Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

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]

Окончание табл. 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.

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

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.