Главная
Генезис золото-сурьмяных месторождений Якутии — проблема остродискуссионная. Высказано несколько различных точек зрения: месторождения метаморфогенно-гидротермальные, полигенные и полихронные, магматические, кристаллизовавшиеся из рудной магмы.
Наши данные позволяют считать, что золото-сурьмяные месторождения генетически однородны, не связаны с проявлениями магматизма и относятся к телетермальным. Они формируются в заключительный этап мезо-кайнозойского тектогенеза в связи с активизацией наиболее крупных, шовных, разломов.
Рассмотрим основные черты строения и геологической позиции золото-сурьмяных месторождений.
Минералого-геохимические особенности месторождений. В месторождениях выделяется семь минеральных ассоциаций: 1) арсенопирит-пиритовая, температура выделения, рассчитанная на основании определения изотопного состава серы по формуле X. Омото, Р. Рая, составляет 340—345°С; 2) существенно кварцевая, Тгом = 320—230°С; 3) полисульфидно-кварцевая, Тгом = 305—170°С; 4) антимонит-бертьеритовая, Tгом = 250—170°С; 5) золото-антимонитовая, Тгом = 240—160°С; 6) доломит-кварцевая, Тгом = 165—125°С; 7) диккит-гидрослюдистая. Главные минеральные ассоциации — арсенопирит-пиритовая, существенно кварцевая и золото-антимонитовая. Они развиты практически на всех золото-сурьмяных месторождениях. Антимонит-бертьеритовая ассоциация проявлена локально. Входящие в нее минералы образуют мелкие гнезда и прожилки вблизи главных кварц-антимонитовых жил, иногда встречаются в виде реликтов в самих жилах и реже слагают самостоятельные, пространственно обособленные тела. Последовательность отложения минеральных ассоциаций надежно устанавливается по взаимоотношениям минералов и редким случаям пересечения минеральных агрегатов. Она подтверждается также температурными характеристиками, которые свидетельствуют о плавной регрессивной направленности процесса.
Между отложением ранних ассоциаций (1—3), где доминирует кварц, и более поздних сульфидных (4—5) часто фиксируется период тектонической активизации рудовмещающих структур. Жильный кварц претерпевает пластическую деформацию и нередко бывает раздроблен, на него накладывается антимонит, который не только и не столько цементирует, сколько корродирует и замещает его. При этом молочно-белый кварц растворяется и переотлагается вместе с антимонитом в виде прозрачных каемок регенерации и обособленных кристаллов. Поскольку этот кварц играет немаловажную роль в генетических построениях, о нем необходимо сказать несколько подробнее. Хрусталевидный (или рисовидный) кварц представлен мелкими дипирамидальными кристалликами со слабым развитием призматических граней. Часто они недооформлены и имеют скелетный или футляровидный облик, что говорит о метасоматическом способе роста. В центральных частях более крупных кристаллов можно увидеть реликты раннего молочного кварца, служившего затравкой для роста хрусталевидных индивидов. Определение температур гомогенизации газово-жидких включений в хрусталевидном кварце дает отчетливый температурный интервал 250—160°С с максимумом значений 220—200°С. В реликтовых участках эти температуры несколько выше: до 280°С. Из приведенных данных видно, что золото-антимонитовая ассоциация, включающая регенерированный кварц, отлагалась при умеренных, а не высоких температурах, как полагают некоторые исследователи.
Изучение типоморфизма минералов выявило еще одну, важную в генетическом отношении особенность. Арсенопирит ранней ассоциации сурьмянистый: содержание Sb колеблется от 0,17 до 1,0 мас.% (химические и электронно-зондовые анализы), и это отличает его от арсенопирита золото-кварцевой малосульфидной формации. Надо сказать, что именно к этой формации относили раньше арсенопирит-пиритовую ассоциацию сторонники идеи полихронности золото-сурьмяных месторождений.
В антимоните I генерации (антимонит-бертьеритовая ассоциация) наблюдается повышенная мышьяковидность: 0,9—1,6 мас.% As. Таким образом, в составе минералов от ранних к поздним наблюдается геохимическая преемственность. Сквозная золотоносность прослеживается через все ассоциации рудного периода, хотя состав u характер золота заметно меняются. В ранних сульфидах оно тонкодисперсное, «невидимое». В полисульфидно-кварцевой ассоциации золото наиболее крупное с относительно низкой пробой. В антимонит-бертьеритовой ассоциации золото пылевидное. Основная масса золота связана с золото-антимонитовой ассоциацией. Оно в основном пылевидное и очень мелкое, распределено равномерно; проба относительно высокая и коэффициент ее вариации низок.
Говоря о минералого-геохимических особенностях золото-сурьмяных месторождений, необходимо сказать о фацнальных изменениях в составе руд. В пределах Адыча-Тарынской зоны выделяется несколько минеральных типов руд: золото-антимонитовый, резко преобладающий, (золото)-бертьеритовый, антимонитовый и антимонит-сурьмяный (сурьма самородная). В большинстве случаев месторождения, и особенно рудопроявления, представлены одним минеральным типом, остальные, если и встречаются, существенной роли не играют. Руды антимонитового типа отличаются незначительной золотоносностью или отсутствием золота, хотя отдельные пробы бывают аномальными. Такие руды можно встретить на флангах месторождений, в поперечных нарушениях или в тех рудных узлах, где практически не проявлена золото-кварцевая малосульфидная формация инверсионной стадии. Бертьеритовые жилы тяготеют к полям контактовых роговиков и связанных с ними магнитных аномалий. Такие блоки обогащены железом и обеднены серой, и это, по всей вероятности, приводит к возникновению бертьерита вместо антимонита + пирита, что согласуется с данными П. Бартона, исследовавшего фазовые равновесия в системе Fe — Sb — S. Появление редуцированной антимонит-бертьеритовой ассоциации на фронте сурьмяной минерализации также понятно, поскольку процесс рудоотложения идет с нарастанием активности серы.
Еще более характерно положение жил с самородной сурьмой. Они локализованы либо в гранитах, либо в их ближайшем экзоконтакте, т. е. в среде, весьма бедной серой. Эти жилы очень слабо или незолотоносны.
Таким образом, фациальная изменчивость руд обусловлена средой рудоотложения, где главную роль играет режим серы. Степень золотоносности руд, по-видимому, зависит от путей миграции гидротермальных растворов, о чем будет сказано ниже.
Изучение жил с самородной сурьмой имеет еще один аспект. Некоторые авторы рассматривают ее как продукт контактового метаморфизма антимонита, обосновывая добатолитовый возраст золото-сурьмяных проявлений. Этому противоречат следующие факты. Жилы с самородной сурьмой залегают как в контактовых роговиках, связанных с разновозрастными гранитами, от ранне- до позднемеловых (рудопроявления Буркандинское, Тобычанское), так и в самих гранитах (рудопроявление Верхнебургалийское). Самородная сурьма в этих объектах образовалась не после антимонита, а до него: она обрастает антимонитом, пересекается и частично замещается им. Кроме того, сурьма отличается и более высокой степенью динамометаморфизма (грануляцией и сланцеватостью), тогда как антимонит практически не деформирован: он образует лучистые сростки или агрегаты с лапчатым очертанием зерен. Сурьма характеризуется высокой степенью чистоты и не содержит мышьяка, примесь которого считается признаком высокотемпературного процесса. Температура гомогенизации газово-жидких включений в кварце из рассматриваемых жил находится в пределах 350—250°С, как и в золото-антимонитовых жилах.
В качестве аргумента в пользу контактового метаморфизма золотосурьмяных руд В.И. Бергер и др. приводят рудопроявление Марковское, в котором обнаружены маккинавит Fe9S8 и микровключения самородной сурьмы. Оба этих минерала, по мнению автора, образовались при термальном воздействии интрузии гранитоидов при температуре 400°С. Однако Д. Воганом и Дж. Крейгом показано, что природные маккинавиты являются низкотемпературными и разлагаются в интервале 120—135°С с образованием пирротина.
