Золото-сульфидные месторождения вкрапленных руд СевероВостока России: особенности геолого-генетической и поисковой модели
А.В. Волков — д.г.-м.н., заведующий лабораторией Геологии рудных месторождений и главный научный сотрудник ИГЕМ РАН.Введение
В 70-х годах ХХ в. на Северо-Востоке России был открыт ряд месторождений и многочисленные рудопроявления вкрапленных сульфидных руд с тонкодисперсным золотом (табл. 1). На известных месторождениях золото-кварцевого и золото-сурьмяного типов в результате ревизионных работ также были выявлены вкрапленные золото-сульфидные руды.
| № |
Месторождение, рудопроявление |
Местонахождение |
Среднее содержание Au, г/т |
Количество упорного золота в рудах, (%) |
Другие полезные компоненты |
| 1 | Туманное | Восточная Чукотка | 10 | 80 | Ag, Sb, |
| 2 | Майское | Центральная Чукотка | 11,5 | 90 | Ag, Sb, |
| 3 | Сильное | Центральная Чукотка | 8 | 70 | Ag, Sb, |
| 4 | Сыпучее | Центральная Чукотка | 5 | 60 | - |
| 5 | Эльвинейское | Западная Чукотка | 10 | 80 | Ag, Sb, W, Bi |
| 6 | Случайное | Западная Чукотка | 8 | 90 | Sb |
| 7 | Нежданинское | Юго-Восточная Якутия | 6 | 60 | Ag |
| 8 | Мало-Тарынское | Юго-Восточная Якутия | 6 | 70 | Ag, Sb, |
| 9 | Сарылах | Юго-Восточная Якутия | 10 | 70 | Sb |
| 10 | Сентачан | Якутия | 10 | 70 | Sb |
| 11 | Кючус | Северо-Вост. Якутия | 8 | 80 | Sb, Hg |
Табл. 1. Золото-сульфидные месторождения и рудопроявления Северо-Востока России
В различных золоторудных районах различных золоторудных районах Северо-Востока весьма высок потенциал открытия новых золото-сульфидных месторождений вкрапленных руд, а на многих известных объектах возможен значительный прирост запасов, так как разведочные работы в их пределах прекращены на ранних стадиях.
С момента открытия перед исследователями стоит проблема генезиса вкрапленных золото-сульфидных руд и соотношения вкрапленного оруденения с жильным. Ряд исследователей традиционно считают, что вкрапленные руды образуют околожильные метасоматические ореолы [8]. По нашему мнению, эта минерализация образуется в самостоятельный дожильный этап рудообразования [7].
В рудных телах вкрапленных золотосульфидных месторождений присутствует достаточное количество кварцевых жил и прожилков, образовавшихся ранее или позднее главной продуктивной вкрапленной минерализации. Встречаются допродуктивные метаморфогенные существенно кварцевые и достаточно широко распространены поздние золото-кварцевые, кварц-серебро-полиметаллические и золотоносные кварц-антимонитовые жилы.
Рис. 1. Золото-сульфидные вкрапленные руды различных месторождений (игольчатый арсенопирит и пирит, содержащие тонкодисперсное золото)
а — во вмещающих карбонатно-углисто-слюдистых метасоматических породах, главное рудное тело, месторождение Олимпиада (Красноярский край), увел. х50; б — во вмещающих карбонатно-углисто-слюдистых метасоматических породах, месторождение Кокпатас (Узбекистан), увел. х200; в — во вмещающих алевролитах, рудное тело № 1, Майское месторождение (Чукотка), увел. х400; г — во вмещающих березитизированных алевролитах, месторождение Бакырчик (Казахстан), увел. x200
На рисунке 1 приведены фотографии типичных вкрапленных сульфидных руд нескольких месторождений, на которых отчетливо видно, что рассеянная вкрапленность золотоносного игольчатого арсенопирита и пирита не ассоциирует с кварцем. «Отсутствие» кварца, связанного с образованием вкрапленных руд, послужило основой для представлений о не гидротермальном генезисе этого формационного типа оруденения [9, 23, 16]. Однако в геологической литературе периодически появляются публикации, в которых обсуждаются условия формирования золото-сульфидных вкрапленных руд на основе термобарогеохимических данных. По нашему мнению, полученные этими методами результаты могут характеризовать условия образования исключительно кварцево-жильного оруденения золото-сульфидных месторождений. Косвенные же выводы о формировании золото-сульфидных вкрапленных руд можно получить только в результате специализированных исследований.
Правильное определение типа оруденения имеет важнейшее практическое значение для последующего развития геологоразведочных работ. На многих месторождениях золотосульфидные вкрапленные руды по экономическим и технологическим причинам не разведывались, и запасы этих руд не подсчитывались, а эти месторождения относятся к золото-кварцевой, золото-ртутной, золото-серебряной или золото-сурьмяной рудным формациям. Наибольшее количество примеров такого подхода характерно для месторождений Адыча-Тарынской металлогенической зоны. По нашему прогнозу, в пределах этой зоны могут быть выявлены и разведаны несколько крупных вкрапленных золото-сульфидных месторождений. Этот прогноз подтверждается обнаружением вкрапленных руд на Мало-Тарынском месторождении [1]. Подобные руды известны также в Адыча-Тарынской зоне на золото-сурьмяных месторождениях Сарылахе, Сентачане и вполне вероятны на золото-кварцевом месторождении Бадран [7]. Однако целенаправленные поиски вкрапленных руд в этой металлогенической зоне не проводятся.
