Isotopic composition of sulfide sulfur in the Chertovo Koryto golden-ore deposit (Patomskoe uplands).pdf ВведениеСоотношения стабильных изотопов химических эле-ментов используются для суждения об источниках рудно-го вещества различных месторождений полезных иско-паемых. При этом не всегда результаты поддаются одно-вариантной интерпретации. Примеры такого рода извест-ны и распространяются на месторождения, образованныев несланцевом и особенно черносланцевом субстрате.К представителям золоторудных объектов, локализо-ванных, например, в черносланцевых толщах, относятсяместорождения Ленского района, в том числе Сухой Лог.Согласно данным [1], величина ƒ34S пирита в месторож-дении Сухой Лог колеблется от +0,9 до +6,2‰ при сред-нем значении +4,7‰. Эти результаты интерпретируютсяавторами как свидетельство сравнительно высокой одно-родности изотопного состава серы рудообразующих гид-ротермальных растворов и близости его к метеоритномустандарту. Вместе с тем указывается, что повышенноесодержание тяжелого изотопа не исключает участия всоставе пиритов осадочной серы, извлеченной при рудо-образовании из вмещающих пород. По обобщеннымданным В.А. Буряка [2], ƒ34S в пирите прожилково-вкрапленных руд, образованных в хомолхинской и ауна-китской свитах позднего рифея Ленского района, изме-няется соответственно от +7,0 и +6,2‰. При этом не ука-зывается, относятся ли эти данные к пириту одной гене-рации или нет. На это важно обратить внимание, по-скольку ƒ34S различается от +3,4 до +3,78‰ в ранней ге-нерации пирита и до +6,08…+8,95‰ - в поздней [3].По другим данным [4, 5], пирит прожилково-вкрап-ленных руд месторождения Сухой Лог имеет изотоп-ный состав серы, изменяющийся в пределах +5,8…+10,6‰, а для вкрапленного пирита за пределами руд-ной зоны характерно обогащение тяжелым изотопом(+12,5…+21,6‰).Для Гольца Высочайшего и Вернинского месторо-ждений получены результаты изотопии серы со сред-ними значениями +6,2 и +5,5‰ соответственно [4].Авторами также исследована рассеянная вкрапленностьпирита в гранитах Константиновского штока и отмеченаблизость изотопного состава серы сульфидов месторож-дения Сухой Лог - Вернинское и сульфидов Константи-новского штока. На основании выполненных исследова-ний сделан вывод, что источником металлоносныхфлюидов служили подрудные области высокотемпера-турного метаморфизма и гранитизации. Как видно изприведенных данных, имеются расхождения в результа-тах, а следовательно, и в их интерпретации. Следуетподчеркнуть, что значения ƒ34S, соответствующие ме-теоритному стандарту (±5‰), рассматриваются упомя-нутыми авторами в рамках гранитогенной концепции.Наиболее убедительные выводы о происхожденииметаллоносных растворов могут быть получены по-средством сравнения изотопных данных с другими не-зависимыми фактами.В статье приведен пример подобного сравнительно-го исследования, выполненного в месторождении Чер-тово Корыто.Краткий очерк геологического строенияместорожденияМесторождение расположено на севере Патомскогонагорья в бассейне р. Б. Патом (рис. 1). Мощная (до150 м) рудная залежь образована в раннепротерозой-ской углеродистой толще терригенных сланцев михай-ловской свиты и сложена метасоматитами березит-пропилитовой формации с жильно-прожилково-вкрап-ленной сульфидно-кварцевой минерализацией. В квар-цевых жилах и прожилках сульфиды встречаются эпи-зодически. Преобладают пирит, арсенопирит, пирро-тин, в качестве несущественной примеси в сульфидно-кварцевых комплексах участвуют галенит, сфалерит,халькопирит, микропримеси кобальтина, самородногосвинца, ульманита, теллуровисмутита, валлериита.Преобладает свободное золото в кварце. Более подроб-но строение месторождения описано в статьях [6, 7].Материал для анализа изотопов серыи методика исследованияОбразцы керна, содержащие сульфидную минера-лизацию, измельчались до +0,25 мм, затем пропуска-лись через бромоформ с целью отделения легкой фрак-ции и дополнительно разделялись на магнитную и не-магнитную части с использованием магнита. Затем по-лученные концентраты сульфидов (пирит, арсенопи-рит, пирротин, галенит) чистились под бинокулярныммикроскопом. Отбор осуществлялся с учетом генетиче-ской принадлежности сульфидов.Выделено 4 генерации пирита, 2 генерации арсено-пирита и 3 генерации пирротина [8].