Реконструкция геологической истории металлов как средство оценки донорского потенциала ультраметаморфических комплексов и черных сланцев в образовании месторождений золота
«Явление миграции элементов представляет самый основной и наиважнейший предмет геохимического исследования» — А.Е. Ферсман
И.В. Кучеренко — ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», г. Томск, Россия
Усилению интереса во второй половине шестидесятых годов прошлого столетия к проблеме происхождения гидротермальных месторождений золота в толщах углеродистых (черных) сланцев способствовали некоторые их особенности, вызывавшие сомнения геологов в принадлежности месторождений «сланцевого типа» вместе с образованными в несланцевом субстрате к одной геолого-генетической совокупности магматогенных гидротермальных.
Особенности заключаются в следующем. 1) В составе сланцев участвует биогенный углерод, преобразованный в процессе и после седиментации в восстановленные формы керогена и битумоидов, способствующий экстракции металлов из вод водоемов и накоплению их в осадках. 2) Сланцам некоторых районов свойственны повышенные против других пород содержания ряда металлов, — ванадия, молибдена, никеля, урана, сурьмы и других, сформированные, как считается, по упомянутой причине на этапах седиментации и оцениваемые в качестве предпосылки для последующего гидротермального рудообразования. 3) По мнению многих геологов, в сланцах отсутстствуют свойственные магматогенно-гидротермальному оруденению в несланцевом субстрате околорудные метасоматиты — березиты; образованные в них околорудно измененные породы относят к субфациям зеленосланцевой фации регионального метаморфизма гидратации. 4) В сланцевых толщах в зальбандах золотоносных кварцевых жил и многочисленных прожилков отсутствуют признаки усиления обычных в магматогенных месторождениях гидротермальных изменений. 5) Рудам месторождений «сланцевого типа» свойственны низкие, в пределах первых г/т, средние содержания золота при иногда уникальных, до первых тысяч тонн, запасах металла, не встречающихся в месторождениях, образованных в несланцевом субстрате.
Вместе с тем, золотое оруденение в последнем и черносланцевых толщах локализовано в однообразных формах золотоносных кварцевых жил, минерализованных зон, залежей жильно-прожилково-вкрапленной сульфиднокварцевой минерализации.
Табл. 1. Минеральная зональность околорудных метасоматических ореолов
мезотермальных месторождений золота южной Сибири, образованных
в черносланцевом и несланцевом субстрате.
Примечание: Подчеркнуты минералы, исчезающие в более тыловой зоне.
Перечисленные особенности черных сланцев и золотого оруденения в них служили питательной средой, в которой вызревали идеи альтернативной традиционным магматогенным гипотезам парадигмы рудообразования, воплощенной в первом и последующих вариантах названной метаморфогенной гидротермальной гипотезы, предполагающей образование месторождений в условиях зонального регионального метаморфизма и извлечение металлов из вмещающих пород. С возникновения новой гипотезы началось продолжающееся до сих пор противопоставление месторождений, залегающих в несланцевом и черносланцевом субстрате.
В соответствии с содержанием новой парадигмы внимание акцентируется на решении двух главных задач исследования проблемы метаморфогенного рудообразования — геохимической и петрологической. Решение геохимической задачи направлено на доказательство немагматических (породных) потенциальных источников сосредоточенного в рудах золота посредством обоснования концентрирования его при ультраметаморфизме или накопления сверхкларковых его масс на дорудных, начиная с седиментации, этапах формирования черносланцевых толщ в условиях разобщенных во времени не связанных между собой геологических процессов. Петрологическая задача заключается в доказательстве принадлежности околорудно измененных пород к производным регионального метаморфизма, следовательно, в подтверждении метаморфогенного происхождения оруденения.
Обе задачи до сего времени не решены и вялотекущая дискуссия продолжается. В статье обсуждаются причины неудовлетворительного состояния проблемы рудообразования в метаморфических комплексах, и предлагается технология петролого-геохимических исследований, включающая альтернативные используемым методологию и методы, апробированные в золоторудных месторождениях южной Сибири.
Объектами исследований, в частности, служат Енисейский, Муйский (Северо-Забайкальский), Ленский золотоносные районы, в которых известны вмещающие многочисленные месторождения и рудопроявления золота ультраметаморфические комплексы и толщи черных сланцев и в крупных объемах в течение многих десятилетий выполняются поисковые и разведочные работы, обеспечивающие доступ к обширной информации. В частности, в 1967 году началась разведка будущего уникального место рождения Сухой Лог, которому было суждено стать важнейшим полигоном, на котором отрабатывались разные варианты гипотезы и которое до сих пор привлекает пристальное внимание исследователей проблемы.
В Енисейском районе позднерифейские золоторудные месторождения и рудопроявления размещены на юге в Ангаро-Канском выступе архейского фундамента Сибирской платформы, где контролируются Приенисейской субмеридиональной зоной глубинных разломов, и в его Заангарской части — на склонах позднепротерозойского Центрального антиклинория, сложенного линейно вытянутыми в северосеверо-западном направлении зрелыми зональными очагово-купольными сооружениями в составе магматических и ультраметаморфических комплексов в их ядрах и позднерифейских толщ черных сланцев в обрамлении. Позднерифейские Советское, Олимпиадинское, Благодатное, Николаевское, Герфед и другие месторождения здесь образованы в основном в черных сланцах и контролируются Татарским и Ишимбинским глубинными разломами.
Табл. 2. Баланс (вынос-, привнос, в процентах) петрогенных элементов в зональных околорудных метасоматических ореолах
мезотермальных месторождений золота южной Сибири.
Примечание:
1) Минеральные зоны и подзоны околорудных метасоматических ореолов: Ву, Ви — подзоны умеренного и интенсивного изменения внешней зоны, У, Х, А, Вн — соответственно углеродистая, хлоритовая, альбитовая, тыловая зоны;
2) S* — сера сульфидная, Со — углерод окисленный (карбонатный), + — привнос S при содержании ее в исходной породе ниже предела чувствительности анализа;
3) В скобках — число проб, участвующих в расчете средних;
4) Δ — удельная масса перемещенного (привнесенного и вынесенного) вещества в процентах к массе вещества исходных пород в стандартном геометрическом объеме 10000 А°3;
5) Полные химические силикатные анализы горных пород выполнены в Центральной лаборатории ПГО «Запсибгеология» и в Западно-Сибирском испытательном центре (г. Новокузнецк) под руководством И.А. Дубровской и Г.Н. Юминовой.
В Муйском районе позднепалеозойские золоторудные месторождения и рудопроявления залегают в породах разного состава, происхождения и возраста, что обеспечивает возможность многопланового сравнительного анализа оруденения, образованного в разных средах. В юго-восточном обрамлении Муйского выступа архейского фундамента Сибирской платформы, вмещающего Ирокиндинское (277±4 млн л) кварцево-жильное месторождение, локальная позднепалеозойская (335±5 млн л) Кедровская зрелая очагово-купольная постройка образована в толще черных сланцев позднерифейской кедровской свиты с постепенными переходами от гранодиоритов ядра через мигматиты, далее плагиогнейсы в черные сланцы; промышленные золото-кварцевые жилы одноименного месторождения (282±5 млн л) залегают во всех перечисленных породах. Верхне-Сакуканское (285±5 млн л), Западное (275±5 млн л), Богодиканское (303±5 млн л) кварцево-жильные месторождения образованы соответственно в гранитах раннепротерозойского кодарского комплекса в юго-западном обрамлении Чарского выступа архейского фундамента, в гранитах позднерифейского муйского комплекса в юго-западном обрамлении Муйского выступа архейского фундамента, в гранитах позднепалеозойского (290 млн л) конкудеро-мамаканского комплекса в Северо-Муйском хребте. Мощные зоны жильно-прожилкововкрапленных руд, золотоносные кварцевые жилы Каралонского и Уряхского месторождений (275±7 млн л) в северо-восточном обрамлении Муйского выступа вмещают тела позднерифейско-вендских гранитов падоринского и позднепалеозойских гранитов конкудеро-мамаканского комплексов, черные сланцы и дифференцированные вулканиты позднерифейских соответственно водораздельной и келянской свит. Месторождения контролируются Келянской (Западное, Ирокиндинское), Тулдуньской (Кедровское), Сюльбанской (Каралонское, Уряхское) зонами глубинных разломов.
В Ленском районе позднерифейские зрелые ультраметаморфические очагово-купольные сооружения обрамляют сравнительно изометричный в плане шириной около 90 км Бодайбинский и меньший по размерам Марокано-Илигирский прогибы, выполненные двенадцатикилометровой мощности позднерифейской толщей черных сланцев. Позднепалеозойские Сухоложское (315 млн л), Вернинское, Невское, Высочайшее, Кавказ, Васильевское месторождения и рудопроявления золота здесь размещаются в прогибах в региональном северо-северо-восточного простирания поясе позднепалеозойских малых интрузий кислого и основного составов, принадлежащих соответственно к аглан-янскому и кадали-бутуинскому комплексам. Залежи и минерализованные зоны жильно-прожилково-вкрапленных руд залегают в черных сланцах хомолхинской, имняхской, аунакитской и других свит и контролируются глубинными разломами, в частности, КадалиСухоложским.
Табл. 3. Оценка параметров распределения рудогенных элементов и корреляционных связей золота с рудогенными элементами в
минеральных зонах околорудных метасоматических ореолов мезотермальных месторождений золота южной Сибири.
Севернее прогибов в черных сланцах раннепротерозойской михайловской свиты в висячем боку глубинного разлома образована залежь жильнопрожилково-вкрапленных руд крупного позднепалеозойского месторождения Чертово Корыто.
Оценки содержаний золота в ультраметаморфических комплексах и поведения его в режимах регионального зонального метаморфизма иллюстрируются следующими результатами.
По данным Л.В. Ли и О.И. Шохиной [1], в зрелых очагово-купольных сооружениях Центрального антиклинория Енисейского района среднее содержание золота в породах амфиболитовой фации (30 проб) составляет 7,48 мг/т, эпидот-амфиболитовой фации (24 пробы) — 9,43 мг/т, хлорит-биотитовой (31 проба) и серицит-хлоритовой (88 проб) субфаций зеленосланцевой фации — соответственно 9,31 и 9,75 мг/т. Из этих данных авторы сделали вывод об отсутствии перемещения металла из высокотемпературных зон в низкотемпературные и о невозможности связи рудных концентраций с процессами зонального регионального метаморфизма.
Противоположное мнение высказал В.А. Буряк [2]. Согласно его результатам, средние содержания золота (мг/т) в ареалах зонального регионального метаморфизма Бодайбинского прогиба и его очагово-купольного обрамления возрастают от высокотемпературной дистен-ставролитовой зоны к вмещающей месторождения золота низкотемпературной зеленосланцевой зоне: в филлитовидных алевролитах — от 1,75 до 3,2, в алеврофиллитах от 2,5 до 4,3, в алевролитах — от 1,9 до 6,9, в алевросланцах — от 1,4 до 2,5, в песчаниках — от 2,5 до 3,2. Однако вывод о породных источниках золота в рудах сопровождается указанием В.А. Буряка на то, что экстрагируемого из ультраметаморфических пород и черных сланцев при региональном зональном метаморфизме очагово-купольного типа металла недостаточно для образования рудных тел с их реальными запасами и дополнительные его количества доставляются из глубинных геосфер «сквозьмагматическими» растворами.
Иные приведенным результаты получены А.М. Сазоновым [3]. Снижение степени зонального регионального метаморфизма сопровождается снижением содержания золота. Так, в кристаллических сланцах очагово-купольных сооружений Центрального антиклинория Енисейского района среднее содержание золота в амфиболитовой фации (8 проб) составляет 2,31 мг/т, в эпидотамфиболитовой (46 проб) — 0,70 мг/т.
В архейском фундаменте Сибирской платформы подобное распределение металла повторяется — средние содержания его изменяются от 12,18…14,62 мг/т в неизмененных гранулитовых, гиперстеновых гнейсах, гранулитах, глиноземистых гранулитогнейсах кузеевской толщи канской серии Ангаро-Канского выступа до 3,32; 9,73; 8,03 мг/т в этих же породах, но диафторированных в амфиболитовой, эпидот-амфиболитовой, зеленосланцевой фациях регионального метаморфизма соответственно [4]. Только в локальных зонах наложенных гидротермальных изменений они увеличиваются до 31,51 мг/т. Вместе с тем, по данным тех же авторов средние содержания золота в неизмененных гранулитах, гнейсах, сланцах атамановской толщи канской серии составляют 4,27 мг/т, диафторированных в амфиболитовой фации — 3,67 мг/т, в эпидот-амфиболитовой и зеленосланцевой фациях — 4,37 мг/т, в неизмененных гнейсах и мигматитах енисейской серии — соответственно 3,51 и 6,89 мг/т. В последнем случае межзональной миграции золота в породах в режиме диафтореза (регрессивного метаморфизма) не происходит.
Оценки золотоносности черных сланцев, условий ее формирования, а, следовательно, и происхождения месторождений также оставляют желать лучшего — получены многовариантные результаты, исключающие корректное их использование в решении теоретических и прикладных вопросов. Развернутый обзор результатов и перечень публикаций, в частности, цитированных ниже авторов приведены в [5, 6], поэтому ограничимся здесь минимальным объемом данных о распределении золота в черных сланцах обсуждаемых районов, отражающих тем не менее состояние вопроса и достаточных, как представляется, для понимания необходимости принятия альтернативной существующей технологии научных исследований.
Согласно мнению В.Г. Петрова (1974), в черных сланцах удерейской и других рудовмещающих свит Заангарской части Енисейского района содержания седиментогенного кластогенного и хемогенного золота изменяются в диапазоне 0,2…3,0 г/т. Вне золоторудных месторождений Центрального антиклинория Енисейского района средние содержания золота в гранатовых, биотитовых кристаллических сланцах (45 проб) составляют 0,9 мг/т, в кремнистоглинистых сланцах (71 проба) — 1,21 мг/т, филлитах (40 проб) — 1,7 мг/т, в контурах месторождений филлиты и филлитизированные сланцы содержат золота в среднем (30 проб) 7,0 мг/т, гидротермально-измененные филлиты в рудных зонах прожилково-вкрапленных руд (38 проб) — 39,0 мг/т (А.Д. Ножкин, В.А. Гавриленко, 1976). В.Б. Болтыровым с соавторами (1987) средние содержания золота в черных сланцах рудовмещающей позднерифейской сухопитской серии вне рудовмещающих структур (82 пробы) оцениваются на уровне 2,9 мг/т, в рудовмещающих структурах (68 проб) — 44,2 мг/т. В.А. Злобин (1989) оценивает содержание металла в черных сланцах за пределами околорудных ореолов золотых и золото-сурьмяных месторождений Енисейского района на уровне 1,7 мг/т, во внешних зонах ореолов в диапазоне 3,0…десятки мг/т, во внутренних зонах — на уровне сотен мг/т при сильных положительных корреляционных связях в ореолах золота с мышьяком. По мнению Д.И. Горжевского с соавторами (1988), в Енисейском районе отложения континентальных фаций содержат золота (мг/т) в диапазоне 4,3…5,4, прибрежно-морских — 1,9…2,1, морских — 1,2…1,6.
По данным Б.Н. Абрамова и Н.А. Чернышова (2004), в безрудных черных сланцах кедровской, вулканитах келянской свит Муйской зоны Северного Забайкалья содержания золота составляют десятые…сотые доли г/т, в сульфидизированных сланцах — десятые доли г/т.
