Поисковая модель золотокварцевых месторождений в турбидитах

А.В. Волков — ИГЕМ РАН

Введение

Золото — главный промышленный компонент золотокварцевых месторождений в турбидитовых толщах (ЗКМТ). Кроме того, из них попутно добывается серебро как примесь в золоте, а на некоторых объектах установлены значимые содержания вольфрама и сурьмы в рудах [17]. ЗКМТ представлены золотокварцевыми жилами, жильными зонами и штокверками, которые размещаются в зонах трещиноватости, смятия и дробления, в разломах, складках, замках антиклиналей и синклиналей, вдоль напластования в турбидитовых терригенных углеродистых тол-щах. Хорошо известные примеры ЗКМТ — месторождения Бендиго и Балларат (Австралия), Мегума (Канада), а в нашей стране — Дуэт-Бриндакитский рудно-россыпной район (Якутия), Совиное и др. 
(Чукотка). Некоторые исследователи относят к этому типу месторождений узбекский гигант Мурунтау [20]. В пермских турбидитовых толщах залегает крупнейшее месторождение северо-востока России Наталкинское. Добыча золота из первичных руд эталонного месторождения этого типа Бендиго составила 540 т, Балларата — 65 т, Мегумы — 40 т, Дуэта — 20 т [10; 20; 21]. В близких по строению и условиям формирования золотокварцевых месторождениях Куульского рудного района Чукотки, по нашему мнению, также сосредоточены основные запасы коренного золота территории. Указанием на это, в частности, может служить то обстоятельство, что из россыпных месторождений Пильхинкууль-Рывеемского рудно-россыпного узла к настоящему времени добыто более 300 т золота. Турбидитовые толщи широко развиты в Куульском, Алярмаутском, Куларском рудных районах северо-восточной части Арктической зоны России (рис. 1). Классификационные признаки ЗКМТ сведены в таблице 1.

Рис. 1. Распространение черносланцевых турбидитовых толщ на северо-востоке России (1) и положение в них золотороссыпных районов (2) и основных месторождений (3)

№ п/п	Классификационные признаки
1	Тектоническая обстановка: террейны пассивных континентальных окраин, где турбидиты отлагались на шельфе в подводных впадинах, перидуговых бассейнах или вовнутриконтинентальных бассейнах с реликтами океанических впадин
2	Турбидиты, сложены граувакковыми песчаниками и алевролитами, сланцами и углистыми сланцами. В разрезе встречаются пластообразные кремни, железистые образования, мелкозернистые загрязненные известняки и доломиты, туфогенные пласты и диамиктиты, незначительное количество полимиктовых конгломератов. Присутствует относительнонебольшое количество магматических пород (дайки пестрого состава)
3	Седловидные золото-кварцевые жилы в замках антиклиналей или синклиналей. Месторождения состоят из нескольких кварцевых жил мощностью от одного до нескольких метров, обычно стратформные, параллельные, реже дискордантные, параллельные генеральному простиранию осей складок
4	Руды сильно обогащены Si, Fe, S, В, Au и Ag, умеренно — Cu, Mg, Ca, Zn, Cd, Pb, Sb, W и Mn и низко — Hg, В, Li, Bi, Se, Te, Mo, F, Co и Ni
5	В жилах широко развит книжный кварц
6	Низкое содержание сульфидов (< 2,5 %). В рудах обычно представлены самородное золото, пирит, арсенопирит, пирротин, халькопирит, сфалерит, галенит, молибденит, висмут, антимонит, бурнонит и другие сульфосоли
7	5 % CO2, < 5 % NaCl гидротермальные флюиды
8	Сопровождаются крупными и богатыми россыпями золота

Табл. 1. Классификационные признаки золотокварцевых месторождений в турбидитах

В верхнепалеозойских турбидитовых толщах Куульского района (Северная Чукотка) в конце 1980-х годов выявлено несколько месторождений с золотокварцевым оруденением стратиформного типа — Совиное, Дор, Кусьвеемское и др. [3]. Следует отметить, что открытие месторождения Совиное позволило ответить на вопрос о коренных источниках уникальных близко расположенных друг к другу Рывеемской и Пильхинкуульской россыпей, из которых суммарно добыто более 300 т золота [5]. Открытие Совиного послужило мощным толчком для возобновления поисков коренных источников россыпей в Яно-Колымс кой провинции северо-востока России. В Сусуманском районе в 1990-х годах было разведано, а затем отработано месторождение Светлое. В начале ХХI в. в Тарынском россыпном районе (Якутия) было выявлено и в настоящее время подготавливается к освоению потенциально крупное месторождение Дражное [8].

Поисковая модель основана главным образом на результатах изучения ЗКМТ в Куульском (Северная Чукотка) и Дуэт-Бриндакитском районах, а также на данных зарубежных исследователей, изучавших аналогичные месторождения провинции Виктория (Западная Австралия) и района Мегума в Новой Шотландии (Канада). В геологической части модели подчеркиваются классификационные признаки ЗКМТ по отношению к другим типам гидротермальных магматических систем. На первый план поисковой модели выдвинуты наиболее важные, по нашему мнению, индикаторные факторы формирования ЗКМТ.

Положение ЗКМТ в тектонических структурах

Турбидитовые толщи формируются в континентальных окраинах. Они отлагались в подводных впадинах, задуговых бассейнах или во внутриконтинентальных бассейнах с реликтами океанических впадин. Как правило, эти толщи испытали один или два деформационных этапа и связанный с ними метаморфизм. В разрезе турбидитов преобладают мощные терригенно-карбонатные слои, которые были деформированы и метаморфизованы. Здесь иногда присутствует относительно небольшое количество магматических пород.

В мире известны ЗКМТ с возрастом от архея до эоцена [17]. Классические рудные районы Бендиго (Австралия) и Мегума (Канада) сложены раннепалеозойскими толщами, а районы Арктической зоны России (Куульский и др.), как и Дуэт-Бриндакитсий, — позднепалеозойскими толщами. Формирование золотокварцевых жил связано с наиболее поздними деформационными событиями в этих районах.

Рудный район Бендиго состоит из двух складчатых зон: Ставел и Бендиго-Балларат. Зона Бендиго-Балларат представляет собой субмеридиональное складчатое сооружение протяженностью 120 км и шириной 40–60 км, вероятно, фиксирующее зону скрытого разлома глубокого заложения, поперечного к общему простиранию Лэчланского складчатого пояса. Рудный район сложен ордовикскими терригенными толщами, общая мощность которых составляет около 3000 м, вмещающими большое количество кварцевых жил. Ордовикские толщи прорваны многочисленными гранитными массивами девонского возраста. Внедрение гранитоидов происходило после завершения складчатости; они часто срезают сформировавшиеся складки. В восточных районах штата Виктория гранитоидные интрузивы представлены весьма широко. Создается впечатление, что на глубине они, возможно, сливаются в единый гигантский батолит.

В среднем девоне осадочные толщи были смяты в изоклинальные складки и разбиты многочисленными поперечными и параллельными общему направлению складчатости разрывными нарушениями с субвертикальным падением. Складчатая структура зоны полого погружаются в северном и южном направлениях. Строение складчатой зоны можно представить как гармоневидный шеврон с углами падения крыльев отдельных складок 40–50° и расстоянием между их осями 150–300 м. В ходе региональных деформаций вмещающие породы были слабо метаморфизованы (пренит-пумпелиитовая — зеленосланцевая ступень).

Рудное поле Бендиго представляет собой субмеридиональную антиклинальную структуру общей площадью 125 км2. Вмещающая нижнеордовикская толща сложена ритмично переслаивающимися песчаниками, турбидитами, карбонатными и углистыми сланцами (группа Сандхорст, рис. 2). В пределах рудного поля прослежены оси более чем 20 антиклиналей, но основные запасы золота приурочены к 6 из них (рис. 3).

Рис. 2. Циклы турбидитов в осадочном разрезе группы Сандхорст, месторождение Бендиго [22], с изменениями

Рис. 3. Проекция на поверхность осей основных рудовмещающих антиклиналей месторождения Бендиго и современные границы города [22], с изменениями

Выходы гранитоидных массивов на площади рудного поля отсутствуют. Из магматических образований известны лишь редко встречающиеся лампрофировые дайки, приуроченные к крупным осевым разломам основных антиклиналей. Дайки обогащены оливином и имеют возраст 150 млн лет (юрский), определенный К-Ar методом. На площади рудного поля дайки рассекают и метаморфизуют кварцево-жильные рудные тела. В зонах контактов с дайками отчетливо выявляется обогащение рудных тел золотом [22].

Региональную структуру Куульского рудного района определяет одноименное антиклинальное поднятие (рис. 4), в строении которого участвуют три породных комплекса — карбонатно-терригенный среднепалеозойский (турбидитовый), сланцевый нижнетриасовый и эффузивный меловой (рис. 5 а). В центральной части поднятия магматические образования представлены раннетриасовыми силлами габбро-диабазов, раннемеловыми коллизионными гранитоидными интрузивами (120–100 млн лет) и многочисленными дайками пестрого состава раннепозднемелового возраста. В пределах Куульского района сосредоточены многочисленные ЗКМТ и сопровождающие их россыпи (рис. 5 а).

Рис. 4. Тектоническая схематическая карта с элементами металлогении Центральной Чукотки
Цифры под картой: 1 — терригенные и терригенно-карбонатные миогеосинклинальные отложения палеозоид (а) и мезозоид (б); 2 — дайки и силлы раннетриасовых габбро-диабазов (Т); 3 — гранодиориты; 4 — граниты (а) и гранитогнейсы (б); 5 — сиениты, риолит-порфиры; 6 — андезитовая формация; 7 — игнембритовая формация; 8 — ядра палеозойских антиклиналей; 9 — интрузивно-купольные структуры (ИКС) и отдельные купола; 10 — Кукенейская ИКС; 11 — разрывные нарушения (а — Куветская зона разломов, б — сбрососдвиги, в — надвиги); 12 — геологические и географические границы; 13–20 — месторождения и рудопроявления различных формаций (13 — золотокварцевой, 14 — золоторедкометальной, 15 — золотосеребряной эпитермальной, 16 — золотосульфидной вкрапленной, 17 — касситерит-сульфидной, 18 — касситерит-кварцевой, 19 — медно-порфировой, 20 — ртутной). Цифры на карте (месторождения): 1 — Совиное; 2 — Кусьвеем; 3 — Матенвунай; 4 — Лунное; 5 — Шурыкан; 6 — Пырканай; 7 — Сопка Рудная; 8 — Промежуточное; 9 — Майское; 10 — Сильное; 11 — Кевеем; 12 — Кукенейское; 13 — Карпунг; 14 — Янро-Карпунг; 15 — Солнечное; 16 — Сыпучая; 17 — Западно-Палянское; 18 — Палянгай; 19 — Ичувеем; 20 — Тампинское. Цифры в кружках (зоны тектономагматической активизации): 1 — Палянская; 2 — Карпунгская; 3 — Кукенейская; 4 — Матенвунай-Пырканаянская; 5 — Рывеем-Пильхинкуульская.

Рис. 5. Структурная схема (а) и глубинное строение (б) Рывеемского рудного узла [5] с изменениями
Структурная схема (а): 1–2 — турбидитовый комплекс (1 — девонская терригенная толща, 2 — нижнекарбоновые терригенно-карбонатные отложения (а) и верхнекарбоновые известковистые песчаники (б); 3 — нижнетриасовые зеленосланцевые толщи; 4 — среднетриасовые терригенные толщи (а) и верхнетриасовые флишевые толщи (б); 5 — базальные конгломераты; 6 — четвертичные осадки прибрежных бассейнов и речных долин; 7 — нижнетриасовые силлы и штоки габбро-диабазов; 8 — раннемеловые гранодиориты; 9 — раннемеловые тонкозернистые и порфировые граниты; 10 — зоны мигматизации терригенных толщ; 11 — раннемеловые гнейсы; 12 — раннемеловые андезиты и позднемеловые игнимбриты; 13 — тектонические нарушения (а — надвиги, б — основные сбрососдвиги, в — второстепенные сбрососдвиги, предполагаемые разломы показаны пунктиром); 14 — вулканоструктуры (а — купола, б — депрессии); 15 — оси складок; 16 — геологические границы;17 — месторождение Совиное; 18 — месторождение Дор; 19 — рудопроявления; 20 — россыпные месторождения золота.Глубинное строение по гравиметрическим данным (б): 1 — плотность пород (г/см3); 2 — верхние и нижние ограничения плотностных неоднородностей; 3 — вертикальные ограничения плотностных неоднородностей; 4 — индексы поверхностей расслоения литосферы (Б — кровля базитового слоя, Б1 — поверхность внутри базитового слоя, М1 — кровля базит-гипербазитового слоя, М — поверхность Мохо, П1, П2 — подкоровые поверхности); 5 —квазигоризонтальные поверхности раздела; 6 — кривая силы тяжести; 7–11 — предполагаемый разрез литосферы (7 — граниты, 8 — базиты, 9 — базиты-гипербазиты, 10 — гипербазиты, 11 — эклогиты).

Геолого-геофизическое моделирование глубинного строения [7] показало, что месторождение Совиное сформировалось в зоне крупного разлома, фиксирующегося на глубине в виде боковой поверхности колонны относительно разуплотненного вещества (см. рис. 5 б). Следы разуплотнения прослеживаются до глубины 90 км. По этому разлому перемещение вмещающих толщ могло достигать 10–11 км. Наличие невскрытого тела гранитоидов предполагается на глубинах более 5 км. В то же время дайковые тела — апофизы интрузивного массива в породах северного блока отсутствуют, не вскрыты они и глубокой структурной скважиной, пробуренной на более 500 м от поверхности, что свидетельствует о более значительной глубине залегания предполагаемого по геофизическим данным интрузива.

Турбидиты обычно сложены граувакками, кремнистыми отложениями, сланцами и углистыми сланцами (см. рис. 2 и рис. 4). В разрезе встречаются пластообразные кремни, железистые образования, мелкозернистые загрязненные карбонатные породы, незначительное количество полимиктовых конгломератов (в Куульском районе — гравелитов). Туфогенные пласты и диамиктиты также могут быть частью разреза. Во многих районах присутствуют молодые гранитные интрузии. В Куульском районе они раннемелового возраста. Метаморфизм турбидитовых толщ, как правило, зеленосланцевый, но может достигать амфиболитового уровня. В Куульском районе метаморфические изменения отвечают серицит-хлоритовой субфации зеленосланцевой фации.

