Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,976
MINERALOGY OF GOLD ORE FORMATIONS OF THE SHAKHTNOE DEPOSIT (CENTRAL KOLYMA REGION)
Введение
Золоторудное месторождение Шахтное расположено в Сусуманском районе Магаданской области. Исследуемая территория локализована в пределах Урьинского рудного поля Берелехского рудного узла, являющихся частью Яно-Колымского орогенического пояса.
С 1930-х гг. данный район известен уникальной Чай-Урьинской россыпью золота, а коренное золото было обнаружено в 1974–1976 гг. при проведении прогнозного бурения (Н. В. Хандожко), в результате которого была выявлена слабая, неравномерная золотоносность даек, размещенных в мощной зоне дробления. На основании последующих поисковых работ (Е. Г. Дубинин, 1996; И. В. Малевич, 1999) была предложена гипотеза о локализации золотого оруденения в крутопадающих кварцево-жильных телах, оперяющих зону Главного Чай-Урьинского разлома. Геологами В. В. Петуховым и др., проводившими поисковые работы в пределах Чай-Урьинской перспективной площади в 1997–2002 гг., впервые обоснована комплексная модель формирования и размещения золотого оруденения жильно-прожилкового, прожилкового и дайкового геолого-промышленных типов. По результатам интерпретации геологических, геофизических и геохимических данных было выявлено перспективное Чай-Урьинское рудное поле, в пределах которого оконтурены три прогнозные зоны. Основные промышленно важные объекты рудного золота Чай-Урьинской площади были открыты и изучались в 2016–2018 гг. ООО «ГРК БарГолд», ООО «Золотодобывающая корпорация», ООО «Статус». К ним относятся рудопроявления Верхний Власыч, Нижний Власыч и месторождение Шахтное, которые в настоящее время объединены в единое Урьинское рудное поле.
Актуальность исследований определяется тем, что в пределах Урьинского рудного поля и всего Берелехского рудного узла продолжаются поиски новых рудных тел и необходимы надежные прогнозные признаки для их обнаружения, в том числе явно выраженные минералогические. Несмотря на многолетнее изучение территории, остаются спорными вопросы о рудогенерирующей роли даек, стадийности рудных и предрудных гидротермальных и метасоматических процессов, парагенетических ассоциациях минералов и формах нахождения золота в рудных телах.
Наиболее значимый объект Урьинского рудного поля, месторождение Шахтное, в настоящее время эксплуатируется карьерным способом и наиболее открыто для изучения, поэтому выбрано нами в качестве эталонного объекта для проведения минералогических исследований.
Цель исследования – определение минерального состава и парагенетических ассоциаций руд, локализованных в березитизированных дайках диорит-порфиритов месторождения Шахтное.
Материалы и методы исследования
Материалом для исследования являлись выходы рудоносной свиты даек, представляющих собой главное рудное тело месторождения Шахтное и вскрытых в карьере «Шахтный» на горизонте 25–35 м.
Методика исследования включала полевые работы, аналитические исследования, обзор и анализ литературных источников и фондовых геологических материалов.
Во время полевых работ осуществлялось детальное обследование месторождения, геологическая документация и опробование рудных зон. Особое внимание уделялось комплексному изучению крутопадающих рудоносных даек с отбором типовых образцов по разрезам главного рудного тела и его апофиз, а также вмещающих пород. Поисковые маршруты проводились в пределах всей Чай-Урьинской площади, что позволило получить общие представления об особенностях рудной минерализации района в целом.
При аналитических исследованиях типовых образцов руд месторождения Шахтное применялись минераграфический, рентгеноспектральный микрозондовый анализы, метод масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и лазерной абляцией (LA-ISP-MS). В исследованиях использовались рудный микроскоп ЛОМО ПОЛАМ Р-312 (Институт наук о Земле ЮФУ), растровый электронный микроскоп Tescan Vega II LMU, энергодисперсионный микроанализатор INCA Energy 450 XT и волнодисперсионный микроанализатор INCA Wave 700 (ЦКП «Центр исследований минерального сырья и состояния окружающей среды» ЮФУ), масс-спектрометр Thermo XSeries с системой лазерного проотбора New Wave Up213 (Лаборатория анализа минерального вещества ИГЕМ РАН).
