Sr-Nd-C-O-H-S изотопно-геохимическая характеристика медно-порфировых флюидно-магматических систем Южного Урала: вероятные источники вещества
Аннотация
Массивы медно-порфировых месторождений, преимущественно кварцдиоритового состава, приурочены к бортовым частям субмеридиональных вулканогенных мегазон. Наблюдается длительная эволюция рудоносного магматизма - от S2 до C1-2, проявленная в основном по латерали. U-Pb возраста цирконов и Rb-Sr датировки кварцевых диоритов изменяются с запада на восток от S2-D1-2 в Магнитогорской мегазоне (412-390 млн. лет - Вознесенское и Гумешевское месторождения) и в западной части Восточно-Уральской мегазоны (430-420 млн. лет - Томинско-Березняковский рудный узел в Увельской зоне) до D32-C11 в восточной части Восточно-Уральской мегазоны (350-366 млн. лет - Михеевское и Тарутинское месторождения) и до C1-2 в самой восточной части Урала - Валерьяновской мегазоне (Бенкалинское месторождение). Михеевское и Гумешевское месторождения по запасам меди относятся к крупным промышленным объектам. В целом, значения (87Sr/86Sr)t = 0.7040-0.7051 и (εNd)t = 3-7 в диоритоидах всех зон близки, и отвечают близмантийным значениям. Изотопные и петрогеохимические данные позволяют отнести рудоносные диоритоиды к островодужному геохимическому типу с базитовым (метабазитовым) источником в нижней коре-верхней мантии или в верхней мантии. Метабазитовый "слой" имеет стабильный состав по латерали и инициирует рудоносный кварцдиоритовый магматизм с омоложением на восток. Гидротермалиты наследуют изотопно-геохимические особенности магматизма. На всех стадиях минералообразования в рудные поля поступает магматический флюид - в аподиоритовых кислотных метасоматитах и минералах послерудных жил величины (87Sr/86Sr)t составляют 0.7043-0.7055, во флюиде - δ18О = 6…11‰ и δD = -49…-61‰ (SMOW). Однако, если в рудном поле присутствуют мрамора (и другие вмещающие породы), то происходит смешение различных изотопных резервуаров. В результате безрубидиевые силикаты и карбонаты из эндоскарнов, эпидозитов, ретроградных и рудных метасоматитов характеризуются промежуточным значением87Sr/86Sr (0.7052-0.7065) между диоритом и мрамором. Изотопное смешение подчеркивается прямой корреляцией на диаграммах δ13С-87Sr/86Sr и δ13С-δ18О для части послерудных жильных карбонатов в условиях бинарной системы магматический флюид-мрамор при отсутствии существенного изотопного фракционирования C и O. При возрастании в рудных полях роли мраморов и кислотного выщелачивания87Sr/86Sr отношение в послерудных карбонатах возрастает от 0.7039-0.7051 (мрамора отсутствуют) до 0.7053-0.7058 и более. Величина δ34S в сульфидах составляет 0 ± (1-3)‰. Послерудные кварцевые жилы образуются из магматического флюида (соленость 3-12 мас. % в экв. NaCl), иногда содержащего примесь метеорной или метаморфической воды (δ18О = 4-10‰ для 300°C).
Список литературы
1. Банникова Л.А., Спасенных М.Ю., Козеренко С.В, Барсуков В.Л. Особенности флюидного режима и возможные механизмы формирования золотого оруденения в вулканогенных поясах (по изотопным данным) // Геохимия. 1993. № 3. С. 412-426.
2. Берзина А.П., Гимон В.О., Пономарчук В.А. Гранитоиды Cu-Mo-порфирового месторождения Эрдэнэтуин-Обо (Северная Монголия): геохимия, изотопия Sr, Nd, геодинамика // Граниты и эволюция Земли: геодинамическая позиция, петрогенезис и рудоносность гранитоидных батолитов. Улан-Удэ. 2008. С. 38-39.
