Кумирное месторождение серебра расположено в северной части Приморского края, по содержанию основного полезного компонента (серебра) является одним из наиболее перспективных и малоизученных объектов. Исследования минералого-геохимического состава рудных зон месторождения (отбор проб из рудных тел и вмещающих их пород, шлиховое опробование протолочек) проводилось во время проведения полевых работ 2011–2012 гг. на площади месторождения из серии рудных тел, вскрытых разведочными канавами и расчистками. В них помимо основного компонента серебра обнаружены: олово, медь, цинк, свинец и золото. Многометалльность оруденения является характерной особенностью месторождения, в связи с чем основной целью данной работы является выявление минералого-геохимической и пространственной зональности в размещении минерализации на территории месторождения. Зональность благороднометалльного оруденения является характерным признаком многих гидротермальных месторождений [1, 4–6], исследования пространственного распределения минералого-геохимических типов руд на Кумирном месторождении откроют дополнительные перспективы для выявления новых геохимических типов руд и позволят наметить перспективные участки поисковых работ, а возможно, и обнаружения новых типов золотого оруденения на его территории.
Геологическое строение месторождения
Кумирное месторождение входит в состав Нижнетаежного рудного узла, расположенного в Прибрежной металлогенической зоне [7]. Узел характеризуется весьма сложным геологическим строением и состоит из ряда тектонических блоков с разной вертикальной амплитудой перемещения [2]. Развитые на его площади породы принадлежат двум структурным этажам: нижнему – терригенному (ранний мел) и верхнему – вулканогенному (поздний мел).
На месторождении проявлены породы верхнего структурного этажа, состоящего из стратифицированных эффузивно-пирокластических образований приморской (турон-кампан) и самаргинской (маастрихт) толщ (рис. 1). Приморская толща представлена агломератовыми, псефитовыми, псаммитовыми литокристаллокластическими туфами риолитов с обломками пород складчатого основания, игнимбритами, спекшимися псаммитовыми туфами с фьямме аргиллизированного вулканического стекла. На эффузивно-пирокластических породах приморской толщи согласно залегают вулканиты среднего и умеренно кислого состава самаргинской толщи. Стратифицированные вулканогенные образования прорваны штокообразными субвулканическими телами и дайками позднемелового и палеогенового возраста.
Рис. 1. Схематическая геологическая карта Кумирного месторождения (по материалам ОАО «Примгеология» с изменениями авторов). 1 – четвертичные отложения; 2 – приморская (K2 pr) и самаргинская (K2sm) толщи; 3 – штокообразные субвулканические тела и дайки позднемелового и палеогенового возраста; 4 – Малиновский гранитоидный массив (δ-γ K2-P); 5 – разрывные нарушения; 6 – рудные зоны
Эффузивно-пирокластические образования приморской и самаргинской толщ являются комагматами разноглубинных гранитоидных массивов, расположенных в рудном узле. К наиболее крупному из них, Малиновскому, пространственно тяготеют рудные зоны Кумирного месторождения с многометалльной минерализацией. Массив неоднороден по строению. Он сложен кварцевыми диоритами и биотитовыми порфировидными гранитами, в краевых частях массива переходящими в гранит-порфиры. По данным ОАО «Примгеология» возраст массива позднемеловой-палеогеновый. Датировки образцов кварцевого диорита и порфировидного гранита, укладывающиеся в возрастной интервал формирования массива, показали соответственно 64 ± 1 млн лет и 47 ± 2 млн лет [8].
Минералого-геохимическая характеристика рудных зон
На месторождении известно 19 рудных зон северо-западной, реже субширотной ориентировки протяженностью до 1,5 км, мощностью до 15 м. Исследования образцов из рудных зон Кумирного месторождения проводились в центре коллективного пользования Дальневосточного геологического института (ЦКП ДВГИ ДВО РАН). Образцы распиливались, а затем из них были сделаны серии рудных аншлифов и шлифов. Полученные материалы исследовались на микроскопе фирмы CARL ZEISS – AXIOPLAN 2. Составы выделенных из протолочек горных пород сульфидных, сульфосольных, в том числе впервые установленных серебросодержащих минералов, а также самородного серебра и золота выполнялись на рентгеноспектральном микроанализаторе JXA-8100 (аналитик Г.Б. Молчанова). В результате проведенных исследований выяснилось следующее.
