Месторождение медистого золота Золотая Гора
(О "золото - родингитовой" формации)

МИНЕРАЛЬНЫЕ ФАЦИИ СРЕДЫ РУДООТЛОЖЕНИЯ ПЛУТОНОГЕННОЙ БЕРЕЗИТ-ЛИСТВЕНИТОВОЙ (ЗОЛОТО-КВАРЦЕВОЙ) ФОРМАЦИИ

Несмотря на то, что имеющиеся данные по гидротермальным месторождениям золота в значительной степени обобщены, современное состояние геологии диктует необходимость генетической типизации месторождений Au. Одним из методов является фациальный анализ - метод, чрезвычайно широко применяемый в литологии, геологии горючих ископаемых, при тектонических исследовавниях, но относительно мало иcпользуемый в области геологии эндогенных рудных месторождений. Минеральный и химический состав руд гидротермальных месторождений в значительной степени обусловлен фациальностью двух типов: фациями глубинности и фациями состава рудовмещающих толщ. Фации глубинности месторождений плутоногенной золото-кварцевой формации, порожденной процессами березитизации-лиственитизации, рассмотрены в работах [Спиридонов, 1992, 1995 a и др.].

Зависимость состава минерального выполнения жил, включая рудные минералы, и околорудных метасоматитов от состава вмещающих пород широко известна для многих типов месторождений, включая золоторудные жилы и штокверки [Forschhammer, 1885; Бородаевский, Бородаевская, 1947 a; Бородаевский, 1948, 1960; Коржинский, 1953; Бетехтин, 1957; Татаринов, 1959; Назьмова, Шалаев, 1971; Cпиридонов и др., 1974, 1978, 1986 б, г, 1995 а; Сазонов, 1977, 1978, 1984; Cпиридонов, 1977, 1986, 1991 а, г, 1995 а, 1998; Берзон, 1982; Лайпанов, Михайлова, 1982; Бородаевский и др., 1984; Фирсов, 1985; Robert, Brown, 1986; Захаревич и др., 1987; Коробейников, 1993; Cазонов и др., 1993; Obertr et al., 1997; Hagemann et al., 1998 и др.].

Рассмотрим влияние среды рудоотложения на минеральный состав золотых руд, обращая особое внимание на случаи с максимальным отклонением от типичных, своего рода "кунсткамеру".

Руды месторождений среди черносланцевых толщ обогащены углеродистым веществом, As, Se, Pd [Коробейников, 1993 и др.], у них пониженная величина Te/Se [Cпиридонов, 1995 a].

По кремнекислым породам. Наиболее распространены стандартные березиты. Березиты существенно кварцевого состава с фукситом (Cr-лейкофиллитом) заместили пикрит-фтанитовые микститы месторождения Кварцитовые Горки (Сев. Казахстан). Низкокалиевые породы (кварц-каолинитовые сланцы) превращены в березиты с пирофиллитом до существенно пирофиллитовых метасоматитов, на более глубинных месторождениях - в березиты с каолинитом [Спиридонов, 1995 a]. Березиты с пирофиллитом или с каолинитом чередуются с типичными березитами с высококалиевыми слюдами (месторождения Кварцитовые Горки, Джеламбет и др.). Маломощные дайки гранитоид-порфиров и микродиоритов среди кварц-каолинитовых сланцев превращены в березиты с пирофиллитом, у мощных даек такие метасоматиты заместили только их краевые зоны, породы центральных частей таких даек превращены в типичные березиты.

По основным породам. Наиболее распространены стандартные серые листвениты. Бониниты замещаются лиственитами с Cr-серицитом. Микститы базитовых вулканитов и каолинитовых сланцев, низкокалиевые габброиды замещаются лиственитами с пирофиллитом и/или парагонитом. Кальцифиры замещаются трехкарбонатными лиственитами (псевдоморфозы магнезита по форстериту, доломита по фассаиту, кальцита по кальцитовой матрице) (месторождение Южное Аксу) [Спиридонов, 1995 a]. Ведущие рудные минералы апобазитовых лиственитов - пирротин, ильменит или ферропсевдобрукит, кубанит, халькопирит, Ni-арсенопирит и Fe-герсдорфит.

