Isotopic composition of carbon and oxygen in Chertovo Koryto gold ore deposit (Patomskoe Upland).pdf В гидротермальных рудных месторождениях углеродприсутствует в карбонатной (Скарб) и некарбонатной (Снк)формах. Снк представлен, как правило, керогеном, имею-щим состав от кокса до графита, и битумоидами, разли-чающимися внутренней структурой [1]. Скарб участвует вкальците, анкерите, сидерите и других карбонатах.Соотношение стабильных изотопов углерода и другихэлементов используется для определения возможных ис-точников растворов различных месторождений полезныхископаемых [2]. При этом не всегда результаты поддают-ся одновариантной интерпретации. Известно, что не-фракционированный углерод мантии имеет значениеδ13С = -4,5‰ [3]. Как правило, данные, существенно от-клоняющиеся от него, многими расцениваются как при-знак немантийного происхождения углерода. С другойстороны, изотопные отношения углерода, отвечающиемантийным меткам, интерпретируются в пользу иногоисточника элемента. Например, в работах Т.А. Иконнико-вой [4] приведен изотопный состав углерода в сидеритеиз сланцев хомолхинской свиты месторождения СухойЛог, значение которого имеет узкий диапазон (δ13С = -5,7± 0,4‰). Изотопные отношения углерода в жильном кар-бонате имеют более широкий интервал и изменяются впределах от -4,6 до -9,2‰. На основании представленныхданных автор делает вывод, что вмещающие терригенно-карбонатные породы являются источником углерода, пе-реотложенного в гидротермально-метасоматическом про-цессе. Аналогичные результаты приведены в [5].Возможность смешения изотопов углерода из раз-личных источников предполагается после обобщенияданных об изотопном составе алмазов. Установленныена сегодня пределы колебаний величины δ13С алмазовизменяются от -34,4 до +2,4‰ [6]. Значительный раз-брос значений объясняют рядом причин, в том числевозможным участием углерода различного происхож-дения. Позднее в [7] было зафиксировано обогащениеуглерода графита, содержащегося в ксенолитах ман-тийных пород (кимберлитах), легким изотопом углеро-да (-22,72‰). Предполагается фракционирование изо-топов углерода во флюиде во время передвижения егов мантии.Из приведенных данных становится очевидным, чтодля достоверной интерпретации изотопных отношенийуглерода целесообразно привлекать независимые факты.В статье приведены результаты исследований изо-топного состава углерода керогена сланцев, углерода икислорода метасоматического анкерита месторожденияЧертово Корыто, на основании которых сделан аргу-ментированный и другими фактами вывод о вероятномисточнике металлоносных растворов.Краткий очерк геологического строения место-рождения. Месторождение расположено на севере Па-томского нагорья в бассейне р. Б. Патом. Мощная (до150 м) рудная залежь образована в раннепротерозойскойуглеродистой толще терригенных сланцев михайловскойсвиты и сложена гидротермально измененными сланца-ми и метасоматитами березит-пропилитовой формации сжильно-прожилково-вкрапленной сульфидно-кварцевойминерализацией. Она приурочена к висячему бокускладчато-разломной зоны северо-северо-западногопростирания (350°), в которой крутопадающий (60°) назапад-юго-запад взброс оперяет Амандракский глубин-ный разлом. Сульфидная минерализация сосредоточенав гидротермально измененных породах и метасоматитах.Преобладают пирит, арсенопирит, пирротин, в качественесущественной примеси в сульфидно-кварцевых ком-плексах участвуют галенит, сфалерит, халькопирит,микропримеси кобальтина, самородного свинца, ульма-нита, теллуровисмутита, валлериита. В кварцевых жилахи прожилках сульфиды встречаются эпизодически. Пре-обладает свободное золото в кварце. Более подробностроение месторождения описано в [8, 9].Материал для анализа изотопов углерода и ки-слорода, методика исследования. Изучен изотопныйсостав углерода керогена, рассеянного в терригенныхпородах, и анкерита, присутствующего в осветленныхберезитах и кварцевых жилах. По заключению аналити-ка Западно-Сибирского испытательного центра (г. Ново-кузнецк) Г.М. Тиракова (устное сообщение), кероген вместорождении имеет неупорядоченную структуру, от-вечающую переходу от антрацита до кокса, массоваядоля которого составляет от 0,09 до 1,9% [10] (табл. 1).Для анализа изотопных отношений углерода керогенабыли выбраны пробы с максимальным содержанием Cнк1,9 и 1,58%. С целью устранения рассеянной примесикарбоната пробы массой 1 г нагревали в 6% раствореHCl при температуре 50...80°С. Затем образцы промыва-ли тридистиллированной водой и высушивали. Моно-фракции анкерита из березитов и кварцевых жил отби-рались из раздробленных пород под бинокуляром.Содержания изотопов углерода и кислорода опреде-лялись по стандартным методикам на масс-спектрометреFinnigan MAT-253 в Институте геологии и минералогииРоссийской академии наук г. Новосибирска (аналитикиО.П. Изох и В.А. Пономарчук). Результаты измеренийданы в величинах δ13С по отношению к стандарту PDB иδ18О - к стандарту SMOW и представлены в табл. 2 (точ-ность анализа в пределах ±0,1‰).