Общая характеристика
Золото-сульфидные месторождения вкрапленных руд известны в различных по возрасту металлогенических провинциях. Они располагаются преимущественно в терригенных и терригенно-карбонатных углеродсодержащих толщах, тяготеют к зонам глубинных разломов, характеризуются высоким золото-серебряным отношением (до 10:1 и выше) и относительно равномерным распределением золота, присутствующего главным образом в виде тонкодисперсных включений в мышьяковистом пирите (примесь мышьяка 1–5 %) и арсенопирите, содержание которых в рудах составляет 5–10 %. Золотоносные сульфиды образуют мелкую и тонкую вкрапленность в зонах дробления и рассланцевания пород. Вкрапленное сульфидное оруденение непрерывно прослеживается без существенного изменения своего состава и содержания золота на глубины, превышающие 1 км. В пределах изучаемых интервалов минералогическая латеральная и вертикальная зональность оруденения отсутствует. Постоянно устанавливается тесная корреляционная связь золота и мышьяка. Пробность упорного тонкодисперсного золота, заключенного в сульфидах по расчетным данным близка к 1000 [3]. По данным месбауерской спектроскопии, в большинстве золото-сульфидных месторождений вкрапленных руд золото находится в арсенопирите в виде химически связанного в его структуре или в металлическом состоянии с размером частиц 2 нм [11]. Четкой корреляции между золотом и содержанием углеродистого вещества в рудах не отмечается; наиболее равномерные содержания золота свойственны участкам со средними содержаниями углерода. В процессе рудообразования Сорг выносится или крайне неравномерно перераспределяется внутри зон гидротермальноизмененных пород. В частности содержание Сорг во вкрапленных золото-сульфидных рудах Майского месторождения варьируют от 0,08 ируют от 0,08 до 1,44 % [5]. Вкрапленные сульфид- о 1,44 % [5]. Вкрапленные сульфидные руды месторождений Северо- ые руды месторождений СевероВостока России (рис. 1) не имеют остока России (рис. 1) не имеют принципиальных отличий от сходных ринципиальных отличий от сходных руд месторождений Казахстана уд месторождений Казахстана (Бакырчик), Енисейского кряжа Бакырчик), Енисейского кряжа (Олимпиада, Ведуга, Уде рейское), Олимпиада, Ведуга, Удерейское), Узбекистана (Даугызтау, Кокпатас), збекистана (Даугызтау, Кокпатас), Таджикистана (Чоре, Кончоч), аджикистана (Чоре, Кончоч), Финляндии (Суриикусико), Австралии инляндии (Суриикусико), Австралии (Форстевил), США (Донлин Крик), Ганы Форстевил), США (Донлин Крик), Ганы (Ашанти) и др. Ашанти) и др.
Закономерности размещения золото- сульфидных вкрапленных месторождений Северо- Востока России
На Северо-Востоке России золотосульфидные месторождения вкрапленных руд распространены в терригенных черносланцевых толщах Верхояно-Колымских и Чукотских террейнов пассивной континентальной окраины. Многие месторождения приурочены к тектоническим структурам внешнего перивулканического обрамления постаккреционного Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (ОЧВП) (рис. 2). По современным представлениям, крупные месторождения золота Северо-Востока России являются полихронными и развивались унаследовано от доаккреционных металлогенических эпох до поздних стадий постаккреционного этапа [5]. Отчетливо выделяются геолого-структурные обстановки локализации и минералого-геохимические особенности оруденения [7].
Рис. 2. Положение золото-сульфидных месторождений на схеме зон тектоно-магматической активизации Северо-Востока России по [2] с дополнениями
1 — Охотско-Чукотский вулканогенный пояс. 2 — зоны позднемезозойской тетконо-магматической активизации: 1 — Кетандинская; 2 — Ульбейская; 3 — Тенькинская; 4 — Хурэнская; 5 — Сеймканская; 6 — Малтанская; 7 — Харчан-Оротуканская; 8 — Нурская; 9 — Балыгычано-Сугойская; 10 — Коркодон-Наяханская; 11 — Конгинская; 12 — Авландинская; 13 — Омолонская; 14 — Олойско-Березовская; 15 — Южноанюйская; 16 — Малоанюйская; 17 — Кепервеемская; 18 — Эльвинейская; 19 — Валькумейская; 20 — Палянская; 21 — Карпунгская; 22 — Кукенейская; 23 — Матенвунайская; 24 — Рывеем-Пильхинкуульская; 25 — Амгуэмская; 26 — Кымынейская; 27 — Эргувеемская; 28 — Восточно-Чукотская; 29 — Беринговская; 30 — Нежданинская. 3 — зоны кайнозойской тектоно-магматической активизации: 31 — Краснозерская; 32 — Еропольская; 33 — Хатырская; 34 — Ильпийская; 35 — Пакачайская; 36 — Вывенская. 4 — месторождения и проявления золото-сульфидных вкрапленных руд (цифры в квадратах соответствуют № в таблице 1)
Чукотский металлогенический пояс расположен на площади нескольких террейнов пассивной континентальной окраины Северо-Азиатского кратона. Формирование коллизионных и постаккреционных гранитоидных массивов здесь отвечает позднеюрскому-раннемеловому возрасту. Золото-сульфидные месторождения вкрапленных руд Чукотки контролируется интрузивно-купольными структурами перивулканической зоны ОЧВП (рис. 3) и обнаруживают геолого-структурные и тесные минералого-геохимические связи с золото-серебряным, золото-кварцевым, золото-сурьмяным и золото-редкометальным жильным оруденением [5]. Рудовмещающие флишоидные толщи представлены алевролитами и глинистыми сланцами триасового возраста.