Зоны состоят из серии крутопадающих сложноветвящихся серицит-гидрослюдисто-кварцевых жил, осевые части которых нередко сложены полупрозрачным кварцем, иногда гребенчатого строения. Руды относятся к мало- и умеренносульфидному типу. Прожилково-вкрапленная минерализация распространена весьма неравномерно, в отдельных частях жил доля рудных минералов может достигать 20 %. Зоны, по данным ОАО «Приморгеология», сопровождаются геохимическими ореолами, состоящими из Ag, Cu, Zn, Pb, Sn, Au, Sb, As, Bi, Mo, Mn, Cr, Ni, V, Cd, Te, Se, Ga, Ge.
Рудные минералы представлены сульфидами, сульфосолями, благородными металлами и оксидами. Сульфиды – пирит, халькопирит, галенит, сфалерит, арсенопирит, акантит, матильдит, аргиродит, канфильдит; сульфосоли – фрейбергит, пираргирит, полибазит, стефанит; благородные металлы – самородные серебро, золото и их интерметаллические соединения (кюстелит, электрум); оксиды – касситерит, магнетит, гематит. В таблице приводится химический состав некоторых серебросодержащих минералов.
Химический состав серебросодержащих минералов Кумирного месторождения (мас. %)
|
Рудные зоны |
S |
Fe |
Cu |
Zn |
Pb |
Sn |
Ag |
Au |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Неясная |
14,70 |
– |
– |
– |
– |
– |
22,88 |
19,60 |
|
Знойная |
16,87 |
– |
– |
– |
– |
2,43 |
73,76 |
– |
|
Зона № 2 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
1,24 |
98,49 |
|
Зона № 2 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
78,62 |
20,63 |
|
Кумирная |
12,29 |
0,30 |
– |
– |
– |
– |
85,50 |
– |
|
Водораздельная |
13,04 |
0,50 |
– |
– |
– |
– |
84,04 |
– |
|
Заманчивая |
21,22 |
3,50 |
15,7 |
3,80 |
0,21 |
– |
28,98 |
– |
|
Заманчивая |
20,71 |
4,50 |
14,4 |
2,30 |
– |
– |
34,35 |
– |
|
Кумирная |
17,23 |
– |
– |
– |
– |
0,82 |
59,36 |
1,89 |
|
Кумирная |
15,20 |
– |
0,16 |
– |
– |
– |
69,49 |
– |
|
Окончание таблицы |
|||||||
|
Sb |
As |
Ge |
Se |
Te |
In |
S |
Минерал |
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
40,37 |
– |
– |
– |
– |
– |
97,54 |
Матильдит |
|
– |
– |
6,10 |
– |
– |
– |
99,19 |
Аргиродит |
|
– |
– |
– |
– |
– |
– |
99,73 |
Золото |
|
– |
– |
– |
– |
– |
– |
99,25 |
Электрум |
|
– |
0,48 |
– |
0,50 |
– |
– |
99,66 |
Акантит |
|
– |
– |
1,40 |
– |
– |
– |
98,95 |
Акантит |
|
26,62 |
0,67 |
– |
– |
0,10 |
– |
100,78 |
Фрейбергит |
|
24,63 |
– |
– |
– |
– |
– |
100,88 |
Фрейбергит |
|
20,05 |
– |
– |
0,13 |
– |
– |
99,50 |
Пираргирит |
|
13,61 |
1,47 |
– |
0,55 |
– |
– |
100,48 |
Стефанит |
Примечание. Составы минералов определялись на рентгеноспектральном микроанализаторе JEOL JXA – 8100 в лаборатории рентгеновских методов исследований в Аналитическом центре ДВГИ ДВО РАН (аналитик Г.Б. Молчанова). – элемент не обнаружен.
