Новости горной промышленности

Особенности рудопроявлений золота в отложениях башкирского мегантиклинория

Башкирский мегантиклинорий

Изотопные и геохимические особенности рудной минерализации на рудопроявлениях золота в рифейских отложениях башкирского мегантиклинория

Авторы: А.А. Шарипова, С.В. Мичурин Институт геологии УНЦ РАН, Уфа, e-mail: s_michurin@mail.ru

Проведенные комплексные исследования на рудопроявлениях золота, локализованных в рифейских отложениях в Авзянском рудном районе южной части Башкирского мегантиклинория (БМА), показывают схожесть минералогических, изотопно геохимических и термобарогеохимических характеристик рудной минерализации [2, 5–7].

В настоящем сообщении рассматриваются изотопные и геохимические особенности золотоносной минерализации на рудопроявлениях Исмакаевской (рудопроявления «Улюк-Бар», «Кургашлинское»), Горноприисковой (месторождение «Горный
прииск», рудопроявление «Богряшка») и Акташской (рудопроявление «Восточно-Акташское») золоторудных зон.

Рудопроявления относятся к золото-кварцевому, золото-сульфидно-кварцевому и золото-сульфидному формационным типам.

Минералогические характеристики

На золоторудных объектах среди сульфидов наиболее широко развиты пирит, пирротин и халькопирит, в меньшей степени — галенит и сфалерит. Широко развиты сульфоарсениды, в основном арсенопирит, реже герсдорфит и другие минералы. В тесной
пространственной ассоциации с сульфоарсенидами установлены самостоятельные минеральные фазы тория — торит, торианит и ураноторит [6]. Кроме того, к характерным минералогическим признакам можно отнести и появление анкерита в составе карбонат-кварцевых жил [7].

Геохимические характеристики

На рудопроявлении Улюк-Бар отмечается связь золота с мышьяком, который в пределах Исмакаевской рудной зоны распределен зонально — его максимальные содержания в породах (до 1,5%) наблюдаются в центральной части зоны и на глубине более 400 м. Здесь же следует отметить, что по результатам многочисленных (более 1700) определений As в осадочных отложениях рифея БМА вне площади рудопроявлений не обнаружен [1].

Анализ результатов термо-ЭДС показывает, что пирит в пределах рудных зон характеризуется разным типом проводимости. Установлено, что область распространения пирита дырочного типа (р-тип) совпадает с зоной высокого содержания мышьяка в породах (рудопроявления Улюк-Бар, Богряшка). При этом в осадочных нижнерифейских отложениях БМА за пределами площади рудопроявлений вкрапленный пирит характеризуется в целом одинаковыми отрицательными (электронный тип проводимости, n-тип) значениями термо-ЭДС.

Геохимические исследования Восточно-Акташского рудопроявления показали одинаковые спектры распределения РЗЭ в габбро-диоритах и рудных минералах. Интрузивные породы и рудные минералы существенно обогащены легкими лантаноидами по отношению к тяжелым. Повышенное Еu/Еu* (1,28–1,38) отношение указывает на относительно восстановленный характер рудоносного флюида. По химическому составу березиты рудопроявления обогащены фемофильными элементами (P, Ti, Mg, Fe, Ca, Mn), что также может рассматриваться в пользу связи рудообразования с габбро-диоритами.

Изотопные характеристики

По изотопному составу серы сульфидам из рудопроявлений золота присущи свои характеристики, отличающие их от пиритов из осадочных отложений. На рудопроявлениях Исмакаевской рудной зоны значения δ34S сульфидов располагаются в интервале
от –4,3 до 5,4 ‰ (δ34Sср = –0,7 ‰; n=40), на месторождении Горный прииск от –4,8 до 0,9 ‰ (δ34Sср =–2,0 ‰; n=12). Причем с глубиной (~450–700 м) в пределах Исмакаевской зоны интервал значений δ34S сужается до –2,7…3,6‰.

Эти характеристики свидетельствуют, что при образовании сульфидов рудных зон сера имела магматогенный источник.

На рудопроявлении Богряшка предложена трехстадийная модель формирования сульфидной минерализации с участием серы из разных источников, один из которых имел «мантийную» природу, а другие — коровую. На стадии раннего диагенеза протодоломитового осадка образовался раннедиагенетический пирит с источником серы из морской воды. Изотопные характеристики этой генерации пирита образуют интервал от –21,8 до –2,1‰. Затем сформировалась генерацияпирита (δ34S варьирует от 6,6 до 51,5‰), источником серы которой выступали сульфаты эвапоритов, присутствовавшие в осадочных толщах БМА [5]. Золотоносные сульфиды образовались в заключительную стадию. В интервалах с максимальным содержанием золота (до 163 г/т) измеренные значения δ34S близки к метеоритному стандарту от нуля до 4,6‰. В интервалах, где фиксируются
высокие положительные значения δ34S (10,9–12,8‰), содержания золота в сульфидных концентратах уменьшаются до 14–55,5 г/т. Рудообразование было обусловлено гидротермальной деятельностью, в результате которой происходил привнос серы и рудного вещества из глубинного источника, при этом образующиеся сульфиды накладывались на пириты, присутствовавшие в осадочных породах.