В стратиграфическом разрезе Куульского района выделяются карбонатно-терригенная (Д3), флишоидная (C1–С2) и карбонатная (С2) формации турбидитного комплекса (см. рис. 4 
и 5). Месторождение Совиное сложено нижнекарбоновыми терригенными породами. В строении флишевых ритмов последних участвуют известковистые песчаники (50 %), алевролиты (30 %), глинистые сланцы (20 %), в основании ритмов часто наблюдаются гравелиты. Отмеченные ритмы обладают большим сходством с циклами Боума, характерными для рудовмещающих турбидитов месторождения Бендиго (см. рис. 2). Мощность ритмов изменяется от 0,4 до 6,0 м. Ритм обычно начинается (снизу вверх) с крупнообломочного материала (гравелита), постепенно переходящего в более тонкозернистые разности (песчаники), а заканчивается алевролитом небольшой (2–30 см) мощности. Содержание сингенетичного пирита в породах колеблется в пределах от 1 до 5 %. Для этих пород характерно повышенное содержание углистого вещества (в среднем 0,2 %), при этом максимальные концентрации (7 %) свойственны филлитовым сланцам. Углистое вещество присутствует в рассеянном виде, образует гнезда, линзы, прожилки. Подобные отложения именуются турбидитами [12]. Последним отводится важная роль в генетической модели ЗКМТ в Западной Австралии [14; 21].

Геологическое строение ЗКМТ

Обычно ЗКМТ состоят из нескольких кварцевых жил мощностью от одного до несколько метров, обычно стратиформных (или дискордантных), параллельных генеральному простиранию осей складок. Рудные тела деформированы и встречаются в виде одной жилы или жильной зоны, эшелона, свиты или штокверка. Пластообразные параллельные жилы в замках антиклиналей и синклиналей обычно называют седловидными телами. Типичные примеры — Бендиго, Мегума. Аналогичные жилы обнаружены на месторождениях Совиное, Дор и в Дуэт-Бриндакитском районе [5; 10]. Золотокварцевые жилы характеризуются четкими контактами с вмещающими породами. Жилы вмещают различные геологические структуры (рис. 6). Наиболее часто складкообразные жилы и седловидные залежи связаны с замками антиклинальных складок. Жильные зоны, эшелоны сигмоидальных жил, лестничные жилы, зоны прожилков или штокверки в пределах ЗКМТ локализованы в зонах растяжения в замках, а также в сдвиговых ридель-структурах и надвигосдвиговых дуплексах.

Рис. 6. Морфология рудных тел месторождения Бендиго [22], с изменениями: 1 — слои пород; 2 — разломы; 3 — оси складок

Среди рудных тел месторождения Бендиго преобладают седловидные жилы, приуроченные преимущественно к замкам антиклиналей (см. рис. 6). Из седловидных жил добыто 80 % золота месторождения [22]. Реже встречаются «обратные» седловидные жилы, приуроченные к замкам синклиналей. Однако наряду с ними достаточно часто встречаются секущие жилы, положение которых контролируется многочисленными разрывными нарушениями. Однако не все седловидные кварцевые жилы содержат промышленное оруденение. Из 24 седловидных жил, встреченных до глубины 630 м в антиклинали Хастлер, только 6 содержали промышленное золотое оруденение [22]. Вертикальный размах оруденения на месторождении Бендиго в целом превышает 1,5 км. Морфология седловидных жил весьма разнообразна. Зачастую наблюдаются сочетания седловидных и секущих жил, а также их многочисленных апофиз в пределах одного и того же рудного тела.

Размещение рудных столбов на месторождении Бендиго обычно контролируется структурными ловушками, которые обусловливают локальные условия растяжения. К типичным структурным ловушкам относятся изгибы плоскости рудовмещающего разлома, замки антиклиналей, участки положительных ундуляций шарниров антиклиналей. Минералогическим индикатором рудных стол-бов служит появление в жилах сфалерита и галенита. Рудные столбы сосредоточены вдоль осей антиклиналей и обычно приурочены к одному из крыльев (см. рис. 6). Протяженность рудных столбов вдоль крыльев антиклиналей не превышает несколько сотен метров, тогда как седловидные жилы в замках протягиваются на несколько километров (см. рис. 3). В рудном поле Бендиго выявлено, по крайней мере, четыре этажа оруденения [22].

Рудные тела месторождения Совиное (также как на Бендиго) вытянуты своеобразными лентами вдоль оси антиклинальной складки асимметричной формы. В северной и центральной частях антиклиналь имеет пологое западное и крутое восточное падения крыльев. На северном фланге замковая часть складки опрокинута на восток. К югу антиклиналь приобретает симметричный облик: пологие углы падения ее западного крыла изменяются на относительно крутые — 40–55°. Складчатая структура месторождения полого погружается на север под углами 10–20° на северном фланге и довольно резко ныряет в юго-западном направлении под углом до 30° на южном фланге. Вслед за складчатостью погружаются и рудные тела месторождения.

