Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,823

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ГЕНЕЗИСА ВОССТАНОВЛЕННЫХ ИНТРУЗИВНО-СВЯЗАННЫХ ЗОЛОТОРУДНЫХ СИСТЕМ

Гусев А.И. 1
1 Алтайская государственная академия образования им. В.М. Шукшина
Восстановленные интрузивно-связанные золоторудные системы связаны с фельзическими массивами небольших размеров и часто сопровождаются комплексом даек лампрофиров. Золотогенерирующие гранитоиды относятся к трём типам: I – типу сильно контаминирорванному и редуцированному, шошонитовому (SH) и адакитовому (AD). На некоторых месторождениях отмечено совмещение сильно контаминированных и редуцированных гранитоидов и шошонитовых. Эти системы формируют месторождения скарнового, золото-черносланцевого, жильного золото-сульфидно-кварцевого типов. Восстановленная обстановка сохраняется на всём протяжении эволюции таких систем от магматогенного до гидротермального этапов.
Золоторудные месторождения
восстановленные системы
магматогенные флюиды
минеральный состав
изотопы стронция
кислорода
серы
1. Гусев А.И. Металлогения золота Горного Алтая и южной части Горной Шории. – Томск, Изд-во STT, 2003. – 308 с.
2. Гусев А.И., Гусев Н.И. Магмо-флюидодинамическая концепция эндогенного рудообразования на примере Горного Алтая и других регионов // Региональная геология и металлогения, 2005. – № 23. – С. 119-129.
3. Гусев А.И. Минерагения и полезные ископаемые Республики Алтай. – Бийск: Изд-во АГАО, 2010. – 385 с.
4. Гусев А.И. Минерагения и полезные ископаемые Алтайского края. – Бийск: Изд-во ГОУВПО АГАО, 2011. – 365 с.
5. Гусев А.И., Гусев А.А. Шошонитовые гранитоиды: петрология, геохимия, флюидный режим, рудоносность. – Москва: Изд-во РАЕ, 2011. – 125 с.
6. Гусев А.И., Гусев Н.И. Петролого-геохимические критерии и флюидный режим гигантских магмо-рудно-метасоматических золоторудных систем // Современные наукоёмкие технологии, 2011. – № 4. – С. 12-16.
7. Гусев А.И. Металлогения золота: на примере Горного Алтая и Горной Шории. – Gamburgh: Palmarium Academic Publishing, 2012. – 370 c.
8. Гусев А.И., Гусев Н.И., Красова А.С. Восстановленная интрузивно-связанная Чойская магмо-рудно-метасоматическая W-Au-Te система Горного Алтая // Современные наукоёмкие технологии, 2012. – № 3. – С. 23-27.
9. Гусев А.И., Гусев Н.И., Табакаева Е.М и др. Петрология и рудоносность магмо-рудно-метасоматических систем Солонешенского рудного района Алтая. – Бийск, АГАО, 2013. – 205 с.
10. Гусев А.И. Поведение и фракционирование золота в расплавах // Успехи современного естествознания, 2013. – № 1. – С.68-72.
11. Летников Ф.Л. Флюидные фазы континентальной литосферы и проблемы рудообразования // Вестник ОГГГГН РАН,1999. –Т. 1. – № 4(10). – С. 5-20.
12. Chang Z. Sulfur isotopes in sediment-hosted orogenic gold deposits: Evidence for an early timing and a seawater sulfur source / Z. Chang, R.R .Large, V. Maslennikov //Geology. – 2008. – V. 36. – № 12. – Pp. 971-974.
13. Hart C.J.R. Reduced Intrusion-Related Gold Systems // Econ.Geol., 2006. – V. 101. – № 7. – Рр. 1415-1427.

Восстановленные или редуцированные золотоносные системы, пространственно и парагенетически связанные с интрузиями, генерируют специфические золоторудные месторождения разного масштаба – от мелких до супергигантских, к числу которых относятся месторождения мирового класса по запасам золота Мурунтау (Узбекистан), Cухой Лог (Забайкалье), Кумтор (Киргизия), Бакырчик (Казахстан) и другие [2, 5, 6, 7]. Этим и определяется актуальность проведения исследований по выявлению генетических аспектов формирования золоторудных систем такого класса. Восстановительная среда во флюидах рудогенерирующих гранитоидов характеризуется тем, что основными переносчиками золота являются комплексы хлора и серы [8].

Цель исследования – на основе авторских материалов и литературных данных осветить некоторые аспекты генезиса восстановленных золоторудных систем.