Промышленную значимость руд месторождения определяет серебро-акантит-сульфосольная ассоциация. Ниже приводится краткая характеристика некоторых серебросодержащих минералов продуктивной ассоциации.
Акантит – основной серебросодержащий минерал рудных зон Кумирного месторождения. Он ассоциирует с пиритом, арсенопиритом, галенитом, сфалеритом, иногда образует в них мелкие микровростки или их замещает. Особенно показательно замещение акантитом ромбовидных зерен арсенопирита с образованием псевдоморфоз. Его срастания с сульфосолями серебра свидетельствуют о длительном периоде кристаллизации минерала. Отмечаются как близсинхронные с пираргиритом и полибазитом, так и более поздние его выделения – в виде кайм вокруг сульфосолей с признаками их коррозии. Из элементов-примесей в составе акантитов зафиксированы Cu, Fe, Sb, As, Bi, Ge, Te, Se, Cd.
Аргиродит ассоциирует с акантитом и полибазитом, образуя в них микровключения, реже находясь в тесном с ними срастании. В одной из рудных зон в его составе обнаружены Sn и Ge (см. таблицу).
Пираргирит, как и акантит, является одним из основных минералов серебра. Приурочен к интерстициям и микротрещинам в кварце, что обусловило ксеноморфную форму его выделений, размер которых колеблется от сотых долей до первых мм. Отмечается также в составе сложных полиминеральных агрегатов, состоящих из пирита, халькопирита, арсенопирита, галенита, сфалерита, фрейбергита, полибазита, стефанита, акантита, электрума. В пираргиритах обнаружены As, Cu, Fe, Zn, Se и Au.
Фрейбергит отмечается в срастаниях с другими сульфосолями серебра или образует мелкую вкрапленность ксеноморфных зерен в кварцевом матриксе. Реже наблюдается в виде тонких прожилков в полиминеральных скоплениях пирита, галенита, сфалерита и оторочек вокруг зерен сульфидов. Характер срастаний фрейбергита с другими минералами серебра показывает, что он является одним из ранних в серебро-акантит-сульфосольной ассоциации. В составе фрейбергита отмечен дефицит серы и присутствие As, Fe, Zn, Pb и Te.
Полибазит в кварцевом матриксе образует как мономинеральные выделения таблитчатой и интерстициальной формы, так и срастания с пираргиритом и акантитом. В его составе отмечаются Pb,Te и Se.
Стефанит присутствует в виде тонких прожилков в кварце в ассоциации с халькопиритом, акантитом и пираргиритом. В составе стефанита присутствуют Cu, As, Te и Se.
Самородное серебро в рудных телах представлено микровключениями в сульфидах. Размерность зерен колеблется от сотых до десятых долей миллиметра. В зоне гипергенеза встречается вторичное самородное серебро, ассоциирующее с гидроокислами железа.
Самородное золото в виде лапчатых, гребенчатых и комковидных форм размером от сотых до первых десятых мм, наблюдается в ассоциации с арсенопиритом и сульфосолями серебра. Его состав колеблется в широких пределах от низко- до высокопробных значений. В рудах присутствуют кюстелит и электрум. Средняя проба золота на месторождении – 831 0/00 [3].
Типы руд и зональность их размещения на Кумирном месторождении
Оруденение Кумирного месторождения, расположенного в бассейне руч. Носырев в юго-западном экзоконтактовом ореоле Малиновского гранитоидного массива. Минералого-геохимические исследования рудной минерализации позволили выделить шесть рудопрофилирующих элементов, определяющих металлогеническую специфику месторождения – Ag, Au, Cu, Zn, Pb, Sn. По данным геохимического опробования рудных зон, выполненного ОАО «Примгеология», нами рассчитаны средние содержания этих элементов в каждом рудном теле и построены круговые диаграммы их распределения. Анализ круговых диаграмм показал, что на месторождении проявлено три геохимических типа руд (рис. 2): олово-медно-серебряный (Sn-Cu-Ag), полиметалльно-серебряный (Zn-Pb-Ag) и золото-серебряный (Au-Ag).