Промышленные рудные тела месторождения Совиное сконцентрированы в западном крыле и в замке главной антиклинали (рис. 7). Выделяются рудные тела двух типов — жильные и прожилково-вкрапленные. В восточном крыле, осложненном субгоризонтальными разрывами, установлено недостаточно изученное в настоящее время штокверковое оруденение. Основные рудные тела месторождения залегают согласно со складчатыми структурами. Они локализуются в замках опрокинутых складок (см. рис. 7, а), осложняющих западное крыло антиклинали, и залегают в породах алевролитовой пачки (мощностью 300 м). Основную промышленную ценность в настоящее время имеют слепые, не выходящие на поверхность эшелонированные седловидные рудные тела — метаморфогенные кварцевые жилы, выполняющие полости отслоения и отрыва. Для них характерно резко асимметричное строение 
(см. рис. 7, врезка). Мощность кварцевых жил изменяется от десятков сантиметров на крыльях до 10 м и более в замках. Аналогичная морфология характерна и для субпластовых тел с прожилково-вкрапленными рудами. Рудные тела располагаются по падению вдоль осевой плоскости главной антиклинали в несколько эшелонов, расстояния между которыми по вертикали составляют от 20 до 80 м. К северу от центрального профиля +56 известные рудные тела обособлены и разрознены по вертикали, а к югу от него собраны в один пакет из 5–6 жил общей мощностью 30–50 м. Вертикальный размах рудной колонны на месторождении не установлен. По данным бурения наиболее глубокой структурной скважины золотокварцевые жилы распространены в интервале более 500 м от поверхности [5].

Рис. 7. Схематический геологический разрез в крест простирания рудных тел месторождения Совиное. 
На врезке проекция рудных тел 6 и 13 на план горизонта1 — известковистые песчаники; 2 — сланцы; 3 — рудовмещающая зона динамометаморфизма; 4 — литологическая граница; 5 — сбрососдвиги; 6 — надвига; 7 — сбросы; 8 — седловидные рудные тела; 9 — предполагаемый штокверк; 10 — скважины; 11 — квершлаг

Прожилково-вкрапленное оруденение представляет собой сочетание секущих и согласных со слоистостью прожилков, приуроченных к определенным пластам трещиноватых, раскливажированных песчаников и алевролитов. Нередко интенсивность прожилкования и уровень содержания золота обусловлены близостью литологических контактов. В секущих напластование прожилках содержание золота в 7,7 раза выше по сравнению с согласными. Мощность кварцевых прожилков изменяется от долей миллиметра до первых десятков сантиметров. Часто в них отмечаются гнезда и стяжения карбонатов. В пределах месторождения Совиное к настоящему времени установлено 11 промышленных рудных тел, 5 жильных и 5 прожилково-вкрапленных [5].

Текстурно-структурные особенности руд

Межпластовые жилы отличаются массивной или лентовидной текстурами и шестоватой (иногда стилолитовой) структурой, в то время как дискордантные жилы, как правило, массивного характера. Текстуры жил месторождения Бендиго — массивные, местами полосчатые и брекчиевые (рис. 8). Текстурные особенности руд месторождения Совиное, как и Бендиго, в значительной мере определяются широким проявлением следов катаклаза, раздавливания, прессования минеральных агрегатов. Типичной для жил является текстура «книжный кварц» (см. рис. 8, б). Эти текстурные особенности руд показывают, что кварцевые жилы месторождения, сформировавшиеся первоначально в достаточно спокойных тектонических условиях, затем испытали неоднократные и мощные деформации, связанные с тектономагматической активизацией территории.

Рис. 8. Морфология и текстуры кварцевых жил ЗКМТ: а — стратиформная жила (Бендиго), сложенная массивным кварцем; 
б — седловидная жила (Бендиго), сложенная полосчатым (книжным) кварцем; в — жила Центральная, месторождение Магдала (зона Ставел)

Вещественный состав руд

Рудные тела ЗКМТ представлены исключительно кварцевыми жилами. В рудах, кроме белого крупнозернистого кварца, отмечены анкерит, кальцит и доломит, хлорит и фенгитовая слюда, альбит, апатит, рутил. Рудные минералы (основные и подчиненные): самородное золото, пирит, арсенопирит, пирротин, халькопирит, сфалерит, галенит, молибденит, висмут, антимонит, бурнонит и другие сульфосоли. Руды характеризуются низким содержанием сульфидов (менее 2,5 %). Отложение золота произошло после сульфидов. В жилах преобладает крупное свободное золото с размером зерен от 0,1 до 2 мм в виде рассеянных изолированных образований или нитевидных включений в кварце. Небольшое количество (до 5 %) тонкого (0,001–0,015 мм) золота заключено также в сульфидах. В рудах часто встречаются срастания крупных золотин с галенитом. Отмечалась также ассоциация золота с графитом. Содержание золота в рудах — 10–30 г/т. В рудных столбах содержание золота увеличивается на порядок и более по сравнению с межстолбовыми участками. Проба золота — 850–900 и более единиц. Анализ пирита и арсенопирита из вмещающих пород и жильных тел на золото и серебро свидетельствует об их постоянной и иногда достаточно высокой обогащенности главными полезными компонентами — золотом и серебром [5; 15].

Минералогия месторождения Совиное типична для ЗКМТ. Среди жильных минералов преобладает кварц, занимая не менее 80–85 % объема жильной массы. Другие жильные минералы — кальцит, анкерит, серицит, углистое вещество — имеют явно подчиненное значение (табл. 2). Рудные минералы представлены главным образом простыми сульфидами. Второстепенное значение имеют сульфосоли меди, железа и свинца. Золото чаще всего встречается в ассоциации с галенитом, халькопиритом и сульфосолями. Часто встречаются выделения углистого вещества овальной формы (рис. 9, б). В рудах месторождения Совиное обнаружены редкие выделения сурьмяно-висмутовых сульфосолей в ассоциации с золотом (рис. 9, а), типичные для месторождений золото-редкометалльной формации [5].

Этап	Группы минералов	Главные	Второстепенные	Редкие
Метаморфогенный	Жильные	Кварц-1	Углистое вещество, мусковит, кальцит-1	Турмалин, циркон, рутил,
	Рудные	Пирит-1	Арсенопирит-1	ильменит, графит (?)
Магматогенный гидротермальный	Жильные	Кварц-2	Кварц-3, кварц-4, кальцит-2, кальцит-3, углистое вещество,
			анкерит-1, анкерит-2	Полевой шпат, серицит
	Рудные	Пирит-2, арсенопирит-2	Халькопирит, галенит, сфалерит, тетраэдрит, бурнонит, изоклейкит, Bi-менегенит, марказит	Пирротин, акантит, золото-1, золото-2
Гипергенный	Рудные	Гидроокислы железа	Гематит

Табл. 2. Вещественный состав руд месторождения Совиное

Рис. 9. Минералогические особенности руд месторождения Совиное: а — выделение Sb-Bi-сульфосолей — изоклейкита и Bi-содержащего менегенита (1) в галените (2), протравленном HCL, аншлиф, увеличение 600, без анализатора; б — агрегаты зерен пирита (мелкие светлые выделения) в матрице кварца, замещенные углистым веществом и гематитом, образующие овалообразные структуры, аншлиф, увеличение 210, без анализатора

Околорудные метасоматиты

Преобладают карбонат-пирит-мусковитовые изменения, в околорудных ореолах широко представлены анкерит и кальцит, реже сидерит. Для ЗКМТ рудного района Бендиго-Балларат характерны пятнистая серицитизация и карбонатизация, сопровождающаяся порфиробластами пирита и арсенопирита [14]. Аналогичные околорудные изменения характерны и для месторождения Совиное [5].

Зона окисления

В неледниковых областях глубокое выветривание и аллювиальное обогащение приводят к формированию богатых россыпей, такие россыпи практически полностью отработаны во всех изучавшихся районах, в том числе Куульском и Дуэт-Бриндакитском.

Рудоконтролирующие факторы

Установлен отчетливый структурный контроль золотокварцевых жил замками складок (седловидные и корытообразные тела) и разломной тектоникой. В некоторых районах формирование жил ограничивается конкретным стратиграфическим интервалом и часто связано с изменением литологии. В районе Мегума локальный стратиграфический контроль связан с верхними (пелитовыми) частями отдельных циклов Боума, а региональный — с верхней частью разреза турбидитов [21]. В районе Бендиго существует взаимосвязь между рудой и обилием графита в околоpудных вмещающих породах [22]. На месторождении Совиное рудные тела приурочены к средней флишевой пачке в толще турбидитов [5].

Генетические особенности

Изучения стабильных изотопов на месторождении Бендиго показало, что δ34S в сульфидах варьирует от 0 до –2±5 ‰, значение изотопов С в карбонатах находится в отрицательной области от –3 до –10 ‰, а изотопы свинца имеют коровые характеристики [20]. Значение δ34S в сульфидах вмещающих пород месторождения Ньюкембрий варьирует от –16,9 до –18,5 ‰ в 60 м от жил, от –3,5 до 2,3 ‰ в жилах, что показывает различные источники серы в рудах и вмещающих породах. По изотопным данным флюидов (δ18O: 5–10 ‰; δD: от65 до –50 ‰) руды имеют метаморфическую или, возможно, магматическую природу [16]. Для флюидов характерна низкая соленость менее 5 мас. % NaCl экв., температура гомогенизации в среднем 250 °С (± 50°) и давление 1,5 кбар.

Величина δ34S в диагенетическом пирите вмещающих пород месторождения Совиного варьирует от –23,36 до –33,0 ‰, а в метакристаллах пирита и арсенопирита — от –19,45 до 24,17 ‰. Изотопный состав серы сульфидов из золотоносных кварцевых жил располагается в области от +3,94 до –5,64 ‰. Следовательно, источниками серы могли служить глубинный магматический очаг и сульфиды вмещающих пород [19]. Состав изотопов углерода в карбонатах жил находится в пределах от –10,11 до 16,33 ‰, средняя величина составляет –12,36 ‰. Свинцово-изотопные данные указывают на нижне-верхнекоровые источники рудного вещества [5].

По данным изучения флюидных включений [5; 9] кварцевые жилы и штокверки месторождения Совиное формировались в условиях средних температур (в интервале 368–150 °С) в несколько стадий (этапов) из слабо-концентрированных гидротерм (от 11,9 до 0,35, среднее — 4,04 мас. % NaCl экв.), насыщенных ионами Na, Cl, Mg, Fe. Давление в системе на гидротермальном этапе в ранние его фазы достигало 350 бар. К времени отложения золота давление снижалось до 120–80 бар. Во всех пробах в смеси газов преобладают CH4+СО2 и Н2O.

Изотопные и термобарогеохимические данные подтверждают разработанную метаморфогенно-магматогенную модель формирования месторождения [6].

Генетическая модель

Существуют три теоретические генетические модели ЗКМТ. В первой образование золотокварцевых жил связывается с гидротермальными магматическими, а во второй — с метаморфогенными флюидами, третья модель объединяет первые две. Большинство современных исследователей развивают метаморфогенно-деформационную модель и интерпретируют пластинчатые текстуры кварцевых жил как штамповые события. Пластинчатость считается первичной, унаследованной от рассланцованных вмещающих пород. Структурные взаимоотношения в районах Мегума и Бендиго показывают, что жилы формировались до начала основных деформаций или одновременно с ним и были динамометаморфизованы во время становления молодых гранитных батолитов. Поздние деформационные прожилки, как правило, незолотоносны. Недавно метаморфогенная модель получила развитие в работе Булла и Ларжа [15], которые показали, что обогащение золотом диагенетического пирита в черносланцевых фациях ордовикских турбидитов в районе Бендиго — первый этап в двухэтапном процессе формирования месторождения мирового класса. Второй, поздний этап связан с такими процессами обогащения, как зеленосланцевые деформации или внедрение интрузий гранитов, освободивших золото из сланцев и концертировавших его в благоприятных структурных ловушках.

В результате изучения месторождения Совиное выдвинута метаморфо-генно-магматогенная модель рудообразования [6], которая выглядит следующим образом. Золотоносность осадочных толщ района обусловлена зонами тонкорассеянной сульфидной минерализации. Подобные зоны широко развиты в Чукотских и Яно-Колымских террейнах северо-востока России [4]. Установлена неравномерная локальная обогащенность тонкорассеянных сульфидов зон Au, Ag, Pb, Sn, Zn, Sb и другими элементами [4]. Такой рудный материал представляет собой потенциально эффективный промежуточный источник вещества для ЗКМТ. Золотое оруденение месторождения Совиное явилось следствием регенерации золота из зон сульфидизации в результате метаморфогенных процессов и тектономагматической активизации. Выдвинутую концепцию подтверждает тот факт, что суммарные запасы золота (как россыпного, так и рудного) в Куульском районе контролируются толщей нижнего карбона, обогащенной углистым веществом, известковистым материалом и пиритом (до 5 %).

Таким образом, минералообразование на месторождении Совиное протекало в два этапа — метаморфогенный и магматогенный. С первым связано возникновение прожилково-вкрапленной принципиально золотоносной кварц-пиритовой с арсенопиритом ассоциации, со вторым — формирование постмагматических гидротермальных минеральных ассоциаций, локализованных в жилах секущего типа и в зонах дробления: допродуктивной кварц-пирит-арсенопиритовой, продуктивной кварц-галенит-сфалерит-сульфосольной с золотом и послепродуктивной кварц-карбонат-марказитовой с переотложенным золотом второй генерации.

Поисковая модель

Геохимические прогнозно-поисковые критерии 

В целом ЗКМТ сильно обогащены Si, Fe, S, В, Au и Ag, умеренно — Cu, Mg, Ca, Zn, Cd, Pb, Sb, W и Mn и низко — Hg, В, Li, Bi, Se, Te, Mo, F, Co и Ni. Для месторождения Совиное характерен бедный спектр элементов-индикаторов: Au, Ag, As, W, Pb и слабые аномалии Sn, Mo, Bа, Cu, Zn, Mn. Заметной вертикальной и латеральной зональности в распространении элементов индикаторов не установлено. Золото рудные тела характеризуются дифференцированными аномалиями Au и As и менее контрастными Ag и W, что является типоморфным для метаморфогенных золотокварцевых месторождений [1]. Максимальные содержания элементов халькофильной группы (Pb, As, Cu, Ag, Zn) наблюдаются на северном и центральном участках месторождения, W — на южном фланге, Sn — на северном фланге. Фланги месторождения характеризуются заметным снижением содержания всех элементов.

Геофизические методы неэффективны как прямые поисковые инструменты в связи с низким содержанием сульфидов в большинстве кварцевых жил. Тем не менее аэро- и наземная электромагнитная и магнитная съемка и индуцированная поляризация могут быть полезны для выявления месторождений, ассоциирующих железистыми образованиями, массивными сульфидами или графитом.

Геологические поисковые методы, позволяющие проследить минерализацию непосредственно в коренных породах, в делювиальных или в ледниковых осыпях, остаются наиболее эффективными. Области, где ранее добывалось золото из россыпей, наиболее перспективны для проведения поисков ЗКМТ. Результаты структурного анализа рудного поля позволяют наметить основные генетические типы рудовмещающих структур и их положение в пространстве: межпластовые кварцевые (с карбонатом) залежи в полостях отслоения в замках складок, аналогичные по составу жилы в продольных и поперечных по отношению к направлению основной складчатости разрывных нарушениях и прожилково-штокверковые зоны с вкрапленной рудной минерализацией.

