Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

GOLD-RICH CARBONATITES

Gusev A.I. 1 Gusev N.I. 2
1 The Shukshin Altai State Academy of Education
2 Russian Geologic Institute Karpinskii (VSEGEI)
2782 KB
Data on gold rich carbonatites of Russia and foreign country lead. Carbonatites of Kovdor, Taimyr, Lulecopp, Phalaborva, Spitscop, Karjal, Vallaby, Bayan-Obo, Maoniuping described. So carbonatites disclose anomal parameters of fluid regime in all cases where there are marked high activity and partial pressure СO2, HCl, HF. High contents and activity hydrosulfide complexes (HS ‾) marked in some gold-rich carbonatites. Gold-rich carbonatites disclose signs superimposed character, high temperatures (420 ºС) and pressures (2,5 kbar). Generation sulfide paragenesis with gold and platinoids elements happened from boils fluids and accompanied explosion character of forming with formation fluid-explosive breccias.
carbonatites
sulfides
gold
platinoids
boiling of fluids
fluid-explosive breccias
high temperatures and partial pressure of СO2
HCl
HF

Обычно карбонатиты вмещают оруденение редких земель, тантала, ниобия, железа. Однако в последнее время выделяются также своеобразные карбонатиты типа Палабора (Африка), с которыми связаны комплексные железо-оксидные медно-золоторудные месторождения [10, 11, 13] с промышленными концентрациями меди и золота. Формирование ийолит-карбонатитовых массивов типа Палабора (Лулекоп, Палабора, Шпитцкоп в ЮАР, Карджил в Канаде) являются древнейшими на Земле с радиологическим возрастом 1800±100 млн. лет в пределах Южно-Африканской и Северо-Американской протоплатформ с возрастом фундамента 3000-2600 млн. лет. Другим золотоносным карбонатитовым объектом является месторождение Вэллэби. Золото содержится и в карбонатитах уникального по запасам и комплексности руд месторождения Баян-Обо в Китае [6]. Повышенной золотоносностью обладают и другие месторождения карбонатитов. Актуальность исследования состоит в том, что карбонатиты имеют комплексный состав руд и обогащённые золотом карбонатиты увеличивают экономическую ценность сырья. Целью настоящего исследования является сводка и обобщение золотоносности карбонатитов.

Результаты исследований. Карбонатиты Лулекоп имеют зональное строение, где от периферии к центру выделяются зоны: фельдшпатитовые пироксениты – слюдистые пироксениты – пегматоиды – карбонатиты и фоскориты – «трансгрессивные карбонатиты» с сульфидами меди. В рудных телах содержится ~25-30 объёмных % магнетита и 1-5 % сульфидных минералов, которые включают халькопирит и борнит с небольшими количествами кубанита и халькозина. Именно с сульфидными рудами на месторождении связано золото. Сульфидные минералы замещают магнетит и являются более поздними, чем магнетит. Наиболее концентрированное оруденение золота приурочено к центральной части карбонатитового массива, где собственно, золотоносные руды формируют трубообразное по вертикали и линзовидное удлинённое по форме тело в плане, залегающее среди карбонатитов и фоскоритов. Это рудное тело названо «трансгрессивными карбонатитами» с сульфидами меди, золотом и платиноидами. Метасоматические изменения носят щелочной характер и тяготеют к трубообразному брекчиевидному телу с сульфидами и золотом. Содержания меди в рудах превышают 0,5 %, золота от 0,5 до 120 г/т. На месторождении добывается 15 тонн руды и извлечением 641 кг золота ежегодно. Ассоциация элементов в рудах комплексная и охватывает ряд Cu-REE-P-F-Fe-U-Th- Au-элементы платиновой группы [11].

Следует указать, что недавно открытое гигантское месторождение золота Вэллэби в Восточном Голдфилде (Западная Австралия) пространственно и генетически связано с карбонатитовыми дайками магнетит-актинолит-хлорит-эпидотового состава c редким биотитом, имеющими трубообразную морфологию [15]. Дайки сопровождаются околорудными метасоматитами магнетит-актинолитового состава. Метасоматиты и дайковые образования пересечены золотой минерализацией. Последняя проявлена в виде брекчиевых жил. Большая часть золотой минерализации локализуется среди изменённых вмещающих пород. Золото ассоциирует с сульфидами (пирит, халькопирит, борнит). Содержания золота варьируют от 0,2 до 18 г/т.

Золото ассоциирует с сульфидами (пирит, халькопирит, борнит). Содержания золота варьируют от 0,2 до 18 г/т.

Приведены доказательства генетической связи золотой минерализации с карбонатитовыми дайками.