Редуцированные золоторудные системы формируют Результаты исследований. месторождения жильного золото-сульфидно-кварцевого, штокверкового и скарнового типов [8]. Высокая восстановленность прослеживается на всех этапах становления таких месторождений – от магматогенных флюидов рудогенерирующих магматитов до гидротермальных растворов продуктивных ассоциаций [1, 2, 3, 4]. Характерные генетические признаки восстановленных интрузивно-связанных золоторудных систем различных регионов сведены в табл. 1.

Факторы глубинности магмо-рудно-метасоматических систем (МРМС) целиком определяются импактным выбросом в литосферу мощнейших ингредиентов магмо-флюидо-динамических систем, генерированных глубокими сферами Земли (астеносферой и более глубокими горизонтами верхней мантии). Такой сценарий влияния литосферного контроля формирования крупных провинций, вмещающих гигантские месторождения золота (Хоумстейк, Мурунтау, Ашанти, Тэлфер, Голден Майд, Сухой Лог и другие) обрисован в работах [13]. При этом все месторождения золота указанные авторы отнесли к орогенному типу. Вероятно, не все объекты следует рассматривать как чисто орогенными, так как многие из них формировались в период активного функционирования плюмов, порождавших рудогенерирующие магматиты, несущие изотопные метки и геохимические признаки верней мантии, а гранитоиды – нередко с анорогенными характеристиками.

Таблица 1

Характерные признаки некоторых восстановленных интрузивно-связанных золоторудных систем c использованием данных по [13]

Характерные признаки

Мурунтау(Узбекистан)

Олимпиада (Енисейский кряж)

Бакырчик (Казахстан)

Дублин Галч (Юкон)

Геодинамическая обстановка магмо- и рудогенерации

Плюмтек тоника

Плюмтектоника

Комбинация субдуцирующего слэба и плюмтектоники

Постколлизионная

Петрогенетический тип рудогенерирующих гранитоидов

I-SCR (I- тип сильно-контаминированный и редуцированный) +SH (шошонитовые гранитоиды)

I-SCR (I- тип сильно-контаминированный и редуцированный)

AD – тип гранитоидов (адакитовых)

I-SCR (I- тип сильно-контаминированный и редуцированный)

Петрогеохимические особенности рудогенерирующих гранитоидов

Метаалюминиевые, сильно- редуцированные

Метаалюминиевые, сильно- редуцированные

Мета-высокоалюминиевые, сильно редуцированные

Метаалюминиевые, сильно- умеренно редуцированные

Соотношения изотопов стронция и эпсилон неодима

87Sr/86Sr – (0,70618 – 0,70786); εNd – (+1,5) – (+6,3)

87Sr/86Sr – (0,70683 – 0,70816); εNd – (+1,3) – (+7,3)

87Sr/86Sr – (0,70538 – 0,70681); εNd – (+3,8) – (+6,7)

87Sr/86Sr – >0,71;

εNd – (-7) – (-15)

Параметры флюидного режима рудогенерирующего магматизма

Высокие фугитивности CO2, HCl, парциальные давления H2O, CO2, HCl

Высокие фугитивности CO2, HCl, парциальные давления H2O, CO2, HCl

Высокие фугитивности НCl, HF и парциальные давления H2O, CO2

Высокие фугитивности парциальные давления H2O, CO2

Уровни становления рудогенерируюих массивов и мощности роговиков

10-15 км;

Поле роговиков более 5 км

8-10 км;

Поле роговиков до 2 км

8-10 км; поле роговиков до 2 км

5-9 км; поле роговиков до 2 км

Особенности ранних ассоциаций рудных тел

Восстановленные существенно пирит-пирротиновые агрегаты с арсенопиритом

Восстановленные существенно пирит-пирротиновые агрегаты с арсенопиритом

Восстановленные существенно пирит-пирротиновые агрегаты с арсенопиритом

Восстановленные существенно пирит-пирротиновые агрегаты

Состав дистальных поздних фаз оруденения

Ag- обогащённые Pb-Zn кварцевые жилы

Ag- обогащённые Pb-Zn кварцевые жилы

Ag- обогащённые Au-Pb-Zn кварцевые жилы

Ag- обогащённые Pb-Zn кварцевые жилы

Геохимические особенности руд

Повышенные концентрации W, Bi, Te, As, Pt, Pd

Повышенные концентрации W, Bi, Te, As, Hg, Pt, Pd

Повышенные концентрации W, Bi, Te, As, Pt, Os, Ir, Pd

Повышенные концентрации W, Bi, Te, As

Особенности состава газово-жидких включений в рудном кварце

Повышенные концентрации CO2, CH4, N2, C, H2, HCl.

Повышенные концентрации CO2, CH4, N2, C, H2, HCl.

Повышенные концентрации CO2, CH4, N2, C, H2, HCl.

Повышенные концентрации CO2, CH4, N2, C, H2.

Вариации δ34S

(+3,5) до (+5,6) ‰

(+6,1) до (+8,2) ‰

(-13,74) – (+11,59)

до (-3) ‰

Окончание табл. 1

Характерные признаки

Форт Нокс (Аляска)

Лог № 26 (Горный Алтай)

Саралинское (Кузнецкий Алатау)

Геодинамическая обстановка магмо- и рудогенерации

Постколлизионная

Плюмтектоника

Коллизионная

Петрогенетический тип рудогенерирующих гранитоидов

I-SCR (I- тип сильно-контаминированный и редуцированный)

I-SCR (I- тип сильно-контаминированный и редуцированный + SH (шошонитовые гранитоиды

ISCR+SH

Петрогеохимические особенности рудогенерирующих гранитоидов

Метаалюминиевые, сильно- умеренно редуцированные

Метаалюминиевые, сильно- редуцированные

Метаалюминиевые, сильно редуцированные

Соотношения изотопов стронция и эпсилон неодима

87Sr/86Sr – >0,71;

εNd – (-7) – (-15)

87Sr/86Sr – (0,70550 – 0,70812); εNd – (+1,2) – (+5,1)

87Sr/86Sr –(0,70427-0,70561)

Параметры флюидного режима рудогенерирующего магматизма

Высокие фугитивности парциальные давления H2O, CO2

Высокие фугитивности CO2, HCl, парциальные давления H2O, CO2, HCl

Высокие фугитивности, парциальные давления CO2, H2O, HCl

Уровни становления рудогенерируюих массивов и мощности роговиков

5-9 км; поле роговиков до 2 км

5-9 км; поле роговиков до 1,5 км

4-6 км; поле роговиков до 1,5 км

Особенности ранних ассоциаций рудных тел

Восстановленные существенно пирит-пирротиновые агрегаты

Восстановленные диопсидовые скарны (без граната)

Восстановленные существенно пирит-пирротиновые агрегаты

Состав дистальных поздних фаз оруденения

Ag- обогащённые Pb-Zn кварцевые жилы

Ag- обогащённые Pb-Zn кварцевые жилы

Ag- обогащённые Pb-Zn кварцевые жилы

Геохимические особенности руд

Повышенные концентрации W, Bi, Te, As

Повышенные концентрации W, Bi, Te, As, Pt, Pd

Повышенные концентрации W, Mo, Bi, Te, As, Pt, Pd

Особенности состава газово-жидких включений в рудном кварце

Повышенные концентрации CO2, CH4, N2, C, H2.

Повышенные концентрации CO2, CH4, N2, C, H2, HCl.

Повышенные концентрации CO2, CH4, N2, C, H2, HCl.

Вариации δ34S

до (-3) ‰

(+10,76) до (+13,5) ‰

(+2,0) до (+9,1) ‰

Примечание. Петрогенетические типы гранитоидов: I-SCR – I- тип сильно контаминированный и редуцированный; SH – шошонитовые гранитоиды; AD – адакитовые гранитоиды.

Оптимальное сочетание параметров флюидного режима анализируемых магматитов определяет поле их кристаллизации вблизи никель-бунзенитовой буферной смеси. Высоко восстановленное состояние расплавов создаёт условия для кристаллизации таких акцессориев, как ильменит и пирит. Известно, что в сильно восстановленных магмах сера присутствует в виде HSˉ, которая более растворима в силикатных расплавах и способствует образованию сульфидных глобулей, селекционирующих золото из расплава.

aspekt1.wmf

Вариации составов изотопов серы в золоторудных месторождениях, залегающих в осадочных вмещающих породах (составлена с учётом данных [12]: Чугач Терранс; 2 – Спениш Маунтейн; 3 – Джунеу; 4 – Наталка; 5 – Макраес; 6 – Нежданинское; 7 – Бакырчик; 8 – Фанинг; 9 – Лог № 26; 10 – Чармитан; 11 – Мурунтау; 12 – Чойское; 13 – Бендиго; 14 – Саралинское; 15 – Бивер Дам; 16 – Cунгай; 17 – Сухой Лог; 18 – Кумтор; 19 – Телфер; 20 – Олимпиада; 21 – Хоумстейк

