеблются в широких пределах [3]. Из второстепенных минералов присутствуют реликты серпентина, магнетита и хромшпинелидов.
Листвениты развиты около гранитных, реже габбровых тел, в некоторых случаях они вместе с тальково-карбонат-ными породами образуют жилы и участки среди карбонатизированных серпентинитов.
Парамский массив имеет форму линзы, ориентированной на северо-запад. Длина массива - 20 км, наибольшая ширина - 4,5 км, площадь - 37 км2. Массив разбит серией тектонических нарушений. Центральная часть массива сложена полосчатым комплексом дунитов и гарцбургитов. Полосчатость комплекса подчеркивается ориентировкой зерен эн-статита и направлением простирания линзовидных тел дунитов. Мощность полос колеблется от десятков сантиметров до 30, реже 250 м. Переходы между дуни-тами и гарцбургитами постепенные. По направлению к эндоконтакту возрастает роль серпентинитов. В небольшом количестве среди серпентинитов присутствуют тальк-карбонатные породы и листвениты. Гипербазиты массива прорваны дайками аплитов и гранитов. Встречены жильные тела и дайки орто-амфиболитов апогаббрового происхождения, частично родингитизированные [6].
Серпентиниты в зоне контакта с плагиоклаз-амфиболовыми породами
Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. 2Q Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 ISSN
Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9455
Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2
имеют скрытокристаллическую структуру, существенно антигоритовый состав с вкрапленностью магнетита. Они участками оталькованы, интенсивно дроблены, по трещинам развит брейнерит.
Нефритоносная зона длиной более 1,5 км и мощностью около 50 м располагается вдоль контакта плагиоклаз-амфи-боловых метагаббро и сланцев келян-ской толщи с серпентинитами. Непосредственно в зоне контакта присутствуют тремолититы с хлоритом, серпентин-тремолит-хлоритовые породы и талькиты с включениями волокнистого тремолита. Породы имеют сланцеватую структуру, обусловленную параллельным расположением листочков хлорита и тремолита, а также прожилками с включениями талька. Содержание серпентина, тремолита и хлорита непостоянно. На участках максимальной тремолитизации отмечаются жилы с постепенными переходами от тремолитов к нефриту.
Тальк-карбонатные, тальк-карбо-натно-серпентинитовые породы обычно слагают либо краевые части, либо мелкие линзы внутри массива. Иногда вместе с тальк-карбонатными породами отмечаются зоны лиственитов.
Усть-Келянский массив расположен к югу от Северо-Муйской глыбы и прослежен почти на 10 км при максимальной ширине до 2,05 км, общая площадь его -около 12 км2. Этому массиву свойственно блоковое строение, сложенное лизарди-товыми и хризотил-лизардитовыми серпентинитами. В виде небольших ядер в них встречаются серпентинизированные гарцбургиты [7].
На контакте массива с муйскими плагиогранитами картируется зона сер-пентинитового меланжа, переходящего к юго-востоку в листвениты. На северо-западном выклинивании массива за зоной серпентинитового меланжа с будинами габброидов и даек основного состава обнажаются апоперидотовые серпентиниты [8].
Минеральный состав метасоматитов
Нефриты всех участков сложены тремолитом, содержащим 0,4-0,8 ф.е. актинолитового компонента. Среди акцессорных минералов в них установлены хромит, магнетит, диопсид, циркон, титанит, гроссуляр, хлорит.
Серпентиниты имеют разный состав. В пределах одного участка встречаются как антигоритовые серпентениты, так и лизардитовые с хризотиловыми. В них присутствуют единичные включения хромита, магнетита и аваруита.
Листвениты сложены кварцем и карбонатами с подчиненным количеством талька. Карбонат в основном представлен магнезитом, брейнеритом, реже доломитом.
Тальк-карбонатные породы состоят из магнезита и талька, при этом их содержание сильно варьирует.
Геохимические особенности метасоматитов
Составы серпентинитов и гарцбур-гитов Оспинского массива близки и отличаются в основном содержаниями воды (табл. 1). Незначительно отличаются они и по микроэлементному составу (табл. 2, рис. 2).