3. Боровиков С.С., Грабежев А.И., Сотников В.И. Низкотемпературная флюидная перекристаллизация гидротермалитов Гумешевского месторождения // Ежегодник ИГГ УрО РАН -2001. Екатеринбург. 2002. C. 207-210.
4. Бортников Н.С. Геохимия и происхождение рудообразующих флюидов в гидротермально-магматических системах и в тектонически активных зонах // Геология рудн. месторождений. 2006. № 1. С. 3-28.
5. Горожанин В.М. Первичный изотопный состав стронция в магматических комплексах Южного Урала / Магматизм и геодинамика. Екатеринбург. 1998. С. 98-108.
6. Грабежев А.И. Скарны Гумешевского скарново-медно-порфирового месторождения (Средний Урал) // Петрология. 2004. N2. С. 176-190.
7. Грабежев А.И. Гумешевское скарново-медно-порфировое месторождение (Средний Урал, Россия): рудоносные диориты, метасоматиты и жилы (с использованием изотопной геохимии SR, ND, C, O, H) // Геол. рудн. месторожд. 2009, №. C., в печати.
8. Грабежев А.И., Белгородский Е.А. Продуктивные гранитоиды и метасоматиты медно-порфировых месторождений (на примере Урала). Екатеринбург : УрО РАН, 1992. 199 с.
9. Грабежев А.И., Боровиков А.А., Вигорова В.Г. Флюидные включения в прожилковом кварце и карбонате медно-порфировых месторождений Урала // Ежегодник ИГГ УрО РАН 2007. Екатеринбург. 2008. С. 308-312.
10. Грабежев А.И., Краснобаев А.А. U-Pb возраст и изотопно-геохимическая характеристика Томинско-Березняковского рудного поля // Литосфера. 2009. № 2. С. 14-27.
11. Грабежев А.И., Кузнецов Н.С., Пужаков Б.А. Рудно-метасоматическая зональность медно-порфировой колонны натриевого типа (парагонитсодержащие ореолы, Урал). Екатеринбург. 1998. 171с.
12. Грабежев А.И., Мурзин В.В., Сотников В.И., Боровиков А.А. и др. Карбонаты из метасоматитов и жил Гумешевского скарново-медно-скарнового месторождения (Средний Урал): состав и геотермобарометрия // ЗВМО. 2005. № 4, С. 15-27.
13. Грабежев А.И., Ронкин Ю.Л. Изотопы углерода, кислорода и стронция в карбонатах медно-скарновых месторождений Урала // Литосфера. 2007. № 4. С. 102-114.
14. Грабежев А.И., Сазонов В.Н., Мурзин В.В. и др. Березняковское золото-порфировое месторождение (Южный Урал, Россия) // Геол. рудн. месторожд. 2000, № 1. С. 38-52.
15. Грабежев А.И., Сотников В.И., Чащухина В.А. Изотопный состав серы сульфидов медно-порфировых месторождений Урала. Геохимия. 1989. N 10. С. 1508-1511.
16. Грабежев А.И., Шардакова Г.Ю., Ронкин Ю.Л. Изотопы Sr, Nd и редкие земли в породах и минералах медно-порфировых систем главной вулканогенной зоны Урала // Геология Урала и сопредельных территорий. Екатеринбург : ИГГ УрО РАН. 2007. С. 330-343.
17. Золоев К.К., Левин В.Я., Мормиль С.И., Шардакова Г.Ю. Минерагения и месторождения редких металлов, молибдена, вольфрама Урала. Екатеринбург : УТГУ. 2004. 336 с.
18. Каллистов Г.А., Осипова Т.А. Возраст и природа субстрата раннепермских редкометальных лейкогранитов Кременкульского массива (Южный Урал) - изотопно-геохронологические ограничения // Граниты и эволюция Земли: геодинамическая позиция, петрогенезис и рудоносность гранитоидных батолитов. Улан-Удэ. 2008. С. 172-173.
19. Коротеев В.А., Сазонов В.Н. Геодинамика, рудогенез, прогноз (на примере Урала). Екатеринбург : ИГГ УрО РАН. 2005. 259 с.