В.В. Коткин (1968) считает черные сланцы и песчаники большинства позднерифейских свит Бодайбинского прогиба обогащенными золотом на этапе седиментации от многих до десятков мг/т, а углеродистые филлиты — до 1…2 г/т. По его мнению, рассеянная первично-осадочная золотоносность сланцев определяет золотоносность и рудоносность рудных тел. Еще более высокие оценки золотоносности черных сланцев Ленского района приводят А.Е. Гапон, М.М. Гапеева (1969), — в пределах месторождений песчаники догалдынской свиты, например, содержат золота 0,01…6,0 г/т, алевролиты 0,01…10 г/т, сланцы 0,01…30 г/т. Пород с содержанием металла менее 0,01 г/т не обнаружено.
Поздне'е оценки содержаний металла в черных сланцах Ленского района существенно снижены. Согласно результатам В.В. Поликарпочкина, А.Е. Гапона, Б.В. Шергина (1977) породы позднерифейских свит вне месторождений и рудопроявлений содержат золота в среднем 0,7…4,7 мг/т, но в черносланцевых горизонтах рудовмещающих хомолхинской и догалдынской свит содержания его достигают сотых долей г/т, а в породах с наложенной гидротермальной минерализацией — десятых долей г/т и более. В.Н. Шаров, А.П. Шмотов, И.В. Коновалов (1978) для пород в пределах хлоритсерицитовой субфации регионального метаморфизма приводят следующие данные: в песчаниках догалдынской свиты содержания золота составляют 1,9 мг/т, в кварц-углистых алевролитах валюхтинской свиты — 1,2 мг/т, в известковистых песчаниках имняхской свиты — 0,7 мг/т, в упомянутых породах, подвергшихся локальному дислокационно-гидротермальному метаморфизму — соответственно 9,5; 15,0; 25,0 мг/т. В.А. Буряк [2] оценивает золотоносность пород рудовмещающей хомолхинской свиты, метаморфизованных в зеленосланцевой фации, на уровнях 1,4 мг/т (алевро-филлиты), 2,5 и 3,2 мг/т (алевро-сланцы), 4,3 мг/т (кварцитовидные песчаники), 6,9 мг/т (алевролиты), а пород, содержащих осадочно-диагенетический (?, — И.К.) пирит, — на уровнях 1,4…8,0 мг/т, обычно 2,0…5,0 мг/т при среднем содержании золота в пирите 66,0 мг/т.
Приведенные данные демонстрируют факт снижения со временем, начиная с шестидесятых годов прошлого столетия, опирающихся на многочисленные аналитические данные оценок содержаний золота в черносланцевых толщах золотоносных районов южного горно-складчатого обрамления Сибирской платформы от значений, свойственных рудам, до субкларковых. В восьмидесятые годы возникло предположение о, вероятно, чрезмерно завышенных ранних оценках, характеризующих ближнее околорудное пространство — апосланцевые геохимические ореолы и прожилково-вкрапленные руды. Но это предположение, как и согласный с ним вывод одного из авторов гипотезы В.А. Буряка [7] о субкларковых, на уровне первых мг/т, дорудных содержаниях золота в черных сланцах золотоносных и незолотоносных районов, сопоставимых с таковыми в кристаллических породах, подрывают доказательную базу декларирующую породные источники металлов метаморфогенно-гидротермальной гипотезы, опирающуюся на тезис о повышенных (аномальных) дорудных содержаниях золота в породах как обязательной предпосылке рудообразования, и, как следствие, снижают ее конкурентоспособность. В этом случае черные сланцы теряют преимущество перед другими породами как потенциальные доноры рудообразования.
Попыткой поддержать гипотезу на плаву можно объяснить предложение В.А. Буряка [7] считать фиксируемые многими субкларковые содержания золота в черных сланцах золотоносных районов остаточными концентрациями «отработанного» золота, сохранившимися после экстракции из пород растворами сверхкларковых его масс при рудообразовании. Предложение не было поддержано, вероятно, вследствие невозможности его подтвердить по причине недоступности для изучения черносланцевых толщ на подрудных уровнях, в которых гидротермальные растворы, поднимаясь из очагов генерации до уровней рудообразования, взаимодействуют с породами и будто бы экстрагируют из них золото.
Упомянутому предложению В.А. Буряка и приобретающей ныне популярность идее о сопряженности, в том числе по литорали, областей выноса из пород и привноса в породы металлов (отрицательных и положительных геохимических аномалий), в том числе формирующихся под воздействием электрических полей, но без изменений минералого-химических составов пород в областях выноса противоречит известный факт (В.Л. Лось и др., 2003; Г.Б. Ганжа и др., 2004; М.П. Лобанов и др., 2004; Shao Jun et al., 2004; И.С. Гольдберг и др., 2005; Large et al., 2007; Е.В. Плюшев и др., 2009). Последнее утверждение, очевидно, следует из области фантастики, ибо экспериментально доказано, что экстракция металлов из минералов-носителей без разрушения их кристаллической решетки невозможна.
Факт заключается в том, что за пределами относительно локальных апосланцевых околорудных и рудовмещающих метасоматических и геохимических ореолов на значительных, до многих километров по литорали, расстояниях от них черные сланцы, представляющие обширную периферийную наиболее низкотемпературную зону ареалов зонального регионального ультраметаморфизма нагревания очагово-купольного типа, содержат равномерно рассеянный мусковит-биотитовый метаморфический парагенезис. При этом отсутствуют минеральные свидетельства обязательного для экстракции металлов взаимодействия пород с поздними гидротермальными растворами в составе обычных для выполняющих рудные зоны апосланцевых околорудных метасоматитов так называемой зеленосланцевой фации актинолита-тремолита, хлорита, эпидота, альбита, серицита, карбонатов и других минералов этапа послеметаморфического рудообразования.
В связи с участившимися к концу восьмидесятых годов оценками дорудной золотоносности черносланцевых толщ в рудных регионах на уровне субкларковых значений для предотвращения неизбежного снижения популярности метаморфогенно-гидротермальной гипотезы рудообразования энтузиастами предпринимаются попытки найти другие альтернативы представлению о повышенных дорудных содержаниях в черных сланцах золота как необходимому условию рудообразования, ранее не подвергавшемуся сомнению.
Ссылаясь на результаты экспериментов, Н.С. Жатнуев с соавторами (1999) предложил считать достаточными для образования промышленных месторождений кларковых количеств золота, до 80 % от массы которого покидало породы в условиях экспериментов. Однако вопрос об адекватности этих условий природным не обсуждался и, вероятно, поэтому предложение не нашло поддержки. По мнению многих участников дискуссии, источниками золота и других металлов может быть стратиформная слабозолотоносная гидротермальноосадочная, вулканогенно-осадочная сульфидная минерализация, доказать сингенетическое исходным осадочным породам происхождение которой не всегда возможно. Стратиформные минерализованные зоны и сульфидные вкрапленники нередко могут представлять следствие рудообразования, а не его причину. Кроме того, донорский потенциал их, в том числе прогнозируемый в подрудном пространстве, нередко несопоставимо мал сравнительно с запасами металла в рудных телах. Вместе с тем, в ряде промышленных месторождений, например, в Кедровском, Сухоложском, стратиформная минерализация фиксируется лишь эпизодически, фрагментарно, а густота сульфидной вкрапленности прямо коррелирует с интенсивностью гидротермальных изменений в рудовмещающих метасоматических ореолах, сопровождающих секущие разломные структуры. Последнее усложняет диагностику происхождения первоначальных накоплений золота.
Оценки золотоносности черных сланцев на уровнях субкларковых значений, приводимые в работах независимых экспертов и даже некоторых активных разработчиков метаморфогенно-гидротермальной гипотезы, снижающие ее жизнеспособность, оказали обратный эффект.
При заметном сокращении числа публикаций в девяностые и последующие годы с по-прежнему противоречивыми аналитическими данными, в среде разделяющих гипотезу специалистов сохраняется приверженность первоначальной идее об образовании промышленных месторождений в черносланцевых толщах, обогащенных золотом на предшествующих рудообразованию этапах, но без подтверждения фактами [8, 9 и др.]. Скажем, предлагается верить приведенному в работе [8] утверждению о содержаниях золота в черных сланцах рудовмещающих хомолхинской и аунакитской свит Бодайбинского прогиба за пределами месторождений, в том числе декларируемого как полигенное и полихронное месторождения Сухой Лог, достигающих десяти кларков. Не доказывается фактами и другое утверждение о специализации черных сланцев упомянутых свит на золото на этапе седиментации, равно как и четырехэтапное формирование месторождения Сухой Лог при том, что согласно [9] истории образования этого месторождения выделено два этапа, а в работе [2] содержание золота в черных сланцах хомолхинской свиты, как отмечено выше, оценено в диапазоне первых мг/т.
Указания без доказательств на повышенную и даже высокую дорудную золотоносность черных сланцев в золотоносных районах в многочисленных публикациях последнего десятилетия стали общим местом и подаются как аксиома.
Подводя итог обзору, констатируем, что в практике исследования золотоносности метаморфических пород в течение десятилетий вещество проб, как правило, обезличено. Породы амфиболитовой, эпидот-амфиболитовой фаций, кристаллические сланцы, гранулито-гнейсы, гнейсы неизмененные или диафторированные в разных фациях, черные сланцы вне, в контурах месторождений, во внутренних, внешних зонах, вне ореолов, неизмененные, слабо, интенсивно, гидротермально измененные, безрудные, сульфидизированные и т.п., — это о чем? Породы каких составов с их индивидуальными содержаниями золота, подвергнутые каким изменениям скрываются за этими терминами и остаются неизвестными потенциальным потребителям информации — коллегам авторов публикаций?
В итоге имеем то, что имеем: за пятьдесят лет получена огромная информация, которая не может быть использована для сравнительного анализа поведения золота и других металлов в разных геологических процессах, начиная от ультраметаморфизма до рудообразования, для суждения об инициирующих последнее геологических процессах, для диагностики происхождения геохимических аномалий, для многоплановых генетических обобщений, для создания и пополнения региональных и глобального банков корректных геохимических данных многоцелевого назначения.
Ситуация усугубляется повсеместным отсутствием необходимых хотя бы для приблизительной оценки достоверности данных о содержаниях в породах золота сведений о способах обеспечения чистоты проб с околокларковыми содержаниями золота, о лабораториях, аппаратуре, методах анализа, аналитиках, результатах контрольных измерений, числе проб, результатах статистических расчетов параметров распределения химических элементов, то есть информации, обязательной при обмене данными и обобщениях.
Успешная формационная типизация околорудно измененных пород гидротермальных месторождений, в том числе золота, образованных в несланцевом субстрате, магматогенное происхождение которых не подвергается сомнению, к началу семидесятых годов завершилась корректной классификацией метасоматических формаций (В.А. Жариков, Б.И. Омельяненко, 1978). Каждая из них автономна, обладает присущими только ей минералого-петрохимическими и геохимическими чертами, структурой (зональностью) метасоматических ореолов, металлогенической специализацией, — набором видов полезных ископаемых. Последнее обеспечивает углубление и расширение знаний о процессах рудообразования, помимо прочего, создает рациональную основу для формационной типизации гидротермальных месторождений и, следовательно, показывает выход формационного метода в рудной геологии из затянувшегося кризиса.
Сочетания околорудно измененных пород магматогенных гидротермальных месторождений, условия их образования в рамках рудообразующих процессов изучаются и обобщаются на формационном уровне. Возможности формационного подхода в изучении околорудно измененных пород для решения проблемы рудообразования в черных сланцах обсуждаются на конкретных примерах далее.
Иные подходы в течение десятилетий реализуются для диагностики и квалификации гидротермальных изменений в околорудном пространстве золоторудных месторождений, образованных в толщах черных сланцев обсуждаемых и других районов. По всеобщему убеждению разделяющих идеи метаморфогенно-гидротермальной гипотезы геологов, черные сланцы подверглись до рудообразования или во время рудообразования региональному метаморфизму гидратации (на регрессивном этапе) с образованием минеральных ассоциаций в составе биотит-хлоритовой, хлорит-серицитовой, альбит-серицитовой, серицит-карбонатной и других субфаций зеленосланцевой фации. В первом случае на перечисленные ранние минеральные ассоциации наложены поздние минералы околорудных изменений, близкие по составу (С.Д. Шер, 1970; М.А. Юдовская, В.В. Дистлер, Н.В. Родионов и др., 2011). В других вариантах: при поздних околорудных изменениях новых минералов не образуется, а лишь изменяются количественные соотношения ранних перечисленных минералов (В.А. Шумлянский, 1983), околорудные изменения в черных сланцах выражены слабо (Г.Н. Гамянин, 1972; Б.Б. Шелехов, 1975; В.А. Амузинский, 1975; В.А. Шумлянский, 1983; Х.Х. Лайпанов и др., 1984 и др.) или отсутствуют (С.Г. Кряжев, В.И. Устинов, В.А. Гриненко, 2009) [10]. Вслед за В.А. Буряком [2], А.М. Гаврилов, С.Г. Кряжев (2008), В.Л. Русинов, О.В. Русинова, С.Г. Кряжев и др. (2008) и другие также подчеркивают минералого-петрохимическую специфику, отличающую апочерносланцевые гидротермально измененные породы от околорудных метасоматитов магматогенных месторождений, образованных в несланцевом субстрате.
Согласно общепринятой практике, в месторождениях золота Енисейского района околорудные изменения черных сланцев на разных расстояниях от рудных тел вслед за Н.В. Петровской (1954) описываются с использованием доформационной терминологии под названиями хлоритизация, серицитизация, окварцевание (в прожилковой форме), карбонатизация, сульфидизация, турмалинизация (В.А. Богданович, 1974; В.Г. Петров, 1974; В.Г. Михеев и др., 1975; Г.А. Середенко, 1975; Л.В. Ли и др., 1976; А.А. Пузанов, 1983). При этом, приводимый некоторыми перечисленными авторами минералогохимический состав апочерносланцевых метасоматитов в обрамлении рудных тел включает кварц, серицит, Mg-Fe карбонаты, сульфиды, лейкоксен, рутил, апатит, турмалин и отвечает составу березита. Однако термин «березит» не упоминается.
Исследователи раннего периода изучения коренной золотоносности Ленского района в шестидесятых-семидесятых годах С.Д. Шер (1966), И.В. Коновалов (1973), А.П. Шмотов (1974), В.Н. Шаров и др. (1978) диагностировали гидротермальные апочерносланцевые золотоносные метасоматиты как березиты-листвениты. Позже [2] В.А. Буряк предпринял попытку опровергнуть эти результаты профессионалов посредством балансовых расчетов миграции петрогенных компонентов при околорудном метасоматизме в месторождении Сухой Лог на основе 482 химических силикатных анализов проб горных пород. Однако некорректно сформированные выборки для статистических расчетов, представляющие «исходные», «слабо измененные», «интенсивно измененные» породы без указания их минерального состава, количественных критериев оценки интенсивности изменений, включение в пробы горных пород жильного материала обеспечили получение ложных результатов, непригодных для адекватного реальной ситуации суждения о минералого-петрохимической сущности процесса метасоматизма. Как показали последовавшие до сего времени события, непрофессионализму было отдано предпочтение всеми участниками исследования проблемы и березитовой метасоматической формации противопоставлены субфации зеленосланцевой фации регрессивного регионального метаморфизма (М.А. Юдовская, В.В. Дистлер, Н.В. Родионов и др., 2011 г, и др.). Отсутствие березитов в месторождении Сухой Лог «доказывается» также фактом отсутствия околожильного окварцевания и будто-бы типичного для березитов кварц-мусковитового парагенезиса (В.Л. Русинов, О.В. Русинова и др., 2008 г) при том, что производные калий-сернисто-углекислотного метасоматизма — березиты образуются в околожильном пространстве в условиях встречной диффузии компонентов [10] и полиминеральны, — кроме кварца и серицита содержат новообразованные карбонаты и сульфиды, в том числе в Сухом Логу.
