Scientific journal

Modern high technologies

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

Петрология и петро-геохимия метаморфизованных базальтоидов ранних этапов Горного Алтая является неоднозначной, что негативно сказывается на оценке их рудоносности и вызывает различные мнения у разных исследователей по многим вопросам [1]. Актуальность изучения метабазальтоидов шельдянской толщи терехтинского метаморфического комплекса определяется тем, что с ними в пространственной и парагенетической связи отмечаются эксгаляционно-осадочные проявления золота и других металлов [1]. Цель исследования – изучить петрологию и петро-геохимию метабазальтоидов шельдянской толщи терехтинского метаморфического комплекса, а также связанного с ними оруденения.

Результаты исследований. Шельдянская толща (V-Є1?) охарактеризована Е.С. Левицким и Ю.С. Перфильевым в пределах Терехтинского горста (Терехтинской СФЗ). По данным Е.С. Левицкого (1955), данная толща в бассейне рек Банной, Черной и реки Шельдян со структурным несогласием залегает на терехтинских метаморфических сланцах. Нами в левом борту реки Ночной обнаружен контакт шельдянской толщи и терехтинских метаморфических сланцев. Контакт действительно не согласный и фиксируется пачкой конгломератов мощностью до 10 м., выше которых залегает шельдянская толща.

В бассейне среднего течения реки Ночной (ручьи Шельдян, Светлый Ключ) широко распространены метабазитовые (по метабазальтам, значительно менее – по туффитам и, возможно, туфам основного состава) метаморфические сланцы альбит-эпидот-хлоритового, альбит-хлорит-актинолитового, актинолит-эпидот-альбитового и альбит-хлоритового состава, ассоциированные с серицитовыми микрокварцитами, кварцево-слюдистыми и хлорит-серицит-микрокварцитовыми сланцами. В меньшей степени развиты метатерригенные бластопсаммитовые и бластопелитовые (по углисто-глинистым сланцам) метаморфиты и метадолериты. Типичные метабазальты опробованы нами по стратотипическому разрезу реки Шельдян и на водоразделе рек Шельдян и Ключ Светлый. Метабазиты массивные, местами порфиробластовые образуют полосы шириной от 5 до 70 м. и представляют собой бывшие потоки лав. По составу среди них выделяются 2 группы пород: низкощелочные разности близки к метатолеитам, а высокощелочные – к щелочным метабазальтам. Представительные анализы таких лав сведены в таблицу.

Представительные анализы метабазальтов шельдянской толщи (оксиды- масс. , элементы- г/т)

Примечание. Fe₂O₃t – общее содержание двух и трёхвалентного железа. Породы шельдянской толщи: 1- 4 – метатолеиты, 5-8 – щелочные метабазальты.

Отношение U/Th в породах ниже 1 (от 0,26 до 0,47), указывающее на не изменённый наложенными процессами состав пород (табл. 1).

Все вулканитовые породы шельдянской толщи характеризуются высокими содержаниями суммы редких земель (ΣTR) – от 143,7 до 303,1 г/т, и всех мантийных элементов (Сo, Sc, Ni, Cr).

На диаграмме Ba/Nb – La/ Nb фигуративные точки составов пород тяготеют к различным полям (рис. 1). Метатолеиты тяготеют к MORB и к промежуточным составам между MORB и OIB. А один анализ попадает в поле примитивной мантии (РМ). Большая часть фигуративных точек щелочных метабазальтов попадает в поле Дюпаль OIB, тем самым показывая, что щелочные метабазальты шельдянской толщи относятся к базальтоидам океанических островов и близки к обстановке Dupal аномалии базальтов океанических островов. В этом плане они близки метабазальтам засурьинской свиты.

Рис. 1. Диаграмма Ba/Nb – La/Nb по [6] для метатолеитов и метабазальтов шельдянской толщи. Данные по примитивной мантии (PM) по Sun, McDonough [10]; средней континентальной коры (СС) по [4,5]; данные по OIB, MORB, Dupal OIB по [10]; данные по составам вулканических дуг по [6, 7]. Породы шельдянской тощи: 1 – метатолеиты, 2 – щелочные метабазльты

Соотношение лантана и самария, нормированных на содержания в верхней коре, показывает, что большая часть анализов пород попадает в поле обогащённой мантии и один анализ в поле деплетированной мантии (рис. 2).

Рис. 2. Диаграмма LaUCN – Sm UCN по [7,8] для метатолеитов и метабазальтов шельдянской толщи. LaUCN и Sm UCN – значения концентраций лантана и самария, нормализованные верхнее-коровые значения по [5]. Остальные условные обозначения см. на рис. 1

На диаграмме La/Sm – La составы метатолеитов тяготеют к трендам гранатового и шпинелевого лерцолита типа N-MORB. Щелочные метабазальты шельдянской толщи тяготеют к трендам шпинелевого лерцолита E-MORB, а также гранатовым и шпинелевым лерцолитам N-MORB (рис. 3).

Рис. 3. Диаграмма La/Sm – La по [3] для метатолеитов и метабазальтов шельдянской толщи. DMM – деплетированный мантийный источник MORB. РМ – примитивная мантия; ЕМ – обогащённый мантийный источник; E-MORB – и N-MORB – составы обогащённых (Е) и нормальных (N), базальтов срединно-океанических хребтов; точечные линии – тренды плавления источников DMM и EM, засечки с цифрами на точечных линиях – степень частичного плавления для соответствующих мантийных источников. Условные те же, что на рис. 1

По соотношению Zr/Y – Zr/Nb cоставы пород попадают на линию смешения OIB плюма–N-MORB ближе к среднему составу щелочного океанического базальта (OIB), указывая на плюмовый источник происхождения и метатолеитов и щелочных метабазальтов шельдянской толщи (рис. 4).