В нефритах Оспинского и Парам-ского массивов относительно первичных пород ниже содержания MgO, FeO, выше SiO2 и CaO (см. табл. 1), редких и редкоземельных элементов (РЗЭ) (см. рис. 1, рис. 2). В лиственитах количества петро-генных и редких элементов широко варьируют (см. табл. 1, табл. 2, см. рис. 1, рис. 2).
Графики содержаний элементов гарцбургитов, серпентинитов, нефритов и лиственитов Оспинского массива, нормированных к примитивной мантии, близки (см. рис. 2, а). Относительно примитивной мантии породы Оспинского массива обеднены большинством элементов (кроме Cs, Rb, и U). Серпентиниты относительно гарцбургитов отлича-
Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 „у
2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS.
Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2
Таблица 1
Химический состав пород Оспинского, Парамского и Усть-Келянского массивов, мас. %
Table 1
Chemical composition of rocks from the Ospa, Parama and Ust-Kelyana massifs, wt. %
Порода / Rock Номер пробы / Sample no. SiO2 TiO2 AhO3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 ППП / Losses on ignition Сумма / Total CO2
Оспинский массив / Ospa massif
1 0к14/10* 40,54 0,02 0,29 1,22 6,01 0,10 47,16 0,22 0,07 0,01 0,05 3,36 99,05 н/о
2 Ок2/8* 41,50 0,03 0,42 0,21 6,90 0,10 47,84 0,18 - 0,01 0,04 1,76 98,99 н/о
3 Ок17/6* 43,08 0,01 0,52 1,02 6,63 0,11 45,53 0,50 - - 0,04 1,63 99,07 н/о
4 Ос-354-с 32,60 <0,02 0,10 0,70 5,14 0,11 38,40 0,06 0,02 <0,01 0,11 22,13 99,37 4,62
5 0к-130 35,80 <0,02 0,20 6,52 1,76 0,10 40,16 0,33 0,05 <0,01 <0,10 14,48 99,40 1,54
6 Ок-132 40,00 <0,2 1,10 3,04 2,57 0,12 40,30 0,24 0,06 <0,01 <0,03 12,39 99,82 0,22
7 2682 55,80 <0,2 0,90 0,26 3,66 0,12 22,23 12,66 0,05 0,05 <0,03 3,37 99,10 0,44
8 Ос-354 22,60 <0,02 <0,10 <0,10 5,03 0,10 33,50 0,27 0,09 <0,01 <0,10 38,57 100,16 22,22
9 Ок 45 32,00 <0,02 0,10 0,09 3,08 0,13 18,60 14,66 <0,01 <0,01 <0,10 30,66 99,32 24,20
10 Ок-46 26,10 <0,02 <0,10 0,03 2,65 0,19 12,76 23,86 <0,01 0,01 <0,10 33,69 99,29 33,22
11 Ок-97 47,20 <0,02 <0,10 <0,10 4,20 0,09 21,26 1,96 0,02 <0,01 0,11 24,35 99,19 8,36
12 Ос-351 34,70 <0,02 0,20 <0,10 2,10 0,05 37,78 0,12 <0,01 <0,01 <0,10 24,92 99,87 2,86
Парамский массив / Parama massif
13 Нк-4 40,50 <0,02 0,30 2,06 2,88 0,07 40,30 <0,10 <0,01 <0,01 0,12 13,50 99,73 0,66
14 911 46,60 <0,2 6,50 1,93 6,63 0,14 22,47 9,55 0,05 0,05 <0,03 5,64 99,56 1,10
15 Нк-22 25,80 <0,02 0,20 0,95 4,40 0,08 31,60 0,48 <0,01 0,04 <0,10 36,29 99,84 15,84
16 Нк-27 32,00 <0,02 0,50 1,51 4,35 0,17 40,35 <0,10 0,02 <0,01 <0,10 21,32 100,22 4,62
Усть-Келянский массив / Ust-Kelyana massifs
17 Кел-4 42,40 <0,02 0,60 1,52 0,89 0,15 36,90 4,69 0,02 <0,01 0,15 12,32 99,64 0,44
18 Кел-8 39,70 <0,20 0,80 2,64 1,13 0,12 40,52 0,04 0,01 <0,01 0,13 14,71 99,80 0,44
19 Кел-16 26,00 <0,20 0,60 0,72 3,31 0,12 34,60 0,33 0,10 <0,01 0,10 33,87 99,75 9,68
Примечание. ППП - потери при прокаливании. 1-3 - гарцбургит; 4-6, 13, 17, 18 - серпентинит; 7, 14 -нефрит; 8-11, 15, 16, 19 - лиственит; 12 - тальк-карбонатная порода. Н/о - элемент не определялся. Прочерк - элемент не обнаружен. * - пробы по Анциферовой, 20066.
