Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Краткая географическая и геологическая характеристика района 8
Глава 2. Геология Шумиловского месторождения 20
2.1. Геологическое строение 20
2.2. Структурная позиция рудоносных грейзенов и строение рудных тел 30
2.3.Минеральный состав грейзенов 32
2.4. Геохимическая характеристика гранитов, грейзенов и руд месторождения 51
Глава 3. Физико-химические условия формирования литий-фтористых гранитов, грейзенов и руд 58
3.1.Условия кристаллизации и флюиды литий-фтористых гранитов 58
3.2. Физико-химические условия рудообразования и состав рудообразующих флюидов 60
Глава 4. Экспериментальные исследования 68
4.1. Экспериментальное изучение растворимости вольфрамита 68
4.2. Экспериментальное моделирование грейзенизации 75
Заключение 99
Список литературы 100
- Краткая географическая и геологическая характеристика района
- Структурная позиция рудоносных грейзенов и строение рудных тел
- Геохимическая характеристика гранитов, грейзенов и руд месторождения
- Физико-химические условия рудообразования и состав рудообразующих флюидов
Введение к работе
Актуальность темы. Вольфрам является стратегическим металлом. Шумиловское оловяшю-вольфрамовое месторождение относится к распространенному в мире, но редкому в России типу грейзеновых месторождений, генетически связанных с Li-F-гранитами. Геологическая изученность месторождения недостаточна. Поэтому изучение условий образования руд вольфрама, причин и закономерностей его концентрирования в рудных телах являет собой важную задачу в теоретическом и практическом аспектах.
Цели и задачи исследования. 1. Изучение геологической позиции и строения Шумиловского месторождения, последовательности формирования рудных минералов и соотношения вольфрамового оруденения и Li-F-гранитов. 2. Исследование физико-химических параметров формирования вмещающих гранитондов и вольфрамовоносных грейзенов Шумиловского месторождения, последовательности образования рудных минералов. 3. Определение физико-химических условия отложения минералов вольфрама и геохимических особенностей состава рудообразующих флюидов. 4. Экспериментальная оценка растворимости вольфрамита в гидротермальных системах разного состава (с добавлением хлора, фтора и бора) и моделирование процесса образования вольфрамоносных грейзенов и руд для последующей разработки генетической модели рудообразующего процесса на Шумиловском месторождении.
Научная новизна. На основе исследования флюидных включений и экспериментальных работ показана геохимическая и генетическая связь вольфрамоносных грейзенов Шумиловского месторождения с Li-F-гранитами. Получены первые оценки концентраций воды в расплаве Li-F-гранитов Шумиловского массива и рассчитано флюидное давление. Впервые изучены флюидные включения в минералах руд Шумиловского месторождения, установлены физико-химические параметры формирования вольфрамовой минерализации и состав рудообразующих флюидов. Экспериментально установлена высокая растворимость вольфрама в богатых фтором гидротермальных флюидах, достаточная для его переноса и отложения в промышленных количествах и концентрациях. Экспериментально воспроизведен процесс греизенизации гранита с одновременным отложением вольфрамита в грейзенах. Разработана генетическая модель рудообразующего процесса.
Фактический материал и методы исследования. Шумиловское месторождение исследовано автором в ходе экспедиционных работ в 2004 и 2006 годах в составе отряда ИЭМ РАН под руководством Зарайского Г.П. Отобрано более 200 проб. Изготовлено 50 шлифов и аншлифов, 40 прозрачно-полированных пластин для исследования флюидных включений, выполнено более 200 анализов пород и руд месторождения методом ICP-MS.
Петрографическое изучение прозрачных и полированных шлифов проводилось автором на кафедре геологии и геохимии полезных ископаемых геологического факультета МГУ.
Микрозондовые исследования методом с участием автора были проведены в лаборатории моделей рудных месторождений ИЭМ РАН под руководством Зарайского Г.П. Изучение флюидных включений проведено автором в лаборатории геологии рудных месторождений ИГЕМ РАН под руководством Прокофьева В.Ю. В работе использованы геологические материалы Чикоконской поисково-съемочной и Лево-Шумиловской геолого-разведочной партий.
