CC BY
60
УДК 553.411.071.242.4+550.4
ПЕТРОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЧЕРТЫ РУДОВМЕЩАЮЩЕГО СУБСТРАТА В ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ЗОЛОТА ЧАСТЬ 2. ПЕТРОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ОКОЛОРУДНОГО МЕТАСОМАТИЗМА
Кучеренко Игорь Васильевич,
Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 30.
Актуальность исследования заключается в необходимости корректировки и углубления геологической (металлогенической) составляющей теории образования гидротермальных месторождений золота, в рамках которой противоречивые представления о геологической обусловленности рудообразования (источниках энергии и металлоносных флюидов) укладываются в четыре конкурирующих, исключающих одна другую, гипотезы, вследствие чего невозможно разработать комплекс эффективных прогнозно-поисковых критериев оруденения.
Цель исследования: посредством использования альтернативной существующим методологии и следующих из нее методов петролого-геохимических исследований рудовмещающего, в том числе черносланцевого, субстрата получить данные (достоверные факты), способные обеспечить: 1) доказательство принадлежности эпигенетических минеральных ассоциаций этапа рудообразования в толщах околорудно-измененныхуглеродистых (черных) сланцев, вопреки популярным представлениям, к ме-тасоматическим формациям и, как следствие, вещественно-генетической однородности апочерносланцевых зональных метасо-матических колонок (ореолов) с образованными в несланцевом (кристаллическом) субстрате; 2) на гипсометрических уровнях залегания оруденения доказательство внешних (внепородных) источников золота и сопровождающих металлов, сосредоточенных в рудах месторождений, образованных в толщах черных сланцев.
Методы исследования: 1) атомно-абсорбционный (чувствительность 1-10-8мас. % для золота, серебра, 5-10-7 мас. % для ртути), контрольные нейтронно-активационный и химико-спектральный анализы на золото (чувствительность 1-10-8 и 3-10-8мас. % соответственно); 2) расчеты статистических параметров распределения и баланса металлов в околорудном, межрудном пространстве месторождений с использованием двухуровневой системы выборок, обеспечивающие реконструкцию геологической истории химических элементов и, на этой основе, корректную оценку донорского потенциала горных пород, включая черные сланцы.
Результаты исследования. Распределение золота и сопровождающих металлов в околорудном пространстве подчиняется ме-тасоматической зональности - околорудные геохимические ореолы всегда занимают меньшие объемы сравнительно с околорудными метасоматическими. Это выражается в субкларковых содержаниях (золота 0,5.1,2 мг/т) и низкой дисперсии распределения золота, серебра, ртути в разных породах, включая регионально-метаморфизованные на уровне мусковит-биотитового парагенезиса черные сланцы вне и в подзоне слабого изменения фронтальной зоны околорудных метасоматических ореолов, и в последовательном увеличении этих параметров, а также золото-серебряного отношения и силы корреляционных связей золота с серебром от одной минералого-петрохимической зоны к другой по мере усиления околорудных метасоматических преобразований пород с достижением максимальных значений в тыловой зоне, тем больших, чем выше содержания металлов в рудах. Разработана и описана петролого-геохимическая концепция (модель) околорудного метасоматизма в мезотермальных месторождениях золота, включающая доказательства: а) принадлежности эпигенетических минеральных ассоциаций этапа рудообразования в толщах околорудно измененных углеродистых (черных) сланцев, вопреки метаморфогенной и полигенной гипотезам рудообразования, к метасоматическим пропилитовой и березитовой формациям, образованным и в несланцевом (кристаллическом) субстрате; б) синрудного происхождения контрастных геохимических аномалий металлов (сверхкларковых их содержаний) в околорудном пространстве мезотермальных золоторудных месторождений, то есть внешних (внепородных на гипсометрических уровнях залегания оруденения) источников золота и сопровождающих металлов, сосредоточенных в рудах месторождений, образованных в кристаллическом и черносланцевом субстрате.
