CC BY
9
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
ОСОБЕННОСТИ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ПОРОД ВЕРХНЕЯНСКОГО _ЗОЛТОРУДНОГО ПОЛЯ (СЕВЕРНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ)_
Ванин Вадим Александрович
К.г.-м.н., научный сотрудник, Институт земной коры СО РАН, Иркутск, ул. Лермонтова, 128 E-mail: Vanin_geo@mail.ru
Vanin Vadim Alexandrovich PhD, scientific research, Institute of the Earth"s Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Irkutsk, Lermontov st., 128
E-mail: Vanin_geo@mail.ru DOI 10.31618/ESU.2413-9335.2018.1.56.47-52
АННОТАЦИЯ
Изучены минералого-геохимические особенности вещественного состава рудных метасоматитов Верхнеянского золоторудного поля (ВЗРП) расположенного на территории северной части Байкало-Муй-ского пояса. Золотое оруденение представлено линейными штокверковыми телами золотоносных метасоматитов трассирующих рудоконтролирующую зону разлома. Рудовмещающими являются метавулканиты аюлиндинской толщи и породы габбро-плагиогранитного янско-мамаканского комплекса подверженные процессам пропилитизации на дорудном этапе. На рудном этапе произошло преобразование попавших в зону разлома вмещающих пород с образованием золотоносных (альбит)серицит-кварц-хлорит-карбонат-ных метасоматитов и золотоносных кварц-карбонатных жильных метасоматитов. На территории ВЗРП были выделены золотоносные пирит-II и пирит-Ш-халькопирит-П-галенитовая ассоциации. В рудах отмечается свободное золото и в виде теллуридов (петцит, калаверит) в ассоциации с алтаитом и мелонитом.
ABSTRACT. The mineralogical and geochemical features and the material composition of the ore metaso-matites of the Verkhneyanskoye gold ore field (VGOF) have been studied. VGOF is located in the northern part of the Baikal-Muya belt. Ore bodies are represented by linear stockwork of gold-bearing metasomatites that trace the ore-controlling fault zone. Host rocks are ayulindinskiy metavolcanogenic formation, granitoids and gabbros of the yano-mamakan complex. The rocks in the fault zone have been changed to the ore stage. Аs a result, gold bearing (albite) sericite-quartz-chlorite-carbonate metasomatites and gold-bearing quartz-carbonate vein metasomatites were formed. At the ore stage, the transformation of enclosing rocks into the fault zone with the formation of gold-bearing (albite) sericite-quartz-chlorite-carbonate metasomatites and gold-bearing quartz-carbonate vein. Gold-bearing pyrite-II and pyrite-III-chalcopyrite-II-galena associations were identified on the territory of the VZRP. Free gold and gold in the form of tellurides (petzite, calaverite) in association with altaite and melonite was found in ore bodies.
Ключевые слова: Северное Забайкалье, Байкало-Муйский пояс, Верхнеянское золоторудное поле, метасоматиты, золото, калаверит, петцит.
Введение
Разработка технологических схем обогащения золоторудных месторождений и максимально возможного извлечения рудного компонента, является актуальной проблемой современной эксплуатации золоторудных месторождений. Одним из методов решения этих задач, является детальное изучение минералогии и вещественного состава руд.
В настоящей работе представлены результаты изучения геолого-структурных особенностей и вещественного состава руд Верхнеянского золоторудного поля, расположенного в северной части территории Байкало-Муйского складчатого пояса (БМП). Данный рудный объект является одним из
представителей, характеризующих особенности вещественного состава руд имеющих свое распространение в северо-западной части БМП.
Как показали исследования последних лет [1, с. 1345-1356], на территории БМП в его Янской зоне [3, с. 23-51], распространены протяженные разломные зоны, контролирующие золоторудную минерализацию. К одной из таких разломных зон, приурочены золоторудные зоны Верхнеянского рудного поля (рис. 1). Рудное поле имеет протяженность более 13 км при мощности рудных зон до 300 м, что позволяет наиболее объективно судить об особенностях строения и формирования рудной минерализации на территории, охватывающей породы различного состава.
Рис. 1. Геологическая схема Верхнеянского золоторудного поля. На врезке изображено местоположение изучаемого рудного поля. Янско-мамаканский комплекс: 1 - Метагаббро, 2 - Плагиограниты; Ушмуканская толща: 3 - Метавулканиты; Конкудеро-мамаканский комплекс: 4 - дайки гранитов; 5 - золоторудные зоны;
6 - зона разлома.