Практическая значимость работы. Полученные данные свидетельствуют о возможности генерации рудообразующих гидротермальных флюидов при кристаллизации Li-F-гранитов и говорят в пользу именно такой модели рудообразующего процесса. Физико-химические параметры рудоносных Li-F-гранитов Шумиловского месторождения обнаруживают большое сходство с данными по гранитоидам Спокойнинского массива, с которым связано одноименное месторождение вольфрама. Они свидетельствуют о высокой степени дифференциации расплава на магматическом этапе и накоплении большого количества водного флюида, обеспечившего высокую продуктивность Шумиловской флюидно-магматической системы, Это свидетельствует о необходимости переоценки вольфрамового оруденения Шумиловского месторождения.
Защищаемые положения: /. Грейзепы и оловянно-вольфрамовые руды Шумиловского месторождения явились результатом метасоматического преобразования Li-F гранитов III фазы и лейкогранитов II фазы под воздействием гидротермальных растворов, выделившихся при кристаллизации Li-F гранитов III фазы.
-
При формировании Шумиловского интрузива Li-F гранитный расплав характеризовался высокими концентрациями (до 7.6 мае. %) и высокими давлениями (3.1-5.2 кбар) воды. На заключительных стадиях магматического этапа при кристаллизации расплава произошло накопление водного флюида, который стал основой вольфрамоносных рудообразующих флюидов, обеспечивших высокую продуктивность Шумиловской флюидно-магматической системы.
-
Вольфрамитсодержащие руды кристаллизовались из нагретых фторидно-хлоридныхугликислотно-водных флюидов при температуре 355-260" С и давлении 1.4-, 0.6 кбар. Рудообразующие флюиды характеризовались высокими концентрациями лития, рубидия и бора, что свидетельствует о связи их с магматическим очагом Li-F-гранитов. В составе флюидов валеную роль играл фтор, концентрация которого достигала 10~2-10~'моль/кг Н20.
-
Экспериментально установлено, что при формировании вольфрамоносных кварц-слюдистых грейзенов с минералами редких элементов, редких земель и халькофильных элементов при взаимодействии кислых фторидно-хлоридпых флюидов с гранитом лейкограниты с высокожелезистым биотитом (до 26% FeO) являлись более благоприятной средой для формирования вольфрамитовых руд, чем менее железистый Li-F-гранит. Генетическая связь месторождений вольфрама с Ы-F-гранитами подтверждена увеличением растворимости вольфрамита в гидротермальном флюиде при повышении концентраций F и Ы в нем.
-
Главными факторами формирования вольфрамитовых руд Шумиловского месторождения являлись понижение температуры и нейтрализация кислого гидротермального раствора в процессе грейзепизации гранита.
Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 2 статьи в рецензируемых журналах, 2 статьи в сборниках материалов конференций и одни тезисы докладов. Материалы диссертации были доложены на Международной конференции студентов и аспирантов «Ломоносов-2006» (Москва, МГУ), и на XIII Международной конференции по термобарогеохимии (Москва, 2008).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, 100 страниц текста, 23 таблиц, 49 рисунков и списка литературы из 51 наименований.