Сателлитные месторождения представлены крупными россыпями (в районе Бендиго-Балларат), золотоносными джаспероидами. Сравнительно недавно в районе Бендиго выявлены рудные зоны с золотосульфидным вкрапленным оруденением — месторождение Форстевил и ряд рудопроявлений, приуроченных к зонам крупных разломов [17]. Подобные месторождения вполне вероятны в пределах Куульского района. В Куульском и Куларском районах было добыто более 350 и 150 т россыпного золота соответственно [11; 13]. Отличительные признаки ЗКМТ сведены в таблице 3.

Критерий	Отличительные признаки
Вмещающие породы	Карбонатно-терригенная граувакковая толща
Магматические породы	Редкие или отсутствуют
Возраст магматических пород	Архей-эоцен
Степень метаморфизма	Зеленосланцевый-амфиболитовый
Околорудные изменения	Кварц, серицит, карбонат ± турмалин
Площадные изменения	Анкерит-сидеритовые ореолы
Роль углистого вещества	Присутствует, значение не установлено
Текстуры/структуры руд	Брекчиевая, массивная, «книжный» кварц
Размер и пробность золота в россыпях	От самородков до тонкого золота, в среднем 820–850 Au, встречается электрум
Пробность рудного золота	Обычно > 900 Au
Золото-серебряное отношение	Обычно > 5:1
Содержание сульфидов	В среднем 2,5 %
Основные сульфиды	Py >> aspy >> po >> cpy
Второстепенные сульфиды	Gal-spl-mo-bis-stib-sulphosalts
Мышьяковая минерализация	Распространена
Медная минерализация	Спорадическая
Ртутная минерализация	Редкая или отсутствует
Флюиды	5% CO2, низкосоленые
Изотопы серы	Варьируют в широком диапазоне
Температура и давление	220—600°C, 0,5—4,5 кб
Возраст оруденения	Архей-эоцен
Геодинамическая обстановка	Континентальная окраина / задуговый бассейн
Морфология рудных тел	Параллельные жилы, минерализованные зоны смятия, седловидные тела
Тектонический контроль	Региональные и второстепенные разломы
Структурный контроль	Замки складок, сложные складчатые деформации
Проницаемость пород	Переменная
Крутопадающие разломы	Обычно взбросы
Пологопадающие разломы	Обычно второстепенные
Надвиги	Значимы на некоторых месторождениях
Глубина формирования	1,5—13,5 км
Геофизические методы (магнитная и электромагнитная съемка)	Не диагностируются
Геофизические методы — радиометрия	Не диагностируются
Геофизические методы — гравиметрия	Не диагностируются
Золотодобыча	> 1500 т
Запасы и ресурсы	От 3 до > 5440 т
Среднее содержание	От 3 до > 30 г/т

Табл. 3. Отличительные признаки ЗКМТ

Перспективные районы на открытие ЗКМТ

На северо-востоке России турбидитные толщи развиты достаточно широко в пределах Яно-Колымского и Чукотского складчатых поясов (см. рис. 1). Турбидитами сложена и значительная территория острова Врангеля. Кроме северо-востока России турбидиты широко развиты на севере полуострова Таймыр и на архипелаге Северная Земля, в Монголо-Охотском складчатом поясе, Бодайбинском районе и Енисейском кряже. 

В Куульском и Куларском рудных районах установлены прямые признаки ЗКМТ — крупные россыпи золота. 
Наличие россыпей золота установлено на севере Таймыра, островах архипелага Северная Земля и предполагается и на острове Врангеля [2; 11] В Куульском районе открыто несколько перспективных месторождений и рудопроявлений (Совиное, Дор, Кусьвеемское, Ураганное, Сквозное и др.). Главными препятствиями для проведения геолого-разведочных работ (ГРР) в перечисленных районах служат крайне суровый климат, удаленность регионов и практически полное отсутствие инфраструктуры. Большая часть рудных районов слабо обнажена, поэтому практически не изучена в геологическом плане. Только открытие достаточно крупных (более 50 т) и уникально богатых (более 20 г/т) месторождений ЗКМТ послужит толчком к развитию этих районов Арктической зоны России. Убедительным примером возможности такого сценария служит развитие ГРР на золото в Гренландии, Северной Канаде и Западной Чукотке [2].

Заключение

Сравнительный анализ показывает не только заметное сходство, но и ряд различий в строении ЗКМТ, что может быть связано с недостаточной изученностью ряда объектов, а также с тем, что геологическое изучение многих из них проводилось достаточно односторонне, главным образом в процессе эксплуатации, пик которой пришелся на XIX в., и многие важные факторы могли остаться незамеченными. По ряду особенностей месторождение Совиное обращает на себя внимание как потенциально крупный и уникальный объект. Совиное резко выделяется среди известных золотокварцевых месторождений северо-востока России значительным размахом оруденения по простиранию и на глубину и соответствующими запасами золота не только в рудах, но и в обрамляющих его россыпях. Уникальные металлогенические провинции, такие как Яно-Колымский и Чукотский складчатые пояса в северо-восточной части Арктической зоны России, наиболее перспективны для поисков ЗКМТ.  

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 1 (35)/март 2017 г.