Khaak-Sair gold-sulfide-quartz ore occurrence (Western Tuva): dating, PT parameters, fluid composition, and isotopes OF S, O and C

Autor: Kuzhuget, Renat Vasilievich, Ankusheva, Natalia Nikolaevna, Kadyr-ool, Chayana Olekoevna, Redina, Anna Andreevna, Prokopyev, Ilya Romanovich, Ponomarchuk, Anton Viktorovich
Jazyk: ruština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Известия Томского политехнического университета
Bulletin of the Tomsk Polytechnic University
Popis: Актуальность исследования обусловлена необходимостью определения возраста и условий образования золото-кварцевого рудопроявления Хаак-Саир в лиственитах, характеризующегося своеобразным минеральным составом руд, выраженным в наличии ртутистого золота, селенидов (фишессерита, науманнита, тиманнита, клаусталита) и теллуридов (гессита, теллуровисмутита и колорадоита). Цель: определение возраста, условий образования, геохимических особенностей рудоносного флюида и его источников, золото-кварцевого рудопроявления Хаак-Саир в Западной Туве. Методы. Оптические исследования руд проведены на микроскопах Olympus BX41 и ПОЛАМ П-213М. Состав минералов определен с помощью сканирующего электронного микроскопа MIRA 3 LMU с ЭДС Oxford Instruments Nanoanalysis Ltd. Температуры, солевой состав, концентрации солей и давление при минералообразовании получены по индивидуальным флюидным включениям с использованием термокамеры Linkam TMS-600 и оптического микроскопа Olympus BX 51; газовый состав флюидных включений определен на рамановском спектрометре Ramanor U-1000 с детектором Horiba DU420E-OE-323, лазер Millennia Pro (Spectra-Physics); валовый газовый состав флюида диагностирован на газовом хроматографе Agilent 6890, содержания анионов в вытяжке проанализированы на жидкостном хроматографе ЦВЕТ-3000, катионы и микроэлементы - методом ICP MS (Elan-6100); соотношения δ 34S в галените определены на газовом масс-спектрометре Finnigan™ MAT Delta в режиме двойного напуска (аналитики В. Н. Реутский, М. Н. Колбасова, ИГМ СО РАН); соотношения стабильных изотопов δ 18С и δ18О в кварце и карбонатах определены на масс-спектрометрах Stable Isotope Ratio Mass Spectrometer Finnigan™ MAT 253 с пробоотборником Finnigan GasBench II и стандартами IAEA: NBS-18 И NBS-19 (аналитик А. Н. Пыряев, ИГМ СО РАН) и Isoprime с AQS (Akita Quartz Standard, аналитики Х. Каварая, О. Мацубая, Университет г. Акита), соответственно; 40Ar/39Ar датирование проведено методом ступенчатого прогрева. Результаты. Установленный 40Ar/39Ar методом возраст синрудных лиственитов рудопроявления составляет 379,4±4,4 млн лет, что соответствует позднему девону. Термометрическими исследованиями установлено, что вмещающие листвениты рудопроявления образовались при участии водного Na-K-хлоридного флюида с соленостью 3,4-6,5 мас. % NaСl-экв. и температурами не менее 325-200 °C. Золото-сульфидно-кварцевые жилы отлагались при P~0,5-0,75 кбар (~1,5-2,3 км) из углекислотно-водно-хлоридного (Na-K ± Fe) флюида, содержащего CH4 с концентрациями солей 4,5-37,4 мас. % NaСl-экв. при снижении температур от 320 до 120 °C (I рудная стадия - 310-200 °С, II рудная стадия - 320-120 °С) и вариациях f O2, f S2, f Se2 и f Te2, которые обусловили разнообразие минеральных форм Au, Ag и Hg. Величины [delta]34S галенита изменяются от -0,6 до - 0,4 ‰, а вычисленные значения [delta]34SH2S флюида I рудной стадии находятся в интервале +1,5...+2,1 ‰ (T=280-210 °C), II рудной стадии - +1,6...+2,6 ‰ (T=290-190 °C), что свидетельствует о магматическом происхождении серы. Значения [delta]18О в кварце рудных жил изменяются от 17,0 до 17,4 ‰, доломите - +17,4...+17,8 ‰, кальците - +16,5 ‰, рассчитанные значения [delta]18ОH2S флюида I рудной стадии находятся в интервале +8,1...+5,7 ‰ (T=250-210 °C), II рудной стадии - +6,7...-2,2 ‰ (T=230-120 °C) позволили предположить, что на ранних стадиях рудообразующего процесса флюид имел магматическое происхождение, а на поздних смешивался с метеорными водами. Величины [delta]13C в доломите I рудной стадии варьируют от -0,4 до -0,7 ‰; в кальците II рудной стадии - -0,3 ‰, а рассчитанные значения [delta] 13C во флюиде находятся в интервале -1,2...+0,1 ‰ (T=250-210 °C) и -3,3...