Рис. 3. Глубинное строение Центральной Чукотки (схематический разрез по геолого-геофизическим данным)
1 — нижнемеловые песчано-сланцевые толщи, переслаивающиеся с туфопесчаниками; 2 — норийские песчано-сланцевые толщи; 3 — карнийские, флишевые алевро-сланцевые толщи; 4 — нижне-среднетриасовые сланцы; 5 — палеозойские терригенно-карбонатные отложения; 6 — нижнемеловые андезиты; 7 — ранне-позднемеловые гранитоиды; 8 — магмо- и рудоконтролирующие синвулканические разломы; 9 — геологические границы
Яно-Колымский металлогенический пояс простирается от Северо-Азиатского кратона на северо-западе до Охотско-Чукотского вулканогенного пояса на юго-востоке региона. Положение пояса определяется цепью гранодиорит-гранитных батолитов позднеюрского возраста, поясами даек и малых интрузивов преимущественно среднего состава, которые предшествовали внедрению плутонов. Рудовмещающие толщи сложены песчаниками, глинистыми сланцами и флишоидными толщами верхоянского комплекса (верхний палеозой — нижний мезозой). В Верхояно-Колымских террейнах золото-сульфидные месторождения выявлены в двух геолого-структурных обстановках: 1) в тектонических блоках зон глубинных разломов (Наталкинское, Нежданинское и другие месторождения), занимающих отчетливую надинтрузивную позицию; в пределах рудных полей встречаются дайки и штоки различного состава; 2) в «амагматичных» тектонических блоках продольных разломов зон ТМА — месторождения: Сарылах, Сентачан, Кючус; магматические очаги в этих зонах предполагаются на значительной глубине. Однако в пределах рудных полей и месторождений магматические образования отсутствуют, поэтому Л.Н. Индолев и др. [14] объединяют эти месторождения в телетермальную группу. По данным В.А. Степанова и В.Г. Моисеенко [19], рассматриваемые зоны разломов имеют рифтогенную природу. На современном этапе исследований предполагается связь сквозных структур активизированных разломов, уходящих на 2000 км и более в глубь колымских террейнов пассивных континентальных окраин с постаккреционными тектоно-магматическими процессами. В Адыча-Тарынской зоне эти процессы связаны с формированием раннемелового Уяндино-Ясаченского вулканогенного пояса.
Соотношение вкрапленных и жильных руд
Характерной чертой золото-сульфидных месторождений вкрапленных руд Северо-Востока России и других районов является совмещение в одних структурах на одном уровне раннего вкрапленного и поздних жильных типов оруденения. Вкрапленные руды приурочены к зонам смятия, дробления и рассланцевания, а жильное и прожилковое оруденение выполняет трещины отрыва и зоны трещиноватости. Таким образом, в рудовмещающих структурах месторождений установлена последовательная смена вязких пластических деформаций, характерных для условий сжатия, на хрупкие деформации — растяжения. В соответствии с существующими схемами вертикальной зональности: пластические деформации характерны для глубинных условий, а хрупкие — для близповерхностных. Наличие в пределах одного горизонта месторождений разноглубинных деформаций может быть объяснено подъемом рудовмещающих структур синхронно с рудообразованием [16]. Изложенная выше схема отражает общие для всех рассмотренных месторождений геодинамические условия рудообразования, обусловленные процессами тектоно-магматической активизации.
Рис. 4. Гистограммы распределения пробности золота месторождений различных типов
а — золото-кварцевого; б — золотосульфидного (вкрапленных руд); в — золото-антимонитового
Очевидно, что крупные золото-сульфидные месторождения вкрапленных руд Северо-Востока России непосредственно связаны с зонами сурьмяной и ртутной минерализации. Стабильные длительные средне-низкотемпературные условия, по-видимому, весьма благоприятны для концентрации золота в рудах. Ртутные и сурьмяные месторождения служат важным признаком обнаружения золото-сульфидных месторождений вкрапленных руд. Все крупные ртутные и сурьмяные рудные зоны в разной мере золотоносны, но эта золотоносность имеет свои особенности. Так, например, Майское золотосульфидное месторождение окружено ореолом жильной кварц-антимонитовой и эпитермальной золото-серебряной минерализации. Золотое оруденение приурочено здесь к интрузивно-купольным структурам, только в этих структурах отмечена золотоносность кварцантимонитовых жил.