Краткая географическая и геологическая характеристика района
Геологическое изучение района было начато В. А. Обручевым в 1893-1899 гг., совершившим маршруты по тракту, идущему по рекам Чикой и Хилок, и пришедшему к заключению о докембрийском возрасте большинства из встреченных им пород. Систематические исследования Чикойского района начались только после Октябрьской революции. С 1920 по 1956 гг. Ю.П. Деньгин [16] проводил геологопоисковые работы в районе. Им установлены главнейшие особенности геологического строения района, а также определены перспективы развития здесь горнодобывающей промышленности. Открытие и начало изучения Шумиловского месторождения (первооткрыватель Тиунов А.А.) относится к 1936 г. [51]. Почти до конца 50х гг. гео л ого-разведочные работы проводились, главным образом на периферии месторождения, в его жильной части. В 1951 г. Л.Н. Прокофичевым подсчитаны запасы по некоторым жилам и утверждены в ГКЗ СССР. В 1958 г. запасы вольфрама и олова на месторождении переведены в забалансовые, а в 1959 г. сняты с баланса как утратившие промышленное значение. С 1970 года на Шумиловском месторождении возобновились геологоразведочные работы, но уже в его центральной части, на площади развития рудоносных грейзенов. В 1973 г. В.К. Голевым подсчитаны запасы и прогнозные ресурсы по девяти пологопадающим грейзеновым телам. Месторождению дана отрицательная оценка [50]. По результатам более поздних работ (Вишняков, 1975; Ходукин, 1977; Скурский, 1986; Чудненко, 1983) выявлены многочисленные ореолы рассеяния вольфрама, которые рассматривались как продукты залегающих на глубине рудных тел. В 1987г. Шумиловское месторождение было включено в "Программу развития минерально-сырьевой базы Читинской области" как первоочередной объект для расширения сырьевой базы по вольфраму [49]. Целевым назначением работ, осуществленных Лево-Шумиловской партией под руководством Синявіша В.И. в 1990-95 гг. [51], являлось проведение предварительной разведки Шумиловского месторождения до глубины 300 м от поверхности с оценкой запасов, которые составили: по категории С2 - 24,5 тыс. т. (при среднем содержании 0,28%) и прогнозные ресурсы Pi - 25 тыс. т. трехокиси вольфрама. Летом 2004 года на Шумиловском месторождении и на находящихся рядом Молодежном месторождении и Студенческом рудопроявлении работал полевой отряд ИЭМ РАН под руководством д.г.-м.н., профессора Зарайского Г.П., имевший целью апробацию экспериментальных результатов на природных объектах и построение количественной модели генезиса редкометалыюго оруденения в известково-щелочных гранитах (рис. 1-2). В изученном районе стратифицированные образования распространены ограничено и фрагментарно. Наиболее широко они проявлены в северо-западной его части - в верховьях реки Куналей. Здесь они представляют собой фрагменты юго-восточного крыла крупного синклинория, осевая часть которого находится за пределами района работ. Второй участок распространения аналогичных образований находится в юго-восточной части изученного района, в междуречье Собашникова-Марфина. На данном участке они представлены только реликтовыми выходами, заключенными в виде крупных ксенолитов и останцов кровли среди вмещающих гранитоидов. Общая схема последовательности стратифицируемых образований района работ и сопредельных территорий (от более древних к более молодым) выглядит следующим образом: I. Палеозойская группа. Нижний и средний отделы каменноугольной системы. Ингодинская серия. 1. Нижний отдел каменноугольной системы. Киркунская свита (С/кг). а. Нижняя под свита (Cjkrj). Песчаники полимиктовые мелкозернистые с редкими прослоями алевролитов. б. Верхняя подсвита (Ci1 r2).
Песчаники полимиктовые тонко-мелкозернистые, алевролиты, единичные линзовидньте прослои гравелитов, осадочных брекчий. 2. Средний отдел каменноугольной системы. Рябиновская свита (С2гЬ). а. Нижняя подсвита (C2i bi). Песчаники полимиктовые мелкозернистые, тонкозернистые, алевролиты, редкие прослои осадочных брекчий и конгломератов. б. Верхняя подсвита (Сгг ). Песчаники полимиктовые мелкозернистые, тонко-мелкозернистые, редко алевролиты. II. Кайнозойская группа. 1. Современные отложения (Qrv). Пески, супеси, суглинки, глины, валунные галечники. Нижний и средний отделы каменноугольной системы. Ингодинская серая (Cj.2) Слабометаморфизованные осадочные образования ингодинской серии пользуются незначительным распространением в пределах описываемого района (рис.1-2). Выделяются две свиты кирклтская (Cikr) и рябиновская (Curb). Породы киркунской свиты развиты в верхнем течении р.Куналей. На основании различий литологического состава киркунская свита расчленена на две подсвиты [49]. Обе подсвиты сложены песчаниками с прослоями гравелистых песчаников, гравелитов и осадочных брекчий в нижней подсвите и прослоями алевролитов в верхней. Мощность нижней подсвиты 800-900 м, верхней — от 600 до 900 м. К рябиновской свите отнесены осадочные породы, развитые на на левом берегу р.Чикокон, на юго-востоке рассматриваемого района. В пределах данной свиты по литологическим признакам выделены две подсвиты. Нижняя подсвита — пачки переслаивания различнозернистых песчаников с линзовидными мощными прослоями осадочных брекчий, гравелитистых песчаников.
