Условия образования, состав и источники рудообразующих флюидов золото-порфирового месторождения Большой Каран (Южный Урал)

Объект исследований. Исследовались условия формирования, состав и источники золото-порфирового месторождения Большой Каран, расположенного в зоне Главного Уральского разлома на Южном Урале.

Методы. С помощью термокамеры Linkam TMS-600 и микроскопа Olympus BX 51 оценивались температуры минералообразования, солевой состав и концентрации солей во флюидных включениях. Газовый состав флюида определен на рамановском спектрометре Horiba LabRam HR800 Evolution с микроскопом Olympus BX-FM. Методом LA-ICP-MS исследованы элементы-примеси. Изотопный состав С и О определялся на масс-спектрометре MAT 253 (Thermo Fisher Scientific), изотопия S в минералах сульфидно-карбонат-кварцевых руд – на массспектрометре DeltaPLUS Advantage.

Результаты. Установлено, что флюидные включения в кварце гомогенизируются в интервале температур 369–312ºC, а в кристаллизовавшемся позднее кальците – при 234–200ºС. Включения содержат Mg-Na водно-хлоридные растворы с соленостью 3.0–11.9 мас. % NaCl-экв. По данным LA-ICP-MS, кварц обладает высокими концентрациями Al (916–1556 г/т), свидетельствующими о его отложении из высококоглиноземистого кислого  флюида. Спектры распределения РЗЭ в кальците характеризуются накоплением легких лантаноидов (LaN/YbN  = 3.4–9.11), что также указывает на кислый состав флюида; негативными аномалиями Ce (0.58– 0.88) и положительными аномалиями Eu (1.51–3.61). Положительные аномалии Eu отражают  среднетемпературную обстановку (>250ºC), существовавшую до кристаллизации кальцита. Значения Y/Ho в кальците (29.3–35.6) позволяют предполагать присутствие во флюиде компонентов магматогенной природы и извлеченных из известняков. Величины δ18О в кальците варьируют в интервале от 14.7 до 19.8‰, а δ13С – от –4.1 до 0.7‰. Значения δ18ОH2O рудообразующего флюида, рассчитанные для температуры гомогенизации флюидных включений в кальците 230ºС, изменяются от 6.5 до 11.5‰, величины δ13ССO2
– от –3.21 до 1.6‰. Значения δ34S в пирите составляют –0.60 – 1.50‰.

Выводы. Результаты исследований свидетельствуют о формировании золото-порфировой минерализации месторождения Большой Каран в мезотермальных условиях. Ведущую роль в образовании оруденения играли магматогенные флюиды. Установлены геохимические признаки взаимодействия флюида с вмещающими породами.

1. Грабежев А.И. (2014) Юбилейное Cu-Au-порфировое месторождение (Южный Урал, Россия): SHRIMPII U-PB-возраст циркона и изотопно-геохимические особенности рудоносных гранитоидов. Докл. АН, 454 (3), 315-318.

2. Грабежев А.И., Белгородский Е.А. (1992) Продуктивные гранитоиды и метасоматиты медно-порфировых месторождений. Екатеринбург: Наука, Урал. отд-е, 199 с.

3. Грабежев А.И., Сазонов В.Н., Мурзин В.В., Молошаг В.П., Сотников В.И., Кузнецов Н.С., Пужаков Б.А., Покровский Б.Г. (2000) Березняковское золоторудное месторождение (Южный Урал, Россия). Геол. рудн. месторожд., 42(1), 38-52.

4. Замятина Д.А., Мурзин В.В. (2014) Тамуньерское месторождение золота на Северном Урале: физико-химические условия образования, источники рудного вещества и флюида, генезис. Литосфера, (1), 139-147.

5. Знаменский С.Е., Косарев А.М., Знаменская Н.М., Тимофеев С.П., Шафигуллина Г.Т. (2017) Структурный контроль и геохимия даек золото-порфирового месторождения Большой Каран (Южный Урал). Геология. Известия Отделения наук о Земле и природных ресурсах АН РБ, 24, 39-46.

6. Знаменский С.Е., Мичурин С.В., Анкушева Н.Н. (2013) Происхождение рудообразующих флюидов Орловского месторождения золота (Южный Урал). Руды и металлы, (4), 52-60.

7. Знаменский С.Е., Холоднов В.В. (2018) Петролого-геохимические особенности рудовмещающих эффузивных и интрузивных пород Николаевского месторождения золото-порфирового типа (Южный Урал). Литосфера, 18(4), 607-620.

8. Исаев В.А. (2006) Структурные примеси в кварце. Ч. I. Обзор и анализ традиционных способов очистки кварца от структурных примесей. Горный информационно-аналитический бюллетень, (9), 11-23.

9. Косарев А.М., Пучков В.Н., Ронкин Ю.Л., Серавкин И.Б., Холоднов В.В., Грабежев А.И. (2014) Новые данные о возрасте и геодинамической позиции медно-порфировых проявлений зоны Главного Уральского разлома на Южном Урале. Докл. АН, 459(1), 62-66.

10. Мансуров Р.Х. (2016) Строение минерализованных зон Петропавловского золото-порфирового месторождения (Полярный Урал). Вестник Пермского университета. Геология, 33(4), 49-69.

