Фракционирование редкоземельных элементов при формировании Pb-Zn рудных тел и околожильных пород (жила Гацировская, Верхнезгидское месторождение, Северная Осетия)статья

Работа с статьей

Прикрепленные файлы


Имя Описание Имя файла Размер Добавлен
1. Полный текст t_S_3_BychkovD.pdf 137,2 КБ 8 декабря 2017 [mvborisov]

[1] Фракционирование редкоземельных элементов при формировании pb-zn рудных тел и околожильных пород (жила Гацировская, Верхнезгидское месторождение, Северная Осетия) / Д. А. Бычков, М. В. Борисов, Н. Ф. Пчелинцева, Е. А. Ивлева // Доклады XIII Международной конференции Новые идеи в науках о Земле. — Т. 1. — МГРИ-РГГРУ М, 2017. — С. 128–129. Цель исследований - реконструкция условий и механизмов жильного гидротермального рудообразования. Эталонными объектами для изучения этих процессов являются жильные полиметаллические месторождения Садонского рудного района (Северная Осетия), по которым нами накоплена представительная база данных (более 1700 проб, сотни образцов, шлифов и аншлифов) и регулярно проводятся полевые работы. Геохимические исследования последних лет проводились нами на Джимидонском месторождении (восточный фланг рудного поля). В отличие от большинства основных месторождений района, где главным типом вмещающих пород являются граниты садонского типа (PZ3), на этом объекте рудовмещающей средой являются метаморфиты буронской свиты (PR3–PZ1). Палеозойские граниты подстилают докембрийские метаморфиты, контактируя с ними по серии пологих тектонических нарушений. Рудообразование на всех Pb-Zn месторождениях района происходило в батское время (J2), а наиболее вероятным источником рудных компонентов являлись палеозойские граниты. Впервые такой вывод был сделан на основании данных по изотопному составу Pb в галенитах 11 месторождений района и в калиевых полевых шпатах магматических и метаморфических пород района (Тугаринов и др., 1975). Этот вывод подтверждён нашими данными о закономерностях распределения рудных элементов в первичных ореолах, а также термодинамическим моделированием процессов мобилизации и рудообразования (Борисов, 2000; Борисов и др., 2006). При моделировании именно граниты рассматривались нами как основной рудогенерирующий субстрат. Данные по распределению РЗЭ в сульфидных рудах месторождения Джими и вмещающих породах показывают, что источник рудных компонентов является комбинированным с различными пропорциями участия докембрийских метаморфитов и палеозойских гранитов (Борисов и др., 2016). Для сопоставления с данными по Джими проведено исследование распределения элементов по жиле Гацировской (В.Згид), вмещающими породами для которой являются только палеозойские граниты. Изучено распределение Fe, Zn, Pb, Cu, Ag и др. (атомно-абсорбционный анализ, ContrAA 700, кафедра геохимии, МГУ) по разрезу от контакта до контакта через жилу (5 проб с шагом 3 см; шт. Надежда, В.Згид). Для рудных проб и вмещающих пород (2 пробы околожильных пород на расстоянии 1.5 и 2.4 м от рудного тела, 2 пробы гранитов на удалении 50 и 100 м) получены данные о распределении РЗЭ (ИСП-МС, Element-2, кафедра геохимии, МГУ). Средние содержания элементов по жиле Гацировская составляют (в скобках указаны минимальные и максимальные содержания по интервалам опробования): Fe - 2.9 (1.1-3.9 мас. %), Zn – 0.7 (0.1-1.3%), Pb – 2.7 (0.1-8.7%), Cu – 0.3 (0.02-0.6%), РЗЭ - 32 г/т (14-57 г/т). Жила существенно кварцевая с низкими содержаниями рудных компонентов. Максимальные содержания Fe, Zn и Pb относятся к центральной части жилы (6-12 см), причём на интервале 9-12 см резко преобладает Pb (до 8.7%). Суммарные содержания РЗЭ и характеристики нормированных на хондрит спектров лантаноидов значительно различаются в последовательности центральная часть жилы, приконтактовые пробы жилы, околожильные породы, неизменённые граниты. Центральная часть жилы - РЗЭ 30-33 г/т, La/Yb=23-26.6, Eu/Eu*=0.30-0.34, La/Nd=2.8-2.9, Gd/Ho=2.9-3.6. Приконтактовые пробы жилы - РЗЭ 26-57.5 г/т, La/Yb=7.2-9.5, Eu/Eu*=0.29-0.36, La/Nd=2.2-2.3, Gd/Ho=1.6-2.1. Околожильные породы (первая цифра удаление 1.5 м от жилы, вторая – 2.4 м) - РЗЭ 118-93 г/т, La/Yb=10.9-8.7, Eu/Eu*=0.36-0.34, La/Nd=2.24-2.25, Gd/Ho=2.4-2.0. Неизменённые граниты (первая цифра удаление 50 м, вторая – 100 м) - РЗЭ 99-68 г/т, La/Yb=13.6-11.8, Eu/Eu*=0.4-0.53, La/Nd=2.0-2.1, Gd/Ho=3.5-3.1. В пробах по рудному телу установлено, что высокие значения La/Yb, La/Nd, Gd/Ho приурочены к центральной части жилы и совпадают с максимумами отложения рудных сульфидов. Эти спектры значительно отличаются от спектров проб жилы в приконтактовой области, околожильных и неизменённых гранитов (особенно по La/Yb=23-26 против 7.2-13.6 и La/Nd=2.8-2.9 против 2.0-2.3). Спектры околожильных пород на разном удалении от жилы почти идентичны, но имеются и отличия. В пробе на удалении 1.5 м выше, чем в пробе на 2.4 м, сумма РЗЭ (118 против 93 г/т) и Gd/Ho (2.38 против 2.03). Сопоставление данных проб с пробами неизменённых гранитов позволяет предположить привнос гидротермальными растворами РЗЭ на уровне 30-50 г/т (как в жиле), и эти растворы обогащены тяжёлыми лантаноидами (в околожильных породах LREE/HREE=12-14, а в гранитах 15-17). Спектры проб приконтактовых частей жилы близки к спектрам околожильных пород (отличия в глубине европиевого минимума: в жиле Eu/Eu*=0.29, в околожильных породах Eu/Eu*=0.35), но сильно отличаются от неизмененных гранитов (в жиле La/Yb=7.2-9.5, Eu/Eu*=0.29, Gd/Ho=1.6-2.1, в гранитах La/Yb=13.6-11.8, Eu/Eu*=0.4-0.53, Gd/Ho=3.5-3.1). Сопоставление спектров РЗЭ в жиле и вмещающих породах позволяет предложить два варианта привноса лантаноидов и рудных компонентов гидротермальными растворами в процессе формирования рудного тела. Первый вариант – изменение источника, т.е. на ранних этапах развития системы элементы мобилизуются из гранитов со спектром лантаноидов идентичным тому, который мы видим в приконтактовых частях жилы и околожильных породах. Позже подключаются граниты с другим спектром РЗЭ и формируется центральная часть жилы. Имеющийся фактический материал (около 20 проб палеозойских гранитов, отобранных в разных точках Садонского района) не подтверждает возможности такой смены источника, поскольку отсутствуют граниты со спектрами РЗЭ полностью аналогичным спектрам в центральной части жилы (особенно ярко по La/Nd). Второй вариант – фракционирование РЗЭ в процессе процесса рудообразования. На ранних этапах развития гидротермальной системы из гранитов (со спектром РЗЭ подобным, определённым нами для пород на удалении 50-100 м от жилы) происходит мобилизация лантаноидов с относительно большей долей тяжёлых элементов. Образованные таким образом растворы формируют приконтактовые части жилы и околожильные породы. Центральная часть жилы образуется на завершающем этапе из растворов, которые поступают из того же источника, но при этом привносится основная часть рудных компонентов и спектр РЗЭ становится иным (отвечает спектру, зафиксированному для рудных интервалов жилы). С нашей точки зрения второй вариант наиболее реалистичен. Работа выполнялась при финансовой поддержке РФФИ, грант №17-05-00244 с использованием оборудования, приобретённого за счёт средств Программы развития МГУ. Литература 1. Борисов М.В. Геохимические и термодинамические модели жильного гидротермального рудообразования. М.: Научный мир, 2000. 360 с. 2. Борисов М.В., Бычков Д.А., Шваров Ю.В. Геохимические структуры полиметаллических жил выполнения и параметры гидротермального рудообразования// Геохимия, 2006, №11, 1218-1239. 3. Борисов М.В., Волкова М.М., Бычков Д.А. Оценка источника вещества полиметаллических жил Джимидонского месторождения (Северная Осетия, Россия) на основе распределения редкоземельных элементов в рудах и вмещающих породах // Геохимия, 2016, №4, 371-388. 4. Тугаринов А.И., Бибикова Е.В., Грачева Т.В. и др. Применение свинцово-изотопного метода исследования для решения вопросов о генезисе свинцовых месторождений Северо-Кавказской рудной провинции // Геохимия. 1975. № 8. С. 1156-1163.

Публикация в формате сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл скрыть