Очевидно, и в этом случае вопреки фактам возобладала идея. Признать существование березитов в толщах черных сланцев, как и субкларковые дорудные содержания золота в них, значит снизить обоснованность противопоставления месторождений, образованных в черносланцевом и несланцевом субстрате, а, следовательно, и метаморфогенно-гидротермальной гипотезы.
Приведенные материалы объясняют отсутствие прогресса в понимании сущности рудообразования в толщах черных сланцев, более того, демонстрируют вполне закономерный удручающий итог пятидесятилетних исследований проблемы. Получены противоречивые результаты, достоверность которых во многом остается неопределенной и/или не поддающейся проверке. Поскольку не предпринимается попыток поиска причин многовариантных результатов и способов преодоления противоречий, существующая мягкая дискуссия обещает быть бесконечной и даже намек на решение проблемы в обозримом будущем представлялся бы признаком неоправданного оптимизма.
Между тем, решение проблемы попрежнему представляет интерес в аспекте совершенствования теории гидротермального рудообразования, в приложении к золоту — трансформации известных четырех с вариантами гипотез в теорию, а также в плане создания научной основы для разработки эффективных, реально работающих петрохимического и геохимического критериев, ныне, как и их основа, дефектных. Скажем, популярное утверждение первопроходцев в обосновании гипотезы и их современных последователей о целесообразности поисков месторождений золота только в обогащенных металлом до рудообразования толщах черных сланцев вследствие безрудности последних при содержаниях в них золота на субкларковых уровнях остается не доказанным.
Итак, во всей своей перезревшей красоте встают вопросы, периодически и по разным поводам возникающие в Российской истории: кто виноват и что делать? Впрочем, «успехи» зарубежных популяризаторов гипотезы в исследовании проблемы столь же скромны, поэтому вопросы адресованы и к ним.
Речь идет не о персоналиях, а о реализуемых до сего времени приемах научного поиска, не адекватных целям и задачам исследования, доказательством чему служит достигнутый в результатах хаос. В анализе его причин и путей преодоления существующих трудностей целесообразно пройтись по всем звеньям технологической цепочки, начиная от методологии и кончая методами решения проблемы. Необходимо обсудить обоснование принципов отбора проб, рационального подхода к формированию выборок для петрохимических пересчетов, статистических и балансовых расчетов, приемы интерпретации результатов. Следующие из обсуждения и рекомендуемые ниже методология и методы апробированы автором в ходе петролого-геохимических исследований черносланцевого и несланцевого рудовмещающего субстрата пятнадцати золоторудных месторождений южного горно-складчатого обрамления Сибирской платформы. Полученные результаты и выводы иллюстрируются примерами.
Ключевое значение имеет методология решения геохимической и петрологической задач в рамках исследования проблемы рудообразования, содержание которой заложено в формулировке геохимии, данной ее отцами-основателями В.И. Вернадским и А.Е. Ферсманом, определившими геохимию как динамичную науку, имеющую целью реконструировать геологическую историю химических элементов в теле планеты.
Однако большинство химических элементов, включая золото, немы и не могут рассказать о своей геологической истории. Вместе с тем очевидно, что последняя неразрывно связана причинно-следственными отношениями с геологической историей их носителей — горных пород. В зависимости от свойств химические элементы остаются инертными или реагируют на изменения термодинамических и физико-химических режимов существования горных пород, которые случаются под воздействием не связанных между собой сменявших один другой во времени геологических процессов. Каждый процесс сопровождается растворением в разной степени или сохранностью ранее образованных минералов и отложением новых, устойчивых в условиях преобразований каждого этапа минеральных комплексов. Последние служат индикаторами и раскрывают сущность преобразований. В связи с этим система опробования горных пород должна обеспечить реконструкцию их геологической истории, а через нее и геологической истории химических элементов в них, — уровень первоначального накопления, инертность, рассеивание, снижение содержания, концентрирование на каждом этапе преобразований. Таким образом, решению геохимической задачи должно предшествовать петрологическое исследование горных пород. Отсюда следует методика отбора проб и формирования выборок для статистических расчетов и поэтапной оценки факторов, то есть генетической интерпретации поведения петрогенных и рудогенных элементов.
Пробы должны представлять:
Предлагаемое методологическое звено в технологии исследования проблемы обладает недостатком, ограничением, достоинствами. Недостаток заключается в трудоемкости комплексного петрологического и геохимического исследования. Сглаживается пониманием того, что тяжек путь познания. Ограничение возникает в тех случаях, когда интенсивные изменения горных пород на промежуточном этапе (этапах) осложняют или исключают диагностику исходного субстрата и/или эпигенетического минерального комплекса — индикатора предшествующего геологического процесса преобразований. Достоинства обеспечивают корректное решение петрологических и геохимических вопросов, в частности, — поэтапную реконструкцию поведения (инертности, подвижности) петрогенных элементов и металлов, количественную оценку их рассеяния или концентрирования, происхождение геохимических аномалий, генетическую интерпретацию геологических процессов на каждом этапе геологической истории, наконец, решение ключевого вопроса проблемы: положительные геохимические аномалии в околорудном пространстве черносланцевых толщ золоторудных районов — это причина (предпосылка) или следствие рудообразования?
Петролого-геохимические исследования по описанной технологии выполняются автором в горных породах всех типов — магматических, ультраметаморфических, осадочных, включая черные сланцы, в перечисленных выше и других мезотермальных месторождениях золота, — среднепалеозойском Зун-Холбинском в Окино-Китойском золотоносном районе на юго-востоке Восточного Саяна, раннепалеозойских Центральном и Берикульском в Кузнецко-Алатаусском золотоносном районе, позднепалеозойских Восточном в южном Прибалхашье, Когадыр в Кызыл-Кайнарской золоторудной зоне южного Казахстана.
На основе двухуровневой системы выборок петрологических и геохимических данных разработана типовая универсальная, то есть повторяющаяся во всех рудовмещающих средах, схема зональности околорудных метасоматических и геохимических ореолов. Двухуровневая система адекватна ситуации в обсуждаемых и многих других месторождениях, которая заключается в следующем. Кристаллические породы, начиная с архейских ультраметаморфических и раннепротерозойских гранитоидов, вне сравнительно локальных околорудных метасоматических ореолов не содержат вещественных признаков изменений после образования и до начала рудообразующих процессов. Обрамляющая зональные ультраметаморфические комплексы очагово-купольных сооружений периферическая наиболее низкотемпературная зона регионального метаморфизма нагревания, сложенная черными сланцами, равно как и не ассоциированные с очаговыми куполами толщи черных сланцев в обсуждаемых районах занимают крупные объемы земной коры шириной по литорали до многих км. В отрыве от связанных с ними единством образования внутренних ультраметаморфических зон (фаций) куполов черные сланцы не обнаруживают контроля разломными структурами, сложены сравнительно слабо метаморфизованными осадочными породами с сохранившимися минеральными составами и обломочными структурами раннепротерозойского и позднерифейских этапов седиментации. Они диагностируются по равномерно рассеянному в них типоморфных биотиту или мусковит-биотитовому парагенезису этапа регионального метаморфизма нагревания.
Поскольку в толщах черных сланцев исходные осадочные породы не сохранились, выборки нижнего уровня образуют пробы черных сланцев с указанными метаморфическими минералами без участия поздних минеральных ассоциаций в составе актинолита-тремолита, хлоритов, цоизита-эпидота, альбита, серицита, кварца, карбонатов.
Ассоциации перечисленных минералов в структуре образованных в черносланцевом и несланцевом субстрате околорудных метасоматических ореолов занимают закономерное положение в составе периферийной фронтальной, промежуточной хлоритовой (эпидотовой), альбитовой и тыловой минералого-петрохимических зон (табл. 1). Закономерность (околорудный статус) доказывается порядком минеральной зональности и увеличением массы новообразованных минералов в направлении к рудным телам от зоны к зоне и внутри каждой зоны. На внутренней границе наиболее крупнообъемной, шириной до многих сотен метров, фронтальной зоны, дифференцированной на подзоны слабого, умеренного, интенсивного изменения с содержанием новообразованных минералов соответственно до 10, 10…20, 20…30 об. %, растворен актинолит-тремолит. К внутренней границе шириной до многих десятков метров промежуточной зоны лавинообразно возрастает масса хлоритов и/ или замещающего цоизит эпидота с полным их растворением на границе. На внутренней границе альбитовой зоны мощностью до первых метров растворен альбит. Мощность тыловой всегда полиминеральной зоны не превышает 1,0…1,5 м.
Образование околожильных и обрамляющих (вмещающих) минерализованные зоны прожилково-вкрапленных руд ореолов гидротермально измененных пород в составе перечисленных зон подчиняется законам околоразломного (околотрещинного) метасоматизма, которые выведены и сформулированы Д.С. Коржинским в теории метасоматической зональности [11] и заключаются в следующем.
Минералого-петрохимическая зональность ореолов обусловлена дифференциальной подвижностью-инертностью компонентов и формируется в условиях реализации диффузионного механизма массопереноса, дополнительно к теоретическим построениям доказанного эмпирическими, то есть наблюдаемыми в природе данными [10]. В трещинно-поровых породно-флюидных системах происходит встречная диффузия компонентов из трещинных растворов в поровые и в обратном направлении в соответствии с градиентами их концентраций. Объемы одновременно разрастающихся минералого-петрохимических зон обратно пропорциональны величинам PT-параметров систем, наивысших, согласно результатам балансовых расчетов удельной массы перемещенного вещества, в ближнем обрамлении раствороподводящих разломов-трещин и снижающихся в направлении периферии ореолов. По этой причине, а также вследствие чрезвычайно малой, как известно, скорости диффузии компонентов наиболее интенсивные преобразования пород происходят в малообъемных тыловых зонах. Химические составы метасоматитов в них более близки к составам растворов в сравнении с образованными на периферии. Фронтальной зоны в основном достигают весьма подвижные сера, углекислота, промежуточной зоны, кроме того, некоторые металлы, в частности, золото. В свою очередь, вещественным выражением дифференциальной подвижности-инертности компонентов служит установленное в метасоматических ореолах обсуждаемых месторождений регулируемое 2-м законом термодинамики снижение числа минеральных фаз на единицу от фронтальной зоны к тыловой по мере возрастания в системе PT-параметров и достижения ими в последней максимальных значений.
В целом петрохимические черты метасоматических ореолов заключаются в почти полном удалении из тыловой зоны натрия и частичном — кремния, но фиксации в них в переменных количествах поступивших с растворами калия, серы, углекислоты, металлов (табл. 2). В сочетании со структурой (минеральной зональностью) ореолов они отвечают обычному в мезотермальных месторождениях, в том числе золота, описанному В.А. Жариковым еще в 1966 году сочетанию березитовой в тыловых и пропилитовой в периферийных зонах метасоматических формаций. Кроме того, в ближнем обрамлении (до 1,0…1,5 км) рудоконтролирующих через раствороподводящую функцию глубинных разломов в тыловых зонах ореолов накапливаются контрастные аномалии фемофильных элементов P, Ti, Mg, Fe, Ca, Mn, очевидно, — поступивших с растворами свидетелей генерации металлоносных растворов в магматических (базальтовых) очагах мантии. Считавшиеся Д.С. Коржинским [11] инертными при всех условиях P и Ti инертны не всегда, — их подвижности (миграции) способствуют щелочные режимы ранних порций металлоносных растворов, поступление которых доказывается выносом из пород тыловых зон кремнезема. Следующий из теории метасоматической зональности мономинеральный состав березитов в природе не достигается вследствие встречной диффузии многих компонентов из поступивших трещинных растворов в поровые растворы боковых пород [10] и фиксации их в карбонатах, сериците, сульфидах.
Из приведенных материалов следует, что упомянутые выше биотитхлоритовая, хлорит-серицитовая, альбит-серицитовая, серицит-карбонатная субфации зеленосланцевой фации так называемого регрессивного регионального метаморфизма гидратации представляют собой не что иное как соответствующие им фронтальную, хлоритовую (эпидотовую), альбитовую, березитовую минералого-петрохимические зоны метасоматической зональности, свойственной ореолам в метаморфизованных с образованием мусковитбиотитового парагенезиса в условиях регионального метаморфизма нагревания черных сланцах и в кристаллическом субстрате, не затронутом метаморфизмом.
Вероятно, следует считать данью традициям продолжающуюся до сих пор квалификацию околорудных метасоматических пород и ореолов как производных регионального метаморфизма. Продолжать эту практику было бы некорректно.
Единообразное распределение золота и сопровождающих металлов в околорудном пространстве кристаллического и черносланцевого субстрата подчиняется околорудной метасоматической зональности (табл. 3).
Вне и на дальней периферии, во фронтальной зоне, метасоматических ореолов средние геометрические содержания металлов (мг/т) в ультраметаморфических породах архея и в полевошпат-кварцевых без или с переменным участием сингенетических карбонатов черных сланцах позднерифейских свит Северного Забайкалья с незатронутым изменениями мусковит-биотитовым метаморфическим парагенезисом фиксируются на региональных субкларковых уровнях, в частности, золота — в пределах 0,5…2,0; серебра — 20,0…60,0; ртути — 17,0…50,0. В гидротермально не измененных полевошпат-кварцевых черных сланцах раннепротерозойской михайловской свиты за пределами рудовмещающего метасоматического ореола месторождения Чертово Корыто средние геометрические содержания золота, серебра, ртути составляют: в разнозернистых песчано-сланцах 2,2; 65,3; 43,9; в тонко-мелкозернистых песчано-сланцах 4,1; 53,0; 39,3; в алевросланцах 2,9; 42,6; 30,5; в аргиллитах 2,6; 39,1; 48,7 [13].
В направлении от фронтальной зоны к тыловой содержания металлов постепенно возрастают, начиная с хлоритовой зоны, в которой в ореоле месторождения Сухой Лог, например, средние геометрические содержания золота и серебра составляют (мг/т) в углеродистых терригенных существенно полевошпат-кварцевых алевро-сланцах, песчано-алевро-сланцах, филлитах хомолхинской свиты без сульфидов 5,4 и 64,3, с сульфидами 22,6 и 142,8; в углеродистых терригеннокарбонатных филлитах с подчиненным участием полевошпат-кварцевых алевро-сланцев, песчано-алевро-сланцев имняхской свиты без сульфидов 3,4 и 26,9, с сульфидами 10,1 и 40,3 [14]. В хлоритовой зоне метасоматического ореола месторождения Чертово Корыто углеродистые полевошпат-кварцевые мелкозернистые песчано-сланцы содержат золота и серебра 16,0 и 81,0 мг/т [13].
Максимальные накопления металлов свойственны тыловым зонам ореолов — альбитовой в меньшей степени, березитовой в большей. Золотоносность метасоматитов прямо зависит от золотоносности смежных рудных тел. В тыловой зоне ореолов, образованных в кристаллическом субстрате, в обрамлении рудных столбов с содержанием металла до десятков г/т березиты обогащены им до сотен мг/т…2 г/т, в обрамлении слабозолотоносных или безрудных тел — до первых…многих десятков мг/т. В тыловой зоне апочерносланцевых ореолов с обычным средним содержанием золота в руде в диапазоне первых г/т золотоносность березитов не превышает первых десятков мг/т.
