Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Гусев А.И. 1 Табакаева Е.М. 1

---

1 Алтайский государственный гуманитарно-педагогический университет им. В.М. Шукшина

В статье приведены данные по содержаниям и особенностям распределения большого спектра химических элементов в акцессорных пиритах лампрофиров Чойского месторождения. Пирит представлен кубическими и комбинированными формами куба и октаэдра. Наибольшие концентрации золота и теллура в пиритах свойственны комбинированным формам керсантитов. В пиритах проявлены высокие значения тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ М- типа, коррелируемые с высокими концентрациями золота. Перенос золота осуществлялся хлоридными соединениями. Процессы кристаллизации пиритов протекали в условиях не подчинения заряд-радиус-контролируемого поведения элементов.

Статья в формате PDF

876 KB

геохимия

пирит

лампрофиры

химические элементы

тетрадный эффект фракционирования редкоземельных элементов

золото

теллур

1. Виноградов А.П. Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных пород земной коры // Геохимия, 1962. – № 7. – С. 555–572.

2. Иванов В.В. и др. Средние содержания элементов-примесей в минералах. – М.: Недра, 1973. – 208 с.

3. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. Общая теория. – М.: Мир, 1969. – 224 с.

4. Рябчиков И.Д. Физико-химический анализ условий отделения рудоносных растворов из гранитных магм. Источники рудного вещества эндогенных месторождений. – М., 1974. – С. 30–33.

5. Anders E., Greevesse N. Abundences of the elements: meteoric and solar // Geochim. Cosmochim. Acta. – 1989. – V. 53. – Р. 197–214.

6. Bau M. Controls on the fractionation of isovalent trace elements in magmatic and aqueous systems: evidence from Y/Ho, Zr/Hf, and lanthanide tetrad effect // Contrib. Miner. Petrol. 1996. – V. 123. – P. 323–333.

7. Buhn B., Trumbull R.B. Comparison of petrogenetic signatures between mantle-derived alkali silicate intrusives with and without associated carbonatite. Namibia // Lithos, 2003. – V. 66. – P. 201–221.

8. Irber W. The lanthanide tetrad effect and its correlation with K/Rb, Eu/Eu*, Sr/Eu, Y/Ho, and Zr/Hf of evolving peraluminous granite suites // Geochim Cosmochim Acta. – 1999. – V.63. – № 3/4. – P. 489–508.

9. Jego S., Pichavant M. Gold solubility in arc magmas: Experimental determination of the effect of sulfur at 1000 °C and 0.4 GPa // Geochim. Cosmochim. Acta, 2012. – V. 84. – P. 658–670.

10. Porter E.W., Ripley E. Petrologic and stable isotope study of the gold-bearing breccia pipe at the Golden Sunlight deposit, Montana // Econ. Geol., 1985. – V.80. – P. 1689–1706.

11. Takahashi Y., Yoshida H., Sato N., Hama K., Yusa Y., Shimizu H. W- and M-type tetrad effects in REE patterns for water-rock systems in the Tono uranium deposit. Central Japan // Chem. Geol., 2002. – V. 184. – P. 311–335.

12. Veksler I.V. Liquid immiscibility and its role at the magmatic-hydrothermal transition: a summary of experimental studies // Chem Geol., 2004. – V. 210. – P. 7–31.

13. Wang X., Wang T., Jahn B.M., Hu N., Chen W. Tectonic significance of Late Triassic post-collisional lamprophyre dykes from the Qinling Mountains (China) // Geol. Mag., 2007. – V. 144. – № 5. – P. 837–848.

14. Wasson J.T., Kallemeyn G.W. Composition of chondrites // Phil. Trans. R. Soc. Lond, 1988. – V. 201. – Р. 535–544.

15. Wyman D., Kerrich R. Archean shoshonitic lamprophyres associated with Superior Province gold deposits: Distribution, tectonic setting, noble metal abundance, and significance for the gold mineralization // Econ. Geology Monograph 6, 1989. – P. 651–667.

Оруденение Чойского месторождения связывается различными исследователями с разными интрузивными породами. Большинство исследователей предполагают такую связь с гранитодами синюхинского комплекса предположительно ранне-девонского возраста, по аналогии с золото-медно-скарновым Синюхинским месторождением. Однако Чойское месторождение имеет значительные отличия от Синюхинского. В нём практически отсутствуют сульфиды, которые в рудах Синюхинского месторождения составляют от 10 до 15 % по объёму. В рудах Чойского месторождения присутствуют теллуриды (тетрадимит, алтаит и другие), которые по объёму не превышают 1-2 %. Эти отличия позволяют усомниться в связи оруденения Чойского месторождения с гранитоидами синюхинского комплекса. В пределах Чойского рудного поля, помимо гранитоидов синюхинского комплекса, присутствуют дайки лампрофиров, по составу похожих на лампрофиры чуйского комплекса ранне-юрского возраста, проявленных на юге Горного Алтая.

