Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ПЕТРОЛОГИЯ ЗОЛОТОГЕНЕРИРУЮЩЕГО МАГМАТИЗМА

Гусев А. И.,

5.4. Флюидный режим золотоносных карбонатитов

При вступлении флюидов карбонатитовых магм во вмещающие породы земной коры, по-видимому, происходит мантийно-коровое взаимодействие, и как следствие, повышение в мантийных флюидах фугитивности кислорода и активности кальция за счет кислотно-основного взаимодействия компонентов в соответствии с принципом Д.С. Коржинского [Коржинский, 1977], что и вызывает метасоматическое отложение рудных компонентов (железа в виде магнетита и фосфора в виде апатита) в отдельных местах колонки метасоматитов магматической стадии процессов карбонатизации.

Ранее нами указывалось на важную роль флюидного режима магматического этапа при формировании различных типов оруденения [Коробейниов, Гусев, 2009]. Для карбонатитов среди летучих компонентов особую роль играют фтор, углекислота, бор, вода, фосфор, в меньшей мере хлор. Нами по авторским и опубликованным анализам состава мусковита из карбонатитов оценены концентрации плавиковой кислоты во флюидах по мусковитовому геофториметру [Аксюк, 2002]:

lg (MHF(Ms) = lg (XF/(1 – XF)Ms – 1722/T – 0,272(Li + Mg) ++ 0,216 (6 – Si) + 0,185(Fe + Si – 6) + 1,419 + lg aH2О,

где Т – абсолютная температура; MHF – концентрация HF во флюиде, равновесном со слюдой, моль/дм3; XF – мольная доля F в гидроксильной позиции кристаллохимической формулы мусковита; aH2O – мольная доля воды во флюиде.

Составы мусковитов сведены в табл. 30.

Следует отметить, что в целом составы мусковитов в приведенных типах карбонатитов близки по многим параметрам. За исключением Вишнёвогорских мусковитов, все остальные имеют весьма высокие концентрации глинозёма. Обращает внимание на себя фактор резкого преобладания двухвалентного железа над трёхвалентным, что указывает на сильно восстановленную форму флюидов. Во всех мусковитах наблюдается высокое содержание фтора и низкие концентрации хлора. Исключение составляет мусковит Палаборы, где наблюдается высокое содержание хлора, указывающее на возможность переноса золота хлоридными комплексами и формирования золотого оруденения.

Таблица 30

Состав мусковита некоторых типов карбонатитов (мас. %)

Примечание. Карбонатитовые массивы: К – Ковдор, В – Вишнёвогорское, П – Палабора, Ч – Черниговское, Б – Большетагнинское, Ка – Карасуг, Э – Эдельвейс.

Температуры кристаллизации карбонатитов и концентрации плавиковой кислоты во флюидах сведены в табл. 31.

Таблица 31

Температуры кристаллизации карбонатитов и концентрации плавиковой кислоты во флюидах (моль/дм3) некоторых карбонатитовых месторождений

Примечание. Месторождения карбонатитов: 1 – Ковдор (Хибины), 2 – Вишнёвогорское (Урал), 3 – Палабора (Африка), 4 – Черниговское (Приазовье), 5 – Большетагнинское (Восточная Сибирь), 6-Карасуг (Тува), 7 – Эдельвейс (Горный Алтай).

Приведенные параметры по карбонатитам показывают, что температуры кристаллизации различных карбонатитовых систем близки и варьируют от 450 до 490 °С. Самая низкая температура кристаллизации определена для карбонатитов комплекса Эдельвейс (Горный Алтай), с которыми не отмечено оруденения, а проявлены лишь геохимические аномалии редкоземельных элементов.

Концентрации плавиковой кислоты во флюидах указанных систем сильно вариабельны и колеблются от 0,0365 до 0,658 моль/дм3. Самые высокие значения по фтороносности характерны для флюидов Вишнёвогорского и Палаборского типов. Концентрации плавиковой кислоты во флюидах Палаборы имею максимальные значения. Как известно, среди карбонатитов Палаборы имеются объекты с золото-сульфидным оруденением. Минимальные значения концентрации плавиковой кислоты зафиксированы во флюидах безрудных карбонатитов Эдельвейс.

По составу биотитов из карбонатитов месторождений Лулекоп и Палабора (ЮАР) определены следующие параметры флюидного режима (в кбар): логарифм фугитивности кислорода – (от –13,3 до 14,0), фугитивность воды – (от 0,65 до 0,76), фугитивность соляной кислоты – (от 0,8 до 1,4), парциальное давление воды – (от 0,56 до 0,73), парциальное давление углекислоты – (от 1,5 до 1,8), логарифм отношений фугитивностей плавиковой и соляной кислот (–3,7). Высокая фугитивность соляной кислоты указывает на благоприятные условия переноса золота хлоридными комплексами. Коэффициент восстановленности флюидов карбонатитов определён в интервале от 0,56 до 0,62. Таким образом, золотоносные карбонатиты отличаются очень высокими значениями фугитивностей соляной кислоты и восстановленностью флюидов. Следует указать, что золотоносные карбонатиты характеризуются значительными скоплениями сульфидов (пирит, пирротин, халькопирит и другие), что не исключает возможности переноса золота во флюидах не только хлоридными комплексами, но и в виде гидросульфида (HS?) [Гусев, 2003].