Полученные результаты вписываются в систему доказательств геолого-генетического единства золоторудных месторождений обеих совокупностей, их принадлежности к мезотермальным и образования в черносланцевых толщах и несланцевом субстрате в составе золотопродуцирующих антидромных флюидно-рудно-магматических гранит-диорит-долеритовых комплексов на поздних (базальтоидных) этапах их функционирования.
Ключевые слова:
Гидротермальные месторождения золота, кристаллический (несланцевый) субстрат, черные сланцы, околорудные (рудовме-щающие) зональные метасоматические, геохимические ореолы.
Введение
В первой части статьи приведены образованные в разное геологическое время в разнообразном, включая черноеланцевый, рудовмещающем субстрате созданные природой зональные околорудные околоразломные метасоматические колонки, составившие основу типовой универсальной модели околорудной метасоматической зональности в гидротермальных месторождениях золота [1-4].
Следующая из известной термодинамической теории метасоматической зональности в околотрещинном (околоразломном) ее варианте модель околорудной метасоматической колонки имеет мало общего с природной моделью. В последней не происходит предписанное теорией общее снижение числа минеральных фаз от одной минеральной зоны к другой вплоть до «мономинеральности» тыловой (осевой) зоны, - напротив, возрастает число
и масса новообразованных минералов, компенсирующих синхронное растворение минералов исходных пород. В связи с этим возникает вопрос о жизнеспособности термодинамической теории ме-тасоматической зональности, который обсуждается ниже. В соответствии с заявленной целью исследования обсуждению предшествует анализ результатов изучения распределения профильных (Аи, А§, И§) металлов в околорудном пространстве золоторудных месторождений на предмет оценки происхождения их повышенных, вплоть до аномальных, содержаний.
Металлы в околорудном пространстве
Анализируется распределение во вмещающих месторождения породах трех металлов, обнаруживающих в рудах тесные геохимические связи, - золота, серебра, ртути (таблица). Аналитические данные о содержаниях металлов триады и статистические параметры их распределения в разнообразном
по составу и происхождению рудовмещающем субстрате обсуждаемых месторождений золота приведены в [2] и отчасти (для примера) в таблице.
Во всех вмещающих, в том числе черносланце-вых, средах геохимические поля обладают сходными чертами строения.
Наиболее низкие субкларковые содержания металлов свойственны разным по составу и происхождению одного и разных месторождений породам фронтальной зоны метасоматических ореолов. Во всех подзонах этой зоны содержания золота, например, близки к 1,0...1,5 мг/т, иногда опускаясь до 0,5 мг/т или поднимаясь до 1,9 мг/т. Относительно низкие значения здесь же стандартного множителя (стандартного отклонения) содержаний подчеркивают слабую дисперсию распределения металлов на периферии метасоматических ореолов.
В направлении к тыловой зоне содержания и дисперсия распределения содержаний металлов,
Элементы Elements Параметры распределения Distribution parameters Минералого-петрохимические зоны и подзоны [число проб] Mineral-Petrochemic zones and subzones [number of samples]
Фронтальная/Fronta Хлоритовая Chloritic Альбитовая Albitic Тыловая Rear
Подзоны/Subzones
Слабого изменения Weak alteration Умеренного изменения Moderate alteration Интенсивного изменения Intensive alteration
Кристаллический (несланцевый Ирокиндинское место субстрат/Crystal (non-shale) substratum рождение/Irokindinskoe deposit
I. Альмандин-диопсид-двуполевошпатовые парагнейсы (AR)/I. Almandine-diopside-two-feldspathic paragneisses (AR)
Au -г (-) 0,7(1,1) [29] 0,6(0,7) [48] 0,7(0,7) [29] 0,7(0,8) [23] 16,5(47,0) [65] 49,9(228,8) [169]
t(s) 2,1(1,8) 1,5(0,3) 1,5(0,3) 1,4(0,3) 4,0(94,0) 5,7(646,0)
Ag -г (-) 35,7(43,9) 50,0(55,9) 60,3(85,3) 56,8(92,7) 153,1(222,0) 134,3(268,1)
t(s) 1,8(36,8) 1,7(25,3) 2,2(95,1) 3,2(109,8) 2,3(239,8) 2,9(590,8)
r(sr) 0,73(0,12) 0,02(0,20) 0,38(0,22) 0,68(0,14) 0,82(0,06) 0,50(0,12)
Au/Ag 0,02 0,01 0,01 0,01 0,1 0,37
Hg —г (-) 17,1(22,0) 15,6(18,2) 19,3(34,4) 21,7(34,8) 19,7(33,4) 28,7(55,2)
t(s) 2,0(17,0) 1,7(11,5) 2,4(56,5) 2,3(53,8) 2,6(47,0) 2,9(99,4)
r(sr) -0,07(0,19) -0,36(0,13) -0,10(0,18) 0,04(0,27) 0,05(0,11) 0,07(0,08)
Au/Hg 0,04 0,04 0,04 0,03 0,83 1,74
II. Граниты мигматитовой выплавки (AR)/II. Granites of migmatitic melting (AR)
Au -г (-) 0,6(0,7)[28] 0,6(0,7)[10] 0,6(0,7)[17] 1,5(1,7)[49] 6,4(23,2)[99] 50,7(335,2)[24]
t(s) 1,6(0,4) 1,4(0,2) 1,4(0,2) 1,8(0,9) 4,9(45,7) 10,6(688,3)
Ag -г (-) 47,9(70,3) 58,9(77,2) 47,3(54,8) 19,0(26,1) 96,8(122,9) 158,5(318,5)
t(s) 2,4(71,6) 2,4(50,2) 1,8(27,3) 2,3(19,8) 2,2(78,2) 3,1(513,4)
r(sr) 0,18(0,27) -0,08(0,35) 0,28(0,28) -0,37(0,22) 0,40(0,15) 0,81(0,10)
Au/Ag 0,01 0,01 0,01 0,07 0,06 0,32
Hg -г (-) 20,6(24,1) 21,8(28,3) 16,2(30,1) 17,1(19,6) 27,8(41,0) 34,5(41,1)
t(s) 1,7(16,6) 2,2(20,9) 2,5(55,1) 1,7(11,8) 2,4(45,9) 2,0(22,0)
r(sr) -0,15(0,27) -0,58(0,24) -0,20(0,29) 0,49(0,20) 0,14(0,18) 0,02(0,23)
Au/Hg 0,03 0,03 0,04 0,09 0,23 1,47
Таблица. Оценка параметров распределения рудогенных элементов и корреляционных связей золота с рудогенными элементами в минеральных зонах околорудных метасоматических ореолов гидротермальных золоторудных месторождений юго-восточного складчатого обрамления Сибирского кратона
Table. The appraisal of the distribution parameters of the oregenous elements and gold correlation connections with oregenous elements in mineral zones of hydrothermal gold-ore deposits near-ore metasomatic haloes in south-eastern folded frame of Siberian craton
Окончание таблицы Table
Минералого-петрохимические зоны и подзоны [число проб] Mineral-Petrochemic zones and subzones [number of samples]
Параметры Фронтальная/Fronta
Элементы распределения Подзоны/Subzones
Elements Distribution parameters Слабого изменения Weak alteration Умеренного изменения Moderate Интенсивного изменения Intensive Хлоритовая Chloritic Альбитовая Albitic Тыловая Rear
alteration alteration
