Физико-химические факторы образования грейзеновых оловянных месторождений: новый взгляд на старые вопросы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На примере грейзенового олововольфрамового месторождения Тигриное, Приморье (Россия) и с использованием литературных данных по составу расплавных и флюидных включений в минералах рассмотрены условия, благоприятные для образования оловоносных гранитов, мобилизации из них олова и последующего отложения касситерита. Показано, что факторами, благоприятными для формирования оловянных месторождений, связанных с гранитоидным магматизмом, являются: сравнительно низкотемпературные и малоглубинные граниты 720–770°C/0.7–2 кбар (3–6 км), выплавлявшиеся в восстановительных условиях (при летучести кислорода fO2 ниже буфера фаялит-магнетит-кварц, QFM), признаками которых могут служить отсутствие магнетита/присутствие ильменита и пониженное значение Се-аномалии в цирконе гранитов (1); слабосолёные однофазные или двухфазные (с преобладанием пара над рассолом) флюидные включения в магматическом кварце (2); флюидные включения с отношением СН4/СО2 = 0.1–0.3 в минералах рудных жил (3). Ряд проблем, связанных с формированием оловянно-вольфрамовых месторождений, нуждаются в дальнейшем исследовании. В первую очередь это относится к оценке роли фтора в магматическом накоплении и гидротермальном переносе олова. Также отсутствуют экспериментальные данные по коэффициентам разделения Sn и W между гранитным расплавом и флюидами в сильно восстановительных условиях (при fO2 ниже буфера QFM).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. Я. Аранович

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: lyaranov@igem.ru

Академик РАН

Россия, Москва

Н. С. Бортников

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук

Email: lyaranov@igem.ru

академик РАН

Россия, Москва

Н. Н. Акинфиев

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук

Email: lyaranov@igem.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Аранович Л. Я. Флюидно-минеральные равновесия и термодинамические свойства смешения флюидных систем // Петрология. 2013. Т. 21. С. 588–599.
  2. Барсуков В. Л. Геохимия олова // Геохимия. 1957. Т. 1. С. 41–52.
  3. Бортников Н. С. Геохимия и происхождение рудообразующих флюидов в гидротермально-магматических системах в тектонически активных зонах // Геология рудных месторождений. 2006. Т. 48. № 1. С. 3–28.
  4. Крылова Т. Л., Pandian M. S., Бортников Н. С. и др. Вольфрамовые и оловянно-вольфрамовые месторождения Дегана (Раджастан, Индия) и Тигриное (Приморье, Россия): состав минералообразующих флюидов и условия отложения вольфрамита // Геология рудных месторождений. 2012. Т. 54. № 4. С. 329–349.
  5. Наумов В. Б., Дорофеева В. А., Миронова В. Ф. Физико-химические условия образования гидротермальных месторождений по данным изучения флюидных включений. 1. Месторождения олова и вольфрама // Геохимия. 2011. Т. 49. № 10. С. 1063–1082.
  6. Смирнов С. З., Бортников Н. С., Гоневчук В. Г., Гореликова Н. В. Составы расплавов и флюидный режим кристаллизации редкометальных гранитов и пегматитов Тигриного Sn-W месторождения (Приморье) // ДАН. 2014. Т. 456. № 1. С. 95–100.
  7. Audetat A. The Metal Content of Magmatic-Hydrothermal Fluids and Its Relationship to Mineralization Potential // Economic Geology. 2019. V. 114. P. 1033–1056. http://doi.org/10.5382/econgeo.4673
  8. Bortnikov N. S., Aranovich L. Y., Kryazhev S. G. et al. Badzhal tin magmatic-fluid system, Far East, Russia: Transition from granite crystallization to hydrothermal ore deposition // Geology Ore Deposits. 2019. V. 61. P. 199–224.
  9. Burnham A. D., Berry A. J. An experimental study of trace element partitioning between zircon and melt as a function of oxygen fugacity // Geochim. Cosmochim. Acta. 2012. V. 95. P. 196–212. http://doi.org/10.1016/j.gca.2012.07.034
  10. Churakov S. V., Gottschalk M. Perturbation theory based equation of state for polar molecular fluids: I. Pure fluids // Geochimica Cosmochimica Acta. 2003. V. 67. P. 2397–2414.
  11. De Capitani C., Petrakakis K. The computation of equilibrium assemblage diagrams with Theriak/Domino software // American Mineralogist. 2010. V. 95. P. 1006–1016. http://doi.org/10.2138/am.2010.3354.
  12. Duc-Tin Q., Audetat A., Keppler H. Solubility of tin in (Cl, F)-bearing aqueous fluids at 700оC, 140 MPa: A LA-ICP-MS study on synthetic fluid inclusions // Geochimica Cosmochimica Acta. 2007. V. 71. P. 3323–3335. http://doi.org/10.1016/j.gca.2007.04.022
  13. Gaschnig R. M., Rudnik R. L., McDonough W. F. et al. Compositional evolution of the upper continental crust through time, as constrained by ancient glacial diamictites // Geochimica Cosmochimica. Acta. 2016. V. 186. P. 316–343. http://doi.org/10.1016/j.gca.2016.03.020
  14. Holland T. J. B., Powell R. An improved and extended internally consistent thermodynamic dataset for phases of petrological interest, involving a new equation of state for solids // Journal Metamorphic Geology. 2011. V. 29. P. 333–383. http://doi.org/10.1111/j.1525-1314.2010.00923.x
  15. Hu X., Bi X., Hu R., Shang L., Fan W. Experimental study on tin partition between granitic silicate melt and coexisting aqueous fluid // Geochemical Journal. 2008. V. 42. P. 141–150. http://doi.org/10.2343/geochemj.42.141
  16. Lehmann B. Formation of tin ore deposits: A reassessment // Lithos. 2021. V. 402–403. 105756. http://doi.org/10.1016/j.lithos.2020.105756
  17. Palme H., O’Neill H. St. S. Cosmochemical estimates of mantle composition / In: Treaties on Geochemistry. 2 nd Ed. 2014. P. 1–39.
  18. Romer R. L., Kroner U. Sediment and weathering control on the distribution of Paleozoic magmatic tin–tungsten mineralization // Mineralium. Deposita. 2015. V. 50. P. 327–338. http://doi.org/10.1007/s00126-014-0540-5
  19. Romer R. L., Kroner U. Phanerozoic tin and tungsten mineralization – tectonic controls on the distribution of enriched protoliths and heat sources for crustal melting // Gondvana Research. 2016. V. 31. P. 61–92.
  20. Schmidt С., Gottschalk M., Zhang R., et al. Oxygen fugacity during tin ore deposition from primary fluid inclusions in cassiterite // Ore Geology Reviews. 2021. V. 139. 104451. http://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2021.104451
  21. Zhao L., Shao Y., Zhang Yu., et al. Differentiated enrichment of magnetite in the Jurassic W–Sn and Cu skarn deposits in the Nanling Range (South China) and their ore-forming processes: An example from the Huangshaping deposit // Ore Geology Reviews. 2022. V. 148. 105046. http://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2022.105046