Таким образом, не выявлено ни одного достоверного факта контактового метаморфизма золото-сурьмяных руд.
Геолого-структурная позиция месторождений. Адыча-Тарынская рудная зона контролируется разломом глубокого заложения, который разграничивает две крупные разнородные мегаструктуры: Адыча-Эльгинский брахиантиклинорий и Иньяли-Дебинский синклинорий с линейным типом складчатости. Исследование фаций и мощностей осадочных толщ показывает, что по крайней мере с норийского века разлом влиял на осадконакопление: к западу от него накапливались существенно песчаные отложения, а к востоку — значительно более глинистые повышенной мощности. Эта фациальная смена происходит очень резко, без сколько-нибудь выраженного перехода, что позволило выделить и откартировать главное нарушение зоны глубинного разлома — Тектонический шов. Эта структура представляет собой взбросо-сдвиг с вертикальными амплитудами перемещения северо-восточного крыла не менее 3 км и левосторонним смещением. Тектонический шов фиксирует осевую часть зоны глубинного разлома, общая ширина которой достигает нескольких километров. Вдоль Тектонического шва наблюдается усложнение складчатости, появляются сильно сжатые, часто изоклинальные, вплоть до опрокинутых, складки. Этот главный разлом сечет на своем протяжении поля контактовых роговиков, дайковые пояса, а на юго-восточном фланге — крупнейшую вулканоструктуру, в ядре которой локализован Тарынский субвулкан. Вдоль разлома заложены неотектонические депрессии, и он хорошо трассируется крупными речными долинами.
Суммируя все эти факты, можно расшифровать историю развития глубинного разлома. Заложен он, по всей вероятности, при формировании складчатой зоны на древнем, домезозойском основании. В процессе осадконакопления разлом развивался как сброс с опущенным восточным крылом. При складкообразовании на стадии инверсии разлом был преобразован во взбросо-сдвиг с поднятием восточного крыла. Вдоль него возникла система оперяющих параллельных и непротяженных диагональных разрывов, которые в совокупности создали зону повышенной проницаемости. В дальнейшем, в поздне- или посторогенный период, когда складчатая система была уже консолидирована, подвижки возобновлялись только вдоль осевой части глубинного разлома — по Тектоническому шву.
Золото-сурьмяные месторождения локализованы в узкой полосе вдоль Тектонического шва: они практически не отклоняются от него более чем на 2—3 км. Рудные узлы приурочены к участкам поперечных осложнений региональных структур, выраженных в виде мелких поперечных складок, флексур, резких ундуляций шарниров продольных складок» систем поперечных разрывов. Рудные тела залегают обычно в продольных, реже в поперечных разрывных нарушениях, и от типов рудовмещающих структур зависит промышленная ценность объектов.
Взаимоотношение оруденения с магматизмом. В пределах Адыча-Тарынской зоны обнажается около 20 массивов гранитоидов и большое количество даек разнообразного состава: от диабазовых порфиритов до риолитов с явным преобладанием пород среднего состава. Большая часть интрузивов приурочена к поперечным глубинным разломам; дайки образуют пояса субширотного и северо-восточного простирания. Адыча-Тарынский разлом служит как бы границей, к северо-востоку от которой магматизм проявлен более интенсивно, а к юго-западу он почти затухает. Эта закономерность хорошо выражена в характере магнитного поля: интенсивного знакопеременного в первом случае и спокойного во втором.
Интрузивные тела прорывают верхнетриасовые и юрские отложения (вплоть до келловейского яруса). Удовлетворительной схемы расчленения магматических пород не имеется. Общепризнано существование догранитного комплекса малых интрузий, к которому относится подавляющее количество даек. Возраст комплекса — поздняя юра. Так же датируются и крупные субвулканические массивы риодацитов и гиперстеновых дацитов. Граниты (в основном биотитовые и двуслюдяные, редко лейкократовые) относятся к меловым.