Месторождение Кючус, которое ранее считалось сурьмяно-ртутным [14], также залегает в черносланцевой толще среднего триаса (Куларо-Нерский террейн турбидитных бассейнов) в пределах Янской постаккреционной металлогенической зоны. Состав руд этого месторождения близок к майским золотым — это и вкрапленность золотоносного игольчатого арсенопирита в углеродисто-глинистых сланцах, и кварц-антимонитовые жилы, и реальгар-аурипигмент-киноварь-антимонитовый, и каолинит-карбонатный парагенезисы. Содержание золота в арсенопирите в среднем 450 г/т, содержание ртути в золоте до 12 %. За пределами золоторудной зоны этого месторождения ртутное и сурьмяное оруденение обычно не содержит золото.
Таким образом, золотоносность ртутных и сурьмяных руд только в пределах проявлений интенсивного золотого оруденения свидетельствует о наложенном характере этих руд, что хорошо подтверждают и минералогические исследования. Однако процессы отложения руд золота, сурьмы и ртути сближены во времени и проходили без существенного изменения структурной обстановки. В целом условия рудоотложения расцениваются как стабильно средне-низкотемпературные. Более высокие температурные условия (250 °С и выше) характерны для гнездового крайне неравномерного золото-кварцевого оруденения, более низкие (от 200 °С и ниже) — для гнездовой и столь же неравномерной золотоантимонит-кварцевой и золото-киноварной минерализации.
На вкрапленное оруденение поздняя кварц-антимонитовая минерализация накладывается с резким тектоническим перерывом, часто с образованием внутрирудных брекчий, в которых обломки вкрапленных руд цементируются кварц-антимонитовыми агрегатами. Антимонит в рудных зонах часто накладывается на более ранний кварц либо образует самостоятельные жилы и прожилки. Отмечается преимущественное развитие этой минерализации в верхних частях рудных тел. С этой минерализацией связано появление рудных столбов. Установлено, что за пределами рудных зон месторождений, где ранняя вкрапленная золото-сульфидная минерализация отсутствует, кварцантимонитовые жилы не содержат золота. Известны следующие характерные особенности самородного золота золото-сурьмяных месторождений: оно весьма высокопробное, тонкое и проба его не изменяется с глубиной, размеры золотин в среднем составляют 0,1–0,25 мм. Распределено золото в рудных телах относительно равномерно [2]. Сравнение гистограмм распределения пробности золота месторождений различных типов (рис. 4) показывает, что кривая распределения пробности на золото-сурьмяных месторождениях отличается от кривой, характерной для золото-кварцевых малосульфидных месторождений, и более сходна с кривой золото-сульфидных вкрапленных месторождений.
Расчетная пробность тонкодисперсного золота в сульфидах, как уже отмечалось, составляет почти 1000 и очень близка к пробности позднего самородного золота золото-сурьмяных месторождений (995–998). Известно также, что регенерированное золото в сульфидно-вкрапленных рудах месторождений Олимпиада и Ведуга отличается мелкими и тонкими размерами зерен [16]. На регенерационную природу золота указывает также округлая или овальная форма его выделений в антимоните, широкое развитие специфических золото-сурьмяных минералов — ауростибита, ауроантимонита. Следует отметить, что количество вк рапленных сульфидов практически не изменяется в рудных зонах по простиранию и на глубину, не изменяется и пробность тонкодисперсного золота в них, что определяет сравнительно равномерное распределение позднего регенерированного золота и слабое изменение его пробности в кварцантимонитовых рудных телах.
Изучение золотоносности кварцантимонитовых жил золото-сульфидного вкрапленного месторождения Майское позволило установить, что их продуктивность находится в прямой зависимости от концентрации золота в ранних вкрапленных сульфидных рудах [5]. Поэтому весьма вероятно, что кварц-антимонитовые рудные тела с высоким содержанием золота золото-сурьмяных месторождений образовались за счет сопоставимых по концентрации золота вкрапленных руд, а не слабоконцентрированной золотоносной минерализации, как предполагается другими исследователями [14, 2].
Родство тонковкрапленных золотых руд различных месторождений в углеродисто-глинистых (глинисто-карбонатных) толщах по сопутствующим сурьмяно-ртутным и другим минералого-геохимическим ассоциациям, возможно, отражает элементы состава первичных недифференцированных источников — от углеводородных флюидов до гидротермальных растворов [23]. Однако сурьмяные и в особенности ртутные геохимические аномалии фиксируются в надрудной зоне подавляющего большинства самых различных рудных месторождений. Элементы подобной геохимической зональности очевидны и для золото-сульфидных месторождений вкрапленных руд. Вместе с тем на участках пересечения (наложения) сурьмяно-ртутного оруденения на золотоносные зоны обычно выявляются залежи вкрапленных руд с промышленными концентрациями золота. А соотношения золотых и сурьмяно-ртутных минеральных ассоциаций показывают, что ранние стадии сурьмяных и ртутных месторождений благоприятны для концентрации золота в гидротермальных растворах.