С увеличением в поперечных разрезах ореолов содержаний металлов в относительном (межзональном) и абсолютном выражении возрастает дисперсия их распределения, как правило, максимальная в тыловой зоне, а также частота встречаемости значимых величин коэффициента корреляции между золотом и серебром. Au-Ag отношение увеличивается от значений (сотых), определяемых различием на порядок кларков того и другого металла в исходных породах вне метасоматических ореолов до десятых в согласии с опережающим ростом (уменьшением разницы) содержаний золота в рудах и смежных метасоматитах сравнительно с серебром, что свойственно мезотермальным месторождениям золота.
Приведенные факты подчеркивают меньшие объемы околорудных геохимических ореолов в сравнении с околорудными метасоматическими, но тесные причинно-следственные связи и генетическое единство тех и других ореолов как производных одного в каждом месторождении рудообразующего процесса.
В результате использования технологии комплексных петрологогеохимических исследований кристаллического и черносланцевого рудовмещающего субстрата золоторудных месторождений выполнена реконструкция геологической истории горных пород и благородных металлов в них. Геологическая история ультраметаморфических и магматических комплексов включает два этапа — этап образования и преобразований на позднем через сотни млн…миллиарды лет этапе функционирования рудообразующих систем. В геологической истории раннепротерозойского и позднерифейских комплексов черных сланцев через подобные же временные интервалы выделены три этапа, — первоначального накопления осадков, промежуточного регионального метаморфизма нагревания и позднего рудообразования. Приписываемые так называемому «регрессивному региональному метаморфизму гидратации фации зеленых сланцев» апочерносланцевые гидротермально околорудно измененные породы по совокупности фактов переквалифицированы в метасоматиты, слагающие в одном ореоле периферийную пропилитовую и внутреннюю березитовую формации. Та и другая включает закономерно сменяющие одна другую в ореоле минералого-петрохимические зоны, образующие единый связанный причинно-следственными отношениями ансамбль. «Региональный регрессивный метаморфизм гидратации фации зеленых сланцев» как процесс аллохимический из классификации изохимических метаморфических фаций подобно цеолитовой и пумпеллиитовой фациям целесообразно исключить.
Профильные металлы золото, серебро и металлогенически связанная с ними ртуть, — вероятно, оставленный металлоносными растворами след переноса из очагов генерации благородных металлов в форме газовой амальгамы, в черных сланцах вне околорудных метасоматических ореолов, как и в кристаллических породах, содержатся в субкларковых количествах, сопоставимых с кларками осадочных пород. Вне ореолов черные сланцы лишены минеральных признаков изменений, то есть фильтрации растворов, после регионального метаморфизма нагревания, но до начала метасоматических процессов этапа рудообразования. Кроме того, судя по постоянному без исключений контролю месторождений глубинными и оперяющими их разломами, металлоносные растворы предпочитают перемещаться снизу вверх по малообъемным структурам высокой проницаемости, а не по крупнообъемному поровому пространству пород. Поэтому на околорудных и подрудных уровнях фильтрация в скольконибудь значительных объемах вмещающих пород горячих растворов, потребная для экстракции из пород металлов в сопоставимых с их запасами в месторождениях количествах, в первом случае исключена, во втором — маловероятна. Вместе с тем, поскольку околорудные геохимические ореолы подчиняются околорудной метасоматической зональности, а их контрастность прямо определяется золотоносностью рудных тел, геохимические аномалии и повышенные содержания в околорудном пространстве благородных металлов имеют синрудное происхождение, то есть представляют следствие рудообразования. Таким образом, донорский потенциал черных сланцев как возможный вклад в рудообразование приближается к нулю.
В дополнение к приведенным результатам, выражающим вещественно-генетическую однородность месторождений золота, образованных в кристаллических и черносланцевых комплексах, получены данные, раскрывающие наиболее вероятные источники создавших месторождения металлоносных растворов [15].
Фиксируемые в месторождениях обеих совокупностей внутрирудные дайки-флюидопроводники наряду с разломами аккумулируют в горячем состоянии металлоносные растворы, фильтрующиеся по дайкам в блоки рудообразования — будущие месторождения. В процессе их фильтрации дайки преобразованы в высокотемпературные биотит-роговообманковые метасоматиты, содержащие контрастные аномалии K, P, Ti, Mg, Fe, Au, — элементов фемофильной ассоциации, определяющих петрохимическое своеобразие базитовых расплавов. Накопление перечисленных элементов в аподайковых метасоматитах доказывает металлоносность фильтрующихся растворов, оставивших также контрастные аномалии этих же элементов выше, в околорудных березитах в ближнем обрамлении рудоконтролирующих через раствороподводящую функцию глубинных разломов. Поскольку дайки, как и другие тела, обладают автономной среди холодных вмещающих пород флюидопроводящей способностью только в горячем состоянии и теряют эту способность после охлаждения, естественно полагать внедрение растворов вскоре вслед за базальтовыми расплавами сразу после их кристаллизации, до окончательного охлаждения образованных даек. Очевидно, металлоносные растворы генерированы в тех же базальтовых очагах и перемещаются по разломам — путям движения предшествующих им расплавов и дайкам долеритов.
Согласно этим данным, месторождения принадлежат к производным описанных в [15] антидромных гранитдиорит-долеритовых флюидно-магматических комплексов на поздних базальтоидных этапах их функционирования.
1. Ли Л.В, Шохина О.И. Поведение золота при процессах прогрессивного метаморфизма
пород докембрия Енисейского кряжа // Геохимия, 1974, № 3, — с. 402–410.
2. Буряк В.А. Метаморфизм и рудообразование. М.: Недра, 1982, — 256 с.
3. Сазонов А.М Минералого-геохимические признаки метаморфогенного генезиса золотого оруденения Средней Сибири // Критерии отличия метаморфогенных и магматогенных гидротермальных месторождений, — Новосибирск: Наука, 1985, — с. 47–53.
4. Бовин Ю.П., Сазонов А.М. Особенности геохимии золота при полиметаморфизме архейского гранулитового комплекса // Доклады АН СССР, 1988, Т. 299, № 2, — с. 445–448.
5. Кучеренко И.В. Проблемы образования гидротермальных месторождений золота. Ч. 2. Метаморфогенная и полигенная геолого-генетические концепции // Известия Томского политехнического университета, 2013, Т. 323, № 1, — с. 105–113.
6. Петролого-геохимические черты околорудного метасоматизма в золоторудном месторождении Сухой Лог (Ленский район). Ч. 1. Обзор петролого-геохимических исследований рудовмещающего субстрата / И.В. Кучеренко, Р.Ю. Гаврилов, В.Г. Мартыненко, А.В. Верхозин // Известия Томского политехнического университета, 2011, Т. 319, № 1, — с. 35–41.
7. Буряк В.А. Генетическая модель метаморфогенно-гидротермального рудообразования // Генетические модели эндогенных рудных формаций. Т. 2. Новосибирск: Наука, 1983, — с. 139–145.
8. Геодинамические условия формирования золоторудных месторождений Бодайбинского неопротерозойского прогиба / М.И. Кузьмин, В.В. Ярмолюк, А.И. Спиридонов, В.К. Немеров, А.И. Иванов, Г.Л. Митрофанов // Доклады РАН, 2006, Т. 407, № 6, — с. 793–797.
9. Этапы формирования крупномасштабной благороднометальной минерализации месторождения Сухой Лог (Восточная Сибирь): результаты изотопногеохронологического изучения / Н.П. Лаверов, И.В. Чернышов, А.В. Чугаев, Э.Д. Баирова, Ю.В. Гольцман, В.В. Дистлер, М.А. Юдовская // Доклады РАН, 2007, Т. 415, № 2, — с. 236–241.
10. Кучеренко И.В. Гидродинамика трещинно-поровых флюидно-породных взаимодействий и механизм массопереноса в процессах околотрещинного гидротермального метасоматизма // Разведка и охрана недр, 2010, № 11, — с. 37–43.
11. Коржинский Д.С. Теория метасоматической зональности. М.: Наука, 1982, — 104 с.
12. Петролого-геохимические черты околорудного метасоматизма в Вернинском золоторудном месторождении (Ленский район) / И.В. Кучеренко, Р.Ю. Гаврилов, В.Г. Мартыненко, А.В. Верхозин // Известия Томского политехнического университета, 2012, Т. 321, № 1, — С. 22–33.
13. Петролого-геохимические черты рудовмещающего метасоматического ореола золоторудного месторождения Чертово Корыто (Патомское нагорье) / И.В. Кучеренко, Р.Ю. Гаврилов, В.Г. Мартыненко, А.В. Верхозин // Известия Томского политехнического университета, 2008, Т. 312, № 1, — с. 11–20.
14. Петролого-геохимические черты околорудного метасоматизма в золоторудном месторождении Сухой Лог (Ленский район). Ч. 3. Геохимия золота и серебра / И.В. Кучеренко, Р.Ю. Гаврилов, В.Г. Мартыненко, А.В. Верхозин // Известия Томского политехнического университета, 2012, Т. 321, № 1, — с. 33–40.
15. Кучеренко И.В. Реконструкция золотопродуцирующей способности силикатных расплавов как основа петрологического и петрохимического прогнозно-поисковых критериев оценки территорий на золото // Золото и технологии, 2013, № 2 (20), — с. 70–80.
Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 1 (23)/март 2014 г.
Усилению интереса во второй половине шестидесятых годов прошлого столетия к проблеме происхождения гидротермальных месторождений золота в толщах углеродистых (черных) сланцев способствовали некоторые их особенности, вызывавшие сомнения геологов в принадлежности месторождений «сланцевого типа» вместе с образованными в несланцевом субстрате к одной геолого-генетической совокупности магматогенных гидротермальных.
Особенности заключаются в следующем. 1) В составе сланцев участвует биогенный углерод, преобразованный в процессе и после седиментации в восстановленные формы керогена и битумоидов, способствующий экстракции металлов из вод водоемов и накоплению их в осадках. 2) Сланцам некоторых районов свойственны повышенные против других пород содержания ряда металлов, — ванадия, молибдена, никеля, урана, сурьмы и других, сформированные, как считается, по упомянутой причине на этапах седиментации и оцениваемые в качестве предпосылки для последующего гидротермального рудообразования. 3) По мнению многих геологов, в сланцах отсутстствуют свойственные магматогенно-гидротермальному оруденению в несланцевом субстрате околорудные метасоматиты — березиты; образованные в них околорудно измененные породы относят к субфациям зеленосланцевой фации регионального метаморфизма гидратации. 4) В сланцевых толщах в зальбандах золотоносных кварцевых жил и многочисленных прожилков отсутствуют признаки усиления обычных в магматогенных месторождениях гидротермальных изменений. 5) Рудам месторождений «сланцевого типа» свойственны низкие, в пределах первых г/т, средние содержания золота при иногда уникальных, до первых тысяч тонн, запасах металла, не встречающихся в месторождениях, образованных в несланцевом субстрате.
Вместе с тем, золотое оруденение в последнем и черносланцевых толщах локализовано в однообразных формах золотоносных кварцевых жил, минерализованных зон, залежей жильно-прожилково-вкрапленной сульфиднокварцевой минерализации.
| Фронтальная зона | Кварц + серицит + лейкоксен + рутил+ магнетит ± пирит ± кальцит + альбит ± хлориты ± цоизит ± актинолит ± тремолит |
| Хлоритовая
(эпидотовая, эпидот-хлоритовая) зона | Кварц + серицит + лейкоксен + рутил + магнетит + пирит ± кальцит ± доломит + альбит ± кероген ± хлориты ± цоизит ± клиноцоизит ± эпидот |
| Альбитовая зона | Кварц + серицит + лейкоксен + рутил + магнетит + пирит ± кальцит ± доломит-анкерит ± сидерит ± апатит ± кероген + альбит |
| Тыловая зона | Кварц + серицит + лейкоксен + рутил + магнетит + пирит ± кальцит ± анкерит ± сидерит ± брейнерит ± апатит ± кероген |
Перечисленные особенности черных сланцев и золотого оруденения в них служили питательной средой, в которой вызревали идеи альтернативной традиционным магматогенным гипотезам парадигмы рудообразования, воплощенной в первом и последующих вариантах названной метаморфогенной гидротермальной гипотезы, предполагающей образование месторождений в условиях зонального регионального метаморфизма и извлечение металлов из вмещающих пород. С возникновения новой гипотезы началось продолжающееся до сих пор противопоставление месторождений, залегающих в несланцевом и черносланцевом субстрате.
В соответствии с содержанием новой парадигмы внимание акцентируется на решении двух главных задач исследования проблемы метаморфогенного рудообразования — геохимической и петрологической. Решение геохимической задачи направлено на доказательство немагматических (породных) потенциальных источников сосредоточенного в рудах золота посредством обоснования концентрирования его при ультраметаморфизме или накопления сверхкларковых его масс на дорудных, начиная с седиментации, этапах формирования черносланцевых толщ в условиях разобщенных во времени не связанных между собой геологических процессов. Петрологическая задача заключается в доказательстве принадлежности околорудно измененных пород к производным регионального метаморфизма, следовательно, в подтверждении метаморфогенного происхождения оруденения.
Обе задачи до сего времени не решены и вялотекущая дискуссия продолжается. В статье обсуждаются причины неудовлетворительного состояния проблемы рудообразования в метаморфических комплексах, и предлагается технология петролого-геохимических исследований, включающая альтернативные используемым методологию и методы, апробированные в золоторудных месторождениях южной Сибири.
Объектами исследований, в частности, служат Енисейский, Муйский (Северо-Забайкальский), Ленский золотоносные районы, в которых известны вмещающие многочисленные месторождения и рудопроявления золота ультраметаморфические комплексы и толщи черных сланцев и в крупных объемах в течение многих десятилетий выполняются поисковые и разведочные работы, обеспечивающие доступ к обширной информации. В частности, в 1967 году началась разведка будущего уникального место рождения Сухой Лог, которому было суждено стать важнейшим полигоном, на котором отрабатывались разные варианты гипотезы и которое до сих пор привлекает пристальное внимание исследователей проблемы.