Рис. 2. Круговые диаграммы распределения рудопрофилирующих элементов в рудных зонах Кумирного месторождения, построены с помощью программного комплекса Matlab
Наблюдается зональное размещение выделенных типов руд на площади местородения. Рудные тела с олово-медно-серебряной (Sn-Cu-Ag) и полиметалльно-серебряной (Zn-Pb-Ag) минерализацией тяготеют к юго-восточному экзоконтакту Малиновского гранитоидного массива, а золото-серебряное (Au-Ag) оруденение располагается на периферии экзоконтактового ореола (рис. 3). Появление в поле золото-серебряного оруденения блока с полиметалльно-серебряной минерализацией связано с тектоно-магматическими процессами, приведшими к эрозионному срезу верхней (золото-серебряной) части рудной колонны.
Рис. 3. Зональное размещение многометалльной рудной минерализации в пределах Кумирного месторождения. 1 – четвертичные отложения; 2 – Малиновский гранитоидный массив (δ-γ K2-P); 3 – тектонические нарушения; 4 – рудные тела; 5–7 – геохимические типы руд: 5 – олово-медно-серебряный (Sn-Cu-Ag); 6 – полиметалльно-серебряный (Zn-Pb-Ag); 7 – золото-серебряный (Au-Ag)
Установленная последовательная смена геохимических типов руд от Малиновского массива в юго-западном направлении соответствует латеральной зональности, которая в свою очередь является отражением вертикальной, когда олово-медно-серебряная минерализация (Sn-Cu-Ag) на отметках 150–200 м в долине р. Таежной сменяется на полиметалльно-серебряную (Zn-Pb-Ag) на отметках 200–500 м, а затем вблизи водоразделов с отметками 500–700 м на золото-серебряную (Au-Ag).
Таким образом, на Кумирном месторождении серебра в 500-метровом интервале проявлена вертикальная геохимическая зональность оруденения (рис. 4). Установленное распределение многометалльной минерализации по вертикали рудной колонны в целом соответствует зональности на уникальном серебряном месторождении Гуанохуато [9, 10], однако вертикальный размах ее распространения значительно меньше.
Рис. 4. Схема вертикальной зональности многометалльного оруденения на Кумирном месторождении. 1 – соотношение рудопрофилирующих элементов в рудных телах; 2–4 геохимические типы руд: 2 – золото-серебряный (Au-Ag), 3 – полиметалльно-серебряный (Zn-Pb-Ag), 4 – олово-медно-серебряный (Sn-Cu-Ag). Рудные минералы: Py – пирит, Pyr – пирротин, Mag – магнетит, Gem – гематит, Asp – арсенопирит, Lel – леллингит, Sf – сфалерит, Gal – галенит, Mat – матильдит, Cpx – халькопирит, Cas – касситерит, Wol – вольфрамит , Act – акантит, Pol – полибазит, St – стефанит, Pyr – пираргирит, Can – канфильдит, Cer – кераргирит, Fre – фрейбергит, Pru – прустит, Arg – аргиродит, Ag – самородное серебро, Au – самородное золото, El – электрум, Сys – кюстелит
Заключение
Для Кумирного месторождения серебра характерна многометалльность оруденения. Выделено три геохимических типа руд: олово-медно-серебряный (Sn-Cu-Ag), полиметалльно-серебряный (Zn-Pb-Ag) и золото-серебряный (Au-Ag). В размещении многометалльного оруденения установлена вертикальная и латеральная зональность. Вертикальная обусловлена развитием выделенных типов руд на различных гипсометрических уровнях: олово-медно-серебряного в интервале 150–300 м, полиметалльно-серебряного – 300–500 м, и золото-серебряного – 500–700 м. Латеральная зональность оруденения является отражением вертикальной, и смена типов руд связана с гипсометрическими отметками поверхности рудного поля, а также его блоковым строением.