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расчетная фазовая диаграмма для валового состава, соответствующего верхней континентальной коре (UCC)+5 мас. % Н2О. Поля с содержанием фаз менее 1% не показаны. Красная и синяя кривые ограничивают поля устойчивости мусковита и биотита. Серым цветом выделена область существования гранитного расплава. На правом рисунке показан фрагмент с линиями постоянной степени плавления (мас. % расплава). Поле, где расплав сосуществует с субликвидусными твердыми фазами, выделено на рис. 1 серым цветом. Его низкотемпературная граница практически совпадает с линией разложения мусковита (Ms, оранжевая кривая на рис. 1) . А синяя кривая соответствует линии разложения биотита (Bt). Поскольку эти два минерала являются главными концентраторами Sn в низко- и среднетемпературных породах, их полное разложение должно благоприятствовать накоплению Sn в расплаве.

Скачать (228KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость коэффициента разделения Sn между флюидом и гранитным расплавом (Kd) от содержания HCl во флюиде при летучести кислорода (fO2), соответствующей буферу Ni-NiO (по экспериментальным данным [15]). Красными отрезками показан диапазон значений Kd, согласующийся с оценками по флюидным включениям.

Скачать (66KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Примеры расплавных (слева) и флюидных (справа) включений в кварце месторождения Тигриное [6, 8]. Обратите внимание, что во флюидных включениях присутствуют СО2 и СН4.

Скачать (265KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Соотношение СН4/CO2 во флюидных включениях в касситерите по данным [20]. Звездочка – средний состав включений (n = 89) по данным Рамановской спектроскопии (СН4/CO2 = 1/8, [5]). Пунктирные прямые – отношение СН4/CO2 = 1 (черная) и 0.1 (синяя).

Скачать (118KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Условия захвата флюидных включений в рудных минералах касситерит-вольфрамитовых месторождений (по данным [5]). Красным пунктиром выделена область наиболее часто определяемых ТР-параметров.

Скачать (96KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость состава флюида системы С-О-Н от температуры (Р = 1000 бар). Синяя шкала ординат – содержание Н2О, красная – СО2 и СН4. Серым выделена область составов при значениях летучести кислорода 10–25–26, в которой отношение СН4/CO2 близко к среднему для оловянно-вольфрамовых месторождений.

Скачать (99KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Расчетные кривые зависимости растворимости SnO2 (в г/т флюида) от температуры во флюидах в присутствии Kfs–Ms–Qtz-буфера и концентрации KCl = 0.3 моль × кг–1 при постоянном давлении 1 кбар. Числа при кривых соответствуют десятичному логарифму фугитивности кислорода (logfO2). Прямоугольником выделена область, соответствующая оценкам осаждения касситерита по данным флюидных включений.

Скачать (84KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024