Главная » 2014 » Сентябрь » 27 » Скачать Высокоуглеродистые метасоматиты в зонах глубинных разломов южного складчатого обрамления Сибирской платформы. Данилова, Юлия бесплатно
07:52
Скачать Высокоуглеродистые метасоматиты в зонах глубинных разломов южного складчатого обрамления Сибирской платформы. Данилова, Юлия бесплатно
Высокоуглеродистые метасоматиты в зонах глубинных разломов южного складчатого обрамления Сибирской платформы
Диссертация
Автор: Данилова, Юлия Владимировна
Название: Высокоуглеродистые метасоматиты в зонах глубинных разломов южного складчатого обрамления Сибирской платформы
Справка: Данилова, Юлия Владимировна. Высокоуглеродистые метасоматиты в зонах глубинных разломов южного складчатого обрамления Сибирской платформы : диссертация кандидата геолого-минералогических наук : 25.00.04 - Иркутск, 2003 - Количество страниц: 178 с. ил Иркутск, 2003 178 c. :
Объем: 178 стр.
Информация: Иркутск, 2003
Содержание:
Введениестр
Глава I Состояние проблемы и постановка задачи исследованиястр
Глава II Геологическая позиция и строение зон глубинных разломов с высокоуглеродистыми метасоматитамистр
21 Геологическое строение Оспинско-Кигойской тектонической зоны (ОКТЗ)стр
22 Геологическое строение Чернорудско-Баракчинской тектонической зоны (ЧБТЗ)стр
Глава III Петрографическая типизация метасоматитов в высокоуглеродистых, зонахстр
31 Оспинско-Китойская тектоническая зонастр
32 Чернорудско-Баракчинская тектоническая зонастр
Глава IV Формы выделения самородного углерода в метасоматитахстр
41 Углеродистое вещество Оспинско-Китойской тектонической зоныстр
42 Графит Чернорудско-Баракчинской тектонической зоныстр
Глава V Петрохимия, геохимия и рудоносность высокоуглеродистых метасоматитовстр 6]
51 Осгшнско-Китойская тектоническая зона (L ЖТЗ), В Саянстр
511 Петрохимия углеродистых метасоматитов Оспинско-Китойской тектонической зоныстр
512 Изотопный состав углерода из графитов Оспинско
Китойской тектонической зоныстр
513 Геохимические особенности высокоуглерояистых метасоматитов ОКТЗстр
514 Au, Pt, Pd-оруденение углеродистых метасоматитовстр
515 Другие акцессорные и рудные минералы ОКТЗстр
52 Чернорудско-Баракчинская тектоническая зона (ЧБТЗ),
Зап Прибайкалье,„,стр
521 Петрохимия углеродистых метасоматитов Чернорудско-Баракчинской тектонической зоныстр
522 Изотопный состав углерода из графитов Чернорудско-Баракчинской тектонической зоныстр
523 Геохимические особенности высокоуглеродистых метасоматитов ЧБТЗ стр 9з
524 Роль благородных металлов в геохимии высокоуглеродистых метасоматитов ЧБТЗстр
525 Другие акцессорные и рудные минералы ЧБТЗстр
526 Микровключения и примеси в графитестр
Глава VI Флюидный режим и физико-химические условия формирования высокоуглеродистых метасоматитовстр
61 Флюидный состав высокоуглеродистых метасоматитовстр
611 Составы флюидов Оспинско-Китойской тектонической зоны (ОКТЗ)стр
612 Составы флюидов Чернорудско-Баракчинской тектонической зоны (ЧБТЗ)стр
62 Физико-химическое моделирование процесса графитообразованиястр
63 Генетические особенности высокоуглеродистых метасоматитовстр
631 Оспинско-Китойская тектоническая зонастр
632 Чернорудско-Баракчинская тектоническая зонастр
Введение:
АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
В современной петрологии существует проблема формирования углеродистых метасоматитов, неразрывно связанных с деятельностью эндогенных восстановленных флюидных систем. Глубинные флюиды, в составе которых преобладают СО, Н2 и углеводородные газы, имеют мантийное происхождение, в них вода и углекислота играют второстепенную роль [Маракушев, Перчук, 1971; Летников, 1977]. Восстановленные флюиды, мигрируя по сланцеватости тектонитов в зонах глубинных разломов дренирующих мантию, формируют своеобразные метасоматиты с самородными формами углерода. Высокоуглеродистые метасоматиты могут унаследовать созданную ранее сланцеватую текстуру пород или же, в случае изменения плана деформации, формировать свои рассланцованные серии пород, секущие ранее сформированные тектониты. По классификации Д.С. Коржинского, это типичные инфильтрационные метасоматиты [Коржинский Д.С., 1955].
Проблему углеродистого метасоматоза и рассеянной металлоносности по многим рудным полям Средней Азии, Казахстана и некоторых районов Сибири рассматривали П.Ф. Иванкин я Н.И. Назарова [Иванкин и др., 1984]. Авторы приводят факты и указывают на закономерности, определяющие отложение углеродистого вещества в восстановительных условиях, пространственно сопряженных со швами глубинных разломов. О геохимических особенностях углеродистых метасоматитов рудных районов Дальнего Востока свидетельствуют И.Н. Томсон, А.А. Сидоров, О.П Полякова. [Томсон и др., 1984, 1989, 1993], Г.А. Тананаева, М.Е. Генералов по месторождениям золота в черных сланцах Южного Тянь-Шаня [Тананаева, Генералов, 1993]. Изучением изотопии углерода и способности углерода к изотопном)' фракционированию в течение длительного времени занимаются Э.М. Галимов, О.М. Розен и др. [Галимов и др., 1973, 1990, 1998, 2000].
В зарубежной печати следует отметить большое количество статей посвященных изучению изотопного состава углерода [Dobner et al, 1978; Cartigny et al, 1991; Deines et al, 2001].
Достаточно известен тот факт [Иванкин, 1984; Томсон. 1984, 1989; Летников, 1988], что на фоне длительного во времени и часто дискретного, процесса формирования внутриразломного комплекса пород, высокоуглеродистые метасоматиты проявляются в одном из тектонических циклов, когда самородные формы углерода накладываются на ранее сформированные парагенезисы; в свою очередь, синхронно с отложением углерода идет образование новых минеральных ассоциаций.
Углерод в метасоматитах может быть представлен различными углеподобными твердыми битумами (антраксолит, керит) (Пеньков, 1996), самородным полнокристаллическим графитом и тонкодисперсным алмазом. По преобладанию тех или иных углеродных форм в составе тектонитов возможно установление Р-Т уровней глубинности формирования каждой конкретной зоны разлома.
Кроме весьма специфичных условий формирования высокоуглеродистых метасоматитов эти породы представляют большой практический интерес, прежде всего как источники образования тонкодисперсных алмазов и графита [Летников, 1983] и как новый тип концентрирования Au, Pt и Pd [Летников и др., 1996',]. Благодаря высокой массоемкости восстановленных флюидов высокоуглеродистые метасоматиты практически всегда обогащены разнообразными рудными и редкими элементами, заимствованными в большинстве случаев из мантийного источника [Иванкин, 1984; Летников и др., 1991]. При достижении какими-либо элементами промышленных концентраций в углеродистых метасоматитах, последние могут становиться рудными телами, имеющими важное практическое значение.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью настоящей работы является изучение высокоуглеродистых метасоматитов с самородными формами углерода, приуроченных к зонам глубинных разломов южного складчатого обрамления Сибирской платформы.
Основные задачи исследования состоят в том чтобы: 1) изучить процесс отложения самородного углерода и сопряженного с ним метасоматического преобразования пород в зонах глубинных разломов; 2) определить разновидности самородного углерода, как критерия установления уровней глубинности отложения углерода; 3) провести комплексные геохимические исследования высокоуглеродистых метасоматитов и самородных форм углерода, анализ минеральных включений с целью получения геохимической характеристики флюидных графитообразующих систем 4) выполнить газово-хроматографические определения компонентов флюида в самородном углероде и в высокоуглеродистых метасоматитах и на этой основе провести физико-химическое моделирование процесса отложения углерода из глубинных флюидов.