Мощность подсвиты: 950-1000 м. Верхняя подсвита - существенно мелкообломочная песчанистая, с редкими линзами гравелистых песчаников и осадочных брекчий. Мощность подсвиты: 300-350 м. Возраст ингодинской серии основан на редких находках органических остатков, которые позволяют отнести отложения к нижнему карбону [4, 11]. Четвертичная система. Голоцен. Современные отложения (Qiv) Данные отложения представлены аллювиальными, пролювиальньгми и делювиальными образованиями. Аллювиальные отложения пойм и русел рек резко отличаются в продольном профиле долины. В верховьях ключей и речек данные отложения представлены слабо окатанными валунами и галькой. Количество валунов, их размер уменьшаются вниз по течению, увеличивается их окатанность и количество мелкой фракции. Русловые отложения водных потоков представлены галечником и валунами пород; в расширенных участках долин преобладают песчано-илистые отложения. В узких участках долин количество крупноглыбового материала увеличивается в верхних частях отложений. Пролювиальные отложения формируют конусы выноса временных водотоков и сложены практически неокатанными обломками пород.
Структурная позиция рудоносных грейзенов и строение рудных тел
Проведенными геологоразведочными работами [50, 51] на месторождении было выявлено 28 вольфрамовых рудных тел жилообразной, пластообразной или неправильной формы, осложненных многочисленными ответвлениями и апофизами и вытянутых вдоль северо-восточных разломов. Размеры рудных тел в плане составляют первые сотни метров, оруденение распространяется на глубину до 300м. Рудная минерализация связана с топаз-слюдисто-кварцевыми и слюдисто-кварцевыми грейзенами и представлена вкрапленностью и прожилками вольфрамита. Вкрапленность резко преобладает над прожилкованием, но наблюдаются они всегда совместно, поэтому тип руды рассматривается как прожитково- вкрапленный, вкрапленность составляет 80-90%, прожилкование - 10-20%. Прожилки размерами 1-2 мм, редко до 1-3 мм, иногда до нескольких десятков сантиметров, сложены преимущественно вольфрамитом, реже сфалеритом, висмутином, пиритом, халькопиритом. Размеры кристаллов вольфрамита колеблются от долей мм до одного см. Густота вкрапленности неравномерная, что отражается на неравномерном распределении содержания полезного компонента в рудных телах.
Самая крупная основная грейзеновая залежь располагается на глубине 50-265 м от поверхности, приурочена к зкзо- и эндоконтакту, находящихся на глубине мелкозернистых литий-фтористых гранитов и в основном повторяет контур купола внутренних гранитов. Залежь имеет сложное внутреннее строение с прослоями безрудных грейзенизированных пород. Ширина залежи колеблется от 50 м до 300 м. Установленная длина залежи составляет 300 м, при мощности 60-210 м. Распределение трехокиси вольфрама в грейзенах весьма неравномерное и колеблется в разных сечениях от 0,1 до 0,416%, висмута- от 0,02 до 0,25%, олова- до 0,19%. От основной грейзеновой залежи, как из эпицентра, отходят многочисленные полого- и крутопадающие грейзеновые зоны, распределение которых подчиняется трещинной прототектонике, в частности, пологим, контракционным трещинам отдельности и крутым радиальным трещинам. Ширина кольцевых зон грейзенизации достигает 100 — 150 м. Все они характеризуются сложным внутренним строением. Рудные сечения отдельных грейзеновьгх жил и зон варьируют по мощности от 0,5 до 6,8 м., содержание трехокиси вольфрама в них меняется от 0,1 до 1,7%. Грейзены образовывались как в эндоконтакте внедрившихся литий-фтористых гранит-порфиров третьей фазы, так и в экзоконтакте вмещающих их средне-крупнозернистых лейкогранитов второй фазы. Наиболее интенсивно процессы грейзенизации проявились в местах сопряжения круто- и пологопадающих зон трещиноватости. Канавами и скважинами пересечены полого- и крутопадающие рудные залежи, приуроченные в основном к неравномерно грейзенезированным гранитам и гранит-порфирам, реже, отмечаются рудные тела в грейзенизированных в средне-крупнозернистых осветленных гранитах. Вольфрамовое оруденсние в грейзенах Шумиловского месторождения распределено весьма неравномерно, отмечаются интервалы как с богатыми рудами мощностью от первых десятков сантиметров до нескольких метров, так и интервалы с забалансовым орудененнем, и безрудные. Рудные интервалы выделяются только по данным опробования.
