Физико-химические условия кристаллизации минералов-вкрапленников в базальтовых комплексах, вмещающих колчеданные месторождения Урала и Сибири
В.А. Симонов, В.В. Масленников
| УДК 548.4: 549.5 | https://doi.org/10.35597/2313-545X-2020-6-4-6 | Читать PDF (RUS) |
Аннотация
Об авторах
Список литературы
Аннотация
В статье рассматриваются физико-химические условия формирования ми¬нералов-вкрапленников в базальтовых комплексах, вмещающих колчеданные месторождения Урала и Сибири. В результате исследования расплавных включений установлено, что клинопи-роксен из базальтов Валенторского (Северный Урал) и Кызыл-Таштыгского (Южная Сибирь) месторождений кристаллизовался из расплавов, имеющих сходные температурные (1165–1130 и 1210–1085 °С, соответственно) и химические параметры. В обоих случаях эволюция состава базальт-андезитовых магм (с характеристиками магматических систем островных дуг и заду-говых бассейнов) происходила с падением содержаний FeO, MgO и СаО и ростом содержаний K2O на фоне накопления SiO2. Моделирование на основе данных о составе включений и кли-нопироксена показало, что вкрапленники минералов кристаллизовались в трех промежуточ¬ных магматических камерах разной глубины, параметры которых согласуются между собой и с данными по современному надсубдукционному магматизму: Валенторское месторождение – 33–27, 23–13 и 10–3 км, 1185–1090 °С; Кызыл-Таштыгское месторождение – 27–20, 15.0–6.7, 5.0–1.7 км, 1215–1105 °С. Расчеты с использованием составов расплавных включений показы¬вают последовательное изменение расплавов от базальтов до риолитов, свидетельствующее о том, что сочетание контрастных вулканогенных комплексов изученных месторождений являет¬ся результатом эволюции исходных базальтоидных магм при их подъеме в верхние горизонты. Проведенные исследования пород, клинопироксена и расплавных включений свидетельствуют о том, что базальтовые комплексы Валенторского и Кызыл-Таштыгского месторождений фор¬мировались в древней надсубдукционной системе: островная дуга – задуговой бассейн.
Ключевые слова: условия кристаллизации минералов, базальтовые комплексы, сульфидные месторождения, клинопироксен, расплавные включения.
Об авторах
В.А. Симонов, Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, просп. Академика Коптюга 3, г. Новосибирск, 630090 Россия; zima.simonova1989@yandex.ru, simonov@igm.nsc.ru;
Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, ул. Пирогова 1, г. Новосибирск, 630090 Россия;
Казанский федеральный университет, ул. Кремлевская 18, г. Казань, 420008 Россия
В.В. Масленников, Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН, Институт минералогии, г. Миасс, Челябинская область, 456317 Россия
Список литературы
- Бакуменко И.Т. (1986) Процессы магматического петрогенезиса по данным изучения включений минера-лообразующих сред. Геология и геофизика, (7), 125–133.
- Берман Б.И. (1960) Геология Кызыл-Таштыгского месторождения. Труды Регионального совещания по развитию производительных сил Тувинской АО. Ново¬сибирск, СО АН СССР, 137–146.
- Богданов Ю.А., Леин А.Ю., Лисицын А.П. (2015) Полиметаллические руды в рифтах Срединно-Атлантического хребта (15–40° с.ш.): минералогия, геохимия, генезис. Москва, ГЕОС, 256 с.
- Гаськов И.В. (2020) Кызыл-Таштыгское месторождение в Восточной Туве – эталон древнего вулканогенного образования колчеданно-полиметаллических руд. Геология и геофизика, (2), 175–193.
- Дистанов Э.Г., Ковалев К.Р., Гаськов И.В. (1998) Полиметаллические месторождения палеоостроводужных систем и континентальных окраин юга Сибири. Металлогения, нефтегазоносность и геодинамика Северо¬Азиатского кратона и орогенных поясов его обрамления. Иркутск, 233–234.
- Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Буслов М.М., Котляров А.В. (2005) Магматизм и геодинамика Палеоазиатского океана на венд-кембрийском этапе его развития. Геология и геофизика, 46(9), 962–967.
- Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Котляров А.В., Карманов Н.С. (2019) Физико-химические параметры магматизма в районах вулканов Уксичан и Ичинский (Срединный хребет Камчатки). Геология и геофизика, 60(10), 1353–1383.
- Зайков В.В. (1991) Вулканизм и сульфидные холмы палеоокеанических окраин (на примере колчеданоносных зон Урала и Сибири). М., Наука, 206 с.
- Зайков В.В. (2006) Вулканизм и сульфидные холмы палеоокеанических окраин: на примере колчеданоносных зон Урала и Сибири. Издание второе, дополненное. М., Наука, 429 с.
- Иванов К.С., Ерохин Ю.В., Смирнов В.Н., Слободчиков Е.А. (2002) Рифтогенез на Среднем Урале. Екатеринбург, УрО РАН, 91 с.
- Каретин Ю.С. (2000) Геология и вулканические формации района Уральской сверхглубокой скважины СГ-4. Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 278 с.
- Ковалев К.Р., Дистанов Э.Г., Антошкин Г.Н., Гаcьков И.В., Акимцев В.А., Баулина М.В. (2004) Золото и серебро в рудах вулканогенных гидротермальных и гидротермально-осадочных месторождений Сибири. Геология и геофизика, 45(10), 1171–1185.
- Контарь Е.С. (1997) Металлогения меди, цинка, свинца на Урале. Екатеринбург, Уралгеолком, 233 с.
- Кужугет Р.В., Анкушева Н.Н. (2016) Минералогия и условия образования медно-цинковых и медных руд Кызыл-Таштыгского колчеданно-полиметаллического месторождения (Восточная Тува). Успехи современного естествознания, (12), 414–422.
- Кузебный В.С., Калеев В.А., Макаров В.А. (1990) Вулканогенно-осадочное колчеданное оруденение Кызыл-Таштыгского рудного поля Восточной Тувы. Геология рудных месторождений, (1), 110–116.
- Кузебный В.С., Макаров В.А., Калеев Е.А., Дистанов Э.Г., Ковалев К.Р., Бухаров Н.С., Глазунов С.П., Чупахин Л.М. (2001) Кызыл-Таштыгский колчеданно-полиметаллический рудный узел Восточной Тувы. Красноярск, 292 с.
- Кузнецов В.В., Серавина Т.В., Кузнецова С.В., Елшина С.Л. (2020) Условия локализации колчеданно-полиметаллического оруденения Улугойской минерагенической зоны (Республика Тыва). Отечественная геология, (3), 3–17.
- Магматогенная кристаллизация по данным изучения включений расплавов (1975) / Ред. В.С. Соболев, В.П. Костюк. Новосибирск, Наука, 232 с.
- Масленников В.В. (2006) Литогенез и колчеданообразование. Миасс, ИМин УрО РАН, 384 с.
- Масленников В.В. (2012) Морфогенетические типы колчеданных залежей как отражение режимов вулканизма. Литосфера, (5), 96–113.
- Масленникова С.П., Масленников В.В (2007) Сульфидные трубы палеозойских «черных курильщиков» (на примере Урала). Екатеринбург, УрО РАН, 317 с.
- Медноколчеданные месторождения Урала: Геологическое строение (1988) Свердловск, УрО АН СССР, 241 с.
- Мелекесцева И.Ю., Котляров В.А., Иванов В.Н., Бельтенев В.Е., Добрецова И.Г., Нимис П. (2010) Руды нового гидротермального сульфидного узла Семенов (13°31? с.ш.), Срединно-Атлантический хребет. Литосфера, (2), 47–61.
- Миронов Ю.В. (1990) Соотношение титана и калия в базальтах как индикатор тектонической обстановки. Доклады Академии наук СССР, 314(6), 1484–1487.
- Перчук Л.Л. (1980) Пироксеновый барометр и пироксеновые геотермы. Доклады Академии наук СССР, 233(6), 1196–2000.
- Симонов В.А. (1993) Петрогенезис офиолитов (термобарогеохимические исследования). Новосибирск, ОИГГМ СО РАН, 247 с.
