CC BY
108
УДК 553.411.071: 550.4
ОБЪЁМНАЯ ГЕОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕЗОТЕРМАЛЬНОГО ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЧЁРТОВО КОРЫТО (ПАТОМСКОЕ НАГОРЬЕ)
Р.Ю. Гаврилов, И.В. Кучеренко, В.Г. Мартыненко*, А.В. Верхозин*, Т.Е. Мартынова
Томский политехнический университет E-mail: [email protected] *ООО «Ленская золоторудная компания», г. Бодайбо E-mail: [email protected]
Продолжена серия публикаций, посвящённых результатам структурно-динамического, минералого-петрохимического и геохимического исследования нового золоторудного месторождения Чёртово Корыто. Приведены данные о распределении рудогенных элементов (Au, Ag, As) в объёме рудовмещающего метасоматического ореола, образованного в раннепротерозойской толще чёрных сланцев - михайловской свите Патомского нагорья. Показано изменение в рудовмещающем субстрате пробы золота, силы корреляционных связей золота с сопутствующими металлами. Обсуждаются генетические аспекты образования месторождения.
Ключевые слова:
Месторождение Чертово Корыто, метасоматический ореол, березиты, геохимический ореол, золото, серебро, мышьяк, геоло-го-геохимическая модель.
Введение
Месторождение Чёртово Корыто принадлежит к совокупности золоторудных объектов, образованных в толщах углеродистых терригенных (чёрных) сланцев разного возраста и, подобно другим золотым месторождениям «сланцевого» типа, обладает полным комплектом признаков геологогенетической однородности с месторождениями, залегающими в кристаллическом субстрате, - в гранитах, вулканитах, габбро, ультраметаморфитах и других [1-3]. По мере накопления новых фактов авторам становится очевидным, что квалификация месторождений «сланцевого» типа в целом как ме-таморфогенно-гидротермальных, образованных в результате и благодаря экстракции растворами разного происхождения металлов (золота) из вмещающих и/или окружающих пород, а по этому признаку - противопоставление их образованным в кристаллических породах, представляет один из эпизодов на тернистом пути познания процессов рудо-образования, который останется в прошлом, а в будущем, возможно, ограничится лишь частными случаями заимствования металлов из стратифор-мной вулканогенно-осадочной или гидротермально-осадочной минерализации в сланцах.
В совокупности доказательств геолого-генети-ческой однородности золотых месторождений «сланцевого» и «несланцевого» типов существенное значение имеют геохимические данные [1, 4]. Ранее на ряде примеров приведено обоснование представления об образовании месторождений того и другого типа в не специализированном на золото и сопровождающие его металлы субстрате [4]. Содержание металлов во вмещающих и окружающих рудные поля породах до начала рудообразова-ния отвечают кларковым, - 0,7...1,2 мг/т в чёрных сланцах, гранитах, мигматитах, гнейсах и других породах, слагающих разные месторождения (Ке-дровское, Ирокиндинское, Каралонское, Богоди-
канское и др.). Распределение металлов в около-рудном, межрудном пространстве подчиняется околорудной метасоматической зональности с наибольшим обогащением ими тыловых зон метасо-матических ореолов, увеличением здесь золото-серебряного отношения, усилением корреляционных связей золота с другими металлами до значений, свойственных рудным телам. Выявлена прямая зависимость контрастности аномалий от содержаний металлов, прежде всего золота, в рудах. Эти факты доказывают синхронное образование околорудных метасоматических, геохимических ореолов и руд в результате рудообразующих процессов, обогащение околорудного рудовмещающего пространства металлами, поступавшими с металлоносными растворами извне.
Геохимия рудогенных элементов в месторождении Чёртово Корыто изучена в двух аспектах, - в плане реконструкции геологической истории металлов в рудовмещающем и прилегающем пространстве и в плане выявления объёмной структуры итогового рудовмещающего геохимического ореола, пространственно-временных и причинноследственных соотношений с ним рудных тел.
Геологическая история металлов в горных породах месторождения реконструирована посредством применения специальной методики петролого-геохимических исследований, предполагающей, в частности, штуфное опробование по видам пород с учётом региональной метаморфической и около-рудной метасоматической зональности, и удаление из проб жильно-прожилкового кварцевого материала, заключающего в себе значительную часть золота. Первое обеспечивает формирование выборок для статистических расчётов как минимум двух уровней, максимально возможное приближение расчётных значений дисперсии распределения содержаний металлов в породах к реальным при минимальном эффекте сглаживания и реконструк-
цию поведения металлов от этапа образования пород и при последующих их преобразованиях, второе исключает неприемлемое с точки зрения чистоты эксперимента влияние массы золота, сосредоточенного в прожилках, на содержание его в породах при том, что распределение прожилков-трещин подчиняется своим законам и нередко не соотносится с интенсивностью околорудных изменений пород и, как следствие, с их золотоносностью. Результаты согласуются с полученными ранее [4] и опубликованы в [1]. Тот факт, что содержания золота в исходных породах от первых мг/т возрастают лишь до десятков мг/т в метасоматитах с сульфидами тыловых зон ореола при содержании золота в рудах до первых - многих г/т, свидетельствует о том, что основные носители промышленных количеств золота, как отмечалось выше, - кварцевые жилы и прожилки.
Итак, суждение о внепородных источниках сосредоточенного в рудах золота и другие приведённые выше генетические выводы были бы невозможны в случае включения материала золотоносных кварцевых прожилков в пробы. Напротив, чтобы получить картину распределения золота и сопровождающих его элементов в объёме итогового геохимического ореола, часть которого составляет рудное тело, дать генетическую интерпретацию его структуры и выявить положение в нём рудных тел, не имеет принципиального значения принадлежность проб к определённому виду (разно -видности) пород и к минеральным зонам ранних региональных метаморфических и поздних околорудных метасоматических ореолов. В этом случае опробуется весь материал.
Создание объёмной геолого-геохимической модели месторождения, описанию и обсуждению которой посвящена данная статья, обеспечивается равномерной сетью разведочных вертикальных колонковых скважин глубиной до 250 м, пройденных по сети 50x50 м, выборочно 25x25 м, и вскрывших рудовмещающий блок на надрудных, рудных и по-друдных уровнях, а также 100 %-м выходом керна и его непрерывным секционным опробованием с интервалом 1 м. На поверхности рудные тела и вмещающие породы вскрыты траншеями через
50...100 м длиной до 350 м, в которых породы и руды непрерывно опробованы бороздовым способом.
Все аналитические работы выполнены в лицензированных и аккредитованных лабораториях. Содержание золота определялось пробирным методом в аналитических лабораториях ЗАО «Тонода» Ленской золоторудной компании и ОАО «Первенец», чувствительность метода 0,1 г/т. Контроль осуществлялся в аналитической лаборатории ОАО «Иргиредмет» (г. Иркутск), здесь же определялось золото и серебро методом атомной абсорбции с чувствительностью 0,01 г/т. Мышьяк и другие цветные металлы определялись в аналитической лаборатории Бодайбинской экспедиции эмисси-
онным спектральным методом. Минеральные микропримеси руд диагностировались в сканирующем электронном микроскопе 1БМ-35 с приставкой КБУБХ, химические составы минералов, в том числе самородного золота, определялись методом энергодисперсионной спектрометрии в Аналитическом центре Института геологии и минералогии СО РАН (г. Новосибирск), аналитик к.г.-м.н. Л.В. Агафонов.
1. Краткий очерк геологического строения и минерального состава руд месторождения Чёртово Корыто
Месторождение расположено на севере Патом-ского нагорья в бассейне реки Б. Патом - правого притока реки Лены в среднем её течении (рис. 1). В результате детальной геолого-экономической оценки месторождения на завершающем этапе в 2005-2007 гг. утверждённые в ГКЗ при Правительстве России запасы золота составили 103 т.
Рис. 1. Географическое расположение месторождения Чертово Корыто
Геологическое строение месторождения, петро-лого-геохимические черты рудовмещающего мета-соматического ореола описаны ранее [1, 3], поэтому ниже приведены краткие сведения по перечисленным вопросам, достаточные для понимания условий залегания и структуры геохимического ореола и рудного тела в нём.
Месторождение входит в состав Артемьевского рудного поля, включающего также Желтухтинско-Михайловскую и Верхне-Желтухтинскую золоторудные зоны, расположенные восточнее. Все золоторудные объекты залегают в терригенных углеродистых сланцах раннепротерозойской михайловской свиты мощностью 1200 м и контролируются северо-северо-западными (350°) складчато-разлом-ными зонами типа взбросо-сдвигов с падением сместителей в западном направлении. Толща чёрных сланцев в составе ритмично чередующихся в разрезе мелкозернистых, разнозернистых песчаников, алевролитов, аргиллитов собрана в открытую
синклинальную сохранившуюся от эрозии в при-замковой части брахискладку субширотного простирания с пологим (от субгоризонтального до
10...20°) залеганием слоёв осадочных пород. Суб-широтное простирание северного падающего на юг крыла складки на восточном фланге месторождения постепенно сменяется на меридиональное с падением слоёв горных пород на запад, а на юге - на восток-северо-восточное с падением слоёв на северо-северо-запад (рис. 2). Складка осложнена многочисленными флексурами при протяжённости изгибов от первых до нескольких десятков метров.
На этапе раннепротерозойской складчатости и последующем образовании складчато-разломной зоны возникали и обновлялись многочисленные синскладчатые и эпигенетические межслоевые и внутрислоевые поверхности рассланцевания и трещиноватости сколового типа, впоследствии служившие путями движения металлоносных растворов. Складчато-разломная зона сочленяется с известным в районе Амандракским глубинным разломом. Глубинный статус той и другой структуры доказывается участием в составе сланцевой толщи базитовых даек и контрастными аномалиями в бе-резитоидах тыловых зон рудовмещающего метасо-матического ореола ассоциации фемофильных элементов (Р, И, М£, Fe, Мп, Са) - вестников мантийных глубин [1].
