Сульфидная минерализация в орогенных эклогитах Северо-Муйского блока (северо-восточное Забайкалье): генезис и первые данные об изотопном составе серы

   Процессам субдукции сопутствуют гидротермальные проявления, в том числе крупные месторождения золота и переходных металлов островодужного и задугового происхождения, а вулканические дуги вмещают большую часть мировых запасов ряда металлических полезных ископаемых. Вместе с тем роль надсубдукционного переноса металлов и сопутствующая роль окислительно-восстановительных процессов в их формировании до сих пор не представляется однозначной и требует прямых исследований сульфидных минералов в высокобарических комплексах, стадийности формирования и сохранности сульфидов в процессе прогрессивного и пикового метаморфизма. С целью характеристики поведения халькофильных элементов в палеозонах континентальной субдукции нами выполнены предварительные минералогические (SEM-EDX) и изотопные (S) исследования сульфидов из эклогитов Северо-Муйского блока (северо-восточное Забайкалье). Сульфидная минерализация пирит-халькопирит-пирротинового состава имеет метасоматическое происхождение, связанное с процессами ретроградного флюидного преобразования исходно «сухих» эклогитовых парагенезисов на стадии эксгумации на нижне-среднекоровые уровни после или синхронно с декомпрессией и формированием плагиоклаз-диопсид±амфиболовых симплектитов (ниже 10–12 Кбар). Крайне неоднородный изотопный состав серы (δ34SVCDT) пирита обусловлен разными источниками флюидов, которые могли иметь метаосадочное происхождение (от -8,2 до -6 %) в парагнейсовых сегментах Северо-Муйского блока, но могли преимущественно буферироваться гидротермально измененными метабазитами в других (от +0,7 до +7,1 %). Альтернативным механизмом могло быть участие единого преимущественно окисленного (сульфатсодержащего) флюида с существенным изотопным фракционированием (до ~15–20 %).

1. Bebout G.E. The impact of subduction‐zone metamorphism on mantle‐ocean chemical cycling // Chemical Geology. 1995. Vol. 126. Iss. 2. P. 191–218. doi: 10.1016/0009-2541(95)00118-5.

2. Cooke D.R., Simmons S.F. Characteristics and genesis of epithermal gold deposits // Society of Economic Geologists. 2000. Vol. 13. P. 221–244. doi: 10.5382/Rev.13.06.

3. Sillitoe R.H. Major gold deposits and belts of the North and South American Cordillera: distribution, tectonomagmatic settings, and metallogenic considerations // Economic Geology. 2008. Vol. 103. Iss .4. P. 663–687. doi: 10.2113/gsecongeo.103.4.663.

4. Brown J.L., Christy A.G., Ellis D.J., Arculus R.J. Prograde sulfide metamorphism in blueschist and eclogite, New Caledonia // Journal of Petrology. 2014. Vol. 55. Iss. 3. P. 643–670. doi: 10.1093/petrology/egu002.

5. Crossley R.J., Evans K.A., Jeon H., Kilburn, M.R. Insights into sulfur cycling in subduction zones from in‐situ isotope analysis of sulphides in high‐pressure serpentinites and ‘hybrid’ samples from Alpine Corsica // Chemical Geology. 2018. Vol. 493. P. 359–378. doi: 10.1016/j.chemgeo.2018.06.014.

6. Evans K.A., Tomkins A.G., Cliff J., Fiorentini M.L. Insights into subduction zone sulfur recycling from isotopic analysis of eclogite‐hosted sulfides // Chemical Geology. 2014. Vol. 365. P. 1–19. doi: 10.1016/j.chemgeo.2013.11.026.

7. Li J.-L., Klemd R., Huang G.-F., Ague J.J., Gao J. Unravelling slab δ34S compositions from in-situ sulphide δ34S studies of high-pressure metamorphic rocks // International Geology Review. 2021. Vol. 63. Iss. 1. P. 109–129. doi: 10.1080/00206814.2020.1827305.

8. Li J.L., Schwarzenbach E.M., John T., Ague J.J., Huang F., Gao J., et. al. Uncovering and quantifying the subduction zone sulfur cycle from the slab perspective // Nature Communications. 2020. Vol. 11. P. 514. doi: 10.1038/s41467-019-14110-4.

9. Walters J.B., Cruz-Uribe A.M., Marschall H.R. Isotopic compositions of sulfides in exhumed high‐pressure terranes: implications for sulfur cycling in subduction zones // Geochemistry Geophysics Geosystems. 2019. Vol. 20. doi: 10.1029/2019GC008374.

10. Walters J.B., Cruz-Uribe A.M., Marschall H.R., Boucher B. The role of sulfides in the chalcophile and siderophile element budget of the subducted oceanic crust // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2021. Vol. 304. P. 191–215. doi: 10.1016/j.gca.2021.04.016.

11. Skuzovatov S.Yu., Shatsky V.S., Wang K.-L. Continental subduction during arc-microcontinent collision in the southern Siberian craton: constraints on protoliths and metamorphic evolution of the North Muya complex eclogites (Eastern Siberia) // Lithos. 2019. Vol. 342–343. P. 76–96. doi: 10.1016/j.lithos.2019.05.022.

12. Skuzovatov S.Yu. Differential fluid activity in a single exhumed continental subduction unit from local P-T-M(H₂O) records of zoned amphiboles (North Muya, Eastern Siberia) // Minerals. 2022. Vol. 12. Iss 2. P. 217. doi: 10.3390/min12020217.

13. Скузоватов С.Ю., Белозерова О.Ю., Васильева И.Е., Зарубина О.В., Канева Е.В., Сокольникова Ю.В. [и др.]. Центр коллективного пользования «изотопно-геохимических исследований» ИГХ СО РАН: современное состояние методов изучения вещества на микро- и макроуровне // Геодинамика и тектонофизика. 2022. Т. 13. № 2. С. 585. doi: 10.5800/GT-2022-13-2-0585. EDN: JWAGUK.

14. Craig J.R., Vokes F.M. The metamorphism of pyrite and pyritic ores: an overview // Mineralogical Magazine. 1993. Vol. 57. P. 3–18. doi: 10.1180/minmag.1993.057.386.02.

15. Acken D.V., Su W., Gao J., Creaser R.A. Preservation of Re-Os isotope signatures in pyrite throughout low-T, high-P eclogite facies metamorphism // Terra Nova. 2014. Vol. 26. P. 402–407. doi: 10.1111/ter.12113.

16. Hill R.E.T. Experimental study of phase relation at 600C in a portion of the Fe-Ni-Cu-S system and its application to natural sulphide assemblages // Sulphide deposits in mafic and ultramafic rocks / eds D.L. Buchanan, M.J. Jones. London: The Institution of Mining and Metallurgy, 1984. P. 14–21.

17. Connolly J.A.D., Cesare B. C-O-H-S fluid composition and oxygen fugacity in graphitic metapelites // Journal of Metamorphic Geology. 1993. Vol. 11. P. 379–388. doi: 10.1111/j.1525-1314.1993.tb00155.x.

18. Tomkins A.G. Windows of metamorphic sulfur liberation in the crust: implications for gold deposit genesis // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2010. Vol. 74. P. 3246–3259. doi: 10.1016/j.gca.2010.03.003.

19. Tomkins A.G., Evans K.A. Separate zones of sulfate and sulfide release from subducted mafic oceanic crust // Earth and Planetary Science Letters. 2015. Vol. 428. P. 73–83. doi: 10.1016/j.epsl.2015.07.028.