Флюидные включения в жильном кварце как отражение деформационных этапов области сочленения Байкало-Муйской и Баргузино-Витимской структурно-формационных зон (Западное Забайкалье)

Объект исследований. Проанализированы флюидные включения в кварце трех жильных систем, приуроченных к тектоническим трещинам, связанных с развитием надвиговых и сдвиговых деформаций Западного Забайкалья. Жильные системы локализуются в вулканических, терригенных и интрузивных породах. Методы. Состав флюидных включений изучен методами микротермометрии, рамановской спектроскопии и газовой хромато-масс-спектрометрии. Результаты. В формировании кварца трех систем участвовал высокоплотный среднетемпературный NaCl-KCl-водно-углекислотный флюид низкой и средней солености (2-15 мас. % NaCl экв.). Отличительной особенностью кварца разных жильных систем выступает состав газовой фазы включений. Минимальные температуры формирования жильного кварца фиксируются в диапазоне от 180 до 450°С в условиях минимальных значений флюидного давления 0.7-2.9 кбар. Выводы. Сложнопостроенные жильные системы зоны сочленения Байкало-Муйской и Баргузино-Витимской структурно-формационных зон, приуроченные к различным вмещающим породам и имеющие разное структурное положение, характеризуются близким составом флюида и единой термодинамической историей, отражающей смену деформационных агрегатов. Установлена метаморфогенно-гидротермальная природа флюида, принимавшего участие в формировании кварца жильных систем. Развитие гидротермальной системы сопровождается влиянием на вмещающие породы, что находит отражение в вариациях состава флюида. Эволюция единой гидротермальной системы сопряжена с тектоно-деформационными процессами и может быть описана тремя динамическими этапами, которым соответствуют три генерации кварца.

1. Борисенко А.С. (1977) Изучение солевого состава растворов газово-жидких включений в минералах методом криометрии. Геология и геофизика, (8), 16-27.

2. Бульбак Т.А., Томиленко А.А., Гибшер Н.А., Сазонов А.М., Шапаренко Е.О., Рябуха М.А., Хоменко М.О., Сильянов С.А., Некрасова Н.А. (2020) Углеводороды во флюидных включениях из самородного золота, пирита и кварца месторождения Советское (Енисейский кряж, Россия) по данным беспиролизной газовой хромато-масс-спектрометрии. Геология и геофизика, 61(11), 1535-1560. DOI: 10.15372/GiG2020145

3. Гордиенко И.В., Бадмацыренова Р.А., Ланцева В.С., Елбаев А.Л. (2019) Селенгинский рудный район Западного Забайкалья: структурно-минерагеническое районирование, генетические типы месторождений и геодинамические условия их образования. Геология рудн. месторождений, 61(5), 3-36. DOI: 10.31857/S0016-77706153-36

4. Зорин Ю.А., Скляров Е.В., Беличенко В.Г., Мазукабзов А.М. (2009) Механизм развития системы островная дуга-задуговый бассейн и геодинамика Саяно-Байкальской складчатой области в позднем рифее-раннем палеозое. Геология и геофизика, 50(3), 209-226.

5. Кирмасов А.Б. (1997) Надвиги и компенсационные структурные парагенезы в пределах Келяно-Иракиндинской зоны (восточная часть Байкало-Муйского пояса). Современные проблемы шарьяжно-надвиговой тектоники (Отв. ред. Ю.В. Казанцев). Уфа: ИГ УФНЦ РАН, 56-58.

6. Клейменов Ю.А., Ивлев А.С., Козлов Ю.П. (2003) Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 200 000. Сер. Муйская. Л. N-50-I. Объяснительная записка. М. (СПб).: ВСЕГЕИ, 143 с.

7. Кряжев С.Г. (2010) Современные проблемы теории и практики термобарогеохимии. Руды и металлы, (2), 38-45.

8. Наумов В.Б. (1982) Возможности определения давления и плотности минералообразующих сред по включениям в минералах. Использование методов термобарогеохимии при поисках и изучении рудных месторождений (Ред. Н.П. Лаверов). М.: Недра, 85-94.

9. Наумов Г.Б., Беркелиев Т.К., Миронова О.Ф. (2012) Метасоматическая природа гидротермальных рудообразующих растворов. Мінералогічний журнал, 34(2), 100-111.

10. Рёддер Э., Хитаров Д.Н. (1987) Флюидные включения в минералах. М.: Мир. Т. 1, 360 с.

11. Руженцев С.В., Минина О.Р., Некрасов Г.Е., Аристов В.А., Голионко Б.Г., Доронина Н.А., Лыхин Д.А. (2012) Байкало-Витимская складчатая система: строение и геодинамическая эволюция. Геотектоника, (2), 3-28.

12. Турченко С.И. (2019) Высвобождение серы при метаморфизме пород в земной коре: применение к генезису золоторудных месторождений. Регион. геология и металлогения, 77, 60-66.

13. Alfonsvan den Kerkhof A., Kronz A., Simon K. (2014) Deciphering fluid inclusions in high-grade rocks. Geosc. Front., 5(5), 683-695. DOI: 10.1016/j.gsf.2014.03.005

14. Bakker R.J. (2001) Fluids: new software package to handle microthermometric data and to calculate isochores. Memoria, Faculdade de Ciencias de Porto, 23-25.

15. Bakker R.J. (2009) Re-equilibration of fluid inclusions: Bulk-diffusion. Lithos, 112(3-4), 277-288. DOI: 10.1016/j.lithos.2009.03.006

16. Bakker R.J. (2017) Re-equilibration processes in fluid inclusion assemblages. Minerals, 7(7), 117. DOI: 10.3390/min7070117

17. Bakker R.J., Jansen J.B.H. (1994) A mechanism for preferential H2O leakage from fluid inclusions in quartz, based on TEM observations. Contrib. Mineral. Petrol., 116(1), 7-20. DOI: 10.1007/BF00310686

18. Bons P.D., Elburg M.A., Gomez-Rivas E. (2012) A review of the formation of tectonic veins and their microstructures. J. Struct. Geol., 43, 33-62. DOI: 10.1016/j.jsg.2012.07.005

19. Bottrell S.H., Miller M.F. (1990) The geochemical behaviour of nitrogen compounds during the formation of black shale hosted quartz-vein gold deposits, north Wales. Appl. Geochem., 5(3), 289-296. DOI: 10.1016/0883-2927(90)90004-О

20. Bowers T.S., Helgeson H.C. (1983) Calculation of the thermodynamic and geochemical consequences of nonideal mixing in the system H2O-CO2-NaCl on phase relation in geological systems: Equation of state for H2O-CO2-NaCl fluids at high pressure and temperatures. Geochim. Cosmochim. Acta, 47, 1247-1275.

21. Carter N.L., Kronenberg A.K., Ross J.V., Wilischko D.V. (1990) Control of fluids on deformation of rocks. Geol. Soc., Lond., Spec. Publ., 54(1), 1-13. DOI: 10.1144/GSL.SP.1990.054.01.01

22. Chi G., Guha J. (2011) Microstructural analysis of a subhorizontal gold-quartz vein deposit at Donalda, Abitibi greenstone belt, Canada: Implications for hydrodynamic regime and fluid-structural relationship. Geosc. Front., 2(4), 529-538. DOI: 10.1016/j.gsf.2011.07.004

23. Cox S.F. (2002) Fluid flow in mid- to deep crustal shear systems: Experimental constraints, observations on exhumed high fluid flux shear systems, and implications for seismogenic processes. Earth, Planets and Space, 54(11), 1121-1125. DOI: 10.1186/BF03353312

24. Cox S.F. (2010) The application of failure mode diagrams for exploring the roles of fluid pressure and stress states in controlling styles of fracture-controlled permeability enhancement in faults and shear zones. Geofluids, 10(1-2), 217-233. DOI: 10.1111/j.1468-8123.2010.00281.x

25. Dubessy J., Poty B., Ramboz C. (1989) Advances in C-O-H-N-S fluid geochemistry based on micro-Raman spec-trometric analysis of fluid inclusions. Europ. J. Mineral., 1(4), 517-534. DOI: 10.1127/ejm/1/4/0517

26. Frezzotti M.L., Tecce F., Casagli A. (2012) Raman spectroscopy for fluid inclusion analysis. J. Geochem. Explor., 112, 1-20. DOI: 10.1016/j.gexplo.2011.09.009

27. Giggenbach W.F. (1997) The origin and evolution of fluids in magmatic-hydrothermal systems. Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits. (Ed. H.L. Barnes). N. Y.: John Wiley and Sons, 737-796.