В объёме месторождения и его ближайшей восточной периферии сочетаются две разломных структуры более высокого, чем складчато-разлом-ная зона, порядка - крутопадающий (около 60°) разлом северо-северо-западного, то есть согласного зоне простирания, падающий в запад-юго-за-падном направлении, и оперяющая его в висячем (западном) боку пологопадающая (до 20°) в том же направлении рудовмещающая зона разуплотнения пород (рис. 2). Зона разуплотнения, согласная с разломом по простиранию, в направлении падения, на северном и южном флангах месторождения, разветвляясь, постепенно выклинивается, на восточном фланге снята эрозией. Разуплотнение, т. е. достижение высокой проницаемости пород, обеспечивается сочетанием множества согласных слоистости поверхностей и сколовых трещин, на определённом гипсометрическом уровне испытавших отслоение, и некоторого дополнительного количества открытых трещин отрыва, возникших на предрудном этапе функционирования крутопадающего разлома, выполнявшего функции оперяемого пологой зоной разуплотнения рудоконтролирующего и раствороподводящего. Последнее доказывается образованием в его непосредственном обрамлении (висячем боку) крупнообъёмного зонального рудовмещающего метасоматического ореола с заключённым в нём рудным телом, с постепенным, по мере удаления от разлома на запад, ослаблением околорудных изменений пород вплоть до уровня фронтальной (внешней) зоны ореола и постепенным выклиниванием рудного те-
ла, кварцево-жильно-прожилковои и прожилково-вкраплённой кварцево-сульфидной и сульфидной минерализации.
Рис. 2. Схема геологического строения месторождения Чертово Коры1то: 1) плохо отсортированные серые до темно-серых, от тонко- до среднезернистых, неяснослойчатые грубослоистые полевошпат-кварцевы>е песчаники, алевро-песчаники, углеродистые и безу-глеродистые; 2) плохо отсортированные темно-се-ры1е разнозернистые, от мелко- до крупнозернистых тонкослойчаые до грубослоистых полевошпат-квар-цевы1е алевролиты!, песчанистые алевролиты, углеродистые и безуглеродистые; 3) аргиллитыы серицито-вые с незначительным (до 25 об. %) содержанием или отсутствием обломочной фракции песчаной и/или алевритовой размерности, углеродистые и безуглеродистые; 4) азимут и угол падения слоев; 5) область сульфидной минерализации; 6) зоны тонкого рассланцевания и дробления пород; 7) тыловые зоныы (хлоритовая, альбитовая, березитовая) рудовмещающего метасоматического ореола; 8) рудоконтролирующий разлом
В отсутствие геологических границ рудного тела контуры его, определяемые по данным непрерывного опробования, в той или иной степени изменяются в зависимости от принятых геолого-экономи-ческих кондиционных показателей. Тем не менее, справедливо и то, что ими очерчен объём недр, наиболее насыщенный минерализацией, - породами с сульфидной вкраплённостью, золотоносными кварцевыми жилами, прожилками, объёмы которых максимальны в наиболее раздробленных породах и которые в основном определяют промышленную золотоносность руд. Следовательно, в генерализованном виде контуры и форма рудного тела могут быть использованы в обсуждении и реконструкции условий рудообразования и формирования объёмного геохимического ореола месторождения.
При бортовом и среднем промышленном содержании золота соответственно 0,5 и 1,83 г/т рудное тело представляет собой залежь протяжённостью вдоль рудоконтролирующего и раствороподводящего разлома (аз. 350°) 1300 м, мощностью до 140 м и протяженностью по падению до 500 м (рис. 5). Ширина выхода рудной залежи на поверхность в восточной части месторождения достигает 200 м. По простиранию залежь горизонтальна, в центральной части месторождения согласна стратификации, на северном и южном флангах конту-
ры её пересекают стратификацию под острыми углами. Среднее содержание золота в кварцевых прожилках и жилах центральной части месторождения составляет 9,27 г/т при частных значениях от «следов» до 125 г/т, на южном фланге - 2,36 г/т при вариациях от «следов» до 14 г/т, на северном фланге - 2,85 г/т. В трех направлениях, - северном, западном, южном промышленная золотоносность жил и прожилков кварца постепенно сменяется непромышленной, и далее кварц становится слабо-или незолотоносным.
Рудовмещающая зона, а, следовательно, и рудная залежь месторождения залегают в крупнообъемном зональном метасоматическом ореоле, сложенном метасоматически измененными, ранее регионально метаморфизованными, терригенными породами и образованными по ним метасоматита-ми. Объём ореола, выходящий за пределы вскрытого всеми скважинами объёма земной коры, определяется образованием его в ближнем обрамлении (висячем боку) раствороподводящего рудоконтролирующего разлома и пропитыванием пород значительными массами металлоносных растворов, заполнявших под давлением множество растворораспределяющих межслоевых швов и трещинно-поровое пространство горных пород. Фиксируемая неравномерность распределения метасоматиче-
ских минеральных ассоциаций, включая сульфидные с золотом, обусловлена разной степенью проницаемости межслоевых швов рассланцевания -каналов, в обрамлении которых образованы тыловые зоны метасоматического ореола, и меньшей проницаемостью пород в межшовном пространстве, где степень их изменений снижается.
Минеральные ассоциации этапа рудообразова-ния включают в закономерно изменяющихся наборах и количественных соотношениях кварц, серицит, альбит, лейкоксен, рутил, карбонаты, кероген, актинолит или хлорит, сульфиды, золото. Они подчиняются определенному порядку минералого-пе-трохимической зональности с многократной сменой по литорали и вертикали минералого-петрохи-мических зон: внешней (фронтальной), углеродистой, хлоритовой, альбитовой, внутренней (тыловой) березитовой. В направлении к тыловой зоне уменьшается набор минералов, но возрастает объем минеральных новообразований. Фронтальная зона сменяется смежной углеродистой на границе полного растворения метаморфического биотита, углеродистая зона хлоритовой - на границе полного окисления (и отгонки) керогена. Переход хлоритовой зоны в альбитовую сопровождается полным растворением хлорита, на границе альби-товой и березитовой зон исчезает альбит.
Основной объём ореола сложен черными, темно-серыми, серыми метасоматически измененными сланцами углеродистой зоны. Породы трех тыловых зон имеют массивное сложение и, лишенные керогена, всегда осветлены до зеленовато-серого в хлоритовой и светло-серого цветов в альби-товой и березитовой зонах. Тыловые зоны, образованные, как отмечалось, вдоль межслоевых швов, многократно повторяются в разрезе промежуточной углеродистой зоны и имеют несопоставимо меньшие сравнительно с углеродистой зоной мощности. Последние уменьшаются от хлоритовой зоны (многие метры) к альбитовой (десятки см) и далее к березитовой (первые см...первые десятки см).
Гидротермально измененные породы рудовмещающего метасоматического ореола содержат три последовательно сменявших один другой во времени рудно-минеральных комплекса: пирит-пирро-тиновый, золото-арсенопирит-пирит-пирротино-вый и золото-галенит-сфалерит-халькопиритовый с микропримесью ранних кобальтина, джулукули-та, ульманита, валлериита, теллуровисмутита, самородных свинца и тонкодисперсного золота (рис. 3, 4). В составе каждого из них отложен преобладающе ранний кварц с последующим сопровождением более поздних сульфидов, золота и карбонатов. Комплексы отвечают стадиям рудообразующего процесса, реализованного в температурном диапазоне 500...150 oq определенном по данным изучения газово-жидких включений в кварце. По результатам изучения зависимости содержания в арсенопирите мышьяка от температуры его образования [8] температурный диапазон минералооб-
разования составляет 490...170 °С с массовым отложением арсенопирита в интервале 380...360 °С.
2. Распределение металлов в объеме
рудовмещающего метасоматического ореола
Отложение рудного вещества сопровождалось образованием ореола рассеяния золота и сопутствующих ему металлов. Низкие и даже исчезающе малые содержания в рудовмещающем метасомати-ческом ореоле и рудах сульфидов - носителей большинства цветных металлов Си, 2п, РЬ, N1, Со и других прямо коррелируют с низкими содержаниями последних в геохимическом ореоле. Это доказывается расчетами параметров распределения цветных металлов в основных литологических видах пород с учетом интенсивности их метасомати-ческой переработки [4]. Халькопирит, сфалерит, галенит, совместно или порознь образующие мелкие гнездовые выделения преобладающе в кварце жил и прожилков, встречаются эпизодически. В большинстве проб содержания этих металлов близки к кларковым. В этом отношении месторождение не составляет исключения из множества золотых месторождений, в которых слабая контрастность геохимических ореолов представляет общую закономерность [5]. Высоко контрастные ореолы образуют золото, серебро и мышьяк, распределение которых в объёме месторождения приведено ниже.
Рудовмещающий геохимический ореол рассеяния занимает больший сравнительно с рудным телом объем, обрамляя последний, и при постепенном снижении концентраций металлов упомянутой триады сменяется на периферии вмещающими породами с приближающимися к кларковым их содержаниями.
Распределение содержаний металлов в объёме метасоматического ореола анализируется в трех взаимно перпендикулярных направлениях ортогональной системы координат (рис. 5, 6, 8-11).
Представление о внутреннем строении геохимического ореола разработано с учетом приведенных фактов и соображений. Число изолиний равных содержаний принято минимальным, чтобы посредством разрежения первоначально участвовавших в графических построениях изолиний на планах и в разрезах, ограниченных размерами журнальной страницы, получить приемлемое разрешение без искажения или излишнего усложнения структуры ореола. Изолинии минимальных содержаний отвечают значениям, на порядок превышающим кларковые [6, 7], - для золота 0,05 г/т, серебра 0,2 г/т, мышьяка 30 г/т.
В анализе структуры геохимического ореола учитывается также то, что северный и южный фланги рудной залежи вследствие понижения высотных отметок рельефа уничтожены эрозией, а на поверхности и скважинами (буровые линии (БЛ) 2, 7, 30, рис. 5) вскрыты нижнерудные и подрудные горизонты рудовмещающей толщи.
Рис. 5. Распределение золота на дневной поверхности и в поперечных вертикальных разрезах рудовмещающего метасомати-ческого ореола месторождения. Здесь и на рис. 6, 8-11:1) контур промышленной рудной залежи на дневной поверхности (а) и в разрезах (б); 2) контур не выходящих на дневную поверхность флангов промышленной рудной залежи в проекции на горизонтальную плоскость; 3) устья разведочных скважин и их номера на дневной поверхности и (С247) в разрезах; 4) буровые линии и их номера
В соответствии с экономически обоснованным бортовым содержанием золота 0,5 г/т при геометризации объёма недр с промышленным оруденением рудная залежь вписывается в наиболее контрастную зону геохимического ореола, ограниченную изолинией минимального содержания металла 0,1 г/т (рис. 5, 6). В этом объеме в центральной части месторождения (БЛ 2, 8а, 15) значительную долю занимает внутренняя зона ореола, содержание золота в которой превышает 1 г/т при среднем содержании в контуре промышленных руд 1,83 г/т. Частое чередование здесь этих двух смежных зон, наименее выраженное только в одном разрезе БЛ 15, отражает высокую степень неравномерности распределения металла. На северном (БЛ 7, 2), южном (БЛ 24, 30) и западном (разрез Ш-Ш, рис. 6) флангах рудной залежи доля внутренней зоны снижается вплоть до полного её исчезновения
при синхронном снижении объемов промышленных руд, которые представлены здесь редкими мелкими линзами. Напротив, в центральной части месторождения и на его флангах большинство скважин не вышли за пределы зоны ореола, ограниченной в нижнем пределе изолинией 0,1 г/т; исключение составляет лишь крайний южный буровой профиль БЛ 30. В последнем случае значительная доля объёма ореола в сравнении с положением рудной залежи в центральной части месторождения занимает подрудное пространство и содержит металла менее 0,1 и 0,05 г/т. Однако связывать ослабление геохимического ореола здесь только с положением его в подрудном пространстве было бы не корректно, так как рудная залежь в южном направлении выклинивается, а геохимический ореол ослабляется и на околорудных гипсометрических уровнях (БЛ 24).
ююв
Рис. 6. Распределение золота в продольных вертикальных разрезах рудовмещающего метасоматического ореола месторождения
Геохимический ореол золота ослабляется до содержаний, меньших 0,1 и 0,05 г/т, также на дневной поверхности в западной части месторождения, то есть в направлении погружения в недра рудной залежи, что подчеркивает факт обрамления рудного тела наиболее богатыми металлом тыловыми, прежде всего внутренней зонами геохимического ореола. По существу, внутренняя зона геохимического ореола золота - это и есть рудное тело и его ближайшее обрамление. Ослабление геохимического ореола над рудным телом обозначает надрудное пространство.
Химический состав золота (табл.) энергодисперсионным анализом определен в 64 частицах из 25 групповых проб, отобранных во всем объёме месторождения. Содержание золота в сплаве изменяется от 74,42 до 97,16 мас. %, серебра - от 2,84 до 22,42 мас. %. В качестве элементов-микропримесей в значимых концентрациях в трех частицах установлены кадмий - от 1,70 до 2,62 мас. % и в одной частице мышьяк - 1,30 мас. %. Остальные элементы не обнаружены в концентрациях выше порога чувствительности метода (0,01 мас. %).
SS 40
¡5 30
о 20
го 10 т
О
SS 40
¡5 30
о 20
го 10 т
0
50
^ 40
¡5 30
о 20
го 10 т
0
64 пробы
22 пробы
15 проб
750 800 850 900 950 1000
Пробность золота, %о
5? 40
¡5 30
о 20
го 10 х
0
5? 40
¡5 30
о 20
го 10 т
0
50
5? 40
¡5 30
о 20
го 10 х
0
42 пробы
15 проб
12 проб
750 800 850 900 950 1000
Пробность золота, %о
Рис. 7. Распределение пробности золота в месторождении (а), в объеме рудного тела (б), во вмещающих породах (в), на верхнерудном (г), осевом (д), нижнерудном (е) уровнях месторождения
Таблица. Составы самородного золота месторождения Чёртово Корыто
№ пп Номер пробы Содержание, мас. % Пробность Аи, % № пп Номер пробы Содержание, мас. % Пробность Аи,%
Аи Ад Аи Ад
1 С71/1(51) 78,71 21,29 787,10 33 С198/1(65) 85,90 14,10 859,00
2 С71/1(58) 90,12 9,88 901,20 34 С198/2(30) 85,28 14,72 852,80
3 С71/1(58а) 88,92 11,08 889,20 35 С198/2(31) 82,83 17,17 828,30
4 С71/1(63) 89,21 10,79 892,10 36 С198/2(33) 80,85 17,21 808,50*
5 С71/1(64) 94,23 5,77 942,30 37 С198/2(37) 80,71 16,67 807,10*
6 С71/1(66) 93,82 6,18 938,20 38 С198/2(38) 79,35 20,65 793,49
7 С71/1(67) 92,02 7,98 920,20 39 С198/2(39) 87,35 12,65 873,48
8 С71/1(73) 92,86 7,14 928,60 40 С198/2(41) 81,28 18,72 812,77
9 С71/2(38) 90,06 9,94 900,57 41 С198/3(75) 87,18 12,82 871,84
10 С71/2(49) 88,12 11,88 881,20 42 С198/3(76) 88,54 11,46 885,38
11 С85/1(1) 89,40 10,60 894,05 43 С76/1(104) 87,65 12,35 876,50
12 С85/1(7) 86,53 13,47 865,34 44 С76/2(65) 85,90 14,10 859,00
13 С85/1(11) 84,14 15,86 841,40 45 С195/1(41) 88,26 11,74 882,60
14 С85/1(12) 85,00 15,00 850,00 46 С195/2(69) 90,53 9,47 905,28
15 С85/2(28) 83,34 16,66 833,40 47 С195/2(70) 76,90 23,10 769,04
16 С85/2(29) 80,99 19,01 809,90 48 С195/3(45) 84,87 15,13 848,74
17 С85/2(30) 81,05 18,95 810,50 49 С195/3(46) 84,34 15,66 843,40
18 С85/2(32) 84,36 15,64 843,60 50 С307/1(48) 89,72 10,28 897,20
19 С85/2(34) 80,61 19,39 806,10 51 С307/2(74) 90,31 9,69 903,15
20 С85/2(38) 81,84 18,16 818,40 52 С80/2(11) 91,49 8,51 914,89
21 С85/2(40) 83,04 16,96 830,40 53 С80/3(28) 84,89 15,11 848,90
22 С85/2(42) 85,90 14,10 859,00 54 С89/1(19) 80,90 17,40 809,00*
23 С85/3(60) 90,15 9,85 901,47 55 С89/1(33) 94,16 5,84 941,60
24 С85/3(61) 80,85 19,15 808,53 56 С89/2(1) 85,53 13,16 855,27**
25 С85/3(62) 90,25 9,75 902,53 57 С89/2(15) 85,18 14,82 851,80
26 С85/3(64) 80,90 19,10 809,05 58 С190/1(9) 82,68 17,32 826,80
27 С85/3(66) 81,49 18,51 814,91 59 С190/1(15) 96,39 3,61 963,90
28 С198/1(54) 78,59 21,41 785,90 60 С190/1(16) 97,16 2,84 971,60
29 С198/1(55) 78,89 21,11 788,90 61 С190/1(24) 80,79 19,21 807,90
30 С198/1(57) 79,75 20,25 797,50 62 С190/1(25) 83,58 16,42 835,80
31 С198/1(60) 81,38 18,62 813,80 63 С190/3(53) 80,70 19,30 806,98
32 С198/1(61) 77,58 22,42 775,80 64 С301/2(59) 79,07 20,93 790,67
Примечание. 1) Золото из рудного тела (1-42), из метасоматических пород обрамления (43-51), из слабо изменённых пород (52-64). 2) Примесь кадмия: 1,94 мас. % (проба С198/2(33)), 2,62 мас. % (проба 098/2(37)), 1,70 мас. % (проба С89/1(19)); **Примесь мышьяка: 1,31 мас. °%. 3) С198/2(37) - номер пробы, включающий номер скважины, после косой линии - лабораторный номер
Пробность золота, проанализированная в частицах размером от 0,001 до 0,05 мм, изменяется от 775 до 972 %о и составляет в среднем 852 %о, что соответствует четырем классам по типизации Н.В. Петровской [9]: >950 % - весьма высокопробное (3 %), 950...900 % - высокопробное (18,2 %), 899...800 % - средней пробы (66,7 %) и
799...700 % - относительно низкой пробы (12,1 %). Распределение пробности в целом по месторождению (рис. 7, а) характеризуется асимметричным профилем с единичным максимумом в интервале 800...825 %, что соответствует золоту глубинных месторождений [9]. Пробность золота в объёме рудного тела (рис. 7, б) изменяется от 775 до 940 % (в среднем 848 %), при этом её асимметричное распределение в общих чертах повторяет сводный профиль. Во вмещающих породах, то есть за контурами рудной залежи, выявлен более широкий
диапазон (800...850 %) изменений пробности на максимальном уровне (рис. 7, в) и несколько более широкий общий интервал изменений пробности -
775...972 % против 775...950 % в объёме рудного тела. Пробность золота в вертикальном разрезе центральной части рудной залежи (БЛ 2, 8а, 15, рис. 5) изменяется несущественно и в сравнительно узком диапазоне: 808...902 % на нижнерудном,
775...875 % на осевом и 775...894 % на верхнерудном уровнях (рис. 7, г, д, е).
В [1] показано, что средние геометрические (арифметические) содержания серебра в лишенных кварцевых прожилков слабо измененных породах фронтальной зоны рудовмещающего метасомати-ческого ореола составляют 39,1(46,4) мг/т (аргиллиты), 42,6(47,0) мг/т (алевролиты), 53,0(58,4) мг/т (тонко-, мелкозернистые песчаники), 65,3(68,1) мг/т (разнозернистые песчаники). В промежуточ-
Рис. 8. Распределение серебра на дневной поверхности и в поперечных вертикальных разрезах рудовмещающего метасома-тического ореола месторождения
ной углеродистой зоне более интенсивных преобразований пород содержания увеличиваются соответственно до 87,8(152,9), 72,0(81,5), 78,5(89,7),
77,9(104,4) мг/т. Близкие к последним значения свойственны тыловым зонам метасоматического ореола - 81,0(122,0) мг/т хлоритовой и 84,9 (115,1) мг/т березитовой. Значимая положительная связь серебра с золотом установлена в разнозернистых песчаниках (коэффициент корреляции 0,44), тонко-, мелкозернистых песчаниках (0,33) углеродистой зоны и в хлоритовой (0,50) зоне, а в вертикальном разрезе ореола - только в рудной залежи (0,49). В других породах, в том числе в березитах тыловой зоны, в породах подрудного и надрудного горизонтов рассчитанные коэффициенты корреляции ниже уровня значимости. Это доказывает неустойчивые связи серебра с золотом при том, что серебро - всегда геохимический и металлогениче-ский спутник золота.
При содержании серебра менее 0,2 г/т фронтальная зона геохимического ореола занимает до половины его площадей на плане дневной поверхности и в разрезах (рис. 8, 9), очевидно, и в его объёме. Частое чередование на этом фоне узких, но
протяженных промежуточной (0,2...0,6 г/т) и внутренней (более 0,6 г/т) зон свидетельствует, как и в случае золота, о неравномерном распределении серебра в объёме геохимического ореола. При этом, внутренняя зона максимальных содержаний серебра локальна и чаще представляет гнездовые выделения в объеме рудной залежи, но не всегда, особенно на флангах месторождения (БЛ 7, 24, 30), совпадает с объёмом рудного тела, также как не всегда она наследует пространственное положение внутренней наиболее богатой «золотой» зоны, например, на дневной поверхности, в разрезах по БЛ 24, 30, Ш-Ш. Особенно заметно ореол серебра ослабевает на северном и западном флангах месторождения.
Среднее геометрическое (арифметическое) содержание мышьяка в слабо измененных породах фронтальной зоны рудовмещающего метасомати-ческого ореола примерно на порядок превышает кларк (1 г/т) и составляет 18(48) г/т в аргиллитах, 12(14) г/т в алевролитах, 14(21) г/т в тонко-, мелкозернистых песчаниках, 10(10) г/т в разнозернистых песчаниках [1]. В более измененных породах углеродистой зоны содержания увеличиваются соответ-
ююв
Рис. 9. Распределение серебра в продольных вертикальных разрезах рудовмещающего метасоматического ореола месторождения
ственно до 67(904), 29(94), 39(135), 34(327) г/т. В породах тыловых хлоритовой и березитовой зон наиболее интенсивных преобразований пород содержания металла возрастают до 71(102) и 48(77) г/т, что значительно превышает содержания его в породах фронтальной зоны метасоматического ореола, но сопоставимо с концентрацией в смежной наиболее крупнообъёмной углеродистой зоне.
Соотношения с золотом его постоянного геохимического и металлогенического спутника мышьяка не отличаются стабильностью, - коэффициент положительной корреляции установлен только в разнозернистых (0,38), тонко-, мелкозернистых (0,20) песчаниках и аргиллитах (0,42) углеродистой зоны, а также в подрудном пространстве (0,53). В хлоритовой и тыловой зонах метасоматического ореола он равен 0,08 и - 0,04, в породах околоруд-ного и надрудного уровней 0,15 и 0,09. Все это согласуется с картиной распределения мышьяка в объёме месторождения.
Мышьяк образует наиболее выдержанный ореол во всём объёме рудной залежи и в её обрамлении (рис. 10, 11). Граница фронтальной зоны с концентрацией металла менее 30 г/т на дневной поверхности почти совпадает с проекцией контура рудной залежи на горизонтальную плоскость, а местами даже выходит за её пределы на значительном удалении от выхода на дневную поверхность рудного тела. В вертикальных разрезах фронтальная зона расположена ниже вскрытого скважинами
объёма ореола. На западном фланге месторождения в этой зоне залегают мелкие рудные линзы (рис. 11, разрез III-III), но основной объём рудной залежи вписывается в объёмы двух других более внутренних зон с содержаниями металла 30...300 и >300 г/т. Пространственное совмещение в первом приближении наиболее богатых внутренних зон мышьяка, золота и серебра можно видеть в центральной части рудной залежи (разрезы по БЛ 8, 15, I-I, II-II и др.). Вместе с тем, обычна и обратная ситуация, - богатая мышьяком внутренняя зона не сопровождается промышленным оруденением, внутренними и даже промежуточными зонами ореолов золота и серебра, - они пространственно разобщены. Это находит отражение в слабой силе корреляционных связей или в отсутствие таковых между металлами (Ag-As).
3. Обсуждение результатов и выводы
Таким образом, комплексный рудовмещающий золото-серебро-мышьяковый геохимический ореол месторождения представляет собой плоскую объемную фигуру, вытянутую вдоль рудоконтролирующего и раствороподводящего разлома, полого погружающуюся в западном направлении, сложенную метасоматически измененными осадочными породами углеродистой и метасоматитами тыловых зон метасоматического ореола и вмещающую во внутренней зоне наиболее высоких концентраций металлов рудную залежь.
Рис. 10. Распределение мышьяка на дневной поверхности и в поперечных вертикальных разрезах рудовмещающего метасоматического ореола месторождения
Наиболее высокая степень проницаемости для металлоносных растворов рудовмещающей толщи вдоль стратификации вследствие обилия поверхностей отдельности слоев осадочных терригенных пород и наследовавших их поверхностей расслан-цевания и раздвига, а также вследствие образования в начале рудообразующего процесса многочисленных субгоризонтальных, т. е. субпараллельных поверхностям отдельности и рассланцевания крупных зияющих трещин отрыва определило страти-формное залегание большей (центральной) части рудной залежи. Только на северном и южном флангах месторождения, как отмечалось, в силу специфики образования рудовмещающей полости [3] и изменения ориентировки слоистости в северном и южном крыльях брахискладки на пологое субши-ротное залегание субмеридиальная горизонтальная по простиранию рудная залежь пересекает стратификацию под острым углом. Естественно, что положение, конфигурация и внутреннее строение рудовмещающего, обрамляющего рудную залежь более крупнообъемного геохимического ореола в общих чертах согласуется с условиями залегания и
внутренним строением рудной залежи (рис. 5, 6, B—11). Это наиболее четко выражено в поперечных по падению залежи и продольных по её простиранию разрезах ореола. Вместе с тем, вскрытый скважинами объём месторождения не вышел за пределы как метасоматического, так и геохимического ореолов. Лишь в одной скважине (№ 409) на дальнем западном фланге месторождения фрагментами вскрыта фронтальная зона метасоматического ореола, в которой относительно слабо измененные, лишенные кварцевых прожилков породы содержат золото и серебро на субкларковых уровнях, но при сверхкларковых содержаниях мышьяка [1]. Это означает, что ореол мышьяка должен занимать больший объем, чем ореолы золота и серебра и при отсутствии жильно-прожилковой кварцевой минерализации.
Выделенные в геохимическом ореоле зоны, различающиеся достаточно произвольно выбранными диапазонами содержаний металлов, не совпадают с минералого-петрохимической и подчиняющейся ей геохимической зональностью метасоматическо-го ореола [1] вследствие разных принципов отбора
материала проб, - без кварцевых прожилков и с кварцевыми прожилками, с учетом и без учета видовой принадлежности пород и степени их метасо-матических преобразований. Не всегда в объеме геохимического ореола пространственно совмещены зоны с наиболее высокой, умеренной, пониженной, но всегда сверхкларковой концентрацией каждого из обсуждаемых металлов. Очевидно, это связано со многими причинами, - порционным поступлением в область рудообразования металлоносных растворов, разными концентрациями металлов в каждой порции, разными химическими свойствами металлов, разным «поведением» каждого металла в условиях динамично развивающихся чрезвычайно сложных физико-химических и термодинамических систем. Эти и, возможно, другие причины обусловливают и некоторые другие особенности геохимического ореола месторождения: нередкую пространственную разобщенность зон наибольших концентраций спутников золота серебра и мышьяка с контурами промышленных руд; значительный диапазон изменений пробности золота (до 200 %о) в рудах и в законтурном пространстве; чрезвычайно ограниченный «набор» металлов-примесей в золотом сплаве, включающий только серебро и редко кадмий и мышьяк, но без участия обычных для сплава меди, висмута, кобальта, никеля, минералы которых хотя и в малых количествах, но присутствуют в рудах. Требуются
дополнительные специальные исследования, чтобы понять причины и условия формирования этих особенностей.
Вместе с тем, приведенные геохимические данные, демонстрирующие причинно-следственные соотношения геохимического ореола с метасома-тическим и с рудами, дополнительно доказывают образование всего участвующего в анализе вещества в ходе и результате одного гидротермального рудообразующего процесса. Распределение рудогенных элементов в обрамлении рудоконтролирующего разлома и в околорудном пространстве в дополнение к перечисленным выше фактам подтверждает раствороподводящую функцию разлома, - по мере удаления от него на запад контрастность геохимического ореола синхронно с ослаблением метасоматических преобразований пород и выклиниванием рудной залежи снижается и на дальней западной периферии месторождения ореол представлен внешней зоной низких концентраций рудогенных элементов, приближающихся к субклар-ковым значениям. Раствороподводящую функцию разлома и его глубинный статус подчеркивает также ассоциация фемофильных элементов (Р, Т и др.), контрастные аномалии которых в березитои-дах тыловых зон околорудных метасоматических ореолов образуются в ближнем обрамлении глубинных разломов и, в силу специфики их образования [1], исчезают по мере удаления от последних.
Совокупность всех полученных фактов [1-4 и др.], в том числе приведенных здесь геохимических данных, доказывает принадлежность месторождения Чертово Корыто «сланцевого типа» к классу
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кучеренко И.В., Гаврилов Р.Ю., Мартыненко В.Г., Верхо-зин А.В. Петролого-геохимические черты рудовмещающего метасоматического ореола золоторудного месторождения Чертово Корыто (Патомское нагорье) // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - Т 312. - № 1. - С. 11-20.
2. Кучеренко И.В., Гаврилов Р.Ю., Мартыненко В.Г., Верхо-зин А.В. Структурно-динамическая модель золоторудных месторождений, образованных в несланцевом и черносланцевом субстрате. Ч. 1. Берикульское месторождение (Кузнецкий Алатау) // Известия Томского политехнического университета. -2008. - Т 313. - № 1. - С. 12-26.
3. Кучеренко И.В., Гаврилов Р.Ю., Мартыненко В.Г., Верхо-зин А.В. Структурно-динамическая модель золоторудных месторождений, образованных в несланцевом и черносланцевом субстрате. Ч. 2. Месторождение Чертово Корыто (Патомское нагорье) // Известия Томского политехнического университета. - 2009. - Т. 314. - № 1. - С. 23-38.
4. Кучеренко И.В. Петролого-геохимические свидетельства гео-лого-генетической однородности гидротермальных месторож-
мезотермальных, по геолого-генетическим показателям однородных с месторождениями, образованными в кристаллическом субстрате.
дений золота, образованных в черносланцевом и несланцевом субстрате // Известия Томского политехнического университета. - 2007. - Т. 311. - № 1. - С. 25-35.
5. Григорян С.В. Первичные геохимические ореолы при поисках и разведке рудных месторождений. - М.: Недра, 1987. - 408 с.
6. Справочник по геохимии / Под ред. Г.В. Войткевич и др. - М.: Недра, 1990. - 480 с.
7. Ярошевский А.А. Распространенность химических элементов в земной коре // Геохимия. - 2006. - № 1. - С. 54-62.
8. Kretschmer H., Scott S.T. Phase relation involving arsenopyrite system Fe-As-S and their application // Canad. Miner. - 1976. -V. 14. - № 3. - P. 364-386.
9. Петровская Н.В. Самородное золото. - М.: Наука, 1973. -345 с.
Поступила 06.07.2009г.