Note. П. П. П. - loses on ignition. 1-3 - harzburgite, 4-6, 13, 17, 18 - serpentinite; 7, 14 - nephrite, 8-11, 15, 16, 19 - listvenite, 12 - talc-carbonate rock. Н/о - element was not determined. Dash - element was not found. * -samples according to Antsiferova, 20066.
ются только повышенными содержаниями Cs, Ba и Ta, а нефриты при близкой конфигурации - более высокой концентрацией всех элементов. В лист-венитах некогерентные элементы варьируют, относительно гарцбургитов, серпентинитов и нефритов обогащены легкими лантаноидами.
Для графиков распределения РЗЭ гарцбургитов, серпентинитов, нефритов и лиственитов Оспинского массива (см. рис. 2, б) характерны содержания РЗЭ ниже хондритовой нормы при относительно широком диапазоне вариаций. График распределения РЗЭ в гарцбурги-тах (см. рис. 2, б) характеризуется умень-
6Анциферова Т.Н. Петролого-минералогические особенности гипербазитов Оспинского массива (Восточный Саян): дис. ... канд. геолог.-минералог. наук. Улан-Удэ, 2006. 172 с. / Antsiferova T.N. Petrological and mineralogical features of the Ospinsky Massif ultrabasites (Eastern Sayan): Candidate's Dissertation in Geological and Mineralogical sciences. Ulan-Ude, 2006. 172 p.
Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. 2„ Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 ISSN
Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9455
Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2
Рис. 2. Спайдер-диаграмма (а) и распределение редкоземельных элементов (б) для гипербазитов и метасоматитов Оспинского массива [9]:
1 - поле гарцбургитов; 2 - серпентинит; 3 - нефрит; 4 - лиственит Fig. 2. Spidergram (a) and distribution of rare earth elements (б) for ultrabasites and metasomatites of the Ospa massif [9]
1 - harzburgite field; 2 - serpentinite; 3 - nephrite; 4 - listvenite
шением концентраций лантаноидов от легких к тяжелым, но с отчетливой отрицательной Eu аномалией. Серпентиниты попадают в поле гарцбургитов. Нефриты повторяют конфигурацию, но содержания лантаноидов выше, чем в гарцбурги-тах и серпентинитах. Листвениты характеризуются широким диапазоном вариаций РЗЭ, часть значений их попадает в поле гарцбургитов, другие существенно дистанцировались.
Графики содержаний элементов метасоматитов Парамского массива,
нормированных к примитивной мантии, показаны на рис. 3, а. Нефриты относительно серпентинитов характеризуются более высокими содержаниями Бт, Ей, У и УЬ, а в лиственитах выше содержания МЬ, Та и Бг. В метасоматитах этого массива содержания РЗЭ ниже ходритовой нормы (рис. 3, б). График распределения РЗЭ в серпентинитах имеет резкие перепады. В нефритах содержание лантаноидов выше, чем в серпентинитах, график более ровный. В лиственитах содержания РЗЭ выше, чем в серпентинитах, но
Рис. 3. Спайдер-диаграмма (а) и распределение редкоземельных элементов (б) для метасоматитов [9] Парамского (1 - серпентинит; 2 - нефрит; 3 - лиственит) и Келянского (4 - лиственит) массивов Fig. 3. Spidergram (a) and distribution of rare-earth elements (б)
for metasomatites [9] of the Parama massif (1 - serpentinite; 2 - nephrite; 3 - listvenite) and the Kelyana massif (4 - listvenite)
Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 „д
2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS.
Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2
ниже, чем в нефритах. Конфигурация графика распределения РЗЭ лиственитов близка к конфигурации графика распределения РЗЭ серпентинитов.
Результаты изотопных исследований и их обсуждение Изотопному изучению были подвержены дуниты, нефриты, серпенти-
ниты и минералы, слагающие листве-ниты (табл. 2, табл. 3, рис. 4).
Изотопный состав кислорода в оливинах из дунитов, равный 4,6-5,5% 518O, близок к значениям глубинных магматических пород. В серпентинитах всех изученных нами апогипербазитовых проявлений кислород близок к составам
Таблица 2
Изотопный состав кислорода и водорода в апогипербазитовых метасоматитах
Table 2
Isotopic composition of oxygen and hydrogen in apoultrabasic metasomatites
Массив / Massif Порода/ Rock Проба / Sample Минерал / Mineral ö18O% SMOW ö18O% SMOWfluid б D% SMOW
1 Дунит/ Dunite 0к-20 Оливин / Olivine 4,60
2 Гг-65 Оливин / Olivine 5,50
3 Гг-60 Оливин / Olivine 5,50
4 Серпентинит/ Serpentine Ос-354-с Серпентин/ Serpentine 7,35 7,05 -85,00
5 Ос-132 4,67 4,37 -80,50
6 Ос-348 -167,20
7 Кел-8-с 6,26 5,96 -151,90
8 Кел-4-с 5,34 5,04
9 Нк-4-с 7,05 6,75 -73,50
10 Нк-27-с 6,91 6,61
11 Нефрит / Nephrite Пар Тремолит/ Tremolite 9,54 9,54
12 Пар 9,46 9,46
13 Пар 6,13 6,13 -47,70
14 Ос 8,43 8,43
15 Тремолитит*/ Tremolitite З1 -104,5
16 Лиственит / Listvenite Сс-31-к Кварц / Quartz 17,46 10,46
17 Ок-46-к 15,5 8,5
18 Ок-97-к 15,46 8,46
19 Ок-45-к 14,97 7,97
20 Ос-354-к 12,82 5,82
21 Ок-45-т Тальк/ Talc 12,65 10,05
22 Ос-351 8,12 5,52 -92,10
23 Гранит / Granite Ок-52 Кварц / Quartz 13,70
24 Ок-52 Полевой шпат / Feldspar 11,40
Примечание. Массивы: 1-6, 14-24 - Оспинский; 7, 8 - Усть-Келянский; 9-13 - Парамский. * - В отличие от нефрита, в котором тремолит имеет спутано-волокнистое строение, тремолит из тремолитита имеет призматическое крупнозернистое строение. Расчет кислорода во флюиде произведен для температуры 300°С [10].
Note. Massifs: 1-6, 14-24 - Ospa; 7, 8 - Ust-Kelyana; 9-13 - Parama. * - Unlike nephrite, in which tremolite has a pell-mell structure, tremolite from tremolitite has a prismatic coarse-grained structure. Calculation of oxygen in the fluid has been performed for the temperature of 300°С [10].
Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. __ Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 ISSN
Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9455
Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2
Таблица 3
Изотопный состав углерода и кислорода в карбонатных минералах из лиственитов
Table 3
Isotopic composition of carbon and oxygen in carbonate minerals from listvenites
Массив / Massif Проба/ Sample Минерал / Mineral ö13C % SMOW ö18O % SMOW ö18O % SMOWfluid
1 Сс-31м Магнезит / Magnesite -0,7 18,8 12,8
2 Ок-45м Магнезит + доломит / Magnesite + dolomite -1,2 14,6 8,6
3 Ок-46д Доломит / Dolomite -0,6 13,2 7,2
4 Ос-351м Магнезит / Magnesite 0,7 12,9 6,9
5 Ос-354м Магнезит / Magnesite 2,8 14,8 8,8
6 Ок-97м Магнезит / Magnesite -1,5 15,6 9,6
7 Кел-16м Магнезит / Magnesite -1,8 14,2 8,2
8 Кел-16л Лиственит (вал) / Listvenite (wall-rock) -1,6 14,9 8,9
9 Нк-22м Магнезит / Magnesite -2,3 17,1 11,1
10 Нк-27м Магнезит / Magnesite -2,8 14,5 8,5
Примечание. Массивы: 1-6 - Оспинский; 7, 8 - Усть-Келянский; 9, 10 - Парамский. Расчет кислорода во флюиде произведен для температуры 300°С [10].