Т а б л и ц а 1Содержание некарбонатного углерода в породах михайловской свитыНомер пробы Массовая доля некарбонатного углерода, % ±Δ (%) Порода71-84,9 0,32 ± 0,0285-148,8 0,23 ± 0,0186-20,3 0,17 ± 0,0186-110,7 0,29 ± 0,02192-197,0 0,34 ± 0,02192-217,5 0,33 ± 0,02341-48,9 0,07 ± 0,02Метапесчаник86-33,3 0,26 ± 0,02 Метаалевропесчаник86-67,9 0,20 ± 0,02341-45,8 0,13 ± 0,01409-183,4 0,23 ± 0,01409-198,3 0,09 ± 0,02Метаалевролит305-121,2 1,58 ± 0,06409-21,5 0,39 ± 0,02 Метаалевролит в контакте с аргиллитом71-78,7 0,91 ± 0,0586-41,6 0,53 ± 0,03192-111,0 0,69 ± 0,04192-225,3 1,10 ± 0,04305-39,3 1,90 ± 0,08АргиллитТ а б л и ц а 2Изотопный состав углерода в керогене, углерода и кислорода в анкеритеНомер пробы δ13С, ‰ δ18О, ‰Кероген из пропилитизированных терригенных пород192-225,3 -26,2305-121,2 -24,6Анкерит из осветленных березитов85 (74,1-73,5) -18,4 14,385-73,9 -18,5 14,284-67,5 -18,2 14,884-66,5 -18,4 14,685-73,9 -18,4 14,7Анкерит из крупных гнездовых выделений в кварцевых жилах87-132,0 -17,8 15,1195-113,2 -17,7 14,6192-178,9 -17,7 14,2194-161,5 -18,4 14,5197-53,7 -17,4 14,5Результаты исследования, обсуждение, выводы.Изотопные отношения углерода керогена составляют-26,2 и -24,6‰. Утяжеленными значениями δ13С ха-рактеризуется анкерит из березитов (-18,5…-18,2‰) икварцевых жил (-18,4…-17,4‰). Изотопные отноше-ния кислорода анкерита укладываются в узкий диапа-зон δ18О (14,2…15,1‰).При интерпретации полученных изотопных отно-шений углерода учитывается ряд фактов.1. Рудная залежь приурочена к висячему боку суб-меридионального глубинного разлома, вытянута вдольнего и постепенно, по мере удаления на запад (на рас-стоянии 500 м), выклинивается. Рудоконтролирующаяроль разлома в данном случае реализована через егораствороподводящую функцию [9, 10].2. Присутствие в рудной залежи внутрирудных да-ек-флюидопроводников умеренно-щелочных долери-тов [8] доказывает функционирование рудообразующе-го процесса в условиях высокой активности мантийно-го магматического очага (очагов) и чередующееся вовремени внедрение в область рудообразования умерен-но-щелочных базальтовых расплавов и металлоносныхрастворов.3. В осветленных (без керогена) апосланцевых бе-резитах рудной залежи в ближнем обрамлении рудо-контролирующего разлома зафиксированы контраст-ные аномалии фемофильных элементов в ассоциацииP, Ti, Fe, Mg, Ca, Mn. Ti накапливался в форме рутилаи лейкоксена, P - апатита, Mg, Fe, Mn, Ca - карбона-тов [11].4. Изотопный состав серы ранних метасоматиче-ских и поздних (в кварцевых жилах) сульфидов рудукладывается в интервал +1,8…+4,7‰, т.е. близок кметеоритному стандарту [12].Аналогичные факты в их сочетании установлены всоседнем месторождении Сухой Лог и в других обра-зованных в черносланцевом и кристаллическом суб-страте мезотермальных золотых месторождениях Се-верного Забайкалья (Каралонское, Кедровское, Иро-киндинское и др.), Енисейского района (Советском идр.), Западного Узбекистана (Мурунтау, Чармитан идр.) [13-18]. Эти факты служат доказательством уча-стия в рудообразовании глубинных металлоносныхрастворов, генерированных в очагах умеренно-щелоч-ных базальтовых расплавов. С этим выводом согла-суются также близкие к мантийным меткам изотоп-ные отношения углерода гидротермальных карбона-тов, обычные в золоторудных полях, образованных вчерносланцевом и кристаллическом субстрате [19](рис. 1).Рис. 1. Изотопные отношения некарбонатного и карбонатного углерода в месторождениях Сухой Лог,Кедровское и Чертово Корыто: 1 - кероген, рассеянный в породах;2 - анкерит, рассеянный в пропилитах и березитах; 3 - анкерит из кварцевых жилВ анкерите месторождения Чертово Корыто изо-топные отношения углерода соответствуют значени-ям, промежуточным между изотопно легким углеро-дом керогена и изотопно тяжелым мантийным угле-родом. Вероятно, поступление последнего в областьрудообразования происходило с растворами в составеглубинной углекислоты, привнос значительных масскоторой доказывается балансовыми расчетами [20] иобычен в процессах березитизации-пропилитизации.Если это так, то нарастающее от керогена через ран-ний анкерит березитов к позднему анкериту кварце-вых жил и прожилков изотопное утяжеление углеродаможет быть следствием частичного смешения глу-бинного окисленного углерода с восстановленнымуглеродом керогена сланцев в процессе его окисле-ния, сопровождаемого осветлением апочерносланце-вых березитов. Изотопный состав кислорода анкеритапри этом обычен в гидротермальных карбонатах.Вместе с тем маловероятно унаследование изотопнотяжелого углерода седиментогенных карбонатов(скажем, кальцита) по причине отсутствия их в ру-довмещающей толще черных сланцев. В других мезо-термальных месторождениях, например в Сухом Ло-гу, эффект смешения отсутствует, и, в отличие от ме-сторождения Чертово Корыто, дефицит осветленных(без керогена) березитов здесь служит признакомфункционирования восстановленных растворов, неспособных окислять углерод керогена.Автор выражает благодарность И.В. Кучеренко,Р.Ю. Гаврилову за просмотр рукописи и сделанныезамечания, устранение которых способствовало улуч-шению работы.

Скачать электронную версию публикации