Регионально-метаморфизованные углеродистые сланцевые толщи/Regional metamorphosed carbonaceous slate terranes Кедровское месторождение/Kedrovskoe deposit
III. Углеродистые мусковит-биотитовые полевошпат-кварцевые песчано-алевро-сланцы кедровской свиты (R3) III. Carbonaceous muscovite-biotitic feldspar-quartz sandstone-aleuro-slates of kedrovskaya suite (R3)
Au хг (х) 1,2(1,6) [37] 0,7(1,5) [15] 1,1(1,7) [23] 1,8(2,6) [123] 3,9(6,9) [209] 5,8(15,3) [27]
t(s) 2,1(1,5) 2,9(2,7) 2,7(1,6) 2,0(4,0) 2,8(9,5) 4,5(19,9)
—(-) 26,7(32,1) 23,3(26,0) 56,6(91,7) 61,7(165,1) 135,8(223,4) 165,0(278,5)
Ag t(s) 1,9(20,9) 1,6(13,9) 2,6(116,6) 4,6(340,4) 2,6(359,5) 3,1(257,0)
r(sr) 0,001(0,2) 0,79(0,11) 0,22(0,21) 0,21(0,12) 0,11(0,09) 0,44(0,16)
Au/Ag 0,04 0,03 0,02 0,03 0,03 0,04
хг (-) 18,0(26,3) 28,3(34,7) 22,0(30,4) 24,5(34,1) 17,5(23,5) 30,5(36,0)
Hg t(s) 2,8(20,7) 2,1(18,7) 2,2(27,0) 2,4(30,1) 2,1(20,6) 1,8(21,4)
r(sr) 0,35(0,16) 0,50(0,22) 0,20(0,21) -0,15(0,12) -0,11(0,08) 0,58(0,13)
Au/Hg 0,07 0,02 0,05 0,07 0,22 0,19
Каралонское месторождение/ Karalonskoe deposit
IV. Углеродистые мусковит-биотитовые полевошпат-кварцевые песчано-алевро-сланцы водораздельной свиты (R3) IV. Carbonaceous muscovite-biotitic feldspar-quartz sandstone-aleuro-slates of vodorazdelnaya suite (R3)
Au -г (х) 1,0(1,1) [15] н/д 1,6(2,0) [11] 2,0(2,8) [34] 2,0(3,5) [7] 24,7(73,5) [6]
t(s) 1,6(0,4) н/д 1,9(1,8) 2,4(2,6) 2,8(5,1) 5,6(100,9)
— (х) 25,1(35,1) н/д 34,9(64,7) 45,6(65,1) 29,4(44,5) 53,3(60,2)
Ag t(s) 2,2(34,8) н/д 2,9(99,3) 2,4(75,0) 2,9(39,9) 1,8(29,6)
r(sr) 0,56(0,18) н/д 0,73(0,14) 0,52(0,12) 0,80(0,13) 0,70(0,21)
Au/Ag 0,04 н/д 0,04 0,04 0,07 0,4
—(-) 32,4(37,3) н/д 47,0(49,0) 58,0(68,6) 42,2(61,6) 44,6(46,5)
Hg t(s) 1,8(19,2) н/д 1,4(14,8) 1,7(61,4) 2,5(63,5) 1,4(16,3)
r(sr) 0,12(0,25) н/д 0,007(0,3) -0,22(0,16) 0,55(0,26) -0,30(0,37)
Au/Hg 0,03 н/д 0,03 0,03 0,05 0,55
Ирокиндинский прогиб/Irokindinskii trough
V. Углеродистые мусковит-биотитовые алевро-пелито-сланцы мухтунной свиты (R3) V. Carbonaceous muscovite-biotitic aleuro-pelito-slates of muhtunnaiya suite (R3)
Au -г (x) н/д н/д н/д 0,6(0,6) [39] 0,6(0,7) [24] 1,0 [1]
t(s) н/д н/д н/д 1,6(0,3) 1,6(0,5) н/д
хг (-) н/д н/д н/д 14,7(16,2) 19,8(25,7) 19,0
Ag t(s) н/д н/д н/д 1,6(7,1) 2,1(19,0) н/д
r(sr) н/д н/д н/д 0,27(0,15) 0,53(0,15) н/д
Au/Ag н/д н/д н/д 0,04 0,03 н/д
—(-) н/д н/д н/д 15,1(17,8) 16,6(18,1) 12,5
Hg t(s) н/д н/д н/д 1,8(10,4) 1,5(7,9) н/д
r(sr) н/д н/д н/д 0,04 0,04 0,08
Примечание. 1) —Vисходные породы. 2) хг(х) - среднее соответственно геометрическое и арифметическое содержание, мг/т; t - стандартный множитель; s - стандартное отклонение содержаний, мг/т; r - коэффициент парной линейной корреляции элементов с золотом, выше уровня значимости, обозначен жирным шрифтом; sr - стандартное отклонение коэффициента корреляции; н/д - нет данных. 3) Содержание Au и Ag определялось [1. Табл. 1], содержание Hg - атомно-абсорбционным методом (чувствительность 5 мг/т) в ЦЛ ПГО «Березовгеология» (г. Новосибирск) под руководством Н.А. Чарикова. 4) Расчеты выполнены Н.П. Ореховым.