Параметры флюидного режима конкретных объектов весьма разнообразны, но характерной чертой всех является высокая восстановленность магматогенных флюидов, выявляемая по коээфициенту восстановленности [2, 6]. Примером может служить месторождение Бакырчик в Казахстане. Весьма своеобразной является восстановленная золоторудная система Бакырчикского месторождения. Ранее нами было показано, что плагиограниты Бакырчикской МРМС относятся адакитовому (AD) типу [7]. Анализ приведенных данных показывает, что температурный режим формирования гранитоидов был высок и варьировал от 805 до 910 °С. Все без исключения проанализированные биотиты характеризуются аномальными составами и параметрами флюидного режима, характерного для золотогенерирующих гранитоидов [7, 8]. В составе биотитов Меридиональной дайки месторождения Бакырчик наблюдается значительное увеличение всех летучих компонентов (F, Cl, H2O, P2O5 и других), что отразилось на основных параметрах флюидного режима магматитов. При этом, обращает на себя внимание резкое увеличение значений таких параметров, как парциальные давления углекислоты и воды, а также фугитивностей HCl и HF (табл. 2) в Меридиональной дайке месторождения Бакырчик. На фоне более высоких значений коэффициента восстановленности флюидов (к) для Бакырчикских плагиогранитов характерны более высокие содержания плавиковой кислоты во флюидах и низкие значения потенциала ионизации биотитов, указывающего на снижение кислотности среды минералообразования при формировании более поздних даек, с которыми парагенетически и пространственно связывается оруденение золота. Такая картина увеличения роли летучих компонентов в дайковых образованиях интерпретируется открытостью системы (глубинного очага) по фтору и подтоком более глубинных мантийных высоко восстановленных флюидов на момент отделения более поздних дайковых дериватов из глубинного очага [15].

Таблица 2

Параметры флюидного режима адакитовых гранитоидов Калбы

Температуры кристаллизации и параметры флюидного режима

1

2

3

4

5

6

7

8

Т˚С

810

805

830

820

870

860

910

905

lg fO2

-14,9

-4,8

-15,1

-14,87

-14,65

-9,7

-13,2

-13,1

fH2O

1170

1230

1360

1270

1350

1400

1570

1550

pH2O

1550

1580

1430

1310

1420

1440

1620

1680

pCO2

1490

1510

1570

1460

1470

1490

1830

1900

fHF

0,07

0,09

0,08

0,08

0,09

0,10

0,33

0,31

fHCl

34,1

34,3

39,7

37,7

37,8

36,6

45,9

46,2

MHF

0,124

0,11

0,137

0,08

0,07

0,06

0,43

0,42

k

0,67

0,23

0,67

0,69

0,68

0,41

0,77

0,78

у

182,3

183,1

181,6

182,2

183,1

183,3

180,3

180,1

Примечание. Плагиограниты:1 – Борисовского плутона; 2 – Кунушского массива; 3, 4 – Жиландинского массива; 5, 6 – Точкинского массива; плагиогранит-порфиры: 7,8 – Меридиональной дайки месторождения Бакырчик. Т°С – температура кристаллизации пород; f O2, f H2O – фугитивности кислорода и воды, соответcтвенно, в 102 кПа; p H2O, p CO2 – парциальные давления воды и углекислоты, соответственно, в 102 кПа ; К вос. – коэффициент восстановленности флюидов по Ф.А. Летникову; у – потенциал ионизации биотитов по В. А. Жарикову; MHF – концентрации плавиковой кислоты во флюидах в моль/дм3.

Главной геохимической отличительной особенностью восстановленных золоторудных систем от окисленных интрузивно-связанных является ассоциация золота с вольфрамом и отсутствие аномалий меди. Вольфрам в скарновых месторождениях (Рэй Галч вольфрамовый скарн на Дублин Галч, Чойское скарновое золото-теллуридное месторождении Горного Алтая) пространственно обособлен от золота. Как правило, золото на таких объектах накладывается в составе сложных прожилков на вольфрамовые скарны.

На месторождении Форт Нокс золото сильно коррелируется с висмутом и теллуром. Слабее наблюдается корреляция золота с W, Mo, Sb. Золото не коррелируется с мышьяком.

Вертикальная геохимическая зональность на месторождениях жильного типа сводится к увеличению роли вольфрама и молибдена с глубиной. На месторождении Форт Нокс с глубиной заметно уменьшаются концентрации золота и увеличиваются – W и Mo.