В целом, рудные тела с вольфрамовым оруденением, представляющие практический интерес, отмечаются только в мощных, наиболее выдержанных зонах топазсодержащих грейзенов. Как уже отмечалось выше, наиболее мощные рудные интервалы тяготеют к участкам сопряжения круто- и пологопадающих систем разломов и зон трещиноватости, где создаются наиболее благоприятные условия для интенсивной метасоматической проработки пород и рудоотложения [51]. На Шумиловском месторождении как по литературным данным [12, 13, 19, 36, 50, 51], так и по данным, полученным автором (см. рис. 2-3-1 — 2-3-12, на которых видно соотношение различных минералов), можно вьщелить несколько стадий рудоотложения: 1) грейзены и связанная с ними ранняя высокотемпературная основная рудопродуктнвная стадия: вольфрамит+касситерш+висмутин+сульфосолн. К ней относится и "рудный" флюорит с монацитом, ксенотимом и цирконом. 2) среднетемпературная сульфидная стадия: галегои+сфалерит+ хшшкопирит+пирит+арсенопирит+сульфосоли висмута 3) пострудная средне-низкотемпературная стадия: серицит+кукеит+флюорит+ хлорит+каолиниі+монтмориллонит. 4) заключительная стадия: кальцит-цеолитовая (+родохрозит). 5) гипергенная стадия: малахит, халькозин, ковеллин, бисмутит, лимонит, цейнерит, торбернит.
Геохимическая характеристика гранитов, грейзенов и руд месторождения
Геохимически граниты Асакан-Шумиловского комплекса (2 фаза) и их рудоносные дифференциаты (3 фаза) характеризуются более высокой степенью дифференциации относительно верхней части континентальной коры, из которой они, предположительно, выплавлялись. Эволюция геохимического поведения элементов в генетически связанных магматических и гидротермальных процессах может быть достаточно информативно и наглядно представлена с помощью спайдерграмм, отражающих соотношение концентраций элементов в последовательно сменяющих друг друга геологических образованиях.
Как можно видеть на спайдерграмме (рис.2-4-1), лейкогранит 2 фазы Асакан-Шумиловского комплекса значительно обогащен по сравнению с гранито-гнейсовым слоем континентальной земной коры почти всеми элементами редкометальных месторождений: Cs, Rb, Li, As, Be, Sb, W, Та, радиоактивными элементами (Th, U), некоторыми тяжелыми (Gd, Tb, Dy) и легкими (Sm.) редкими землями, халькофильными металлами (Pb). В то же время лейкограниты обеднены по сравнению с верхней корой Ва, Sr, V, Со, Мо, сидерофильными металлами (Cr, Ni, Со, V) и редкими металлами (Nb, Zr, Hf), иттрием и большинством легких и тяжелых редких земель.
Сопоставление содержаний элементов в материнских лейкократовых гранитах 2 фазы и в более поздних по отношению к ним Li-F гранитах 3 фазы Асакан-Шумиловского комплекса (рис.2-4-2) показывает, что на заключительных стадиях кристаллизационной дифференциации гранитной магмы параллельно с закономерным изменением ее состава по породообразующим компонентам происходит непрерывное обогащение остаточного расплава летучими компонентами и некогерентными редкими и рудными элементами, такими как: F, Н20, С02, Bi, Cd, W, Mo, Be, Sn, Та, Nb, Hf, Zr, Li, Rb, Cs, Tl, Zn, Pb, Cu, As, Ga, U. Что касается REE, то накапливаются, в основном, такие тяжелые элементы как Lu, Yb, Tm, Y. Другая группа элементов, к которой относится Cr, Gd, Sc, Th, Ni, Ba, Sr обнаруживает уменьшение содержания, наряду с уменьшением содержания некоторых тяжелых (Но, Tb, Dy) и легких редких земель (Nd, Pr, Се, La, Ей).
Сопоставление диаграмм на рис. 2-4-1 и 2-4-2 обнаруживает близко-идентичное поведение одних и тех же групп элементов в процессе перехода от верхнекорового субстрата (предположительного источника материнской гранитной магмы) к лейкократовым гранитам, слагающим основной объем Асакан-Шумиловского интрузива и от лейкогранитов к более поздним по отношению к ним литий фтористым гранитам. Это может служить доказательством наличия генетически родственных отношений и существования единого тренда кристаллизационной дифференциации палингенный расплав верхней коры - гранитный расплав Асакан-Шумиловского массива - остаточный расплав, из которого кристаллизовались мелкие штоки и дайки наиболее поздних Li-F гранитов. Для понимания источника рудных металлов принципиально важной является установленная закономерность последовательного обогащения в процессе кристаллизации гранитного расплава всеми теми редкими и другими металлами, которые присутствуют в рудах Шумиловского месторождения: W, Sn, Mo, Be, Ві, Та, Nb, Zn, Pb, Cu, As, а также некоторыми тяжелыми REE и иттрием.
Рассмотрение геохимии рудообразующего процесса на Шумиловском месторождении также удобно произвести с помощью построение спайдерграмм. отражающих привнос и вынос рудных и других компонентов при грейзенизации гранитов. Однако при этом следует иметь в виду особенности структуры месторождения, определяющейся его принадлежностью к новому для Забайкалья структурному типу внутриинтрузивных грейзеновых месторождений. Как известно, греизеновые месторождения, как правило, локализуются в краевой зоне интрузива, чаще всего в его купольной части непосредственно под экранирующей кровлей ороговикованных экзоконтактовых песчано-сланцевых пород. Иногда жильно-грейзеновые рудные тела по трещинам проникают в область экзоконтакта, локализуясь частично во вмещающих породах кровли. В то же время внутренние, удаленные от контакта части гранитного интрузива, как правило, оказываются бесплодными в отношении развития грейзенов и связанного с ними оруденения.
Однако, как указывалось выше, на Шумиловском месторождении основные грезеново-рудные тела находятся в глубине Асакан-Шумшювского массива на удалении от его кровли. Такая необычная внутриинтрузивная структура месторождения обусловлена нахождением на глубине в среднезернистых лейкогранитах массива внутриинтрузивного штока мелкозернистых литий-фтористых гранитов, к верхнему контакту которого и приурочены грейзеновые тела, вмещающие основные рудные залежи Шумиловского месторождения. При этом греизенизации и оруденению подвергаются как перекрывающие шток среднезернистые лейкограниты Асакан-Шумиловского интрузива, гак и мелкозернистые Li-F граниты в приконтактовой части штока. Следовательно, при анализе привноса и выноса компонентов гидротермальными растворами в процессе греизенизации и рудообразования необходимо учитывать, по каким породам образовались грейзены, так как влияние субстрата оказывается весьма существенным.
Исходя из этого, для рудоносных грейзенов нами были построены две спайдерграммьт (рис.2-4-3 и 2-4-4). Первая из них характеризует грейзенизацию лейкогранитов в экзоконтакте штока, и при ее построении содержания компонентов в грейзенах относились к их исходному содержанию в лейкогранитах. Вторая диаграмма отражает процесс греизенизации самих Li-F гранитов. В этом случае рассматривалось отношение содержания компонентов в грейзенах, образовавшихся по Li-F гранитам, к их исходному содержанию в неизмененных литий-фтористых гранитах, которое для рудных компонентов заметно выше, чем в лейкогранитах, как это убедительно демонстрирует приведенная выше спайдерграмма Li-F гранит/лейкогранит (см. рис.2-4-2). Сопоставление геохимических особенностей рудоносных грейзенов, образовавшихся по лейкократовым гранитам (рис.2-4-3) и по литий-фтористым гранитам (рис. 2-4-4) обнаруживает идентичность главных закономерностей поведения рудных компонентов при греизенизации гранитов, несмотря на значительное изначальное обогащение многими из них неизмененных Li-F гранитов по сравнению с неизмененными лейкогранитами. Эти главные общие закономерности можно систематизировать следующим образом.