Пириты из габбро-диоритов Восточно-Акташского рудопроявления характеризуются устойчивым обогащением тяжелого 34S изотопа относительно метеоритного стандарта. Их значения δ34S образуют довольно узкий интервал от 11,3 до 14,0‰, что свидетельствует о коровом источнике серы, в качестве которого могли выступать сульфатные отложения из рифейских отложений БМА.

Жильные карбонатные минералы из рудопроявлений золота по изотопному составу углерода отличаются от доломитов и известняков вмещающего разреза. В последних измеренная величина δ13С варьирует от –0,3 до 0,3‰, что соответствует осадочным карбонатным породам. Изотопные составы углерода и кислорода ранней генерации анкеритов рудопроявления Улюк-Бар образуют узкие интервалы соответственно от –7,7 до –6,1‰ и от 18,4 до 18,6‰. С учетом температуры образования анкерита (290°С), рассчитанной по распределению Mg, Fe и Mn в кальцит-доломитовом минеральном парагенезисе Исмакаевской рудной зоны [7], определен изотопный состав С и О рудоносного флюида по уравнениям фракционирования в системах «доломит – СО2» [9] и « анкерит – Н2О» [10].

Полученные значения δ13ССО2 (–6,5…–4,9‰) и δ18ОН2О (11,9…12,1‰) флюида близки к углероду и кислороду магматического происхождения. Из этого следует, что в гидротермальных растворах, из которых происходило отложение анкерита, ведущую роль играла углекислота из глубинного источника. Судя по изотопному составу δ13С (–3,4…–2,2‰) поздних кальцитов, СО2 из вмещающих пород на рудопроявлениях Исмакаевской зоны также принимала участие в рудообразовании, роль которой увеличивалась на заключительных этапах.

Анкериты Восточно-Акташского рудопроявления по сравнению с анкеритами рудопроявления «Улюк-Бар» в меньшей степени обогащены легкими изотопами 12С и 16О и их изотопные составы углерода и кислорода равны соответственно –5,0; –3,7‰ и 19,2; 20,9 ‰. Такие значения позволяют предположить, что в рудный процесс СО2 вовлекалась как из вмещающих известняков, так и из глубинного источника.

Термобарогеохимические характеристики

Температуры гомогенизации флюидных включений образуют близкие интервалы от 236 до 349°С на месторождении «Горный прииск» и от 234 до 382°С на рудопроявлении «Улюк-Бар». По результатам термокриометрии установлено, что соленость флюидных включений в кварце рудопроявления «Улюк-Бар» составляет 9,5–10,2 мас.% NaCl экв. Температуры эвтектик включений образуют интервал от –37,8 до –34,2°С, что соответствует преобладанию водного раствора хлоридов магния над примесями других хлоридов. На месторождении «Горный прииск» соленость включений в кварце несколько более высокая. Температуры плавления последней льдинки во включениях колеблются в пределах от –11,8 до –6,1°С, судя по которым
концентрация солей в растворах составляет от 9,3 до 15,8 мас.% NaCl экв. Температуры эвтектик (–36,4 до –32,6°С), измеренные во включениях, также указывают на преобладание водного раствора хлоридов магния над примесями других хлоридов.

Плотность и давление флюида, рассчитанные в программе FLINCOR [8] в системе H2O–NaCl, также имеют сходные значения на месторождении «Горный прииск» и рудопроявлении «Улюк-Бар».

В последнем случае плотность флюида составляет в среднем 0,82 г/см3, при постепенном понижении давления от 226 до 26 бар. Плотность флюида «Горного прииска» равна 0,90 г/см3, давление меняется от 156 до 27 бар. При таких низких значениях давления отклонение температуры гомогенизации в сторону занижения не будет превышать 10–20°С [4]. Тогда истинные температуры рудоносных флюидов с учетом поправок на давление будут составлять около 250–400°С.

Эти данные согласуются с рассчитанными температурой и давлением образования жильных карбонатных минералов (290°С и 360 бар [7]), температурами образования сульфидов на рудопроявлении «Улюк-Бар» в интервале 300–450°C, рассчитанными по железистости гексагонального пирротина, и 225–450°С, рассчитанными по распределению кобальта и никеля между пиритами и пирротинами [5].

При криометрических работах в газовой фазе первичных включений не было обнаружено признаков СО2 или других газов. Однако по результатам анализа флюидоносности установлено наличие углекислоты во флюидных включениях, которая, вероятнее всего, связана с вторичными включениями.