11. Прокофьев В.Ю., Афанасьева З.Б., Иванова Г.Ф., Буарон М.К., Мариньяк Х. (1994) Исследование флюидных включений в минералах Олимпиадинского Au-

12. (Sb-W) месторождения (Енисейский кряж). Геохимия, (7), 1012-1029.

13. Шишаков В.Б., Сергеева Н.Е., Сурин С.В. (1988) Вознесенское медно-порфировое месторождение на Южном Урале. Геол. рудн. месторожд., (2), 85-90.

14. Bau M. (1991) Rare-earth element mobility during hydrothermal and metamorphic fluid-rock interaction and significance of oxidation state of europium. Chem. Geol., 93, 219-230.

15. Bau M. (1996) Controls on the fractionation of isovalent trace elements in magmatic and aqueous systems: evidence from Y/Ho, Zr/Hf, and lanthanide tetrad effect. Contrib. Mineral. Petrol., 123, 323-333.

16. Bau M., Möller P. (1992) Rare Earth Element Fractionation in Metamorphogenic Hydrothermal Calcite, Magnesite and Siderite. Mineral. Petrol., 45, 231-246.

17. Bodnar R.J., Vityk M.O. (1994) Interpretation of microthermometric data for H2O–NaCl fluid inclusions. Fluid inclusions in minerals: methods and applications. Pontignana-Siena, Virginia Polytechnic Institute and State University, 117-130.

18. Bowers T.S. (1991) The deposition of gold and other metals: pressure-induced fluid immiscibility and associated stable isotope signatures. Geochim. Cosmochim. Acta, 55, 2417-2434.

19. Burke E.A.J. (2001) Raman microspectrometry of fluid inclusions. Lithos, 55, 139-158.

20. Davis D.W., Lowenstein T.K., Spenser R.J. (1990) Melting behavior of fluid inclusions in laboratory-grown halite crystals in the systems NaCl–H2O, NaCl–KCl–H2O, NaCl–MgCl2–H2O and CaCl2–NaC–H2O. Geochim. Cosmochim. Acta, 54(3), 591-601.

21. Klein E.L., Harris С., Renac C., Giret A., Moura C.A.V., Fuzikawa K. (2006) Fluid inclusion and stable isotope (O, H, C, and S) constraints on the genesis of the Serrinha gold deposit, Gurupi Belt, northern Brazil. Minera. Depos., 41, 160-178.

22. Castorina F., Masi U. (2008) REE and Nd-isotope evidence for the origin siderite from the Jebel Awam deposit (Central Morocco). Ore Geol. Rev., 34, 337-342.

23. McDonough W. F., Sun S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol., 120, 223-253.

24. Keller J., Hoefs J. (1995) Carbonatite volcanism: Oldoynio Lengai and the petrogenesis of natrocarbonatites. Berlin, Springer, 123 p.

25. Ohmoto H, Goldhaber MB (1997) Sulfur and carbon isotopes. Geochem. hydrotherm. Ore Dep. J. Wiley and Sons, 517-611

26. Ohmoto H., Rye R.O. (1979) Isotopes of sulfur and carbon. Geochemistry of hydrothermal ore deposits. N. Y., Wiley, p. 509-567.

27. Plotinskaya O.Yu., Grabezhev A.I., Tessalina S., Seltmann R., Groznova E.O., Abramov S.S. (2017) Porphyry deposits of the Urals: Geological framework and metallogeny. Ore Geol. Rev., 85, 153-173.

28. Rollinson H.R. (1993) Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, Interpretation. London: Longman Scientific and Technical, 352 p.

29. Rusk B.G. (2012) Сathodoluminescent textures and trace elements in hydrothermal quartz. Quartz: Deposits, Mineralogy and Analytics. N. Y., Springer, 360 p.

30. Rusk B.G., Lowers H.A., Reed M.H. (2008) Trace elements in hydrothermal quartz: Relationships to cathodoluminescent textures and insights into vein formation. Geology, 36(7), 547-550.

31. Rusk B.G., Reed M.H., Dilles J., Kent A. (2006) Intensity of quartz cathodoluminescence and trace content of quartz from the porphyry copper deposit in Butte, Montana. Amer. Mineral., 91, 1300-1312.

32. Schwim G., Markl G. (2005) REE systimatics in hydrothermal fluorite. Chem. Geol., 216, 225-248.

33. Sillitoe R.H. (2010)Porphyry Copper Systems. Econ. Geol., 105, 3-41.

34. Spenser R.J., Moller N., Weare J.N. (1990) The prediction of mineral solubilities in mineral waters: a chemical equilibrium model for the Na-K-Ca-Mg-Cl-SO4 system at temperatures below 25ºC. Geochim. Cosmochim. Acta, 54(3), 575-590.

35. Velivetskaya T.A., Ignatiev A.V., Gorbarenko S.A. (2009) Carbon and oxygen isotope microanalysis of carbonate. Rapid Commun. Mass Spectrom, 23, 2391-2397.

36. Zheng Y.-F. (1999) Oxygen isotope fractionation in carbonate and sulfate minerals. Geochem. J., 33, 109-126.

37. Znamenskii S.E., Ankusheva N.N., Velivetskaya T.A., Shanina S.N. (2017) Composition and sources of mineral-forming fluids of the Orlovka orogenic gold deposit (Southern Urals). Russ. Geol. Geophys., 58, 1070-1080.