Note. Massifs: 1-6 - Ospa; 7, 8 - Ust-Kelyana; 9, 10 - Parama. Calculation of oxygen in the fluid has been performed for the temperature of 300°С [10].
ультраосновных пород различных регионов. В нефритах в сравнении с серпентинитами составы кислорода больше обогащены тяжелым кислородом.
Значения бD в гидроксильной группе тремолита, слагающего нефрит, и серпентина также лежат в области юве-нильного источника. Установленные значения бD (см. табл. 2, см. рис. 4), как и в случае с кислородом, концентрируются в контурах ювенильного источника флюидов. Частично они перекрываются значениями, встречающимися в водах метаморфического происхождения. В связи с этим относительно логичным представляется вариант мобилизации флюида из серпентинитов, содержание воды в которых в 5-6 раз выше, чем в тремолитах. В пользу этого предположения кроме близких изотопных характеристик свидетельствует замещение серпентина тремолитом, хотя источник кальция и остается пока невыясненным.
Обеднение бD серпентинов (см.
табл. 2, анализ 6, 7) свидетельствует об участии метеорного источника.
Состав лиственитов свидетельствует о привносе ряда компонентов из пород другого источника ^Ю2, ^2 и др.). Значения б180 в кварце, карбонатах, тальке, варьирующие в пределах от 8,12 до 17,46% (см. табл. 2), отчетливо указывают на участие корового вещества. Рассчитанный по источнику [10] состав кислорода во флюиде, равновесном с минералами (кварц, карбонаты, тальк), приближен к значениям метаморфогенного источника (см. табл. 3).
Поскольку существует предположение о том, что листвениты формируются под воздействием растворов, поступающих из изверженных пород при воздействии интрузий кислого состава [13] либо при формировании вулкано-гидротер-мальных систем [14], авторами определен изотопный состав кислорода в минералах из гранитов (см. табл. 2), закарти-рованных на площади Оспинско-Китой-
Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2
2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS.
Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2
Рис. 4. Диаграмма составов 5D и 518O в тальк-карбонатных породах (1), апогипербазитовых нефритах (2) и серпентинитах (3) Восточно-Сибирской нефритоносной провинции и других регионов
Поля составов вод по [11]. Массивы: 1, 2 - Оспинско-Китойский; 3 - Усть-Келянский;
4, 12 - Парамский; 5 - Горлыкгольский; 6 - Хамар-Худинский; 7 - Уланходинский; 8 - Ред Маунтин (Новая Зеландия); 9 - Огден (Канада); 10 - Шулапс Рэйндж (Канада), 11 - Чара (Сибирь). Проявления: 8-11 по [12] Fig. 4. Diagram of SD and S18O compositions in talc-carbonate rocks (1), apoultrabasic nephrites (2) and serpentinites (3) of the East Siberian nephrite-bearing province and other regions. Fields of water compositions by [11]. Massifs: 1, 2 - Ospa-Kitoy; 3 - Ust-Kelyana; 4, 12 - Parama; 5 - Gorlykgol; 6 - Khamar-Khuda; 7 - Ulankhoda; 8 - Red Mountain (New Zealand); 9 - Ogden (Canada); 10 - Shulaps Range (Canada); 11 - Chara (Siberia). Occurences: 8-11 by [12]
ского массива. Близость полученных изотопных данных с составами в минералах лиственитов в целом не противоречит гипотезе такой связи. В тоже время существенный дискомфорт при этом создает проблема источника углекислоты, Mg, Ca, определившего появление карбонатов в лиственитах. Это указывает на большую вероятность метаморфоген-ного источника флюидов.
Заключение Проведенные исследования позволяют сделать вывод об идентичности источника флюидов, формировавших серпентиниты и нефриты. Некоторое утяжеление относительно материнских ультра-
основных пород, изотопного состава кислорода последних, вероятно, является свидетельством трансформации состава в результате эволюции в процессе изменения физико-химических условий образования пород. Вполне вероятным также может быть вовлечение флюидов коро-вого источника.
