Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. История исследований месторождения синегита 8
Глава 2. Геологическое строение района месторождения 12
Геологическое строение вулкано-плутонического пояса Западная Сьерра Мадре 12
Металлогения района 13
Геологическое строение участка месторождения 14
Литологическая и петрографическая характеристика пород 26
Структурный контроль оруденения 33
Метасоматические породы 36
Глава 3. Типы руд и их вещественный состав 45
Глава 4. Анализ геохимических данных 54
Глава 5. Минералогия первичных и окисленных руд 88
Оксиды 89
Гидроксиды 92
Сульфиды и сульфосоли 93
Теллур иды 117
Сульфаты 119
Фосфаты 126
Карбонаты 130
Островные силикаты 130
Слоистые силикаты 130
Методика исследований 131
Рентгенофазовый анализ слоистых силикатов 131
Генетическая интерпретация результатов 137
Геохимическое значение результатов 139
Самородные металлы 141
Галогениды 146
Глава 6. Состав поровых вод в аргиллизитах 147
Гидрогеологическая ситуация 147
Методика исследований 147
Химический состав водных вытяжек 148
Интерпретация данных о химическом составе водорастворимых примесей 157
Глава 7. Геолого-минералогическая модель генезиса месторождения 162
Формационная принадлежность месторождения и околорудных метасоматитов 162
Черты генезиса аргиллизитов 162
Стадийность рудоотложения и околорудного метасоматоза 171
Температурные условия 174
Кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные условия 176
Итоговая геологическая модель строения месторождения 177
Заключение 181
Приложение
- История исследований месторождения синегита
- Литологическая и петрографическая характеристика пород
- Рентгенофазовый анализ слоистых силикатов
- Интерпретация данных о химическом составе водорастворимых примесей
Введение к работе
Эпитермальное золото-серебряное месторождение Синегита расположено в третичной вулканической провинции Западная Сьерра-Мадре, развитой в складчатой области Североамериканских Кордильер. Оно находится в северо-западной части провинции, в зоне ущелий. Оно входит в рудный узел Батопилас, где в 1995 г. было открыто эпитермальное золоторудное месторождение мирового класса Саусаль.
Месторождения этой шовной вулканогенной зоны хорошо изучены на территории востока России, Японии, Новой Зеландии, США, Мексики, Чили. Многие из них имеют мировое значение как источники серебра, золота, олова, меди, свинца и цинка. Интерес к этому поясу в последние десятилетия возрос особенно благодаря открытиям месторождений мирового класса в России (Дукат, Кубака и др.) [Бельков и др., 1998], Мексике (Эррадура, Долорес, Саусаль, Пинос Альтос и др.), Боливии (Дон Марио), Перу (Антамина), Чили (Эскондида), Фиджи (Эмперор). Кроме того, их молодой возраст, относительно небольшой эрозионный срез и генетическая связь с современными вулканическими процессами дает великолепную возможность для изучения особенностей их образования.
Вопросы генезиса, технологии отработки и цианирования окисленных и первичных золото-серебряных руд некоторых из этих эпитермальных месторождений являются наиболее разрабатываемой темой в научно-проектных институтах нашей страны с конца 1990-х годов. Этот интерес связан, прежде всего, с ростом использования на горнорудных предприятиях в России процесса цианидного (в том числе и кучного) выщелачивания золота. Во-вторых, значительную роль в активизации исследований сыграл дефицит средств, вьщеляемых на геологоразведочные работы, вследствие чего работы концентрировались на наиболее прибыльных видах сырья (благородные металлы , нефть и т.п.) Появились многочисленные публикации об уральских колчеданных месторождениях с развитой золотосодержащей зоной окисления, таких как Воронцовское, Александрийское, Западно-Озерное, Кировское и других месторождениях золото-сульфидной формации: Тасеевском, Олимпиаднинском (Забайкалье) и прочих.
Несмотря на многочисленные публикации по геологии месторождений, часто практически отсутствует информация об их геохимических исследованиях, выполненных с применением точных методов химических анализов. Также мало изучена детальная минералогия руд золотосеребряных месторождений, при обогащении которых предполагается использовать цианирование. Такие руды обычно сложны и необычны по составу, но разработчики технологий извлечения металла довольствуются старыми данными о геохимии и минералогии таких руд, которые были полученны при изучении руд ещё 20-40 лет назад. Нередко эти сведения имеют отрывочный характер, получены более примитивными по сравнению с современными методами и часто не могут помочь при разработке новых технологий обогащения руд.
На месторождении Синегита разрабатывались железные шляпы и коренные руды (оруденелые окварцованные породы и аргиллизиты) у границы зеркала грунтовых вод. Здесь сульфиды частично или полностью окислены, а концентрации золота и серебра повышены в результате гипергенного самообогащения первичных рудоносных пород. Месторождение разрабатывалось фирмой "Минера Глямис". В 1995-1998 годах автор практиковался и работал в этой фирме. Им проведено геологическое картирование района месторождения (М 1:1000, 1:5000 и 1:10 000), составлена карта распределения содержаний золота и серебра в зоне окисления месторождения (М 1:1000), построены геологические разрезы по результатам буровых работ для подсчета запасов по категориям С1 и С2 и доразведки месторождения. Результаты этих работ являются фактическим материалом диссертации.
Сталкиваясь в своей работе со всеми перечисленными вопросами, автор попытался освятить и связать их вместе применительно к отдельному золотосеребряному месторождению Синегита. Сходство месторождений, расположенных в западной и восточной частях Тихоокеанского пояса, даёт возможность применить выдающиеся черты месторождений Кордильер, например, малый эрозионный срез и более молодой возраст, отсутствие вечной мерзлоты, для понимания генезиса руд объектов на российской территории.
Актуальность темы. Заключается в возможности на уникальном для отечественной геологической науки объекте получить результаты по минералогии и генезису руд и путям их обогащения. Они должны дополнить существующие в России геологические концепции, разработанные применительно к месторождениям, лежащим на российской части тихоокеанского вулканического пояса.
Целями работы являлись определение минерального и геохимического типа месторождения, построение его геолого-минералогической модели оруденения, выявление прогнозных критериев и определение перспективности рудопроявлений на участке месторождения. Основой этому служил анализ объекта на разных уровнях его материальной организации: геологическом, минералогическом и геохимическом. Определены характерные черты геологического строения и структуры, геохимического и минералогического состава руд и метасоматитов месторождения Синегита.
Основные задачи исследований. В ходе изучения месторождения Синегита последовательно решались следующие задачи: 1) установление геологического строения и структуры месторождения Синегита, определение минерального состава руд и метасо-матитов и выделение минеральных типов руд; 2) анализ геохимических данных и интерпретация его результатов, поиск критериев различия и выделение различных геохимических и минеральных парагенезисов и участков их проявления; 3) вьщеление минеральных парагенезисов метасоматитов и последовательности их образования; 4) определение последовательности рудного минералообразования и вьщеление золоторудных минеральных ассоциаций; 5) выявление минеральных форм содержания благородных металлов в различных зонах месторождения; б) определение типоморфных признаков рудных минералов для различных зон месторождения в свете последующего прогноза оруденения (слоистых силикатов, пирита, самородного золота); 7) определение химических характеристик поровых вод зоны окисления, выявление по ним поисковых признаков руд и прогноз влияния растворенных примесей на процесс цианирования; 8) построение генетической модели месторождения; 9) подсчет геологических запасов золота в промышленных типах руд месторождения.
Научная новизна. Впервые для месторождения Синегита автором 1) выявлена структура месторождения и составлены схемы геологического строения; 2) подробно изучен минеральный состав руд и метасоматитов месторождения и выделены парагене-тические минеральные ассоциаций и выяснена последовательность их отложения; 3) проведена интерпретация данных опробования скважин и образцов комплексом статистических методов; 4) изучен состав гипогенных и гипергенных рудных минералов и минералов благородных металлов; 5) выделены четкие геохимические критерии для поиска и разведки рудопроявлений данного типа; 6) исследованы водорастворимые примеси в породах зоны окисления; 7) на основе комплекса методов определен генетический тип месторождения и построена его генетическая модель; 8) уточнены сведения о форме нахождения благородных металлов в зоне окисления, необходимые для выработки оптимальной технологии их извлечения; 9) установлена различная природа и многостадийность золотого и серебряного оруденения. Кроме этого автором впервые обнаружено 38 минералов из 64 известных на месторождении.
Практическое значение работы. В результате картирования в масштабе 1:5000 были определены поисковые признаки сульфидных золотых и серебряных руд и выявлены несколько перспективных участков. Показана бесперспективность дальнейших поисков окисленных руд в исследуемом районе. Даны
практические рекомендации к разведке нескольких серебро-полиметаллических рудопроявлений и скрытых рудных тел на периферии и флангах месторождения.
Итогом анализа минералогических и геохимических данных явилось определение разнородности и, следовательно, различия поисковых признаков золотого и серебряного оруденения.
Исследование минерального состава руд позволило определить характерные признаки слоистых алюмосиликатов и пирита из рудных и безрудных мета-соматитов. Анализ ассоциаций минералов золота и серебра дали возможность провести минералого-технологическую типизацию руд и предложить эффективную технологию извлечения из них благородных металлов.
Изучение состава поровых вод месторождения позволило объяснить изменение расхода реагентов и извлечения золота и серебра при цианировании руд различных минеральных типов.
Наибольшую практическую значимость имел подсчет запасов окисленных руд. Результаты подсчетов были использованы в обосновании для консервации месторождения в 1999 году.
Благодарности. Автор благодарен научному руководителю проф. А.Г. Булаху, коллегам и друзьям в США и Мексике: Дональду Хиллу, Хорхе Альберто Диасу, Каролине Торрес, их семьям, сотрудникам компании Минера Глямис, Автор благодарен за советы и помощь СВ. Сендеку, В.И. Данилевскому, Э.А. Гойло, А.А. Крылову (Сев-МорГео), В.Ф.Сапеге (ВСЕГЕИ), В.М. Изоитко (Механобр Инжиниринг), С.Н. Зиминой (Механобр Аналит), Н.С. Рудашевскому и Ю.Л. Крецеру (лаборатория микроанализа «КИРСИ» РИАН им. Хлопина), В.Н. Яковенчуку (), С. Бритвину (СПбГУ), Г.Я. Аксёновой (Механобр Инжиниринг) и многим другим. Гранты президента РФ и Соросов-ского Фонда Научных Исследований (IS SEP) материально помогли исследованиям, моя жена и родители поддерживали меня морально.
Защищаемыми положениями данной диссертационной работы являются:
1. Месторождение золота и серебра Синегита расположено на периферии кальдерной вулканической постройки эоцен-миоценового возраста. Контролирующими факторами золотого и серебро-полиметаллического оруденения является: а) приуроченность к субмеридиональной зоне тангенциального растяжения, оперяющей региональный сдвиг северо-западного простирания, б) проявления позднего дайкового кислого магматизма.
2. Месторождение имеет горизонтальную зональность, проявленную в закономерной изменчивости минерального состава метасоматитов. Профиль мета-соматической зональности включает (от периферии к центру): а) пропилитизиро-ванные вулканиты преимущественно андезитового состава; б) карбонатизирован-ные андезиты; в) хлоритизированные андезиты; г) иллитовые березиты; д) аргил-лизированные дациты и андезиты; е) эруптивные серицитовые брекчии; ж) дик-кит-каолинитовые породы; з) кварц-гематитовые и и) кварцевые породы. Дик-кит-каолинитовые, кварц-гематитовые и кварцевые метасоматиты являются наложенными более поздними образованиями. Фазовый и политипный состав слоистых алюмосиликатов, морфология и свойства пирита подчёркивают выявленную зональность аргиллизитов и отражают рудоносность метасоматитов.
3. Золотое и серебряное оруденение характеризуется разными геохимическими ассоциациями элементов. Это различие обусловлено последовательностью и локализацией образования минеральных парагенезисов на месторождении. Золотое и серебряное оруденения имеют многофазное проявление.
4. Месторождение имеет близповерхностный эпитермальный генезис. Оно образовалось в результате действия на вулканические породы сульфидных сред-нетемпературных гидротермальных растворов и низкотемпературных сульфатных растворов, образовавшихся при взаимодействии ювенильных восстановительных гидротерм с богатыми кислородом метеорными водами.
История исследований месторождения синегита
История исследования и разработки месторождения Синегита насчитывает более пятидесяти лет и точно не известно, когда старатели - "гамбусинос" - впервые начали разрабатывать россыпи и коренное золото, так как документы того времени утеряны.
На территории, прилегающей к современным карьерам, автором были обнаружены заброшенные фундаменты старательской фабрики гравитационного обогащения 1970-х гг. и маленькой флотационной обогатительной фабрики 50-70-х годов. Информация о разработках того времени утеряна. Но, по расположению отвалов и выработок можно видеть, что флотации подвергали руды, извлеченные из штолен, заложенных на границе зеркала грунтовых вод, где сульфиды частично окислены и концентрации золота и серебра повышены в результате вторичного обогащения, а гравитационному обогащению подвергались окисленные руды железных шляп. Перед водным гравитационным процессом применялось дробление и грохочение.
В начале 1980-х годов геологоразведочная компания Куикуилько (Minera Cuicuiico S.A.de C.V.) провела в районе месторождения рекогносцировочное геологическое картирование в масштабе 1:1000 и колонковое бурение 51-й скважины (в сумме 6974.3 м), расположенных на расстоянии 40-150 м друг от друга. Все пробы керна отбирались на пробирный анализ на золото и серебро и атомно-абсорбционный анализ на Pb, Zn, а каждая десятая на Си, Мо. Компания составила карту фактического материала и текстовый отчёт.
Новое опробование было проведено компанией "Минера Глямис"-мексиканским филиалом канадской компании Тлямис Голд ЛТД" в марте и апреле 1992 г. Методами пробного бурения и закопушками было отобраны около 110-ти образцов. В соответствии с этой разведкой был выделен участок аргиллизированных пород длиной 1000 м и шириной 200 м, перспективный для разработки окисленных руд методом кучного выщелачивания.
В 1990-е годы месторождение разведывалось и разрабатывалось фирмой "Минера Глямис". В данный период проведена обширная программа ударного бурения по сетке 20x40 м для оконтуривания рудных тел в зоне окисления. Пройдено 167 скважин общей протяженностью более 2800 м.
Предыдущие исследования минералогии месторождения Синегита были проведены компанией Минера Глямис в 1993 году на технологических пробах руд массой несколько сотен килограммов. Исследования были направлены на оценку пригодности руд для цианидного кучного выщелачивания. Для некоторых проб неокисленных руд были проведены опыты по обогащению флотацией. Тогда в аншлифах были определены следующие рудные минералы: тетраэдрит-теннантит, бурнонит, халькопирит, сфалерит, галенит и пирит. (J.Diaz, 1993).
В 1993-94-х гг. Минера Глямис провела геологическое и инженерное изучение участка будущих разработок и подсчет запасов геостатистическими методами. На стадии разведки была определена стоимость будущей разработки этого месторождения открытым способом. Результатами изучения явился план работ на разных стадиях разработки месторождения, прокладка на склонах гор подъездов и дорог для техники, оценка методов доставки руды к площадкам под рудные штабели для извлечения золота методом кучного выщелачивания, выбор нужной для разработки месторождения техники и оценка полной стоимости разработки.
Подсчет запасов был сделан по блокам методами геостатистики с использованием программы РЕСМИН-2. Для этой цели участки скважин алмазного бурения и поверхностного опробования были суммированы и были получены следующие результаты (табл. 1). За бортовое содержание золота было принято значение 0.7 г/т. Необходимо заметить, что месторождение с самого начала рассматривалось как золотое, а серебряная минерализация принималась в расчёт лишь как примесь в выщелачиваемой руде. Поэтому серебро не рассматривалось как самостоятельный полезный компонент вплоть до 1998 года, когда его попутная добыча превысила 60 % от общей добычи Аи и Ag, а высокие содержания серебра стали препятствовать нормальной сорбции золота из раствора древесным углём. Поэтому подсчет запасов серебра не проводился.
Чтобы получить извлекаемые запасы, цифры в таблице 1 по геологическим запасам золота нужно умножить на коэффициент 0.75, который является извлечением золота при кучном выщелачивании руды. Подсчитанные запасы руды являются запасами окисленных и частично окисленных руд зоны окисления месторождения. В подсчете была учтена руда некоторых смежных блоков с более низким средним бортовым содержанием, которая может быть шихтована с богатыми рудами для получения большего объема руды с экономически приемлемым содержанием золота.
В первый год разработки было добыто открытым способом и переработано 100 000 тонн руды и построены основные дороги и коммуникации. Проектировалось выдерживать добычу на уровне 300 000 т руды в год в последующие годы. При шестидневной рабочей неделе это должно было бы составлять 1 000 т руды в день. Проектные планы дорог и площадок были сделаны на основе топографических планов, построенных по аэрофотоснимкам. Из расчета стоимости дорожных работ, горного оборудования, доставки руды и других затрат капитальные затраты на разработку должны были исчисляться суммой около 3,888 млн. долларов США.
С 1994 по 2001 гг. месторождение разрабатывалось фирмой "Минера Глямис". Реальная годовая производительность фабрики по руде в 1997-98-х гг. составила всего 60-45 тысяч тонн - менее 10 % проектного. Снижение темпов разработки связано с плохой просачиваемостью руды из-за высокого содержания в них глинистой фракции. Технологические испытания на агломерированной руде показали высокий расход цемента, а отсыпанная пилотная куча неагломерированной руды представляла собой мало глинистую руду.
В 1995-1998 годах автором было проведено геологическое картирование в районе месторождения в масштабах 1:1000, 1:5000 и 1:10 000 (рис. 1, 2), составлена карта распределения содержаний золота и серебра в зоне окисления месторождения в масштабе 1:1000. Им были построены геологические разрезы по результатам предыдущих буровых работ в масштабе 1:250 (в приложении приведены разрезы в масштабе 1:500). По построенным разрезам были выделены участки для разведки и доразведки ударным бурением.
Литологическая и петрографическая характеристика пород
По наблюдению диссертанта наиболее древними породами в районе месторождения Синегита являются карбонатные отложения мелового возраста. Их истинная мощность неопределима, так как на описываемом участке они слагают только глыбовые фрагменты ромбообразной формы (дуплексы) на границах иллитовых брекчий, приуроченных к сдвиговым зонам (зона Бета Антигуа - Пуэрта де ла Крус). Стратиграфически они подстилают эоценовые серии вулканитов андезит-дацитового состава. Часто границы выходов известняковых дуплексов оторочены кварц-кальцитовыми зо-лото-серебросодержащими жилами как на участке Бета Антигуа (рис.1). Эти известняки имеют светло- и темно серый цвет, массивную текстуру. Темный цвет породы определен вкрапленностью углистого материала, иногда хлорита. Местами породы мраморизованы и пронизаны сетью тонких ветвящихся прожилков кальцита и иллита (рис. 8).
Андезитовые лавы имеют кластолавовую, брекчиевую, шаровую, глыбовую и агломератовую текстуры (рис. 7), иногда миндалекаменную структуру (рис. 9). Структуры андезитовых вулканитов однообразны. Среди них доминирует андезитовая структура, изменяется лишь соотношение кластитов и вкрапленников. Во вкрапленниках размером 1-Ю мм встречаются зональный плагиоклаз, авгит, энстатит-авгит, редко оливин. Зональный плагиоклаз обычно имеет основное лабрадоровое ядро (№ 60-70) и более кислую олигоклазовую оторочку (№ 20-30). При изменении породы первым изменяется основной плагиоклаз вкрапленников. Центр его зональных фенокри-сталлов замещается в зависимости от характера преобразования кальцитовым или серицит-кварцевым агрегатом, тогда как кислый плагиоклаз оторочек либо остается свежим, либо замещается кварц-серицитовым агрегатом. В пределах участка картирования существуют две отдельные разновидности андезитов - с роговообманковыми и клинопироксеновыми вкрапленниками.
Роговая обманка и авгит вкрапленников пропи-литизированных пород замещаются эпидотом, реже цоизитом, "лапчатым" альбитом и карбонатами, по контуру и трещинам спайности замещаемых зерен вьщеляются зерна магнетита и рутила. Карбонаты представлены в основном кальцитом и доломитом. В хлоритизированных андезитах роговая обманка замещается хлоритом и магнетитом, в аргиллитизированных, соответственно гидрослюдами и пиритом. Часто хлорит образует гомоосевые псевдоморфозы по темноцветным минералам. Дайки дацитов обнажаются преимущественно на юго-востоке участка. Они имеют мощность 1-5 м и редко залегают вертикально. Среди крутопадающих даек наиболее распространено субмеридиональное простирание и они приурочены к юго-восточной части площади. Для пологозалегающих даек характерно северо-восточное и северо-западное простирания и они расположены вблизи карьеров. Четкие контакты даек не несут следов закалки, которые, видимо, затерты метасоматическими изменениями. Жильные дациты в разной степени претерпели метасоматические преобразования (с уменьшением значимости): аргиллитизацию, окварцевание, эпидотизацию или хлоритизацию.
Свежие тела встречаются крайне редко. Структура породы дацитовая, микролитовая. Основная масса породы офировой структуры. Фенокристаллы имеют размер 1-5 мм, редко достигают 15 мм и представлены преимущественно кислым плагиоклазом, в котором редко встречается основное ядро (обычно кальцитизированное), оплавленными зернами кварца и крупночешуйчатым биотитом. Сильно измененные дациты легко диагностируются по наличию гомоосевых псевдоморфоз иллита по вкрапленникам биотита и оплавленных фенок-ристаллов кварца (рис. 7). Дайки дацитов и риолитов кремового и белого цветов распространены на юге рассматриваемого участка (Кансель, Таблон). Они трассируют структуры растяжения (скола) субмеридионального, восток-северо-восточного и юго-восточного направлений, с которыми непосредственно связаны зоны гидротермального изменения вулканитов и оруденение. Эти структуры направлены перпендикулярно и под углами более 30-45 к зонам региональных сдвиговых дислокаций северо-западного направления и претерпели неоднократную активизацию. Об этом свидетельствует последовательное выполнение трещин одних и тех же направлений дацитами, риолитами, их многостадийное брекчирование, аргиллизация пород по сонаправленным ослабленным зонам, а также внедрение в них игнимбритовых даек. Дациты образуют овальный купол размером около 1 км2 на юге участке, обра зующии гору Кансель. Породы купола аргиллизированы и окварцованы. Туфы дацитов широко распространены непосредственно в карьерах и к западу и северо-западу от них. Они образуют линзообразные тела мощностью до первой сотни метров и представлены вулканическими агломератами, отложениями пирокластических и грязевых потоков, слоистыми озерными и песчанистыми туфами. Северный блок (1) описываемого участка сложен преимущественно дацитовыми туфами с алевро-псаммитовой структурой (рис. 8, 9). Количественное соотношение туфового цемента и песчаных обломков в туфах варьирует. Эти породы всегда сильно аргиллитизированы, в меньшей степени эпидотизированы.
Рентгенофазовый анализ слоистых силикатов
Предыдущие исследования минералогии месторождения Синегита проводились компанией Минера Глямис в 1993 году. Они осуществлялись в ходе технологических исследований на нескольких групповых пробах руд весом в сотни килограммов. Исследования были направлены главным образом на оценку пригодности руд для цианирования, но некоторые пробы неокисленных руд были обогащены флотацией. Тогда в аншлифах были определены следующие рудные минералы: представители серии тетра-эдрит-теннантит, бурнонит, халькопирит, акантит, сфалерит, галенит и пирит (Diaz, 1993).
Для изучения минерального состава руд и метасоматитов автором данной диссертационной работы исследовались образцы, взятые по разрезам, выбранным вкрест простирания рудных зон. Применялся комплекс методов исследований, в том числе: микроскопические, рентгеновские, термические, микрозондовые методы.
Основными породообразующими минералами руд в большинстве их типов являются кварц и слоистые силикаты, второстепенными - кальцит, ортоклаз и барит. Ги-погенные рудные минералы представлены главным образом пиритом, сфалеритом, галенитом, арсенопиритом, теннантитом, пруститом, акантитом, колорадоитом, самородным золотом. Гипергенными являются гётит, ярозит, англезит, скородит, цинкозит, пиролюзит, рабдофанит, "кинтореит", акантит, самородное золото, йодаргирит, хлорарги-рит и другие.
Минералы класса оксидов на месторождении представлены кварцем, кристоба-литом (в опале), гематитом, магнетитом, ильменитом, рутилом, анатазом и пиролюзитом.
Оксиды кремния представлены кварцем и кристобаллитом (опалом). Кварц -наиболее распространенный минерал руд. Цвет и форма его выделений в рудах варьирует. Преобладает гидротермальный кварц. Размер его зёрен не превышает 2-3 мм. Встречаются также зёрна реликтового магматического кварца дацитов. Они достигают размеров 10-15 мм. Эти реликтовые зёрна кварца сильно корродированы, имеют неправильную форму, иногда сохраняются признаки их скелетного роста из магматического расплава.
Опал (кристобаллит) и халцедон (кварц) широко распространены в измененных дайках риолитов и в окварцованных породах. Основную часть окварцованных пород составляют агрегаты кварца и халцедона. Они имеют кокардовые и ленточные структуры благодаря ритмичному чередованию слоев кварца разной крупности, слоев кварца с включениями псевдоморфоз гётита по пириту, иногда с прослоями или просечками более позднего халцедона. Опал серовато-кремового цвета встречается в основном в центральных участках зональных прожилков, выполняет пустоты выщелачивания в илли-товых аргиллизитах около зон прожилковых руд. Под микроскопом четко идентифицируется низкопреломляющий (N 1.45) изотропный агрегат сферолитовой структуры, местами окристаллизованый, скрыто-кристаллический. Судя по рентгенограммам опал рентгеноаморфен, дает на них довольно интенсивное широкое гало в интервале d/n=4.60-2.50 с максимумом на d/n=3.32 (самая интенсивная линия кварца), прорезанное высокими пиками низкотемпературного кварца и мало интенсивными линиями низкого кристобаллита.
На участках прожилковых руд характерны ритмические сфероидальные агрегаты кварца и гематита, образующиеся при окварцевании округлых обломков серицитовых пород в кварц-серицитовой брекчии (рис. 18, 19, 20, 6). Полоски кварца и гематита имеют толщину 0,5-2 мм. Округлые фрагменты породы имеют размер 10-30 см.
По-видимому, ритмично-полосчатое строение агрегатов связано с диффузионными явлениями, колебаниями в скорости осаждения окислов железа, и меняющимися различиями в пересыщении растворов кремнеземом и недоосышения его железом.
По мнению автора, в основе процессов образования этой структуры лежит изменение физико-химических свойств раствора при переходе Fe2+ в Fe3+, влияющие на растворение и кристаллизацию кремнекислота. Размер колец зависит от скорости растворения-миграции компонентов и их концентрации. Раствор, поступающий из трещин содержал, судя по составу прожилков, только кремнекислоту и был беден железом. Железо содержалось в обломках в растворенном виде и в виде пирита или псевдоморфоз по нему гидрогётита или ярозита.
Образования ритмично-полосчатой структуры агрегатов кварца, возможно, происходит следующим образом. В результате равномерного проникновения раствора кремнекислота внутрь серицитового обломка на его поверхности происходит опережающее выпадение растворенного железа-Ш в виде окисла, растворение и вынос глинозема и прочих компонентов благодаря повышению Eh и понижению рН. В поверхностной зоне обломка, где выпадает гематит, возникает недосыщение раствора железом, что создает его вынос в зону осаждения из зоны, расположенной ближе к центру. В последней из-за снижения концентрации растворенного железа изменяется рН раствора и из него выпадает кремнезем (опала, халцедона или кварца).
Характерные для месторождения типоморфные признаки кварца и халцедона рассматривались в главе метасоматиты. Интересно, что ни в массивном тонкозернистом, ни в желваковидном, ни в прожилковом кварце не было обнаружено газово-жидких включений размером более 5-10 мкм (с учётом разрешения микроскопа "Полам"). Это может свидетельствовать о быстроте кристаллизации кварца в период сплошного окварцевания пород, образования прожилков и о медленном росте метасо-матического кварца. Этот факт указывает на отсутствие четкой зоны "вскипания" гидротермального раствора, с которой многие авторы соотносят локализацию золотой и серебрянной минерализации, особенно в кварцево-жильных месторождениях штоквер-кового типа [Heald, 1987; Стружков и др., 1998].
Интерпретация данных о химическом составе водорастворимых примесей
При этом содержание сильных кислот в растворе было мало, как по Барсукову и Борисову, а рН растворов оставался близнейтральным или слабо кислым, и условия были восстановительными. Ближе к поверхности эти восстановительные растворы смешивались с насыщенными кислородом грунтовыми водами. В результате этого концентрация активных кислот повышалась на порядки и растворы приобретали совершенно иные, агрессивные окислительные свойства с очень низкими значениями рН. В результате - образование колонки с кварцевой ядерной зоной.
Очень важно, то, что эта модель не предполагает обязательной разновременности образования обоих типов метасоматитов. Наоборот они могут образовываться одновременно. Однако не стоит забывать, что первичным является именно глиноземистый (слабо окисленный) тип метасоматитов, а кварцевый (сильно окисленный) -вторичным. Границу в разрезе, на которой происходит смена этих двух типов (уровень грунтовых вод по Хенли и Эллис), западные геологи часто называют уровнем вскипания гидротерм. Такого термина в отечественной литературе не было до недавнего времени.
При этом полно выраженный тип измененных пород может быть совершенно безрудным. Показателем рудоносности являются типоморфные минералы. Для первого типа - это алунит (ярозит), а для второго - упорядоченные смешаннослойные слоистые силикаты (иллит-смектит, хлорит-смектит, тосудит и другие), либо марганцевая минерализация [Гойло, 1997; Волостных, 1980, Жариков и др., 1998; Бельков, 1992; Константинов, 1998, Megaw, 1990].
Проанализировав сведения об ассоциациях, срастаниях и последовательности отложения минералов, изложенные в главе 5, можно сделать несколько обобщений, графически показанных в таблице 38: 1. На стадии формирования породообразующих минеральных ассоциаций основных типов метасоматитов (пропилитов и аргиллизитов) не происходило рудного минералообразования. Исключением являются пирит и гематит (в зависимости от Eh среды), как одни из породообразующих минералов, образующихся при аргиллизации (рис. 106, 107). Замещение породообразующих темноцветных минералов магнетитом, гематитом, карбонатами и хлоритом позволяет заключить, что стадии пропилитово-го, аргиллизитового метасоматоза являлись предрудными этапами и происходили в слабощелочной гидротермальной среде в окислительных условиях. 2. Основные сульфидные рудные минеральные ассоциации отложены в по-слеметасоматический период в порах и трещинах пропиллитов и аргиллизитов в ассоциации с кварцем, редко - иллитом. В это время значения рН рудообразующих растворов были близки к нейтральным. 3. Вблизи земной поверхности после отложения сульфидных полиметаллических парагенезисов минеральных парагенезисов произошла ещё одна стадия метасоматоза - сульфатная, при которой иллитовые породы были преобразованы и возникли диккит-каолинит-гематитовая и кварц-гематитовая подзоны метасоматической колонки. Минералообразующая низкотемпературная среда имела низкий показатель рН и высокий Eh. В этой зоне благородные металлы переотлагались, а рудные компоненты окислялись.
Деление на стадии минералообразования в таблице 38 условное. Расчленение минеральных ассоциаций не позволяет четко определить временные границы и последовательность их отложения. Выделенные ассоциации могут накладываться друг на друга по времени образования на разных участках месторождения. Можно достоверно определить только относительную первичность или вторичность совместно встречающихся ассоциации. Образование некоторых ассоциаций, например, теллу-ридов (таблица 38), получилось разобщенным во времени, хотя, будучи разделены пространственно они могли отлагаться одновременно. В таблице 38 минералы, помеченные звёздочкой найдены автором на месторождении Синегита впервые.
Характер изменений дацитов и риолитов позволяет отнести наблюдаемые ме-тасоматические образования к формации низкотемпературных аргиллизитов по классификации В.А. Жарикова, В.Л. Русинова, А.А. Маракушева и др. [Жариков, 1998]. Как считает Г.Е. Волостных [Волостных, 1972], метасоматиты этой формации являются низкотемпературными и образуются при воздействии кислых гидротермальных растворов на преимущественно кислые вулканиты при температурах 50 - 300С (рис. 108). На основании экспериментальных данных [Коржинский, 1966; Росляков, 1981; Барсуков, 1987; Зарайский, 1972; Гойло, 1997; Мозгова, 1983 и др.] можно предположить, что температура минералообразования последовательно, ступенчато уменьшалась в процессе образования метасоматических и рудных минеральных ассоциаций. Максимальная температура достигала около 300 С - при образовании кварц-серицитовых метасоматитов с арсенопиритом. Затем продолжительное время держалась в районе 200-250С при формировании основного объема кварц-иллитовых метасоматитов. На периферии метасоматического ореола условия были более низкотемпературными (ниже 200С) и более щелочными (субнейтральными), что привело к образованию смектит-хлоритовых и вермикулитовых подзон. Кварц-смектит-каолинитовые залежи сформировались в приповерхностных условиях (первые десятки метров), где температура не могла превышать 190С. Тем не менее, площадная пропилитизация и карбонатизация андезитов в районе месторождения говорит о щелочном характере растворов и высокой концентрации в них СОг на начальном этапе изменения пород. Эпидотизация, по всей видимости, проходила на начальном этапе становления метасоматического ореола при температурах выше 260С под воздействием щелочных растворов (рис. 109). Хлоритизи-рованные породы с вермикулитом и ломонтитом образовались позднее в результате более низкотемпературного (ниже 200С по рис. 108) пропаривания вмещающих андезитов по зонам трещиноватости близнейтральными растворами. На этом этапе поток метеорных вод двигался от поверхности вниз к источнику тепла. Растворы, из которых кристаллизовались вермикулит и ломонтит, должны были иметь близнейт-ральные значения рН.