Во-первых, изотопные данные по Pb, Nd, Sr из интрузивных комплексов и рудосодержащих минералов подтвержадют мантийное их происхождение с коровой контаминацией.

Во-вторых, дайковые комплексы показывают экстремальное обогащение лёгкими редкими землями, в тысячу раз превышающими таковые в хондритах; обогащение рядом крупно ионных элементов литофильной группы и негативными аномалиями некоторых высокозарядных элементов – Nb, Ta, Zr, Hf, Ti. Эта необычная элементная ассоциация характерна и для магнетит-актинолитовых изменений.

В-третьих, состав шеелита, являющегося главным акцессорным минералом золотосодержащих брекчиевых жил месторождения Вэллэби, показывает, что Eu присутствовал в нём в виду бивалентных катионов и что содержания Mo в шеелите в среднем составляющее 11,7 г/т указывают на присутствие Mo6+ до W6+, связанные с относительно окисленными флюидами, формировавшими рудные жилы.

Приведенные данные о связи золотого оруденения с карбонатитами А. Штольца по месторождению Вэллэби корректней следует рассматривать не генетическими, а парагенетическими, так как налицо влияние глубинного очага и трансмагматических флюидов на формирование и карбонатитовых даек, и золотой минерализации.

Карбонатитовое месторождение с золотом Баян-Обо (Китай). На месторождении выделяются магнетит-гематитовые брекчиевые руды с бастнезитом, флогопитом, Fe-Ti-Cr-Nb, Au- с сульфидами, флюритом, монацитом. Рудные тела приурочены к мелким телам габброидов и щелочных габброидов и сиенитов, проецируемых на поверхность скрытым плутоном щелочных габброидов, сиенитов карбонатитового комплекса [2, 7]. Они сопровождаются флюидо-эксплозивными брекчиями. Перечисленные породные типы характеризуются аномальными параметрами флюидного режима, в котором наблюдаются повышенные активности и насыщенности хлором и гидросульфидным комплексом (HS ‾), как это ранее было установлено для золотоносных карбонатитов Вэллэби [4]. Золото тесно ассоциирует с cульфидами. Концентрации золота варьируют от 0,1 до 56 г/т [7, 14]. В целом карбонатиты месторождения Баян-Обо обнаруживают все признаки месторождений типа IOCG [3, 13].

Карбонатитовое месторождение Маониупинг в провинции Сычуань в Китае содержит золото в ассоциации с платиноидами в местах присутствия сульфидной минерализации. По 7 образцам карбонатитов определены (в мг/т): Ir 0,5-0,78, Ru 1,61-6,75, Rh 0,08-0,14, Pt 2,62-12,15, Pd 1,11-3,65, Au 1,24-8,61 [17].Авторы считают, что кроме серы и сульфидов в карбонатитовых расплавах могут значительно модифицировать модель распределения платиновых группы элементов (ПГЭ) и золота в карбонатитовых расплавах такие компоненты, как летучие и сплавы, которые могут формироваться при переносе металлов. Отмечено, что ПГЭ могут переноситься в расплавах карбонатитов такими летучими, как фториды и хлориды [8, 16].

В России повышенной золотоносностью обладают карбонатиты месторождения Ковдор. В Ковдорском железорудном месторождении (Хибины) выделяются кальцит-магнетитовые руды с зеленым флогопитом как магматического, так и постмагматического этапа. Для первых характерно образование флогопитовой каймы по форстериту и отсутствие стремления к мономинеральности. Для вторых стремление к мономинеральности является характерной чертой, что проявляется в их гнездовом строении. В гнездовых кальцит-магнетитовых рудах форстерит является устойчивым минералом.

Магнетит-редкометальные и доломит-магнетитовые руды имеют гнездовое строение и, по аналогии с гнездовыми кальцит-магнетитовыми рудами с зеленым флогопитом, предположительно сформированы на постмагматическом этапе и являются метасоматическими.

Для карбонатитов Ковдора, как и для других аналогичных по составу карбонатитов и руд, обосновывается следующий механизм мантийно-корового взаимодействия. Как известно, кроме пород железорудного комплекса, сформированных в магматический этап, в Ковдорском месторождении присутствуют породы послемагматического этапа: кальцит-магнетитовые руды 2-го подтипа, магнетит-редкометальные и доломит-магнетитовые руды. Все они имеют гнездовое строение с мономинеральными гнездами карбоната, окруженными друзовой оторочкой магнетита. Формирование мономинеральных зон является характерной чертой метасоматитов послемагматического этапа [5]. В кальцитовых карбонатитах 2-го подтипа форстерит является обычным, равновесным с кальцитом, минералом, поэтому этот парагенезис можно использовать как индикатор образования карбонатитов послемагматического этапа. Некоторые исследователи считали гнездовые кальцит-магнетитовые руды тыловой зоной метасоматической колонки Главного рудного тела. Однако эти руды формируются не только по любым породам Главной рудной залежи, но и во вмещающих слюдяно- клинопироксеновых породах. В последнем случае вокруг них развиты существенно форстеритовые породы без апатита, что доказывает существенный привнос фосфора только в магматический этап. Привнос железа, по-видимому, также осуществлялся только в магматический этап, а в постмагматический происходило только его переотложение, как и апатита. С более поздним этапом становления карбонатитов связано формирование наложенного золото-сульфидного оруденения с платиноидами в виде прожилков и вкрапленности, местами сопровождающихся кварцевыми оторочками. Содержания золота в рудах варьируют от 0,5 до 12 г/т.

