Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Методы исследования 12
Глава 2. Краткая характеристика геологического строения и металлогения юго-восточной части восточного саяна 17
Глава 3. Краткая геологическая характеристика мес горождении 27
3.1. Геологическое строение месторождения Динамитное 27
3.2. Геологическое строение месторождения Зеленое 29
3.3. Геологическое строение месторождения Ондольтой 30
3.4. Геологическое строение месторождения Водораздельное 33
3.5. Геологическое строение месторождения Южное 35
Глава 4. Вещественный и минеральный состав руд, последовательность их образования 37
4.1. Месторождения Динамитное и Зеленое 37
4.2. Месторождение Ондольтой 44
4.3. Месторождение Водораздельное 49
4.4. Месторождение Южное 54
Глава 5. Формы нахождения, пространственное распределение и геохимические особенности золота 59
5.1. Месторождения Динамитное и Зеленое 59
5.2. Месторождение Ондольтой 67
5.3. Месторождение Водораздельное 74
5.4. Месторождение Южное 86
Глава 6. Физико-химические параметры рудообразуюoих сис тем по данным термобарогеохимических исследований 93
6.1. Месторождения Динамитное, Зеленое 93
6.2. Месторождение Ондольтой 100
6.3. Месторождение Водораздельное 101
6.4. Месторождение Южное 101
Глава 7. Геохимические особенности рудообрлзуюіцих систем источники вещества, условия рудообразовапия и возраст золоторудной минерализации 104
7.1. Геохимические особенности рудных зон и вмещающих карбонатных толщ 104
7.2. Изотопно-геохимические особенности карбонатных пород (С, О, Sr) 108
7.3. Изотопно-геохимические исследование сульфидных минералов (Pb, S) руд месторождений Динамитное и Водораздельное 112
7.4. Изотопно-гсохропологические исследования (39Аг/ Аг) 118
Заключение 122
Литература
- Геологическое строение месторождения Ондольтой
- Месторождение Ондольтой
- Месторождение Ондольтой
- Месторождение Ондольтой
Введение к работе
А ктуалыюсть работы
Повышенный интерес к изучению условий формирования золотого
орудснсния в карбонатных и кремнисто-карбонатных отложениях связан с
обнаружением в США (Roberts R.J., Radtke A.S., Coats R.R., 1971; Radtke A.S., 1985;
Flhik R.P., Barton M.D., 1997; Paul Emsbo, Richard W., Hutchinson A.N. et al., 1999)
уникальных месторождений и крупных рудных узлов (Carlin-type). Такое внимание
со стороны исследователей обусловлено не только очень значительными запасами,
но и сравнительно простой и экономически выгодной технологией извлечения
золота методом кучного выщелачивания. Главной проблемой обнаружения руд
карлинского тина, является их макроскопическая «невыразительность». Выявление
горизонтов с высокими концентрациями субмикронного золота возможно
исключительно на основании опробования. Главные типоморфные особенности
карлинского типа оруденения освещены в литературе и служат основой для
сравнительного анализа исследованных месторождений с зарубежными (Бакулин
К).И., Буряк В.А., Пересторонин А.Е., 2001; Нарсссв В.А., 2002):
- положение месторождения в зонах тектономагматической активизации на границе
различных структурно-вещественных зон, приуроченность к фронтальным частям
крупных надвигов и тектонических швов, сформированных в результате аккреции-
коллизии в обстановки континентальной окраины;
- стратиформный характер золотосульфидного оруденения, представленного
тонкозернистыми сульфидами и дисперсным, субмикронным золотом в
углеродистых терригенно-карбонатных породах и кремнисто-карбонатных
образованиях;
широкий диапазон возраста рудовмещающих и интрузивных пород (от раннего палеозоя до мезозоя);
широкое развитие метасоматического изменения пород, прежде всего, связанного с окремненпем и декарбонатизацией пород, образование аргиллитов, джаспероидов, окварцованпых высокопористых кавернозных пород;
- наложенная сурьма-мышьяковая и ртутная минерализация, представленная
антимонитом, киноварью, реальгаром, аурипигмептом, баритом, флюоритом и др.
Несмотря на значительное число работ, посвященных исследованию геологического строения, минералого-геохимических особенностей руд и условий формирования карлинского типа оруденения, многие важные стороны образования таких месторождений освещены недостаточно. До сих пор нет единого мнения об условиях формирования, локализации и размещения месторождений подобного тина, литостратиграфичсских особенностях рудовмсщающих пород, генезисе оруденения. Наиболее важная задача - создание поисковой модели для подобных месторождений. Не случайно в 2005 году в Рино (Невада, США) был проведен симпозиум, в рамках которого одной из основных была проблема происхождения золоторудных месторождений карлинского типа оруденения, определяемого как «структурно-контролируемое, рассеянное, эпитермалыюе» (Приходько B.C., 2005). Вполне очевидно, что необходимы дополнительные данные о геодинамической ситуации, структурных, минералого-геохимических особенностях и физико-химических параметрах формирования подобных месторождений. Необходимы новые подходы, позволяющие решить проблему выявления золота, находящегося, как правило, в виде частиц субмикронной и нано-микронной размерности или в виде структурной примеси в сульфидных минералах (invisible gold) и его пространственного распределения.