Note. 1) I-Vare the initial rocks. 2)х-(х) are the moderate geometric and arithmetic content accordingly, mg/t; t is the standard mul-tiplytion; s is the standard digression of the contents, mg/t; r is the coefficient of couple linear correlation of the elements with gold higher of significance level, in bold type; sr is the standard digression of the correlation coefficient; н/д is no data. 3) Content of Au and Ag was determined by [1. Table 1], Hg content was determined by means of atomic-absorption method (sensitivity is 5 mg/t) in CL «Be-reozovgeology» (Novosibirsk) under the guidance of N.A. Charikov. 4) The calculations were fulfilled by N.P. Orekhov.
как правило, возрастают, достигая в березитах тыловой зоны максимальных значений.
Содержания золота во внутренних альбитовой и тыловой зонах ореолов в абсолютном выражении зависят от степени золотоносности рудных тел, чего не наблюдается во фронтальной зоне. Зависимость выражается в том, что наиболее обогащены золотом породы этих зон в обрамлении рудных столбов и жил с крупными запасами металла и средними содержаниями его в рудах на уровне не менее десятков ... многих десятков г/т. Такую ситуацию представляют ореолы Ирокиндинского месторождения, внутренние зоны которых опробованы в том числе в обрамлении наиболее крупных с высокими промышленными параметрами Тулуинской, Юрасовской, № 30 жил. Среднее геометрическое содержание золота здесь достигает десятков мг/т, серебра - превышает 100 мг/т; заметно увеличивается содержание ртути. Синхронно и резко возрастают показатели дисперсии содержаний. Картина стабильного увеличения в метасоматитах внутренних зон содержаний металлов и дисперсии их распределения (последнее не всегда) сохраняется в ореолах, обрамляющих бедные руды, в частности в черных сланцах, со средними содержаниями золота не более нескольких г/т. Однако в обрамлении слабо золотоносных жил березиты тыловой зоны аподолеритовых ореолов Западного и аподиоритовых ореолов Ке-дровского месторождений [2], например, обогащены золотом до уровня всего нескольких мг/т. В обрамлении минерализованных зон в углеродистых сланцах (Каралонское месторождение, таблица) ситуация промежуточная, отвечающая невысокой их золотоносности, со средним содержанием золота, редко превышающим 10 г/т.
Субкларковые содержания металлов сохраняются и во внутренних зонах метасоматического ореола среди углеродистых сланцев в удалении от минерализованных (рудных) зон и при их отсутствии (мухтунная свита, таблица).
Обычны сильные корреляционные связи в объеме околорудных метасоматических ореолов в целом и во внутренних их зонах между золотом и серебром, эпизодические - между золотом и ртутью. При этом заметный рост содержаний ртути во внутренних зонах ореолов только в аподиори-товых и апосланцевых ореолах Кедровского месторождения сопровождается усилением здесь положительных связей ее с золотом (см. таблицу).
