Условия формирования и возраст редкометального оруденения Кукульбейского рудного района (Восточное Забайкалье)

Abstract

Актуальность. Определение современными методами условий формирования редкометального оруденения на примере типовых месторождений Кукульбейского рудного района, в совокупности с изотопно-геохронологическими исследованиями являются ключевыми аспектами в решении одной из важнейших фундаментальных проблем рудной геологии и геохимии – выяснение условий, источников, механизмов и последовательности формирования рудных концентраций металлов в различных геологических обстановках. Цель: получение новых данных о физико-химических условиях формирования редкометального оруденения, а также установление возраста оруденения. Объекты: Букукинское, Белухинское и Антоновогорское месторождения. Методы. Флюидные включения были изучены в прозрачно-полированных пластинках методами крио-термометрии и Рамановской спектроскопии. Крио-термометрические исследования выполнялись в микротермокамере THMSG-600 фирмы Linkam. Образцы последовательно охлаждались до температуры –190 °С и нагревались до полной гомогенизации вещества включений. В процессе наблюдения замерялись температуры эвтектики, плавления льда и гомогенизации. Температуры плавления льда для двухфазных и температуры плавления кристалликов соли для трехфазных флюидных включений позволили установить концентрацию солей в пересчете на NaCl-эквивалент. Состав газовой и минеральной фаз флюидных включений изучался методом Рамановской спектроскопии – спектрометр Ramanor U-1000 и детектор Horiba DU420E-OE-323 фирмы Jobin Yvon, лазер Millennia Pro фирмы Spectra-Physics; Confocal Raman Microscope alpha 300R фирмы WITec. 40Ar/39Ar метод изотопно-геохронологического датирования по методике ступенчатого прогрева применялся для установления абсолютного возраста оруденения. Результаты. Рудные минеральные ассоциации рассматриваемых месторождений сформировались при участии хлоридных высокотемпературных флюидов, насыщенных углекислотой. Повсеместно рудоносные флюиды содержат восстановленные газы, из которых превалирует метан, а сероводород, азот и водород находятся в подчиненном количестве. В рамках кристаллизации отдельных минеральных ассоциаций прослеживается эволюция рудоносного флюида: снижение температуры и концентрации растворов. Катионный состав растворов также изменился от существенно натрового до существенно калиевого. Для объектов исследования получены умеренные оценки глубин: 6–8 км для Букукинского, 4,5–6 км для Белухинского и 3–3,5 км для Антоновогорского месторождения. Возраст редкометального оруденения составляет на Антоновогорском месторождении – 146,7±1,7 млн лет (мусковит из кварц-мусковитовых грейзенов с вольфрамитом); на Букукинском месторождении – 135±2,8 млн лет (серицит из кварц-вольфрамитовых жил); на Белухинском месторождении – 155,6±1,8млн лет (серицит из кварц-вольфрамитовых жил). Выводы. Редкометальная минерализация Кукульбейского рудного района, на примере типовых месторождений, формировалась из высокотемпературных гидротермальных насыщенных восстановленными газами (метан, сероводород, азот и водород) углекислотно-водно-хлоридных растворов магматического происхождения. По глубине становления рассматриваемые рудоносные системы можно отнести к гипабиссальным от 8 до 3 км. Проведенные изотопно-геохронологические исследования показали, что в пределах Кукульбейского рудного района формирования вольфрамового оруденения происходило в позднеюрское-раннемеловое время, основная часть которого связана со становлением магматических пород кукульбейского комплекса, не исключено что позднеюрское оруденение связано со становлением магматических пород шахтаминского комплекса.

The relevance of the research. Identification of conditions, sources, movements and sequence of formation of rare metal concentrations in different geological settings is primary and fundamental issues of ore geology and geochemistry. To come up with this one the authors have determined the formation conditions of rare-metal mineralization by modern methods and, furthermore, carried out isotope-geochronological investigations, based on the study of the typical deposits of the Kukulbey ore region. The main aim is to obtain new data on physico-chemical conditions for formation of rare metal mineralization, and determine the age of mineralization. Objects of the research are Bukuka, Belukha and Antonovogora deposits. Methods. Fluid inclusions were studied in polished thin sections by cryo-thermometry and Raman spectroscopy. Cryo-thermometric studies were carried out in the THERM-600 microcooler from Linkam. The samples were successively cooled to -190 °C and heated until the substance of inclusions was completely homogenized. During the observation, the temperatures of the eutectic, melting of ice and homogenization were measured. Melting temperatures of ice for two-phase fluid inclusions and melting of salt crystals for three-phase al- lowed establishing the concentration of salts in terms of NaCl-equivalent. The composition of gas and mineral phases of the fluid inclusions was studied by Raman spectroscopy - the Ramanor U-1000 spectrometer and the Horiba DU420E-OE-323 detector from Jobin Yvon, the Millennia Pro laser from Spectra-Physics; Confocal Raman Microscope alpha 300R from WITec. 40Ar/39Ar method of isotope- geochronological dating by the method of stepwise heating was used to establish the absolute age of mineralization. Results. Ore mineral associations of these deposits were formed from chloride high-temperature fluids saturated with carbon dioxide. Ore-bearing fluids ubiquitously contain reduced gases. The dominant one is methane, hydrogen sulfide, nitrogen and hydrogen are subordinate gases. The authors have traced an evolution of ore-bearing fluid within the crystallization of individual mineral associations: decrease in temperature and concentration of the solutions and conversion of cationic composition from essentially sodium to essentially potassium. Moderate estimates of depths were obtained: 6-8 km for the Bukuka, 4,5-6 km for the Belukha and 3-3,5 km for the An- tonovogora deposit. The age of rare metal mineralization is established at Antonovogora deposit - 146,7±1,7 Ma (muskovite from quartz-muskovite greisen with wolframite); at the Bukuka deposit - 135±2,8 Ma (sericite from quartz-wolframite veins); at the Belukha deposit - 155,6±1,8 Ma (sericite from quartz-wolframite veins). Conclusions. Rare-metal mineralization of the Kukulbey ore region, based on the Bukuka, Belukha and Antonovogora deposits, was for- med from high-temperature hydrothermal solutions of magmatic origin saturated with reduced gases (methane, hydrogen sulphide, nitrogen and hydrogen). The crystallization depth varies from 8 to 3 km. According to isotope-geochronological studies the formation of tungsten mineralization within the Kukulbey ore region occurred in the Late Jurassic-early Cretaceous. Thus, rare-metal deposits of this area are probably associated with both the Kukulbey and the Shakhtama complexes.