Кроме США месторождения карлинского типа успешно эксплуатируются в Юго-Восточном Китае - в провинциях Шаньси, Гуйчжоу, Хунань (Guo Jian, Liu Ping et al., 1994; Shehg Songping, 1995), Канаде, Югославии, ЮАР. Выявлены и уже отрабатываются месторождения в странах Средней Азии - Таджикистане, Узбекистане, Киргизии (Федорчук В.П., 2000). В России также обнаружены предпосылки наличия подобного типа оруденения. Наиболее близким к его метаморфизованным аналогам можно отнести, по мнению М.М. Константинова (2000), месторождение Олимниадинское на севере Енисейского кряжа, представленное прожилково-вкраплениыми пирит-арсенопиритовыми рудами с тоикодисиерсным золотом, заключенным в мраморах и кристаллических сланцах. Также широко известна Куранахская группа месторождений в Якутии, месторождение Воронцовское на Урале, Тас-Юряхское в Хабаровском крае. В последние годы многими авторами отмечалась высокая перспективность обнаружения подобного золотого оруденения в краевых зонах сопряжения
Кузнецкого прогиба (Алабин Л.В., Калинин Ю.А., 1999; Платонов А.П., Санин В.П., Шаров Г.Н., 2001). К настоящему времени уже обнаружено месторождение Юзик в Хакассии (восточный склон Кузнецкого Алатау, северная часть Саралинского рудного узла) (Широких И.Н., Акимцев А.С., Васьков А.С. и др., 2001) и серия рудопроявлений золота в Калбинской золотоносной провинции Юго-Западного Алтая: Суздальское, Жананское, Болдыкольское, условно относимых к карлинскому типу оруденения (Нарссев В.А., 2002). На уровне предположений активно обсуждается вероятность обнаружения подобного типа золотого оруденения в Восточном Саяне (Алабин Л.В., Жмодик СМ., Айриянц Е.В., 2003; Дамдинов Б.Б., Миронов А.Г., Татаринов А.В, 2004).
В юго-восточной части Восточного Саяна установлено широкое распространение покровно-надвиговых структур. В составе покровов значительный объем занимают разновозрастные карбонатные и терригенио-карбонатпые отложения, связанные с различными геологическими ситуациями и относящиеся к различным формационным типам. Именно с ними связано большое количество золоторудных месторождений. Здесь широко известны месторождения золото-сульфидно-кварцевого, золото-сульфидного и золото-сурьмяного типов (Миронов А.Г'., Жмодик СМ., 1999; Рощектаев П.А., Миронов А.Г., Дорошкевич Г.И. и др., 2000), часть из которых изучены достаточно детально (Zhmodik S.M., Dobretsov N.L., MironovA.G. ctal., 1993).
В качестве объектов исследования были выбраны пять месторождений, размещенных в разновозрастных карбонатных толщах, входящих как в состав осадочного чехла архейского Гарганского микроконтинента, так и выделенных в составе его покровов. При их детальном исследовании обнаружены необычные минералого-геохимические особенности и физико-химические условия образования. В некоторых из них прослеживаются черты сходные с оруденением карлииского типа. Это - месторождения Динамитное и Зеленое, расположенные в рифейских известняках иркутной свиты, слагающих субплатформенный чехол; месторождения Водораздельное и Опдольтой связанные с терригенно-карбонатными отложениями ильчирской свиты, входящей в состав офиолитового покрова (вепд-кембрийского возраста) и месторождение Южное, размещенное в кремнисто-карбонатных катаклазированных конгломератах сагансайрекой свиты (девон-карбоиового
возраста). Проведенное автором комплексное мипсралого-гсохимическое и изотопно-геохимическое исследование разновозрастной золотой минерализации, характерной для этих объектов, позволило провести типизацию золотого оруденепия в карбонатных толщах юго-восточной части Восточного Саяна, выявить новые для данного региона типы золоторудных месторождений, обнаружить возможные признаки карлинского тина оруденепия.
Цель работы
Целью настоящего исследования - выявление минералого-геохимических и
физико-химических особенностей ряда золоторудных месторождений в
разновозрастных карбонатных отложениях структур юго-восточной части
Восточного Саяна; определение условий формирования, возраста рудообразования и
источников рудного вещества. Па основе проведенного изучения обоснование
выделения различных минеральных типов и разработка критериев поиска и
принципов локального прогнозирования золотого оруденепия в карбонатных
отложениях покровно-надвиговых структур.
Задачи исследования
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
изучение минерального состава руд различных золоторудных месторождений в карбонатных отложениях;
установление тиноморфных особенностей золота в каждом месторождении -морфологии, химического состава, взаимоотношений с рудными минералами и пространственного распределения в рудах;
выявление геохимических особенностей руд, терригеиных и терригенно-карбонатных отложений, сравнительный анализ и типизация золотого оруденепия;
изучение физико-химических параметров образования и состава флюидных систем, формирующих месторождения и сравнение их между собой;
проведение изотопно-геологических и изотопно-геохимических исследований;
разработка критериев поиска золотого оруденепия золото-ртутного тина в карбонатных отложениях юго-восточной части Восточного Саяна.
