Карлинский тип Невады и золото Селенняха и Калычана: сходство и различия
В пределах Селенняхского блока в карбонатных породах палеозойского возраста выявлено более 200 проявлений и пунктов минерализации золота, многие из которых ряд исследователей относит к карлинскому типу. Почти половина из них расположена в пределах Калычанского рудного поля. Поскольку за последние несколько лет модель карлинского типа оруденения претерпела существенные изменения, назрела необходимость ревизии представлений о том, насколько проявления золота на северо-востоке Республики Саха (Якутия) сходны с карлинским типом и насколько этот район перспективен на выявление месторождений золота.
Статья рассчитана на широкий круг читателей, поэтому использование специальных терминов в ней минимизировано.
Месторождения золота карлинского типа сосредоточены преимущественно в северной Неваде, где они образуют компактные линейно вытянутые кластеры (тренды). Со времени открытия первого месторождения (Карлин) до настоящего времени в Неваде было выявлено более 120 месторождений этого типа, более 30 разрабатывается. Все они приурочены к полю развития шельфовых известняков палеозойского возраста, сменяющихся к западу песчано-глинистыми отложениями континентального склона (рис. 1). В каменноугольный период в результате сближения двух литосферных плит песчано-глинистые породы были надвинуты на карбонатные более чем на 80 км. Месторождения встречаются как под надвигом, так и вне поля его развития; однако все крупные месторождения локализованы только под надвигом, а за его пределами выявлены лишь мелкие месторождения.
Рис. 1. Месторождения карлинского типа в Неваде. Зеленым цветом закрашена область карбонатной платформы, перекрытая надвигом Roberts Mountain. Желтыми кружками показаны месторождения, размер кружков отражает запасы месторождения [2].
Основные запасы золота в месторождениях карлинского типа сосредоточены в огромных по площади залежах рассеянного мышьяковистого пирита, в котором золото присутствует в виде наночастиц округлой формы. Подобно нефтяным месторождениям рудные залежи приурочены к литологическим разностям, обладающим хорошими коллекторскими свойствами, перекрытым сверху слабопроницаемыми породами и находящимся в структурных ловушках в виде закрытых антиклиналей или перегибов сместителей надвигов. Форма и размеры рудных тел обычно соответствуют форме и размерам коллекторов. Рудоподводящими структурами являются субвертикальные глубинные разломы.
В рудах месторождений карлинского типа золото преобладает над серебром и присутствует в ассоциации с As, Sb, Hg и Tl. Изучение флюидных включений в рудных и сопутствующих минералах показало, что температура рудообразования составляла 150–250 °С, а рудные флюиды имели низкий pH и низкую до средней соленость. Возраст рудообразования, по данным нескольких десятков изотопных определений по различным минералам, ложится в узкий интервал 37–45 млн лет, что соответствует позднему эоцену, когда в регионе отмечался активный рифтовый магматизм. Изотопный состав водорода и кислорода во флюидных включениях в рудах показывает, что водная составляющая этих флюидов по происхождению смешанная — отчасти метеорная, отчасти ювенильная.
Современная модель формирования месторождений карлинского типа предполагает, что первые очаги будущих рудных флюидов формировались в нижних горизонтах земной коры, откуда в эпохи растяжений по крутым разломам они начинали продвигаться вверх, изменяя свой состав в процессе ассимиляции растворимых компонентов из вмещающих пород, в том числе, вероятно, и золота. Одними из предполагаемых источников золота являются высокоуглеродистые породы, в которых золото может присутствовать в сорбированном виде. Поднявшись в приповерхностные горизонты, флюиды упираются в непроницаемый экран, созданный песчано-глинистыми породами, надвинутыми на карбонатные. Не имея возможности вырваться на поверхность, флюиды растекаются в полого залегающие коллекторы и сохраняются там, где есть подходящие ловушки. В тех районах, где экрана нет, залежи мелкие, бедные, но имеют большой вертикальный размах [2, 3, 4, 5].
Золотая минерализация Селенняхского блока и Калычанского рудного поля характеризуется следующими чертами.
Селенняхский тектонический блок входит в состав Омулевского террейна, который является одним из внешних тектонических элементов Колымо-Омолонского супертеррейна [1] (рис. 2). С запада и севера Селенняхский блок ограничен Нальчанским и Полоусненским надвигами, с юго-востока — зоной сдвигов Талындинской системы. На территории распространены терригенно-карбонатные отложения от среднего ордовика до нижнего карбона, которые собраны в серию тектонических пластин и находятся в надвинутом залегании на подстилающих мезозойских терригенных образованиях, прорванных коллизионными гранитоидами Северного батолитового пояса. Тектонический стиль территории складчато-надвиговый.
Рис. 2. Тектоническая позиция Селенняхского блока
До позднего девона территория входила в состав Сибирского континента, располагаясь на его восточном краю. В позднем девоне в результате рифтогенеза часть континентальной окраины была отколота и перемещена далеко на восток, а между Сибирью и отколотым террейном возник океанический бассейн. Следы рифтового магматизма проявились даже в раннем карбоне в виде характерного базальтового магматизма. С конца юрского периода до середины мелового произошло несколько коллизий: сначала между составными частями Колымо-Омолонского супертеррейна, а затем — всего супертеррейна с Сибирским континентом. Коллизии проявились в складчато-надвиговых и сдвиговых деформациях, а также в соответствующем, преимущественно гранитном, магматизме. Несколько этапов деформаций нашли отражение в складках и разрывных нарушениях нескольких генераций.
Золоторудные проявления и пункты минерализации в основном относятся к трем рудным формациям: золотортутной, золото-сурьмяной и золотосульфидной. Поскольку последняя к карлинскому типу не имеет отношения, в данной публикации эта формация не рассматривается.
Наиболее ярким представителем золото-ртутной формации является месторождение Гал-Хая, расположенное на левобережье р. Себикчан. Месторождение приурочено к зоне шарьяжа и локализовано в известняках верхнего ордовика и развитых в них тектонических брекчиях. Простирание известняков и зоны брекчий почти меридиональное, падение на восток под углами 65–90°. С востока на известняки полого надвинуты углеродисто-глинистые сланцы нижнесилурийской ухватской свиты. Параллельно надвиговому шву прослежена на 600 м мощная (до 60 м) зона дробления, где обломки окварцованных известняков сцементированы черной или бурой глиной и кварц-карбонатной массой. Промышленное ртутное оруденение локализуется в центральной части зоны в двух рудных телах. Киноварь распределена очень неравномерно в виде вкрапленности и тонких (до 1 мм) прожилков. Золото, в отличие от ртути, локализовано не в известняках, а в надвинутых на них углеродисто-глинистых сланцах. В рядовых бороздовых пробах его содержание колеблется в пределах 1–3 г/т, в единичных пробах оно достигает 10 г/т.
Рис. 3. Крупные выделения видимого золота в рудном столбе месторождения Пологое
В пределах Селенняхского блока расположено Калычанское рудное поле с многочисленными золото-ртутными и золото-сурьмяными рудопроявлениями: Пологое, Арбат, Малыш, Постой, Звонарь, Догор, Среднее, Крутое, Раннее и другие.
Наиболее изученным представителем золото-сурьмяного типа является рудопроявление Пологое, локализованное в среднеордовикских отложениях, залегающих субвертикально. На площади рудопроявления выявлены две рудоносные зоны, в пределах которых оконтурены рудные тела по бортовому содержанию 1 г/т.
Первая рудная зона имеет субмеридиональное простирание. В ее пределах выделяются рудные тела мощностью от 2 до 20 метров с содержаниями золота по рудным пересечениям от 5,5–14,6 г/т, сложенные прожилково-вкрапленными рудами.
Вторая рудная зона расположена в зоне Верхнекалычанского разлома и имеет северо-восточное простирание. Общая мощность рудоносной зоны варьирует от 1 до 25 метров, составляя в среднем 6–8 м. В пределах рудоносной зоны выделяются тела мощностью от 1 до 14,5 метров с содержаниями золота по рудным пересечениям 1,3–9 г/т, сложенные вкрапленными и прожилково-вкрапленными рудами. В настоящее время непосредственно друг за другом с северо-востока на юго-запад оконтурены два рудных тела. В центральной части одного из них выделен рудный столб, в котором содержание золота достигает 11,5 кг/т, а размер золотин — 15 мм (рис. 3, стр. 107). Рудный столб приурочен к крутопадающему столбообразному телу метасоматитов, предположительно доломитового состава, которые расположены внутри зоны дробления. Параметры поперечного сечения тела метасоматитов меняются с глубиной.
В составе руд среди рудных минералов резко преобладает антимонит (стибнит). В подчиненных количествах встречаются пирит, арсенопирит, сфалерит, халькопирит и галенит, а также различные оксиды сурьмы. Руды подвержены карбонатизации разной степени интенсивности. Золото высокопробное (от 906 до 992). Из примесей постоянно отмечаются серебро (0,35– 2,02 %), ртуть (0,39–2,56 %), сурьма (0,09–8,31 %); в единичных определениях установлены висмут (0,1–0,28 %), мышьяк (0,23 %) и медь (0,09 %). Размеры золотин варьируют в широких пределах от первых микрон до 15 мм. Какой-либо сортировки по размерам не наблюдается. Можно лишь отметить, что крупное золото, размером более 2 мм, отмечается только в пробах с ураганным содержанием более 1 кг/т. В количественном отношении мелкие зерна преобладают, но основная масса золота заключена в крупных (более 0,2 мм) зернах. Формы выделений золота разнообразны и обусловлены формой вмещающих полостей. Мелкие частицы золота часто образуют ореолы вокруг крупных зерен или слагают тонкие прожилки (рис. 4). Выделяется две разновидности золота — монолитное и губчатое. Очень богатые руды легко обогащаются двухстадийной гравитацией с извлечением золота более 96 %, более бедные руды нуждаются в обогащении гравитационных хвостов флотацией. В целом обогатимость руд хорошая.
Еще одним представителем золотосурьмяной формации является рудопроявление Арбат, расположенное в ромбовидном блоке между Калычанским и Арбатским сдвигами в поле развития доломитов и доломитизированных известняков рябининской свиты верхнего силура. Общая протяженность Арбатской рудоносной структуры около 6 км, ширина выходов — до 650 м.
В пределах наиболее изученной части участка Арбат выделены 8 рудных тел, четыре из которых относительно крупные. Среди них три выходят на поверхность, а одно находится ниже современного уровня эрозионного среза. Рудные тела представляют собой минерализованные зоны дробления истиной мощностью от 6–8 м до 12–20 м, состоящие из серии сближенных пластин, приуроченные к тектоническим контактам рябининской свиты. Содержание золота в рудах колеблется от десятых долей до 13,93 г/т.
Рис. 4. Разнообразные формы выделения золота в рудах на рудопроявлении Пологое
Кроме рудных тел, приуроченных к зонам дробления, мелкими (до 10 м) поисковыми скважинами и переопробованием старых канав выявлены залежи тонкодисперсных руд, оконтуренные по содержанию золота 0,4 г/т. Мощность залежей в разных сечениях колеблется от 11 до 94 м, средние мощности составляют 11 и 21 м. Протяженность залежей по результатам экстраполяции варьирует от 1000 до 2900 м. Залежи локализованы в окварцованных доломитах рябининской свиты. Они представлены рассеянными выделениями золота ярко-желтого цвета, размером 0,1–0,2 мм. Кроме золота в пределах залежей отмечаются метасоматический пирит и битумы, редко барит, флюорит, галенит, сфалерит, арсенопирит, антимонит, киноварь и халькопирит. Содержание рудных минералов в залежах составляет 1–5 %, редко достигает 10–15 % (Егоров, 2006). Содержания золота в залежах довольно устойчивые, в пределах 0,1-0,8 г/т. На этом фоне выделяются интервалы с содержанием 1–5 г/т, редко 10–11 г/т. Средневзвешенное содержание золота по отдельным сечениям составляет 0,53–2,53 г/т.
К югу от рудопроявления Пологое расположено рудопроявление Малыш. В пределах Калычанского рудного поля также выявлены рудопроявления Постой, Звонарь, Догор, Среднее, Крутое и другие, которые при дальнейшем изучении могут значительно увеличить ресурсный потенциал рудного поля.
При сравнении Невадийских месторождений карлинского типа и Селенняхских золоторудных проявлений можно отметить черты сходства, различия и неопределенности, связанные со слабой изученностью последних.
Обобщая черты сходства, можно отметить, что оба района на момент осадконакопления принадлежали континентальным окраинам. В процессе тектонической эволюции обе окраины неоднократно подвергались рифтогенезу, связанному с растяжением, и складчато-надвиговым деформациям, связанным со сжатием. Каждый этап деформаций сопровождался соответствующим магматизмом. Как в Неваде, так и на Селенняхе имеются крутопадающие глубинные разломы, которые служили подводящими каналами для рудных флюидов, и пологие структуры, служившие ловушками для рудных залежей. Эпохи сжатия и растяжения в обоих регионах не являются синхронными, но это не представляется важным для формирования оруденения. Как в Неваде, так и на Селенняхе золоторудная минерализация связана с повышенными содержаниями Hg, Sb и As и проявлениями соответствующих минералов — киновари, антимонита и арсенопирита. Очень сходными являются и метасоматические изменения вмещающих пород — окварцевание, доломитизация и аргиллизация.
Основное различие между Невадой и Селенняхом проявляется в следующем. В Неваде наиболее крупные золоторудные объекты карлинского типа выявлены в тектонических или эрозионных окнах под региональным надвигом, который служил экраном для поднимающихся рудных флюидов. На Селенняхе такого надвига-экрана нет, и вся выявленная минерализация локализована в верхнем перемещенном блоке известняков. Остальные различия относятся скорее к неопределенностям, связанным со слабой изученностью золоторудной минерализации Селенняхского блока.
В Невадийских месторождениях карлинского типа основные запасы золота заключены в тонкорассеянном мышьяковистом пирите, где оно присутствует в виде округлых наночастиц. На Селенняхе и Калычане распространение мышьяковистого пирита никто не изучал, хотя его присутствие и наличие золота в нем установлено. В Неваде все рудные залежи карлинского типа, подобно нефтяным, локализованы в пологих закрытых складках и перегибах сместителей надвигов антиклинального типа, которые обладали хорошими коллекторскими свойствами и перекрывались слабо проницаемыми породами, служившими экранами. Соответственно геохимическими методами такие залежи не выявлялись. На Селенняхе и Калычане все выявленные рудопроявления и пункты минерализации локализованы в крутопадающих зонах дробления и были выявлены по геохимическим аномалиям. В пологих структурах золото на Селенняхе никогда не искали. В Неваде было проведено несколько десятков определений возраста оруденения, состава рудных флюидов и Р-Т условий формирования минерализации. На Селенняхе этого никто не делал.
В связи с указанным, сравнение Невадийского оруденения карлинского типа и Селенняхского условно карлинского типа остается неполным. В связи с отсутствием на Селенняхе и Калычане регионального надвига, экранирующего рудные флюиды, проходящие сквозь карбонатные породы палеозойского возраста, открытие карлинских крупнотоннажных месторождений типа Betze маловероятно. Однако весьма вероятно выявление огромного количества мелких и средних месторождений с запасами золота до 30 тонн. Для этого крайне важно также определить возраст минерализации и состав рудных флюидов, которые помогут восстановить тектонические и Р-Т условия формирования оруденения. Необходимо изменить подход к поискам и вместо геохимических съемок с детализацией изучать, с помощью геофизики и бурения, зоны сочленения глубоких крутопадающих рудоносных разломов и сопряженных с ними пологих структур, а также породы с коллекторскими и водоупорными свойствами в этих структурах.
1. Третьяков Ф.Ф., Прокопьев А.В., Васильев Д.А. Тектонические условия образования структур Саканджинского рудного района (Селенняхский кряж, Восточная Якутия). Отечественная геология. 5/2013, стр. 58–68.
2. A differetn approach to discovery. Genetic Model for Csrlin-type Gold Deposits. www.nevadaexploration.com
3. Jean S.Cline, Albert H. Hofstra, John L. Muntean, Richard M. Tosdal and Kenneth A. Hickey Carlin-Type Gold Deposits in Nevada: Critical Geologic Characteristics and Viable Models. Economic Geology 100th Anniversary Volume 2004, pp. 451–484.
4. Keith Bettles Exploration and Geology, 1962 to 2002 at the Goldstrike Property, Carlin Trend, Nevada. Integrated Methods for Discovery: Global Exploration in the Twenty-First Century, Society of Economic Geologists Special Publication Number 9, April 2002, p. 275–298.
5. Christopher S Palenik, Satoshi Utsunomia, Martin Reich, Stephen E Kesler, Lumin Wang and Rodney C. Eving Invisible Gold revealed: Direct imaging of gold nanoparticles in a Carlintype deposit. American Mineralogist, Volume 89, pages 1359–1366, 2004.
Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 2 (28)/июнь 2015 г.