Физико-химические условия рудообразования и состав рудообразующих флюидов
При визуальном изучении двусторонне полированных пластин в кварце грейзенов и рудных жил месторождения Шумиловское и рудопроявления Студенческое были обнаружены многочисленные флюидные включения размером 40-1 мкм, имеющие форму отрицательных кристаллов или неправильную. Часть включений равномерно распределена по объему кварца и отнесена нами к первичным включениям. Группы флюидных включений, приуроченные к трещинам, не выходящим за пределы кристаллов кварца, отнесены нами к первично-вторичному генетическому типу включений. Включения, приуроченные к секущим трещинам, являются вторичными. По фазовому составу можно выделить три типа флюидных включений (рис.3-2-1): 1) двух- или трехфазовые (при комнатной температуре) углекислотн о-водные включения с большим (20-30 об. %) газовым пузырьком; 2) существенно газовые включения, двух или трехфазовые (с небольшим быстро движущимся пузырьком газообразной углекислоты и каймой водного раствора); и 3) двухфазовые газово-жидкие включения, основной объем которых занимает водный раствор (поздние, вторичные). Газовые включения часто захватывались синхронно с углекислотно-водными или газово-жидкими включениями (приурочены к одним и тем же зонам или трещинам), свидетельствуя о гетерогенном состоянии рудообразующего флюида (вскипании). Микротермометрические исследования флюидных включений проводились в ИГЕМ РАН на оборудовании, описанном в предыдущем разделе главы 3, позволяющем в режиме реального времени производить измерения температур фазовых переходов внутри включений в температурном интервале от -196 до 600 С, наблюдать за ними при больших увеличениях.
Солевой состав растворов определялся по температурам эвтектик [6]. Концентрация солей в растворе включений оценивалась по температурам плавления льда с использованием данных для солевой системы NaCl-H20 из работы [42]. Для включений, содержащих плотный углекислотно-метановый флюид, оказалось невозможным оценивать концентрацию солей по температуре плавления газгидратов [45], поскольку вследствие больших концентраций метана в составе флюида величины температур плавления газгидратов для многих включений превышают +10 С. Поэтому концентрация солей в таких включениях оценивалась по температуре плавления льда и корректировалась на основании измерений объемных соотношений углекислотной и водной фаз и расчета концентраций углекислоты в растворе. Концентрация метана оценивалась также из объемных соотношений и плотности метана в газовой фазе, связанной с парциальным давлением метана, в свою очередь определяющим температуру плавления газгидратов метана (выше +10 С, [44]). На основании этих данных вычислялись поправки на количество воды, связанное в газгидратах, т. е. оценивалась концентрация солей в углекислотно-метаново-водных флюидах. Оценка концентраций солей таким способом довольно груба (точность +0.5 С), однако более точно оценить концентрацию солей для флюидов такого типа пока не представляется возможным. Давление оценивалось для гетерогенного флюида по пересечению изохоры и изотермы. Для построения изохор и оценки давлений по существенно газовым включениям, содержащим плотные азотно-углекислотно-метановые смеси, использовалась информация из работы [47].
Оценка концентраций солей и давлений флюида проводились с использованием программы FLINCOR [43]. Химический состав флюидов (табл. 3-2-1) валовым способом был выполнен из навески 1.0 г монофракции зерен кварца размером 0.5-0.25 мм в ЦНИГРИ (аналитик- Ю. В. Васюта) комплексом методов, включающих газовую и ионную хроматографию и ІСР MS [26]. Предварительно во включениях той же навески определялось количество воды для расчета концентраций элементов в гидротермальном растворе. Анализировались также углекислота и метан, а после приготовления вытяжки в растворе определялся хлор, калий, натрий, кальций, магний и все элементы, которые удалось обнаружить методом ICP MS. Поскольку первичные включения содержат гетерогенный флюид (находящийся на линии двухфазового равновесия), значения температур гомогенизации не требуют введения поправок на давление.