Фактический материал и методы исследования
В основу диссертации положен обширный фактический материал,
собранный при участии автора в 1995-2001 гг. в период нолевых работ
согрудпиками лаборатории геологической корреляции и геохимии золога Института
геологии СО РАН. В работе частично использовались фактические данные,
полученные сотрудниками лаборатории геохимии ГИ СО РАИ (г. Улан-Удэ) и
результаты геолого-разведочных работ в исследуемом районе Бурятгеолкома (ранее
ПГО «Бурятгеология»), любезно предоставленные автору для аналитической
обработки и проведения сравнительного анализа. Было изучено и описано 45
шлифов и 75 аншлифов. Проведен шлиховой анализ в лабораторных условиях 10
болыпеобъемпых проб. Подготовлены препараты для микрозондового анализа и
проанализированы моиомииеральные фракции сульфидных минералов и золота
(более 500 анализов). Изучено термобарогеохимичсскими методами 25 пластинок из
кварц-сульфидных и кварц-карбонатных жильных зон месторождений. Отобраны и
проанализированы методом газовой хроматографии мономинеральные фракции
жильных минералов и золота (10 анализов). Для проведения радиографического
исследования были подготовлены и описаны препараты из рудных зон и
вмещающих пород по каждому месторождению (25 пластинок) и получены серии
авторадиограмм. Инструментальным нейтроиио-активационным методом РФА-СИ в
50 пробах было проведено определение большого количества элементов (30), в их
числе Au, Ag, Sb, Hg, REE. Подготовлены мономинеральные фракции и проведен
изотопный анализ S, РЬ сульфидных минералов (8 проб). Исследованы стабильные
изотопы С, О и Sr вмещающих карбонатных пород. Для определения возраста
"чАг/ Аг методом выполнено геохронологическое датирование в 8
мопоминеральных пробах мусковита, калиевого полевого шпата и амфибола из
граподиоритов и граносиенигов.
В диссертационной работе использовался комплексный подход,
объединивший в себе традиционные и современные геологические и минералого-
гсохимические методы изучения (петрографический, мипераграфический,
химические анализы, а также методы локального исследования вещества: анализ с
использованием сканирующего микроскопа с приставкой для определения
качественного состава Geol-Kevex, микрозоидовый анализ, метод нейтропно-
активационной //-авторадиографии). Кроме того, использованы данные тсрмобарогеохимического и изотопного исследования вещества руд и вмещающих пород рассматриваемых месторождений, что позволило решить поставленные задачи на современном уровне.
Научная новизна
На основании вышеназванных комплексных исследовании установлены
минералого-геохимические и физико-химические особенности представительных
для юго-восточной части Восточного Саяиа типов золоторудной минерализации в
разновозрастных покровных карбонатных толщах. Определена минералого-
геохимичсская специфика и физико-химические параметры рудного процесса,
рассмотрены наиболее вероятные источники рудного вещества и возраст
месторождений, а также модели их формирования и поиска. В результате
проведенных исследований выделено золотое орудепение в джаспероидах,
соотвегствуїопіее карлинскому типу, а также новые для региона эпитсрмальныс
золото-серебряпный и золото-ртутный типы.
Практическая значимость
На основании проведенных комплексных исследований проведена
типизация золоторудных месторождений в терригенно-карбонатных породах юго-восточной части Восточного Саяна. Обосновано выделение новых для данного региона эй термального золото-ртутного и золото-серебряного типов золоторудной минерализации, повышающих перспективу обнаружения новых крупных золоторудных объектов в Восточном Саяне. Предложена методология поиска золоторудных месторождений с тонкодисперсным золотом в карбонатшлх отложениях, характерных для этого региона.
Публикации и апробации работы
Материалы, представленные в диссертационной работе были апробированы
па трех международных конференциях: "Water-Rock Interaction", 1995; LLUG 10,
Strasbourg, 1999; HMPG VIII, Bergamo, 2000. Результаты работы докладывались
автором на Всероссийской научной конференции, посвященной 10-лстию
Российского фонда фундаментальных исследований «Геология, геохимия и
геофизика на рубеже XX и XXI веков» (Иркутск, 1-4 октября 2002 г) и на научной
конференции «Благородные и редкие минералы Сибири и Дальнего Востока: рудообразующие системы месторождений комплексных и нетрадиционных типов руд» (г. Иркутск, 3-7 октября, 2005 г.). Итоги исследований опубликованы в четырех статьях (одна в печати) в реферируемых журналах и в семи тезисах докладов. Рабога выполнялась в рамках планов НИР Института геологии ОИИГМ СО РАН и была поддержана грантами РФФИ № 03-05-65017 и РФФИ-масс № 03-05-64563, Президиума СО РАН 6.4.1. № 611, атакже грантом ведущей научной школы HIII-03-01. Автор был руководителем молодежного проекта «Нетрадиционные типы золоторудных месторождений в карбонатных отложениях юго-восточной части Восточного Саяна», который успешно завершен в 2005 г.
Благодарности
Диссертационная работа выполнена в лаборатории поисковой геохимии и
геохимии золота Института геологии СО РАН. Автор выражает глубокую
признательность и благодарность своему научному руководителю, заведующему
лабораторией д.г.-м.и. СМ. Жмодику, а также д.г.-м.н. А.С. Борисенко, д.г.-м.н.
К).А. Калинину, д.г.-м.н. Л.С. Лапухову, д.г.-м.н. А.Г. Миронову, д.г.-м.н.
В.А. Поиомарчуку, д.г.-м.н. П.А.Рослякову, д.г.-м.и. Ю.Г. Щербакову, к.г.-м.и.
А.А. Боровикову, к.г.-м.н. Н.А. Гибшер и к.х.н. В.Г. Цимбалист за ценные советы,
консультации и помощь во время проведения исследования и подготовки
диссертационной работы.
Защищаемые положения:
1. В карбонатных отложениях юго-восточной части Восточного Саяна по
минералого-геохимическим признакам выделены четыре типа золоторудной минерализации, относящиеся к золото-сульфидно-кварцевой (кварц-полисульфидный и кварц-блскловорудный) и золото-ртутной формациям (кварц-киноварь-тетраэдритовый и кварц-гематитовый типы).
2. Выделенные типы золотого оруденения существенно отличаются по физико-
химическим условиям образования (температуре, химическому составу и
концентрации растворов), изотопно-геохимическим особенностям руд н
относятся к разным рудообразующим системам, формирующим золото-
сульфидно-кварцевое и эпитермалыюе оруденение.
В карбонатных отложениях юго-восточной части Восточного Саяна выделены два разновозрастных уровня образования эпитермального орудспсния, но многим признакам сопоставляемого с карлик тиком. С первым уровнем (V-G) связано проявление золото-кварц-гематитового орудспсния с тонкодисперсным золотом среди гематитизированных джаспероидов в терригенно-карбонатных отложениях ильчирской свиты. Ко второму (D-C) откосится золото-киноварь-кварц-тетраэдритовая минерализация в зонах гидротермальной проработки карбонатных конгломератов сагаксайрекой свиты.
Геологическое строение месторождения Ондольтой
Месторождение Зеленое находится на левом берегу р. Улзыта в восточном обрамлении Гарганской глыбы среди пород карбонатного чехла иркутной свиты и частично в осадочно-вулканогенных отложениях ильчирской свиты (см. рис. 3.1.) и связано с серией разрывных нарушений северо-западного простирания. В пределах месторождения выделяются два участка. Первый располагается на контакте хлоритовых сланцев ильчирской свиты с диафторированными гнейсами Гарганской глыбы, а второй в доломитизированных известняках иркутной свиты. Месторождение Зеленое фактически представляет собой аналог месторождения Динамитное. Рудные тела представлены системой жил северного и северо-западного простирания, располагающихся вдоль разлома северо-западного направления. По морфологии это кулисообразные крутопадающие кварц-карбонатные линзующиеся жилы, выклинивающиеся через пальцеобразные окончания. Мощность жил достигает 0,9 м. В зоне контакта с вмещающими породами наблюдается маломощная серицит-хлоритовая оторочка (до 2 см). Рудные минералы, представлены галенитом, тетраэдритом и сфалеритом, образуют гнездовидные скопления и редкую рассеянную вкрапленность в зальбандах или в центральных частях жил. Широко развиты вторичные минералы меди. Самородное золото встречается в виде изометричных зерен, реже дендритов размером 10-150 мкм, а также в срастаниях с сульфидами. Среднее содержание Аи - 40 г/т, Ag - 120 г/т.
Первые признаки золотоносности на площади, относимой к месторождению Ондольтой, были установлены А.В. Зуевым в 1968 г. Сначала было выделено рудонроявление Поисковое жильного типа с содержанием золота в точечных пробах до 15,6 г/т. Позже, в 1989 г были выявлены вторичные ореолы рассеяния золота северо-восточнее Поискового рудопроявлеиия, а также установлена рассеянная золотая минерализация до 1-5 г/т (Деревенец В.Г., Мельников В.П.. Бухаров В.Я., 1993).
Ондольтойский участок расположен на северо-западном фланге Хойто-Гаргапского рудоконтролирующего разлома северо-западного простирания в месте пересечения им интрузии сумсунурского комплекса (рис. 3.3.). Территория участка сложена карбонатами и терригенными породами ильчирской свиты среднего рифея. Массивные, доломитизированные окремненные известняки, карбонатные брекчии и доломиты на северо-западе участка подстилаются черными углеродистыми сланцами. В южной части участка среди карбонатной толщи фиксируются горизонты интенсивно окремненных метасоматитов, вплоть до джаспероидов, мощностью до 40 м. В средней части разреза среди известняков отмечаются маломощные прослои (до 20 м) черных углеродистых сланцев. В верхней части разреза карбонаты сменяются кварц-серицитовыми, кварц-хлорит-ссрицитовыми и углеродсодержащими кварц-серицитовыми филлитовыми сланцами.
Ондольтойский участок включает в себя северный меридиональный выступ Гарганской интрузии, представленный биотит-роговообманковыми диоритами, граподиоритами и гранитами краевой фации со сложными взаимопереходами. На месторождении также широко развиты дайки второй фазы сумсунурского комплекса: преимущественно кварцевые порфиры и гранодиорит-порфиры. Их мощность от первых метров до 60 м, протяженность до 1 км. Ориентированны они преимущественно в северо-восточном и северо-западном направлениях, соответственно направлениям преобладающих разрывных нарушений. Наличие крупного Хойто-Гарганского разлома обусловило развитие на площади густой сети разрывных нарушений более низких порядков - зоны разрывных нарушений северо-западного простирания (290-310).Мощность таких зон от 0,5 до 10-15 м, протяженностью от первых десятков метров до 1-1,5 км, падение крутое, субвертикалыюе, как на юго-запад, так и на северо-восток.
Гидротермалыю-метасоматическое изменение пород Ондольтойского участка выражается в серпентинизации, незначительном ороговиковании, окварцевании, декарбонатизации пород, пропилитизации и березитизации. Серпентинизация проявлена в широких пределах (вплоть до образования офикальцитов) в доломитизированных известняках и приконтактовой части диоритового массива. Березитизация развивается по дайкам кварцевых порфиров и представлена карбонат-серицитовой ассоциацией.
Руды месторождения Ондольтой характеризуются минерализованными зонами с неравномерным распределением золота среди брекчированных яшмоидов, джаспероидов с кварц-гематитовыми жилками, полосчатыми магнетит-гематитовыми рудами и редкой вкрапленностью сульфидов железа. Преимущественно это зоны прожилкового окварцевания северо-западного, реже северо-восточного простирания, контролируемые разрывными нарушениями низкого порядка. Самородная форма выделения золота встречается крайне редко в виде изометричных зерен и срастания с сульфидами. Распределение золота в рудных зонах крайне неравномерно от 2,5 до 128 г/т. Среднее содержание золота составляет 16 г/т, серебра — 43,5 г/т.
Месторождение впервые было обнаружено в 1962 г. геологами Ю.И. Немчиновым и В.А. Лобовым при проведении геологической съемки в масштабе 1:50 000. В 1963 г. в 4 километрах западнее выявлено рудопроявление Кварцевое (Карманов Н.С., 1985). Водораздельное месторождение (включая и участок Кварцевый) располагается в западной части Урик-Китойской рудной зоны и приурочено к толще углеродисто-глинистых, графитизированных сланцев, кремней и мраморизованных известняков ильчирской свиты (Рощектаев П.А., Миронов А.Г., Дорошкевич Г.И. и др., 2000) с олистолитами и линзами рассланцованных и диафторированных доломитов и известняков предположительно иркутной свиты (рис. 3.4.). Южнее сланцы сменяются гнейсо-гранитами фундамента Гарганской глыбы и гранитоидами сумсунурского комплекса. Терригеино-карбонатная толща залегает в виде изоклинальных складок, которые образовались вследствие её надвига.
Месторождение локализовано на контакте доломитов и черных сланцев и в меньшей мере на контакте доломитов и гранито-гнейсов. Рудовмещающими структурами являются северо-западные зоны, осложненные северо-восточными разрывными нарушениями. Последние сопровождаются рассланцеванием, окварцеванием, брекчированием известняков и цементацией их глинисто-карбонатным материалом. Рудные тела представлены кварцевыми, кварц-полисульфидными жильными и линзовидными телами, сопровождаемыми оторочками березитов. Главное рудное тело - крупная минерализованная жила близширотного направления (2 км) располагается в южном экзоконтакте интрузии среди мощной сланцевой толщи. Она состоит из разобщенных кулис, приуроченных к линейно-вытянутой системе однотипных разрывов Падение крутое на северо-восток (75 ). Полиметаллическая минерализация образует вкрапления, бонанцы (рис. 3.5.). Среднее содержание золота достигает 120 г/т.
Месторождение Ондольтой
В зоне окисления развиты вторичные минералы ковеллин, халькозин, куприт, окислы сурьмы и свинца, гидроокислы железа, примазки малахита и азурита. Жильные минералы представлены кварцем, карбонатом (на месторождении Зеленое он составляет около 45 %), хлоритом и серицитом. Кварц образует три различные генерации: раннюю, рудную и пострудную. Тонкозернистый, равномерно зернистый кварц ранней генерации (Qu I) редко встречается в виде реликтовых скоплений в более позднем кварце. Кварц рудной стадии минералообразования (Qu II) является результатом процесса собирательной перекристаллизации, что подтверждается «теневыми» структурами поглощенных зерен кварца ранней стадии, которые хорошо заметны при погасании в поляризационном микроскопе (рис. 4.6.) (Airiyants E.V., 1999). Он имеет мелкозернистую структуру с извилистыми границами с размером зерен до 5-7 мм. На этой стадии происходит отложение сульфидных минералов. Первыми образуются галенит, сфалерит, реже пирит (халькопирит) преимущественно по микротрещинам и в межзерновом пространстве в кварце. Рис. 4.6. Взаимоотношение кварцев разной генерации (а) и мозаичное строение зерен рудного кварца (Qu II) (б). Фотографии шлифа кварц-карбона гной жилы месторождения Динамитное. Увеллеклые руды (фрейбергит-тетраэдрит), буланжерит, полибазит развиваются позднее по ранее образованным сульфидам и вокруг них. Заключительный этап рудообразования представлен пираргиритом, акаититом. штромейсритом. электрумом, самородным серебром, золотом (рис. 4.7 ). Стадия Минерал і мелкозернис. кварц Последовательность отложения минералов в жиле в определенном температурном интервале Температура, С300-320 среднезернис.кварц , галенит сфалерит II халькопирит — иприт 200-240 тетраэдрит-фрейберги буланжерит полибазит иирарі ирит — золок» — гонкозернис. кварц НІ кальцит хлорита канти і 110-1X0 золото Рис. 4.7. Схематическая последовательность стадий минералообразования для месторождений Динамитное и Зеленое.
Кварц пострудной стадии совместно с карбонатом, хлоритом и серицитом выполняет более поздние жилы, развивается преимущественно по микротрещинам. Широкое развитие вторичных сульфидных минералов па месторождении Зеленое обусловило окрашивание рудных жил, что и послужило основанием для названия месторождения. Карбонат состоит из кальцита и в меньшей мере сидерита (более типичного для месторождения Зеленое, где его отложение происходит и на рудной сгадии). В целом, исходя из анализа минералогических особенностей месторождений, можно говорить о следующей геохимической специализации - для месторождения Динамитное - Sb, Ag, Pb, Zn, Fe, Си, для месторождения Зеленое -Sb, Ag, I;c, Pb, Zn, Си (элементы расположены по мере уменьшения значимости). В рудах и минералах этих месторождений не обнаружена ртуть, как в виде самостоятельных соединений, так и в виде примеси в составе других сульфидов. 11о химическому составу месторождение Динамитное отличается большим влиянием серебра и сурьмы, а на месторождении Зеленое наряду с ними существенную роль играют рудоформирующис растворы железа и меди. По минеральному составу их можно отнести к одному типу — золото-кварц-блскловорудному (тетраэдритовому).
Руды месторождения Ондольтой представлены стратиформными брекчироваппыми яшмоидами, джаспероидами с кварц-гематитовыми жилками, полосчатыми магнетит-гематитовыми рудами и редкой рассеянной вкрапленностью сульфидных минералов: пирита, халькопирита, реже галенита. Проведенные минералогические исследования позволяют выделить три минеральные ассоциации: кварц-карбонат-халькопиритовую, золото-кварцевую и золото-гематит-кварцевую, которые соответствуют последовательности минералообразования на месторождении (рис. 4.8 ). Наиболее ярко проявлена более ранняя кварц-карбонат-халькоииритовая ассоциация, главными минералами которой являются кварц, кальцит, сидерит, доломит, пирит, халькопирит (табл. 4.3 ). Встречаются единичные выделения блеклой руды, сфалерита, борнита. Вторичные минералы: халькозин, ковеллин, малахит развиваются по сульфидным минералам. Для данной ассоциации характерно присутствие серебряных минералов представленных гесситом, иггромейеритом. Из нерудных минералов развиты кварц, карбонат, гидрослюда, бесцветный хлорит. Стадия
Выделяются две генерации пирита. На ранней стадии образовывались крупнозернистые идиоморфиые зерна пирита. Он встречается в виде раздробленных зерен, корродированных более поздними сульфидами (рис. 4.9.). Пирит второй генерации (Ру II) образует мелкозернистые, идиоморфиые единичные зерна, либо изоморфные срастания с халькопиритом. Нужно отметить присутствие в составе иприта золота до 0,19 мас.%. Халькопирит также представлен двумя генерациями. Ранний (Chpyr I) образует ксеноморфные зерна, просечки в пирите, замещающиеся иногда окислами железа, борнитом, халькозином. Более поздний халькопирит тонкопластинчатый (Chpyr II), он образует решетчатые структуры в борните. Пирротин встречается редко, совместно с поздним пиритом и халькопиритом. Сфалерит образует единичные мелкие до 0,05 мм выделения, по которым развивается халькозин и ковеллии. Железистая блеклая руда (ферротетраэдрит) встречается в тесном срастании с халькопиритом и в виде самостоятельных нзометричиых зерен размером 0,05-0,1 мм (рис. 4.10). Часто почти полностью по контуру отдельных зерен блеклой руды развивается штромейерит.
Месторождение Ондольтой
Подобные картины распределения обычно связаны с рассеянным распределением золота, относимому к invisible gold (Fleet М. Е., Chryssoulis S.C. et al., 1993). Наличие рассеянной формы нахождения золота в кварце свидетельствует о возможном совместном переносе золота с кремнекислотой в виде коллоидов (Фирсов Л.В., 1985). В работе Б.М. Мицюка было показано (1995), что процесс гидротермального превращения коллоидального SiCb в кварц при невысоких температурах сопровождается наличием промежуточных метастабильных фаз, одна из которых SiCh-x имеет высокую сорбционную способность по отношению к растворенному золоту. Это подтверждено экспериментальными данными по сорбции золота кварцем (Баранова Н.Н., Козеренко СВ., Григорян С.С, 1980; Беломестнова Н.В., Плюснин A.M., Миронов А.Г., 1988; Беломестнова Н.В., Мицюк Б.М., Козеренко СВ. и др., 1995; 1997 и др.), которая происходит в два этапа: формирование однородного хемосорбированного слоя и его восстановление до атомарного состояния с последующим образованием и ростом золотин в благоприятных условиях (прежде всего на структурных дефектах и микротрещинах). Или же возможна дальнейшая раскристаллизация коллоидальных форм, которая приводит к образованию зерен кварца и золота. Как видно на авторадиографиях в местах, испытавших в большей мере стрессовые деформации, возникают зоны с высокой проницаемостью. Рассеянная форма накопления золога у такого кварца отсутствует, что связано с выносом золота и его переотложением в микротрсщииы и линейные дефекты, совместно с сульфидами. Начинается процесс отложения и псрсогложения золота в микротрещинах с образованием пленочных форм и самостоятельных зерен (Летников Ф.А., Вилор Н.В., 1981).
В целом золото месторождений Зеленое и Динамитное соответствует золоту золото-серебрян пых месторождений (Константинов, 1984). Его отличает невысокая пробность, жильный тип минерализации, связанный с серебро- и сурьмасодержащими сульфидами и сульфосолями, достаточно высокое отношение Au/Ag (3,6-3,9). Часть золота находится в субмикронном состоянии, однако такая форма нахождения является «сопутствующей». Большая часть золота представлена самостоятельными зернами, различной морфологии и срастаниями с сульфидными минералами и сульфосолями Ag-Sb состава.
Исследование рудных зон кварц-гематитовой проработки и вмещающих пород месторождения Ондольтой показало следующую картину. Наиболее высокое валовое содержание золота до (16,2 г/т) (см. табл. 5.1.) отмечается в окремнеииых метасоматических разностях: яшмоидах, джаспероидах, часто брекчированных и гемаппизированных в той или иной степени, с кварц-гематитовыми жилами и редкой вкрапленностью сульфидных минералов. Видимое золото на рудопроявлении встречается редко (табл. 5.4). Распределение золотин неравномерное, гнездово-вкраиленное, размер выделений 0,0005-0,2-0,5 мм, с преобладанием золота размером 0,01-0,02 мм. Чешуйки золота отмечаются в кварц-карбонатных прожилках, часто в лимонитовых примазках. Формы золотин изометричиые, каплевидные, пластинчатые (рис. 5.5 ). По составу золото двух типов, значительно отличающихся друг от друга (рис. 5.6) Первый тип с иробностыо 771-782 %о не содержит примесь сурьмы и ртути, второй тип - соединение Аи (38,83 мас.%) и Ag (58,63 мас.%) содержит устойчивую примесь ртути до 0,68 мас.% и сурьмы до 2,22 мас.% (рис. 5.7 ).
В кварц-карбонатных гематитизированных брекчиях и джаспероидах присутствует и субмикронное золото, характер распределения которого показан на полученных авторадиограммах. Участки (точки) с максимальной плотностью почернения на авторадиографиях (рис. 5.8. (б, в)) соответствуют самородному золоту. В левой верхней части препарата в гематите регистрируется тонкая вкрапленность минералов сурьмы (см. рис. 5.8. (б, в, г)), которые на всех авторадиограммах фиксируются высокой плотностью почернения. Общим серым фоном выделяется гематит за счет повышенных концентраций Со, Сг. Среди оставшейся части можно различить более светлые и более тёмные участки, которые отвечают кварцу и карбонатным лимонитизированным прожилкам (кальцит, анкерит). Эти данные свидетельствуют о неравномерном распределении золота в рудах, и преимущественном его нахождении в кварце вблизи зерен гематита. Во многих случаях отмечается обогащение внутренних участков зерен гематита хромом и кобальтом.
Как показали данные гамма-спектрохимического анализа (рис. 5.9 ) образца золото-гематит-кварцевой руды (содержание Аи 10 г/т) основная доля активности на третий день после облучения принадлежит сурьме, мышьяку, хрому (совместно с железом), редкоземельным элементам и золоту (Айриянц ЕВ., Белянин Д.К., 2005). На радиографии экспозиции, сделанной через пять дней после облучения, авторадиографическое изображение создают золото, сурьма, мышьяк, хром и вольфрам. На авторадиографии, повторенной через 8 дней, вклад от As, La и Sm в картину распределения элементов отсутствует по причине распада их радиоактивных изотопов.
Месторождение Ондольтой
При отсутствии деформации образуются практически «чистые», полупрозрачные зерна кварца второго подтипа (Qu-IIb). Именно его можно назвать "рудным" кварцем, так как зерна сульфидов и золота располагаются в межзерновом пространстве, внутри самих зерен, особенно в тех участках, где сохранена «теневая структура», отмечаемая в скрещенных ииколях под микроскопом, за счет мерцающего погасания «теневых» микрокристаллов кварца ранней стадии. На второй стадии происходит отложение сульфидных минералов. Оба подтипа кварца непосредственно соседствуют, а иногда в крупных зернах могут сменять друг друга.
Па месторождении Динамитное преобладают существенно газовые вторичные включения с СО2, которые часто находятся в гетерогенном состоянии при комнатной температуре В таких включениях, как правило, жидкая углекислота преобладает над газом и раствором, но наблюдаются включения, где количественное соотношение жидкой углекислоты и раствора варьирует в широких пределах. Надо отметить, что количество включений содержащих примесь органического вещества существенно ниже (около 25 %). Плавление СОг происходит при -60 С, а гомогенизация СОг и жидкую фазу происходит при температурах от +3 до +7 С. Сравнительно редкие первичные (без явных признаков вторичного происхождения) двухфазные (Ж Г) включения (жидкая часть гетерогенного флюида) гомогенизируется при 210-190 и 120-115 С. Растворы двухфазных включений характеризуются температурой плавления эвтектик -21- -23 С, что позволяет отнести их по составу преобладающих солевых компонентов к водно-солевым системам NaCl+KCl+НгО и NaCl+I O (Airiyanls R.V., Zhmodik S.M., Gibsher N.A., 2000). Общая концентрация растворов высокая (до 25 мас.%) с преобладанием хлорида натрия.