Повышенные концентрации золота отмечены в ранне мезозойских карбонатитах полуострова Таймыр в жильно-прожилковых карбонатитовых образованиях с сульфидами (пирит, пирротин), магнетитом, гематитом, гётитом, сфалеритом, галенитом, шеелитом, халькопиритом, арсенопиритом, герсдорфитом, киноварью и борнитом. В сульфидизированных карбонатитах содержатся (г/т): Au -0,1-0,4, Ag свыше 40, Hg – 40, Pt-0,04, Pd – 0,024. Концентрации свинца составляют до 7,17 %, цинка – до 7,94 %. Золото обнаружено также в пирите, пирротине, Ni-Co арсенидах, сфалерите от 0,6 до 4,9 г/т [12]. Авторы считают, что карбонатиты формировались из вскипающих флюидов при температуре 420 ºС и давлении 2,5 кбар.

Повышенные концентрации золота в карбонатитах зафиксированы на некоторых месторождениях Южной Африки, а также на месторождениях Бразилии в тесной ассоциации с платиновой группой элементов: Тапира, Салитрэ I, Каталао II, Ипанема с возрастом от 70 до 123 млн. лет. Во всех случаях отмечены высокие концентрации золота: 1 – в трубообразных телах брекчий, имевших явно взрывной характер, 2- повсеместное присутствие наложенной сульфидной минерализации, 3 – карбонатиты имели фоскоритовый состав [9].

Интерпретация результатов. Генерация золотого оруденения, связанного с карбонатитогенезом, имеет специфические черты, среди которых ведущую роль играют мантийно-коровое флюид-расплавное взаимодействие и флюиды, насыщенные соляной кислотой с высокой фугитивностью HCl (помимо HF, как это обычно характерно для не золотоносных карбонатитов), также высокая восстановленность флюидов [1]. Для Южно-Африканских золотоносных карбонатитов, предполагается участие и гидросульфидного механизма переноса золота в растворах. Для Западно-Австралийского золоторудного месторождения Вэллэби характерен взрывной механизм формирования рудоносных жил с образованием брекчий. Во флюидах ведущую роль играли комплексы хлора в переносе золота в растворах.

Привнос рудных элементов во всех рассмотренных карбонатитах с золотом наиболее логично связать с трансмагматическими флюидами, способными переносить рудные компоненты и равновесными с карбонатитовым расплавом. При вступлении флюидов карбонатитовых магм во вмещающие породы земной коры, по-видимому, происходит мантийно-коровое взаимодействие, и как следствие, повышение в мантийных флюидах фугитивности кислорода и активности кальция за счет кислотно-основного взаимодействия компонентов в соответствии с принципом Д.С. Коржинского, что и вызывает метасоматическое отложение рудных компонентов (железа в виде магнетита и фосфора в виде апатита) в отдельных местах колонки метасоматитов магматической стадии процессов карбонатизации. Наложенная гидротермальная минерализация представлена золото-сульфидными образованиями, формирование которых связано с переносом золота во флюидах не только хлоридными и фторидными комплексами, но и в виде гидросульфида (HS ‾) [4].

Заключение

Примеры золотоносных карбонатитов показали, что чаще всего золотоносные рудные тела таких карбонатитов являются наложенными на более ранние карбонатитовые образования и приурочены к флюидо-эксплозивным брекчиям, указывающим на взрывной механизм их формирования и пересыщенность их летучими компонентами, что приводило к взрывным явлениям. Флюиды таких карбонатитовых систем характеризовались высокой насыщенностью углекислотой, HCl, (HS ‾), высокой температурой (420ºС) и давлением (2,5 кбар). Формирование сульфидных парагенезисов с золотом нередко происходило из вскипающих флюидов. Часто золотоносные карбонатиты, обогащённые сульфидами, содержат платиноиды. Формирование карбонатитов с сульфидными парагенезисами с золотом и платиноидами предполагают длительный период образования подобных месторождений.