В настоящее время одной из наиболее важных задач стало определение состава и металлоносности различных по составу флюидов. К специфическому типу можно отнести окисленные сульфатные флюиды, отделяющиеся при щелочно-основном, основном и гранитоидном магматизме. Характерными чертами является присутствие сульфатов Ca, Na, K, Fe наряду с хлоридами этих элементов и высокая металлоносность. Примером такого типа флюидов может служить среда, из которой кристаллизовался хромдипсид Инаглинского месторождения. [Борисенко и др., 2011; Borovikov et al., 2010]
Инаглинский массив расположен в северо-западной краевой части Алданского щита среди сильнометаморфизованных архейских пород, слабометаморфизованных протерозойских гравелитов и песчаников, а также кембрийских карбонатных пород. Центральное место в строении массива занимает шток площадью около 16 км2, который сложен форстеритовыми дунитами и обрамлен щелочными габброидами и пуласкитами. Габброиды представляют собой шонкиниты, постепенно переходящие в слюдистые пироксениты. Пуласкиты залегают преимущественно среди дунитов. По периферии массива находятся пластовые интрузии сиенит-порфиров. В метасоматически измененных дунитах появляются флогопит и хромдиопсид. Многочисленные жилы пегматоидных образований состоят из ранних хромдиопсидовых и поздних амфибол-полевошпатовых разностей. Такие жилы расположены среди дунитов и имеют сложноветвящееся строение с апофизами и раздувами [Корчагин, 1996; Наумов и др., 2008].
Исследование условий кристаллизации хромдиопсида Инаглинского месторождения по результатам изучения многофазовых расплавных включений начато В. Б. Наумовым с соавторами [Наумов и др., 2008]. Среди кристаллических фаз были установлены силикаты: калиевый полевой шпат, пектолит и флогопит, преобладающие сульфаты: глазерит, глауберит, сульфат алюминия, ангидрит, гипс, барит, бледит, тенардит, полигалит, арканит, целестин, хлориды калия, натрия, в некоторых – апатит. В газовой фазе методом рамановской спектроскопии был установлен водород. В результате был рассчитан состав расплава (в мас. %), из которого кристаллизовался хромдиопсид: SiO2 53.53, TiO2 0.13, Al2O3 7.45, Cr2O3 0.13, FeO 1.07, MnO 0.06, MgO 5.81, CaO 16.28, SrO 0.37, BaO 0.13, Na2O 3.49, K2O 7.87, P2O5 1.38, SO3 1.41, Cl 0.03, F 0.11, H2O 0.75. Полная гомогенизация многих включений происходила при 770–850 °С. Даже при двухсекундной закалке гомогенность не сохранялась. На этом основании авторы сделали вывод, что в большинстве включений присутствует солевой расплав, преимущественно сульфатного состава.
С целью определения особенностей состава и рудоносности магматогенных флюидов Инаглинского массива были поставлены задачи по комплексному изучению включений в хромдиопсиде и амфиболах пегматоидных жил.
Микроскопическое изучение позволяет выделить несколько типов включений в хромдиопсиде и амфиболах: расплавные, кристалло-флюидные, флюидные многофазовые и флюидные двухфазовые. Температура гомогенизации расплавных и кристалло-флюидных включений в хромдиопсиде варьирует в пределах 770-850°С (Наумов и др., 2008). Полная гомогенизация флюидных многофазовых включений в хромдиопсиде происходила при 565-595°С, в амфиболе – при 365-380°С. Последний кристаллик соли растворялся при 520-565°С для включений в хромдиопсиде и при 220°С для включений в амфиболе. На основании различного минерального состава твердых фаз во включениях в хромдиопсиде и различной температуры эвтектики для включений в амфиболах (от -24 до -2°С), следует сделать вывод, что среда не была гомогенной. А значит, концентрация солей во флюиде может варьировать в значительных пределах. Однако температура растворения последнего кристаллика соли дает возможность оценить концентрацию солей во флюиде. На стадии кристаллизации хромдиопсида минералообразующая среда была очень высококонцентрированной: примерно 80-85 % в Na2SO4 эквиваленте, при образовании амфибола концентрация солей составляла около 35 % в Na2SO4 эквиваленте [Valashko, 2004].
Исследование состава твердых фаз вскрытых включений на сканирующем электронном микроскопе дало важные результаты. Кристаллофлюидные и флюидные включения в хромдиопсиде среди твердых фаз содержат галит, сильвин, сульфаты калия, натрия, кальция, бария, апатит, и смесь силикатных минералов. Кроме того в их составе были обнаружены рудные элементы: Ti, Cu, Co, Pb. При изучении состава твердых фаз включений в амфиболе на СЭМ были определены сульфаты калия, натрия, бария, стронция, галит, сильвин, апатит. Силикаты таких включений представлены калишпатом, альбитом, кварцем, слюдами и сфеном. В смеси минералов определяются следующие рудные элементы: Ti, Cu, Pb, W, Zr. Такой минеральный и химический состав согласуется с минеральным составом твердых фаз расплавных включений в хромдиопсиде: были определены как сульфаты, так и силикаты, хлориды и апатит [Наумов и др., 2008]. Это позволяет утверждать, что захваченная в более позднее время среда кристаллизации является результатом эволюции более раннего раствора-расплава, состав которого был рассчитан Наумовым с соавторами: SiO2 - 53.53, TiO2 - 0.13, Al2O3 - 7.45, Cr2O3 - 0.13, FeO - 1.07, MnO - 0.06, MgO - 5.81, CaO - 16.28, SrO - 0.37, BaO - 0.13, Na2O - 3.49, K2O - 7.87, P2O5 - 1.38, SO3 - 1.41, Cl - 0.03, F - 0.11, H2O - 0.75.
При исследовании включений в хромдиопсиде на сканирующем электронном микроскопе было установлено одновременное существование в одном и том же включении пирита, галенита и барита. Это дает основания утверждать, что значение редокс потенциала захваченного флюида находится в узком интервале, где возможно одновременное присутствие серы в окисленной и восстановленной форме.
Изучение включений методом LA-ICP-MS позволяет судить о содержании петрогенных и рудных элементов во включениях. Анализировались расплавные, кристалло-флюидные и флюидные включения. Расчет производился с использованием содержания Na в качестве внутреннего стандарта. При этом были взяты концентрации Na2O = 9.2 мас. % в смеси силикатных и сульфатных минералов из включений [Наумов и др., 2008]. В результате были получены концентрации различных элементов во включениях разных типов.
На основании проведенных исследований включений в минералах Инаглинского месторождения можно сделать следующие выводы. Во время формирования хромдиопсида магматогенный сульфатный флюид характеризовался высокими концентрациями солей 80–85 мас. %, температурами минералообразования (565–595 °С), а также высокими содержаниями Mn, Co, Ni, Sr, Ba, W, Th, U. В ходе дальнейшей эволюции на стадии кристаллизации амфиболов пегматоидных жил температура флюида составляла около 365-380°С, а концентрация солей – 35 мас. %, кроме того он характеризовался повышенным содержанием Ti, Cu, Pb, W, Zr.
Литература:
Корчагин А.М. Инаглинский плутон и его полезные ископаемые. М.: Недра, 1996. 156 с.
Наумов В.Б., Каменецкий В.С., Томас Р., и др. Включения силикатных и сульфатных расплавов в хромдиопсиде Инаглинского месторождения (Якутия, Россия) // Геохимия, 2008. № 6. С. 603–614.
Borovikov A.A., Prokopiev I.R., Borisenko A.S. et al. Metal content in oxidized sulphate fluids of the Inagli alkaline massif (Central Aldan) // Thesis for Asian current research on fluid inclusions, Novosibirsk, 2010. P. 38–39.
Valashko V.M. Phase equilibria of water-salt systems at high temperatures and pressures // In: Aqueous systems at elevated temperatures and pressures: physical chemistry in Weter Steam and Hydrothermal Solutions / D.A. Palmer, R.J. Fernández-Prini, A.H. Harveylsevier (Eds), 2004. P. 596–642.
| Файл с полным текстом: | Третьякова_тезисы.doc |