Флюидный режим магнезитового метасоматоза на саткинских месторождениях Южно-Уральской провинции (термокриометрия флюидных включений)
Аннотация
Впервые детально изучены солевой состав и температуры гомогенизации двухфазных флюидных включений в магнезите, доломите и синрудном кварце эталонного Саткинского месторождения кристаллических магнезитов. Установлено, что в магнезитах, околорудных доломитах и околорудном синрудном кварце температуры гомогенизации флюидных включений имеют сходные значения и группируются в интервалах 100–200°C и 300–400°C. Установлена высокая соленость жидкой фазы флюидных включений, соответствующая крепким рассолам. В синрудном кварце впервые для индивидуальных включений совместно изучена степень минерализации и температура гомогенизации. Установлено, что минерализация обусловлена присутствием нескольких солей, включая хлориды натрия, кальция, магния и калия, варьирует в интервале 28–31 мас. % СаCl2 экв (или 20.1–27.5 мас. % NaCl экв.) для первичных включений во всем интервале температур гомогенизации от 440 до 85°C. Полученные данные согласуются с моделью формирования кристаллических магнезитов из рассолов, вероятно эвапоритовой природы, при гидротермальном метасоматозе в результате нагрева на этапе раннесреднерифейского рифтогенеза (Машакское событие).
Ключевые слова
флюидные включения,
термокриометрия,
кварц,
кристаллический магнезит,
доломит,
метасоматоз,
рифей,
Южный Урал
Об авторах
Михаил Тихонович Крупенин
Институт геологии и геохимии УрО РАН
Россия
Россия
Ася Анатольевна Гараева
Институт геологии и геохимии УрО РАН
Россия
Россия
Юрий Клюкин
Институт геологии и геохимии УрО РАН
Россия
Россия
Шаукет Балтыбаев
Институт геологии и геохронологии докембрия РАН
Россия
Россия
Антон Борисович Кузнецов
Институт геологии и геохронологии докембрия РАН
Россия
Россия
Список литературы
1. Анфимов Л.В. Литогенез в рифейских осадочных толщах Башкирского мегантиклинория (Ю. Урал). Екатеринбург: УрО РАН, 1997. 288 с.
2. Анфимов Л.В., Бусыгин Б.Д., Демина Л.Е. Саткинское месторождение магнезитов на Южном Урале. М.: Наука, 1983. 86 с.
3. Борисенко А.С. Изучение солевого состава растворов газово-жидких включений в минералах методом криометрии // Геология и геофизика. 1977. № 8. С. 16–27.
4. Бояркин А.П. Термобарогеохимические исследования минерального состава руд и вмещающих пород сидеритовых и магнезитовых месторождений Башкирского мегантиклинория (Южный Урал) // Литология и полез. ископаемые. 1981. № 6. С. 118–122.
5. Бояркин А.П., Хайретдинов И.А. О температурах гомогенизации газово-жидких включений в магнезитах месторождения Сатка // Вопросы минералогии и геохимии руд и горных пород Южного Урала. Уфа: ИГ БФАН СССР, 1976. С. 74–77.
6. Валяшко М.Г., Мандрыкина Т.В. Бром в соляных месторождениях как генетический и поисковый признак // Труды ВНИИГ. Вып. 23. 1952. С. 54–93.
7. Генетические типы, закономерности размещения и прогноз месторождений брусита и магнезита / П.П. Смолин, А.И. Шевелев, Л.П. Урасина и др. М.: Наука, 1984. 317 с.
8. Главнейшие магнезитовые месторождения / Л.П. Урасина, Т.А. Другалева, П.П. Смолин. М.: Наука, 1993. 157 с.
9. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. Киев: Наукова Думка, 1987. 828 с.
10. Казаков А.В., Тихомирова М.М., Плотникова В.И. Система карбонатных равновесий (доломит, магнезит) // Тр. Ин-та геол. наук АН СССР. Вып. 152. 1957. Геол. Сер. (№ 64). С. 13–58.