При минераграфических исследованиях полированных шлифов руд проводилась диагностика главных, второстепенных и редких минералов с определением их морфологических взаимоотношений, а также выделялись генерации и парагенетические ассоциации минералов на основании перерывов в минералообразовании. Одновременность и последовательность образования минералов выявлялись по структурно-морфологическим признакам (наличии аллотриоморфных срастаний, метакристаллов и метазерен, признакам коррозии и замещения, пересечения, дробления). С помощью микрозондовых анализов подтверждались первичные минералогические данные, уточнялся состав минералов, выявлялись мелкие выделения сульфидов и самородного золота. Использование LA-ISP-MS метода позволило установить наличие и распределение элементов примесей в главных сульфидных минералах руд – пирите и арсенопирите.
Результаты исследования и их обсуждение
Месторождение Шахтное относится к Урьинскому рудному полю в юго-восточной части Яно-Колымского орогенного пояса и приурочено к сочленению двух региональных структур: Ильяни-Дебинского мегасинклинория и Аян-Юряхского антиклинория, сочленяющихся по Чай-Урьинскому глубинному разлому [1]. Локализацию золоторудных объектов Урьинского рудного поля определяет Главная Чай-Урьинская зона разломов, которая имеет северо-западное простирание, ширину 4–6 км и сопровождается зоной интенсивного смятия и кливажа. На территории развиты терригенные, вулканогенно-терригенные отложения от позднепермского до среднеюрского возраста. Тектоническую структуру района подчеркивают многочисленные дайки кислого состава позднеюрского, позднеюрского-раннемелового и раннемелового возраста, представленных соответственно тремя комплексами: диоритовым нера-бохапчинским (J3nb), диорит-гранит-гранодиоритовым басугуньинским (J3b) и гранодиорит-гранитовым таскыстабытским (K1tk).
С позднеюрскими и меловыми интрузивными комплексами гранитоидного состава связывается большинство плутоногенно-гидротермальных месторождений золота Яно-Колымской металлогенической провинции [2–4].
Дайки диорит-порфиритов наиболее древнего позднеюрского нера-бохапчинского комплекса являются рудоносными на месторождении Шахтное и рудопроявлении Верхний Власыч. Они отличаются интенсивными метасоматическими преобразованиями березитового типа. Первичный состав даек устанавливается только по реликтовым структурам, а сами дайки почти нацело сложены вторичными минералами.
Помимо золотоносных даек в пределах Урьинского рудного поля обнаружены линейные минерализованные зоны дробления в осадочных породах с многочисленными кварцевыми телами сложной формы ветренского типа [5] в сочетании с параллельными или оперяющими жилами.
Геологические особенности месторождения Шахтное. Месторождение Шахтное вскрыто карьером, на котором ведется промышленная добыча золота. Рудная минерализация локализована в пределах субпараллельных метасоматически измененных даек диорит-порфиритов, которые пересекаются мощной тектонической зоной. Дайки контролируются разломами северо-западного простирания, которое примерно совпадает с простиранием вмещающих осадочных пород. Вмещающие породы представлены триасовыми алевролитами, углеродистыми аргиллитами с редкими прослоями алевролитов и песчаников.
Рудоносные крутопадающие дайки группируются в свиты, мощностью в центральной части месторождения около 80 м, а на флангах – 20–40 м. Число даек в свитах колеблется от 5 до 12; мощность отдельных даек 1–10 м; прослеженная протяженность по простиранию – до 2000 м, по падению – до 200 м. Обследование фрагмента главного рудного тела в стенке карьера показало, что метасоматически измененные диорит-порфириты перемежаются с маломощными (до первых метров) полосами вмещающих осадочных пород: черных аргиллитов с прослоями известковых песчаников. Дайки содержат осветленные участки с кварцевыми метасоматитами, а также зоны дробления и катаклаза с лимонитизацией и штокверковым кварцевым прожилкованием. Золотое оруденение приурочено к наиболее окварцованным участкам березитизированных даек с пересекающимися паукообразными кварцевыми прожилками и вкрапленной сульфидизацией (рис. 1). В рудных столбах в пределах даек кварц составляет 30–40 %, а иногда до 70 % объема пород. Распределение золота в зонах окварцевания неравномерное (от одного до десятков г/т).
В целом месторождение Шахтное относится к дайковому типу, когда рудными телами являются сами окварцованные и минерализованные дайки [6–8]. Дайковый тип золоторудных объектов широко распространен на территории Северо-Востока России [9, 10].
Минералогия рудных образований. Минеральный состав руд определяется преобладанием жильного кварца с вкрапленностью и гнездами сульфидов (от первых процентов до 5–7 %), наличием видимого мелкого и среднего самородного золота, а также тонкодисперсного золота в пирите и арсенопирите. Среди сульфидов наибольшее распространение имеют пирит и арсенопирит, в резко подчиненных количествах присутствуют сфалерит, галенит, халькопирит и блеклые руды (рис. 2). По данным микроскопических исследований в работе [11] в рудных образованиях месторождения Шахтное отмечался также пирротин.
Рис. 1. Типовые образцы из рудоносной дайки: а – окварцованный диорит-порфирит с вкрапленностью сульфидов; б – сетчато-кварцевые прожилки в березитизированных диорит-порфиритах; в – пирит в кварцевом прожилке Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования
Рис. 2. Сульфидные минералы в кварцевых жилах и метасоматитах:а, б – микрофотографии в отраженных электронах: а – метакристаллов пирита-1 (Py I), и мышьяковистого пирита-2 (Py II), б – метазернистые выделения галенита (Gn) по трещинам в пирите-1; в, г – фото аншлифов: в – метакристалл арсенопирита (Apy) на контакте кварцевого прожилка (Q) и метасоматита; г – пирит-1 с микропрожилками и метазернами сфалерита (Sph) с коррозионными границами Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования
Пирит является главным сульфидным минералом, наблюдается в зернах размером 0,02–5 мм и представлен двумя генерациями (рис. 2, а). Пирит-1 наблюдается в виде вкрапленности в березитизированных диорит-порфиритах, кварцевых метасоматитах. Ранний пирит часто катаклазирован, пересекается кварцевыми прожилками, содержит тонкие просечки и метазерна сфалерита, галенита с коррозионными границами. Пирит-2 также образует метазерна и метакристаллы в метасоматитах, но для него характерны более белая окраска в отраженном свете, аллотриоморфные срастания с зернами жильного кварца, сфалеритом и самородным золотом. По данным микрозондового анализа главным отличием пирита-2 от пирита-1 является повышенное содержание As до 10 мас. %.
Арсенопирит отличается ромбовидными сечениями кристаллов (рис. 2, в), длинно призматическими формами, яркой белой окраской и анизотропией в отраженном свете. Размер кристаллов 0,05–1,5 мм. Характерна приуроченность арсенопирита к зонам кварцевого прожилкования. Срастания кубических кристаллов позднего пирита с ромбическими кристаллами арсенопирита указывает на их близко одновременное образование.
Рис. 3. Самородное золото (Au) c кварцем (Q) и пиритом (Py) в главном рудном теле месторождения Шахтное: а – фото фрагмента образца кварцевой жилы с вкрапленностью золота; б – микрофотография выделений золота в срастании с мышьяковистым пиритом в отраженных электронах Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования
Сфалерит наблюдался в виде мелких единичных зерен (размером 0,0002–0,5 мм) совместно с пиритом-2, а также в прожилках кварца. Является более поздним по отношению к пириту-1, так как пересекает его в виде прерывистых микропрожилков и метазерен с коррозионными заливообразными границами (рис. 2, г).
Галенит – по количеству, размеру выделений и морфологическим особенностям аналогичен сфалериту. Метазерна галенита (размером от 20–50 мкм до 0,01 мм) с коррозионными границами приурочены к микротрещинам в пирите-1 (рис. 2, б).
Халькопирит и блеклые руды являются редкими минералами, встречаются в виде единичных мелких зерен (менее 0,1–0,5 мм) в кварцевых прожилках. Минералы, представленные сульфидами меди, часто образуют срастания с самородным золотом.
Золото наблюдалось в свободном состоянии в виде зерен (0,01–20 мм) и гнездообразных скоплений до 5 см в поперечнике (рис. 3, а). Видимое золото локализовано преимущественно в кварцевых жилах и прожилках, которые образуют штокверки в метасоматически измененных дайковых телах. Отмечались срастания золота с мышьяковистым пиритом второй генерации (рис. 3, б), халькопиритом, галенитом, блеклыми рудами. Пробность золота по данным микрозондового анализа – 887–881, примесь серебра – в среднем 11,5 %.
Тонкодисперсное золото в мышьяковистом пирите-2 и арсенопирите было обнаружено при проведении анализа рудных минералов методом LA-ISP-MS.
На рис. 4, а, показано, что в катаклазированном пирите первой генерации (с кварцевыми прожилками по трещинам) основными элементами являются Fe и S. Арсенопирит (рис. 4, б) отличается ярко выраженной линией As и примесью Au (0,235 ppm). Выдержанный характер линии золота во время абляции свидетельствует о том, что золото, вероятно, присутствует здесь в виде изоморфной примеси. В пирите-2 (рис. 4, в) отмечаются повышенные содержания As, а также золота (0,028 ppm) в виде неравномерно рассеянных микровключений.
Анализ полученных данных позволяет выделить две главные стадии постмагматического минералообразования: метасоматическую и рудную гидротермальную. Пирит-1 является ранним рудным минералом и, возможно, относится к предрудной метасоматической (березитовой) стадии. В гидротермальную стадию формировались минералы золоторудной парагенетической ассоциации: жильный кварц, золотоносный мышьяковистый пирит-2, золотоносный арсенопирит, самородное золото, галенит, сфалерит, халькопирит, блеклые руды. Невидимое золото в рудно-гидротермальном мышьяковистом пирите характерно для золото-кварцевых месторождений Колымского района [12, 13] и может быть обусловлено присутствием наноразмерных частиц золота [14].
Рис. 4. Результаты исследований рудных минералов методом LA-ISP-MS: а – пирит-1 (Py I), катаклазированный с кварцевыми прожилками (Q); б – арсенопирит (Apy) с изоморфной примесью золота в кварцевом метасоматите (Q) c карбонатами (Cc), в – мышьяковистый пирит-2 (Py II) с тонкодисперсным золотом Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования
Проведенные исследования подтверждают, что руды месторождения Шахтное относятся к золото-кварцевой формации. Данный тип широко представлен на месторождениях региона и отличается хорошей извлекаемостью золота из руд: до 92–98 % [15].
Отчетливая связь Au с As характерна для малосульфидной золото-кварцевой формации, что является основанием для поисков золота по геохимическим аномалиям мышьяка. Однако в пределах Урьинского рудного поля, при наличии аномалий As, часто не обнаруживают промышленных скоплений золота. Это свидетельствует о том, что наличие арсенопирита, в котором золото присутствует в виде изоморфной примеси, является благоприятным, но недостаточным признаком для поисков богатых руд. Изучение месторождения Шахтное показало, что рудные столбы в минерализованных дайках обязательно содержат видимое свободное золото в жильном кварце в ассоциации с мышьяковистым пиритом второй генерации и разнообразными сульфидами. Поэтому более достоверными для геохимических поисков золотого оруденения на данной территории будут комплексные аномалии As-Cu-Pb-Zn.
Заключение
Месторождение Шахтное относится к дайковому типу и золото-кварцевой малосульфидной формации. Скопления золота и сульфидов в рудных столбах приурочены к кварцевым сетчато-прожилковым, паукообразно-прожилковым зонам в березитизированных дайках диорит-порфиритов.
Рудные минералы образуются в две постмагматические стадии: предрудную метасоматическую (пирит первой генерации) и рудную гидротермальную (самородное золото, золотоносный мышьяковистый пирит второй генерации, золотоносный арсенопирит, сфалерит, галенит, халькопирит, блеклые руды). К поисковым признакам рудного золота необходимо относить комплексные геохимические аномалии As c Cu, Pb и Zn.
Полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования и поисков рудного золота в Урьинском рудном районе и на сопредельных территориях Центрально-Колымского региона.
Conflict of interest
Financing
Библиографическая ссылка
Чепурнов И. А., Грановская Н. В. МИНЕРАЛОГИЯ ЗОЛОТОРУДНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ШАХТНОЕ (ЦЕНТРАЛЬНО-КОЛЫМСКИЙ РЕГИОН) // Успехи современного естествознания. 2026. № 4. С. 78-84;URL: https://natural-sciences.ru/en/article/view?id=38503 (дата обращения: 03.05.2026).
DOI: https://doi.org/10.17513/use.38503