Флюиды, участвующие в образовании лиственитов, с большой долей вероятности имели метаморфогенный источник.
Работа выполнена при финансовой поддержке проектов РФФИ 16-35-00040-мол а и 15-06-06133-А.
Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 ISSN Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9455
Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2
Библиографический список
1. Дамдинов Б.Б. Листвениты Ос-пинско-Китойского ультрабазитового массива (Восточный Саян): вещественный состав и благороднометальная минерализация // Металлогения древних и современных океанов - 2011. Рудонос-ность осадочно-вулканогенных и гипер-базитовых комплексов. Миасс: ИМин УрО РАН, 2011. С. 89-92.
2. Добрецов Н.Л., Конников Э.Г., Медведев В.Н., Скляров Е.В. Офиолиты и олистостромы Восточного Саяна // Ри-фейско-нижнепалеозойские офиолиты Северной Евразии. Новосибирск: Наука, 1985. С. 34-58.
3. Сутурин А.Н., Замалетдинов Р.С. Нефриты. Новосибирск: Наука, 1984. 150 с.
4. Vennemann T.W., O'Neil J R. A simple and inexpensive method of hydrogen isotope and water analyses of minerals and rocks based on zinc reagent // Chemical Geology (Isot. Geosci. Sect.). 1993. Vol. 103. Pp. 227-234.
5. Кузьмичев А.Б. Тектоническая история Тувино-Монгольского массива: раннебайкальский, позднебайкальский и раннекаледонский этапы. М.: ПРО-БЕЛ-2000, 2004. 192 с.
6. Гурулев С.А., Шагжиев К.Ш. Геология и условия образования Парамского месторождения нефрита в
References
1. Damdinov B.B. Listvenity Ospinsko-Kitoiskogo ul'trabazitovogo massiva (Vostochnyi Sayan): vesh-chestvennyi sostav i blago-rodnometal'naya mineralizatsiya [Listvenites of the Ospa-Kitoi ultrabasic massif (Eastern Sayan): composition and noble metal mineralization]. Metallogeniya drevnikh i sovremennykh okeanov - 2011. Rudonosnost' osadochno-vulkanogen-nykh i giperbazitovykh kompleksov [Metal-logeny of ancient and modern oceans -2011. Ore-bearing of sedimentary-vol-canogenic and ultrabasic complexes]. Mi-ass, Institut mineralogii Ural'skogo otdele-niya Rossiiskoi akademii nauk Publ., 2011, pp. 89-92. (In Russian).
2. Dobretsov N.L., Konnikov E.G., Medvedev V.N., Sklyarov E.V. Ofiolity i olistostromy Vostochnogo Sayana [Ophio-lites and olistostromes of the Eastern Sayan]. Rifeisko-nizhnepaleozoiskie ofiolity Severnoi Evrazii [Riphean-Lower Paleozoic ophiolites of Northern Eurasia]. Novosibirsk, Nauka Publ., 1985, pp. 34-58. (In Russian).
3. Suturin A.N., Zamaletdinov R.S. Nefrity [Nephrites]. Novosibirsk, Nauka Publ., 1984. 150 p.
4. Vennemann T.W., O'Neil J.R. A simple and inexpensive method of hydrogen isotope and water analyses of minerals and rocks based on zinc reagent. Chemical Geology (Isot. Geosci. Sect.), 1993, vol. 103, pp. 227-234.
5. Kuz'michev A.B. Tektonicheskaya istoriya Tuvino-Mongol'skogo massiva: rannebai-kal'skii, pozdnebaikal'skii i ran-nekaledonskii etapy [Tectonic history of the Tuva-Mongolia massif: early Baikal, late Baikal and early Caledonian stages]. Moscow, PROBEL-2000 Publ., 2004. 192 p.
6. Gurulev S.A., Shagzhiev K.Sh. Geologiya i usloviya obrazovaniya Paramskogo mestorozhdeniya nefrita v
Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 __
2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS.
Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2
Восточной Сибири // Неметаллические полезные ископаемые гипербазитов. М.: Наука, 1973. С. 234-244.