Одним из наиболее распространённых акцессорных минералов изверженных пород является пирит. Его геохимические особенности позволяют решать проблемы связи различных типов оруденение и магматизма. С лапрофирами многие исследователи связывают различные типы оруденения золота [10, 13, 15]. Экспериментально установлено, что золото предпочтительней концентрируется в более восстановленных расплавах [9]. Ранее нами показано, что Чойская магмо-рудно-метасоматическая система и относится к восстановленным объектам, а в контактах даек локализованы зоны скарнирования с золотом, что указывает на парагенетическую связь лампрофиров и золотого оруденения в Чойском рудном поле. Цель исследования – изучить геохимические особенности и концентрации золота в акцессорном пирите даек лапрофиров, которые могут пролить свет на связь лампрофировой магмы и золотого оруденения.

Результаты исследования и их обсуждение

Чойское месторождение находится в Республике Алтай на небольшом хребтике в междуречье Бия – Ишпа. В пределах Чойского рудного поля широким распространением пользуются лампрофировые дайки, представленные спессартитами, одинитами, керсантитами, вогезитами, минеттами (близкими к проверситам), тесно ассоциирующими с долеритами, относящимися предположительно к чуйскому комплексу. Лампрофиры чуйского комплекса в пределах Чойского рудного поля образуют компактный рой даек меридиональной ориентировки, контролируемые Меридиональным разломом. На поверхности известны лишь единичные выходы спессартитов и керсантитов. Значительная часть лампрофиров распространена на глубине (60-190 м) и вскрыта серией поисковых скважин. Мощности даек варьируют от 0,5 до 10 м, протяжённости отдельных тел составляют первые десятки метров.

Вот всех разностях лампрофиров присутствует в качестве акцессория пирит, который образует кубические и комбинированные формы куба и октаэдра. При этом пирит комбинированных форм куба и октаэдра отмечаются в керсантитах. Микроэлементный состав пиритов приведен в табл. 1.

Микроэлементный состав акцессорных пиритов лампрофиров Чойского месторождения (Au- в мг/т, все остальные элементы – в г/т)

Примечание. Анализы выполнены в Лаборатории ОИГиМ СО РАН (г. Новосибирск) методом ICP-MS. TR – сумма редкоземельных элементов. TE1,3 – тетрадный эффект фракционирования редкоземельных элементов, как среднее между первой и третьей тетрадами по [8]. Eu* = (SmN + GdN)/2. Значения РЗЭ нормированы по хондриту по [5]. Акцессорный пирит: 1-3 спессартитов, 4-6 – керсантитов, 6-8 – минетт, 9-10 – вогезитов.

Дисульфид железа включает в себя большой комплекс элементов, большинство из которых присутствуют в небольших концентрациях. Характерны сильные вариации содержаний отдельных элементов (V, Mo, W, Ba, Mn, Ni, Co, Cu, Pb, Zn, As, Ag, Zr, In). Отмечаются повышенные содержания теллура, которые в пиритах керсантитов и вогезитов лампрофиров Чойского рудного поля превышают ферсмы для пирита по [2]. Сумма редкоземельных элементов в пиритах невысокая и варьирует от 15,38 до 32,69. Соотношение нормированных значений лантана и иттербия весьма изменчиво и колеблется от 1,81 до 38,9, указывая на различную степень дифференциации редкоземельных элементов в дисульфиде железа. Отношение Eu/Eu* также сильно варьирует в пиритах от 0,14 до 7,8. Максимального значения это отношение достигает в пиритах минетт. Характерной чертой составов редкоземельных элементов пиритов является проявление тетрадного эффекта фракционирования (ТЭФ) РЗЭ М- типа, колеблющегося от 2,1 до 5,9 и в целом имеющего очень высокие значения. Максимальной величины он достигает в пиритах керсантитов.

