Изотопная геохимия и геохронология золоторудной минерализации в архейских и палеопротерозойских комплексах Карелии

Глава III. Золоторудные проявления PR Свекофенского блока.

Свекофенский блок расположен в западной части Балтийского щита и по большей части представлен на финской и шведской территории. Свекофенская эпоха развития области в целом характеризуется несколькими этапами рудогенеза, в результате которых были сформированы разные по генезису и масштабам, в том числе и весьма крупные, месторождения и рудопроявления золота. Систематизировав большое количество фактических и литературных данных, В.И. Иващенко (2007) выделил основные генетические типы золоторудной минерализации Свекофенского складчатого пояса: 1-орогенный мезотермальный; 2-порфировый (intrusion-related); 3-колчеданный; 4-эпитермальный. Из отмеченного разнообразия типов золоторудных объектов, на российской территории известны лишь рудопроявления орогенного мезотермального типа. Их всего три: Алатту, Янис и Пякюля.

Генезис рудопроявлений типа Пякюля является на сегодня дискуссионным - главная роль в их формировании отводится как свекофенскому гранитоидному магматизму (Конопелько и др., 1999; Волков и др., 2007), так и метаморфно-метасоматическим процессам в тектонических сдвиговых зонах, либо их последовательному воздействию (Иващенко, 2007). Для решения этой задачи необходимо привлечение данных изотопного датирования рудных тел и рудовмещающих пород, однако как для карельских, так и для финских месторождений-аналогов изотопно-геохронологические исследования проводились только для рудовмещающих гранитоидов (http://www.gsf.fi/explor/).

3.1 Рудопроявление Пякюля располагается в юго-восточной части Балтийского щита, в зоне сочленения архейского Карельского кратона и палеопротерозойского Свекофенского складчатого пояса (рис. 1).

Вмещающими породами рудопроявления являются посторогенные гранитоиды тоналитового состава, внедрившиеся в терригенные метаосадки ладожской серии. Массив тоналитов образует крутопадающую линзу размером 150 на 500 м с С-В ориентировкой вытянутой оси. Возраст тоналитового массива определен по данным U-Pb датирования цирконов - 1874±13 млн. лет (Konopelko et al., 2005). Тоналиты массива Пякюля секутся многочисленными кварц-сульфидными жилами единой С-В ориентировки (10-40^o). Внедрение этих жил происходило по системе сдвиговых трещин. Мощность рудных кварц-сульфидных жил составляет от 1-3 см до 50 см. Формирование рудоносных жил сопровождалось березитизацией рудовмещающих тоналитов, степень метасоматических преобразований которых возрастает по мере приближения к собственно рудным кварцевым жилам. Рудные зоны, как правило, имеют симметричное строение: центральные сульфидные жилы обрамляются с двух сторон зонами березитов, сменяющихся сильно- и слабо березитизированными тоналитами. Собственно березиты на 90% сложены кварц+серицитовым агрегатом ±карбонат±пирит.

При березитизации гранитоидов устанавливается изменение концентраций практически всех элементов. Березиты резко обогащены К₂О, Rb и обеднены Fe₂О₃, CaO, Na₂O, Sr по сравнению с исходными тоналитами. Кроме того, в березитах наблюдается контрастное увеличение концентраций элементов рудного процесса (Au, S, As, Sb, Zn, Pb, Cu и др.), которое может достигать нескольких порядков. Общей геохимической характеристикой всех рудных зон является резкое повышение концентраций Pb, Zn, Cu, Ag, Au, As, Sb и S (табл. 2, см. разворот) по сравнению с околорудными березитами. Минерально-геохимический состав околорудных березитов, кварцевых и сульфидно-кварцевых жил довольно разнообразен и варьирует в разных частях массива. Золото свободное, представлено в виде электрума (табл. 2).

Основываясь на данных петрографического и геохимического анализа имеющейся коллекции образцов, для Rb-Sr изотопных исследований были выбраны 5 образцов рудовмещающих гранитоидов, 6 проб околорудных березитов, а также образец, отобранный из сульфидно-кварцевой золотоносной жилы. Кроме того, изучались мономинеральные фракции, выделенные из средне березитизированного тоналита. Точки всех изученных образцов рудовмещающих гранитоидов, отобранных из разных частей массива, определяют изохрону с возрастом 1872±97 млн. лет, (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)₀ = 0.70280±0.00025, СКВО=0.4. Большая погрешность возраста связана с незначительными вариациями ⁸⁷Rb/⁸⁶Sr отношений в тоналитах (от 0.128 до 0.245), тем не менее, полученный Rb-Sr возраст отвечает времени внедрения тоналитового массива Пякюля, установленному по результатам U-Pb датирования цирконов (1874±13 млн. лет).

Точки образцов березитов и образца кварц-сульфидной жилы, отобранных в пересечении основной золотоносной рудной зоны, а также точка образца березита из северной части массива вместе с точками гранитоидов дают изохрону с возрастом 1857±34 млн. лет, (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)₀ = 0.70288±0.00027, СКВО = 4.4. Кроме того, на эту же изохрону ложатся точки мономинеральных фракций средне березитизированного тоналита, из пробы которого были выделены плагиоклаз и метасоматический актинолит (рис. 2).

Полученные результаты изотопных исследований позволяют утверждать, что процессы метасоматических преобразований, сопровождающие формирование золоторудной минерализации, на участке Пякюля не были существенно оторваны во времени от внедрения рудовмещающих тоналитов.

Таблица 2. Итоговая таблица основных результатов, полученных в работе
Золоторудные объекты в AR Карельском блоке
Название	Вмещающие породы	Околорудные изменения (+пирит)	Контроль оруденения	Рудоносные тела	Т-Р параметры рудного процесса	Рудная геохимия (даны максимальные концентрации) *(-) - элемент в пробах не определялся	Рудная минералогия		Формационный тип	Rb-Sr данные ** - погрешность первичного изотопного состава Sr относится к двум последним цифрам
							главные	второстепенные
Таловейс	Метавулканиты (~ 2.8 млрд. лет) и гранитоиды (2715±5 млн. лет, U-Pb по цирконам)	Березиты (кварц+серицит ±карбонат)	Сдвиговые зоны субмеридио- нальные	Кварцевые и сульфидно-кварцевые жилы	347oС, 2.4-2.3 кбар (гомогенезация г.ж.в) 250-196 oС (гомогенезация вторичных г.ж.в) (Алексеев и др., 2008)	Au =12 (г/т) Ag = 3.71 (г/т) W = 7.3 (г/т) Mo = 1.7 (г/т) Sb = 4.7 (г/т) As = 13 (г/т) Cu = 34 (г/т) Zn = 77 (г/т) Pb = 215 (г/т)	Пирит	Au, галенит, сфалерит, шеелит, пирротин, халькопирит	Золото-кварцевый	1717±27 млн. лет (87Sr/86Sr)0= 0.71074±12** СКВО=1.1
Педролампи	Метавулканиты (2876±5; 2859±15 млн. лет U-Pb по цирконам) и метаосадки РR	Березиты (кварц±турмалин +хлорит+серицит ±карбонаты)	Сдвиговая зона субмеридио- нальная	Метасоматиты березитового состава	366-240oС (гомогенезация г.ж.в) 215-185 oС (гомогенезация г.ж.в)	Au = 8.9 (г/т) Ag =13.2 (г/т) W = 220 (г/т) Mo = 0.9 (г/т) Sb = 29.5(г/т) As = 47.7(г/т) Cu = 24 (г/т) Zn = 122(г/т) Pb = 6 (г/т)	Пирит (c Au)	Халькопирит, сфалерит	Золото-кварцевый	1717±9.6 млн. лет (87Sr/86Sr)0= 0.709834±21 СКВО=0.22
Фаддейн-Келья	Калиевые граниты (AR)	Березиты (кварц+серицит +карбонат)	Сдвиговая зона субмеридио-нальная	Кварц-сульфидные жилы; березиты	Не изучалось	Au =0.06 (г/т) Ag = 23 (г/т) W = (-)* Mo = 29 (г/т) Sb = 5.4 (г/т) As = 23 (г/т) Cu = (-) Zn = 230 (г/т) Pb = (-)	Халькопирит, борнит, халькзин	Малахит, ковелин, сфалерит, галенит, Cu, Au, пирит, магнетит	Золото-полиметал- лический	1726±9 млн. лет (87Sr/86Sr)0= 0.71185±37 СКВО=0.5
Ялонваара, Хатуной	Метавулканиты (~2750 млн. лет) и гранитоиды (2748-2724 млн. лет, U-Pb по цирконам)	Пропилиты (эпидот+биотит +альбит+кварц +хлорит)	Сдвиговые зоны субмеридио- нальные	Кварц-сульфидные жилы	Не изучалось	Au =3 (г/т) Ag = 168 (г/т) W = 0.1% Mo = 0.5% Sb = 47 (г/т) As = 35 (г/т) Cu = 0.2% Zn = 530 (г/т) Pb = 601 (г/т)	Молибденит молебдошеелит, халькопирит	Аu, галенит, сфалерит, пирит	Золото-сульфидно-кварцевый	1745±15 млн. лет (87Sr/86Sr)0= 0.71165±23 СКВО=0.51 1716±95 млн. лет (87Sr/86Sr)0= 0.7171±37 СКВО=5.5
Хаутоваара (Центральное)	Гранитоиды (2743±8 млн. лет, U-Pb по цирконам)	Березитоиды (кварц+серицит +биотит ±хлорит ±карбонат)	Сдвиговая зона (?) субмеридио-нальная	Кварц-сульфидные жилы	Не изучалось	Au =37 (г/т) Ag = 4.2 (г/т) W = (-) Mo = 27 (г/т) Sb = 1.0 (г/т) As = 35 (г/т) Cu = (-) Zn = 21 (г/т) Pb = (-)	Пирит	Аu, пирротин, халькопирит	Золото-кварцевый	1727±58 млн. лет (87Sr/86Sr)0= 0.7283±23 СКВО=0.99
Золоторудные объекты в РR Свекофенском блоке
Пякюля	Гранитоиды (1874±11 млн. лет, U-Pb по цирконам)	Березиты (кварц+серицит +карбонат ±актинолит)	Сдвиговые зоны субмеридио- нальные	Кварцевые и сульфидно-кварцевые жилы; рудносные березиты	Не изучалось	Au =18 (г/т) Ag = 220 (г/т) W = 6.5 (г/т) Mo = 211 (г/т) Sb = 0.6 % As = 5.3 % Cu = 0.15% Zn = 1.9% Pb = 1.7%	Пирит, арсенопирит, буланжерит, антимонит	Электрум, марказит, сфалерит, галенит, фрейбергит, гудмундит, сурьма, халькопирит	Золото-мышьяко-вистый	1857±34 млн. лет (87Sr/86Sr)0= 0.70288±27 СКВО=4.4

Вероятно, рудные процессы на данном участке были связаны с постмагматической стадией становления гранитоидов.

Первичный изотопный состав стронция гранитоидов, определяемый полученной по ним изохроной, имеет довольно низкое значение (0.7028), при этом получение изохроны свидетельствует об однородности начальных изотопных составов стронция в гранитоидах массива. Березиты рудопроявления Пякюля также имеют довольно низкие значения (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_t=1857 - 0.7022-0.7034. Эти вариации первичных изотопных составов Sr метасоматитов близки к начальным изотопным составам Sr гранитоидов. Если бы между внедрением гранитоидов и рудно-метасоматическими процессами прошло достаточное время, то высокорубидиевые фазы вмещающих тоналитов (например, биотит или калиевый полевой шпат) успели бы накопить достаточное количество радиогенной добавки ⁸⁷Sr, что могло бы приводить к поступлению во флюидную фазу стронция с довольно высоким значением ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr. Такие радиогенные составы стронция в рудно-гидротермальных растворах должны были зафиксироваться в образцах метасоматитов в целом, а также в новых минеральных фазах, формирующихся при воздействии флюида, например, метасоматическом актинолите. Однако (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_o изученных актинолитов аналогичен первичным составам гранитоидов - 0.7028. Вероятно, именно гомогенность начальных изотопных составов стронция рудовмещающих гранитоидов и короткий интервал времени между внедрением гранитоидов и метасоматическими процессами позволили получить изохронную зависимость по образцам метасоматитов в целом, хотя в процессе березитизации была установлена подвижность Rb и Sr. Кроме того, полученные результаты свидетельствуют о том, что при формировании метасоматитов стронций, вероятно, заимствовался непосредственно из рудовмещающих тоналитов.