7. Грудинин М.И. Базит-гипербази-товый магматизм Байкальской горной области. Новосибирск: Наука, 1979. 156 с.
8. Конников Э.Г., Цыганков А.А., Врублевская Т.Т. Байкало-Муйский вул-кано-плутонический пояс: структурно-вещественные комплексы и геодинамика. М.: ГЕОС, 1999. 163 с.
9. McDonough W.F., Sun S.-S. The composition of the Earth // Chemical Geology. 1995. Vol. 120. Pp. 228.
10. Zheng Y.-F. On calculations of oxygen isotope fractionation in minerals // Episodes. 1999. Vol. 22. No. 2. Pр. 99-106.
11. Тейлор Х.П. Применение изотопии кислорода и водорода к проблемам гидротермального изменения вмещающих пород и рудообразования // Стабильные изотопы и проблемы рудообразования. М.: Мир, 1977. С. 213-298.
12. Yui T.-F., Kwon S.-T. Origin of a dolomite-related jade deposit at Chuncheon, Korea // Economic Geology. 2002. Vol. 97. Pp. 593-601.
13. Сазонов В.Н. Березит-листве-нитовая формация и сопутствующее ей оруденение (на примере Урала). Свердловск: Изд-во УНЦ АН СССР, 1984. 208 с.
Vostochnoi Sibiri [Geology and formation conditions of the Parama nephrite deposit in Eastern Siberia]. Nemetallicheskie poleznye iskopaemye giperbazitov [Non-metallic minerals of ultrabasites]. Moscow, Nauka Publ., 1973, pp. 234-244. (In Russian).
7. Grudinin M.I. Bazit-giperbazitovyi magmatizm Baikal'skoi gornoi oblasti [Basite-ultrabasite magmatizm of the Baikal area]. Novosibirsk, Nauka Publ., 1979. 156 p.
8. Konnikov E.G., Tsygankov A.A., Vrublevskaya T.T. Baikalo-Muiskii vul-kano-plutonicheskii poyas: strukturno-veshchestvennye kompleksy i geo-dinamika [Baikal-Muya volcano-plutonic belt: structural and compositional complexes and geodynamics]. Moscow, GEOS Publ., 1999. 163 p.
9. McDonough W.F., Sun S.-S. The composition of the Earth. Chemical Geology, 1995, vol. 120, pp. 228.
10. Zheng Y.-F. On calculations of oxygen isotope fractionation in minerals. Episodes, 1999, vol. 22, no. 2, pp. 99-106.
11. Teilor Kh.P. Primenenie izotopii kisloroda i vodoroda k problemam gidroter-mal'nogo izmeneniya vmeshchayushchikh porod i rudoobrazovaniya [Application of oxygen and hydrogen isotopy to the problems of hydrothermal alteration of host rocks and ore formation]. Stabil'nye izot-opy i problemy rudoobrazovaniya [Stable isotopes and ore formation problems]. Moscow, Mir Publ., 1977, pp. 213-298. (In Russian).
12. Yui T.-F., Kwon S.-T. Origin of a dolomite-related jade deposit at Chuncheon, Korea. Economic Geology, 2002, vol. 97, pp. 593-601.
13. Sazonov V.N. Berezit-listvenito-vaya formatsiya i soputstvuyushchee ei orudenenie (na primere Urala) [Beresite-listvenite formation and an accompanying mineralization (on example of the Urals)]. Sverdlovsk, Uchebno-nauchnyi tsentr
Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. _ . Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 ISSN
Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9455
Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2
14. Осипенко А.Б., Сидоров Е.Г., Романченко В. В. Листвениты Северной Камчатки. Владивосток: Дальнаука, 2001. 156 с.
Akademii nauk Soyuza Sovetskii Sotsialis-ticheskikh Respublik Publ., 1984. 208 p.
14. Osipenko A.B., Sidorov E.G., Romanchenko V.V. Listvenity Severnoi Kamchatki [Listvenites of the Northern Kamchtka]. Vladivostok, Dal'nauka Publ., 2001. 156 p.
Статья поступила 20.01.2017 г.
The article was received 20.01.2017.
Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2
2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS.
Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2