20. Кривцов А.И. Геологические основы прогнозирования и поисков медно-порфировых месторождений. М.: Недра, 1983. 256 с.
21. Кривцов А.И., Мигачев И.Ф., Попов В.С. Медно-порфировые месторождения мира. М.: Наука, 1986. 236 с.
22. Овчинников Л.Н. Полезные ископаемые и металлогения Урала. М. : Геоинформмарк. 1998. 413 с.
23. Осипова Т.А. Коллизионные и субдукционные гранитоиды батолитов Южного Урала - составы и источники магм // Граниты и эволюция Земли: геодинамическая позиция, петрогенезис и рудоносность гранитоидных батолитов. Улан-Удэ. 2008. С. 280-282.
24. Попов В.С. Геология и генезис медно-молибден-порфировых месторождений. М.: Наука. 1977. 203 с.
25. Попов В.С., Тевелев А.В., Беляцкий Б.В. и др. Изотопный состав Nd и Sr в гранитах Урала как показатель взаимодействия мантия-кора // ЗВМО. 2003. № 3. С. 16-37.
26. Пучков В.Н. Очерк минерагении Урала // Проблемы геологии и минералогии. Сыктывквар: Геопринт. 2006. С. 195-222.
27. Ронкин Ю.Л., Журавлев Д.Э., Чащухин И.С. Sm-Nd изохронное датирование габбро Мосовского массива Магнитогорcкой эвгеосинклинальной зоны // Ежегодник ИГГ УрО РАН-1989. 1990. С. 107-110.
28. Рундквист Д.В., Ткачев А.В., Черкасов С.В. и др. База данных и металлогеническая карта крупных и суперкрупных месторождений мира : принципы составления и предварительный анализ результатов. // Крупные и суперкрупные месторождения: закономерности размещения и условия образования. М.: ИГЕМ РАН, 2005. С. 219-236.
29. Салихов Д.Н., Митрофанов Д.А. Интрузивный магматизм верхнего девона - нижнего карбона Магнитогорского мегасинклинория (Южный Урал). Уфа : ИГ УНЦ РАН, 1994. 142 с.
30. Тевелев А.В., Кошелева И.А., Попов В.С. и др. Палеозоиды зоны сочленения Восточного Урала и Зауралья. М.: МГУ. 2006. 292с.
31. Ферштатер Г.Б., Краснобаев А.А.,Беа Ф. и др. Интрузивный магматизм ранних стадий развития уральского эпиокеанического орогена: U-Pb геохронология, геохимия, закономерности эволюции // Геохимия. 2009. № 2. С. 150-170.
32. Холоднов В.В., Шагалов Е.С. Изотопно-геохимическая (Sm-Nd, Rb-Sr) и металлогеническая эволюции Уральской складчатой стстемы // Изотопные системы и время геологических процессов. Санкт-Петербург : ИГГД РАН. 2009. С. 235-238.
33. Шатагин К.Н., Астраханцев О.В., Дегтярев К.Е. и др. Неоднородность континентальной коры Восточного Урала: результаты изотопно-геохимического изучения палеозойских гранитоидных комплексов // Геотектоника. 2000. № 5. С. 44-60.
34. Anthony E.Y., Titley S.R. Progressive mixing of isotopic reservoirs during magma genesis at the Sierrita porphyry copper deposit, Arizona: Inverse solutions // Geochеm. et Cosmochеm. Acta. 1988. V. 52. N 9. P. 2235-2249.
35. Bau М. Arc-earth element mobility during hydrothermal and metamorphic fluid-rock interaction and the significance of the oxidation state of europium // Chem.Geol. 1991. V. 93. P. 219-230.
36. Bea F., Fershtater G.B., Montero P et al. Deformation-driven differentiation of granitic magma: The Stepninsk pluton of the uralides, Russia // Lithos. 2005. V. 81. P. 209-233.
