Sr-Nd-C-O-H-S изотопно-геохимическая характеристика медно-порфировых флюидно-магматических систем Южного Урала: вероятные источники вещества

Abstract

Массивы медно-порфировых месторождений, преимущественно кварцдиоритового состава, приурочены к бортовым частям субмеридиональных вулканогенных мегазон. Наблюдается длительная эволюция рудоносного магматизма - от S2 до C1-2, проявленная в основном по латерали. U-Pb возраста цирконов и Rb-Sr датировки кварцевых диоритов изменяются с запада на восток от S2-D1-2 в Магнитогорской мегазоне (412-390 млн. лет - Вознесенское и Гумешевское месторождения) и в западной части Восточно-Уральской мегазоны (430-420 млн. лет - Томинско-Березняковский рудный узел в Увельской зоне) до D32-C11 в восточной части Восточно-Уральской мегазоны (350-366 млн. лет - Михеевское и Тарутинское месторождения) и до C1-2 в самой восточной части Урала - Валерьяновской мегазоне (Бенкалинское месторождение). Михеевское и Гумешевское месторождения по запасам меди относятся к крупным промышленным объектам. В целом, значения (87Sr/86Sr)t = 0.7040-0.7051 и (εNd)t = 3-7 в диоритоидах всех зон близки, и отвечают близмантийным значениям. Изотопные и петрогеохимические данные позволяют отнести рудоносные диоритоиды к островодужному геохимическому типу с базитовым (метабазитовым) источником в нижней коре-верхней мантии или в верхней мантии. Метабазитовый "слой" имеет стабильный состав по латерали и инициирует рудоносный кварцдиоритовый магматизм с омоложением на восток. Гидротермалиты наследуют изотопно-геохимические особенности магматизма. На всех стадиях минералообразования в рудные поля поступает магматический флюид - в аподиоритовых кислотных метасоматитах и минералах послерудных жил величины (87Sr/86Sr)t составляют 0.7043-0.7055, во флюиде - δ18О = 6…11‰ и δD = -49…-61‰ (SMOW). Однако, если в рудном поле присутствуют мрамора (и другие вмещающие породы), то происходит смешение различных изотопных резервуаров. В результате безрубидиевые силикаты и карбонаты из эндоскарнов, эпидозитов, ретроградных и рудных метасоматитов характеризуются промежуточным значением87Sr/86Sr (0.7052-0.7065) между диоритом и мрамором. Изотопное смешение подчеркивается прямой корреляцией на диаграммах δ13С-87Sr/86Sr и δ13С-δ18О для части послерудных жильных карбонатов в условиях бинарной системы магматический флюид-мрамор при отсутствии существенного изотопного фракционирования C и O. При возрастании в рудных полях роли мраморов и кислотного выщелачивания87Sr/86Sr отношение в послерудных карбонатах возрастает от 0.7039-0.7051 (мрамора отсутствуют) до 0.7053-0.7058 и более. Величина δ34S в сульфидах составляет 0 ± (1-3)‰. Послерудные кварцевые жилы образуются из магматического флюида (соленость 3-12 мас. % в экв. NaCl), иногда содержащего примесь метеорной или метаморфической воды (δ18О = 4-10‰ для 300°C).