Золото-сурьмяное оруденение наложено на позднеюрские дайки среднего и кислого состава. Отличительная черта минерализованных даек — сложная морфология: дайки ветвятся, изгибаются, резко меняются в мощности. Показательна в этом отношении сарылахская дайка риодацитов, испытывающая поперечный изгиб и ветвление. На ее контактах сформировались сложные брекчии за счет многократного дробления застывающей корки, вдавливания осадочного материала в дайку и тонкого инъецирования раздробленных боковых пород магматическим материалом. Позднее на нее наложилось сурьмяное оруденение. Для подобных оруденелых даек характерно наличие трещин, разрывов, смещений как дорудных, так и послерудных. Все это свидетельствует о том, что дайки внедрялись в долгоживущие тектонические зоны служившие путями миграции для рудоносных гидротерм.
Сурьмяная минерализация установлена также в Тарынском субвулкане, в той его части, где он сечется Адыча-Тарынским разломом.
Сурьмяное оруденение, как отмечалось выше, выявлено в лейкократовых гранитах Верхнебургалийского штока, датируемого ранним мелом (определение в лаборатории абсолютного возраста ИМГРЭ по мусковиту), в роговиках Тобычанского массива биотитовых гранитов (поздний мел), а также в роговиках между Буркандинским и Оханджинским гранитными интрузивами в Антагачан-Дебинской рудной зоне.
Таким образом, можно считать установленным, что сурьмяное оруденение накладывается на разновозрастные магматические породы, в том числе и позднемеловые гранитоиды. Оно не обнаруживает признаков контактового воздействия интрузивов. Значит, нижняя возрастная граница может быть принята как поздний мел. К этому следует добавить, что определение абсолютного возраста гидромусковита (лаборатория ИМГРЭ) из Сарылахского и аналогичного ему месторождения показало палеогеновый возраст (57 и 37 млн. лет соответственно), однако следует сказать, что В.И. Бергером для гидрослюд из тех же месторождений получены другие цифры, соответствующие раннему мелу.
Важное значение в выявлении связи сурьмяного оруденения с магматизмом имеет анализ гравиметрических данных. По характеру гравитационного поля Адыча-Тарынская зона делится на три крупные области: северо-западную, центральную и юго-восточную. Центральная область выделяется по гравитационному минимуму, ей соответствует максимальное развитие гранитоидного магматизма. Северо-западная область имеет повышенный уровень гравитационного поля с ориентировкой изоаномал вдоль Адыча-Тарынского глубинного разлома. В юго-восточной области также наблюдается максимум поля силы тяжести, вытянутый вдоль зоны разлома. Важно подчеркнуть, что максимальная концентрация золото-сурьмяных рудопроявлений приходится на области гравитационных максимумов, сюда же попадают и все месторождения. Напротив, в центральном блоке, которому соответствует гравитационный минимум, золото-сурьмяные рудопроявления редкие. Самое существенное из них приурочено к локальному максимуму.
Для выяснения природы гравитационных аномалий С.Ю. Гершаником (ИМГРЭ) были проведены количественные расчеты по профилю, ориентированному вдоль Адыча-Тарынской зоны. Применялась методика полного нормированного градиента силы тяжести. В результате интерпретации полученных данных построена модель глубинного строения территории. Выделенным в результате качественной интерпретации областям гравитационного поля соответствуют три крупных блока, границы между которыми проходят по зонам тектонических нарушений с глубиной заложения 20—24 км. Поверхность кристаллического фундамента в краевых блоках залегает в среднем на глубине 15 км, в центральном блоке она поднята примерно на 2 км. Таким образом, гравитационным максимумам отвечают прогибы фундамента, а минимумам — выступы гранитизированной консолидированной коры.
Анализ всего имеющегося геологического материала в совокупности с геофизическими данными позволяет достаточно уверенно говорить, во-первых, об отсутствии генетической связи между оруденением и гранитоидным магматизмом (о своего рода антагонизме между этими процессами), во-вторых, о наложенном характере сурьмяного оруденения т. е. его послегранитном (пост- или позднеорогенном) возрасте.
Что касается источников металлов, то можно высказать следующие соображения. Золото-сурьмяное оруденение проявлено в золоторудных поясах, где наблюдается более или менее полная преемственность золоторудных и золото-сурьмяных зон. В месторождениях удается видеть признаки коррозии раннего золота при наложении антимонита, хотя они и носят локальный характер.
Полученные нами в последнее время данные по концентрациям золота, сурьмы и сероводорода в растворах газово-жидких включений в кварце из золото-сурьмяных месторождений показывают,, что растворимость золота повышается с увеличением концентрации сурьмы и сероводорода. Так, содержание сурьмы 0,001 M обеспечивает концентрацию золота в растворе 5*10в-6 М, увеличение содержания сурьмы до 0,04 M приводит к увеличению концентрации золота до 4*10в-5 М, т. е. почти на порядок. Среднее содержание сероводорода во включениях составляет n*10в-2 М, причем концентрация его возрастает в золото-антимонитовой ассоциации, тогда как в безрудных кварцевых жилах она ниже на два порядка. Расчеты, выполненные на основе определения концентраций указанных выше компонентов, позволяют сделать вывод о том, что сурьма и золото переносились близнейтральными растворами в виде гидросульфидных, главным образом гетерополиядерных, комплексов типа HAuSbS3- и H2AuSbS30. Все это, вместе взятое, свидетельствует в пользу того, что золото могло заимствоваться сурьмоносными растворами на путях миграции. Регенерационный характер золота объясняет и его высокую пробу. В свете приведенных данных становится также понятен факт повышенных содержаний золота (в сочетании с сурьмянистостью) в пирите и арсенопирите по сравнению с тем, что мы наблюдаем в месторождениях малосульфидной золото-кварцевой формации. И наконец, объясняется совместная кристаллизация антимонита и золота с некоторым отставанием последнего.
Если источники золота, по всей вероятности, верхнекоровые, то в отношении сурьмы вопрос менее ясен. Сурьма в сколько-нибудь существенной концентрации не характерна для ранних рудных формаций, так или иначе связанных с магматизмом (от среднего до кислого), как не типична она и для сиалических блоков в целом. Связь сурьмы с фемическими блоками, прогибами фундамента, глубинными разломами позволяет предположить, что источники сурьмы глубинные (мантийные или нижне-коровые). Сера, скорее всего, заимствуется из вмещающих пород, о чем свидетельствует зависимость степени сернистости руд от среды рудоотложения. Изотопный анализ серы сульфидов показал, что она незначительно отклоняется от метеоритного стандарта (варьирует от -3,67 до +6,56%), однако и сера пирита из осадочных толщ, не подвергшихся гидротермальной переработке, укладывается в тот же интервал. Эти данные согласуются с полученными В.И. Бергером.
Таким образом, источники металлов в золото-сурьмяных месторождениях, по-видимому, различны. Однако эти месторождения характеризуются целым рядом устойчивых признаков: однотипным минеральным составом (не считая незначительных фациальных вариаций, зависящих главным образом от режима серы и степени золотоносности растворов), стабильной последовательностью выделения минеральных ассоциаций, их геохимической преемственностью. Все это говорит об общности происхождения золото-сурьмяных месторождений, их генетической однородности, что позволяет рассматривать их в качестве самостоятельной рудной формации. Золото-сурьмяные месторождения контролируются долгоживущими глубинными разломами по границам крупных структурно-фациальных зон, тяготеют к фемическим блокам земной коры, не связаны с проявлениями магматизма, т. е. являются телетермальными средне-низкотемпературными. Они формируются в заключительную стадию развития складчатых систем в связи с тектонической активизацией наиболее крупных, шовных, разломов.