+0,5 ‰ (T=230-120 °C), соответственно. Это предполагает поступление углерода из гранитоидных магм и/или заимствование его из вмещающих пород. Состав флюида трансформировался от ранних стадий к поздним от углекислотно-водно-хлоридного до водно-хлоридного с уменьшением концентраций хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов (от 37,4 до 4 мас. % NaCl-экв.). The relevance of the research is caused by the need to determine the age and fluid regime of formation of Khaak-Sair gold-sulfide-quartz ore occurrence in listwanites, characterized by a peculiar ore mineral composition, expressed in the presence of mercurial gold, selenides (fichesserite, naumannite, timannite, claustallite) and tellurides (hessite, Te-bismuthite and coloradoite). The research is aimed to date and examine PT ore-bearing fluid parameters and geochemical peculiarities, and the fluid sources of Khaak-Sair gold-sulfide-quartz ore occurrence in Western Tuva. Methods. 40Ar/39Ar dating was carried out by the method of step heating. The optical studies of ores were performed on Olympus BX41 and P-213M optical microscopes. The mineral composition was detected using MIRA 3 LMU scanning electron microscope with EDU of Oxford Instruments Nanoanalysis Ltd. The temperatures, salt composition, salinities and fluid pressures were obtained from individual fluid inclusions using Linkam TMS-600 stage equipped with Olympus BX 51 optical microscope; the volatile composition of fluid inclusions was examined on Ramanor U-1000 spectrometer with the Horiba DU420E-OE-323 detector, Millennia Pro laser (Spectra-Physics); the bulk volatile composition of the fluid was determined on the Agilent 6890 gas chromatograph, the anions in the water extraction was estimated on the CVET-3000 ion chromatograph, the cation and trace elements were detected by ICP MS (Elan-6100); the sulfur isotope ratios in galena were calculated on Finnigan MAT Delta gas mass-spectrometer in double-entry mode (analysts V. N. Reutsky and M.N. Kolbasova, IGM SB RAS); [delta]18С and [delta]18О isotopic ratios in quartz and carbonates were examined on Stable Isotope Ratio Mass Spectrometer Finnigan™ MAT 253 with Finnigan GasBench II sampler and IAEA standards: NBS-18 and NBS-19 (analyst M. N. Pyryaev, IGM SB RAS) and Isoprime with AQS (Akita Quartz Standard, analysts H. Kavarai, O. Matsubaya, University of Akita), respectively. Results. The 40Ar/39Ar dating of synore listwanites is shown 379,4±4,4 million years that corresponds to the Late Devonian. We identified that the ore hosted listwanites were formed due to aqueous Na-K-chloride fluid with salinity of 3,4-6,5 wt. % NaCl eqv and temperatures at least 325-200 °C. Gold-sulfide-quartz veins were formed at P~0,5-0,75 kbar (~1,5-2,3 km) due to CO2-water chloride (Na-K±Fe) fluid containing CH4 with salinity ranged between 4,5 and 37,4 wt. % NaCl eqv. and temperatures from 320 up to 120 °C (I ore substage - 310-200 °С and II ore substage - 320-120 °С), and with fO2, fS2, fSe2 and fTe2 variations that have contributed to the diversity of Au, Ag and Hg mineral forms. The values of δ34S from galena vary from -0,6 to -0,4 ‰, and the calculated values of δ34SH2S of I ore substage fluid vary from +1,5 to +2,1 ‰ (for T=280-210 °C), and II ore substage fluid - +1,6...+2,6 ‰ (for T=290-190 °C), which indicates the magmatic origin of sulfur. Values of [delta]18О in quartz from ore veins vary from 17,0 to 17,4 ‰, dolomite - +17,4...+17,8 ‰, calcite - +16,5 ‰, and calculated values of [delta]18ОH2S of I ore substage fluid vary from +8,1 to +5,7 ‰ (for T=250-210 °C), and II ore substage - +6,7 ‰. ...-2,2 ‰ (for T=230-120 °C) suggested that in the early stages of the ore-forming process fluid was of magmatic origin, and in later stages it was mixed with meteoric waters. The values of δ13C in dolomite of I ore substage vary from -0,4 to -0,7 ‰; calcite of II ore substage - -0,3 ‰, and the calculated values of [delta]13C in the fluid vary from -1,2 to +0,1 ‰ (for T=250-210 °C) and from -3,3 to +0,5 ‰ (for T=230-120 °C), respectively. This presupposes carbon inflow from granitoid magmas and/or its borrowing from host rocks. The composition of the fluid was transformed from early to late substages from carbon dioxide to water chloride with a decrease in chloride amounts of alkali and alkaliearth metals (from 37,4 to 4 wt. % NaCl eqv).
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: