CC BY
15
10 Дубянский А А Ископаемый карст среди верхнемеловых отложений // Бюл МОИП Отд геол 1937 Т XV, вып 4 С 297-323
11 Кисляков Я М, Щеточкин В Н Гидрогенное рудооб-разование М , 2000
12 Колотое Б А Гидрогеохимия Ъа, Аи, Т| в зоне гипергенеза рудных районов М, 1997
13 Лисицын А П Эндогенные вещества, рудообразова-ние и гидротермы дна океана // Вулканогенно-осадочное рудообразование СПб, 1992 С 123—128
14 Муравьев В И, Цеховский Ю Г, Каледа КГ, Бабушкин ДА Минеральные парагенезы и генезис пород хоперского горизонта (палеоцен, Восточно-Европейская платформа) // Бюл МОИП Отд геол 1996 Т 71, вып 6 С 79-95
15 Общая химия / Ред Е М Соколовская, Л С Гузей М , 1989
16 Перельман А И Геохимия эпигенетических процессов М , 1968
17 Платонов НX Геологическое строение Хоперского района М , 1958
18 Семенов В П Палеоген Воронежской антеклизы Воронеж, 1965
19 Соловов А П Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых М , 1985
20 Страхов Н М Железорудные фации и их аналоги в истории Земли М , 1947
21 Фролов В Т Определение выветривания и генетические типы подводного элювия // Новое в современной литологии М , 1981 С 14—18
22 Фролов В Т Был ли вулканизм на Русской плите в кайнозое9 // Бюл МОИП Отд геол 1996 Т 71, вып 6 С 95-99
23 Холодов В Н Осадочный рудогенез и металлогения ванадия М, 1973
24 Холодов В Н, Реймов М Р К проблеме происхождения железисто-кремнистых трубоподобных тел в Приаралье // Литология и полезные ископаемые 1996 № 5 С 476—492
25 Шамрай ИА, Орехов С Я, Кохановский ПП Осадочные мел-палеогеновые цеолиты юга Русской платформы и их гипергенные изменения // Минералого-петрографи-ческие и геохимические исследования на Северном Кавказе и в Донбассе Ростов, 1972 С 10—19
26 Штеренберг Л Е, Васильева В Г Самородные металлы и интерметаллические соединения в осадках северо-восточной части Тихого океана // Литология и полезные ископаемые 1979 №2 С 195-205
Поступила в редакцию 10 02 2004
УДК 553 2 553 41
H.H. Шатагин, С.Х. Тека
ФЛЮИДНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ В КВАРЦЕ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЛЕГАДЕМБИ И САКАРО (ЮЖНАЯ ЭФИОПИЯ)
Кварц-золоторудные месторождения Легадемби и Сакаро расположены среди метаморфических пород Арабско-Нубийского щита на юге Эфиопии Эти породы слагают узкую ленту внутри Мозамбик-ского пояса гнейсов и представляют собой остатки офиолитов островных дуг, сформировавшихся в течение неопротерозойского вилсоновского цикла Горные породы метаморфизованы до уровня высоких ступеней зеленых сланцев — низких ступеней амфи-болитовых фаций, позже они подверглись ретроградному метаморфизму зеленосланцевых фаций и тектоническим деформациям
Упрощенный разрез месторождения Легадемби снизу вверх узловатые гранитогнейсы, кварц-серици-товые сланцы, тальк-тремолит-актинолитовые сланцы, кварц-биотит-актинолит-тальковые сланцы, гра-фитизированные кварцево-слюдистые сланцы, амфиболиты Кварцевые жилы и зоны окварцевания в основном сосредоточены в толще кварц-биотит-актино-лит-тальковых пород Простирание рудоносной зоны север-северо-западное Кварцевые жилы, как и все остальные метаморфические образования, падают на запад-юго-запад под углами 60—65°
На месторождении Сакаро, расположенном в 5 км к югу от месторождения Легадемби, кварцевые жилы и линзы метаморфических пород имеют субмеридиональное простирание и углы падения от 60 до 70° в западных румбах Здесь главную роль в разрезе играют метаосадочные породы, графит-мусковитовые и актинолитовые сланцы и амфиболиты
Мы изучали флюидные включения в кварце из обоих золоторудных месторождений Легадемби и Сакаро Сразу же отметим, что по зернистости кварца, деформированное™ его зерен, набору включений, их фазовому составу и морфологии включений оба месторождения можно рассматривать как две части единого целого Их отличия столь несущественны, что включения из обоих месторождений описываются вместе
Для флюидных включений обоих месторождений характерны следующие признаки большую роль играет углекислота, морфологическое разнообразие, широко присутствуют природно декрепитировавшие включения Нами выделяется 5 основных типов включений, три из них делятся на подтипы — разновидности
ЦН.О)
ЦС02)
Тип I. Первичные, жидкие углекис-лотные включения
Это первичные включения, формировавшиеся, по классификации Н П Ермакова [1—3, 6], в плоскостях граней роста кварца Естественным образом выделяются две „ , „
Рис 1 Включение жилкой углекислоты — разновидности таких цсо2) - с небольшим количеством включений чисто воды — L(H20)
жидкие включения
С02 и включения жидкой С02 с одной или несколькими твердыми фазами
Тип 1а Включения жидкой углекислоты Эти включения имеют овальную, слегка вытянутую форму (напоминают бобы) Их размер по длинной оси варьирует в пределах 10—30 мкм Встречаются чисто углекислотные включения, но чаще всего, присмотревшись, можно увидеть тоненькую каемочку воды (рис 1) На С02 обычно приходится 90—95% объема включения Температура гомогенизации не установлена, так как включения взрываются до исчезновения фазовой границы
Тип 16 Комбинированные включения кристаллы минералов + жидкая С02 Этот тип включений вообще не упоминается нашими предшественниками [7, 10], хотя эти включения необычайно важны для расшифровки генезиса кварцевых жил Включения представляют собой комбинацию одного или нескольких кристаллов с углекислотным жидким включением (рис 2) Общий размер включения определяется размерами кристаллов минералов и достигает 50— 70 мкм Капля жидкой С02 почти всегда в несколько раз меньше кристалла минерала Ясно, что такой большой кристалл (по сравнению с каплей) не мог вырасти из флюидного включения, которое в несколько раз меньше
Самым распространенным минералом в описываемых составных включениях (90% случаев) являются амфиболы ряда тремолит—актинолит Они встречаются в виде удлиненных пластинок или листочков, бесцветных или слегка окрашенных в зеленоватый цвет, с углом погасания в скрещенных николях 17— 25° Реже встречаются листочки хлорита или лейсты альбита Изредка можно обнаружить ромбоэдры кальцита или кубики галита Довольно часто в кварц от включения отходят иголочки рутила
Вслед за Н П Ермаковым [2] такие чужеродные включения мы относим к типу "присыпок" Скорее всего они образовались путем оседания актинолита, тремолита и ассоциирующих с ними минералов на грани роста кварца Оседая, пластинки минералов захватывали прилипавшие к ним капли С02 Жидкие включения углекислоты — это то, что объединяет включения подтипов 1а и 16 Количество жидкой С02 резко преобладает над количеством воды Вода обнаруживается во включении в виде тонких пленок и
L(H„0)
L(CO„)
S(Act)
S(Act) ХДН20)
Рис 2 Комбинированное включение несколько пластинок актинолита S(Act) + капля жидкой углекислоты L(C02)
каемок, она занимает не более 10% объема флюидной *1асти включения
Не достигая при нагреве температуры гомогенизации, включения разгерметизируются Такая декре-питация происходит при температуре от 200 до 300°С, как и в подтипе 1а
Тип II. Первичные, двухфазовые углекислотно-водные включения Этот тип включений очень похож на подтип 1а Включения также продолговатые, овальные, но по размеру чуть мельче — размеры редких включении превышают 20 мкм в длину Главное отличие второго типа включений состоит в том, что в них резко увеличивается объемная доля воды, т е воды и жидкой углекислоты во включении оказывается примерно поровну — от 40 до 60% (рис 3) Иногда появляется газовый пузырек, доля которого не превышает 10% Температура гомогенизации включения, если ее удается достичь без его разгерметизации, варьирует от 325 до 390°С при средней температуре около 350°С
Тип III. Трехфазовые углекислотно-водные включения. Тип Ша Овальные трехфазовые включения Эти включения похожи на включения предыдущего типа, отличаясь от них обязательным присутствием газового пузырька и его большей объемной долей Усредненная формула этих включений такова жидкая вода (30—40%) + жидкая углекислота (30—40%) + углекислый газ (30—40%) Температура полной гомогенизации включений изменяется в прею м\ 300—350°С средняя 320°С
L(H20)
Рис
3 Двухфазовое углекислотно-водное включение L(C02)—L(H20)
18 ВМУ, геология, № 2
0(С02)
Ь(Н20)
Рис 4 Трехфазовое >глекиспотно-водное включение с отрицательной кристаллографической огранкой ЦН20) — жидкая вода, ЦС02) — жидкая углекислота, С(Н20) — углекислота в виде газа
Тип Шб Трехфазовые включения с отрицательной огранкой Эти включения также состоят из 3 фаз жидкая вода (30—40%) + жидкая углекислота (30—40%) + углекислый газ (20—30%) Размер включений (15— 25 мкм) и соотношение фаз такое же, как и у предыдущего подтипа Единственное, что отличает эти включения, — они имеют отрицательную кристаллографическую огранку (рис 4)
Тип IV. Природно-декрепитировавшие включения Для метаморфических образований характерно наличие растрескавшихся, взорвавшихся включений Они взрываются от избыточного давления внутри включений по мере снижения внешнего давления при подъеме горных пород к дневной поверхности Отметим, что Д Толесса [10] упомянул об этих включениях, но не придал им большого значения
Тип 1Уа Кластеры декрепитации флюидных включений В природе горная порода находится под всесторонним давлением, поэтому избыточное давление во флюидном включении лишь приоткрывает микротрещину, которая не обязательно достигает границы зерна Объем трещины будет возрастать до тех пор, пока давление внутри трещины не сравняется с гидростатическим давлением С этого момента трещина начнет залечиваться с образованием новых флюидных включений [5] Резкое вскрытие ранних включений, сопровождаемое залечиванием зерна вокруг лопнувшего включения, приводит к формированию трехмерных фигур, так называемых кластеров декрепитации, напоминающих, по мнению М Крофорда и Л Хол-листера [4], вспышку сверхновой звезды
Действительно, картина взрыва включения (рис 5) сравнима со вспышкой сверхновой Интересно, что после взрыва образуются дочерние включения с самым разным фазовым составом Так, на рис 5 цифрами помечены следующие разновидности включений жидкие, водные (Жв), газово-водные (Жв+Гв), жидкие, водно-углекислотные (Жв+Жу), трехфазовые газово-жидкие (Жв+Жу+Гу) со сравнительно большим пузырьком, трехфазовые с маленьким "бегающим" пузырьком (Жв+Жу+Г ), где газа обычно меньше 10% Таким образом, большое разнообразие включений в кварце на месторождениях Легадемби и Сакаро и нахождение рядом включений с разными фазовыми соотношениями объясняются несколькими генерациями флюидных включений, появившихся в результате нескольких эпизодов растрескивания включений Тип 1Уб Включения " оскольчатой" формы Сразу после взрыва для материнского взорвавшегося вклю-
Рис 5 Кластер декрепитации — материнское взорвавшееся включение в окружении мелких дочерних включении Цифрами обозначены следующие разновидности включений 1 — однофазовое жидкое водное включение, 2 — двухфазовое газово-жидкое водное включение, 3 — двухфазовое жидкое включение жидкая Н20 + жидкая С02, 4 — трехфазовые газово-жидкие включения жидкая Н20 + жидкая С02 + газовая С02 (до 40%), 5 — трехфазовые газово-жидкие включения с "бегающим" газовым пузырьком жидкая Н20 + жидкая С02 + газовая
С02 (< 10%)
Рис 6 Трехфазовые включения оскольчатой формы Обозначения см на рис 4
чения характерна сложная, лапчатая форма Более мелкие дочерние включения отличаются оскольчаты-ми и серповидными формами (рис 6) Увидеть кластер декрепитации в полном виде "взрыва сверхновой" — большое везение для наблюдателя, так как трещина, вмещающая "созвездие", должна оказаться точно перпендикулярной оптической оси микроскопа При любом наклоне плоскости трещины по нескольким включениям очень сложно увидеть, что это кластер Включения оскольчатой, серповидной или другой остроугольной формы свидетельствуют о том, что они, возможно, входят в какой-то кластер декрепитации Кроме того, "острые углы" показывают, что включение молодое и все углы еще не успели скруг-литься
Тип 1Ув Включения с вытянутыми "хвостиками" и "клювиками" Более ранние включения достаточно быстро округляются, но у многих из них остаются своеобразные "хвостики" и "клювики" (рис 7) — еще не затянувшиеся "острые углы", это свидетельствует о том, что они тоже относятся ко вторичным включениям, появившимся в результате природной декрепитации крупных ранних флюидных включений
Тип У. Двухфазовые газово-водные включения. Газово-водные двухфазовые включения относятся к явным вторичным включениям, так как приурочены к заросшим трещинам и границам зерен Значительная часть этих включений, вероятно, возникла после серий взрывов ранних включений На снимке кластера декрепитации ясно видно, что часть образующихся включений относится именно к этой разновидности вакуолей
Термодинамические параметры минералообразова-
ния В результате анализа флюидных включений уста-навлена следующая последовательность их формирования однофазовые углекислотные двухфазовые
ЦН20)
Рис 7 Морфологическая разновидность трехфазового, газово-жвдкого включения с "хвостиками" и "клювиками" Обозначения см на рис 4
водно-углекислотные трехфазовые водно-углекис-лотные -ч> большая часть двухфазовых водных
Обе разновидности однофазовых углекислотных включений (жидкие, а также жидкие, слипшиеся с минералами "присыпками") относятся к ранним, сингенетичным с кварцем включениям При нагреве они не успевают гомогенизироваться и трескаются Если эту температуру декрепитации (около 200°С) условно принять за температуру гомогенизации, то по номограммам П Брауна и В Лэмба [8, 9] для плотности фазы С02, равной 1 г/см3, мы получим значение давления, которое составляет чуть меньше 2 кбар Ранним углекислотным включениям присуща одна особенность, о которой придется сказать особо они почти безводны Это удивляет не только нас, но и многих других исследователей флюидных включений в метаморфических образованиях (см об этом у М Крофорда и Л Холлистера [4]) Куда девалась вода9 Кварц мог кристаллизоваться только из воды, а ее практически нет Существует несколько объяснений этого парадокса Рассмотрим одно из них
Флюид гетерогенен, он состоит из двух несмеши-вающихся жидкостей — С02 и Н20 При росте кристаллов кварца мелкие капли несмешивающейся С02 могут прилипать к поверхности роста и захватываться кристаллом как "примесь", тогда как водная фаза, смачивающая эту поверхность, будет оставаться перед фронтом роста При параметрах метаморфизма (температура выше 200°С, давление около 2 кбар или выше) плотность С02 выше, чем у воды Несмеши-вающиеся фазы мо1ут разделяться при подъеме за счет разницы в их плотности Углекислота будет "выпадать" на растущие грани кварца как "осадок" Может быть, этим и объясняется то, что указанные фазы ассоциируют с материалом присыпок — актино-литом, тремолитом и альбитом, которые тоже выпадают на растущие поверхности под действием силы тяжести Некоторые самые крупные включения жидкой С02 испытали природную декрепитацию В отличие от каких-то других включений, которые "разлетаются вдребезги", они своеобразно теряют герметичность,
выбрасывая в сторону один или два извилистых рукава Как уже говорилось, если включение испытало природную декрепитацию, которая произошла скорее всего из-за подъема всей геологической структуры к дневной поверхности, то оно сформировалось при давлении более 1,5—2 кбар Это в определенной степени подтверждает оценку давления, полученную по номограмме [9]
Двухфазовые углекислотно-водные включения, судя по замерам температур гомогенизации (в среднем 350°С), сформировались при давлении почти 4 кбар Значит, на начальных стадиях параметры образования кварца— температура и давление — повышались А Билаи и Д Толесса [7, 10] считали, что вся кварцевая жила сформировалась на стадии ретроградного метаморфизма Данные изучения первичных ранних включений противоречат этому мнению
Только следующие включения, по ряду признаков являющиеся вторичными, образовывались на ста-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Ермаков Н П Исследования минералообразующих растворов Харьков, 1950
2 Ермаков Н П Геохимические системы включений в минералах М , 1972
3 Ермаков Н П, Долгов ЮЛ Термобарогеохимия М ,
1979
4 Крофорд МЛ, Холлистер Л С Природа метаморфических флюидов по данным изучения флюидных включений // Взаимодействие флюид — порода при метаморфизме / Под ред Дж Уолтера и Б Вуда М , 1989 С 9—48
5 Леммлейн Г Г Образование жидких включений в минерале и их применение в геологической термометрии // Геохимия 1956 № 6 С 630-642
дии снижения температуры и давления, но тогда получается, что давление снижалось быстрее, чем температура Это приводило к тому, что во включениях нарастало избыточное давление по отношению к внешнему давлению Когда оно в крупных включениях примерно в два раза превышало значение прочности кварца на разрыв (около 1,5—2 кбар), то включения растрескивались с образованием серии новых дочерних включений, адаптированных к новым термодинамическим условиям
Заключение Кварцевые жилы месторождений Легадемби и Сакаро формировались в условиях тре-молит-актинолит-тальковых ступеней амфиболито-вой фации метаморфизма Золото в кварцевых жилах, вероятно, появилось позже, на стадиях ретроградного метаморфизма зеленосланцевых фаций При этом давление снижалось опережающими темпами по сравнению с температурой
6 Реддер Э Флюидные включения в минералах В 2 т М , 1978
7 Billay A Y Gold mineralization at Lega Dembi and Sacaro in Megado Greenstone Belt Southern Ethiopia // Auflage Aachen Mainz, 1998
8 Brown PE FLINCOR A microcomputer program for the reduction and investigation of fluid-inclusion data// Amer Mineral 1989 Vol 74 P 1390-1393
9 Brown PE, Lamb WM Mixing of H20—CO, in fluid inclusions, geobarometry and frchean gold deposits // Geoch et Cosmochim Acta 1986 Vol 50 P 847—852
10 Tolessa, D The geology, geochemistry and genesis of Legadembi and Moyale gold deposits, Southern Ethiopia // Braunschweiger Geowiss 1999 Arb 23
Поступила в редакцию 13 04 2004
УДК 552 5 553 96
Е.Е. Карнюшина, H.A. Коробова, A.JI. Корзун
ЛИТОФАЦИАЛЬНЫЙ ПРОГНОЗ СТРОЕНИЯ ПРОДУКТИВНОГО ВЕРХНЕЮРСКОГО ПЛАСТА ПОТАНАЙСКОЙ НЕФТЕНОСНОЙ ПЛОЩАДИ (Западная Сибирь)
Успешные разведка и доразведка нефтегазовых месторождений, залежи которых приурочены к ли-тологическим ловушкам, связаны с прогнозом проницаемых седиментационных геологических тел Генетическая идентификация и прогноз таких объектов требуют проведения крупномасштабных исследований, основанных на изучении цикличности, текстур, вещественного состава отложений и выявлении литофаций с последующим построением се-
диментационных моделей [4] Такие исследования были проведены для продуктивного верхнеюрского пласта Ю,2 абалакской свиты на Потанайской нефтеносной площади, расположенной на северо-востоке Шаимского вала, входящего в состав Приуральской нефтегазоносной области Западно-Сибирского бассейна (рис 1)
Методика работ и интерпретация полученных результатов базировались на опыте седиментологичес-