Зональность и глубина распространения золотосульфидного вкрапленного оруденения
Самый верхний уровень оруденения Карлинского типа изучен на месторождении Алшар в восточной Македонии [24]. Здесь наблюдается отчетливая связь оруденения с вулканической деятельностью. Рудная зона этого месторождения образовалась под экраном покрова щелочных эффузивов. Этот факт указывает на тесную связь формирования вкрапленных руд карлинского типа с вулканическими процессами. Ранее мы отмечали определенные черты сходства руд Майского месторождения с рудами Карлина [5]. В последние годы появились новые факты и наблюдения, подтверждающие это сходство. В керне глубокой структурной скважины (более 1500 м), пробуренной в пределах Карлинского тренда, в интервале 700– 1000 м, отмечено появление в рудах, наряду с главными золотоносными минералами мышьяковистым пиритом и марказитом, золотоносного игольчатого арсенопирита [35]. Вкрапленные руды карлинского типа на этих глубинах практически неотличимы от Майских руд. Результаты бурения глубоких структурных скважин на месторождениях Майское и Нежданинское показали, что вкрапленные руды непрерывно распространены от поверхности до глубины 1200 и 1500 м соответственно. По данным компьютерного моделирования на глубоких горизонтах (850–1000 м и более) рудных тел Майского месторождения было установлено почти двукратное уменьшение среднего содержания мышьяка в рудном теле с 1,5 до 0,8– 0,7 % по сравнению с вышележащими горизонтами, а содержание золота осталось на прежнем уровне (10– 11 г/т). По-видимому, этот факт может быть связан с уменьшением количества вкрапленного мышьяковистого пирита в рудных телах, которое сопровождается увеличением содержания золота в игольчатом арсенопирите.
Рис. 5. Модель вертикальной зональности золото-сульфидного вкрапленного оруденения
Таким образом, можно предположить существование следующей зональности вкрапленного оруденения (рис. 5). На близповерхностном уровне (до 300 м) развиты джаспероидные метасоматические руды, содержащие самородную ртуть, мышьяк, киноварь, реальгар, аурипигмент и минералы таллия. В интервале на 300–1000 м развит, так называемый, карлинский тип руд, представленный вкрапленной золотоносной пирит-марказитовой минерализацией. На гипабиссальном уровне (1,5–3 тыс. м) развиты вкрапленные пирит-арсенопиритовые, а ниже вкрапленные существенно арсенопиритовые руды. Следовательно, общий размах оруденения может достигать 5 тыс. м и более. Значительный вертикальный интервал формирования вкрапленного оруденения, по-видимому, связан с особыми условиями рудообразования в зонах тектоно-магматической активизации.
О двух типах тонкодисперсного золота
В результате детальных минералогических исследований, проведенных в последние годы на ряде золото-редкометалльных месторождениях Северо-Востока России, отчетливо связанных с гранитоидным магматизмом, установлен тонкодисперсный характер подавляющей части золота в рудах [22]. Однако по своим размерам (10–30 мкр) это золото (рис. 6А) существенно отличается от размеров нано частиц тонкодисперсного золота в типичных вкрапленных сульфидных рудах и может извлекаться цианированием. В отличие от нано золота вкрапленных руд, тонкодисперсное золото первого типа тесно ассоциирует с соразмерными выделениями теллуридов золота и висмута, самородным висмутом (рис. 6Б). Главным минералом носителем этого золота является крупно- и средне кристаллический арсенопирит.
Рис. 6. Тонкодисперсное золото и теллуриды в арсенопирите в рудах золото-редкометальных месторождений
а — фрагмент крупного зерна арсенопирита с многочисленными включениями самородного золота, месторождение Басуганьинское, фото А.В. Альшевского. Размер зерна арсенопирита 1–2 мм, включений золота до 10–20 мкм, увел. х300; б — фрагмент крупного зерна тонкопористого арсенопирита с многочисленными включениями золотоносных висмуто-теллуридных срастаний, месторождение Тэутэджак, фото А.В. Альшевского. Размер зерна арсенопирита 1–2 мм, висмуто-теллуридных включений до 25–30 мкм, увел. х150
Во вкрапленных сульфидных рудах нано частицы золота в значительных количествах содержат игольчатый арсенопирит, пирит и марказит [16, 11]. Отличительной особенностью руд, как с первым, так и со вторым типом тонкодисперсного золота, является их вкрапленный характер.
В пределах нескольких рудных полей и месторождений Северо-Востока поисково-оценочные работы были прекращены (рудные поля Палянгай, Ветвистое, месторождение Чепак), в связи с предположением, что выявленное золотое оруденение относится к типу упорных золото-сульфидных вкрапленных руд и аналогично месторождению Майское (Центральная Чукотка), эксплуатация которого по экономическим причинам в течении 20 лет была признана нецелесообразной. Геологи, изучавшие перечисленные выше месторождения, свои выводы сделали исходя из минералого-геохимических данных, не обращая внимания на существенные различия в геологическом строении этих объектов и Майского месторождения. Однако вполне вероятно, что вкрапленная сульфидная минерализация отмеченных месторождений содержит тонкодисперсное золото первого типа. На это указывает, в частности, повышенная редкометальность руд. Для достоверного определения формационного типа оруденения на этих месторождениях требуются дополнительные технологические и минералогические исследования.