Большинство Au-W-Bi-Te жильных месторождений содержит ранние высокотемпературные (300-380 ºС), СО2 – обогащённые (5-15 %), низко солёные (2-6 вес. % NaCl в эквиваленте) газово-жидкие включения в кварце с восстановленными формами: СН4 и N2. В последующих ассоциациях флюиды становились более низкотемпературными (250-280 ºС, иногда до 160 ºС). Выделяются не смешивающиеся газово-жидкие включения в кварцах: а- низко солёные (0,2 вес. % NaCl в эквиваленте) и б- высоко солёные (6-15 вес. % NaCl в эквиваленте) существенно водные флюиды со значительно меньшим концентрациями СО2, которые формировали As-, Sb-, и Ag-Pb-Zn жилы.

В газово-жидких включениях рудных кварцев золото-черносланцевых восстановленных систем в повышенных количествах отмечены CO2, CH4, N2, C, H2, HCl (табл. 1).

Стабильные изотопы кислорода и серы в жильных Au-W-Bi-Te месторождениях также своеобразны. Значения δ18О кварца ранжируются от 14 до 16 ‰. Эти значения слабо утяжелены относительно вмещающих гранитов (11-13 ‰) и близки к значениям вмещающих осадочных пород (13-16 ‰).

Соотношения изотопов серы для жильных Au-W-Bi-Te месторождений варьируют от 0 до – 3 ‰, в скарновых системах – от 2 до – 7 ‰, от – 0,5 до +4,2 ‰ в арсенопиритах золото-черносланцевых месторождений (табл. 1) и от – 9 до – 11 ‰ для Ag-Pb-Zn для жил дистальных ореолов зональных Au-W-Bi-Te жильных месторождений. Значения δ32S в большинстве случаев близки к меткам неконтаминированных мантийных магм.

Интерпретация результатов. Фактические данные по рассмотренным золоторудным системам показывают, что резко восстановительная обстановка генерации рудогенерирующих магматитов на начальных этапах становления этих систем сохраняется и в последующих скарновом и гидротермальном процессах. Магмогенерация изученных систем имеет весьма глубинный источник и связана с активизаций и возбуждением мантии, импактным выбросом мощных магмо-флюидных струй резко восстановительного характера из астеносферы и нередко – функционированием плюмов [11]. Рудогенерирующий магматизм относится не только к орогенному типу, как это считают канадские исследователи [13], но в значительной степени и к посторогенному (постоллизионному) и анорогенному этапам [1, 7, 8]. Такой сложный сценарий генерации формирования редуцированных интрузивно-связанных золоторудных систем обуславливает и комплексный характер руд. Редуцированная обстановка магматогенных флюидов обусловлена, вероятно, двумя факторами: сильно восстановленным режимом глубинных флюидов и контаминацией углеродистого корового материала на месторождениях золото-черносланцевого типа.

Выводы

На основании рассмотренных данных можно сформулировать следующие выводы.

Рудогенерирующие магматиты восстановленных интрузивно связанных золоторудных систем следует отнести к трём петрогенетическим типам: 1 – типу сильно-контаминированному и редуцированному, 2 – адакитовому (AD) и 3 – шошонитовому (SH), а также к комбинации сильно-контаминированных и редуцированных I-типов с шошонитовыми.

Природные восстановленные системы подтверждают экспериментальные данные о предпочтительной редуцированной обстановке для экстракции золота из фельзических расплавов, их переносе хлоридными и HS- комплексами в составе магматогенных флюидов к местам рудолокализации.

Восстановительная среда предрудных этапов сохраняется для скарнового этапа, где формируются без гранатовые диопсидовые скарны с плагиоклазом.

На гидротермальном этапе восстановительная обстановка подтверждается присутствием таких восстановленных форм, как CH4, N2, CO2, C, H2, HCl и других.

Восстановленные МРМС относятся к наиболее крупным золоторудным объектам мирового класса по запасам металла.

Крупные и гигантские восстановленные МРМС характеризуются комплексностью руд, где помимо золота, присутствуют W, Bi, Te, Pt, Pd.


Библиографическая ссылка

Гусев А.И. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ГЕНЕЗИСА ВОССТАНОВЛЕННЫХ ИНТРУЗИВНО-СВЯЗАННЫХ ЗОЛОТОРУДНЫХ СИСТЕМ // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 2. – С. 49-54;
URL: http://www.natural-sciences.ru/ru/article/view?id=33226 (дата обращения: 17.04.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074