Оптимальное сочетание параметров флюидного режима анализируемых золотносных карбонатитов определяет поле их кристаллизации вблизи никель-бунзенитовой буферной смеси. Высоко редуцированное (восстановленное) состояние расплавов создаёт условия для кристаллизации таких акцессориев, как ильменит и пирит. Известно, что в сильно восстановленных магмах сера присутствует в виде HS?, которая более растворима в силикатных расплавах и способствует образованию сульфидных глобулей, селекционирующих золото из расплавов и флюидов [Гусев, 2010].

На примере Ковдорских карбонатитов и руд показано мантийно-коровое взаимодействие на магматогенном этапе становления и постмагматогенном со значительной ролью трансмагматических флюидов, содержащих, помимо других летучих, плавиковую кислоту. Для рудогенерирующих карбонатитов (Вишнёвогорский и Палаборский типы) установлена значительная фторонасыщенность флюидов, а для не продуктивных (Эдельвейс Горного Алтая) самые низкие концентрации плавиковой кислоты. Впервые обосновывается важная роль в формировании золотого оруденения при карбонатитогенезе хлоридных и предположительно – гидросульфидных комплексов в составе флюидов на примере месторождений Ковдор, Лулекоп, Палабора.

Следует указать, что недавно открытое гигантское месторождение золота Вэллэби в Восточном Голдфилде (Западная Австралия) пространственно и генетически связано с карбонатитовыми дайками магнетит-актинолит-хлорит-эпидотового состава c редким биотитом, имеющими трубообразную морфологию [Stoltze, 2004]. Дайки сопровождаются околорудными метасоматитами магнетит-актинолитового состава. Метасоматиты и дайковые образования пересечены золотой минерализацией. Последняя проявлена в виде брекчиевых жил. Большая часть золотой минерализации локализуется среди изменённых вмещающих пород. Приведены доказательства генетической связи золотой минерализации с карбонатитовыми дайками.

Во-первых, изотопные данные по Pb, Nd, Sr из интрузивных комплексов и рудосодержащих минералов подтвержадют мантийное их происхождение с коровой контаминацией.

Во-вторых, дайковые комплексы показывают экстремальное обогащение лёгкими редкими землями, в тысячу раз превышающими таковые в хондритах; обогащение рядом крупно ионных элементов литофильной группы и негативными аномалиями некоторых высокозарядных элементов – Nb, Ta, Zr, Hf, Ti. Эта необычная элементная ассоциация характерна и для магнетит-актинолитовых изменений.

В-третьих, состав шеелита, являющегося главным акцессорным минералом золотосодержащих брекчиевых жил месторождения Вэллэби, показывает, что Eu присутствовал в нём в виду бивалентных катионов и что содержания Mo в шеелите в среднем составляющее 11,7 г/т указывают на присутствие Mo6+ до W6+, связанные с относительно окисленными флюидами, формировавшими рудные жилы.

Приведенные данные о связи золотого оруденения с карбонатитами А. Штольца по месторождению Вэллэби корректней следует рассматривать не генетическими, а парагенетическими, так как налицо влияние глубинного очага и трансмагматических флюидов на формирование и карбонатитовых даек, и золотой минерализации.

Нами по составу биотита из карбонатитовых даек оценены параметры флюидного режима рудогенерирующих магматогенных флюидов месторождения Вэллэби. Получены следующие результаты (в кбар): температура кристаллизации карбонатитов варьировала от 465 до 475 °С, логарифм фугитивности кислорода – (от –13,8 до –14,4), фугитивность воды – (от 0,75 до 0,86), фугитивность соляной кислоты – (от 0,9 до 1,5), парциальное давление воды – (0,57…0,77), парциальное давление углекислоты – (от 1,7 до 1,9), логарифм отношений фугитивностей плавиковой и соляной кислот (–3,8). Высокая фугитивность соляной кислоты указывает на благоприятные условия переноса золота хлоридными комплексами. Коэффициент восстановленности флюидов карбонатитов определён в интервале от 0,52 до 0,58. Таким образом, золотоносные карбонатиты месторождения Вэллэби отличаются очень высокими значениями фугитивностей соляной кислоты и восстановленностью флюидов. Отношение суммы парциальных давлений воды и углекислоты к парциальному давлению воды (pH2O + pCO2)/(pH2O) во флюидах Вэллэби варьирует от 3,3 до 3,5 и указывает на возможность взрывного механизма формирования рудоносных жил. Эти данные подтверждаются доминирующими брекчиевыми жилами месторождения, взрывной механизм при формировании которых действительно проявился в полной мере.