Модель рудообразования
В 90-х годах нами была осуществлена попытка получить данные об условиях образования золото-сульфидных вкрапленных руд в результате изучения дорудных метаморфогенных кварцевых жил и прожилков, широко развитых как в рудных телах, так и во вмещающих породах, в том числе и за пределами рудного поля месторождения Олимпиада в Енисейском кряже [4, 6]. Мы исходили из предположения, что процесс формирования вкрапленной минерализации должен был найти свое отражение при попадании ранних метаморфогенных жил в зону рудообразования. Образцы метаморфогенного кварца были отобраны равномерно из керна скважин и имеющихся горных выработок по всем участкам рудного поля и месторождения из всех разновидностей вмещающих пород и рудных тел.
|
Сопоставляемые параметры |
Результаты изучения вторичных флюидных включений | |
|
Первая группа (68 образца) |
Вторая группа (52 образца) |
|
| Наличие газовых включений |
Присутствуют (22 % от общего числа) |
Отсутствуют |
| Признаки кипения растворов | Присутствуют | Отсутствуют |
| Наличие трехфазных включений | Есть | Нет |
| Размеры включений | 10–20 мкм | 50–100 мкм |
|
Размер газовой фазы включений (% объема) |
20–30 % | 15–20 % |
| Температуры гомогенизации включений | 270–200 °С | 200–190 °С |
| Температурный градиент | 11 °С на 100 м | 22 °С на 100 м |
Табл. 2. Результаты изучения флюидных включений из кварца метаморфогенных жил в рудных телах месторождения Олимпиады (первая группа) и за их пределами (вторая группа)
Кварцевые жилы на рудном поле имеют небольшую мощность и длину, залегают согласно со складчатостью и слоистостью, образуют в некоторых случаях птигматитовые структуры. Минеральный состав жил изменяется в зависимости от состава вмещающих толщ. Так, в жилах из карбонатной части разреза присутствует кальцит и анкерит, а в жилах из слюдистой части — мусковит, хлорит и биотит. Отмеченные выше признаки свидетельствуют о метаморфогенной природе жил. Попадая в зону рудоотложения, метаморфогенные кварцевые жилы обогащались пирротин-пиритовой, арсенопиритовой и бертьерит-антимонитовой минерализацией, которая по минеральному составу соответствует первичным вкрапленным рудам. Кроме того, в рудных зонах наблюдалось укрупнение зерен кварца, слагающего жилы. В послепродуктивный этап на месторождении сформировались кварц-антимонит-бертьеритовые жилы и прожилки, отчетливо пересекающие ранние метаморфогенные жилы и залежи вкрапленных руд. На заключительном этапе проявились флюорит-карбонатные, местами с киноварью, прожилки. Чтобы получить представление об условиях образования золото-сульфидной вкрапленной минерализации были сопоставлены данные изучения флюидных включений из кварца метаморфогенных жил в рудных телах и за их пределами. Флюидные включения исследовались по традиционной методике [18].
В результате сравнительного анализа (табл. 2) было установлено, что большинство вторичных газовых и газово-жидких включений жил в рудных телах могли образоваться синхронно золотоносной вкрапленной минерализации, а ореол развития газовых включений на месторождении совпадет с основными рудовмещающими зонами рассланцевания и смятия. Особенности состава изученных включений свидетельствуют о первоначально газовой природе рудообразующих флюидов и вероятном вскипании растворов при последующем рудообразовании, а также о повышении солености флюидов на заключительном этапе гидротермального процесса. Полученные данные подтверждают представления о метасоматической природе вкрапленных руд и косвенным образом свидетельствуют в пользу их возможного негидротермального происхождения. На Майском месторождении золото-сульфидных вкрапленных руд (Центральная Чукотка) было проведено исследование методом декрепитации раннего метаморфогенного кварца, отобранного по субширотному профилю, в крест простирания рудных тел, в том числе и на значительном расстоянии за пределами месторождения и рудного поля. В результате этих исследований было установлено почти двукратное увеличение количества регистрируемых взрывов флюидных включений в зоне рудообразования по сравнению с безрудной зоной, что также могло быть обусловлено большим количеством газовых включений, наложенных на метоморфогенный кварц, в процессе рудообразования. В составе газов флюидных включений в кварце месторождений Олимпиада и Ведуга преобладает углекислота, метан и азот [17] Подобный состав газов установлен для жил месторождения Майское [12] и Карлина [25].
Таким образом, формирование золото-сульфидных вкрапленных руд метасоматическим путем в зонах рассланцевания и смятия могло происходить из существенно газовых рудообразующих флюидов. Об этом также свидетельствует большой вертикальный размах вкрапленного оруденения. Последующее образование гидротермальных рудообразующих флюидов могло быть результатом смешения рудоносных газов с метеорными водами на верхних горизонтах.
Рудные минералы золото-сульфидных, золото-кварцевых месторождений Яно-Колымского пояса и золотосеребряных месторождений прилегающего отрезка Охотско-Чукотского вулканогенного пояса обладают одинаковыми в целом свинцово-изотопными отношениями и совпадают с изотопными отношениями свинца арсенопиритов золото-редкометальных, медно-порфировых, скарновых и оловянных месторождений, генетически связанных с позднемезозойскими гранитоидами, которые имеют как коллизионные, так и островодужные геохимические характеристики [13]. Результаты изотопных исследований свинца подтверждают представления, что особенности рудообразования золото-сульфидных месторождений вкрапленных руд связаны с коровыми и подкоровыми тектоно-магматическими процессами.
Изотопный состав серы сульфидов рассматриваемых месторождений — смешанный, с преобладанием отрицательных значений, показывает, что часть серы могла быть мобилизована из вмещающих пород, а часть поступала из магматических очагов. Максимально обогащены легким изотопом сульфиды месторождений Нежданинское, Майское и Туманное. Кроме того, для этих месторождений отчетливо устанавливается неоднородное распределение изотопного состава серы, отражающее, по-видимому, многоэтапную историю формирования руд. В целом для золото-сульфидных месторождений Севера-Востока России характерен сходный изотопный состав серы сульфидов, что свидетельствует о близости условий их формирования.