28. Hollister L.S. (1990) Enrichment of CO2 in fluid inclusions in quartz by removal of H2O during crystal-plastic deformation. J. Struct. Geol., 12(7), 895-901. DOI: 10.1016/0191-8141(90)90062-4

29. Lychagin D.V., Kungulova E.N., Moskvichev E.N., Tomilenko A.A., Tishin P.A. (2020) Microstructure of vein quartz aggregates as an indicator of their deformation history: An example of vein systems from western trans baikalia (Russia). Minerals, 10(10), 865. DOI: 10.3390/min10100865

30. Lyubetskaya T., Ague J.J. (2009) Modeling the magnitudes and directions of regional metamorphic fluid flow in collisional orogens. J. Petrol., 50(8), 1505-1531. DOI: 10.1093/petrology/egp039

31. Micklethwaite S., Ford A., Witt W., Sheldon H.A. (2015) The where and how of faults, fluids and permeabilityinsights from fault stepovers, scaling properties and gold mineralisation. Geofluids, 15(1-2), 240-251. DOI: 10.1111/gfl.12102

32. Muchez P., Slobodnik M., Viaene W.A., Keppens E. (1995) Geochemical constraints on the origin and migration of palaeofluids at the northern margin of the Variscan foreland, southern Belgium. Sed. Geol., 96(3-4), 191-200. DOI: 10.1016/0037-0738(94)00118-E

33. Passchier C.W., Trouw A.J. (2005) Microtectonics. 2nd ed. Berlin: Springer. 366 p.

34. Schmatz J., Urai J.L. (2011) The interaction of migrating grain boundaries and fluid inclusions in naturally deformed quartz: A case study of a folded and partly recrystallized quartz vein from the Hunsruck Slate, Germany. J. Struct. Geol., 33(4), 468-480. DOI: 10.1016/j.jsg.2010.12.010

35. Sibson R.H. (2000) A brittle failure mode plot defining conditions for high-flux flow. Econ. Geol., 95(1), 41-48. DOI: 10.2113/gsecongeo.95.1.41

36. Sibson R.H. (2019) Arterial faults and their role in mineralizing systems. Geosci. Front., 10(6), 2093-2100. DOI: 10.1016/j.gsf.2019.01.007

37. Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Dvurechenskaya S.S. (2019). Genesis of the Maikhura tungsten-tin skarn deposit, Tajik Tien Shan: Insights from petrology, mineralogy, and fluid inclusion study. Ore Geol. Rev., 104, 561-588. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2018.11.024

38. Steele-MacInnis M. (2018) Fluid inclusions in the system H2O-NaCl-CO2: An algorithm to determine composition, density and isochore. Chem. Geol., 498, 31-44. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2018.08.022

39. Steele-MacInnis M., Lecumberri-Sanchez P., Bodnar R.J. (2012) Short note: HokieFlincs_H2O-NaCl: A Microsoft Excel spreadsheet for interpreting microthermometric data from fluid inclusions based on the PVTX properties of H2O-NaCl. Comp. Geosci., 49, 334-337. DOI: 10.1016/j.cageo.2012.01.022

40. Tarantola A., Diamond L.W., Stunitz H. (2010) Modification of fluid inclusions in quartz by deviatoric stress I: experimentally induced changes in inclusion shapes and microstructures. Contrib. Mineral. Petrol., 160(6), 825-843. DOI: 10.1007/s00410-010-0509-z

41. Welhan J.A. (1988) Origins of methane in hydrothermal systems. Chem. Geol., 71(1-3), 183-198. DOI: 10.1016/0009-2541(88)90114-3