11. Крупенин М.Т. Поведение кремнезема при щелочном метасоматозе в магнезитах и доломитах саткинской свиты // Уральская минералогическая школа-2006. Екатеринбург: УГГГУ, 2006. С. 69–77.
12. Крупенин М.Т. Модель метасоматического магнезитообразования в Саткинском рудном поле в связи с рифтогенным подогревом высокомагнезиальных эвапоритовых рассолов // Ежегодник-2009. Тр. ИГГ УрО РАН. Вып. 157. 2010. С. 224–228.
13. Крупенин М.Т., Воронина Л.К., Хиллер В.В., и др. Метасоматическая инфильтрационно-рассольная модель образования кристаллических магнезитов (Саткинское месторождение, Южно-Уральская провинция) // Концептуальные проблемы литологических исследований в России: мат-лы 6-го Всерос. литол. совещ. Т. I. Казань: КГУ, 2011. С. 442–445.
14. Крупенин М.Т., Кольцов А.Б. Минералого-геохимические и физико-химические признаки метасоматической зональности на Саткинском месторождении кристаллических магнезитов // Современные проблемы магматизма и метаморфизма: мат-лы междунар. науч. конф., посвященной 150-летию со дня рождения Ф.Ю. Левинсона-Лессинга. СПб: СПбГУ, 2012. С. 315–317.
15. Крупенин М.Т., Котляров В.А., Гуляева Т.Я. и др. Магнезиальный хлорит в терригенно-карбонатных отложениях авзянской свиты (западный склон Южного Урала) – следствие среднерифейской эвапоритовой седиментации? // Вестник Уральского отделения РМО. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2008. С. 43–58.
16. Крупенин М.Т., Котляров В.А., Кузнецов А.Б. Связь эпигенетического магнезитового оруденения Южно-Уральской провинции с эвапоритовой природой рифейских отложений // Рудогенез: мат-лы междунар. конф. Миасс: ИМин УрО РАН, 2008. С. 158–163.
17. Крупенин М.Т., Крылов Д.П. Кузнецов А.Б. Изотопный состав кислорода и водорода как индикатор условий образования талька и кварца при магнезитовом метасоматозе // Вестник Уральского отделения РМО. №
18. Екатеринбург: ИИГ УрО РАН, 2012. С. 75–83. Крупенин М.Т., Кузнецов А.Б. Sr-изотопная характеристика магнезитов и вмещающих карбонатных пород, нижний рифей, Южно-Уральская провинция // Литосфера. 2009. № 5. С. 56–71.
19. Крупенин М.Т., Кузнецов А.Б., Балтыбаев Ш.К. Газово-жидкие включения в кристаллических магнезитах и вмещающих брекчиевидных доломитах Саткинского рудного поля // Геология, полезные ископаемые и проблемы палеоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий: мат-лы 7-й Межрегиональной науч.-практ. конф. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2008. С. 190–192.
20. Крупенин М.Т., Кузнецов А.Б., Крылов Д.П., Маслов А.В. Стабильные изотопы углерода и кислорода как индикаторы магнезиального метасоматоза в отложениях нижнего рифея Южного Урала // Докл. АН. 2011. Т. 439, № 5. С. 660–664.
21. Крупенин М.Т., Леонова Л.В., Гуляева Т.Я., Петрищева В.Г. Псевдоморфозы по гипсу в доломитах саткинской свиты // Уральская Минералогическая школа-2010. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2010. С. 98–99.
22. Крупенин М.Т., Прохаска В. Эвапоритовая природа флюидных включений в кристаллических магнезитах саткинского типа // Докл. АН. 2005. Т. 403, № 5. С. 661–663.
23. Крупенин М.Т., Прохаска В., Маслов А.В. Cl-Br-Na систематика флюидных включений в магнезитах Южно-Уральской провинции // Докл. АН. 2009. Т. 426, № 3. C. 351–354.
