Сидерит морских ооидовых железняков Бакчарского месторождения как индикатор специфического литогенеза

Abstract

Актуальность. Рассматриваются условия формирования сидерита в обстановке накопления морских железняков Бакчарского месторождения. Генезис месторождений морских железняков, включая их взаимосвязь с другими месторождениями полезных ископаемых, долгое время остаётся дискуссионной научной проблемой. Формирование сидерита в условиях накопления ооидовых железняков является слабо изученным вопросом на предмет источников углерода и металлов, процессов мобилизации и транспортировки, а также условий и кинетики его концентрирования. Основная цель работы заключалась в исследовании происхождения и эволюции сидерита как основного минерала цемента ооидовых железняков для оценки критериев рудообразующих процессов при формировании месторождений на примере мелпалеогенового Бакчарского месторождения в Западной Сибири. Методы: классическая оптическая микроскопия, сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) с локальным энергодисперсионным анализом (ЭДС), микрокриотермометрический анализ, Рамановская спектроскопия и изотопная масс-спектрометрия. Получены следующие основные выводы. Сидерит в ооидовых железняках имеет две основные разновидности, которые различаются морфологией, химическим и изотопным составом, флюидными включениями вследствие различных источников углерода и условий концентрирования. Сидерит первой разновидности образуется за счет мобилизации метановых флюидов гидротермальной природы. Сидерит второй разновидности - за счёт карбонатообразования на морском дне. Аутигенные минеральные ассоциации цемента ооидовых железняков в маломощных интервалах мощностью от 2 до 6 м маркируют смену геохимических зон от метановой через сульфидную (сульфат-метановая транзитная зона) до железистой (зона редукции железа). Слои с подобной вертикальной зональностью in situ минералов, представленной со-нахождением сидерита, филлосиликатов, гидрогётита и редких сульфидов, являются проксимальными зонами, которые указывают на периоды интенсивной разгрузки металлосодержащих флюидов.

The relevance of the research. This article presents the study of formation conditions of siderite in the environment of the marine ironstones precipitation of the Bakchar deposit. The origin of marine ironstone deposits including relationships with other mineral deposits keeps discussed scientific issue long time. The formation of siderite in the environment of an ooidal ironstone deposition is poorly understood regarding the carbon and metals sources, mobilization and transportation, as well as the conditions and kinetics of carbonate precipitation. The goal of the work was to the study the origin and evolution of siderite as the key cement mineral of ooidal ironstones to assess the factors for the geological processes of deposit formation in the example of the Cretaceous-Paleogene Bakchar deposit in Western Siberia. The methods: optical microscopy, petrographic analysis, scanning electron microscopy (SEM) with local energy dispersive analysis (EDS), microthermometric analysis, Raman spectroscopy and isotope mass spectrometry. Results. Siderite in ooidal ironstones can be of two main variations that differ in morphology, chemical and isotopic composition, fluid inclusions due to different carbon sources and precipitation conditions. The first variety of siderite is formed due to the mobilization of hydrothermal methane fluids. The second one reflects the carbonate formation on the seabed. The authigenic mineral associations of cement in ironstones at thin intervals (from 2 to 6 m in thickness) mark the change of geochemical zones from methane through sulfide (sulphatemethane transition zone) to ferruginous (iron reduction zone). Layers with similar vertical zonation of in situ minerals, represented by the co-occurrence of siderite, phyllosilicates, hydrogoethite, and rare sulfides, are proximal zones that indicate periods of an intense exhalative of metal-bearing fluids.