Геохимические и термодинамические модели жильного гидротермального рудообразования

Во всех изученных разрезах отсутствуют породы, совершенно не подвергшиеся метасоматическим изменениям (даже на удалении 200-500 м от рудных тел). Степень этого изменения различна по интенсивности и по ассоциации новообразованных метасоматических минералов (главным образом кварца, серицита, хлорита). Например, на месторождении Холст (рассмотрение ведем снизу вверх): VII горизонт (нижний для месторождения) - во всех разрезах присутствует тыловая зона кварцевого метасоматического изменения гранитов, сменяющаяся серицит-хлоритовыми изменениями (часты крупные образования мусковита - до 5 мм), наиболее сильно (прослежена до 130 см от жилы) зона слабого окварцевания развита в разрезах висячего бока жилы Вертикальной (разрезы 7, 11, 3); V горизонт - метасоматические изменения аналогичны разрезам VII горизонта, но окварцевания в разрезе 4 более интенсивное, чем в разрезах лежачего бока (разрезы 1 и 5) нижнего горизонта; III горизонт - разрезы 2, 9, 10 отличаются наименьшей степенью изменения пород (только хлоритизация). На месторождении В.Згид картина распределения метасоматических изменений другая: XIV горизонт (самый нижний) - развиты серицитизация и хлоритизация, окварцевание слабое (разрезы 18, 19, 20); XII, X, VI горизонты - во всех разрезах (15, 16, 17, 21, 22) имеется тыловая зона преобладающего развития кварца, сменяющаяся серицит-хлоритовыми метасоматическими изменениями; 0 горизонт - наиболее сильно развитая зона окварцевания, которая полностью преобразила вмещающие породы на расстояние до 10 и более метров от жилы. На месторождении Архон мы располагаем данными всего для четырех разрезов по различным рудным телам, но и здесь можно отметить характерные особенности: максимальное развитие зоны окварцевания отмечено для разреза 24 (нижний, VII горизонт); наименее интенсивно метасоматические изменения проявлены в породах разреза 13 (0 горизонт). Во всех разрезах отсутствуют четкие границы раздела между зонами метасоматических изменений - переходы постепенные (пятнистые, фрагментарные).

Рис. 5.4. Частоты встречаемости двух типов ореолов (определены по 72 моноэлементным выборкам)

Макроскопическое описание штуфов вмещающих пород, составляющих разрезы, данные изучения шлифов и аншлифов показывают, что главной формой фиксации Zn, Pb, Cu в жилах и ореолах являются сульфиды. Эти же данные свидетельствуют об отсутствии в наших разрезах микропрожилков сульфидов рудных элементов, которые могут возникать по трещинкам, оперяющим основную жилу. Сульфиды рудных элементов в разрезах вмещающих пород обычно представлены отдельными вкрапленниками или гнездовыми и "червеобразными" скоплениями сфалерита и галенита.

Анализ распределений Zn, Pb и Cu в околожильном пространстве крутопадающих Pb-Zn рудных тел (72 моноэлементные выборки) и сопоставление соотношений между содержаниями металлов в жилах и сопряженных ореолах позволил выявить ряд неизвестных ранее особенностей их строения:

Рис. 5.5. Примеры двух типов распределений Zn, Pb, Cu в ореолах

А - ореолы с характером распределения, близким к экспоненциальному (максимальное содержание металла в ореоле находится в первой, околозальбандовой пробе околожильных пород, по мере удаления от жилы происходит понижение его);

Б - ореолы с распределением иного типа (максимумы содержаний металлов сдвинуты в стороны от зальбандов жил на различное расстояние).

На изученных объектах, как в сумме по трем месторождениям, так и по каждому в отдельности, преобладают ореолы Б-типа (80% выборок или 57 из 72, рис.5.4а, б).

Примеры распределений А и Б-типов представлены на рисунках 5.5-5.8.

Рис. 5.6. Тип-А распределения Zn на интервале сплошного опробования околожильных гранитов

На рисунке 5.6 приведен пример распределения Zn, которое можно отнести к А-типу. У контакта с жилой содержание Zn достигает 0.35 мас.%, а по мере удаления от жилы постепенно понижается до фона в метре от неё. Околожильные изменения представлены тыловой зоной незначительного окварцевания гранитов, которая сменяется серицит-хлоритовыми новообразованиями. Содержания Pb и Cu в этом разрезе существенно ниже Zn, а их распределения относятся к Б-типу.

Рис. 5.7. Тип-Б распределения Zn на интервале сплошного опробования околожильных гранитов

Распределение, представленное на рисунке 5.7 (Б-тип), характеризуется относительно низкими содержаниями Zn вблизи жильного тела и образованием интервалов обогащения им (вплоть до интервалов вкрапленного оруденения с содержаниями до 1.5 мас.%) на расстоянии 20-30 см от жилы. Заметен здесь и второй максимум содержаний меньшей интенсивности на расстоянии около 50 см. Для всех трех металлов картина распределения в этом разрезе практически одинакова, но максимальное содержание Pb в 4 раза меньше, чем Zn, а Cu - в 8 раз меньше. Степень метасоматического преобразования гранитов в таких разрезах максимальна - окварцевание, серицитизация, хлоритизация, карбонатизация. Вкрапленное оруденение представлено гнездовыми скоплениями галенита и сфалерита. Содержания металлов в ореолах крайне редко превышают значения более 1%. Из 19 разрезов, в которых содержание одного из рудных элементов выше, чем 0.1 мас.% (см. рис.5.4в), цифры >1% встречены только в двух случаях (Zn в разрезах 3 и 4, Холст).

Рис. 5.8. Тип-Б распределения рудных элементов на интервале сплошного опробования околожильных гранитов

На рисунке 5.8 показана другая иллюстрация распределения Б-типа, которое характеризуется содержаниями на уровне фоновых или ниже фона почти по всей длине разреза (концентрация Zn в жиле, примыкающей к разрезу 2, достигает 5.3 мас.%) и четко выраженными, но слабыми по абсолютной величине (до n^.10^-3- n^.10^-2 мас.%) максимумами рудных элементов на расстоянии от 20 до 60 см от жилы (все максимумы представлены несколькими аномальными точками). В этом ореоле видно разделение в пространстве максимумов содержаний разных рудных элементов (по направлению от жилы вглубь породы - Cu-Pb-Zn) . Степень метасоматического преобразования гранитов в таких разрезах минимальна (хлоритизация, серицитизация, но нет окварцевания).

Рис. 5.9. Распределение цинка и свинца в ближнем околожильном пространстве

Представленные примеры не описывают всего многообразия распределений Б-типа. Ниже будут приведены и некоторые другие варианты.

2. Отсутствуют ореолы, в которых для всех трех металлов был бы только А-тип распределения. Это можно видеть по данным сведенным на гистограмме (см. рис.5.4г). Обычно в ореолах имеется несколько интервалов надфоновых содержаний (рис.5.9).

Рис. 5.10. Частоты встречаемости ореолов (а, б) и валовых проб жил (в, г)

Достаточно большую группу представляют ореолы (А- и Б-типов) со средними содержаниями на уровне фоновых или ниже (до 15% выборок, см. рис.5.4в).

3. Наибольшую распространенность имеют ореолы с преобладанием Zn над Pb и Cu (в качестве классификационных признаков использованы произведение интервала в метрах на содержание в %, т.е. метропроценты (м%), среднее геометрическое и максимумы содержаний металлов в ореолах, рис.5.10а, б), а из них - группа, в которой соотношение между тремя металлами соответствует Zn>Pb>Cu. Доля ореолов с преобладанием Zn составляет 70%. В сопряженных с ореолами интервалах жил число случаев с преобладанием Zn и Pb одинаково, а внутри этих групп наиболее устойчивы соотношения Pb>Zn>Cu (10 из 24 разрезов) и Zn>Pb>Cu (9 из 24) (рис.5.10в, г). Только для 25% сечений "жила-ореол" установлен однотипный характер соотношений элементов и в жиле, и в ореоле (Zn>Pb>Cu для 4 из 24,Pb>Zn>Cu для 2 из 24).

4. Преобладание Zn в ореолах отмечено на всех опробованных горизонтах Холста, на средних горизонтах Згида (горизонты VI и X) и Архона (горизонты III и V). Для месторождения В. Згид большую распространенность имеют ореолы с преобладанием Pb (рис.5.11).

Рис. 5.11. Частота встречаемости ореолов по преобладающему металлу для изученных месторождений

Нижние горизонты В. Згида (XIII и XIV) характеризуются преобладанием Pb в ореолах на фоне общего снижения содержаний металлов (до отрицательных аномалий по Zn и частично по Cu) (рис.5.12). Для всех трех разрезов у жилы Восточной на нижнем горизонте В. Згида (разрезы 18, 19, 20 на XIV горизонте) зафиксированы слабые ореолы с распределениями вблизи или ниже фона (в жиле содержания Zn составляют 0.4-3.2 мас.%; Pb 0.5-2.4 мас.%; Cu 0.01-0.02 мас.%). Только первые пробы околожильных пород в разрезах 18 и 20 (первые 10-15 см) имеют содержания, превышающие фоновые: разрез 20 - Zn до 0.02 мас.% и Pb до 0.03 мас.%; разрез 19 - Zn до 0.015 мас.% и Pb до 0.03 мас.%.

Рис. 5.12. Распределение рудных элементов во вмещающих гранитах лежачего бока жилы Восточной

5. Исследование корреляционных связей между распределениями элементов по разрезам можно было корректно провести только для жилы Вертикальной месторождения Холст (для нее имеем максимальное число разрезов на различных уровнях). Установлено, что существует сильная связь между распределениями Zn и Pb в разрезах лежачего бока V и VII горизонтов: коэффициенты парной корреляции (r) между одинаковыми элементами составляют 0.67-0.94 при значимом значении коэффициента корреляции на 5% уровне, равном 0.36 (разрезы 1, 4, 5 на рисунке 5.3).

Отсутствует или слабая связь - между разрезами III горизонта (разрезы 2, 9, 10): Pb в разрезах 2 и 9, где r равен 0.1 , и в разрезах 2 и 10, где r равен 0.2; Zn, соответственно, 0.12 и -0.01; хотя для Cu в разрезах 2 и 10 коэффициент корреляции равен 0.47.

Отсутствует корреляционная связь между разрезами III горизонта и разрезами V и VII горизонтов. Например, для цинка в разрезах 2 и 4 - r равен 0.07; в разрезах 2 и 1 - r равен -0.02; в разрезах 2 и 5 - r равен даже -0.1.

Распределения элементов в висячем боку жилы Вертикальной резко отличаются от распределений в лежачем (корреляционные связи слабые или отсутствуют). Закономерности распределения меди сложнее и часто сильно отличаются от свинца и цинка.