В пределах Исмакаевской рудной зоны в кварцевых жилах установлена зависимость между величиной их флюидоносности и содержанием золота в породах. В рядовых пробах она обычно колеблется на уровне 100–150 мкл/г и увеличивается в золотосодержащих интервалах до 550–600 мкл/г [5]. С кварцевыми жилами, обладающими наиболее высокой флюидоносностью, обычно ассоциирует анкерит ранней генерации [7]. Зависимости между содержаниями золота в породах
и концентрацией углекислоты во флюидных включениях не установлено. Возраст рудопроявлений. Имеющиеся на сегодняшний день геохронологические данные можно разделить на две группы, которые фиксируют два этапа формирования рудопроявлений золота. В первой группе полученные датировки колеблются около 1000 млн. лет. К ним относятся Rb-Sr эрохроны по диоритам Восточно-Акташского рудопроявления с возрастом 1065±31 млн. лет [2] и по валовым пробам алевропелитовых пород рудопроявлений «Улюк-Бар» и «Кургашлинское» с возрастом 996±26 млн. лет [5]. Предварительные результаты изучения нескольких образцов галенита свинец-свинцовым методом также показывают, что время формирования галенитовой минерализации Исмакаевской рудной зоны не моложе 950 млн лет.

Стоит отметить также данные химического датирования уран-ториевых минералов из пород большеинзерской свиты, которые встречаются на рудоносных участках совместно с арсенопиритом и кобальтином. По ураниниту определен возраст 922±62 млн лет [6].

Во вторую группу входят датировки около 600–700 млн лет. По двум K-Ar параллельным измерениям карбонатно-серицитового сланца в пределах площади рудопроявления «Улюк-Бар» установлены возрастные значения 676 и 706 млн лет [3].

По результатам химического датирования определено время формирования торианита и торита в 567–600 млн лет [6].
Таким образом, по результатам исследований можно сделать следующие выводы. Золотоносные сульфиды на рудопроявлениях, как правило, характеризуются близкими к метеоритному стандарту значениями δ34S, свидетельствующими о магматогенном источнике серы при их формировании. Только в рудоносном пирите Восточно-Акташского рудопроявления установлено обо-
гащение тяжелым 34S изотопом относительно метеоритного стандарта. Изотопный состав углерода и кислорода ранней генерации анкеритов на рудопроявлениях показывает, что ведущую роль в рудоносных флюидах играла углекислота из глубинного источника. Совокупность данных по Восточно-Акташскому рудопроявлению позволяет рассматривать также вмещающие породы в качестве дополнительного источника рудного вещества. Температуры рудоносных флюидов составляли 250–400°С; в них преобладал водный раствор хлоридов магния над примесями других хлоридов.

Наиболее высокий коэффициент корреляции золота в пределах рудных зон установлен с мышьяком.

В химическом составе пиритов обычно отмечается значительная примесь мышьяка, которая обуславливает дырочную проводимость пирита золотоносного типа.

Существующие на сегодняшний день геохронологические данные позволяют говорить о двух этапах формирования рудопроявлений, первый из которых происходил около 1000 млн. лет, а второй — около 600–700 млн. лет назад.

Литература:
1. Анфимов Л.В. Литогенез в рифейских осадочных толщах Башкирского мегантиклинория (Ю. Урал). –
Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1997. – 290 с.
2. Бобохов А.С., Бобохова Р.Б., Горожанин В.М., Мичурин С.В. Термогазогеохимические и изотопные поис-
ковые критерии колчеданного и золото-сульфидного оруденения (на примере месторождений Башкор-
тостана): Препринт. Уфа, 1993. – 23 с.
3. Гаррис М.А., Гревцова А.П., Глухова Г.А. Геохронология позднедокембрийских магматитов западного склона
Южного Урала // Стратиграфия, литология и геохимия верхнего докембрия Южного Урала и Приуралья. –
Уфа: БФАН СССР, 1986. – С. 17–27.
4. Ермаков Н.П., Долгов Ю.А. Термобарогеохимия. – М.: Недра, 1979. –271 с.
5. Мичурин С.В., Ковалев С.Г., Горожанин В.М. Генезис сульфидов и сульфатов в нижнерифейских отложениях
Камско-Бельского авлакогена и Башкирского мегантиклинория. – Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2009. –
192 с.
6. Мичурин С.В., Шариповa А.А. Химическое датирование уран-ториевой минерализации из нижнерифейских
отложений Башкирского антиклинория // Геологический сборник №9. ИГ УНЦ РАН. – Уфа: ДизайнПо-
лиграфСервис, 2011. – С. 216–219.
7. Шариповa А.А., Мичурин С.В., Попов В.А., Канипова З.А. Жильные карбонатные минералы рудопроявлений
золота в нижнерифейских отложениях Башкирского антиклинория // Геологический сборник № 9. – Уфа:
ДизайнПолиграфСервис, 2011. – С. 220–227.
8. Brown P.E. FLINCOR: A microcomputer program for the reduction and investigation of fluid-inclusion data //
American Mineralogist, 1989. – V.74. – P. 1390–1393.
9. Ohmoto H., Rye R.O. Isotope of sulfur and carbon // Geochemestry of Hydrothermal deposits. 1979. – P. 509–567.
10. Zheng Y.F. Oxygen isotope fractionation in carbonate and sulfate minerals // Geochemical Journal, 1999. – V. 33. –
P. 109–126.

Материалы по теме:

Материалы по теме:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *