Условия формирования цвиттеров и турмалинитов Северного массива: Чукотка тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.04, кандидат наук Кургузова, Анна Владимировна

• Кургузова, Анна Владимировна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Кургузова, Анна Владимировна

Оглавление

Введение

Глава 1 Особенности состава и строения магматических пород Северного массива

1.1 История исследований массива Северный

1.2 Геологическое строение массива Северный

1.3 Петрографические и геохимические особенности магматических пород Северного массива

1.3.1 Биотитовые граниты

1.3.2 Циннвальдитовые граниты

1.3.3 Геохимическая характеристика биотитовых и циннвальдитовых гранитов

1.3.4 Онгониты Северного массива

Глава 2 Цвиттеры и турмалиниты Северного массива

2.1 Представления о стадийности и рудоносности метасоматитов массива Северный

2.2 Цвиттеры

2.3 Турмалиниты

2.3.1 Адуляр-турмалиновая фация

2.3.2 Хлорит-мусковит-турмалиновая фация

2.3.3 Мусковит-кварц-турмалиновая фация

2.3.4 Альбит-турмалин-кварцевая фация

2.4 Особенности локализации касситеритового оруденения

Глава 3 Породообразующие и акцессорные минералы цвиттеров и турмалинитов Северного массива

3.1 Минералы цвиттеров

3.1.1 Слюда

3.1.2 Монацит

3.1.3 Рутил

3.1.4 Циркон

3.1.5 Танталониобаты цвиттеров

3.1.6 Сульфиды цвиттеров

3.2. Минералы турмалинитов

3.2.1 Турмалин

3.2.1.1 Обзор предыдущих исследований

3.2.1.2 Изучение состава турмалина

3.2.2 Касситерит

3.2.1.1 Обзор предыдущих исследований

3.2.1.2 Изучение особенностей состава и схем изоморфных замещений в касситерите

3.3 Анатомия и взаимоотношения минералов оловоносных турмалинитов

Глава 4 Флюидные включения в кварце цвиттеров

4.1 Классификация флюидных включений

4.2 Микротермометрия флюидных включений

Вскрытые включения с оксихлоридами висмута

Глава 5 Флюидный режим формирования турмалинитов

5.1 Классификация включений в кварце турмалинитов

5.2 Микротермометрия

5.3 Вскрытые включения

5.4 КР- спектроскопия включений

5.5 Включения в касситерите

Глава 6 Условия формирования и рудоносность цвиттеров и турмалинитов

6.1 Современные представления о флюидном режиме грейзенообразования

6.1.1 Гетерофазные флюиды

6.1.2 Гидросиликатные жидкости

6.2 Условия формирования цвиттеров

6.2.1 Бор в постмагматических процессах

6.2.2 Висмут и мышьяк в постмагматических процессах

6.2.3 Рудоносность цвиттеров

6.3 Условия формирования турмалинитов

6.3.1 Пиросмалит во флюидных включениях

6.3.2 Экспериментальные данные о переносе и отложении Sn во флюидах

6.3.3 Механизм формирования касситеритовой минерализации на Северном массиве

6.3.4 Позиция цвиттеров и турмалинитов в геологической истории Северного массива

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Приложение Е

Приложение Ж

Приложение 3

Приложение И

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Условия формирования цвиттеров и турмалинитов Северного массива: Чукотка»

Введение

Актуальность темы. На территории Чукотского АО находится более 15% российских запасов олова, значительная часть которых заключена в штокверковых месторождениях Пыркакайского рудного узла. Известны на Чукотке и объекты, в частности массив Северный, с касситеритовым оруденением в турмалинитах, геологическая позиция которых принципиально отличается от оловорудных грейзеновых месторождений. Изменившаяся с 2008 года ситуация -получение рядом недропользователей лицензий, начало подготовки некоторых оловорудных объектов к эксплуатации - позволяет ожидать в ближайшее время рост запасов и добычи олова в России.

Интерес геологов к метасоматическим породам, постмагматическим производным редкометалльного гранитоидного магматизма, обусловлен высокими, до промышленных, содержаниями в них Бп, Мо, Та, № и других металлов. На Северном массиве известны литий-фтористые граниты и онгониты, а также ассоциирующие с ними метасоматические образования -темнослюдистые грейзены-цвиттеры и турмалиниты. Несмотря на значительный объем работ, проводимых с 30-х годов прошлого века на Северном массиве, ряд ключевых вопросов остается не решенным. Доказана генетическая связь касситеритового оруденения с турмалинитами, однако механизмы формирования оловянной минерализации, позиция цвиттеров и турмалинитов в истории развития массива, а также рудная специализация цвиттеров до сих пор остаются неясными. Касситеритовая минерализация турмалинитов Северного массива принадлежит к олово-силикатной формации, что принципиально отличается от геологической позиции других оловорудных объектов региона, принадлежащих к касситерит-кварцевой формации и формирующих месторождения штокверкового типа.

Источником информации о рудообразующих процессах служат минералогические и петрологические особенности магматических и метасоматических пород и связанной с ними рудной минерализации. Использование методов термобарогеохимии позволяет установить особенности

формирования пород, реконструировать историю их образования и связь метасоматитов с магматическими процессами. Исследование физико-химических условий формирования цвиттеров и турмалинитов, связанных с редкометалльным гранитоидным магматизмом, позволяет внести вклад в решение ряда вопросов петро- и рудогенеза.

Цель работы: Установление условий формирования и особенностей рудной специализации цвиттеров и турмалинитов Северного массива.

Задачи исследования:

- изучение состава породообразующих и акцессорных минералов цвиттеров и турмалинитов;

- исследование анатомии минералов оловорудных турмалинитов;

- изучение флюидного режима формирования цвиттеров и турмалинитов;

- выявление позиции цвиттеров и турмалинитов в геологической истории массива.

Фактический материал и методы исследования. В основу работы положены материалы, собранные сотрудниками кафедры МКП во время полевых работ 1991 г., а также Е.В.Поляковой в 2011 г. Из предоставленных коллекций отобрано 30 штуфных проб и более 100 шлифов, дополнительно изготовлено 25 шлифов, 30 прозрачно-полированных и 20 двусторонне-полированных пластинок, отобраны монофракции слюды из биотитовых гранитов (3 пробы по 120 г) и цвиттеров (6 проб по 120 г), кварца из цвиттеров (3 пробы по 100-150 г). Исследования проводились в лабораториях Горного Университета (Санкт-Петербург), ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург), ИГМ СО РАН, (Новосибирск), ИГиГ УрО РАН (Екатеринбург), Института минералогии Фрайбергской горной академии (Фрайберг, Германия).

Методами растровой электронной микроскопии изучены акцессорные минералы цвиттеров (порядка 150 определений) и биотитовых гранитов (более 100 измерений). Для характеристики морфологии касситерита получено более 150 изображений в катодолюминесценции. Выполнено 56 определений состава турмалина. Для характеристики флюидных включений методами

микротермометрии изучено более 100 включений в кварце цвиттеров и турмалинитов. Методами KP-спектроскопии исследованы компоненты 24 включений. Изучено более 200 вскрытых включений в кварце цвиттеров и около 100 включений в кварце турмалинитов.

Петрографическое изучение пород, описание морфологии флюидных включений и их фотографирование выполнялись на микроскопе Karl Zeiss Axiolab, отбор монофракций слюды и кварца - под бинокулярным микроскопом МБС-5. Валовые составы гранитов, цвиттеров и турмалинитов определялись методом атомной адсорбции на Shimadzu АА6300 (предел обнаружения 10 ррт, спектральный диапазон 185-900 нм, двойной корректор фона) и на оптическом эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Shimadzu ICPE-9000 (спектральный диапазон 167-800 нм) в Горном университете (аналитик И.М. Гембицкая). Исследование акцессорных минералов цвиттеров выполнялись в Горном Университете (JSM-6460LV с EDX- и WDX- приставками фирмы Oxford, аналитик И.М. Гембицкая) и во ВСЕГЕИ (CamScan MV-2300 с EDX-приставкой, аналитик E.JI. Грузова). Катодолюминесцентные исследования касситерита проведены на растровом электронном микроскопе (Jeol 6400, Фрайберг, оператор У.Кемпе) с EDX, WDX-приставками фирмы Oxford в режиме интенсивности тока 17 нА, при анализе состава время накопления спектра 230 секунд.

Содержания главных элементов в слюдах определялись на JSM-6460LV с EDX- и WDX- приставками фирмы Oxford, содержания щелочных металлов -методом ICP-MS на спектрометре Shimadzu ICPE-9000 (спектральный диапазон 167-800 нм, пределы обнаружения для Cs, Rb 100 ppb, для Li 1 ppb) в Горном университете, состав турмалина - методом РЭМ (Jeol 6400 с WDX-приставкой фирмы Oxford, Фрайберг, оператор У.Кемпе, время накопления спектра - 230 секунд). Структурный тип слюд определялся методом порошковой дифрактометрии в лабораториях Горного университета на дифрактометре XRD-7000 фирмы SHIMADZU (CuKa-излучение, 40 kV, 30mA).

Микротермометрические исследования выполнялись автором на термостолике Linkam THMSG-600 (Горный Университет, ИГиГ УрО РАН и ИГМ

СО РАН). Состав газового пузырька флюидных включений определялся методом рамановской спектроскопии с помощью спектрометра Horiba Labram HR-800 (ИГМ СОР АН) с полупроводниковым детектором Horiba Scientific Symphony-II, охлаждаемого жидким азотом. Спектр возбуждался Аг лазером с Melles Girot длиной волны 514 нм и мощностью 50 мВт. Для анализа вскрытых включений из монофракций кварца размерности 1,0+0,5 мм отбирались зерна, содержащие включения, отмывались в дистиллированной воде, сушились, дробились в яшмовой ступке, а обломки зерен монтировались на металлической шашке для последующего исследования. Сухие остатки солей, остающихся при упаривании раствора после вскрытия включений, анализировались на сканирующем электронном микроскопе TESCAN Mira 3 LMU (ИГМ СО РАН, аналитик Н.С.Карманов) с EDX - детектором Oxford Instruments. Для определения составов использовано ускоряющее напряжение 20 кВ, ток зонда около 1 нА, толщина пучка зонда составляла около 10 нм.

Для валового анализа состава флюидных включений методами газовой и ионной хроматографии и ICP-MS из 3 проб цвиттеров были отобраны монофракции кварца массой 100-150 г. Методика анализа водных вытяжек включала (Кряжев и др., 2006) тщательную очистку пробы, вскрытие включений в кварцевом реакторе, газово-хроматографический анализ Н20, С02, СН4, последующее приготовление вытяжки (0,5 г пробы + 7 мл очищенной воды), ионно-хроматографическое определение СГ, S04", F" и определение остальных элементов методом ICP-MS.

Автором осуществлялась подготовка материала для лабораторных исследований, минералого-петрографическое изучение магматитов и метасоматитов, обработка данных по составу породообразующих и акцессорных минералов биотитовых гранитов и цвиттеров, отбор монофракций и интерпретация данных по дифрактометрии слюд, микротермометрические исследования. Изучение флюидных включений методами КР-спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии, проведение

микрорентгеноспектрального анализа составов турмалина и касситерита выполнялись при непосредственно участии диссертанта.

Научная новизна. Доказано участие гидросолевых расплавов в формировании цвиттеров, что является новым свидетельством присутствия таких флюидов на стадиях грейзенизации. Во флюидных включениях в цвиттерах обнаружены борная кислота и бисмоклит, установленные для метасоматитов впервые. Примененный для метасоматических образований Северного массива комплексный подход, основанный на детальных минералогических и термобарогеохимических исследованиях, позволил: выявить особенности акцессорной минерализации и её лито-халькофильный характер в цвиттерах; установить флюидный режим формирования цвиттеров и турмалинитов; предложить механизм формирования касситеритового оруденения на Северном массиве.

Практическое значение. В акцессорных минералах цвиттеров изучено распределение №>, Та, XV, Бп и ТЬ, определяющих особенности редкометалльной специализации этих метасоматитов. Исследование анатомии минералов оловорудных турмалинитов позволило выявить неодноактность формирования касситеритовой минерализации на Северном массиве, что следует учитывать при поисках и оценке новых рудных тел. Установленная неоднородность анатомии и состава касситерита должна учитываться при подготовке технологических испытаний руд. Полученные в работе результаты и могут быть использованы в учебных дисциплинах «Специальное геологическое картирование», «Региональные и локальные метасоматиты и их рудоносность» и «Поисковая минералогия».

Защищаемые положения:

1. Сочетание редкометальных (тантал-ниобиевый рутил, вольфрамит, вольфрамоиксиолит и др.) и сульфидных (лёллингит, пирит, халькопирит, висмутин и др.) минералов является особенностью акцессорной минерализации цвиттеров и определяет их лито-халькофильную специализацию.

2. В образовании цвиттеров принимал участие гетерогенный флюид, состоящий из высокосоленой высокоплотной фазы, содержащей борную кислоту и хлориды К, Ре и других металлов, и низкоплотной газовой фазы, состоящей преимущественно из СОг.

3. Состав включений в минералах турмалинитов свидетельствуют о смешении восстановительных (СН4 и Ре2+ в пиросмалите, диагностированном во

I

флюидных включениях в дорудном кварце) и окислительных (Бе в гематите, определенном во включениях в касситерите) флюидов при формировании касситеритового оруденения.

Апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в 12 печатных работах, включая 2 статьи в журналах из списка ВАК, 9 публикаций в материалах российских и 2 публикации в материалах международных конференций. Результаты исследований докладывались на Годичном собрании Российского минералогического общества (г. Санкт-Петербург, 2012 г); конференции «Металлогения древних и современных океанов» (г. Миасс, 2012 и 2013 г.); Научных чтениях памяти П.Н. Чирвинского (г. Пермь, 2012 и 2013 гг.,); на II научной молодежной школе-конференции «Новое в познании процессов рудообразования» (г. Москва, 2012 г); V Региональной конференции молодых ученых «Современные проблемы геологии, геохимии и экологии Дальнего Востока России» (Владивосток, 2012 г); на совещании «Современные проблемы магматизма и метаморфизма» (г. Санкт-Петербург, 2012); международной конференции Рге1Ьег§ег Рог8с11ш^81Ьгит-2012 (г. Фрайберг, Германия, 2012); III Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти А.П. Карпинского (г. Санкт-Петербург, 2013) и на международной конференции ЕС1ШР1XXII (Анталья, Турция, 2013).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и 9 приложений. Работа изложена на 167 страницах, сопровождается 63 иллюстрациями, 8 таблицами. Список цитируемой литературы включает 145 наименования.

Благодарности. Диссертационная работа выполнена под руководством доктора геолого-минералогических наук, члена-корреспондента РАН Юрия Борисовича Марина, которому автор выражает благодарность за всестороннюю помощь и поддержку.

Автор выражает искреннию признательность сотрудникам и студентам кафедры минералогии, кристаллографии и петрографии Горного Университета:

B.И. Алексееву, Е.В. Поляковой - за предоставление материала и критические замечания в процессе написания статей и текста диссертации, а также Д.А. Петрову, Е.Б. Евангуловой, И. Нкенда, А.Г. Пилюгину,

C. Степанову, А. Рассолову. Без содействия Ю.И. Клюкина (Virginia Tech's Department of Geosciences, США) могло не случиться знакомства диссертанта с методами термобарогеохимии. Неоценимую помощь и содействие при изучении флюидных включений оказали сотрудники лаборатории термобарогеохимии ИГМ СО РАН (Новосибирск) С.З. Смирнов, A.A. Томиленко и Н.С. Карманов. Особую благодарность автор выражает С.З. Смирнову за полезные советы и критические замечания в процессе работы над совместными статьями, способствовавшие расширению научного кругозора. Плодотворное сотрудничество с геологами Института минералогии Фрайбергской горной академии Г. Хайде (G. Heide), У. Кемпе (U. Кетре) и Й. Гётце (J. Götze) позволило не только провести значительное количество лабораторных исследований, но и получить ценные рекомендации, советы и поддержку при работе над текстом диссертации. Также автор выражает благодарность В. Ю. Прокофьеву (ИГЕМ РАН).

Исследования были поддержаны грантами Министерства образования (государственный контракт № 14.740.11.0192), РФФИ (11-05-00868-а) и Германской службы академических обменов DAAD (стипендия «Иван Губкин», 2013-2014 гг.).

и

Глава 1 Особенности состава и строения магматических пород Северного

массива

Северный массив имеет длительную историю исследований, но, тем не менее, остается одной из геологических и петрологических загадок Чукотки. Несмотря на более чем 80-летнюю историю его изучения, у исследователей нет единого мнения по вопросам расчленения магматических образований (Алексеев, 2005; Дудкинский и др., 1992, 1993, 1994; Загрузина, 1965). Наличие в строении Северного массива литий-фтористых (циннвальдитовых) гранитов является предпосылкой к формированию редкометалльного, в частности, оловорудного оруденения, грейзенового типа (Коваленко и др., 1970, 1974; Breiter et. all, 1999; Stemprok et. all, 2005). Действительно, на Северном массиве описаны темнослюдистые грейзены-цвиттеры (Марин и др., 1992ф), приуроченные к литий-фтористым гранитам, но оловорудные проявления в них отсутствуют, а касситеритовая минерализация локализована в турмалинитах. Ещё одним, заслуживающим внимание фактом строения Северного массива, является развитие в его пределах субвулканических аналогов литий-фтористых гранитов -онгонитов (Алексеев, 2009; Алексеев и др., 20136), характерных для крупных оловянных и вольфрамовых месторождений.

Таким образом, в геологическом строении Северного массива имеются предпосылки для формирования редкометалльного оруденения, а развитие метасоматитов разных формаций (цвиттеров и турмалинитов, известны также аргиллизиты и пропилиты) благоприятствует реализации рудного потенциала на нескольких этапах становления постмагматической системы.

Автором принята схема геологического строения и расчленения магматических и метасоматических пород, изложенная в работах сотрудников кафедры минералогии, кристаллографии и петрографии Горного Университета (Алексеев, 2005; Алексеев и др., 2009, 2013а; Марин и др., 1992ф).

1.1 История исследований массива Северный

Начало геологическому изучению Чаунского района, в пределах которого расположен объект исследования, было положено в 1932 г. легендарной

экспедицией C.B. Обручева, (Обручев, 1997), организованной Всесоюзным Арктическим институтом. После первопроходческого похода C.B. Обручева для детального изучения геологии района и поиска полезных ископаемых были сформированы Чаунские экспедиции (Белов, 1969), хронология выполненных ими работ следующая:

1935-1936 гг. - работала первая Чаунская геологическая экспедиция под руководством Н. И. Сафронова, открывшая коренное месторождение олова на мысе Валькумей (Чаунская губа).

1937-1938 гг. - сформирована вторая Чаунская экспедиция под руководством Г. JL Вазбуцкого, проводившая разведочные работы на Валькумейском месторождении олова. Работами этой экспедиции (партии A.B. Андриянова и Н.И. Тихомирова) были установлены коренная и россыпная оловоносность бассейна реки Куйвивеем, а также междуречья Млелювеем-Пыркакай (Тибилов, 2005).

1938-1940 гг. - работы третьей Чаунской геологической экспедиции под руководством Б.Н. Ерофеева, выполнившей большой объем исследований на Чаунском месторождении олова.

Летом 1939 года в структуре Дальстроя было создано Чаунское районное геологоразведочное управление - событие, во многом предопределившее дальнейшее освоение региона. В период с 1946 по 1949 г. часть Северного массива находилась в пределах площади проведения поисковых работ партией П. Д. Топычканова (Топчыканов, 1948ф), в результате которых на площади Северного массива и его обрамления установлена оловоносность не только пород экзоконтакта, но и самого массива (Завгородний, 1995ф). Был рекомендован для постановки поисков на россыпное олово бассейн реки Глубокой, а в образцах из кварц-турмалиновых жил обнаружена повышенная радиоактивность.

«Урановый» этап изысканий был продолжен партией под руководством И. Е. Рождественского, и по результатам крупномасштабной геологической съемки с общими поисками в районе Северного в 1947 году подтверждены промышленные запасы урана (Константинов, 2005). Это событие послужило

началом специальных металлогенических исследований, охвативших практически всю площадь массива. Первые работы по ураноносности массива относятся к началу 50-х годов (Липатов, 1953ф, 1954ф). Данный этап исследований района, закончившийся в 1954 г. (Липатов, 1953ф, 1954ф), принес, помимо специальных сведений, большой объем информации о геологии, петрографии, минералогии и геохимии гранитов и гидротермальных пород массива. Урановому потенциалу Чукотки посвящена отдельная обобщающая монография (Константинов, 2005), в которой отмечается высокая радиогеохимическая специализация гранитов Северного массива: содержания и достигают 10-25 г/т, Т11/и=3, а на долю подвижного урана приходится 40-60%. Урановое оруденение Чаунского района относится к урановослюдковому типу в зонах дробления гранитов, в пределах Северного массива выделены Северный рудный узел и Янранайское рудное поле. Попутно со специальными работами Северной КТП №8 в 50-х годах была выявлена коренная оловоносность грейзеновых зон и кварц-хлорит-турмалиновых жил центральной и восточной частей массива.

Следующий период, охватывающий 60-е годы, характеризуется слабой активностью исследований и отсутствием прямых практических результатов, за исключением издания в 1964 году листа Государственной геологической карты масштаба 1:200 000 и тематических работ сотрудников ВИМСа (Караева, 1967ф).

Поиски олова на Северном массиве возобновились в 1974 - 1975 гг., когда при проведении геологической съемки масштаба 1:50 000 Чаунской ГРЭ было выявлено оловорудное поле Левый Ергувеем и дана высокая оценка его перспектив на коренное олово. Этап закончился переоценкой рудоносности восточной части Северного массива силами Выяваамской геолого-съемочной партии и выделением перспективной на коренное и россыпное олово Северной оловоносной площади (Завгородний, 1995ф).

С 1978 года площади проведения геологоразведочных работ переместились на территорию самого массива. Поисковые работы Кулювеемского геологопоискового отряда (1978-1980 гг.), проводившиеся в центральной и южной частях массива, не выявили перспективных рудных объектов (Завгородний, 1995ф). В

1983-1985 г. в северном эндоконтакте массива были установлены две жильные рудные зоны субмеридионального простирания - Дайковая и Валунная. Эти зоны сложены кварц-хлорит-турмалиновыми метасоматитами с содержаниями олово в количестве 0,2-8,0% при мощности в первые метры (Завгородний, 1995ф).

После работ 80-х годов Северный массив был выделен как первоочередной на поиски оловорудных проявлений. В 1986-1988 гг. группа ДВИМСа под руководством В.К. Политова (Политов, 1988ф) изучала минералого-геохимическую зональность и вещественный состав пород Северного, была дана комплексная оценка оловорудных полей и месторождений в Омсукчанском и Чаунском районах. По результатам этих исследований к постановке поисковых работ рекомендована площадь южного фланга рудного поля Кекурное (верховье руч. Стремительного и руч. Кулювеем). В 1989 г. на рудопроявлении Кекурное начались поисково-оценочные работы. Ещё одним тематическим исследованием явилась работа сотрудников ВИМСа под руководством 3. Г. Караевой, в ходе которой были изучены перспективы танталоносности Северного массива, а также детализированы представления о гранитах массива и наложенных на них гидротермальных изменений (Караева, 1967ф).

Комплексные исследования вещественного состава и технологических свойств пород и руд центрального купола Северного массива выполнялись под руководством И.С. Пельцмана (Пельцман, 1988ф): описаны метасоматические породы и отдельные минералы, рассмотрена площадная минералогическая зональность. Согласно технологическим испытаниям, выполненным этим коллективом, руды Северного имеют среднее качество, являются мелковкрапленными, по содержанию вредных примесей - кондиционными. Сделаны выводы, что по технологическим показателям оловянные руды участка Кекурный в целом являются легкообогатимыми.

В конце 80-х годов на массиве Северный проводились металлогенические работы геологов ЦКТЭ и ЧГРЭ ПГО «Севвостгеология» под руководством Л.П. Цветкова (Цветков, 1989ф). Исследования этих авторов базировались на системном анализе эндогенных процессов и представлении об основополагающей

роли в формировании металлогенической специализации пород глубокофокусных кольцевых геодинамических структур, см. также работу Тибилов, 2005. В рамках данного подхода разработана линейно-кольцевая схема металлогении Северного узла, на основе которой выделены перспективные участки безореольного (Нижний, Праворожный) и ореольно-безореольного (Шоссейный, Пологий, Ясный, Стремительный) типов рудогенеза, указаны первоочередные объекты для дальнейших исследований.

Тематические работы по специальному геологическому картированию Северного массива проведены сотрудниками кафедры минералогии, кристаллографии и петрографии Горного университета в 1990-1992 годах (в то время - Ленинградского горного института). Основной задачей полевых и камеральных работ была разработка критериев локального прогнозирования оловянного оруденения. Исследование включало в себя комплексный анализ отдельных минералов, геохимии и петрографии магматических и метасоматических пород, выявление стадийности метасоматических процессов. Была предложена трехфазная модель расчленения массива, впервые описаны на Северном массиве микроклин-альбитовые граниты и онгониты. Результаты работ изложены в фондовом отчете (Марин и др., 1992ф), а собранный каменный материал хранится в Горном университете.

Работы на Северном массиве были прекращены после печальных событий 1991 г. - лагерь геологов был разрушен селевым потоком, погибло 11 человек. Это происшествие совпало с началом неблагоприятных событий в экономике страны, и до настоящего времени работы на Северном массиве не возобновлялись. Обширный каменный материал, имеющийся на кафедре минералогии, кристаллографии и петрографии Горного университета, послужил основой для возобновления исследований Северного массива (Алексеев 2005; Алексеев и др., 2010, 2011, 2013 а,б; Кургузова, 2012 а,б,в,г, 2013 а,б,в; Полякова, 2013), в том числе изучению особенностей акцессорной минерализации гранитов Северного массива посвящена кандидатская диссертация Е.В. Поляковой (Полякова, 2013).

Ключевыми результатами всех упомянутых работ являлись либо выявленные особенности гранитов массива (Загрузина, 1965, 1977; Тибилов, 2005), либо минералогические особенности руд (Липатов, 1953ф; Пельцман, 1988ф). Метасоматические породы, несущие рудную минерализацию, были охарактеризованы немногими исследователями (Караева, 1967ф; Марин и др., 1992ф; Пельцман, 1988ф), а детальной характеристике физико-химических условий формирования метасоматических пород и их рудной минерализации внимания не уделялось.

1.2 Геологическое строение массива Северный

Северный массив расположен в Чаунском районе Чукотского АО, на восточном побережье Чаунской губы, в Шелагской гряде Чукотского нагорья. В плане массив имеет эллипсоидную форму, вытянут в северо-западном направлении. Вмещающими породами являются терригенные отложения пауктуваамской свиты (Т3рк) верхнего триаса (рисунок 1), представляющую собой сланцево-алевролитовую толщу с линзами и пачками песчаного и песчано-алевролитового составов. В ближней экзоконтактовой области массива развиты полнопроявленные кварц-биотитовые и кварц-полевошпат-биотитовые роговики.

Предполагается (Завгородний, 1995ф; Липатов, 1954ф), что массив представляет является одни из из куполов Восточно-Чаунского батолита первого порядка и соединяется на юго-западе и северо-западе под небольшим по мощности покровом осадочных отложений соответственно с Пырканайваамским куполом и Куйвивеемской группой штоков (рисунок 2).

Положение Северного массива в структуре региона определяется его приуроченностью к Олептытынской зоне разломов на ее северо-западном окончании. Северо-восточная граница интрузива протягивается вдоль перевального разлома, а юго-западная совпадает с Кулювеемской зоной разломов. Такая позиция в значительной мере определяет форму массива, которая также зависит от меридиональных зон древних разломов - Дайковой и Восточной, охватывающих по широте главный купол массива. Северный массив на

Заключение диссертации по теме «Петрология, вулканология», Кургузова, Анна Владимировна

Заключение

В результате проведенных исследований выполнена комплексная характеристика цвиттеров и турмалинитов Северного массива: выявлены особенности составов породообразующих и акцессорных минералов, изучена внутренняя анатомия кварца и касситерита турмалинитов, охарактеризован режим формирования этих метасоматитов.

Установлено, что в образовании цвиттеров принимали участие гетерофазные флюиды, состоящие из высокосоленого рассола-расплава и низкоплотного газа. Находка во флюидных включениях цвиттеров бисмоклита и борной кислоты свидетельствует о сложном многокомпонентном составе флюидов и эволюции его состава в процессе цвиттеризации, что, несомненно, требует дальнейшего изучения. Выявленные особенности акцессорных минералов цвиттеров (пониженные содержания ТЬ в монаците по сравнению с магматическими аналогами, повсеместное сонахождение циркона и минералов Аэ и В1, наличие Та-№> рутила) являются индикаторами рудной специализации не только метасоматитов, но и их рудогенерирующих источников. В этой связи особенно интересным моментом является парагенезис минералов Ав, В1, ТЬ (рузвельтита, чералита, торита), флюидных включений, содержащих указанные элементы, и циркона.

Охарактеризованы геохимические особенности турмалина: содержание в нем V и Сг (что является нетипичным для турмалина кислых пород), присутствие в кварц-турмалиновых метасоматитах турмалинов с различным типом зональности. Типохимические особенности турмалина безрудных и рудоносных жил Северного массива заслуживают дальнейшего изучения для выявления индикаторных признаков касситеритового оруденения на месторождениях подобного типа. Для турмалинитов предложена модель переноса 8п восстановленными Бе-О флюидами с метаном и осаждения касситерита вследствие окисления рудоносных флюидов при их смешении с поверхностными растворами в зонах тектонической активности (это находит

отражение в брекчировании минералов турмалинитов и особенностях их анатомии). Обнаруженные ламели в кварце, являющиеся результатом воздействия шоковых давлений и описываемые, как правило, для импактитов, свидетельствуют о возможности возникновения таких элементов анатомии в продуктах эндогенных процессов.

Использованный подход - комбинация исследований пород в проходящем свете и катодолюминесценции - продемонстрировал возможности выявления отношений минералов, не видимых при стандартных петрографических исследованиях. Предложена методика определения схем изоморфизма в касситерите путем комплексного изучения содержаний элементов-примесей и изображений минерала в катодолюминесценции. Подобный подход может быть использован при исследовании и других минералов.

Полученные в ходе исследования цвиттеров и турмалинитов данные свидетельствуют о том, что рудообразующие процессы на Северном массиве явились результатом функционирования двух гидротермальных систем с разной специализацией и эволюцией флюидного режима, связанных с известными на массиве литий-фтористыми гранитами и онгонитами. Это могло стать одной из причин совмещения в пределах массива (но не в единых полях) двух разных типов минерализации: Та-ЫЪ-\¥ в цвиттерах и 8п в турмалинитах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кургузова, Анна Владимировна, 2014 год

II Фондовая литература

135. Абросимов Ю.Г. Поиски оловорудиых объектов на флангах рудного

поля Левый Ергувеем. [Рукопись]: Отчет Кекурного ПГО за 1985 - 1988 г.г. / Ю.Г. Абросимов, И.В. Тибилов, В.Н. Филимонов [и др.] - Певек. -1988.

136. Глота Д.С. Петрографо-минералогическая и геохимическая характеристика гранитоидов Чаунского района Чукотки в связи со свинцовоносностью [Рукопись]: Отчет по теме № 9/52. - Магадан. - 1953. 141.

137. Завгородний A.C. Отчет по поисковым работам в пределах Северного оловорудного узла за 1989 - 1991 годы (с оценкой прогнозных ресурсов по состоянию на 1.12.1994г.) (Утиный ГПО) [Рукопись] / A.C. Завгородний, А.Д. Колотилов, В.Н. Филимонов. - Певек. - 1995.

138. Караева З.Г. Танталоносность метасоматически измененных гранитов в пределах оловоносных полей Чукотки [Рукопись]. - М. - 1967.

139. Липатов В.Н. О некоторых своеобразных чертах Северного гранитного массива (р-н пос. Певек, Чукотский национальный округ) [Рукопись] / В.Н. Липатов., Ю.М. Шейнманн. - г. Магадан, 1954.

140. Липатов В.Н. Геология и минералогия свинцовых месторождений на Северном гранитном массиве. [Рукопись]: Отчет о работе Северной комплексной тематической партии N. 8 за 1952 год. / Дальстрой, Первое управление; В.Н. Липатов, И.К. Баженов. - Магадан. - 1953.

141. Марин Ю.Б. Разработка критериев локального прогнозирования оловянного оруденения на массиве Северном на основе изучения метасоматической, минералогической и геохимической зональности [Рукопись]: Отчет по НИР (заключительный). / Ю.Б. Марин и др., В.И. Алексеев. - Ленинград. - 1992.

142. Пельцман И.С. Изучение минералого-геохимической зональности, состава и технологических свойств руд оловянных объектов в центральной части Куйвивеем-Пыркакайского оловорудного района (Магаданская область) за период с 03.1986 по 09.1988 г [Рукопись]: Отчет. - Хабаровск. - 1988.

143. Политов В.К. Обоснование направления геологоразведочных работ на олово в районах действующих предприятий и в новых районах [Рукопись]: Отчет по заказ-наряду №3 за 1985 - 1988 гг. -М. - 1988.

144. Топычканов П.Д. Краткий отчет о работе Верхне-Пыркакайской геолого-поисковой партии за 1946 г. [Рукопись] -Певек. - 1948.

145. Цветков Л.П. Выделение перспективных площадей для проведения поисково-оценочных работ в пределах оловорудных узлов центральной Чукотки (Северный и др.массивы) [Рукопись] : Отчет по теме №.1134. / Л.П. Цветков, И.В. Тибилов, М.П. Крутоус. - Магадан. - 1989.

Таблица А.1 - Составы слюд Северного массива по данным растровой электронной микроскопии

Содержания, масс.%

Биотитовые граниты

2738 4204 4150 4358 4105-5-2 4051 [-2-2 4051-1-1 4105-1

Si02 37,12 38,91 40,35 39,00 51,56 43,89 44,46 52,44 42,99 42,69 44,34 42,11 47,01 51,34 44,36 49,65 48,45 46,18 45,94 43,82

Ti02 2,85 1,81 1,46 0,51 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,38 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

А12Оз 16,47 20,67 21,32 21,15 28,05 20,35 20,19 25,50 19,23 17,84 20,30 19,47 21,58 26,14 20,30 22,37 23,17 21,23 21,07 22,79

FeO 28,28 23,73 24,47 20,22 5,46 19,90 18,93 6,30 18,36 20,49 19,40 21,06 17,38 3,65 18,32 16,88 17,37 20,34 22,18 22,78

MnO 0,60 0,67 0,51 0,47 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

MgO 2,40 1,92 0,00 0,48 0,00 0,00 0,00 0,00 1,63 1,90 0,93 0,75 2,18 0,00 0,00 0,00 0,00 2,15 0,00 0,00

K20 8,67 8,96 8,67 7,93 10,22 10,07 9,95 11,38 10,04 9,29 9,42 9,62 9,34 9,04 9,23 10,25 10,11 9,28 9,99 9,72

F 0,00 0,00 0,00 0,00 3,92 5,23 5,91 0,00 7,24 7,32 5,06 6,49 8,53 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Сумма 96,89 97,48 98,52 91,98 99,21 99,44 99,44 95,61 99,49 99,53 99,45 99,49 106,03 90,18 94,59 99,14 99,10 99,18 99,17 99,11

Содержания, масс.%

Цвиттеры

2893 6182-1 6182-6 6182-15 2194-1 2194-6 2194-650

Si02 42,00 53,08 49,33 42,34 47,27 43,71 43,07 48,73 40,76 47,89 48,09 42,90 47,46 42,60 48,71 40,86

ТЮ2 0,00 0,00 0,90 2,32 0,88 0,00 0,98 0,45 19,83 0,00 0,70 0,67 0,00 0,00 0,00 0,00

ai2o3 20,30 24,02 20,81 24,79 21,25 19,34 19,91 28,00 21,78 18,59 20,39 20,02 18,54 20,75 20,77 20,52

FeO 17,28 8,43 15,48 19,12 16,97 15,90 16,06 6,44 7,61 14,09 18,06 17,33 14,50 16,46 14,66 18,76

MnO 0,26 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

MgO 0,00 1,73 0,00 0,00 0,00 0,83 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

к2о 10,48 11,17 11,20 8,63 11,17 9,77 9,13 10,51 8,56 11,00 10,21 9,56 9,81 9,50 8,46 10,17

F 3,80 0,00 0,00 0,00 0,00 8,12 8,51 4,39 0,00 6,35 0,00 7,04 7,58 8,29 5,21 7,04

Сумма 97,66 98,43 97,71 97,19 97,55 97,69 97,67 98,51 98,54 97,93 97,44 97,51 97,89 97,60 97,81 97,35

Примечание: составы слюд определялись в Горном Университете на растровом электронном микроскопе JSM-6460LV с EDX- и WDX-приставками фирмы Oxford.