Пирит. Пирит I распространен в углеродистой зонеметасоматического ореола в виде мелких кристаллов счеткими гранями размером до 0,5 см или же в формемелких прожилков. Для пирита II характерно развитиецепочечных скоплений в маломощных кварц-карбонат-ных прожилках в форме кубических метакристалловразмером до 1 см с четкими гранями. Пирит III изкварцевых жил развит в виде зернистых агрегатов иобладает большим разнообразием морфологическихтипов кристаллов. Для пирита IV, образованного впроцессе замещения пирротина, характерно развитиемарказит-пиритовых агрегатов. Для проведения изо-топных исследований непригоден.Арсенопирит. Весьма распространенный сульфид врудах месторождения, присутствует во всех частяхрудной залежи. Контур рудного тела вписывается ваномалии мышьяка. По физическим свойства выделено2 генерации. Арсенопирит I присутствует в породе ввиде метакристаллов короткопризматической формы счетко выраженными гранями. Арсенопирит II распо-ложен в кварцевых жилах и прожилках в виде зерни-стых агрегатов. Встречается редко.Пирротин. Присутствует в трех генерациях. Пир-ротин I развит в углеродистой зоне метасоматическогоореола в виде штриховых выделений, параллельныхсланцеватости. Прослеживается по всему разрезу. Пир-ротин II присутствует в маломощных кварц-карбонат-ных прожилках в виде плотных скоплений. ПирротинIII распространен в мощных кварцевых жилах в формезернистых масс.Галенит. Встречается редко в виде гнездовых вы-делений в кварцевых жилах.На основании выделенных генераций сульфидов, ихвзаимоотношений предварительно выделены мине-ральные комплексы руд (табл. 1).БодайбоСухой ЛогЧертово КорытоП а т о м с к о ен а г о р ь еЛ е н аВит имкм 80 0 80 160 Северобайкальск56о60о120о 114оРис. 1. Схема расположения месторождения Чертово КорытоТ а б л и ц а 1Минеральные комплексы руд месторождения Чертово КорытоМинеральный комплекс СоставКварц-пирит-пирротиновый Кварц, пирит I, пирротин I, халькопирит IКварц-пирит-арсенопирит-пирротин-карбонатный Кварц, пирит II, арсенопирит I, золото, пирротин II, сфалерит, халькопирит II, карбонатыКварц-пирит-арсенопиритовый Кварц, пирит III, арсенопирит II, золотоГаленит-сфалерит-пирротин-халькопирит-карбонатныйКварц, галенит, сфалерит II, золото, пирротин III, халькопирит III, карбонатыКварц-карбонатный (безсульфидный) Кварц, карбонатыАнализы выполнены в лаборатории стабильныхизотопов Аналитического центра Дальневосточногоотделения Российской академии наук (г. Владивосток),аналитик Т.А. Веливецкая. Подготовка образцов длямасс-спектрометрического изотопного анализа серыпроведена по методике В.А. Гриненко [9]. Измерениевыполнено на изотопном масс-спектрометре FinniganMAT 253 (ThermoFinnigan, Bremen, Germany) с исполь-зованием двойной системы напуска. Вес анализируе-мых образцов 10 мг. Погрешность определения ƒ34S(1ƒ) составляет 0,1‰, n = 5. В качестве стандарта ис-пользован троилит метеорита Каньона Дьябло (CDT).Результаты исследованияДля пиритов различных генераций характерен не-значительный разброс значений ƒ34S, изменяющийся впределах -0,2…+4,7‰ со средним значением +3,25‰.Для арсенопиритов интервал более узок и составляет-3,8…+1,3‰. Пирротинам свойственны значения, из-меняющиеся в пределах +2,7…+7,1‰. Как видно изполученных результатов, для пирита и арсенопиритасвойственны значения изотопных соотношений серы,укладывающиеся в интервал -3,8…+4,7‰. В сравнениис пиритом сера арсенопирита имеет более облегченныезначения. Значительно отличаются изотопные отноше-ния раннего пирротина. Сера в нем обогащена тяжелымизотопом (+6,9‰, +7,1‰). Для более позднего сульфи-да - галенита - свойственны изотопные отношениясеры (+1,8‰, +2,5‰) приближенные к метеоритномустандарту (табл. 2).Т а б л и ц а 2Изотопный состав серы сульфидных минералов в рудах месторождения Чертово Корыто№ образца Минерал Тип минерализации ƒ34S, ‰(CDT)89-77,2 Пирит I Мелкие кристаллы пирита, рассеянные в породе +4,7195-144,0 +2,3194-83,4 +3,4194-112,0 +2,4307-43,0Пирит II Кубические кристаллы пирита в сопровождении кварц-карбонатных про-жилков из центральной части рудного тела-0,282-72,0 +1,7193-141,0Пирит III Зернистые агрегаты из маломощных кварцевых жил центральной частирудного тела+2,6194-167,4 +0,3306-52,8 -3,885-99,4Арсенопирит I Метакристаллы короткопризматической формы в углеродистой зоне мета-соматического ореола из центральной части рудного тела+0,884-44,0 +0,9195-121,0Арсенопирит II Зернистые агрегаты арсенопирита из кварцевых жил центральной частирудного тела+1,384-153,3 +6,9192-227,9Пирротин I Штриховые выделения пирротина в терригенной толще пород, располо-женные по сланцеватости+7,184-84,5 Пирротин II Зернистые агрегаты из кварцевых жил центральной части рудного тела +4,0195-144,0 Пирротин III Пирротин в ассоциации с кубическими кристаллами пирита в сопровож-дении кварц-карбонатных прожилков из центральной части рудного тела+2,7194-161,5 Галенит +1,8195-48,3 ГаленитГнездовые выделения галенита в кварцевых жилах+2,5Обсуждение результатов и выводыИзотопные отношения серы сульфидов месторож-дения изменяются в пределах -3,8…+4,7‰, что соот-ветствует представлению о мантийном ее происхожде-нии. Наиболее ранним (пирит I) и более поздним (гале-нит) сульфидам свойственны значения изотопов серы+4,7; +1,8 и +2,5‰ соответственно. Это показываетоднородность источника серы в процессе рудообразо-вания начиная с раннего комплекса и кончая позднимивыделениями сульфидов в кварцевых жилах. Болееположительные отношения изотопов серы пирротина I(+6,9‰, +7,1‰), вероятно, можно объяснить смешени-ем ювенильной серы с серой осадочного генезиса илифракционированием изотопов серы в условиях ее де-фицита.Полученные результаты хорошо соотносятся с дан-ными по другим объектам. Сера галенита из жил Кед-ровского рудного поля, например локализованных вуглеродистых сланцах, имеет в среднем ƒ34S = +3,6‰при диапазоне вариаций от 8,5 до 1,0‰ [1]. Из этихданных авторы делают вывод о высокотемпературномгомогенном, скорее всего, глубинном источнике серы ирудного вещества. Позднее было подтверждено, чтоизотопный состав серы пирита из околорудных берези-тов и лиственитов Кедровского рудного поля близок кприведенным данным (-0,2…+3,0‰) [10]. Изотопныйсостав серы игольчато-призматического арсенопиритаи глобулярно-кристаллического пирита раннего этапаминерализации золото-сульфидных руд месторожде-ний Восточного Казахстана, расположенных в черно-сланцевых карбонатно-терригенных породах карбона,отвечает интервалу значений ƒ34S = 0,0…-3,3‰ [11].Изотопный состав арсенопирита и пирита второй про-дуктивной ассоциации характеризуется более легкойсерой (-7,7…-10,2‰), что, по мнению авторов, связанос процессами ее фракционирования в условиях повы-шенной фугитивности кислорода на позднем этапе ру-доотложения.Полученные значения для сульфидов месторожде-ния Чертово Корыто согласуются с изотопными от-ношениями серы месторождений, локализованных и внесланцевом субстрате. Так, согласно И.А. Загрузи-ной с соавт. [1], изотопный состав серы галенита,сфалерита, халькопирита, пирита в разных рудныхжилах Ирокиндинского рудного поля и на разныхгипсометрических уровнях примерно одинаков. Сред-нее значение ƒ34S для различных жил изменяется от-3,5 до -2,7‰ при вариации значений ƒ34S не более±3,5‰. Кроме того, наблюдается утяжеление серы помере приближения (от 1,5-1,0 до 0,5 км) к глубинномуразлому [10].Изотопные значения серы сульфидов месторожде-ния Чертово Корыто соотносятся с наличием контраст-ных аномалий фемофильных элементов (Р, Ti, Mg, Fe,Ca, Mn) в ближнем обрамлении рудоконтролирующегоразлома [12]. Ti накапливался в форме рутила и лей-коксена в рудах и метасоматитах, P присутствует в со-ставе апатита, Mg Fe, Ca, Mn входят в состав карбона-тов (анкерита). Кроме того, в месторождении описанывнутрирудные дайки умеренно-щелочного базитовогосостава [7]. Такие дайки-флюидопроводники известныи в месторождениях, локализованных в несланцевомсубстрате (Берикульском, Кедровском, Каралонском,Холбинском и др.) [13, 14]. Перечисленные факты сви-детельствуют о раствороподводящей функции и глу-бинном статусе рудоконтролирующего разлома, обактивном базальтовом магматизме в период рудообра-зования с импульсным режимом внедрения в верхниегоризонты земной коры расплавов и металлоносныхрастворов.Таким образом, контроль месторождения глубин-ным разломом, наличие внутрирудных даек умеренно-щелочного базитового состава, контрастные аномалиифемофильных элементов в околорудных метасомати-тах и рудах, изотопные значения серы, близкие к ме-теоритному стандарту, - все эти факты в их сочетаниислужат доказательством генетической связи рудообра-зования с умеренно-щелочным базальтовым магма-тизмом.

Скачать электронную версию публикации