Известно, что проявление тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ М- типа эффект обнаруживается чаще всего на заключительных стадиях дифференциации гранитных систем. При этом отмечается присутствие в магматитах флюидной фазы, содержащей H2O, F, Cl, B, P, CO2 во время существования жидкой магмы или непосредственно после её кристаллизации [7, 11]. В присутствии ионов фтора и хлора происходят реакции обмена между ними и аква-комплексами, при этом в результате замещения молекулы воды в аква-комплексе ионом галогена могут образоваться комплексные ионы вида {Ln(H2O)x(F, Cl)y](3-y)+ [3]. В нашем случае мы имеем с лампрофировой магмой и, вероятно, особенности проявления ТЭФ РЗЭ М- типа обусловлены теми же причинами – обогащённость расплавов флюидной фазой с обильными летучими компонентами, из которых главную роль играли H2O, F, Cl, B, HS-, P, CO2. Логично возникает вопрос связи содержаний золота и величины ТЭФ РЗЭ М- типа в акцессорном пирите.

На диаграмме соотношений концентраций золота в пиритах лампрофиров и величины тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ М- типа разброс фигуративных точек выстраивается в тренд позитивной корреляции (рис. 1).

Рис. 1. Соотношение Au – ТЕ1,3 для пиритов лампрофиров Чойского месторождения (составлена А.И. Гусевым)

Среднее содержание золота в хондритах по [14]. Концентрации золота в интрузивных породах по [1]. Пирит лампрофиров Чойского месторождения: 1 – спессартитов, 2 – минетт, 3 – вогезитов, 4 – керсантитов.

Диаграмма показывает, что золото явно мантийный элемент и во всех разностях пиритов лампрофиров оно концентрируется в количествах преимущественно, характерных для интрузивных пород и только в пиритах керсантитов превышает содержания в интрузивных породах, но значительно ниже, чем в хондритах. Позитивная корреляция содержаний золота и величины ТЭФ РЗЭ указывает на обилие расплавов летучими компонентами, переносившим золото в растворах с образованием промышленных залежей. В силу дефицита серы в расплаве, основная масса золота переходит в гидротермальные растворы после полной кристаллизации пород. Экспериментальные данные и теоретические расчёты показывают, что при температурах свыше 500 °С золото переносится только хлоридными растворами, так как H2S при таких температурах находится в недиссоциированном состоянии и не даёт устойчивых соединений с золотом [4]. Следовательно, можно предположить, что перенос золота из глубинного очага, дериватами которого были лампрофиры, осуществлялся хлоридными растворами.

Чутким индикатором состояния и поведения химических элементов являются отношения Y/Ho и Zr/Hf в породах и минералах. На диаграмме этих соотношений для пиритов лампрофиров отчётливо видно, что поведение указанных элементов не подчиняется заряд-радиус-контролируемому поведению химических элементов (рис. 2).

Рис. 2. Диаграмма соотношений Zr/Hf – Y/Ho по [6] для пиритов лампрофиров Чойского месторождения

Серым фоном на рисунке показано поле HARAC (CHArge-and-Radius-Controlled) по [6]. Остальные условные на рис. 1.

Соотношение Y/Ho – Zr/Hf показывает, что все анализы демонстрируют поведение типа «Non-HARAC» (CHArge – and – Radius-Controlled) [6], когда элементы с одинаковым ионным радиусом и зарядом (пары Y-Ho и Zr-Hf) экстремально не когерентны и не остаются вблизи хондритовых отношений.

Известно, что СHARAC поведение относится к элементам со сходными и близкими зарядами и радиусами, которые определяют когерентное поведение и имеют постоянные хондритовые отношения и сглаженные хондрит-нормализованные модели редкоземельных элементов относительно ионного радиуса и атомного числа [6]. Non-CHARAC поведение элементов встречается, главным образом, в высоко эволюционированных магматических системах, которые обогащены H2O, CO2 и летучими компонентами, такими как Li, B, F и / или Cl в течение перехода от силикатного расплава к водным флюидам, или от магматической к гидротермальной системам [12]. Non-CHARAC поведение химических элементов часто сопровождается лантанидным тетрадным эффектом фракционирования РЗЭ, результируясь в кривых, сегментированных моделей РЗЭ одновременно в породах и слагающих их минералах. Обе эти особенности отражаются и в акцессорных пиритах из лампрофиров Чойского месторождения.

Выводы

1. Для пиритов лампрофиров Чойского месторождения характерны повышенные концентрации теллура и золота. Максимумы свойственны пиритам керсантитов, имеющим сложные комбинированные формы куба и октаэдра.

2. В них проявлен тетрадный эффект фракционирования РЗЭ М- типа в очень высоких значениях от 2,1 до 5,9 (особенно высокие значения характерны для пиритов керсантитов).

3. Наблюдается увеличение концентраций золота в пиритах с повышением величин ТЭФ РЗЭ М- типа, обусловленное обилием флюидов с высокими содержаниями и активностями летучих компонентов. Перенос золота осуществлялся при высоких температурах хлоридными соединениями.

Библиографическая ссылка