Вариации изотопов углерода в докембрийских породах щитов и складчатых областях


Исследовано изменение изотопного состава углерода в процессах образования уранового оруденения натрий-карбонатной формации докембрия и полиметаллического оруденения в карбонатных породах верхнего девона и рифея.

Главной типоморфной особенностью урановых месторождений yатрий-карбонатной формации является тесная пространственная связь альбитов и карбонатов. Кальцит - типичный породообразующий минерал урановых альбититов. Во всех литологических разностях пород в тех или иных пропорциях встречаются карбонаты различных морфологических генераций. В значительных количествах в виде цемента и заполнений межзерновых пространств развиты карбонаты в карбонатизированных сланцах и кварцитах. В доломитах, железо-карбонатных и апатит-карбонатных породах они главные породообразующие минералы. В виде тонких жил и прожилок они секут различные метаморфические и метасоматические породы месторождений. Сквозной характер распространения углеродных соединений во вмещающих породах и рудах обусловливает глубокий интерес исследователей к геохимии углерода и его формам.

В исследованных нами образцах вмещающих пород, метасоматитов и руд карбонатная форма углеродных соединений встречается в 99 случаях из 100. Однако ее содержание по отношению к общему углероду (Скарб/ Cвал) колеблется от 6 до 99,8%. В доломитах, где преобладает карбонатная форма углерода, изотопный состав его обогащен тяжелым изотопом 13C. Значения b13C в доломитах варьируют от +0,4 до +6,5%.

Вариации соотношений органической и карбонатной форм отражаются на изменении изотопного состава углерода породы. В целом изотопный состав углерода метасоматитов правде всего зависит от изотопного состава углерода материнских пород. Увеличение содержания в породах органической и графитовой составляющих "облегчает" изотопный состав углерода. Примером могут служить в различной степени альбитизированные слюдисто-графитовые сланцы. Если Сорг/Свал = 70-93%, то изотопный состав углерода колеблется от -0,8 до -7,8%.

Привнос метасоматическими растворами углекислоты влечет за собой изменение изотопного состава суммарного углерода. В случае метасоматического преобразования пород, содержащих морской осадочный карбонат, происходит обогащение углерода изотопом 12С.

Породы, содержащие графитовую форму углерода, связанную о органическим веществом, при метасоматической переработке обогащаются тяжелым изотопом 13C.

Для выяснения источника углекислоты изучен изотопный состав углерода карбонатной формы во вмещающих породах, альбититах и рудах.

В гранитоидных вмещающих породах изотопный состав углерода имеет вариации b13C, равные от -19,1 до -15,1%, содержание углерода - от 0,02 до 0,09%.

Углерод альбитизированных разностей обогащен тяжелым изотопом, b13С изменяется от -12,1 до -7,6% ,что,очевидно,связано с перекристаллизацией ранних генераций карбонатов,

Содержание углерода в метасоматитах и рудных альбититах резко возрастает от 0,1 до 1,2%. Его изотопный состав пропорционально обогащается тяжелым изотопом (b13C от -6,8 до -1,5%), что объясняется привносом углерода иного состава.

Изотопный состав углерода кальцита из рудного альбитита b13C = -2,9%». Температура образования пара генетической ассоциации кальцит-гурановых минералов, по нашим данным, 240-250¾. По диаграммам Омото /177, при отсутствии графита в альбититах измеренным величинам b13С соответствуют pH 8 и = -38 в гидротермальном растворе в момент рудоотложения.

Изотопный состав ювенильного углерода, как известно, b13C от 0 до -9%. Полученные нами данные свидетельствуют о смешанном источнике углекислоты рудных флюидов.

Определен изотопный состав общего углерода в рудах и вмещающих породах ряда свинцово-цинковых месторождений и рудопроявлений Большого Каратау. Небольшое количество определений b13C выполнено для руд Кокоу-Текелийского района.

Проанализированы карбонатные породы фаменского яруса с различным содержанием рудных компонентов.

Среднее значение b13C углерода карбонатных пород в области развития свинцово-цинкового оруденения в Большом Каратау составляет -1,0%, что близко к изотопному составу морских карбонатов. Диапазон вариаций значений b13С лежит в пределах от -4,8 ДО +2,7%.

Общая закономерность для района - уменьшение значений b13С по мере возрастания содержаний рудных компонентов в исследуемых образцах, т.е. при интенсификации рудного процесса. Это наглядно проявилось при сравнении усредненных значений b13C одного из месторождений Большого Каратау о данными содержания свинца по разданным блокам (табл. 6).

Аналогичная закономерность отмечается и для руд Коксу-Текелийского рудного района, где определены еще более значительные уменьшения b13C до -21% в рудных интервалах, в то время как в карбонатных породах с низким содержанием свинца (0,001%) значения b13C колеблются на уровне -2, -3%.

Доломиты и доломитизированные известняки как рудные, так и безрудные характеризуются несколько более высокими значениями b13C по сравнению с другими карбонатными породами.

Углерод из более поздних кальцит-галенитовых прожилок обогащен легким изотопом 12С , что свидетельствует о фракционировании изотопов углерода при их перекристаллизации в рудном процессе.

В эволюции изотопных отношений углерода в рудном процессе общие закономерности, подлежащие дальнейшему изучению, следующие:

1. Зависимость изотопного состава углерода в рудах от первичного изотопного состава углерода вмещающих пород.

2. Изменение изотопного состава углерода в породах при изменении содержания металлов, что связано: а) с вариациями соотношений графитовой, органической и карбонатной форм углерода во вмещающих породах; б) с перекристаллизацией первичных карбонатов в результате гидротермально-метасоматической проработки вмещающих пород при рудообразовании; в) с привнооом гидротермально-метасоматическими растворами эндогенной углекислоты.

Цель исследований изотопного состава серы и углерода в различных геологических объектах была установить изотопные характеристики изучаемых типов минерализации, а также проследить изменения изотопного состава при концентрациях рудных компонентов.

Во всех случаях выявлена изменения изотопного состава серы сульфидов и углерода пород, сопровождающие рудогенерирующий процесс. Это позволило сделать определенные теоретические выводы относительно источников рудных компонентов и рудоносных растворов, химических особенностей растворов, температур рудообразования, последовательности образования минералов и др.

Изотопные данные, характеризующие минерализацию различных типов, могут быть с успехом использованы как поисковые признаки на различных этапах оценки перспективных площадей, а в ряде случаев - для расчленения я корреляции рудовмещающих толщ.





Яндекс.Метрика