24. Кузнецов А.Б., Крупенин М.Т., Горохов И.М. и др. Изотопный состав Sr в нижнерифейских карбонатных породах магнезитсодержащей саткинской свиты, Южный Урал // Докл. АН. 2007. Т. 414, № 2. C. 233–238.
25. Кузнецов А.Б., Крупенин М.Т., Овчинникова Г.В. и др. Формирование и преобразование карбонатных пород и сидеритовых руд бакальской свиты нижнего рифея (Южный Урал): Sr-изотопная характеристика и Pb-Pb возраст // Литология и полез. ископаемые. 2005. № 3. С. 227–249.
26. Кузнецов А.Б., Овчинникова Г.В., Семихатов М.А., и др. Sr изотопная характеристика и Pb-Pb возраст карбонатных пород саткинской свиты, нижнерифейская бурзянская серия Южного Урала // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2008. Т. 16, № 2. C.16–34.
27. Маслов А.В., Крупенин М.Т., Гареев Э.З., Анфимов Л.В. Рифей Западного склона Южного Урала (классические разрезы, седименто- и литогенез, минерагения, геологические памятники природы). Т. 1. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2001. 351 с.
28. Мичурин С.В., Ковалев С.Г., Горожанин В.М. Генезис сульфатов и сульфидов в нижнерифейских отложениях Камско-Бельского авлакогена и Башкирского мегантиклинория. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2009. 192 с.
29. Нечипоренко Г.О., Бондаренко Г.П. Условия образования морских карбонатов (по экспериментальным данным). М.: Наука, 1988. 136 с.
30. Овчинникова Г.В., Кузнецов А.Б., Горохов И.М. и др. U-Pb систематика рифейских магнезитов саткинской свиты, Южный Урал // V Российская конференция по изотопной геохронологии. Геохронометрические изотопные системы, методы их изучения, хронология геологических процессов. М.: ИГЕМ РАН, 2012. С. 262–265.
31. Реддер Э. Флюидные включения в минералах. Т. 1. М.: Мир, 1987. 560 с.
32. Ронкин Ю.Л., Маслов А.В., Матуков Д.Н. и др. “In-situ” U-Pb SHRIMP датирование цирконов нефелиновых сиенитов Бердяушского массива (Южный Урал) // Литосфера. 2005. № 1. С. 135–142.
33. Ронкин Ю.Л., Маслов А.В., Матуков Д.Н. и др. Граница среднего и нижнего рифея на Южном Урале: новые изотопные U-Pb SHRIMP ограничения // Докл. АН. 2007. Т. 415, № 3. С. 370–376.
34. Шмулович К.И. Двуокись углерода в высокотемпературных процессах минералообразования. М.: Наука, 1988. 184 с. Bodnar R.J. Revised equation and table for determining the freezing point depression of H2O–NaCl solutions // Geochim. Cosmochim. Acta. 1993. № 57. С. 683–684.
35. Bottrell, S.H., Yardley, B.W.D., Buckley F. A modified crush-leach method for the analysis of fluid inclusion electrolytes // Bull. Minйral. 1988. № 111. P. 279–290.
36. Burke E.A.J. Raman microspectrometry of fluid inclusions // Lithos 2001. V. 55. P. 139–158.
37. Crawford, M.L., Hollister, L.S. Metamorphic fluids: the evidence from fluid inclusions // Fluid rock interaction during metamorphism / J.V. Walther, B.J. Wood (Eds.). Physical Geochemistry. Springer, Berlin. 1986. V. 5. P. 1–35.
38. Ernst R.E., Pease V., Puchkov V.N. et al. Geochemical Characterization of Precambrian magmatic suites of the south-eastern margin of the East Europian Craton, Southern Urals, Russia // Геологический сборник № 5 / ИГ УНЦ РАН. Уфа: Дизайнполиграфсервис. 2006. С. 119–161.
39. Goldstein R.H., Reynolds T.J. Systematic of fluid inclusions in diagenetic minerals // SEPM short course. 1988. V. 31. 195 p.
40. Kerkhof A., Thiery R. Carbonic inclusions // Lithos. 2001. V. 55. P. 49–68.
41. Kharaka, Y.F., Mariner, R.H. Chemical geothermometers and their application to formation waters from sedimentary basins // Thermal History of Sedimentary Basins / N.D.Naester, T.H. McCullog (Eds.). New York: Springer, 1989. P. 99–117.
42. Kilias S.P., Pozo M., Bustillo M. et al. Origin of the Rubian carbonate-hosted magnesite deposit, Galicia, NW Spain: mineralogical, REE, fluid inclusion and isotope evidence // Mineral. Depos. 2006. V. 41, № 7. P. 713–733.
43. Kodera P., Radvanec M. Comparative mineralogical and fluid inclusion study of the Hnusta-Mutnik talc-magnesite deposit (Western Carpatian, Slovakia) // IGCP 443 Newsletter №. 2–2002. Spec. Is. Boletim Paranaense de Geociencias. Сuritiba, Brasil. 2002. № 50. P. 131–150.
44. McCaffrey M.A., Lazar B., Holland H.D. The evaporation path of seawater and the coprecipitation of Br– and K+ with halite // J. Sediment. Petrol. 1987. V. 57, № 5. P. 928–937.
45. Phol W, Siegl W. Sediment-hosted magnesite deposits // Handbook of Stratabound and Stratiform deposits / K.H. Wolf (ed.): Amsterdam: Elsevier, 1986. № 14. P. 223–310.
46. Prochaska W. Magnesite and talc deposits in Austria // Mineralia Slovaca. 2000. V. 32. P. 543–548.
47. Prochaska W., Krupenin M.T., Evidence of Inclusion Fluid Chemistry for the Formation of Magnesite and Siderite Deposits in the Southern Urals // Mineralogy and Petrology 2013. V.107, № 1. P. 53–65.
48. Quaternary carbonate and evaporite sedimentary facies and their ancient analogues: A Tribute to Douglas James Shearman / C.G.St C. Kendall and A. Alsharhan eds. International Association of Sedimentologists’ Special Publication 43. Wiley-Blackwell. 2010. 496 p.
49. Radvanec M., Kodera P., Prochaska W. Mineralogy, fluid inclusion and C, O, Sr isotope study of the Koshice-Medvedia magnesite deposit, Western Carpatian, Slovakia // Acta Petrologica Sinica. 2004. V. 20, № 4. P. 855–876.
50. Radvanec M., Kodera P., Prochaska W. Mg replacement at the Gemerska Poloma talc-magnesite deposit, Western Carpatian, Slovakia // Acta Petrologica Sinica. 2004. V. 20, № 4. P. 773–790.
51. Sun Q., Zhao L., Li N., Liu J. Raman spectroscopic study for the determination of Cl− concentration (molarity scale) in aqueous solutions: Application to fluid inclusions // Chemical Geology. 2010. V. 272. P. 55–61.
52. Wright D.T., Kirkham A. The role of bacterial sulphate reduction in carbonate replacement of vanished evaporites: examples from the Holocene, Jurassic and Neoarchaean // Quaternary carbonate and evaporite sedimentary facies and their ancient analogues: A Tribute to Douglas James Shearman / C. G. St C. Kendall and A. Alsharhan (Eds.). International Association of Sedimentologists’ Special Publication. 2010. V. 43. P. 299–314.
Рецензия
Для цитирования:
Крупенин М.Т., Гараева А.А., Клюкин Ю., Балтыбаев Ш., Кузнецов А.Б. Флюидный режим магнезитового метасоматоза на саткинских месторождениях Южно-Уральской провинции (термокриометрия флюидных включений). Литосфера. 2013;(2):120-134.
Просмотров: 272
Послать статью по эл. почте 