По ультраосновным породам. Наиболее распространены стандартные зеленые листвениты с Cr-мусковитом, Cr-фенгитом по перидотитам [Бородаевский, Бородаевская, 1947 a; Бородаевский, 1960], серые и белые кварц-магнезитовые листвениты по дунитам. Ведущие рудные минералы апогипербазитовых лиственитов - Cr-магнетит, герсдорфит, Ni-пирит, миллерит, полидимит.

В породах нормально калиевых - это метасоматиты с гидроксилмусковитом, в породах низкокалиевых - с пирофиллитом или каолинитом. Таковы пирофиллитовые оторочки ряда "красичных" кварцевых жил Березовского месторождения и кварцевых прожилков Кварцитовых Горок.

С ростом основности рудовмещающих толщ кварц может все в большей степени вытесняться Ca-Mg-Fe карбонатами и хлоритом. Рудные жилы в черносланцевых толщах содержат графитоид, среди богатых бором глинистых толщ морского происхождения - турмалин. Первичные ГЖВ в кварце, карбонате, шеелите содержат чистую углекислоту, когда жилы залегают в магматитах, или углекислоту с примесью метана в жилах cреди осадочных толщ.

В жилах среди кремнекислых пород преобладает пирит, среди черносланцевых толщ - арсенопирит и пирит, среди базитов - пирит и пирротин, среди ультрабазитов - Ni-пирит, полидимит, герсдорфит. Показательны соотношения количеств пирита и пирротина, состав пирротина [Спиридонов, Хамид, 1978; Спиридонов, 1998 и др.]. Содержание сульфидов максимально в рудных телах среди черносланцевых толщ.

Золото-кварцевые жилы в кремнекислых магматитах и аркозах содержат, главным образом, галенит; в базитах и граувакках - главным образом, халькопирит и пирротин, борнит или кубанит [Назьмова, Шалаев, 1971; Спиридонов, 1995 а и др.]; в магматитах среднего состава или в полимиктах - примерно равные количества галенита и халькопирита (месторождения Бестюбе, Джеламбет). При наложении более поздних Sb-содержащих растворов галенит замещался буланжеритом, халькопирит - тетраэдритом, галенит вместе с халькопиритом - бурнонитом; при этом контрасты в содержаниях Pb и Cu сохраняются. Аналогично, при наложении Bi-содержащих растворов галенит замещался галеновисмутитом (козалитом), галенит и халькопирит совместно - айкинитом, крупкаитом или гладитом (месторождение Ичкеульмес и др.). Руды среди базитов и гипербазитов содержат тиошпинели Ni-Co-Cu и герсдорфит.

Минералы продуктивной ассоциации в значительной степени возникают при замещении более ранних образований при наложении растворов Au-Sb (в месторождениях гипабиссальных) или Au-Te (в месторождениях абиссальных). Соответственно, в рудных телах среди кремнекислых пород развиты Sb-сульфосоли свинца или алтаит PbTe (по галениту); среди базитов - халькостибит CuSbS₂ и бертьерит FeSb₂S₄ (по халькопириту, кубаниту, пирротину) или фробергит FeTe₂; среди гипербазитов - лапиит CuNiSbS₃ или мелонит NiTe₂.

Интересны вариации состава Au-Te минерализации в различных частях одной рудной жилы среди вмещающих пород контрастного состава (месторождение Жана-Тюбе, Северный Казахстан). Участки рудных кальцит-кварцевых жил среди туфов меланобазальтов обогащены хлоритом, пирротином и халькопиритом, из теллуридов здесь преобладает фробергит. Поскольку большая часть теллура связана во фробергите, заметная часть золота находится в самородном виде, меньшая часть в креннерите и петците. Участки рудных кальцит-кварцевых жил среди плагиориолитов и дацитов имеют существенно кварцевый состав, из сульфидов здесь резко преобладает пирит, фробергита почти нет, развита масса теллуридов золота - сильванит, самородного золота нет.