- Симонов В.А., Добрецов Н.Л., Буслов М.М.(1994) Бонинитовые серии в структурах Палеоазиатского океана. Геология и геофизика, 35(7–8), 182–199.
- Симонов В.А., Зайков В.В., Ковязин С.В. (1999) Палеогеодинамические условия развития гидротермальных систем Кызыл-Таштыгского месторождения (Восточная Тува). Металлогения древних и современных океанов-1999. Рудоносность гидротермальных систем. Миасс, ИМин УрО РАН, 16–23.
- Симонов В.А., Ковязин С.В., Масленников В.В. (2009) Физико-химические параметры магматических систем на Валенторском колчеданном месторождении (Северный Урал). Металлогения древних и современных океанов-2009. Модели рудообразования и оценка место¬рождений. Миасс, ИМин УрО РАН, 184–186.
- Симонов В.А., Ковязин С.В., Тереня Е.О., Масленников В.В., Зайков В.В., Масленникова С.П. (2006) Физико-химические параметры магматических и гидротермальных процессов на колчеданном место-рождении Яман-Касы, Южный Урал. Геология рудных месторождений, 48(5), 423–438.
- Симонов В.А., Котляров А.В. (2019) Условия формирования магматических комплексов, вмещающих раннекембрийские колчеданные месторождения. Металлогения древних и современных океанов-2019. Чет-верть века достижений в изучении субмаринных месторождений. Миасс, ИМин УрО РАН, 26–29.
- Симонов В.А., Котляров А.В., Кривоногов А.Н., Ступаков С.И., Масленников В.В. (2012) Геолого-минералогические особенности палеогидротермальных построек колчеданно-полиметаллического месторождения Кызыл-Таштыг, Восточная Тува. Металлогения древних и современных океанов-2012. Гидротермальные поля и руды. Миасс, ИМин УрО РАН, 68–71.
- Симонов В.А., Масленников В.В. (2018) Геодинамика магматических систем на Валенторском колчеданном месторождении (Северный Урал). Металлогения древних и современных океанов-2018. Вулканизм и рудообразование. Миасс, ИМин УрО РАН, 22–26.
- Соболев А.В., Слуцкий А.Б. (1984) Состав и условия кристаллизации исходного расплава сибирских меймечитов в связи с общей проблемой ультраосновных магм. Геология и геофизика, (12), 97–110.
- Соболев В.С., Бакуменко И.Т., Костюк В.П. (1976) О возможности использования расплавных включений для петрологических реконструкций. Геология и геофизика, (5), 146–149.
- Ariskin A.A., Barmina G.S. (2004) COMAGMAT: Development of a magma crystallization model and its petrologic applications. Geochemistry International, 42 (Supp. 1), S1–S157.
- Ashchepkov I.V. (2001) Clinopyroxene Jd barometer for mantle peridotites and eclogites and thermal conditions of the lithospheric keels of cratons and their surroundings. A geo odyssey. GSA Annual Meeting. Boston, ID 11658.
- Danyushevsky L.V., Plechov P.Yu. (2011) Petrolog 3: Integrated software for modeling crystallization processes. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 12(7), Q07021.
- Dril S.I., Kuzmin M.I., Tsipukova S.S., Zonenshain L.P. (1997) Geochemistry of basalts from the western Woodlark, Lau and Manus basins: implications for their pet-rogenesis and source rock compositions. Marine Geology, (142), 57–83.
- Frenzel G., Muhe R., Stofers P. (1990) Petrology of the volcanic rocks from the Lau basin, Southwest Pacifc. Geologisches Jahrbuch Reihe D, Band D 92, 395–479.
- Hannington M.D., Galley A.G., Herzig P.M., Petersen S. (1998) Comparison of the TAG mound and stockwork complex with Cyprus-type massive sulfde deposits. TAG: Drilling an Active Hydrothermal System on a Sediment-Free Slow-Spreading Ridge / Eds. P.M. Herzig et al. Proc. Ocean Drill. Program Sci. Results, 158, 389–415.
- Herrington R.J., Maslennikov V.V., Zaykov V.V. Simonov V.A., Spiro B., Tornos F. (1999) Geological setting of the Cambrian VHMS deposits of Kyzyl Tashtyg, East Tuva, Siberia. SGA Meeting. Processes to processing. Rotterdam, Balkema, 523–526.
- Herrington R.J., Maslennikov V. V., Brown D., Pu-chkov V.N. (2005) Mineral deposits of the Urals and links tо geodynamic evolution. Economic Geology 100th Anniver-sary Volume, 1069–1095.
- Leterrier J., Mauru R.C., Thonon P., Girard D., Marchal M. (1982) Clinopyroxene composition as a method of identifcation of the magmatic afnites of paleo-volca-nic series. Earth and Planetary Science Letters, 9, 139–154.
- Maslennikov V.V., Ayupova N.R., Safna N.P., Tseluyko A.S., Melekestseva I.Yu., Large R.R., Herrington R.J., Kotlyarov V.A., Blinov I.A., Maslennikova S.P., Tessalina S.G. (2019) Mineralogical features of ore diagenites in the Urals massive sulfde deposits, Russia. Minerals, 9, 150.
- Maslennikov V.V., Maslennikova S.P., Ayupo-va N.R., Zaykov V.V., Tseluyko A.S., Melekestseva I.Y., Large R.R., Danyushevsky L.V., Herrington R.J., Lein A.T. (2017) Chimneys in Paleozoic massive sulfde mounds of the Urals VMS deposits: mineral and trace element com¬parison with modern black, grey, white and clear smokers. Ore Geology Reviews, 85, 64–106.
- Maslennikov V.V., Maslennikova S.P., Large R.R., Danyushevskiy L.V., Herrington R.J., Stanley C.J. (2013) Tellurium bearing minerals in zonned sulfde chimneys from Cu Zn massive sulfde deposits of the Urals, Russia. Mineral¬ogy and Petrology, 107, 67–99.
- Masotta M., Mollo S., Freda C., Gaeta M., Moore G.(2013) Clinopyroxene-liquid thermometers and barometers specifc to alkaline diferentiated magmas. Contributions to Mineralogy and Petrology, (166), 1545–1561.
- Melekestseva I.Yu., Ankusheva N.N., Tretyakov G.A., Zaykov V.V., Simonov V.A. (2007) Massive sul-fdes from ancient and modern margins of the Asian paleo-ocean and Pacifc: Textures, mineralogy and fuid inclusion data. Marine minerals of the Pacifc: Science, Economics, and the Environment: 37th Underwater Mining Institute, Tokyo, 177–187.
- Mercier J.-C.C. (1980) Single-pyroxene thermo-barometry. Tectonophysics, (70), 1–37.
- Monecke T., Petersen S., Hannington M.D., Grant H., Samson I.M. (2018) The minor element endowment of modern sea-foor massive sulfdes and comparison with deposits hosted in ancient volcanic successions. Economic Geology, 18 (8), 245–306.
- Nimis P., Taylor W. (2000) Single clinopyroxene ther-mobarometry for garnet peridotites. Part I. Calibration and testing of a Cr-in-Cpx barometer and an enstatite-in-Cpx thermometer. Contributions to Mineralogy and Petrology, 139, 541–554.
- Putirka K.D. (2008) Thermometers and barometers for volcanic systems. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 69(1), 61–120.
- Simonov V.A., Gaskov I.V., Kovyazin S.V. (2010) Physico-chemical parameters from melt inclusions for the formation of the massive sulfde deposits in the Altai–Sayan Region, Central Asia. Australian Journal of Earth Sciences, 57, 737–754.
- Sobolev A.V., Danyushevsky L.V. (1994) Petrology and geochemistry of boninites from the north termination of the Tonga Trench: constraints on the generation conditions of primary high-Ca boninite magmas. Journal of Petrology, 35, 1183–1211.
- Yavuz F., Yldrm D.K. (2018) A Windows program for pyroxene-liquid thermobarometry. Periodico di Mineralogia, 87, 149–172.
МИНЕРАЛОГИЯ № 4 2020