В Енисейском районе позднерифейские золоторудные месторождения и рудопроявления размещены на юге в Ангаро-Канском выступе архейского фундамента Сибирской платформы, где контролируются Приенисейской субмеридиональной зоной глубинных разломов, и в его Заангарской части — на склонах позднепротерозойского Центрального антиклинория, сложенного линейно вытянутыми в северосеверо-западном направлении зрелыми зональными очагово-купольными сооружениями в составе магматических и ультраметаморфических комплексов в их ядрах и позднерифейских толщ черных сланцев в обрамлении. Позднерифейские Советское, Олимпиадинское, Благодатное, Николаевское, Герфед и другие месторождения здесь образованы в основном в черных сланцах и контролируются Татарским и Ишимбинским глубинными разломами.
| Минеральная
зона,
подзона | Химические элементы | Δ | ||||||||||||
| Si | Al | К | Na | S* | Co | Са | Mg | Fe2+ | Fe3+ | Ti | Р | Mn | ||
| 1. Месторождение Ирокинда
1.1. Гранит мигматитовой выплавки, AR2 (3) | ||||||||||||||
| Ву(5) | 0 | 0 | -10 | -10 | + | 20 | 20 | 0 | 0 | 10 | 10 | 50 | -60 | 1,2 |
| Ви(6) | 0 | 0 | -10 | 0 | + | 220 | 70 | 30 | 30 | 70 | 20 | 110 | 0 | 3,1 |
| Х (9) | -10 | 10 | -40 | 40 | 0 | 500 | 70 | 60 | 0 | 60 | -10 | 210 | -50 | 6,9 |
| А (8) | 0 | 0 | -20 | -10 | + | 870 | 10 | 60 | 20 | 50 | 70 | 250 | 10 | 4,5 |
| Вн(7) | -10 | 10 | 20 | -90 | + | 2400 | 200 | 220 | 100 | 230 | 250 | 650 | 30 | 18,8 |
| 1.2. Фельзитовый микрогранит-порфир, PZ3 (2) | ||||||||||||||
| Х (4) | -10 | 10 | 10 | 0 | -60 | 140 | 120 | 180 | 170 | 60 | 280 | 190 | 210 | 12,6 |
| А (6) | -30 | 10 | 70 | -50 | 20 | 300 | 240 | 330 | 330 | 80 | 500 | 310 | 330 | 27,0 |
| Вн (6) | -30 | 20 | 160 | -90 | 1900 | 390 | 350 | 390 | 210 | 450 | 520 | 230 | 360 | 36,8 |
| 2. Кедровское месторождение 2.1. Альмандин-двуслюдяной плагиогнейс, PZ3 (1) | ||||||||||||||
| Bу(1) | -2 | 2,8 | 66 | -55 | -49 | -48 | -14 | 10 | 44 | 37 | -12 | 143 | -27 | 7,0 |
| Х (1) | -4 | 8,4 | 14 | -21 | 160 | -27 | 36 | -48 | 22 | 35 | 10 | 68 | -35 | 6,0 |
| Вн(1) | -48 | -46 | 27 | -96 | 2140 | 1330 | 716 | 439 | 65 | 61 | 98 | 653 | 42 | 45,0 |
| 2.2. Кварцевый диорит, гранодиорит, PZ3 (6) | ||||||||||||||
| Х(16) | 0 | 0 | 0 | 0 | 1010 | 940 | 0 | 0 | 0 | -10 | 0 | 0 | 10 | 4,0 |
| А (6) | -10 | -10 | 20 | -10 | 3170 | 2070 | 30 | 50 | 60 | -30 | 90 | 50 | 40 | 12,0 |
| Вн(1) | -50 | -20 | 40 | -80 | 4270 | 4700 | 220 | 240 | 170 | 320 | 170 | 160 | 240 | 41,0 |
| Углеродистые полевошпат-кварцевые сланцы кедровской свиты, R3
2.3. Метаалевропесчаник (1) | ||||||||||||||
| А (1) | -17 | 4,9 | 248 | -34 | + | 1905 | 33 | 1053 | 282 | 340 | 82 | 300 | 374 | 18,0 |
| Вн(1) | -39 | 8,8 | 445 | -93 | + | 6913 | 880 | 1781 | 447 | 125 | 73 | 672 | 374 | 43,0 |
| 3. Месторождение Чертово Корыто
Углеродистые полевошпат-кварцевые сланцы михайловской свиты, PR1 3.1. Крупнозернистый метаалевролит (5) | ||||||||||||||
| У (2) | 0 | 0 | 0 | -10 | -30 | -10 | 50 | 20 | 0 | 30 | 10 | 0 | 0 | 2,9 |
| Х(8) | -20 | -30 | -30 | -70 | 120 | 1400 | 1180 | 100 | 70 | 10 | 540 | 840 | 560 | 29,7 |
| Вн(1) | -40 | -30 | -10 | -90 | 0 | 2800 | 1920 | 170 | 30 | -90 | 570 | 900 | 2110 | 43,4 |
| 3.2. Мелкозернистый метапесчаник (5) | ||||||||||||||
| У (1) | 0 | 0 | -30 | 80 | 180 | 40 | 30 | 10 | 0 | -20 | 30 | -30 | 100 | 3,5 |
| У (3) | 0 | 10 | -20 | 10 | 130 | 100 | 80 | 120 | 30 | 70 | 20 | 0 | 150 | 6,5 |
| Х (6) | -40 | 0 | -20 | -70 | 430 | 1910 | 1400 | 330 | 160 | 30 | 820 | 890 | 1750 | 34,9 |
| Вн(1) | -30 | -10 | -10 | -90 | 10 | 1980 | 1260 | 260 | 110 | 180 | 790 | 870 | 3620 | 32,5 |
| 3.3. Разнозернистый метапесчаник (1) | ||||||||||||||
| У (1) | 0 | 0 | 70 | -70 | 1130 | 10 | -40 | 110 | 60 | 90 | 30 | -50 | 0 | 7,94 |
| Х (4) | -30 | -10 | 0 | -85 | 1640 | 1370 | 510 | 420 | 240 | 80 | 840 | 450 | 600 | 31,4 |
| Вн(1) | -50 | -30 | -10 | -90 | 6570 | 3180 | 1300 | 690 | 250 | 490 | 490 | 640 | 4600 | 55,6 |
1) Минеральные зоны и подзоны околорудных метасоматических ореолов: Ву, Ви — подзоны умеренного и интенсивного изменения внешней зоны, У, Х, А, Вн — соответственно углеродистая, хлоритовая, альбитовая, тыловая зоны;
2) S* — сера сульфидная, Со — углерод окисленный (карбонатный), + — привнос S при содержании ее в исходной породе ниже предела чувствительности анализа;
3) В скобках — число проб, участвующих в расчете средних;
4) Δ — удельная масса перемещенного (привнесенного и вынесенного) вещества в процентах к массе вещества исходных пород в стандартном геометрическом объеме 10000 А°3;
5) Полные химические силикатные анализы горных пород выполнены в Центральной лаборатории ПГО «Запсибгеология» и в Западно-Сибирском испытательном центре (г. Новокузнецк) под руководством И.А. Дубровской и Г.Н. Юминовой.
В Муйском районе позднепалеозойские золоторудные месторождения и рудопроявления залегают в породах разного состава, происхождения и возраста, что обеспечивает возможность многопланового сравнительного анализа оруденения, образованного в разных средах. В юго-восточном обрамлении Муйского выступа архейского фундамента Сибирской платформы, вмещающего Ирокиндинское (277±4 млн л) кварцево-жильное месторождение, локальная позднепалеозойская (335±5 млн л) Кедровская зрелая очагово-купольная постройка образована в толще черных сланцев позднерифейской кедровской свиты с постепенными переходами от гранодиоритов ядра через мигматиты, далее плагиогнейсы в черные сланцы; промышленные золото-кварцевые жилы одноименного месторождения (282±5 млн л) залегают во всех перечисленных породах. Верхне-Сакуканское (285±5 млн л), Западное (275±5 млн л), Богодиканское (303±5 млн л) кварцево-жильные месторождения образованы соответственно в гранитах раннепротерозойского кодарского комплекса в юго-западном обрамлении Чарского выступа архейского фундамента, в гранитах позднерифейского муйского комплекса в юго-западном обрамлении Муйского выступа архейского фундамента, в гранитах позднепалеозойского (290 млн л) конкудеро-мамаканского комплекса в Северо-Муйском хребте. Мощные зоны жильно-прожилкововкрапленных руд, золотоносные кварцевые жилы Каралонского и Уряхского месторождений (275±7 млн л) в северо-восточном обрамлении Муйского выступа вмещают тела позднерифейско-вендских гранитов падоринского и позднепалеозойских гранитов конкудеро-мамаканского комплексов, черные сланцы и дифференцированные вулканиты позднерифейских соответственно водораздельной и келянской свит. Месторождения контролируются Келянской (Западное, Ирокиндинское), Тулдуньской (Кедровское), Сюльбанской (Каралонское, Уряхское) зонами глубинных разломов.
В Ленском районе позднерифейские зрелые ультраметаморфические очагово-купольные сооружения обрамляют сравнительно изометричный в плане шириной около 90 км Бодайбинский и меньший по размерам Марокано-Илигирский прогибы, выполненные двенадцатикилометровой мощности позднерифейской толщей черных сланцев. Позднепалеозойские Сухоложское (315 млн л), Вернинское, Невское, Высочайшее, Кавказ, Васильевское месторождения и рудопроявления золота здесь размещаются в прогибах в региональном северо-северо-восточного простирания поясе позднепалеозойских малых интрузий кислого и основного составов, принадлежащих соответственно к аглан-янскому и кадали-бутуинскому комплексам. Залежи и минерализованные зоны жильно-прожилково-вкрапленных руд залегают в черных сланцах хомолхинской, имняхской, аунакитской и других свит и контролируются глубинными разломами, в частности, КадалиСухоложским.
| Элементы | Параметры
распределения | Минеральные зоны [число проб] | |||||
| Фронтальная | Хлоритовая | Альбитовая | Тыловая | ||||
| Подзоны изменения | |||||||
| Слабого | Умеренного | Интенсивного | |||||
| Месторождение Ирокинда
Альмандин-диопсид-двуполевошпатовые гнейсы (AR2) | |||||||
| Au | хг (х) | 0,7(1,1)[29] | 0,6(0,7)[48] | 0,7(0,7)[29] | 0,7(0,8)[23] | 16,5(47,0)[65] | 49,9(228,8)[169] |
| t(s) | 2,1(1,8) | 1,5(0,3) | 1,5(0,3) | 1,4(0,3) | 4,0(94,0) | 5,7(646,0) | |
| Ag | хг (х) | 35,7(43,9) | 50,0(55,9) | 60,3(85,3) | 56,8(92,7) | 153,1(222,0) | 134,3(268,1) |
| t(s) | 1,8(36,8) | 1,7(25,3) | 2,2(95,1) | 3,2(109,8) | 2,3(239,8) | 2,9(590,8) | |
| r(sr) | 0,73(0,12) | 0,02(0,20) | 0,38(0,22) | 0,68(0,14) | 0,82(0,06) | 0,50(0,12) | |
| Au/Ag | 0,02 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,1 | 0,37 | |
| Hg | хг (х) | 17,1(22,0) | 15,6(18,2) | 19,3(34,4) | 21,7(34,8) | 19,7(33,4) | 28,7(55,2) |
| t(s) | 2,0(17,0) | 1,7(11,5) | 2,4(56,5) | 2,3(53,8) | 2,6(47,0) | 2,9(99,4) | |
| r(sr) | -0,07(0,19) | -0,36(0,13) | -0,10(0,18) | 0,04(0,27) | 0,05(0,11) | 0,07(0,08) | |
| Кедровское месторождение
Углеродистые полевошпат-кварцевые песчано-алевросланцы кедровской свиты (R3) | |||||||
| Au | хг (х) | 1,2(1,6)[37] | 0,7(1,5)[15] | 1,1(1,7)[23] | 1,8(2,6)[123] | 3,9(6,9)[209] | 5,8(15,3)[27] |
| t(s) | 2,1(1,5) | 2,9(2,7) | 2,7(1,6) | 2,0(4,0) | 2,8(9,5) | 4,5(19,9) | |
| Ag | хг (х) | 26,7(32,1) | 23,3(26,0) | 56,6(91,7) | 61,7(165,1) | 135,8(223,4) | 165,0(278,5) |
| t(s) | 1,9(20,9) | 1,6(13,9) | 2,6(116,6) | 4,6(340,4) | 2,6(359,5) | 3,1(257,0) | |
| r(sr) | 0,001(0,2) | 0,79(0,11) | 0,22(0,21) | 0,21(0,12) | 0,11(0,09) | 0,44(0,16) | |
| Au/Ag | 0,04 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | 0,03 | 0,04 | |
| Hg | хг (х) | 18,0(26,3) | 28,3(34,7) | 22,0(30,4) | 24,5(34,1) | 17,5(23,5) | 30,5(36,0) |
| t(s) | 2,8(20,7) | 2,1(18,7) | 2,2(27,0) | 2,4(30,1) | 2,1(20,6) | 1,8(21,4) | |
| r(sr) | 0,35(0,16) | 0,50(0,22) | 0,20(0,21) | -0,15(0,12) | -0,11(0,08) | 0,58(0,13) | |
| Каралонское месторождение
Углеродистые полевошпат-кварцевые песчано-алевро-сланцы водораздельной свиты (R3) | |||||||
| Au | хг (х) | 1,0(1,1)[15] | н/д | 1,6(2,0)[11] | 2,0(2,8)[34] | 2,0(3,5)[7] | 24,7(73,5)[6] |
| t(s) | 1,6(0,4) | н/д | 1,9(1,8) | 2,4(2,6) | 2,8(5,1) | 5,6(100,9) | |
| Ag | хг (х) | 25,1(35,1) | н/д | 34,9(64,7) | 45,6(65,1) | 29,4(44,5) | 53,3(60,2) |
| t(s) | 2,2(34,8) | н/д | 2,9(99,3) | 2,4(75,0) | 2,9(39,9) | 1,8(29,6) | |
| r(sr) | 0,56(0,18) | н/д | 0,73(0,14) | 0,52(0,12) | 0,80(0,13) | 0,70(0,21) | |
| Au/Ag | 0,04 | н/д | 0,04 | 0,04 | 0,07 | 0,4 | |
| Hg | хг (х) | 32,4(37,3) | н/д | 47,0(49,0) | 58,0(68,6) | 42,2(61,6) | 44,6(46,5) |
| t(s) | 1,8(19,2) | н/д | 1,4(14,8) | 1,7(61,4) | 2,5(63,5) | 1,4(16,3) | |
| r(sr) | 0,12(0,25) | н/д | -0,007(0,30) | -0,22(0,16) | 0,55(0,26) | -0,30(0,37) | |
Примечание: 1) хг—(х)– — среднее соответственно геометрическое и арифметическое содержание, мг/т; t — стандартный множитель; s — стандартное отклонение содержаний, мг/т; r — коэффициент парной линейной корреляции элементов с золотом, выше уровня значимости обозначен жирным шрифтом; sr — стандартное отклонение коэффициента корреляции; н/д — нет данных. 2) Содержание Au и Ag определялось атомно-абсорбционным методом (чувствительность 0,1 мг/т) в лаборатории ядерно-физических методов анализа вещества ОИГГиМ СО РАН (г. Новосибирск), аналитик В.Г. Цимбалист. Содержание Hg определялось атомно-абсорбционным методом (чувствительность 5 мг/т) в ЦЛ ПГО «Березовгеология» (г. Новосибирск) под руководством Н.А. Чарикова. Оценка качества аналитических работ приведена в [12]. 3) Расчеты выполнены Н.П. Ореховым
Севернее прогибов в черных сланцах раннепротерозойской михайловской свиты в висячем боку глубинного разлома образована залежь жильнопрожилково-вкрапленных руд крупного позднепалеозойского месторождения Чертово Корыто.
Оценки содержаний золота в ультраметаморфических комплексах и поведения его в режимах регионального зонального метаморфизма иллюстрируются следующими результатами.
По данным Л.В. Ли и О.И. Шохиной [1], в зрелых очагово-купольных сооружениях Центрального антиклинория Енисейского района среднее содержание золота в породах амфиболитовой фации (30 проб) составляет 7,48 мг/т, эпидот-амфиболитовой фации (24 пробы) — 9,43 мг/т, хлорит-биотитовой (31 проба) и серицит-хлоритовой (88 проб) субфаций зеленосланцевой фации — соответственно 9,31 и 9,75 мг/т. Из этих данных авторы сделали вывод об отсутствии перемещения металла из высокотемпературных зон в низкотемпературные и о невозможности связи рудных концентраций с процессами зонального регионального метаморфизма.
Противоположное мнение высказал В.А. Буряк [2]. Согласно его результатам, средние содержания золота (мг/т) в ареалах зонального регионального метаморфизма Бодайбинского прогиба и его очагово-купольного обрамления возрастают от высокотемпературной дистен-ставролитовой зоны к вмещающей месторождения золота низкотемпературной зеленосланцевой зоне: в филлитовидных алевролитах — от 1,75 до 3,2, в алеврофиллитах от 2,5 до 4,3, в алевролитах — от 1,9 до 6,9, в алевросланцах — от 1,4 до 2,5, в песчаниках — от 2,5 до 3,2. Однако вывод о породных источниках золота в рудах сопровождается указанием В.А. Буряка на то, что экстрагируемого из ультраметаморфических пород и черных сланцев при региональном зональном метаморфизме очагово-купольного типа металла недостаточно для образования рудных тел с их реальными запасами и дополнительные его количества доставляются из глубинных геосфер «сквозьмагматическими» растворами.
Иные приведенным результаты получены А.М. Сазоновым [3]. Снижение степени зонального регионального метаморфизма сопровождается снижением содержания золота. Так, в кристаллических сланцах очагово-купольных сооружений Центрального антиклинория Енисейского района среднее содержание золота в амфиболитовой фации (8 проб) составляет 2,31 мг/т, в эпидотамфиболитовой (46 проб) — 0,70 мг/т.
В архейском фундаменте Сибирской платформы подобное распределение металла повторяется — средние содержания его изменяются от 12,18…14,62 мг/т в неизмененных гранулитовых, гиперстеновых гнейсах, гранулитах, глиноземистых гранулитогнейсах кузеевской толщи канской серии Ангаро-Канского выступа до 3,32; 9,73; 8,03 мг/т в этих же породах, но диафторированных в амфиболитовой, эпидот-амфиболитовой, зеленосланцевой фациях регионального метаморфизма соответственно [4]. Только в локальных зонах наложенных гидротермальных изменений они увеличиваются до 31,51 мг/т. Вместе с тем, по данным тех же авторов средние содержания золота в неизмененных гранулитах, гнейсах, сланцах атамановской толщи канской серии составляют 4,27 мг/т, диафторированных в амфиболитовой фации — 3,67 мг/т, в эпидот-амфиболитовой и зеленосланцевой фациях — 4,37 мг/т, в неизмененных гнейсах и мигматитах енисейской серии — соответственно 3,51 и 6,89 мг/т. В последнем случае межзональной миграции золота в породах в режиме диафтореза (регрессивного метаморфизма) не происходит.
Оценки золотоносности черных сланцев, условий ее формирования, а, следовательно, и происхождения месторождений также оставляют желать лучшего — получены многовариантные результаты, исключающие корректное их использование в решении теоретических и прикладных вопросов. Развернутый обзор результатов и перечень публикаций, в частности, цитированных ниже авторов приведены в [5, 6], поэтому ограничимся здесь минимальным объемом данных о распределении золота в черных сланцах обсуждаемых районов, отражающих тем не менее состояние вопроса и достаточных, как представляется, для понимания необходимости принятия альтернативной существующей технологии научных исследований.
Согласно мнению В.Г. Петрова (1974), в черных сланцах удерейской и других рудовмещающих свит Заангарской части Енисейского района содержания седиментогенного кластогенного и хемогенного золота изменяются в диапазоне 0,2…3,0 г/т. Вне золоторудных месторождений Центрального антиклинория Енисейского района средние содержания золота в гранатовых, биотитовых кристаллических сланцах (45 проб) составляют 0,9 мг/т, в кремнистоглинистых сланцах (71 проба) — 1,21 мг/т, филлитах (40 проб) — 1,7 мг/т, в контурах месторождений филлиты и филлитизированные сланцы содержат золота в среднем (30 проб) 7,0 мг/т, гидротермально-измененные филлиты в рудных зонах прожилково-вкрапленных руд (38 проб) — 39,0 мг/т (А.Д. Ножкин, В.А. Гавриленко, 1976). В.Б. Болтыровым с соавторами (1987) средние содержания золота в черных сланцах рудовмещающей позднерифейской сухопитской серии вне рудовмещающих структур (82 пробы) оцениваются на уровне 2,9 мг/т, в рудовмещающих структурах (68 проб) — 44,2 мг/т. В.А. Злобин (1989) оценивает содержание металла в черных сланцах за пределами околорудных ореолов золотых и золото-сурьмяных месторождений Енисейского района на уровне 1,7 мг/т, во внешних зонах ореолов в диапазоне 3,0…десятки мг/т, во внутренних зонах — на уровне сотен мг/т при сильных положительных корреляционных связях в ореолах золота с мышьяком. По мнению Д.И. Горжевского с соавторами (1988), в Енисейском районе отложения континентальных фаций содержат золота (мг/т) в диапазоне 4,3…5,4, прибрежно-морских — 1,9…2,1, морских — 1,2…1,6.
По данным Б.Н. Абрамова и Н.А. Чернышова (2004), в безрудных черных сланцах кедровской, вулканитах келянской свит Муйской зоны Северного Забайкалья содержания золота составляют десятые…сотые доли г/т, в сульфидизированных сланцах — десятые доли г/т.
В.В. Коткин (1968) считает черные сланцы и песчаники большинства позднерифейских свит Бодайбинского прогиба обогащенными золотом на этапе седиментации от многих до десятков мг/т, а углеродистые филлиты — до 1…2 г/т. По его мнению, рассеянная первично-осадочная золотоносность сланцев определяет золотоносность и рудоносность рудных тел. Еще более высокие оценки золотоносности черных сланцев Ленского района приводят А.Е. Гапон, М.М. Гапеева (1969), — в пределах месторождений песчаники догалдынской свиты, например, содержат золота 0,01…6,0 г/т, алевролиты 0,01…10 г/т, сланцы 0,01…30 г/т. Пород с содержанием металла менее 0,01 г/т не обнаружено.
Поздне'е оценки содержаний металла в черных сланцах Ленского района существенно снижены. Согласно результатам В.В. Поликарпочкина, А.Е. Гапона, Б.В. Шергина (1977) породы позднерифейских свит вне месторождений и рудопроявлений содержат золота в среднем 0,7…4,7 мг/т, но в черносланцевых горизонтах рудовмещающих хомолхинской и догалдынской свит содержания его достигают сотых долей г/т, а в породах с наложенной гидротермальной минерализацией — десятых долей г/т и более. В.Н. Шаров, А.П. Шмотов, И.В. Коновалов (1978) для пород в пределах хлоритсерицитовой субфации регионального метаморфизма приводят следующие данные: в песчаниках догалдынской свиты содержания золота составляют 1,9 мг/т, в кварц-углистых алевролитах валюхтинской свиты — 1,2 мг/т, в известковистых песчаниках имняхской свиты — 0,7 мг/т, в упомянутых породах, подвергшихся локальному дислокационно-гидротермальному метаморфизму — соответственно 9,5; 15,0; 25,0 мг/т. В.А. Буряк [2] оценивает золотоносность пород рудовмещающей хомолхинской свиты, метаморфизованных в зеленосланцевой фации, на уровнях 1,4 мг/т (алевро-филлиты), 2,5 и 3,2 мг/т (алевро-сланцы), 4,3 мг/т (кварцитовидные песчаники), 6,9 мг/т (алевролиты), а пород, содержащих осадочно-диагенетический (?, — И.К.) пирит, — на уровнях 1,4…8,0 мг/т, обычно 2,0…5,0 мг/т при среднем содержании золота в пирите 66,0 мг/т.
Приведенные данные демонстрируют факт снижения со временем, начиная с шестидесятых годов прошлого столетия, опирающихся на многочисленные аналитические данные оценок содержаний золота в черносланцевых толщах золотоносных районов южного горно-складчатого обрамления Сибирской платформы от значений, свойственных рудам, до субкларковых. В восьмидесятые годы возникло предположение о, вероятно, чрезмерно завышенных ранних оценках, характеризующих ближнее околорудное пространство — апосланцевые геохимические ореолы и прожилково-вкрапленные руды. Но это предположение, как и согласный с ним вывод одного из авторов гипотезы В.А. Буряка [7] о субкларковых, на уровне первых мг/т, дорудных содержаниях золота в черных сланцах золотоносных и незолотоносных районов, сопоставимых с таковыми в кристаллических породах, подрывают доказательную базу декларирующую породные источники металлов метаморфогенно-гидротермальной гипотезы, опирающуюся на тезис о повышенных (аномальных) дорудных содержаниях золота в породах как обязательной предпосылке рудообразования, и, как следствие, снижают ее конкурентоспособность. В этом случае черные сланцы теряют преимущество перед другими породами как потенциальные доноры рудообразования.
Попыткой поддержать гипотезу на плаву можно объяснить предложение В.А. Буряка [7] считать фиксируемые многими субкларковые содержания золота в черных сланцах золотоносных районов остаточными концентрациями «отработанного» золота, сохранившимися после экстракции из пород растворами сверхкларковых его масс при рудообразовании. Предложение не было поддержано, вероятно, вследствие невозможности его подтвердить по причине недоступности для изучения черносланцевых толщ на подрудных уровнях, в которых гидротермальные растворы, поднимаясь из очагов генерации до уровней рудообразования, взаимодействуют с породами и будто бы экстрагируют из них золото.
Упомянутому предложению В.А. Буряка и приобретающей ныне популярность идее о сопряженности, в том числе по литорали, областей выноса из пород и привноса в породы металлов (отрицательных и положительных геохимических аномалий), в том числе формирующихся под воздействием электрических полей, но без изменений минералого-химических составов пород в областях выноса противоречит известный факт (В.Л. Лось и др., 2003; Г.Б. Ганжа и др., 2004; М.П. Лобанов и др., 2004; Shao Jun et al., 2004; И.С. Гольдберг и др., 2005; Large et al., 2007; Е.В. Плюшев и др., 2009). Последнее утверждение, очевидно, следует из области фантастики, ибо экспериментально доказано, что экстракция металлов из минералов-носителей без разрушения их кристаллической решетки невозможна.
Факт заключается в том, что за пределами относительно локальных апосланцевых околорудных и рудовмещающих метасоматических и геохимических ореолов на значительных, до многих километров по литорали, расстояниях от них черные сланцы, представляющие обширную периферийную наиболее низкотемпературную зону ареалов зонального регионального ультраметаморфизма нагревания очагово-купольного типа, содержат равномерно рассеянный мусковит-биотитовый метаморфический парагенезис. При этом отсутствуют минеральные свидетельства обязательного для экстракции металлов взаимодействия пород с поздними гидротермальными растворами в составе обычных для выполняющих рудные зоны апосланцевых околорудных метасоматитов так называемой зеленосланцевой фации актинолита-тремолита, хлорита, эпидота, альбита, серицита, карбонатов и других минералов этапа послеметаморфического рудообразования.
В связи с участившимися к концу восьмидесятых годов оценками дорудной золотоносности черносланцевых толщ в рудных регионах на уровне субкларковых значений для предотвращения неизбежного снижения популярности метаморфогенно-гидротермальной гипотезы рудообразования энтузиастами предпринимаются попытки найти другие альтернативы представлению о повышенных дорудных содержаниях в черных сланцах золота как необходимому условию рудообразования, ранее не подвергавшемуся сомнению.
Ссылаясь на результаты экспериментов, Н.С. Жатнуев с соавторами (1999) предложил считать достаточными для образования промышленных месторождений кларковых количеств золота, до 80 % от массы которого покидало породы в условиях экспериментов. Однако вопрос об адекватности этих условий природным не обсуждался и, вероятно, поэтому предложение не нашло поддержки. По мнению многих участников дискуссии, источниками золота и других металлов может быть стратиформная слабозолотоносная гидротермальноосадочная, вулканогенно-осадочная сульфидная минерализация, доказать сингенетическое исходным осадочным породам происхождение которой не всегда возможно. Стратиформные минерализованные зоны и сульфидные вкрапленники нередко могут представлять следствие рудообразования, а не его причину. Кроме того, донорский потенциал их, в том числе прогнозируемый в подрудном пространстве, нередко несопоставимо мал сравнительно с запасами металла в рудных телах. Вместе с тем, в ряде промышленных месторождений, например, в Кедровском, Сухоложском, стратиформная минерализация фиксируется лишь эпизодически, фрагментарно, а густота сульфидной вкрапленности прямо коррелирует с интенсивностью гидротермальных изменений в рудовмещающих метасоматических ореолах, сопровождающих секущие разломные структуры. Последнее усложняет диагностику происхождения первоначальных накоплений золота.
Оценки золотоносности черных сланцев на уровнях субкларковых значений, приводимые в работах независимых экспертов и даже некоторых активных разработчиков метаморфогенно-гидротермальной гипотезы, снижающие ее жизнеспособность, оказали обратный эффект.
При заметном сокращении числа публикаций в девяностые и последующие годы с по-прежнему противоречивыми аналитическими данными, в среде разделяющих гипотезу специалистов сохраняется приверженность первоначальной идее об образовании промышленных месторождений в черносланцевых толщах, обогащенных золотом на предшествующих рудообразованию этапах, но без подтверждения фактами [8, 9 и др.]. Скажем, предлагается верить приведенному в работе [8] утверждению о содержаниях золота в черных сланцах рудовмещающих хомолхинской и аунакитской свит Бодайбинского прогиба за пределами месторождений, в том числе декларируемого как полигенное и полихронное месторождения Сухой Лог, достигающих десяти кларков. Не доказывается фактами и другое утверждение о специализации черных сланцев упомянутых свит на золото на этапе седиментации, равно как и четырехэтапное формирование месторождения Сухой Лог при том, что согласно [9] истории образования этого месторождения выделено два этапа, а в работе [2] содержание золота в черных сланцах хомолхинской свиты, как отмечено выше, оценено в диапазоне первых мг/т.
Указания без доказательств на повышенную и даже высокую дорудную золотоносность черных сланцев в золотоносных районах в многочисленных публикациях последнего десятилетия стали общим местом и подаются как аксиома.
Подводя итог обзору, констатируем, что в практике исследования золотоносности метаморфических пород в течение десятилетий вещество проб, как правило, обезличено. Породы амфиболитовой, эпидот-амфиболитовой фаций, кристаллические сланцы, гранулито-гнейсы, гнейсы неизмененные или диафторированные в разных фациях, черные сланцы вне, в контурах месторождений, во внутренних, внешних зонах, вне ореолов, неизмененные, слабо, интенсивно, гидротермально измененные, безрудные, сульфидизированные и т.п., — это о чем? Породы каких составов с их индивидуальными содержаниями золота, подвергнутые каким изменениям скрываются за этими терминами и остаются неизвестными потенциальным потребителям информации — коллегам авторов публикаций?
В итоге имеем то, что имеем: за пятьдесят лет получена огромная информация, которая не может быть использована для сравнительного анализа поведения золота и других металлов в разных геологических процессах, начиная от ультраметаморфизма до рудообразования, для суждения об инициирующих последнее геологических процессах, для диагностики происхождения геохимических аномалий, для многоплановых генетических обобщений, для создания и пополнения региональных и глобального банков корректных геохимических данных многоцелевого назначения.
Ситуация усугубляется повсеместным отсутствием необходимых хотя бы для приблизительной оценки достоверности данных о содержаниях в породах золота сведений о способах обеспечения чистоты проб с околокларковыми содержаниями золота, о лабораториях, аппаратуре, методах анализа, аналитиках, результатах контрольных измерений, числе проб, результатах статистических расчетов параметров распределения химических элементов, то есть информации, обязательной при обмене данными и обобщениях.
Успешная формационная типизация околорудно измененных пород гидротермальных месторождений, в том числе золота, образованных в несланцевом субстрате, магматогенное происхождение которых не подвергается сомнению, к началу семидесятых годов завершилась корректной классификацией метасоматических формаций (В.А. Жариков, Б.И. Омельяненко, 1978). Каждая из них автономна, обладает присущими только ей минералого-петрохимическими и геохимическими чертами, структурой (зональностью) метасоматических ореолов, металлогенической специализацией, — набором видов полезных ископаемых. Последнее обеспечивает углубление и расширение знаний о процессах рудообразования, помимо прочего, создает рациональную основу для формационной типизации гидротермальных месторождений и, следовательно, показывает выход формационного метода в рудной геологии из затянувшегося кризиса.