Зоны сульфидизации черносланцевых толщ как возможные источники рудного вещества
В 1976 году М.Л. Гельман с соавторами [10] подсчитали, что на всем Северо-Востоке Азии выявлено 622 зоны сульфидизации, большая часть которых является мезозойской (85 %) и в трети из них, помимо пирита и пирротина, отмечены галенит, арсенопирит, сфалерит, халькопирит и другие минералы. Параметры зон в тех случаях когда они были определены составляют: ширина — от первых метров до 5–6 км (обычно 0,1–2 км), длина — от сотен метров до 20 и более км при площади от 0,5 до 120 км2. В частности, в Яно-Колымском поясе выявлена 121 такая зона. Из них 60 % это пиритовые и пирит-пирротиновые зоны, 24 % — многосульфидные и 14 % — минералогически не исследованы.
Пирит в таких зонах встречается в виде метакристаллов кубической формы, размерами до 20–30 мм по ребру и в виде глобулярных лентовидных микрообособлений тонкозернистого строения. Общее количество его составляет обычно 1–3 %, иногда достигая до 30 %. Нередки конкреции размером от 1,5 см до 2570 см, обычно не более 10–20 см в поперечнике. Следует отметить первичную природу глобулярного пирита и метагенетичный характер кристаллического пирита, что отчетливо наблюдается в конкрециях, содержание золота в которых в рудовмещающих алевролитах в майском рудном узле достигает 1,2 г/т (рис. 7А, с. 58). В Центрально-Колымском районе Яно-Колымского пояса, как правило, обогащенные пиритом участки, приурочены к границам слоев или к песчанистым прослоям среди глинистых сланцев (рис. 7Б).
Рис. 7. Пиритовые стяжения (уменьшено в 2 раза) во вмещающих алевролитах кевеемской свиты среднего триаса, Майский рудный узел (а). Обогащенные пиритом тонкозернистые песчаники нижней юры (в натуральную величину), бассейн реки Среднекан, Центрально-Колымский район (б)
Исследование изотопного состава серы пирита показало его чрезвычайную неоднородность от -17,8 до +15,69 ‰ в отличие от жильного пирита, обладающего устойчиво легкой серой [20]. Среди вкрапленного пирита по составу выделяются две разновидности чистый пирит и мышьяковистый (до 3,9–4,25 %) пирит [20]. Последний, по всей видимости, ближе по времени формирования золото рудообразующим процессам. Золотоносность пирита невысокая, от 0,08 до 3 г/т (в среднем 0,57) для чистого пирита и более высокая (в среднем 1,34 г/т) для мышьяковистого пирита [20].
Черносланцевые флишевые толщи, обогащенные рудными элементами, нередко представляются в качестве промежуточных источников рудного вещества [21]. Формирование металлоносных черносланцевых толщ, повидимому, сопряжено с пульсационными явлениями дегазации мантии. Флюидные потоки при достижении земной коры и ее поверхности, помимо привноса углеводородов и ряда рудных элементов, стимулировали бурное накопление в осадках биогенного органического вещества, концентрирующего основные компоненты этого флюида. В ходе дальнейшей ремобилизации вещества происходила дифференциация золота и других элементов в силу различий их физико-химических свойств. Геохимические аномалии, связанные с черными сланцами имеют, таким образом, эндогенно-биогенную природу. Центральные части таких аномалий нередко представляют собой крупнейшие комплексные месторождения вкрапленных руд. Примером такой аномалии в пределах Центральной Чукотки является Майский рудный узел. Буровыми работами подтверждено, что практически все зоны разломов в границах рудного узла содержат вкрапленность золотоносных сульфидов (содержание золота 0,5 до 3 г/т), что указывает на возможную ремобилизацию вкрапленных сульфидов из черносланцевых флишевых толщ района.
Таким образом, заключенный в черносланцевых толщах общий ресурс металлов при последующих метаморфических, магматических и гидротермальных процессах, происходящих в зонах ТМА, представляется легко ремобилизуемым в процессе формирования прожилково-вкрапленных и жильных месторождений золота.
Заключение
В заключении отметим, что размещение золото-сульфидных вкрапленных месторождений в терригенных толщах террейнов Северо-Востока России контролируется интрузивнокупольными структурами и тектоническими блоками в зонах тектоно-магматической активизации. Рудо отложение происходило при средних температурах и давлениях на значительном интервале глубин. Вкрап ленное золото-сульфидное оруденение образуется в самостоятельный дожильный этап рудообразования. Сопряженность оруденения, разных минеральных и структурных типов приводит к формированию крупных и уникальных месторождений. Крупные золото-сульфидные месторождения вкрапленных руд связаны с зонами сурьмяной и ртутной минерализации. Природа вкрапленных руд, представляется первично углеводородно-флюидной с последующей гидротермальной переработкой. Изотопные исследования подтверждают представления, что особенности рудообразования рассматриваемых месторождений связаны с коровыми процессами. Результаты исследования положены в основу поисковой модели.
Статья подготовлена в рамках госбюджетной тематики ИГЕМ РАН.
1. Акимов Г.Ю., Крючков А.В., Крылова Т.Л., и др. Тарынское месторождение жильно-вкрапленных руд — новый тип золотого оруденения в Верхне-Индигирском районе Якутии // Докл. АН. 2004, Т. 397, № 3, с. 363–368. 2. Амузинский В.А., Анисимова Г.С., Жданов Ю.А. и др. Сарылахское и Сентачанское золото-сурьмяные месторождения. М.: МАИК «Наука Интерпериодика». 2001, 270 с.
3. Бадалов С.Т. О причинах возникновения концентрации золота в сульфидных минералах // Узбекский геологический журнал. 1972, № 2, с. 75–82.
4. Волков А.В. К генезису золото-сурьмяного оруденения // Тихоокеанская геология. 1989, № 6, с. 84–87.
5. Волков А.В., Сидоров А.А. Уникальный золоторудный район Чукотки. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН. 2001, 180 с.
6. Волков А.В. Термобарогеохимические особенности и условия рудообразования золотосульфидного вкрапленного оруденения // Передовой научно-производственный опыт, рекомендуемый для внедрения в геологоразведочной отрасли. ВИЭМС. 1989, вып. 17, с. 14–23.
7. Волков А.В., Сидоров А.А., Гончаров В.И., Сидоров В.А. Золото-сульфидные месторождения вкрапленных руд Северо-Востока России // Геология рудных месторождений. 2002, Т. № 3, с. 179–197.
8. Гамянин Г.Н., Бортников Н.С., Алпатов В.В. Нежданинское золоторудное месторождение — уникальное месторождение Северо-Востока России. М.: Геос. 2000, 222 с.
9. Гарьковец В.Г. О выделении кызылкумского типа сингенетично-эпигенетических месторождений // ДАН СССР. 1973, Т. 208, № 1, с. 163–185.
10. Гельман М.Л., Крутоус М.П., Филиппов А.У., Эпштейн О.Г. Отчет по теме 903 «Анализ материалов по золотоносности зон сульфидизации терригенных толщ территории Магаданской области» Магадан, ЦКТЭ. 1976.
11. Генкин А.Д. Золотоносный арсенопирит из золоторудных месторождений: внутреннее строение зерен, состав, механизм роста и состояние золота // Геология рудных месторождений. 1998, Т. 40, № 6, с. 551–557.
12. Гончаров В.И., Сидоров А.А. Термобарогеохимия вулканогенного рудообразования. М.: Наука. 1979, 208 с.
13. Горячев Н.А., Чарч С.Е., Ньюбери Р. Дж. Контраст в свинцово-изотопных характеристиках золоторудных месторождений Северо-Востока Азии и Аляски // Золотое оруденение и гранитоидный магматизм Северной Пацифики. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН. 2000, Т. 1, с. 149–158.
14. Индолев Л.Н., Жданов Ю.А., Суплецов В.М. Сурьмяное оруденение Верхояно-Колымской провинции. Новосибирск: Наука. 1980, 232 с.
15. Кузнецов В.М. Делимость земной коры СевероВостока Азии: структурно-вещественные комплексы, дизъюнктивные дислокации. Автореферат докт. дисс. Магадан, СВКНИИ ДВО РАН. 2002, 36 с.
16. Новожилов Ю.И. Гаврилов А.М. Золото- сульфидные месторождения в терригенных углеродистых толщах. М., ЦНИГРИ. 1999, 175 с.
17. Прокофьев В.Ю., Крылова Т.Л. Труды Х международной конференции по термобарогеохимии. Александров. «ВНИИСИМС». 2001, с. 213–248.
18. Реддер Э. Флюидные включения в минералах. М.: Мир. 1987, Т. 1, 560 с., Т. 2, 632 с.
19. Степанов В.А., Моисеенко В.Г. Геология золота, серебра и ртути. Владивосток: Дальнаука. 1993, 227 с.
20. Степанов В.А. Зональность золото-кварцевого оруденения Центральной Колымы (Магаданская область, Россия). Владивосток: «Дальнаука». 2001, 67 с.
21. Сидоров А.А., Томсон И.Н. Рудоносность черносланцевых толщ: сближение альтернативных концепций // Вестник РАН. 2000, Т. 70, № 8, с. 719–724.
22. Сидоров В.А., Альшевский А.В., Волков А.В. и др. Новые данные о золотом оруденении Приколымского сектора перивулканической зоны охотско-чукотского вулканогенного пояса // Докл. АН. 2004, Т. 399, № 5.
23. Томсон И.Н., Сидоров А.А., Полякова А.П., Полохов В.П. Графит-ильменит-сульфидная минерализация в рудных районах Востока СССР // Геология рудных месторождений. 1984, № 6, с. 19–21.
24. Percival T.J., Radtke A. Sedimentary Rock-hosted disseminated Gold Mineralization in the Alshar District, Macedonia // The Canadian Mineralogist, 1994. № 32, pp. 649–655.
25. Radke A.S., Rye R.G., Dickson P.W. Geology and stable isotope studies of the Carlin gold deposits, Nevada // Economic Geology. 1980, vol. 75, № 5, pp. 641–672.
Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 4 (54)/декабрь 2021 г.
