Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




15.09.2020


15.09.2020


15.09.2020


04.09.2020


03.09.2020


03.09.2020


21.08.2020


05.08.2020


05.08.2020


05.08.2020





Яндекс.Метрика
         » » Геолого-геохимическое обоснование метаморфогенно-гидротермальной модели золото-антимонитовой березитовой формации

Геолого-геохимическое обоснование метаморфогенно-гидротермальной модели золото-антимонитовой березитовой формации

21.10.2017

Золото-антимонитовая березитовая формация занимает особое место среди других сурьмяных рудных формаций, характеризуясь отличительными чертами состава, морфологии, зональности оруденения. Проявления ее распространены в золотоносных зонах полихронного гранито-идного магматизма и метаморфизма складчатых областей разного возраста — от древнейших раннедокембрийских зеленокаменных поясов до фанерозойских сланцевых трогов, сложенных мощными толщами пород, метаморфизованных в зеленосланцевой фации. Выделяются два крайних морфогенетических типа месторождений, приуроченных к единым рудным зонам и связанных эволюционной последовательностью: 1) послойная золото-антимонитовая с сульфидами минерализация, распределяющаяся стратифицированно и имеющая, вероятно, вулканогенно-осадочное происхождение; сохраняется в виде реликтов в отдельных зонах; 2) жильное золото-антимонит-кварцевое оруденение, наиболее распространенное, рассматриваемое авторами как продукт метаморфогенно-гидротермальной мобилизации ранних, относящихся к первому типу, рудных скоплений и рассеянных надкларковых концентраций сурьмы, мышьяка, золота в слоистых толщах. Именно жильному оруденению, имеющему экономическое значение, посвящена настоящая статья.
Происхождение золото-сурьмяных кварцево-жильных месторождений является объектом давней дискуссии. Еще В. Линдгрен определил их как результат совмещения мезотермального золото-кварцевого и позднего, оторванного во времени эпитермального сурьмяного оруденения. Этот подход получил развитие в работах Н.В. Петровской, А.А. Оболенского, Р.В. Оболенской, Г.Н. Гамянина, Л.Н. Индолева, Ю.А. Жданова и В.М. Суплецова и др. Согласно иным представлениям, которые берут начало в работах В. Эммонса, Ю.А. Билибина, находят продолжение в работах В.Т. Матвеенко и Е.Т. Шаталова и развиваются авторами, золото-антимонитовое оруденение представляет собой характерный крайний член ряда золото-кварцевых месторождений складчатых областей. Свидетельством продолжающейся оживленной дискуссии является постановка на Втором всесоюзном совещании по генетическим моделям эндогенных рудных формаций двух докладов с резко различным подходом к решению проблемы. В «альтернативном» докладе Э.Я. Прушинской и Б.О. Манучарянца, хотя и говорится о генетической однородности золото-сурьмяных месторождений, они отнесены к телетермальному типу, проявившемуся на Востоке России в заключительный этап мезозойско-кайнозойского тектогенеза, следующий за внедрением позднемеловых гранитоидов. Острота полемики заставляет нас искать и находить новые доказательства своей правоты, наиболее существенные из которых приведены ниже.
В составе золото-антимонитового оруденения выделяются три глазные последовательные рудные ассоциации, сопровождающиеся кварцем, карбонатом и золотом нескольких генераций: I — арсенопирит-пиритовая, II — сульфосольно-полисульфидная, III — бертьерит-антимонитовая. Вторая ассоциация, как правило, редуцирована. Основные отличительные вещественные признаки формации могут быть разделены на две группы. Первые фиксируют отсутствие или малое распространение ряда компонентов, традиционно считающихся характерными для сурьмяных месторождений, вторые подчеркивают своеобразие формации. Признаки первой группы: 1) весьма низкие содержания серебра — обычно до 10 г/т при соотношении Au:Ag = 15:1/5:1; 2) низкие содержания ртути в рудах — как правило, ниже 10в-5 % при отсутствии или слабом развитии контрастных ртутных ореолов рассеяния (этот признак находит также подтверждение в результатах специальных исследований Н.А. Озеровой); 3) отсутствие в составе оруденения барита, киновари, реальгара, халцедоновидного кварца, столь характерных для так называемых теле- или эпитермальных сурьмяных месторождений. Вторая группа включает такие признаки: 1) устойчивая высокая пробность золота (940—999), связанного с поздней бертьерит-антимонитовой ассоциацией, при направленном снижении этого показателя в более ранних относительно высокотемпературных рудных парагенезисах; 2) березитовый тип околорудных гидротермальных изменений, присущий также золото-кварцевым месторождениям и не характерный для других типов сурьмяных месторождений; 3) локализация оруденения в зонах рассланцевания вдоль взбросо-сдвигов, пластические деформации жил и динамометаморфизм руд, свидетельствующие о формировании и раннем преобразовании месторождений в преобладающих условиях сжатия.
Приведенные признаки не могут оставить сомнения, что золото-антимонитовая березитовая формация представляет собой своеобразный тип сурьмяного оруденения. Гомогенность формации подчеркивается минералого-геохимической преемственностью рудных парагенезисов. В их ряду содержания сурьмы нарастают постепенно от долей процента до десятков процентов — от примеси в пирите и арсенопирите до сульфо-антимонитов и далее до главных рудных минералов бертьерита и антимонита. В этой же последовательности постепенно нарастает пробность золота, однонаправленно понижается температура минералообразования (от 380 до 120°С по данным термобарометрии, включая проведенную нами инфракрасную микроскопию газово-жидких включений в антимоните). Ранние и поздние сульфиды фактически неразличимы по изотопному составу серы и свинца. В целом как геологические, так и тонкие геохимические признаки указывают на гомогенность золото-антимонитовой березитовой формации, одноэтапность процесса ее формирования в металлогеническом смысле.
Региональные и локальные условия размещения оруденения золото-антимонитовой березитовой формации детально изучены в Верхояно-Колымской мезозойской складчатой системе. Рудопроявления распределяются линейно в пределах интенсивной линейной складчатости, разграничивающих блоки пологих складчатых дислокаций. Эти зоны представляют собой фактически межблоковые зоны смятия (Адыча-Тарынская, Иньяли-Дебинская, Ат-Юряхская и др.) длиной в сотни при ширине до первых десятков километров. Их отличает крутая сжатая до изоклинальной складчатость, интенсивное рассланцевание пород, развитие серий параллельных даек «добатолитового» комплекса — от диабазов до кварцевых порфиров, повышенная мощность (10 км и более) и существенно глинистый состав верхоянского терригенного комплекса. В современной структуре — это необращенные синклинорные зоны с редуцированным гранитно-метаморфическим слоем коры, наличием на глубине под терригенным комплексом меланократового фундамента. Последний устанавливается местами по геофизическим данным и по редким фрагментам — тектоническим отторженцам основных и ультраосновных пород на поверхности. Перемещенные по продольным региональным взбросам и надвигам салические пластины в большинстве мест маскируют первичное глубинное строение таких зон.
Блоки пологих дислокаций характеризуются преобладанием пологих брахиформных складок, концентрацией более 80% гранитоидных интрузий, сравнительно полным развитием гранитно-метаморфического слоя коры, тенденцией к относительному воздыманию на этапе седиментации. Главная сущность структур такого рода — это салические жесткие блоки континентальной коры, с которыми связаны очаги длительного гранитообразования. Палеореконструкция Верхояно-Колымской складчатой системы позволяет предполагать, что формирование мафических сланцевых трогов, преобразованных в зоны смятия, связано с деструкцией рифейского — раннепалеозойского палеократона и раздвигом салических блоков.
Рудоносные зоны смятия сложены преимущественно глинистыми отложениями с повышенной сульфидоносностью и углеродистостью (в породах установлено до 4% графита), с доломитовыми линзами. Такие толщи приближаются по строению и составу к черносланцевой формации. К границам зон, т. е. в краевых частях палеотрогов, увеличивается песчанистость отложений, появляются прослои конгломератов, олистостромовые горизонты. В пределах рудоносных зон смятия авторами выявлен зональный метаморфизм терригенных отложений верхоянского комплекса. На рис. 1 приведен уменьшенный и несколько упрощенный фрагмент карты зонального метаморфизма, охватывающий Адыча-Тарынскую зону смятия и ее обрамление. На карте отражены региональные метаморфические зоны двух этапов: догранитного и сингранитного — контактового.
Региональный метаморфизм первого этапа охватывает всю толщу верхоянского терригенного складчатого комплекса, проявляется в виде слабых изменений, картируемых только с помощью микроскопических методов. Зональность обусловлена закономерной сменой в пространстве субфаций, образующих монометаморфическую серию: андалузит-кордиеритовой (эпидот-амфиболитовой фации), хлорит-биотитовой, серицит-хлоритовой и хлорит-серицит-карбонатной (фации зеленых сланцев). Ширина метаморфических зон колеблется от сотен метров до первых десятков километров. Две первые субфации, образующие изометричные поля, фиксируют положение метаморфических куполов, большая часть которых (85%) приурочена к блокам пологой складчатости. Большинство крупных куполов интрудировано позднемезозойскими гранитоидами, сопровождающимися ореолами контактового метаморфизма второго этапа — ороговикования (биотит-кордиеритовые роговики), биотитизации. Минеральные новообразования метаморфизма второго этапа прослеживаются и на значительном удалении от обнаженных тел гранитоидов над невскрытыми интрузиями и накладываются на региональную метаморфическую зональность первого этапа. Взаимоотношения метаморфических образований и гранитоидов свидетельствуют о формировании их в ходе единого длительного плутоно-метаморфического процесса, охватывающего период около 100 млн. лет от поздней юры до конца мела, частично — палеогена.
Метаморфические зоны обоих этапов занимают отчетливое секущее положение по отношению к слоистости и пликативным структурам. Интенспвность и уровень метаморфизма не зависят от стратиграфического положения пород и интенсивности складчатых дислокаций. Рудоконтролирующие зоны смятия пересекаются метаморфическими границами. Наблюдения указывают на продление метаморфической перекристаллизации первого этапа после завершения складчатости, но до развития предрудных зон рассланцевания. Эти соотношения отвечают общему выводу Г. Винклера о запаздывании динамотермального метаморфизма по отношению к процессу формирования складчатых структур.
В Верхояно-Колымской провинции 97% всех проявлений золотосурьмяной формации, включая наиболее значимые, приурочены к наиболее низкотемпературной хлорит-серицит-карбонатной метаморфической зоне, обрамляющей купола по периферии. Устанавливается отчетливая согласованность золоторудной зональности с региональной метаморфической зональностью первого этапа. К центральным зонам метаморфических куполов приурочена слабозолотоносная оловянно-вольфрамовая грейзеновая минерализация. По направлению к периферии последовательно проявляется золото-кварцевое оруденение закономерно меняющегося состава: с шеелитом — в хлорит-биотитовой зоне; с арсенопиритом — в серицит-хлоритовой; галенитом, сульфоантимонитами — на границе серицит-хлоритовой и хлорит-серицит-карбонатной зон; с антимонитом — в хлорит-серицпт-карбонатной зоне. В части, касающейся золото-кварцевого оруденения, установленный ряд близок к метаморфогенно-золоторудной зональности, выделенной В.А. Буряком.
Геолого-генетическая модель золото-антимонитовой беризитовой формации, построенная без учета фактора метаморфизма, будет не адекватной природным соотношениям. При оценке роли этого фактора наиболее существенными представляются три обстоятельства: 1) золото-антимонито-вое оруденение распределяется упорядоченно в поле регионального зонального метаморфизма; 2) оруденение сконцентрировано в породах «продуктивной» хлорит-серицит-карбонатной субфации низкой ступени фации зеленых сланцев; 3) формирование золото-антнмонит-кварцевых жил и околорудных березитов следует во времени за региональным зональным метаморфизмом первого этапа, отделяясь от него только развитием зон рассланцевания и трещиноватости вдоль взбросо-сдвигов. Построение модели с участием фактора метаморфизма требует более точной фиксации временного разрыва между этим процессом и золото-сурьмяным рудообразованием, т. е. установления верхней возрастной границы оруденения. Как показывает опыт, калий-аргоновое датирование золото-антимонит-кварцевых жил по гидротермальным слюдам не дает однозначных результатов, хотя большинство определений попадает в интервал 150—120 млн. лет (поздняя юра — ранний мел). Важным фактом является пересечение золото-кварцевых и золото-антимонит-кварцевых жил молодыми постгранитными «эпитермальными» антимонит-халцедон-кварцевыми жилами, не подвергшимися пластическим деформациям (проявления Хаптагай-Хая, Кючюс, Байдах и др.).

На ряде рудопроявлений, размещающихся в экзоконтактовых роговиках позднемезозойских гранитоидов, отмечены специфические сурьмяные парагенезисы, возникновение которых может быть отнесено за счет термального метаморфизма руд. Проверка этого предположения потребовала выбора объекта, находящегося в ореоле контактового воздействия гранитоидов. При этом были отбракованы рудопроявления, подвергшиеся наложению постгранитной «эпитермальной» сурьмяной минерализации, затушевывающей частично или полностью контактовые преобразования руд, как это имеет место, например, на рудопроявлений Буркандья в экзоконтакте Оханджпнской интрузии. Специальные исследования были проведены на рудопроявлений Марковском. Оно расположено на северо-западном фланге Адыча-Тарынской зоны (см. рис. 1) в краевой части полосы контактовой биотитизации над невскрытыми меловыми гранитными интрузиями, трассирующими Дербеке-Нельгехинский поперечный линеамент. На этом рудопроявлении ореол контактовой биотитизации наложен на золото-сурьмяную минерализованную зону, изограда биотита сечет ее. Новообразованные рудные ассоциации пирротин-бертьеритовая и самородная сурьма-маккииавитовая являются пост-динамометаморфическими. Они представляют собой последовательные продукты термического разложения ранних сульфидов — пирита и антимонита, а также бертьерита в условиях дефицита серы. Полученные на рудопроявлении Марковском доказательства окологранитного контактового метаморфизма руд дают дополнительное веское обоснование верхней возрастной границы золото-антимонитового оруденения в раннем мелу. Таким образом, устанавливается не только пространственная, но и прямая временная связь золото-антимонитовой березитовой формации с региональным зональным метаморфизмом.

Исходя из геологических данных, наиболее приемлема метаморфогенно-гидротермальная модель, предполагающая мобилизацию компонентов золото-антимонитовой беризитовой формации из терригенных пород верхоянского комплекса. Закономерная периферическая позиция золотосурьмяного оруденения в ареалах латеральной золоторудной и метаморфической зональности отражает способность сурьмы концентрироваться практически только в низкотемпературной области градиентного палео-геотермического поля. Это свойство позволяет рассматривать сурьму в качестве выразительного потенциального индикатора перераспределения и мобилизации рудного вещества в зонально метаморфизованных породах. Такова исходная предпосылка геохимического исследования, проведенного с целью аргументации модели.
В юго-восточной части Адыча-Тарынской зоны по рекам Эльги и Индигирка пройден 230-километровый петрографо-геохимический профиль, охватывающий рудоконтролирующую зону смятия и прилегающие части блоков пологой складчатости (рис. 2, в). Отбор проб производился из омываемых реками скальных береговых выходов рудовмещающих норийских отложений в отдалении от проявлений золото-антимонитового оруденения. Применение системы «проба — шлиф» позволило точно привязать каждую пробу к определенной метаморфической зоне. Из сравнения были исключены пробы пород с признаками гидротермальных изменений, сопровождающихся, как правило, повышением содержаний сурьмы на один-два порядка. Проанализировано 309 проб (101 проба — в Адыча-Тарынской зоне, 208 — в Адыча-Эльгинском и Нелькапо-Кулинском блоках): на сурьму — нейтронно-активационным методом чувствительностью 10в-4 % (ЦЛ ПГО Уралгеология, г. Свердловск), на 19 элементов — Ni, Co, Cr, Ti, V, Sc, Mn, Cu, Mo, Cd, Pb, Zn, Ag, Sn, Li, Zr, Y, Ba, Sr — количественный спектральный анализ (лаборатория ВСЕГЕИ).
Сурьма резко выделяется среди других проанализированных элементов высокими содержаниями в породах. Кларк сурьмы, по А.П. Виноградову, — 5*10в-3 %. В существенно глинистых норийских отложениях Адыча-Тарынской зоны смятия среднее содержание сурьмы равно 20,05 г/т (пределы содержаний 2,0—230,0 г/т), т. е. кларк концентрации составляет Kк = 40 (о = 32,79 г/т). В сопредельных блоках пологой складчатости в глинисто-песчанистых отложениях того же стратиграфического уровня содержание сурьмы падает до 6,11 г/т (пределы содержаний 1,0—75,0 г/т, Kк = 12, о = 11,82 г/т). При этом только Cd, Sc, Cu и Ti содержатся в породах в количествах, отвечающих кларкам этих элементов или несколько превышающих их, содержания остальных элементов ниже кларка (Кк = 0,5—0,9). Эти данные фиксируют отчетливую сурьмяную геохимическую специализацию норийской рудовмещающей толщи, особенно ясно выраженную в пределах рудоносной зоны смятия.
Первичный характер обогащения пород сурьмой подтверждается ее закономерным распределением в литологических разностях норийских отложений. Сурьма концентрируется в существенно глинистых породах: в алевросланцах (48 проб) 32,3 г/т, в песчаниках (53 пробы) 9,0 г/т. Сопоставление этих данных с данными, приведенными выше, показывает, что падение содержаний сурьмы в блоках пологой складчатости нельзя объяснить только увеличением песчанистости разреза норийских отложений в них. Явное особо интенсивное обогащение сурьмой характерно именно для отложений Адыча-Тарынского палеотрога.

В Адыча-Тарынской зоне смятия сурьма распределяется неравномерно в породах разных субфаций метаморфизма (табл. 1). Максимальные содержания сурьмы характерны для пород хлорит-биотитовой зоны, практически безрудной в отношении золото-антимонитовой березитовой формации, и соседней серицит-хлоритовой зоны, содержащей в краевой части незначительное золото-сульфоантимонитовое оруденение. Минимальные содержания сурьмы установлены в породах рудоносной хлорит-серицит-карбонатной зоны. Направленное уменьшение содержаний сурьмы в породах норийской толщи от высокотемпературной к низкотемпературной субфации метаморфизма наглядно иллюстрируется диаграммой распределения на рис. 2, а. Такое распределение сурьмы, подчиненное метаморфической зональности, согласуется с размещением золото-антимонитового оруденения. Его отчетливая концентрация в породах хлорит-серицит-карбонатной зоны как бы скомпенсирована дефицитом сурьмы в ней, что может быть объяснено мобилизацией металла. Правомерность такого вывода подтверждают «контрольные» данные по распределению сурьмы в норийских отложениях сопредельных блоков пологой складчатости, находящихся на краю предполагаемого ареала мобилизации. Здесь в породах тех же метаморфических зон устанавливаются менее контрастные, но направленные в ту же сторону изменения относительно низких содержаний сурьмы (см. правую часть табл. 1, рис. 2, б).

Мобилизация сурьмы должна была привести, очевидно, к нарушению ее связей е другими элементами-примесями в породах рудоносной метаморфической зоны. Чтобы проверить такую возможность, объединенная выборка анализов по норийским отложениям Адыча-Тарынской зоны смятия (101 анализ) подвергнута математической обработке по методу главных компонент. Построена (рис. 3) компонентная диаграмма в плоскости двух главных осей (вклад соответствующих компонент в суммарную 50%). На диаграмме фигуративные поля пород хлорит-биотитовой и серицит-хлоритовой субфаций значительно перекрывают друг друга и ориентированы одинаково. Поле рудоносной хлорит-серицит-карбонатной субфации занимает на диаграмме несколько обособленное положение и ориентировано почти под прямым углом к полям двух других субфаций. Особенно отчетливо эта тенденция проявлена на диаграмме, построенной отдельно для выборки анализов алевросланцев (см. врезку на рис. 3). Таким образом, факторный анализ выявляет явную обособленность рудоносной метаморфической зоны по ассоциациям элементов-примесей в породах. Изучение корреляционных связей сурьмы с другими элементами показало, что в породах всех трех метаморфических зон сохраняются устойчивые положительные связи сурьмы с V, Sn, Zr, но в хлорит-серицит-карбонатной зоне полностью нарушаются связи ее с Ag, Ni и др. (табл. 2). Несмотря на некоторую вполне оправданную геохимическую преемственность, породы рудоносной метаморфической зоны несут явные черты перестройки связей сурьмы с другими микроэлементами. Этот факт может служить дополнительным аргументом мобилизации сурьмы из пород хлорпт-серицит-карбонатной зовы. Простейшие арифметические подсчеты показывают, что в процессе мобилизации из нее было вынесено около 9 тыс. т сурьмы на 1 км3.

Причины мобилизации сурьмы только из одной хлорит-серицит-карбонатной зоны с частичным захватом и соседней серицит-хлоритовой зоны остаются не ясными. Можно говорить о вероятном активизирующем влиянии карбонатной среды. Или предположить особо устойчивые формы консервации сурьмы в породах хлорит-биотитовой зоны, где отмечена сильная положительная корреляционная связь сурьмы с титаном, кадмием, медью, не свойственная породам других метаморфических зон (может быть, присутствие содержащего сурьму рутила, встречающегося в высокометаморфизованных породах?). Пока могут быть высказаны только такие, самые общие предположения.
Геолого-генетическая модель рудной формации представляет собой единую систему причинно-следственных связей вещественных и структурных характеристик оруденения, локальных и региональных закономерностей его размещения, воссоздающую историю образования месторождений данной формации в ходе геологического развития. К модели предъявляется требование адекватности, т. е. учета всей совокупности выявленных признаков и закономерностей. Представляется, что при построении модели находит воплощение в первую очередь историко-эволюционное направление металлогенических исследований. В соответствии со сказанным модель золото-антимонитовой березитовой формации разделяется на четыре последовательных этапа.
1. Формирование сланцевого трога раздвиговой природы на мела-нократовом фундаменте; сингенетическое обогащение песчано-глинистых осадков сурьмой и другими рудными компонентами (гидротермально-осадочный процесс вдоль линии раздвига); в итоге —образование осадочной толщи, геохимически специализированной на сурьму, золото, мышьяк и др.
2. Складчатость, гранитно-метаморфический процесс — развитие региональной метаморфической зональности в породах зоны смятия (палеотрога) и окружающих блоках пологой складчатости, метаморфическая дифференциация рудных компонентов по формам нахождения, характеру распределения и др.
3. Гидротермальный процесс, представляющий регрессивную ветвь регионального зонального метаморфизма; мобилизация сурьмы и других компонентов руд из пород хлорит-серицит-карбонатной наиболее низкотемпературной метаморфической зоны и концентрация оруденения в разрывных структурах в пределах той же зоны, в преобладающих условиях сжатия.
4. Многофазное длительное внедрение гранитоидов, частичный термальный метаморфизм золото-антимонитовых руд, оказавшихся в сфере воздействия интрузий.
Построенная в самых общих чертах модель учитывает своеобразие золото-антимонитовой березитовой формации и определяет специфику применения при прогнозе и поисках месторождений такого рода литолого-фациального, геохимического, метаморфического и некоторых других критериев.