Влияние атмосферы и биологической деятельности на формирование сульфидов архейского колчеданного Центрально-Вожминского месторождения (Карелия) - Высоцкий Сергей Викторович; Веливецкая Татьяна Алексеевна; Игнатьев Александр Васильевич; Асеева Анна Валерьевна (Томский политехнический университет, 2024)
Актуальность исследования обусловлена необходимостью получения новых знаний о ранних этапах зарождения и развития Земли. Мощным инструментом для выяснения процессов, протекавших в архее и палеопротерозое, является анализ распределения изотопов серы в сульфидных минералах. В комплексе с другими данными геохимия изотопов позволяет установить источники серы для сульфидов древних вулканогенно-осадочных месторождений; геохимические факторы, влияющие на архейское колчеданное рудообразование; корректировать генетические модели и определять степень влияния бактерий на процесс минералообразования. Цель: с помощью анализа изотопов определить источники серы при формировании колчеданных месторождений, оценить влияние бактерий на процесс минералообразования. Выявленные особенности могут быть более широко применены к колчеданным месторождениям в разных районах мира. Объекты. Изученные образцы получены из керна скважин мезоархейского вулканогенно-осадочного сульфидного Центрально-Вожминского месторождения, входящего в состав Сумозерско-Кенозерского зеленокаменного пояса Карельского кратона. Методы. Минералогические исследования образцов пород и руд выполнены с использованием оптической микроскопии; сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Для сульфидных минералов месторождения выполнен анализ соотношений четырех стабильных изотопов серы (33S/32S, 34S/32S, 36S/32S). Результаты. Полученные результаты показывают, что сера в сульфидах имеет полигенный источник. Сульфиды обладают как положительными, так и отрицательными значениями Δ33S, что указывает на присутствие серы, образовавшейся в результате УФ-фотолиза в атмосфере и включенной в минералы. В образовании сульфидных минералов аутигенного пирита принимала участие сульфатная сера морской воды фотолитического генезиса. Этот пирит характеризуется отрицательной аномалией Δ33S (∼ -0,4 ‰). Узкий диапазон значений δ34S (-2,64 ‰˂0˂+4,27 ‰) присущ сульфидам, кристаллизовавшимся в результате биологической сульфатредукции. Элементарная сера фотолитического генезиса, мобилизованная из вмещающих осадочных пород гидротермальными растворами, обладает положительной аномалией Δ33S (до +1,6 ‰). Она принимала участие в формировании массивных сульфидных руд.

Relevance. The need of new knowledge about the early stages of the Earth. Sulfur isotope analysis of sulfide minerals is a powerful tool to understand the processes during the Archaean and Paleoproterozoic. Combined with other data, isotope geochemistry provides an insight into sulfur sources of sulfides from ancient sulfide volcanosedimentary deposits; geochemical factors affecting Archaean sulfide volcanosedimentary ore formation; adjust genetic models and determine the degree of influence of bacteria on the mineral formation. Aim. To identify the sources of sulfur during the formation of sulfide deposits via isotope analysis, and to evaluate bacteria affect mineral formation. Objects. They were obtained from the core of boreholes of Mesoarchaean volcanosedimentary sulfide Central-Vozhma deposit, being a part of the Sumozersko-Kenozersky greenstone belt of the Karelian craton. Methods. Mineralogical studies of rock and ore samples were carried out using optical microscopy; scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. The ratios of four stable sulfur isotopes were analyzed in sulfide minerals of the deposit (33S/32S, 34S/32S, 36S/32S). Results. The results obtained demonstrated the polygenic source of sulfur in sulfides. The sulfides have both positive and negative Δ33S values, indicating the presence of atmospheric sulfur formed under UV photolysis during mineral formation. Sulfide minerals include the following components: Seawater sulfate sulfur of photolytic genesis showed a negative anomaly Δ33S (∼ -0.4‰). It was the source of authigenic pyrite. Sulfides crystallized as a result of biological sulfate reduction demonstrated a narrow range of δ34S values (-2.64‰˂0˂+4.27‰). Elemental sulfur of photolytic genesis mobilized from the host sedimentary rocks by hydrothermal fluids. This sulfur, with a positive Δ33S anomaly (up to +1.6‰) took part in the massive sulfide ores formation
Atmosphere and biological impact during sulfide formation in the Archean Central-Vozhma sulfide deposit (Karelia)
Keywords: изотопные отношения серы; архейская атмосфера; осадочные сульфиды; бактерии; Сумозерско-Кенозерский зеленокаменный пояс; Карелия; sulfur isotope composition; Archean atmosphere; sedimentary sulfides; bacteria; Sumozersky-Kenozersky greenstone belt; Karelia; Precambrian::Proterozoic::Paleoproterozoic; Докембрий::Протерозой::Палеопротерозойская; Precambrian::Archean; Докембрий::Архей