Рис. 4. Диаграмма Zr/Y – Zr/Nb по [9] для метатолеитов и метабазальтов шельдянской толщи. Звёздочками отмечены: Average alkaline ocean basalt (OIB) – средний состав щелочного океанического базальта (OIB); Average N-MORB – средний состав нормального океанического базальта (СОХ); OIB (plume) – N-MORB mixing line – линия смешения плюмовых (OIB) базальтов и нормальных базальтов СОХ. Рудная минерализация. В составе толщи выявляются три типа оруденения: 1 – стратиформное кварц-гематит-сульфидное; 2 – кварцит-гематит-сульфидное; 3 – жильное кварц-сульфидное

Стратиформное оруденение проявления Надежда, расположенного в левом борту Ключа Светлого, представлено перемежающимися согласными с вмещающими породами прослоями кварц-пиритового, хлорит-гематит-пиритового, кварц серицитового составов. Прослои местами смяты в складочки с размахом крыльев от 10 до 50 см. Нередко отмечается более мелкая гофрировка прослоев. Мощности прослоев варьируют от 3 до 15 мм. Местами в зоне отмечаются кварц-карбонатные линзы и прожилки с сульфидами. Общая мощность таких согласных рудных тел среди метабазальтов и метатуфов варьирует от нескольких метров до 20-25 м. Наиболее обогащённые части представлены хлорит (10-15)-гематит (35-55 %) – пиритовыми (15-20 %) прослоями, где также отмечаются редкие вкрапления халькопирита, сфалерита, халькозина и борнита. Местами в таких прослоях обнаруживаются мелкие выделения золота. Содержания компонентов в рудах составляют: меди от 0,1 до 0,5 %, цинка – от 0,2 до 0,9 %, мышьяка от 50 до 600 г/т, сурьмы от 20 до 50 г/т, висмута от 1 до 10 г/т, кобальта от 20 до 30 г/т, никеля от 20 до 150 г/т, золота от 0,05 до 2,1 г/т, иттрия – от 80 до 150 г/т, иттербия от 20 до 95 г/т, серебра – от 3 до 30 г/т, платины от 5 до 7,5 мг/т, палладия от 3 до 5,3 мг/т. Оруденение сопровождается шлиховыми потоками золота и сопутствующими минералами – халькопиритом, халькозином, галенитом, сфалеритом, пироморфитом.

Кварцит-гематит-сульфидное оруденение распространено меньше предыдущего. Кварциты имеют мозаичную микроструктуру с прожилками пирита мощностью 2-5 мм, сопровождающимся кварцем и хлоритом. В зонах отмечаются гнёзда кальцита и анкерита. Местами в кварцитах отмечается мелкая тонкая вкрапленность пирита, представленная фрамбоидальными выделениями и кластерами фрамбоидов. В поздних прожилках кварца с кальцитом наблюдаются гематит, спекулярит, пирит 2 генерации (кубический и пентагон-додекаэдрический) в ассоциации с эпидотом, пирротином, арсенопиритом, халькопиритом. Мощности таких зон варьируют от 5 до 15 м. Содержания компонентов составляют: меди – от 0,05 до 0,3 %, ртути от 10 до 30 г/т, бора от 100 до 500 г/т, бария от 200 до 700 г/т, золота – от 0,1 до 2 г/т, серебра – от 5 до 40 г/т. Эти зоны рудной минерализации весьма похожи на эксгаляционно-осадочное золото-сульфидное оруденение среди яшмоидов засурьинской свиты в районе Маралихи [Гусев, 2003]. Спекулярит распространён в гидротермальных жильных проявлениях кварца с кальцитом, халькопиритом. Стратиформный тип оруденения со спекуляритом является новым типом оруденения по спекуляриту для Алтайского региона [2].

Оба типа оруденения представляют собой эксгаляционно-осадочные образования, формировавшиеся на границах метабазальтов и метатуфов.

Интерпретация результатов. Приведенные данные показали, что метабазальты шельдянской толщи формировались за счёт частичного плавления обогащённого мантийного астеносферного источника (преимущественно, шпинелевых и гранатовых лерцолитов E-MORB и N-MORB) в обстановке океанических островов (типа симаунтов) при участии плюмового компонента, схожего с аномалией Dupal. Во всех случаях наблюдается небольшая степень частичного плавления источников (0,05-0,01).

Петрология, петро-геохимия метабазальтов указывают на мантийную природу их генерации. Повышенные концентрации в метатолеитах и щелочных метабазальтоидах мантийных элементов, предопределяет и появление в рудных образованиях, с ними связанных, таких элементов, как платина и палладий.

Заключение

Метатолеиты и щелочные метабазальты шельдянской толщи относятся к высокотитанистым базальтам, формировавшимся путём частичного плавления обогащённого мантийного источника в обстановке океанических островов при участии плюмовой обстановки близких к аномалии Dupal. Парагенетически связанное эксгаляционно-осадочное сульфидное оруденение с золотом и платиноидами может иметь значительно большие масштабы при их изучении.