В центральной части Тим-Ястребовской структуры Воронежского кристалли-ческого массива (ВКМ) широко развиты углеродистые стратифицированные докем-брийские образования, метаморфизованные в условиях зеленосланцевой фации и содержащие повышенные концентрации благородных металлов (Pt - до 0,72 г/т; Pd - до 0,61 г/т; Au - до 2,20 г/т; Rh - до 0,5 г/т; Ir - до 1 г/т; Os - до 0,06 г/т).
В процессе разноплановых геологических работ на территории Тим-Ястребовской структуры было выявлено 15 разномасштабных рудопроявлений и около 60 пунктов минерализации платиноидов, золота [Чернышов, 2004]. Изученные черные сланцы локализуются в пределах Луневско-Введенского участка Прилеп-ско-Мальцевской золото-платиноидной полиметаллической рудной зоны в объеме нижнетимской подсвиты оскольской серии раннего протерозоя.
Одним из главных факторов, контролирующих повышенные содержания бла-городных металлов, в метаосадочных породах подсвиты, является углеродистое ве-щество, содержание которого в шлифах может достигать 80-85 % или до 18-20 % ор-ганического углерода в пробе (кулонометрический метод, лаборатория ВСЕГЕИ, г. Санкт-Петербург) [Абрамов, 2006]. По содержанию углеродистого вещества сланцы подразделяются на: а) высокоуглеродистые (У.В. > 50% отн.; Сорг. = 7 - 20 мас. %); б) углеродистые (У.В. – 20 - 50% отн.; Сорг. = 3 - 7 мас. %) и в) малоуглеродистые (У.В. < 20% отн.; Сорг. <3 мас. %) [Юдович и др., 2000].
Природа углерода в черных сланцах Луневско-Введенского участка во многом дискуссионна, но большинство исследователей склоняются к биогенному про-исхождению углеродистого вещества. Изучение геологического разреза нижнетимской подсвиты проводилось многими авторами, но до настоящего времени досто-верно не установлено в каком именно порядке чередуются различные петрографиче-ские разновидности метапелитов и силикатно-карбонатных пород и не определены состав и объемы петрографических ритмов. Геологические наблюдения и геохими-ческие данные позволяют лишь уверенно рассматривать силикатно-карбонатные по-роды тимской свиты, как более глубоководные образования по сравнению с метапе-литами [Чернышов, и др., 2005]. Целью данной работы является характеристика ус-ловий образования различных по содержанию углеродистого вещества сланцев ос-кольской серии Курской магнитной аномалии на основе анализа распределения ред-коземельных элементов. Определение концентраций редкоземельных элементов (22 пробы) проводилось методом плазменной спектроскопии (ICP-MS) в лаборатории ИГЕМ РАН, г. Москва. Лантаноиды (REE) подразделяются на три группы: легких – La-Pr (LREE), средних – Nd-Dy (MREE) и тяжелых – Ho-Lu (HREE) редкоземельных элементов [Балашов, 1976; Шатров, 2007].
В настоящее время редкоземельные элементы широко применяются для рекон-струкции условий и обстановок образования осадочных и метаморфических горных по-род. Применение редкоземельных элементов для реконструкций обстановок осадкооб-разования базируется на некоторых принципах [Балашов, 1976; Шатров, 2007]: а) лантаноиды слабо подвижны в зоне диагенеза, катагенеза и метаморфизма; б) метамор-фические породы наследует характер распределения редких земель от материнской осадочной породы; в) на начальной стадии диагенеза происходит слабое перераспре-деление лантаноидов за счет растворения реакционно-способных фаз осадков, при этом тяжелые земли более подвижны, чем легкие; г) с развитием в осадках восстановительных условий в наибольшей степени возрастают содержания легких лантанои-дов, а при смене восстановительных условий на окислительные – концентрации лег-ких земель уменьшаются в большей степени, чем тяжелых.
Для характеристики особенностей распределения редкоземельных элементов в сланцах нижнетимской подсвиты были использованы две группы геохимических коэффициентов. Первая группа коэффициентов позволяет проанализировать глубо-ководность и отдаленность области осадконакопления от береговой линии. Установ-лено, что по мере увеличения глубины осадочного бассейна и отдаленности области осадконакопления от береговой линии возрастают коэффициенты Yb/Sm, Y/Sm, La/Yb и убывают La/Sm, Ce/Sm, ∑(REE+Y). Отношение La/Yb - характеризует об-щий наклон спектра лантаноидов и может выступать как мера относительного обогащения легкими редкими землями относительно тяжелых, косвенным образом свиде-тельствует о глубинности образования осадка [Шатров, 2007]. Уменьшение La/Yb в осадке (особенно близкого вещественного состава) предполагает более мористые условия седиментации.