37. Bowman J.R. Stable-isotope systematics of scarns // Mineralized intrusion-related skarn systems (D.R.Lentz, eds.). Mineralogical Association of Canada Short Course Series, V.26. Quebec City, Quebec. 1998. P. 99-145.
38. Dupont A., Auwera J.V., Pin C., Mari S. Trace element and isotope (Sr, Nd) geochemistry of porphyry mineralizing late cretaceous intrusions from Banat, W. Carpathians, Romania // Mineralium Deposita. 2002. V. 37. N. 6-7. P. 568-586.
39. Echtler H.P., Ivanov K.S., Ronkin Y.L. et al. The tectono-metamorphic evolution of gneiss complexes in the Middle Urals: A reappraisal. Tectonophysics. 1997. V. 276. P. 229-252.
40. Farmer G.L., DePaolo D.J. Nd and Sr isotope study of hydrothermally altered granite at San Manuel, Arizona: implications for element migration paths during the formation of porphyry copper ore deposits // Econ. Geol. 1987. V. 82. N. 5. P. 1142-1151.
41. Frei R. Evolution of mineralizing fluid in the porphyry copper system of the Skouries deposit, northeast Chalkidiki (Greece): evidence from combined Rb-Sr and stable isotope data // Econ.Geol. 1995. V. 90. N4. P. 746-762.
42. Lang J.R., Titley S.R. Isotopic and geochemical characteristics of Laramide magmatic systems in Arizona and implication for the genesis of porphyry copper deposits // Econ. Geol. 1998. V. 93. N2. P. 138-170.
43. Nakano T., Shimasaki H., Shimizu M Strontium isotope systematics and metallogenesis of skarn deposit in Japan // Econ. Geol. 1990. V. 85. N.4. P. 794-815.
44. Reesman R.H. Strontium isotopic compositions of gangue minerals from hydrothermal vein deposits // Econ. Geol. 1968. V. 63. N. 7. P. 731-736.
45. Richards J.P., Kerrich R. Special paper: adakite-like rocks: their diverse origins and questionable role in metallogenesis // Econ. Geol. 2007. V. 102. N 4. P. 537-576.
46. Savard M.M., Kontak D.J. δ13C-δ18O-87Sr/86Sr r covariations in ore-stage calcites at and around the Gays River Zn-Pb deposit (Nova Scotia, Canada) - Evidence for fluid mixing // Econ. Geol. 1998. V. 93. N6. P. 818-833.
47. Spadea P., D'Antonio M. Initiation and evolution of intra-oceanic subduction in the Uralides: geochemical and isotopic constraints from Devonian oceanic rocks of the Southern Urals, Russia // Island Arc. 2006. V. 15. P. 7-25.
48. Stern C.R., Funk J.A., Skewes M.A. Magmatic anhydrite in plutonic rocks at the el teniente Cu-Mo deposit, Chile, and the role of sulfur-and copper-rich magmas in its formation // Econ. Geol. 2007. V. 102. P. 1335-1344.
49. Voicu G., Bardoux M., Stevenson R., Jebrak M. Nd and Sr isotope study of hydrothermal scheelite and host rocks at Ornai, Guiana Shield: implications for ore fluid source and flow path during the formation of orogenic gold deposits // Mineralium Deposita. 2000. V. 35. N4. P. 302-314.
50. Wang Q., Xu J.F., Jian P. et al. Petrogenesis of adakitic porphyries in an extensional tectonic setting, Dexing, South China: implication for the genesis of porphyry copper mineralization // Journal of Petrology. 2006. V. 47. N. 11. P. 119-144.
51. Zheng Y.-F., Hoefs J. Carbon and oxygen isotopic covariations in hydrothermal calcites // Mineral. Deposita. 1993. V. 28. P. 79-89.
Рецензия
Для цитирования:
Грабежев А.И. Sr-Nd-C-O-H-S изотопно-геохимическая характеристика медно-порфировых флюидно-магматических систем Южного Урала: вероятные источники вещества. Литосфера. 2009;(6):66-89.
Просмотров: 253
Послать статью по эл. почте 