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектами исследования являются зоны тектонитов с проявлением углеродистого метасоматоза в глубинных разломах южного складчатого обрамления Сибирской платформы. Первым объектом исследования является Оспинско-Китойская тектоническая зона, расположенная на стыке двух ветвей регионального разлома в юго-восточной части Восточного Саяна, где углеродистый метасоматоз проявлен в ульграбазитовом и кислом субстрате. Вторая, Чернорудско-Баракчинская тектоническая зона относится к глубинному разлому в Западном Прибайкалье, здесь углеродистый метасоматоз накладывается на глубоко метаморфизованную гнейсово-сланцево-карбонатную толщу.
ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Для решения поставленных задач автором в течение полевых сезонов 1994-1995 и 1997-2001 годов был собран обширный фактический материал. Проведено геологическое исследование и планомерное опробование зон высокоуглеродистых метасоматитов с отбором штуфных, сколковых проб и с отбором крупнообъемных проб (весом до 3 кг) из наиболее обуглероженных участков для получения графитовых концентратов. Из каменного материала изготовлено и исследовано автором более 400 шлифов и аншлифов, получено 120 флотоконцентратов и химических концентратов графита, сделаны фотографии. В диссертационной работе использовано около 800 спектральных, рентгеноспектральных и рентгено-флуоресцентных анализов, 240 силикатных анализов, 200 флюидных анализов. Проведены микрозондовые исследования породообразующих, акцессорных, рудных минералов и графитов, электронно-микроскопические исследования, термический, изотопный анализы, спектроскопия КР (комбинационного рассеяния), главным образом по различным формам самородного углерода, экстракционно-атомно-абсорбционный анализ золота и атомно-абсорбционный. анализ платины и палладия. В работе использованы данные по изотопии углерода из графитов Чернорудско-Баракчинской тектонической зоны, полученные сотрудниками лаборатории петрологии и рудогенеза [Летников и др., 1997].
Силикатный, спектральный, рентгеноснектральный, рентгенофлуоресцентный, термический анализы, экстракционно-атомно-абсорбционный анализ золота и атомно-абсорбционный анализ платины и палладия, электронно-микроскопические исследования выполнены в аналитическом центре ИЗК СО РАН, в химико-аналитической лаборатории ИГХ СО РАН, в центральной аналитической лаборатории ГП "Сосновгеология", в АЦ ИрГПРедМег, в аналитическом центре института Геологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар. Газово-хроматографический анализ пород выполнен в лаб. петрологии и рудогенеза Института Земной коры, графитов в аналитическом центре Коми НЦ УрО РАН. Изотопные исследования углерода из графитов Оспинско-Китойской тектонической зоны проведены в ЦНИГРИ, г. Москва. Электроннозондовый микроанализ основных породообразующих, рудных, акцессорных минералов и микрозондовый анализ твердофазных включений в графите Чернорудско-Баракчинской зоны выполнен в ИГХ СО РАН и в институте Геологии Коми НЦ УрО РАН. Микрозондовый анализ основных минералов Оспинско-Китойской зоны выполнен в АОЗТ "ИрГИРедМет". Спектроскопия комбинационного рассеяния по графитам выполнена в институте элементоорганических соединений РАН, г. Москва.
В основу диссертации положены результаты исследований автора полученных за годы работы в Институте Земной коры СО РАН. Работы выполнялись при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных исследований, гранты: 97-05-65788 "Эндогенные процессы в зонах глубинных разломов (петрология, геохимия, флюидный режим)", рук. Савельева В.Б.; 99-05-64189, " Флюидный режим формирования и геохимия высокоуглеродистых тектонитов5', рук. Данилова Ю.В.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ
В научной литературе освещались лишь отдельные вопросы генезиса и состава высокоуглеродистых метасоматитов [Иванкин и др. 1984; Томсон и др., 1984, 1989, 1993; Летников и др., 1988, 1996, 1997; Савельева и др. 1998, 19982]. Нами проведено комплексное многоплановое исследование этих пород в двух удаленных друг от друга зонах глубинных разломов разных уровней глубинности. Изучены высокоуглеродистые метасоматиты в двух контрастных по составу матрицах - ультраосновной и алюмосиликатной. Наряду с самородными формами установлено накопление Au, Pt, Pd и широкого спектра элементов: Со, Ni, Cr, Си, Ti, Zn, Sc, V, S, а также Nb, Zr, Sr, Ba, Y и TR.
Методами газового хроматографического анализа определен состав флюидных компонентов в высокоуглеродистых метасоматитах и в графитах, что позволило оценить флюидный режим процесса и на этой основе провести физико-химическое моделирование по программе "Селектор".
Тонкими методами минералогического исследования с применением электронного микроскопа высокого разрешения и микрозондового анализа впервые определен состав микропримесей и микровключений самородных металлов и интерметаллических соединений в графитах.
В мировой практике такое исследование выполнено впервые.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОС ТЬ РАБОТЫ
В результате комплексных геолого-геохимических исследований детально охарактеризованы углеродистые метасоматиты, образованные в двух различных по химическому составу минеральных средах. Проведено сопоставление, определены уровни глубинности и разработаны гипотезы их образования. Такая информация полезна для широкого круга исследователей, занимающихся изучением внутриразломных комплексов пород. Подобные объекты могут быть установлены как на территории Восточной Сибири, так и в других регионах России и в Зарубежье.
Учитывая высокую степень вероятности обнаружения в высокоуглеродистых метасоматитах месторождений тонкодисперсных алмазов, графита и благородных металлов проведенные исследования имеют большую практическую ценность.
ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. Процесс отложения самородного углерода из глубинных восстановленных высокоуглеродистых флюидов сопряжен с общим метасоматическим преобразованием пород в зонах разломов. Активность процессов метасоматоза во многом определяется степенью реакционного взаимодействия в системе "флюид-порода", она значительно выше в богатых Fe"+ и Fe3+ ультраосновных породах и в алюмосиликатных гнейсах.
2. Различие в уровнях глубинности изученных разломов обусловливает форму выделения самородного углерода. В малоглубинных метасоматитах Оспинско-Китойского массива существует несколько переходных разновидностей: от наиболее распространенного аморфного углеродистого вещества ряда антраксолит-керита до высокодисперсного графита. В более глубинной Чернорудско-Баракчинской зоне это хорошо окристаллизованный графит: с упорядоченной структурой.
3. Однозначно установлен привнос глубинными флюидами Аи, в меньшей мере Pi и Pd. Одной из особенностей высокоуглеродных систем является их низкая дифференцированность, когда вместе с Аи, Рт, Pel, Со, Ni, Cr, V, Zn, S происходил в меньшей мере привнос Sr, В a, Zr, Y, Nd, La, Се, что косвенно указывает на их глубинную природу.
4. В Чернорудско-Баракчинской зоне графит присутствует во всех породах внутриразломного пространства. Здесь частичное окисление первичного восстановленного флюида выражается не только в отложении графита, но и в росте Р Н20 и Р С02, что находит свое выражение в наложении на "сухие" парагенезисы гидрат- и карбонатсодержащих минералов. В ультраосновных породах Оспинско-Китойского массива устанавливается двукратная инверсия флюидного режима с восстановительного на окислительный, а затем в затухающем режиме с окислительного вновь на восстановительный, когда в составе исходных глубинных флюидов преобладают Н2. СО, СН4.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ
Отдельные положения данной работы обсуждались на конференциях и совещаниях: XVI Региональная молодежная конференция "Структурная и вещественная эволюция Центрально-Азиатского складчатого пояса", ИЗК СО РАН, 1995 г; научная сессия 2000, ИЗК СО РАН; Второе Всероссийское (международное) петрографическое совещание "Петрография на рубеже 21 века: итоги и перспективы", Сыктывкар, Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, 2000; Всероссийская научная конференция, посвященная 10-летию Российского фонда фундаментальных исследований. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2002. По теме диссертации опубликовано пять статей в реферируемых журналах; пять статей в российских и региональных сборниках и восемь тезисов докладов.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ
Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения общим объемом 178 машинописных страниц, 36 рргсунков, 31 таблица, в том числе 23 приложения. Список литературы состоит из 109 наименований.