В кварце (Q-II) месторождения Зеленое преобладают мелкие включения как псевдовторичные, так и явно вторичные включения с варьирующим количеством жидкой фазы. Наиболее распространены двухфазные включения с жидкой углекислотой (около 70 % всех включений). Соотношение газовой и жидкой фаз в таких включениях меняется здесь в сторону уменьшения доли газовой составляющей, причем гомогенизация происходит в жидкую фазу при температуре 270-240 С (см. табл. 6.1 ). Наличие существенно газовых включений свидетельствует о том, что мипсралообразующий флюид находился в гетерогенном состоянии. Гетерогенное состояние рудообразующего флюида представляет собой особенность флюидного режима рудообразующих систем вулканогенно- и плутоногенно-гидротермальных золото-сурьмяных, золото-ртутных месторождений (Наумов Е.А., Боровиков А.А., Борисенко А.С. и др., 2002). Отмечаются случаи комбинированного захвата включений, фазовый состав которых определяется кристалликом карбоната, раствором и газом (тв. фаза Ж Г). Соотношение жидкости и газа в таких включениях колеблется в широких пределах. Комбинированным захватом, вероятно, характеризуются и многие газовые включения. Замороженные растворы имеют температуру плавления эвтектик -54,2 С, которая позволяет предположить, что растворы, содержащиеся во включениях, близки по составу преобладающих солевых компонентов к водно-солевым системам CaCh+NaCl+IhO и CaCli+MgCh+IhO. Общая концентрация солей во флюиде- 19-23 мас.%.
Последняя стадия минералообразования - отложение пострудного жильного кварца (Qu-IH) совместно с карбонатом и хлоритом. Белый, тонкозернистый, полупрозрачный кварц образует мелкие, секущие прожилки. Кварц содержит редкие двухфазные включения размерами 2-4 мкм с температурами гомогенизации порядка 140-1 К) С.
По данным газовой хроматографии минералообразующий флюид на месторождении Зеленое и Динамитное был обогащен СО2, с примесью С2Н2, СІІ4. Отмечается увеличение общей флюидонасыщенности от раннего кварца к более позднему, при небольшом увеличении доли СОг во флюиде. Также надо отметить, что состав флюидной составляющей разных подтипов кварца рудной генерации отличается друг от друга. Флюидонасыщеность Qu-IIa выше, в основном за счет СОг. Золотимы почти в два раза более обогащены флюидом, чем кварц. Их флюидонасыщеность достигает 1912 и 2300 мг/кг с преобладанием углекислотой составляющей, на месторождениях Динамитное и Зеленое, соответственно. Эта закономерность — повышение концентраций СОг во флюиде в момент рудоотложения золота, отмечалась исследователями (Попивняк И.В., 1975) и часто связывалась с возможностью участия в переносе золота. С целью изучения возможности переноса Аи с СОг были проведены эксперименты по газовому транспорту Ли в потоке СОг, подробно описанные в статье «Золото-ртутный и золото-серебряный типы оруденения в Восточном Саяне: минеральный состав, физико-химические условия образования» (Айриянц Е.В., Жмодик СМ., Миронов А.Г. и др., 2002). По результатам эксперимента можно предположить, что газ СОг более участвует в осаждении Аи, чем в его транспорте. Известно, что в экспериментах по осаждению золота из хлоридных растворов, карбонаты выступают в качестве геохимического барьера. Данные экспериментальных исследований по растворимости и переносу золота в растворах с СОг (Глюк Д-С., 1994) и газовой фазе, а также наши эксперименты свидетельствуют об осаждающей роли карбонатов и СОт в отношении золота, что также подтверждено данными многоступенчатых термодинамических расчетов в работах Колонина Г.Р. и др. (1994, 1997).
Исследование флюидных включений подтверждает вывод о формировании золоторудної"! минерализации в несколько стадий при снижении температуры мипералообразующих растворов от 300 до 100 С. Как видно из данных изучения включений, флюид находился в гетерогенном состоянии и представлял собой раствор с обособленной фазой СОг, что предопределило гетерогенный захват флюидных включений. В метасоматическом кварце преобладают включения с жидкой углекислотой, гомогенизирующейся в жидкую фазу, указывающие на образование кварца при невысоких значениях и небольших вариациях температуры (Булынников В.А., Денисенко Н.А., Андреева Г.А., 1978). По составу преобладающих солевых компонентов растворы относились к водно-солевой системе CaCb+NaCl+MgCh+IhO (для месторождения Зеленое) и NaCl+KCl+IbO и NaCl+ПгО (для месторождения Динамитное) соленость которого достигала 25 мас.%, что характерно для флюидных систем, формирующих рудные золото-кварцевые зоны на золоторудных месторождениях (Томиленко А.А., Гибшер II.А., 2001). При вскипании раствора и отделении СОг происходит изменение рН и увеличение его щелочности. Как отмечалось другими исследователями (Долгов Ю.А., Томиленко А.А., Гибшер П.А., 1990; Павлов А.Л., 1992), именно высокая концентрация углекислоты является специфической особенностью растворов продуктивной стадии рудообразования и служит косвенным поисковым признаком на золото.