Методы исследования
Петрографические и минераграфические исследования пород проводились при помощи микроскопа Полар 3 (Орлова Г.В., Ванин В.А., ИЗК СО РАН) и электронного сканирующего микроскопа с энергодисперсионным спектрометром (EDS): LEO-1430 (система микроанализа IncaEnergy-300, Геологический институт СО РАН, Улан-Удэ). Условия EDS-анализа: ускоряющее напряжение - 20 кВ, ток электронного пучка - 1.5 нА, время набора спектров - 60 с. Для количественной оптимизации (нормировка на ток зонда и калибровка спектрометра по энергии) применялся металлический Co. Аналитик - Е.А. Хромова.
Геологическое строение рудного поля
В строении рудного поля принимают участие породы неопротерозойского и верхнепалеозойского возрастов. К неопротерозойским относятся вулканиты аюлиндинской толщи, метагаббро и плагиограниты янско-мамаканского комплекса. К верхнепалеозойским образованиям относятся дайки гранитоидов конкудеро-мамаканского комплекса входящих в состав Ангаро-Витимского батолита (рис. 1).
Вулканиты аюлиндинской толщи прорваны метагаббро первой фазы и плагиогранитами второй и третьей фаз янско-мамаканского комплекса. Неопротерозойские породы на рассматриваемой территории изменены в условиях зеленосланцевой фации. Геохимические исследования позволили
установить их островодужную специфику и объединить в единую вулкано-плутоническую ассоциацию с возрастом 650-645 млн лет [2, с. 24-25].
Завершают возрастную колонку дайки конкудеро-мамаканского комплекса входящего в состав Ангаро-Витимского батолита. Контакты даек с вмещающими породами и золоторудными зонами резкие, интрузивные. Сами же тела гранитоидных массивов широко распространены за пределами рудного поля.
Вся золоторудная минерализация приурочена к протяженной зоне разлома дугообразной формы, меняющей направление с северо-восточного на юго-восточное (рис. 1). Данная особенность во многом определила морфологию рудной зоны в линейный штокверк (см. тектонические особенности рудного поля).
Рудовмещающими породами на территории Верхнеянского рудного поля являются габбро-пла-гиогранитные интрузии янско-мамаканского комплекса и базальты аюлиндинской толщи. Данные породы интенсивно преобразованы в метасоматиты (по составу) и динамокластиты (по текстурно -структурным особенностям) в зоне рудоконтроли-рующего разлома. Преобразованные породы в ме-тасоматиты и являются золотосодержащими рудными зонами. Они представляют собой светло-серые, иногда с зеленоватым оттенком метасоматиты (альбит)серицит-кварц-хлорит-карбонатного и кварц-карбонатного состава. В зоне влияния гипергенных процессов золоторудные метасоматиты приобретают ржаво-бурые, коричнево-бурые
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 11 (56), 2018 цвета, благодаря чему отчетливо выделяются среди зеленоватых, зеленовато-серых вмещающих пород.
Оруденение на территории рудного поля относится к золото-сульфидно-кварцевой рудной формации и представлено кварцево-жильным и про-жилково-вкрапленным морфологическими типами.
Прожилково-вкрапленный тип представлен рассланцованными (альбит)серицит-кварц-хлорит-карбонатными метасоматитами (рис. 4а). Кварц представлен в виде кварцевых и кварц-карбонатных прожилков мощностью от нитевидных до первых сантиметров. Кварцево-жильный тип представлен кварц-карбонатными жилами и прожилками (рис. 4б).
Суммарная доля прогнозных ресурсов золота по категории Р1 и Р2 составляет 25 т. Мощность рудных тел достигает 50 м, редко 230 м. Они прослежены горными выработками на расстояние более 13 км и скважинами колонкового бурения до глубины 90 м.
Тектонические особенности рудного поля
Рудоконтролирующая зона разлома на территории Верхнеянского золоторудного поля имеет протяженность более 13 км и мощность более 300 м. (рис. 1). Падение сместителя на север, северо-запад, под углом 60-800, редко наблюдается выпола-живание до 400.
Зона разлома характеризуется сложным чешуйчатым строением и по кинематике соответствует взбросу с минимальной сдвиговой составляющей. Тектоно-деформационные процессы проявленные в зоне влияния разлома выразились в образовании линейного рассланцевания, зон буди-нажа, брекчирования и складчатости. При приближении к зоне разлома на плоскостях рассланцева-ния пород отмечается окварцевание, в виде кварцевых и кварц-карбонатных прожилков, мощностью от нитевидных до нескольких сантиметров. Прожилки ориентированы субпараллельно направлениям сланцеватости.
Для сланцеватости рудных и безрудных пород, распространенных в зоне влияния рудоконтролиру-ющего разлома характерны углы 60-850, (редко до 400), азимут падения варьирует от 340 до 50° (рис. 1). При приближении к зоне разлома во вмещающих породах увеличивается интенсивность рас-сланцевания, на плоскостях рассланцевания отмечается окварцевание, в виде кварцевых прожилков, мощностью от нитевидных до нескольких сантиметров. Прожилки ориентированы субпараллельно направлениям сланцеватости.
Геологическими наблюдениями взаимоотношений гранитных даек и золоторудных зон установлен пострудный возраст внедрения даек в зону рудоконтролирующего разлома. Данные наблюдения вероятно свидетельствует о смене полей напряжений с условий сжатий на условия растяжений, с
образованием разрывов в зоне рудоконтролирую-щего разлома. По разрывам происходило внедрение даек конкудеро-мамаканского комплекса на пострудном этапе (рис. 1). Ориентировка их субсогласна сланцеватости основного сместителя.
Вмещающие породы и руды месторождения
Вмещающие породы
Вулканиты аюлиндинской толщи, характеризуются единым набором минералов, но в разном процентном соотношении породообразующей минеральной ассоциации. Они представлены зеленоватыми, зеленовато-серыми породами кварц-хло-рит-эпидотового, кварц-серицит-хлоритового, альбит-кварц-карбонат-хлоритового, кварц-амфибол-хлорит-эпидотового состава. Объем кварца в породах имеет значения 5-15%, альбит до 10%, хлорит 20-40%, эпидот 10-45%, амфибол 10-20%, серицит 20-30%. Мощность толщи ориентировочно составляет 1000 м.
Габброиды имеют зеленовато-серый цвет. Текстура массивная, структура апогаббровая с элементами замещения. Состоят из эпидота (25-40%), заместившим плагиоклаз, роговой обманки (40-60%), развивающейся по пироксену, второстепенных минералов - кварца, тремолита и хлорита. Рудные минералы (2%) представлены магнетитом и ильменитом. Первичная структура диагностируется по реликтовым структурам плагиоклаза и пироксена. Зеленая роговая обманка интенсивно хлоритизиро-вана и окварцована. Кварц также отмечается в межзерновых промежутках роговой обманки.
Плагиограниты второй фазы янско-мамакан-ского комплекса имеют зеленовато-серый цвет, гнейсовидную текстуру, средне- и крупнозернистую, иногда порфировидную, реже мелкозернистую структуры. Плагиоклаз (50%) замещен роговой обманкой, эпидотизирован, по эпидоту развивается хлорит. Кварц трещиноватый, обдавленный, содержание в породе до 30%. Гранитоиды третьей фазы представлены розовато-серыми средне и крупнозернистыми лейкоплагиогранитами. Плагиоклаз (50%) соссюритизирован, кварц представлен двумя генерациями - гранобластовый и в виде прожилков (25-30%). Эпидот (<5%) и серицит (1015%) распространены в виде прожилков образуя полосчатую текстуру породы. Розоватый цвет пла-гиогранитам придают включения микроклина (2%). Кроме того рассматриваемые породы в своем составе имеют включения рудной минерализации (2 %) представленную рутилом, магнетитом, пиритом и малахитом. (рис. 2 а, б).
Описанный состав пород свидетельствует о наложенных на них процессов пропилитизации и является самым ранним - дорудным. Он имеет площадное развитие и охватывает всю неопротерозойскую вулкано-плутоническую ассоциацию имеющую распространение на территории Верхнеян-ского рудного поля.
400|jm ' 300|jm
Рис. 2.
Рудная минерализация в вулканитах аюлиндинской толщи (фото в обратно рассеянных электронах) а - ассоциация рутила, ильменита и магнетита; б - ассоциация пирита-I с халькопиритом-I; Пирит (Py), халькопирит (Ccp), ильменит (Ilm), рутил (Rt), магнетит (Mt), эпидот (Ep), кварц (Q), хлорит
(Chl).
Золотоносные метасоматиты и вещественный состав руд
Характер метасоматического процесса рудной системы в зоне разлома на изученном участке (более 10 км) был примерно одинаков. Рудные метасоматиты сформированные по метагаббро и плагио-гранитам янско-мамаканского комплекса, на 98 % состоят из серицита, хлорита, кварца и карбоната (анкерит, кальцит, доломит). В зоне преобразования вулканитов аюлиндинской толщи в составе появляется альбит (до 5%). Процентное соотношение минеральных фаз может широко варьировать даже в двух образцах отобранных на одном погоном метре. Текстура золотоносных метасоматитов полосчато-сланцеватая, линзовидно-полосчатая. Структура - микролепидогранобластовая, пойки-лопорфиробластовая.
Содержание рудных минералов составляет 2 %, главным из которых является пирит. Сопутствующие минералы представлены халькопирит, галенит. Среди акцессорных минералов встречаются рутил, магнетит, ильменит, апатит, циркон, монацит.
Пирит - один из наиболее распространенных рудных минералов и присутствует во всех рудных образованиях. Представлен кубическими и изомет-ричными выделениями, нередко катаклазирован-ными. Часто образует скопления, приуроченные к сланцеватости рудных метасоматитов, не имея при этом четкой минеральной ориентировки. Размер зерен от 0.1 до 5 мм.
При микроскопическом изучении метасомати-тов и руд выделено три разновидности пирита и две халькопирита.
Пирит-1 представлен кубическими, изометрич-ными и иногда неправильными формами размером до 1.2 мм, образует совместные агрегаты размером до 3.3 мм (рис. 2 б). В пирите-1 наблюдаются пой-килитовые включения вмещающих пород, рутила, халькопирита, магнетита. Часто раздроблен и корродирован, по трещинам дробления и в центральных частях зерен развиваются окислы железа (ге-тит), отмечается развитие оторочек карбоната. Пи-рит-1 образуется в начальную стадию метасоматоза в процессе пропилитизации дорудного этапа.
Пирит-11 мелкокристаллический, часто развивается вдоль плоскостей сланцеватости рудных ме-тасоматитов, имеет таблитчатые и изометричные формы размером до 0.65 мм (рис. 3 а). Частично окислен и катаклазирован. Распространен в про-жилково-вкрапленном типе минерализации. Связан с серицитизацией, окварцеванием и карбонатиза-цией пропилитов.
Пирит-Ш крупнокристаллический, размером до 2.3 мм, часто образует скопления и цепочки кристаллов. Свое преобладающее развитие имеет в ме-тасоматитах жильного типа кварц-карбонатного состава (рис. 3б). В результате катаклаза часто раздроблен, трещины дробления заполнены кварцем и карбонатом. В нем присутствуют пойкилитовые включения кварца, карбоната, халькопирита, галенита и теллуридов золота (см. ниже). (рис. 3 в, г).
Халькопирит находится в виде включений округлой и неправильной формы в пирите, а также заполняет трещины дробления и промежутки между зерен кварца, в виде аллотриоморфных, реже гипидиоморфных зерен. Размеры включений от 0.025 до 0.1 мм в поперечнике.
50(jm 1 1 ЩжГ
Рис. 3.
Особенности распределения рудной минерализации Верхнеянского рудного поля (фотографии аншлифов).
Фото аншлифов: а - золотоносный метасома-тит (альбит)серицит-кварц-хлорит-карбонатного состава с включениями пирита-II; б - золотоносный метасоматит кварц-карбонатного состава с включениями пирита-III; Изображения в обратно рассеянных электронах: в - включения халькопирита-II и галенита в пирите-III; г - включения теллуридов золота в пирите-III.
Выделяется халькопирит двух генераций: халькопирит-I распространен в околорудных мета-соматитах заполняя промежутки между зерен кварца (рис. 2 б). Халькопирит-II находится в виде включений в пирите-III (рис. 3 в).
Галенит наблюдается в виде зерен аллотрио-морфной, реже гипидиоморфной формы, часто в срастании с халькопиритом и пиритом или в виде включений неправильной и удлиненной формы в
пирите (рис. 3 в). Границы соприкосновения зерен ровные. Размер зерен различен: от 0.001 мм до 2 мм.
Серебро найдено в виде теллуридов - гессита и штютцита в пирите-111. Имеет неправильные формы размером до 5 мкм.
Золото является основным рудным компонентом и распространено в самородном виде в кварц-карбонатных жилах и прожилках, а также в виде теллуридов в пирите-П и пирите-Ш в ассоциации с халькопиритом-11 и галенитом. Теллуриды золота представлены петцитом и калаверитом в ассоциации с алтаитом и мелонитом (рис. 3 г). Самородное золото имеет золотисто-желтый цвет, удлиненную, крючковатую и комковатую формы. Размеры золо-тин достигают 1.5-3.0 мм. Преобладающий размер золотин 0.1-0.3 мм. Пробность самородного золота колеблется от 925 до 971 единиц. Состав золотосодержащих минералов приведен в таблице 1.
Заключение
- Рудное поле локализовано в динамокластиче-ской толще, сложенной вулканитами и габбро-пла-гиогранитным комплексом. Золотое оруденение приурочено к рудоконтролирующей зоне разлома дугообразной формы с падением сместителя (до 800) на север. Приуроченность золотоносных мета-соматитов к протяженной зоне разлома предопределило его штокверковый прожилково-вкрапленный и жильный морфологические типы орудене-ния.
- Вмещающие породы подверглись метасома-тическим преобразованиям (пропилитизации) на дорудном этапе. На рудном этапе произошло оквар-цевание, серицитизация и карбонатизация пропи-литов с образованием (альбит)серицит-кварц-хло-рит-карбонатных метасоматитов и жильных мета-соматитов кварц-карбонатного состава.
- Характер метасоматического процесса рудной системы в зоне разлома был примерно одинаков. Рудные метасоматиты сформированные по ме-тагаббро и плагиогранитам, имеют практически один и тот же минералогический состав: серицит, хлорит, кварц и карбонат (анкерит, кальцит, доломит). В зоне преобразования в составе золотоносных метасоматитов появляется альбит.
- Золотоносными на территории рудного поля являются метасоматиты (альбит)серицит-кварц-хлорит-карбонатного состава и метасоматиты жильного типа кварц-карбонатного состава. Концентраторами золота являются кварц-карбонатные
жилы и прожилки, пирит-II и пирит-Ш в ассоциации с халькопиритом-II и галенитом. Золото в рудных метасоматитах высокопробное.
- Выявленные особенности распределения золота в рудных зонах, его свободных форм в кварце и связанных форм в виде теллуридов в разных генерациях пиритах должно помочь в определении оптимального технологического процесса извлечения золота.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 16-35-60033.
Библиографический список
1. Геологическое строение золоторудного поля Мукодек, Северное Забайкалье и источники вещества (Pb-Pb и Sm-Nd данные) / В.А. Ванин, А.В. Чу-гаев, Е.И. Демонтерова, Д.П. Гладкочуб, А.М. Ма-зукабзов // Геология и геофизика. 2018. .№9 С. 13451356. DOI: 10.15372/GiG20180902
2. Ванин В.А., Донская Т.В., Гладкочуб Д.П. Геохимическая характеристика, возраст и обстановки формирования магматических пород Верхне-янского рудного поля (Северное Забайкалье) // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): Материалы совещания. Вып. 15. - Иркутск: Институт земной коры СО РАН. 2017. С. 24-25.
3. Структура и эволюция континентальной коры Байкальской складчатой области / Е.Ю. Рыцк, В.П. Ковач, В.И. Коваленко, В.В. Ярмолюк // Геотектоника. 2007. № 6. С. 23-51.
Таблица 1. Состав золотосодержащих минералов Верхнеянского рудного поля
№ п/п Au Ag Te Минерал
1 43.27 0.82 56.91 Калаверит
2 25.7 40.91 32.27 Петцит
3 26.99 43.19 33.62 Петцит
4 26.32 42.29 32.8 Петцит
5 43.42 0.84 57.45 Калаверит
Примечание: результаты получены с помощью электронного сканирующего микроскопа с энергодиспер-
сионным спектрометром (EDS).