Итак, минеральная форма фиксации золота и теллура из рудоносных гидротерм существенно различна в различной по составу рудовмещающей среде: 6 AuAgTe₄ (cильванит) (в кремнекислых породах) 2 Au + Au₃AgTe₈ (креннерит) + AuAg₃Te₂ (петцит) + Ag₂Te (гессит) + 6,5 FeTe₂ (фробергит) (в основных породах). Это не парагенезы, а количественные соотношения теллуридов и самородного золота в ведущих типах золотых руд месторождения Жана-Тюбе.

Все рассмотренные ситуации однотипны по признаку наличия в рудовмещающих толщах серусодержащих пород (обычно пиритоносных, реже с ангидритом), которые, как показали исследования многих геологов, являются основным источником серы в гидротермах плутоногенных месторождений. Данные месторождения возникли при относительно высокой активности серы (log f S около -9 -13 при 300С и около -13 -18 при 180С), оценки даны по диаграммам, представленным в работе [Barton, Skinner, 1979]. Руды этих месторождений из самородных элементов содержат только золото и изредка сурьму.

Особый интерес представляют месторождения, возникшие при отсутствии в рудовмещающей среде серусодержащих пород. Рассмотрим два примера.

Золотая Гора (Урал). Характеристика месторождения дана выше. Оно залегает в крупном массиве серпентинизированных гипербазитов, который окружен зеленокаменными вулканитами с колчеданными залежами и углеродсодержащими сланцами с небольшим количеством пирита. Золоторудные тела контролируются дайкообразными телами родингитов, представляющих собой метаморфизованные дайки высоко-Ti габброидов и габбро-долеритов. Наши наблюдения показали, что родингиты и окружающие серпентиниты, а изредка и метагабброиды и метапироксениты золотоносны там, где они лиственитизированы. Лиственитизация наложена на базиты и гипербазиты, что обусловило сочетание в рудах Fe-Cu и Ni-Co.

В краевых частях гипербазитового массива по соседству с колчеданоносными вулканитами и пиритоносными сланцами апосерпентинитовые, апобазитовые и апородингитовые листвениты содержат пирит, халькопирит, арсенопирит, герсдорфит - стандартный набор халькогенидов лиственитов (это внешняя зона ореола проявления метасоматитов лиственитовой формации). Источником серы явились метаморфизуемые колчеданные залежи и пиритоносные осадочные породы.

В более внутренних частях массива гипербазитов апосерпентинитовые и апородингитовые листвениты содержат Co-Ni-пирит, магнетит, тиошпинели Ni-Fe-Co, миллерит, герсдорфит, халькопирит, борнит, халькозин, т.е. ансамбль более низкосернистый, чем предыдущий. В еще более внутренних частях гипербазитового массива аналогичные метасоматиты содержат в основном магнетит, немного меди, борнита, халькозина, арсенидов Ni (это промежуточная зона ореола проявлений лиственитовой формации).

В центральных частях гипербазитового массива, на площади месторождения лиственитизированные серпентиниты содержат магнетит и арсениды Ni - орселит и маухерит, золото; лиственитизированные родингиты - магнетит, халькозин, медь, минералы группы медистого золота, маухерит, сурьму, купростибит, нисбит, златогорит, сейняйокит, ртутистые электрум, кюстелит и серебро, галенит и свинец. Развитие в рудах Золотой Горы гипогенных самородных меди, сурьмы и свинца, купростибита, нисбита, златогорита, сейняйокита свидетельствует о крайне низкой фугитивности серы. Эта внутренняя зона ореола проявлений лиственитовой формации оказалась изолированной от "серного дыхания" окружающих толщ мощной оторочкой серпентинитов, слабо проницаемых для флюидов. Поэтому в околорудных эндогенных ореолах рассеяния (привноса) мышьяка его минеральные формы - арсениды, а не сульфоарсениды (арсенопирит, герсдорфит), как в обычных золотых месторождениях. Поскольку вмещающая среда - гипербазиты, то это арсениды Ni с преобладанием никеля над мышьяком - орселит и маухерит.

Ранняя ассоциация рудных минералов золотых руд Золотой Горы включает преобладающий магнетит и подчиненные маухерит, никелин, халькозин, самородную медь. Вероятно, это крайне низкосернистый эквивалент ассоциации пирита и подчиненных арсенопирита и халькопирита золотых руд обычных месторождений березит-лиственитовой формации.

Относительно высотемпературная (280-240С) ассоциация арсенидов + сурьма + купростибит + нисбит + златогорит + сейняйокит и халькозин (в соседних участках) возникла при log f S около -20 (с использованием диаграмм из работы [Barton, Skinner, 1979], что намного ниже, чем в обычных месторождениях Au. Вероятно, данная ассоциация является крайне низкосернистым эквивалентом ассоциации арсенопирита и Sb-As блеклых руд обычных золотых месторождений.

Относительно низкотемпературная (240-150, главным образом 200-170С) продуктивная ассоциация кальцит + халькозин + минералы группы медистого золота + ртутистый электрум + самородная медь (золотистая) + свинец возникла при log f S около -27, что на 10 (!) порядков ниже, чем в обычных месторождениях Au. При столь низкой фугитивности серы Ag и Hg существуют только в металлической, но не в сульфидной форме, как и значительная часть Cu, чем обусловлено обилие в месторождении Золотая Гора минералов группы медистого золота и наличие высокосеребристых амальгам. Вероятно, данная ассоциация - крайне низкосернистый эквивалент ассоциации Hg-Ag тетраэдрит + золото + галенит (или свинцово-сурьмяные сульфосоли) обычных золотых месторождений.

Особенно интересно, что минералы группы медистого золота развиты только в лиственитизированных родингитах. В лиственитизированных серпентинитах Золотой Горы развито обычное самородное золото, практически не содержащее меди и относительно бедное ртутью. В главе 6 было показано, что основная часть минералов группы медистого золота возникла при воздействии золотоносных гидротерм на уже существовавшую самородную медь в родингитах.

Крайне любопытно отсутствие в апородингитовых золотых рудах сфалерита, хотя Zn - характерный базитовый элемент. Причина в том, что при процессах предрудного метаморфизма цинк был связан в хромшпинелидах и феррихромшпинелидах с 1-5 мас. % Zn. Этим обусловлена еще одна удивительная особенность руд Золотой Горы - наличие в них гипогенного гринокита, поскольку Cd из-за крупного размера атома, в отличие от Zn, не может входить в структуру шпинелидов. Гринокит - запрещенный минерал обычных золотых месторождений, т.к. в их рудах и в сфалерите золотых руд величина Zn : Cd = 500-100. Выше описан редкий эндогенный процесс разделения Cd и Zn.

Саякское месторождение (СВ Прибалхашье, Центральный Казахстан). Один из участков Саякского месторождения - золоторудная залежь. Здесь интрузив гранодиоритов контактирует с мощной > 0,5 км толщей чистых известняков, среди которых нет пиритоносных или ангидритоносных пород. На контактах интрузива развиты крупные тела андрадитовых скарнов. В пределах данного участка скарны лиственитизированы и содержат золоторудные залежи. Золотые руды содержат обильный леллингит (FeAs₂) (вместо стандартного арсенопирита) и вкрапленность самородного золота, теллуридов висмута, свинца, серебра.

Таким образом, чтобы получить достаточно полную картину рудообразования принципиально важно выделить в схеме фаций среды рудоотложения обстановки, крайне бедные серой. С учетом этих данных разработана схема фаций среды рудоотложения плутоногенных гидротермальных месторождений золота (табл. 87), которая включает существенно новые данные. Они не следуют из физико- химических диаграмм, но вполне с ними согласуются и смогут быть использованы для более корректного понимания процессов образования золотых руд и для создания более точных моделей формирования гидротермальных месторождений золота.