CC BY
18
УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ: ЭКОЛОГИЯ, ЭКОНОМИКА, СОЦИАЛЬНЫЕ ОТНОШЕНИЯ 21
Первые результаты изучения минерализованных зон и составов рудных минералов в дацитах района экструзии Фидархох
(Кельское вулканическое нагорье, Республика Южная Осетия)
А.Г. Гурбанов*, А.Я. Докучаев**,
Проведено пилотное изучение пород и минерализованных зон Кельского вулканического центра в рамках Международного проекта РФФИ № 09-05-90360 «Кельское вулканическое нагорье - эволюция, современное состояние, возможные типы катастрофических событий и потенциальная рудоносность».
Породы Кельского вулканического центра по петрохимическим показателям идентичны породам Казбекского вулканического центра и отличаются от вулканитов Эльбрус-Чегемской области. Выявленные различия обусловлены строением земной коры. В первом случае в разрезе значительную роль играют осадочные образования Те-тиса, во втором - гранитно-метаморфические породы СФЗ Главного хребта Большого Кавказа.
По данным рентгено-флюоресцентного анализа (РФА), проведено сравнение третичных вулканитов Южной Осетии, пород Кельского и Казбекского вулканических районов (ККВР). Установлено, что третичные вулканиты, развитые в междуречье рек Большой и Малой Лиахвы, представлены базальтами нормальной щелочности и тра-хиандезибазальтами.
В исследованной нами части Кельского вулканического района присутствуют андезиты, да-циты и плагиориодациты, в Казбекском вулкани-ческогом центре - андезиты и дациты. Все породы, за исключением третичных трахиандези-базальтов, являются нормально- и низкощелочными вулканическими породами (содержание калия в них не превышает 2 %, за исключением трахиандезитов - 2,5 %).
Субвулканические дациты вулкана Фидархох содержат значительное количество резургентно-го материала (микроксенолиты, ксенокристы граната), вынесенного с глубоких коровых горизонтов.
В.М. Газеев***, А.Б. Лексин****
Проведено сравнение пород Кельского и Казбекского вулканических центров с породами Эльбрус-Чегемской вулканической области (ЭЧВО) Большого Кавказа. Вулканиты ЭЧВО представлены нормально- и умеренно-щелочными высококальциевыми риолитами, трахириолитами, дацитами и латитами. Туфы, развитые в пределах этой области, соответствуют андезидацитам.
Установлено, что породы ЭЧВО и ККВР, сформированные в близком временном интервале, но расположенные в разных структурно-формационных зонах Большого Кавказа, имеют незначительные, но устойчивые различия. Так, например, при сравнении близких по составу пород, имеющих существенную коровую компоненту (средние и кислые породы), определено, что содержания К2О и Rb заметно различаются. В породах ККВР К2О<2,1 %, Rb<74, в то время как в породах ЭЧВО К2О>3,49 %, Rb>144. Этот критерий можно использовать при разработке схемы датирования
Рис. 1. Игольчатые кристаллы ильменита (белое) и зональный кристалл плагиоклаза (справа, серое) в дацитовом порфирите (обр. 300-2)
* Гурбанов А.Г.- к.г.-м.н., в.н.с. Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМРАН).
** ДокучаевА.Я.-к.г.-м.н., с.н.с. ИГЕМРАН.
*** Газеев В.М.- к.г.-м.н., н.с. ИГЕМ РАН.
****Лексин А.Б. - м.н.с. ИГЕМ РАН.
22
УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ: ЭКОЛОГИЯ, ЭКОНОМИКА, СОЦИАЛЬНЫЕ ОТНОШЕНИЯ
осадочных толщ в Предкавказье и Закавказье по туфовым горизонтам.
Установлены проявления тонкодисперсной рудной минерализации в кислых субвулканических телах и зоны тектонического дробления, наложенные на дацитовые лавовые потоки с проявлениями медной минерализации. Установлены проявления древней фумарольной деятельности (самородной серы).
На территории Южной Осетии распространены продукты анде-зито-дацитового вулканизма, относимого к заключительному нео-плейстоцен-голоценовому этапу. В это время на Большом Кавказе действовали вулканы Эльбрус, Казбек, Кабарджин, а в районе Кельского нагорья возник целый ряд вулканов - Шархох, Восточный Хорисар, Большой и Малый Непискало, Шадилхох. Северо-восточнее Кельского плато сформировались вулканогенные толщи Джавы.
В связи с вулканическими постройками Большого Кавказа известно оруденение медно-молибден-порфирового типа (на глубоких уровняхэрозионного среза - Сан-гутидон) [5; 4]. На субвулканичес-ком уровне известны золото-полиметаллическая и сурьмяно-висмутовая минерализации (Сангутидон, Верхнечегемская кальдера). На уровне развития вулканитов известна эпитермальная рудная минерализация (РЬ, Zn) и геохимические аномалии Zn, РЬ, Ав, Мо, ЭЬ и, Сэ (Верхнечегемская кальдера, Эльбрус) [1; 2; 3]. Вулканиты Джавского и Кельского вулканических центров, потенциальная рудоносность которых еще не оценивалась, могут быть перспективными на обнаружение подобной минерализации.
В истоках реки Эрмани, юго-западнее вулкана Фидархох, выявлена зона разлома (мощностью до 50 м, протяженностью до 0,7-1 км), в пределах которой отдельными полосами (шириной 2-3 м) в брекчи-рованных дацитах наблюдается ожелезнение, появляются налеты самородной серы и медной зелени. РФА-анализом установлено,
Результаты определения составов рудных минералов в дацитах Кельского вулканического нагорья (экструзия Фидархох)
Обр. 300-9, Точка анализа 29 - Пирротин (фото 2а)
Элемент Весовой % Атомный % Формула
Э 37,79 52,67
Ре 59,15 47,33
Сумма 96,94 Рео.до Э
Обр. 300-7. Точка анализа 30 - Нукундамит (фото 26)
Элемент Весовой % Атомный % Формула
3 34,54 50,43
Са 0,12 0,114
Ре 39,14 32,81
Со 0,38 0,3
N1 2,45 1,95
Си 19,51 14,37
Сумма 96,14 СЫо,57 Ре-1,30 СОо,0| N10.08 Эг
(Си, Ре)4 Э4
Обр. 300-7. Точка анализа 31 - ЫьСо-пирротин (фото 2в)
Элемент Весовой % Атомный % Формула
Э 38,53 53,05
Ре 58,37 46,13
Со 0,33 0,25
N1 0,76 0,57
Сумма 98 Рео:87 СО0,01 N10,01 Э
Обр. 300-9. Точка анализа 32 - М-Дэ-пирротин (фото 2г)
Элемент Весовой % Атомный % Формула
Б 37,25 51,45
Ре 60,4 47,9
N1 0,45 0,34
Аэ 0,52 0,31
Сумма 98,62 Рео.93 Мот Аэо.о! Э
Обр. 300-8а. Точка анализа 33 - М-Со-пирротин (фото 2д)
Элемент Весовой % Атомный % Формула
Э 37,62 52,01
Ре 59,56 47,28
Со 0,49 0,37
N1 0,46 0,34
Сумма 98,13 Рео,91 Соо,о1 М1о,о1 Э
Обр, 300-8а, Точка анализа 34 - 1\П-пирротин (фото 2е)
Элемент Весовой % Атомный % Формула
Э 37,77 52,05
Ре 60,15 47,59
N1 0,48 0,36
Сумма 98,41 Рео.91 Nio.cn Э
ГУРБАНОВ А.Г. И ДР. ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ... 23
а) Пирротин (белое в центре), заключенный в порфировом вкрапленнике пироксена (серое), и мелкие игольчатые кристаллы ильменита, приуроченные к его периферии (обр. 300-9).
б) Срастания нукундамита (белое) с кристалликами ортопироксена (светло-серое), включенные в порфировом вкрапленнике плагиоклаза (серое поле) (обр. 300-7).
в) Включения М-Со-пирротина в зональном вкрапленнике плагиоклаза (обр. 300-7).
г) Включения ^-Аэ-пирротина в зональном вкрапленнике плагиоклаза (обр. 300-9).
д) Включения Ni-Co-пирротина в обратно-зональном вкрапленнике плагиоклаза. Корродированная и частично оплавленная центральная часть вкрапленника плагиоклаза имеет более кислый состав, чем внешняя зона (обр. 300-8а).
е) Включение Ni-пирротин в обратно-зональном таблитчатом вкрапленнике плагиоклаза (обр. 300-8а).
24
УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ: ЭКОЛОГИЯ, ЭКОНОМИКА, СОЦИАЛЬНЫЕ ОТНОШЕНИЯ
что эти зоны относительно остальных вулканитов обогащены Мд, Э и РЬ.
В жерловых фациях вулканов Фидархох и Эр-мани нами выявлены субвулканические тела, сложенные гидротермально измененными дацитами (осветление пород, серицитизация и ожелезне-ние их по микротрещинкам). С такими субвулка-ническими телами в пределах Эльбрусского вулканического центра связаны проявления рудной (РЬ^п, Си-Мо) минерализации. В результате изучения полированных шлифов здесь выявлена тонкодисперсная рудная минерализация, представленная пиритом, халькопиритом, пирротином и М-Со минералами.
Изучение составов рудной минерализации было проведено в Лаборатории локальных методов исследования вещества на кафедре петрологии геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (аналитик Н.Н. Коротаева).
Работа проводилась на микрозондовом комплексе на базе растрового (сканирующего) электронного микроскопа <Оео1 JSM-6480LV» с комбинированной системой рентгеноспектрального микроанализа.
В результате были получены снимки в обратноотраженных электронах (рис. 1-2). Обработка результатов анализов произведена при помощи ли-
цензионного программного обеспечения («SEM Control User Interface» и «INCA») (см.таблицу).
Аналогичные сульфидные микровключения во вкрапленниках средних и кислых вулканитов (плагиоклазе, ортопироксене и других минералах) изучены и в других плиоцен-четвертичных вулканических породах Кавказа [6], где для них установлено первичное магматическое происхождение и ассоциация с ильменитом.
Сульфидные минералы в дацитах экструзии Фидархох (см. микрофотографии) также имеют изометричные формы выделений и преобладание никеля над кобальтом в своем составе. Температуры образования минералов могут оцениваться в 1190-1080°С (включения пирротина в плагиоклазах) и до 900-800°С (медьсодержащие фазы) [6]. Приведенные температурные значения хорошо согласуются с данными, полученными нами ранее при изучении расплавных включений в минералах вулканических пород вулканов Эльбрус и Казбек [7].
Первичные сульфидные микровключения могли возникнуть в результате смешения основных и кислых магм при локальном повышении активности сульфидной серы на фронте кристаллизации порфировых вкрапленников плагиоклаза [6; 2; 4].
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 09-05-90360-ю-0сет-а; Ведущей научной школы НШ-450.2008.5 «Генетическая петрология: главнейшие петрографические провинции и их минерагения» (руководитель академик О.А. Богатиков); Направления 2 «Вулканизм и окружающая среда в условиях изменяющегося климата: вулканические катастрофы, вулканически активные области и особенности рационального природопользования в их пределах»; Программы №16 Президиума РАН «Окружающая среда в условиях изменяющегося климата: экстремальные природные явления и катастрофы».
Литература
1.Газеев В.М. Петрология и потенциальная рудоносность Эльбрусского вулканического центра (Северный Кавказ) //Автореф. дисс... канд. геол.-мин. наук. - М., 2003. 26 с.
2.Гурбанов А.Г., Газеев В.М., Докучаев А.Я. и др. Поздне-миоценовый-голоценовый магматизм и геодинамика Большого Кавказа // Типы магм и их источники в истории Земли. Ч.1. Магматизм и геодинамика - главные факторы эволюции Земли. - М.: ИГЕМ РАН, 2006. С. 269-319.
3.Гурбанов А.Г., Богатиков О.А., Докучаев А.Я. и др. Проявление рудоносных гидротермально-метасоматичес-ких процессов в районе Эльбрусского вулканического центра (Северный Кавказ, Россия) // Геология рудных месторождений, 2008. Том 50. № 3. С. 225-245.
4. Докучаев А.Я., Бубнов С.Н., Гурбанов А.Г. и др. Металлогения неогеновых гранитоидов Северного Кавказа // Новые горизонты в изучении процессов магмо- и рудообразования. Материалы научной кон-
ференции. - Москва: ИГЕМ РАН, 2G1G. С. вв-в7.
5. Носова А.А., Докучаев А.Я., Дубинина Е.О. и др.
Три типа рудно-магматических систем позднеколлизионных неогеновых гранитоидов Кавказа: изотопно-геохимические особенности гранитоидов и состав коровых протолитов // Проблемы геологии рудных месторождений, минералогии, петрологии и геохимии / Науч. конф., по-свящ. WG-летию со дня рожд. акад. Ф.В. Чухрова. - Москва: ИГЕМ РАН, 2GGS. С. 152-15в.
6. Попов B.C., Федоров Б.В. Сульфидные микровключения в плиоцен-четвертичных вулканических породах Кавказа // Геохимия, 1995. № 3. С. 3S6- 4G3.
7. Толстых М.Л., Наумов В.Б., Гурбанов А.Г., Газеев В.М., Богатиков О.А., Кононкова Н.Н. Состав магматических расплавов вулканов Эльбрус и Казбек (Кавказ) по данным изучения включений в минералах // Геохимия, 2GG1. № 4. С^-в7.
вестник №4
ВЛАДИКАВКАЗСКОГО НАУЧНОГО иЕНТРЯ 2 О 1 О