Анализ таблицы позволяет с одной стороны сделать вывод, что обстановки об-разования высокоуглеродистых сланцев менее глубоководны и приближены к берего-вой линии относительно углеродистых сланцев и мраморизованных известняков и до-ломитов. С другой стороны малоуглеродистые сланцы явно выпадают из предпола-гаемого литологического профиля высокоуглеродистые сланцы → углеродистые сланцы → малоуглеродистые сланцы → силикатно-карбонатные породы. Некоторые показатели (La/Sm, Ce/Sm) в малоуглеродистых разновидностях сланцев даже превы-шают аналогичные коэффициенты для высокоуглеродистых сланцев, хотя, вероятно, малоуглеродистые сланцы должны занимать промежуточное положение между угле-родистыми сланцами и тремолит-карбонатными породами.
Вторая группа коэффициентов позволяет оценить климатические условия и определить обстановки седиментации формирования первичных осадков. Отноше-ние ∑Се/∑Y – индикатор климата, отражает интенсивность процессов выветривания. Значение ∑Се/∑Y=3, рассматривается как граничное между отложениями гумидных и аридных обстановок и в аридном климате отношение уменьшается [Балашов, 1976; Шатров, 2007]. По величине коэффициента ∑Се/∑Y сланцы нижнетимской подсвиты резко отличаются от силикатно-карбонатных пород – 4,66 - 6,08 против 1,75 соответст-венно. Отношение Се/Се*, нормированное к глинам платформ по Ю.А. Балашову - индикатор седиментационных обстановок, величина которого для окраинно-континентальных обстановок составляет 0,9-1,3. Отношение Се/Се* в нижнетимских метаосадочных породах колеблется от 0,86 до 1,04, что может свидетельствовать о единой тектонической обстановке их формирования, хотя доказано, что образование пород нижнетимской подсвиты происходило на предрифтовой стадии эволюции Тим-Ястребовской рифтогенной структуры [Холин, 2001].
С помощью треугольной диаграммы LREE-MREE-(HREE x10) возможно выде-лить поля, отвечающие определенным обстановкам осадкообразования: при смене кон-тинентальных и прибрежно-морских обстановок седиментации на более глубоководные морские в осадках возрастает содержание тяжелых земель при одновременном умень-шении легких [Балашов, 1976; Шатров, 2007]. Анализируя положение составов слан-цев Луневско – Введеского участка (рис.) можно также отметить, что силикатно-карбонатные породы являются более глубоководными образованиями – они обедне-ны легкими лантаноидами и обогащены тяжелыми. Сланцы различной углеродисто-сти по соотношению редких земель практически не отличаются.
Подводя итог проведенным исследованиям, следует отметить, что анализ распределения редкоземельных элементов не позволил разделить сланцы с различ-ным содержанием углеродистого вещества по условиям образования. Вероятно, на-сыщение терригенно-глинистых пород углеродистым веществом происходило вне зависимости от удаления области осадконакопления от береговой линии. Нельзя также исключать вариант, при котором реконструировать условия образования угле-родистых образований с помощью интерпретации распределения редкоземельных элементов невозможно.
Работа выполнена при финансовой поддержке Гранта Президента Российской Федерации МК-98.2011.5.
Литература:
Абрамов В. В. Роль углеродистого вещества в черносланцевых породах центральной части Тим-Ястребовской структуры ВКМ в концентрации благородных металлов // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Геология – 2006. – Вып. 1. – С. 101–107.
Балашов Ю.А. Геохимия редкоземельных элементов // М.: Наука, 1976 - 265 с.
Холин В. М. Геология, геодинамика и металлогения раннепротерозойских структур КМА : автореф. дис. канд. геол.-минер. наук // Воронеж, 2001. – 24 с.
Чернышов Н. М., Альбеков А. Ю., Абрамов В. В. Редкоземельные элементы в рудоносных черносланцевых толщах Тим-Ястребовской структуры как источник дополнительной генетической информации // Металлогения древних и современных океанов – 2005. Формирование месторождений на разновозрастных океанических окраинах. Том I. – Миасс : ИМин УрО РАН, 2005. – С. 37 – 41.
Чернышов Н. М. Платиноносные формации Курско-Воронежского региона (Центральная Россия) // монография; Воронеж. гос. ун-т. – Воронеж : Изд-во Воронеж. ун-та, 2004. – 448 с.
| Файл с полным текстом: | Абрамов.doc |