Сочетания околорудно измененных пород магматогенных гидротермальных месторождений, условия их образования в рамках рудообразующих процессов изучаются и обобщаются на формационном уровне. Возможности формационного подхода в изучении околорудно измененных пород для решения проблемы рудообразования в черных сланцах обсуждаются на конкретных примерах далее.
Иные подходы в течение десятилетий реализуются для диагностики и квалификации гидротермальных изменений в околорудном пространстве золоторудных месторождений, образованных в толщах черных сланцев обсуждаемых и других районов. По всеобщему убеждению разделяющих идеи метаморфогенно-гидротермальной гипотезы геологов, черные сланцы подверглись до рудообразования или во время рудообразования региональному метаморфизму гидратации (на регрессивном этапе) с образованием минеральных ассоциаций в составе биотит-хлоритовой, хлорит-серицитовой, альбит-серицитовой, серицит-карбонатной и других субфаций зеленосланцевой фации. В первом случае на перечисленные ранние минеральные ассоциации наложены поздние минералы околорудных изменений, близкие по составу (С.Д. Шер, 1970; М.А. Юдовская, В.В. Дистлер, Н.В. Родионов и др., 2011). В других вариантах: при поздних околорудных изменениях новых минералов не образуется, а лишь изменяются количественные соотношения ранних перечисленных минералов (В.А. Шумлянский, 1983), околорудные изменения в черных сланцах выражены слабо (Г.Н. Гамянин, 1972; Б.Б. Шелехов, 1975; В.А. Амузинский, 1975; В.А. Шумлянский, 1983; Х.Х. Лайпанов и др., 1984 и др.) или отсутствуют (С.Г. Кряжев, В.И. Устинов, В.А. Гриненко, 2009) [10]. Вслед за В.А. Буряком [2], А.М. Гаврилов, С.Г. Кряжев (2008), В.Л. Русинов, О.В. Русинова, С.Г. Кряжев и др. (2008) и другие также подчеркивают минералого-петрохимическую специфику, отличающую апочерносланцевые гидротермально измененные породы от околорудных метасоматитов магматогенных месторождений, образованных в несланцевом субстрате.
Согласно общепринятой практике, в месторождениях золота Енисейского района околорудные изменения черных сланцев на разных расстояниях от рудных тел вслед за Н.В. Петровской (1954) описываются с использованием доформационной терминологии под названиями хлоритизация, серицитизация, окварцевание (в прожилковой форме), карбонатизация, сульфидизация, турмалинизация (В.А. Богданович, 1974; В.Г. Петров, 1974; В.Г. Михеев и др., 1975; Г.А. Середенко, 1975; Л.В. Ли и др., 1976; А.А. Пузанов, 1983). При этом, приводимый некоторыми перечисленными авторами минералогохимический состав апочерносланцевых метасоматитов в обрамлении рудных тел включает кварц, серицит, Mg-Fe карбонаты, сульфиды, лейкоксен, рутил, апатит, турмалин и отвечает составу березита. Однако термин «березит» не упоминается.
Исследователи раннего периода изучения коренной золотоносности Ленского района в шестидесятых-семидесятых годах С.Д. Шер (1966), И.В. Коновалов (1973), А.П. Шмотов (1974), В.Н. Шаров и др. (1978) диагностировали гидротермальные апочерносланцевые золотоносные метасоматиты как березиты-листвениты. Позже [2] В.А. Буряк предпринял попытку опровергнуть эти результаты профессионалов посредством балансовых расчетов миграции петрогенных компонентов при околорудном метасоматизме в месторождении Сухой Лог на основе 482 химических силикатных анализов проб горных пород. Однако некорректно сформированные выборки для статистических расчетов, представляющие «исходные», «слабо измененные», «интенсивно измененные» породы без указания их минерального состава, количественных критериев оценки интенсивности изменений, включение в пробы горных пород жильного материала обеспечили получение ложных результатов, непригодных для адекватного реальной ситуации суждения о минералого-петрохимической сущности процесса метасоматизма. Как показали последовавшие до сего времени события, непрофессионализму было отдано предпочтение всеми участниками исследования проблемы и березитовой метасоматической формации противопоставлены субфации зеленосланцевой фации регрессивного регионального метаморфизма (М.А. Юдовская, В.В. Дистлер, Н.В. Родионов и др., 2011 г, и др.). Отсутствие березитов в месторождении Сухой Лог «доказывается» также фактом отсутствия околожильного окварцевания и будто-бы типичного для березитов кварц-мусковитового парагенезиса (В.Л. Русинов, О.В. Русинова и др., 2008 г) при том, что производные калий-сернисто-углекислотного метасоматизма — березиты образуются в околожильном пространстве в условиях встречной диффузии компонентов [10] и полиминеральны, — кроме кварца и серицита содержат новообразованные карбонаты и сульфиды, в том числе в Сухом Логу.
Очевидно, и в этом случае вопреки фактам возобладала идея. Признать существование березитов в толщах черных сланцев, как и субкларковые дорудные содержания золота в них, значит снизить обоснованность противопоставления месторождений, образованных в черносланцевом и несланцевом субстрате, а, следовательно, и метаморфогенно-гидротермальной гипотезы.
Приведенные материалы объясняют отсутствие прогресса в понимании сущности рудообразования в толщах черных сланцев, более того, демонстрируют вполне закономерный удручающий итог пятидесятилетних исследований проблемы. Получены противоречивые результаты, достоверность которых во многом остается неопределенной и/или не поддающейся проверке. Поскольку не предпринимается попыток поиска причин многовариантных результатов и способов преодоления противоречий, существующая мягкая дискуссия обещает быть бесконечной и даже намек на решение проблемы в обозримом будущем представлялся бы признаком неоправданного оптимизма.
Между тем, решение проблемы попрежнему представляет интерес в аспекте совершенствования теории гидротермального рудообразования, в приложении к золоту — трансформации известных четырех с вариантами гипотез в теорию, а также в плане создания научной основы для разработки эффективных, реально работающих петрохимического и геохимического критериев, ныне, как и их основа, дефектных. Скажем, популярное утверждение первопроходцев в обосновании гипотезы и их современных последователей о целесообразности поисков месторождений золота только в обогащенных металлом до рудообразования толщах черных сланцев вследствие безрудности последних при содержаниях в них золота на субкларковых уровнях остается не доказанным.
Итак, во всей своей перезревшей красоте встают вопросы, периодически и по разным поводам возникающие в Российской истории: кто виноват и что делать? Впрочем, «успехи» зарубежных популяризаторов гипотезы в исследовании проблемы столь же скромны, поэтому вопросы адресованы и к ним.
Речь идет не о персоналиях, а о реализуемых до сего времени приемах научного поиска, не адекватных целям и задачам исследования, доказательством чему служит достигнутый в результатах хаос. В анализе его причин и путей преодоления существующих трудностей целесообразно пройтись по всем звеньям технологической цепочки, начиная от методологии и кончая методами решения проблемы. Необходимо обсудить обоснование принципов отбора проб, рационального подхода к формированию выборок для петрохимических пересчетов, статистических и балансовых расчетов, приемы интерпретации результатов. Следующие из обсуждения и рекомендуемые ниже методология и методы апробированы автором в ходе петролого-геохимических исследований черносланцевого и несланцевого рудовмещающего субстрата пятнадцати золоторудных месторождений южного горно-складчатого обрамления Сибирской платформы. Полученные результаты и выводы иллюстрируются примерами.
Ключевое значение имеет методология решения геохимической и петрологической задач в рамках исследования проблемы рудообразования, содержание которой заложено в формулировке геохимии, данной ее отцами-основателями В.И. Вернадским и А.Е. Ферсманом, определившими геохимию как динамичную науку, имеющую целью реконструировать геологическую историю химических элементов в теле планеты.
Однако большинство химических элементов, включая золото, немы и не могут рассказать о своей геологической истории. Вместе с тем очевидно, что последняя неразрывно связана причинно-следственными отношениями с геологической историей их носителей — горных пород. В зависимости от свойств химические элементы остаются инертными или реагируют на изменения термодинамических и физико-химических режимов существования горных пород, которые случаются под воздействием не связанных между собой сменявших один другой во времени геологических процессов. Каждый процесс сопровождается растворением в разной степени или сохранностью ранее образованных минералов и отложением новых, устойчивых в условиях преобразований каждого этапа минеральных комплексов. Последние служат индикаторами и раскрывают сущность преобразований. В связи с этим система опробования горных пород должна обеспечить реконструкцию их геологической истории, а через нее и геологической истории химических элементов в них, — уровень первоначального накопления, инертность, рассеивание, снижение содержания, концентрирование на каждом этапе преобразований. Таким образом, решению геохимической задачи должно предшествовать петрологическое исследование горных пород. Отсюда следует методика отбора проб и формирования выборок для статистических расчетов и поэтапной оценки факторов, то есть генетической интерпретации поведения петрогенных и рудогенных элементов.
Пробы должны представлять:
- исходные породы по видам и разновидностям, не затронутые после образования изменениями и используемые для формирования системы выборок первого (нижнего) уровня;
- те же породы, подвергшиеся преобразованиям на этапе и в условиях следующего геологического процесса, с дифференциацией массива проб в зависимости от особенностей его вещественного воплощения, например, зональности ареала регионального или контактового метаморфизма; в приведенном примере каждая выборка включает пробы одного вида (разновидности) исходной горной породы, измененной в условиях и опробованной в пределах только одной (каждой) минеральной зоны; трудности в диагностике исходных горных пород, обусловленные глубокими преобразованиями, скажем, в условиях ультраметаморфизма, могут быть преодолены, хотя и не всегда, с использованием различных приемов и признаков, — реконструкции составов протолитов ультраметаморфических пород, диагностики реликтовых структур и текстур, характерных форм и/или размеров фенокристов с «оплавленными» контурами, например, в гранитпорфирах и др.; выборки представляют систему второго уровня;
- исходные породы одного (каждого) вида (разновидности), измененные на предшествующем этапе геологической истории с присущими одной (каждой) выборке второго уровня особенностями, определившими ее автономизацию, например, представляющей одну (каждую) минеральную зону метаморфизма, но подвергнутые преобразованиям на следующем этапе, скажем, рудообразования; породы одной (каждой) выборки второго уровня опробованы с учетом особенностей геологического процесса этого этапа, например, в одной (каждой) минералого-петрохимической зоне ореола околорудного метасоматизма, наложенного на зональный ареал регионального метаморфизма; массив проб представляет систему выборок третьего уровня.
- выборку, представляющую исходную породу одного вида (разновидности);
- выборку, представляющую исходную породу этого вида (разновидности), измененную в конкретной зоне регионального метаморфизма;
- выборку, представляющую горную породу этого вида (разновидности), измененную в той же зоне регионального метаморфизма и в одной конкретной зоне околорудного метасоматизма.
Предлагаемое методологическое звено в технологии исследования проблемы обладает недостатком, ограничением, достоинствами. Недостаток заключается в трудоемкости комплексного петрологического и геохимического исследования. Сглаживается пониманием того, что тяжек путь познания. Ограничение возникает в тех случаях, когда интенсивные изменения горных пород на промежуточном этапе (этапах) осложняют или исключают диагностику исходного субстрата и/или эпигенетического минерального комплекса — индикатора предшествующего геологического процесса преобразований. Достоинства обеспечивают корректное решение петрологических и геохимических вопросов, в частности, — поэтапную реконструкцию поведения (инертности, подвижности) петрогенных элементов и металлов, количественную оценку их рассеяния или концентрирования, происхождение геохимических аномалий, генетическую интерпретацию геологических процессов на каждом этапе геологической истории, наконец, решение ключевого вопроса проблемы: положительные геохимические аномалии в околорудном пространстве черносланцевых толщ золоторудных районов — это причина (предпосылка) или следствие рудообразования?
Петролого-геохимические исследования по описанной технологии выполняются автором в горных породах всех типов — магматических, ультраметаморфических, осадочных, включая черные сланцы, в перечисленных выше и других мезотермальных месторождениях золота, — среднепалеозойском Зун-Холбинском в Окино-Китойском золотоносном районе на юго-востоке Восточного Саяна, раннепалеозойских Центральном и Берикульском в Кузнецко-Алатаусском золотоносном районе, позднепалеозойских Восточном в южном Прибалхашье, Когадыр в Кызыл-Кайнарской золоторудной зоне южного Казахстана.
На основе двухуровневой системы выборок петрологических и геохимических данных разработана типовая универсальная, то есть повторяющаяся во всех рудовмещающих средах, схема зональности околорудных метасоматических и геохимических ореолов. Двухуровневая система адекватна ситуации в обсуждаемых и многих других месторождениях, которая заключается в следующем. Кристаллические породы, начиная с архейских ультраметаморфических и раннепротерозойских гранитоидов, вне сравнительно локальных околорудных метасоматических ореолов не содержат вещественных признаков изменений после образования и до начала рудообразующих процессов. Обрамляющая зональные ультраметаморфические комплексы очагово-купольных сооружений периферическая наиболее низкотемпературная зона регионального метаморфизма нагревания, сложенная черными сланцами, равно как и не ассоциированные с очаговыми куполами толщи черных сланцев в обсуждаемых районах занимают крупные объемы земной коры шириной по литорали до многих км. В отрыве от связанных с ними единством образования внутренних ультраметаморфических зон (фаций) куполов черные сланцы не обнаруживают контроля разломными структурами, сложены сравнительно слабо метаморфизованными осадочными породами с сохранившимися минеральными составами и обломочными структурами раннепротерозойского и позднерифейских этапов седиментации. Они диагностируются по равномерно рассеянному в них типоморфных биотиту или мусковит-биотитовому парагенезису этапа регионального метаморфизма нагревания.
Поскольку в толщах черных сланцев исходные осадочные породы не сохранились, выборки нижнего уровня образуют пробы черных сланцев с указанными метаморфическими минералами без участия поздних минеральных ассоциаций в составе актинолита-тремолита, хлоритов, цоизита-эпидота, альбита, серицита, кварца, карбонатов.
Ассоциации перечисленных минералов в структуре образованных в черносланцевом и несланцевом субстрате околорудных метасоматических ореолов занимают закономерное положение в составе периферийной фронтальной, промежуточной хлоритовой (эпидотовой), альбитовой и тыловой минералого-петрохимических зон (табл. 1). Закономерность (околорудный статус) доказывается порядком минеральной зональности и увеличением массы новообразованных минералов в направлении к рудным телам от зоны к зоне и внутри каждой зоны. На внутренней границе наиболее крупнообъемной, шириной до многих сотен метров, фронтальной зоны, дифференцированной на подзоны слабого, умеренного, интенсивного изменения с содержанием новообразованных минералов соответственно до 10, 10…20, 20…30 об. %, растворен актинолит-тремолит. К внутренней границе шириной до многих десятков метров промежуточной зоны лавинообразно возрастает масса хлоритов и/ или замещающего цоизит эпидота с полным их растворением на границе. На внутренней границе альбитовой зоны мощностью до первых метров растворен альбит. Мощность тыловой всегда полиминеральной зоны не превышает 1,0…1,5 м.
Образование околожильных и обрамляющих (вмещающих) минерализованные зоны прожилково-вкрапленных руд ореолов гидротермально измененных пород в составе перечисленных зон подчиняется законам околоразломного (околотрещинного) метасоматизма, которые выведены и сформулированы Д.С. Коржинским в теории метасоматической зональности [11] и заключаются в следующем.
Минералого-петрохимическая зональность ореолов обусловлена дифференциальной подвижностью-инертностью компонентов и формируется в условиях реализации диффузионного механизма массопереноса, дополнительно к теоретическим построениям доказанного эмпирическими, то есть наблюдаемыми в природе данными [10]. В трещинно-поровых породно-флюидных системах происходит встречная диффузия компонентов из трещинных растворов в поровые и в обратном направлении в соответствии с градиентами их концентраций. Объемы одновременно разрастающихся минералого-петрохимических зон обратно пропорциональны величинам PT-параметров систем, наивысших, согласно результатам балансовых расчетов удельной массы перемещенного вещества, в ближнем обрамлении раствороподводящих разломов-трещин и снижающихся в направлении периферии ореолов. По этой причине, а также вследствие чрезвычайно малой, как известно, скорости диффузии компонентов наиболее интенсивные преобразования пород происходят в малообъемных тыловых зонах. Химические составы метасоматитов в них более близки к составам растворов в сравнении с образованными на периферии. Фронтальной зоны в основном достигают весьма подвижные сера, углекислота, промежуточной зоны, кроме того, некоторые металлы, в частности, золото. В свою очередь, вещественным выражением дифференциальной подвижности-инертности компонентов служит установленное в метасоматических ореолах обсуждаемых месторождений регулируемое 2-м законом термодинамики снижение числа минеральных фаз на единицу от фронтальной зоны к тыловой по мере возрастания в системе PT-параметров и достижения ими в последней максимальных значений.
В целом петрохимические черты метасоматических ореолов заключаются в почти полном удалении из тыловой зоны натрия и частичном — кремния, но фиксации в них в переменных количествах поступивших с растворами калия, серы, углекислоты, металлов (табл. 2). В сочетании со структурой (минеральной зональностью) ореолов они отвечают обычному в мезотермальных месторождениях, в том числе золота, описанному В.А. Жариковым еще в 1966 году сочетанию березитовой в тыловых и пропилитовой в периферийных зонах метасоматических формаций. Кроме того, в ближнем обрамлении (до 1,0…1,5 км) рудоконтролирующих через раствороподводящую функцию глубинных разломов в тыловых зонах ореолов накапливаются контрастные аномалии фемофильных элементов P, Ti, Mg, Fe, Ca, Mn, очевидно, — поступивших с растворами свидетелей генерации металлоносных растворов в магматических (базальтовых) очагах мантии. Считавшиеся Д.С. Коржинским [11] инертными при всех условиях P и Ti инертны не всегда, — их подвижности (миграции) способствуют щелочные режимы ранних порций металлоносных растворов, поступление которых доказывается выносом из пород тыловых зон кремнезема. Следующий из теории метасоматической зональности мономинеральный состав березитов в природе не достигается вследствие встречной диффузии многих компонентов из поступивших трещинных растворов в поровые растворы боковых пород [10] и фиксации их в карбонатах, сериците, сульфидах.
Из приведенных материалов следует, что упомянутые выше биотитхлоритовая, хлорит-серицитовая, альбит-серицитовая, серицит-карбонатная субфации зеленосланцевой фации так называемого регрессивного регионального метаморфизма гидратации представляют собой не что иное как соответствующие им фронтальную, хлоритовую (эпидотовую), альбитовую, березитовую минералого-петрохимические зоны метасоматической зональности, свойственной ореолам в метаморфизованных с образованием мусковитбиотитового парагенезиса в условиях регионального метаморфизма нагревания черных сланцах и в кристаллическом субстрате, не затронутом метаморфизмом.
Вероятно, следует считать данью традициям продолжающуюся до сих пор квалификацию околорудных метасоматических пород и ореолов как производных регионального метаморфизма. Продолжать эту практику было бы некорректно.
Единообразное распределение золота и сопровождающих металлов в околорудном пространстве кристаллического и черносланцевого субстрата подчиняется околорудной метасоматической зональности (табл. 3).
Вне и на дальней периферии, во фронтальной зоне, метасоматических ореолов средние геометрические содержания металлов (мг/т) в ультраметаморфических породах архея и в полевошпат-кварцевых без или с переменным участием сингенетических карбонатов черных сланцах позднерифейских свит Северного Забайкалья с незатронутым изменениями мусковит-биотитовым метаморфическим парагенезисом фиксируются на региональных субкларковых уровнях, в частности, золота — в пределах 0,5…2,0; серебра — 20,0…60,0; ртути — 17,0…50,0. В гидротермально не измененных полевошпат-кварцевых черных сланцах раннепротерозойской михайловской свиты за пределами рудовмещающего метасоматического ореола месторождения Чертово Корыто средние геометрические содержания золота, серебра, ртути составляют: в разнозернистых песчано-сланцах 2,2; 65,3; 43,9; в тонко-мелкозернистых песчано-сланцах 4,1; 53,0; 39,3; в алевросланцах 2,9; 42,6; 30,5; в аргиллитах 2,6; 39,1; 48,7 [13].
В направлении от фронтальной зоны к тыловой содержания металлов постепенно возрастают, начиная с хлоритовой зоны, в которой в ореоле месторождения Сухой Лог, например, средние геометрические содержания золота и серебра составляют (мг/т) в углеродистых терригенных существенно полевошпат-кварцевых алевро-сланцах, песчано-алевро-сланцах, филлитах хомолхинской свиты без сульфидов 5,4 и 64,3, с сульфидами 22,6 и 142,8; в углеродистых терригеннокарбонатных филлитах с подчиненным участием полевошпат-кварцевых алевро-сланцев, песчано-алевро-сланцев имняхской свиты без сульфидов 3,4 и 26,9, с сульфидами 10,1 и 40,3 [14]. В хлоритовой зоне метасоматического ореола месторождения Чертово Корыто углеродистые полевошпат-кварцевые мелкозернистые песчано-сланцы содержат золота и серебра 16,0 и 81,0 мг/т [13].
Максимальные накопления металлов свойственны тыловым зонам ореолов — альбитовой в меньшей степени, березитовой в большей. Золотоносность метасоматитов прямо зависит от золотоносности смежных рудных тел. В тыловой зоне ореолов, образованных в кристаллическом субстрате, в обрамлении рудных столбов с содержанием металла до десятков г/т березиты обогащены им до сотен мг/т…2 г/т, в обрамлении слабозолотоносных или безрудных тел — до первых…многих десятков мг/т. В тыловой зоне апочерносланцевых ореолов с обычным средним содержанием золота в руде в диапазоне первых г/т золотоносность березитов не превышает первых десятков мг/т.
С увеличением в поперечных разрезах ореолов содержаний металлов в относительном (межзональном) и абсолютном выражении возрастает дисперсия их распределения, как правило, максимальная в тыловой зоне, а также частота встречаемости значимых величин коэффициента корреляции между золотом и серебром. Au-Ag отношение увеличивается от значений (сотых), определяемых различием на порядок кларков того и другого металла в исходных породах вне метасоматических ореолов до десятых в согласии с опережающим ростом (уменьшением разницы) содержаний золота в рудах и смежных метасоматитах сравнительно с серебром, что свойственно мезотермальным месторождениям золота.
Приведенные факты подчеркивают меньшие объемы околорудных геохимических ореолов в сравнении с околорудными метасоматическими, но тесные причинно-следственные связи и генетическое единство тех и других ореолов как производных одного в каждом месторождении рудообразующего процесса.
В результате использования технологии комплексных петрологогеохимических исследований кристаллического и черносланцевого рудовмещающего субстрата золоторудных месторождений выполнена реконструкция геологической истории горных пород и благородных металлов в них. Геологическая история ультраметаморфических и магматических комплексов включает два этапа — этап образования и преобразований на позднем через сотни млн…миллиарды лет этапе функционирования рудообразующих систем. В геологической истории раннепротерозойского и позднерифейских комплексов черных сланцев через подобные же временные интервалы выделены три этапа, — первоначального накопления осадков, промежуточного регионального метаморфизма нагревания и позднего рудообразования. Приписываемые так называемому «регрессивному региональному метаморфизму гидратации фации зеленых сланцев» апочерносланцевые гидротермально околорудно измененные породы по совокупности фактов переквалифицированы в метасоматиты, слагающие в одном ореоле периферийную пропилитовую и внутреннюю березитовую формации. Та и другая включает закономерно сменяющие одна другую в ореоле минералого-петрохимические зоны, образующие единый связанный причинно-следственными отношениями ансамбль. «Региональный регрессивный метаморфизм гидратации фации зеленых сланцев» как процесс аллохимический из классификации изохимических метаморфических фаций подобно цеолитовой и пумпеллиитовой фациям целесообразно исключить.
Профильные металлы золото, серебро и металлогенически связанная с ними ртуть, — вероятно, оставленный металлоносными растворами след переноса из очагов генерации благородных металлов в форме газовой амальгамы, в черных сланцах вне околорудных метасоматических ореолов, как и в кристаллических породах, содержатся в субкларковых количествах, сопоставимых с кларками осадочных пород. Вне ореолов черные сланцы лишены минеральных признаков изменений, то есть фильтрации растворов, после регионального метаморфизма нагревания, но до начала метасоматических процессов этапа рудообразования. Кроме того, судя по постоянному без исключений контролю месторождений глубинными и оперяющими их разломами, металлоносные растворы предпочитают перемещаться снизу вверх по малообъемным структурам высокой проницаемости, а не по крупнообъемному поровому пространству пород. Поэтому на околорудных и подрудных уровнях фильтрация в скольконибудь значительных объемах вмещающих пород горячих растворов, потребная для экстракции из пород металлов в сопоставимых с их запасами в месторождениях количествах, в первом случае исключена, во втором — маловероятна. Вместе с тем, поскольку околорудные геохимические ореолы подчиняются околорудной метасоматической зональности, а их контрастность прямо определяется золотоносностью рудных тел, геохимические аномалии и повышенные содержания в околорудном пространстве благородных металлов имеют синрудное происхождение, то есть представляют следствие рудообразования. Таким образом, донорский потенциал черных сланцев как возможный вклад в рудообразование приближается к нулю.
В дополнение к приведенным результатам, выражающим вещественно-генетическую однородность месторождений золота, образованных в кристаллических и черносланцевых комплексах, получены данные, раскрывающие наиболее вероятные источники создавших месторождения металлоносных растворов [15].
Фиксируемые в месторождениях обеих совокупностей внутрирудные дайки-флюидопроводники наряду с разломами аккумулируют в горячем состоянии металлоносные растворы, фильтрующиеся по дайкам в блоки рудообразования — будущие месторождения. В процессе их фильтрации дайки преобразованы в высокотемпературные биотит-роговообманковые метасоматиты, содержащие контрастные аномалии K, P, Ti, Mg, Fe, Au, — элементов фемофильной ассоциации, определяющих петрохимическое своеобразие базитовых расплавов. Накопление перечисленных элементов в аподайковых метасоматитах доказывает металлоносность фильтрующихся растворов, оставивших также контрастные аномалии этих же элементов выше, в околорудных березитах в ближнем обрамлении рудоконтролирующих через раствороподводящую функцию глубинных разломов. Поскольку дайки, как и другие тела, обладают автономной среди холодных вмещающих пород флюидопроводящей способностью только в горячем состоянии и теряют эту способность после охлаждения, естественно полагать внедрение растворов вскоре вслед за базальтовыми расплавами сразу после их кристаллизации, до окончательного охлаждения образованных даек. Очевидно, металлоносные растворы генерированы в тех же базальтовых очагах и перемещаются по разломам — путям движения предшествующих им расплавов и дайкам долеритов.
Согласно этим данным, месторождения принадлежат к производным описанных в [15] антидромных гранитдиорит-долеритовых флюидно-магматических комплексов на поздних базальтоидных этапах их функционирования.
1. Ли Л.В, Шохина О.И. Поведение золота при процессах прогрессивного метаморфизма
пород докембрия Енисейского кряжа // Геохимия, 1974, № 3, — с. 402–410.
2. Буряк В.А. Метаморфизм и рудообразование. М.: Недра, 1982, — 256 с.
3. Сазонов А.М Минералого-геохимические признаки метаморфогенного генезиса золотого оруденения Средней Сибири // Критерии отличия метаморфогенных и магматогенных гидротермальных месторождений, — Новосибирск: Наука, 1985, — с. 47–53.
4. Бовин Ю.П., Сазонов А.М. Особенности геохимии золота при полиметаморфизме архейского гранулитового комплекса // Доклады АН СССР, 1988, Т. 299, № 2, — с. 445–448.
5. Кучеренко И.В. Проблемы образования гидротермальных месторождений золота. Ч. 2. Метаморфогенная и полигенная геолого-генетические концепции // Известия Томского политехнического университета, 2013, Т. 323, № 1, — с. 105–113.
6. Петролого-геохимические черты околорудного метасоматизма в золоторудном месторождении Сухой Лог (Ленский район). Ч. 1. Обзор петролого-геохимических исследований рудовмещающего субстрата / И.В. Кучеренко, Р.Ю. Гаврилов, В.Г. Мартыненко, А.В. Верхозин // Известия Томского политехнического университета, 2011, Т. 319, № 1, — с. 35–41.
7. Буряк В.А. Генетическая модель метаморфогенно-гидротермального рудообразования // Генетические модели эндогенных рудных формаций. Т. 2. Новосибирск: Наука, 1983, — с. 139–145.
8. Геодинамические условия формирования золоторудных месторождений Бодайбинского неопротерозойского прогиба / М.И. Кузьмин, В.В. Ярмолюк, А.И. Спиридонов, В.К. Немеров, А.И. Иванов, Г.Л. Митрофанов // Доклады РАН, 2006, Т. 407, № 6, — с. 793–797.
9. Этапы формирования крупномасштабной благороднометальной минерализации месторождения Сухой Лог (Восточная Сибирь): результаты изотопногеохронологического изучения / Н.П. Лаверов, И.В. Чернышов, А.В. Чугаев, Э.Д. Баирова, Ю.В. Гольцман, В.В. Дистлер, М.А. Юдовская // Доклады РАН, 2007, Т. 415, № 2, — с. 236–241.
10. Кучеренко И.В. Гидродинамика трещинно-поровых флюидно-породных взаимодействий и механизм массопереноса в процессах околотрещинного гидротермального метасоматизма // Разведка и охрана недр, 2010, № 11, — с. 37–43.
11. Коржинский Д.С. Теория метасоматической зональности. М.: Наука, 1982, — 104 с.
12. Петролого-геохимические черты околорудного метасоматизма в Вернинском золоторудном месторождении (Ленский район) / И.В. Кучеренко, Р.Ю. Гаврилов, В.Г. Мартыненко, А.В. Верхозин // Известия Томского политехнического университета, 2012, Т. 321, № 1, — С. 22–33.
13. Петролого-геохимические черты рудовмещающего метасоматического ореола золоторудного месторождения Чертово Корыто (Патомское нагорье) / И.В. Кучеренко, Р.Ю. Гаврилов, В.Г. Мартыненко, А.В. Верхозин // Известия Томского политехнического университета, 2008, Т. 312, № 1, — с. 11–20.
14. Петролого-геохимические черты околорудного метасоматизма в золоторудном месторождении Сухой Лог (Ленский район). Ч. 3. Геохимия золота и серебра / И.В. Кучеренко, Р.Ю. Гаврилов, В.Г. Мартыненко, А.В. Верхозин // Известия Томского политехнического университета, 2012, Т. 321, № 1, — с. 33–40.
15. Кучеренко И.В. Реконструкция золотопродуцирующей способности силикатных расплавов как основа петрологического и петрохимического прогнозно-поисковых критериев оценки территорий на золото // Золото и технологии, 2013, № 2 (20), — с. 70–80.
Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 1 (23)/март 2014 г.
ЕЩЁ ИЗ ЭТОГО РАЗДЕЛА