Слабый или сильный рост золото-серебряного и золото-ртутного отношений вплоть до значений, свойственных рудам (0,5.1,5), в направлении к тыловой зоне и особенно в последней также обычен, но фиксируется не всегда. Рост означает изменение количественных соотношений металлов в рудах сравнительно с породами в ходе рудообра-зующих процессов в пользу золота, что свойственно мезотермальным месторождениям.
Параметры распределения (средние, дисперсия, Аи/А§-отношение) золота и серебра в мине-
ральных зонах рудовмещающего пропилит-бере-зитового апочерносланцевого метасоматического ореола месторождения Чертово Корыто повторяют с незначительными отклонениями картину распределения обоих металлов, характеризующую петролого-геохимическую модель. Относительно низкие средние содержания металлов триады во фронтальной зоне ореола, образованного в регио-нально-метаморфизованных на уровне мусковит-биотитового парагенезиса черных сланцах ранне-протерозойской михайловской свиты, отвечающие, вероятно, местным кларкам, более высоким сравнительно со значениями в черных сланцах позднерифейских водораздельной, кедровской, мухтунной свит Северного Забайкалья, также возрастают по мере усиления метасоматических преобразований пород вплоть до максимальных значений во внутренних зонах. Вместе с тем умеренный рост параметров распределения, невысокие абсолютные их значения согласуются с ситуацией в черных сланцах упомянутых свит. Однако в обсуждаемом месторождении не зафиксировано подобного направленного увеличения параметров распределения ртути, обычного в ореолах других месторождений. В свою очередь, заметный рост во внутренних зонах Аи/А§-отношения определяется опережающим накоплением здесь золота, резкое возрастание Аи/И§-отношения - при увеличении массы золота незначительным поступлением ртути. Последнее, вероятно, представляет исключение из общего правила.
Обсуждение результатов и выводы
Вещественно-генетическая однородность золоторудных месторождений, зафиксированная в пе-тролого-геохимической модели рудовмещающего субстрата вне зависимости от его состава и происхождения, отражает универсальный характер зо-лотопродуцирующих систем, которые по совокупности доказательств квалифицированы как мез-отермальные.
Достоверность модели определяется:
• повторяемостью состава и порядка минерало-го-петрохимической [1] и геохимической [2] (табл.) зональности околорудных метасома-тических ореолов, представляющих сочетание березитовой во внутренних и пропилито-вой в промежуточной хлоритовой и фронтальной зонах формаций, во всех изученных золоторудных месторождениях, очевидно, -следствием геолого-генетического единообразия гидротермальных золотопродуцирующих систем;
• подтверждением сочетания минеральных ассоциаций упомянутых формаций в природных метасоматических колонках с результатами экспериментального моделирования метасома-титов в лабораторных условиях [5].
В рассмотренных рядах минеральных замещений от фронтальной зоны к тыловой просматрива-
ется снижение числа минеральных фаз (актино-лит-тремолит, эпидот, хлорит, альбит), которое должно было бы быть обусловлено последовательным от зоны к зоне переходом в подвижное состояние кальция, магния, железа, натрия, отчасти кремния, алюминия. Однако, учитывая состав ми-нералого-петрохимических зон и результаты межзональных балансовых расчетов, следует констатировать, что, вопреки теории, удаляется, причем лишь из внутренних зон, только натрий, а выносимый частично кремний, вероятно, переотлагается в кварцевых жилах и прожилках, в то время как другие элементы остаются инертными, поскольку фиксируются здесь же, в минеральных зонах, в составе новообразованных хлорита, эпидота, карбонатов, серицита и других минералов. Следущий из известных положений теории метасоматической зональности мономинеральный состав осевой зоны, даже если за таковую принимается карбона-тно-сульфидно-кварцевая жила, в средне-низкотемпературных метасоматических колонках не достигается, что подтверждается приведенными материалами и в экспериментах [5].
Предлагается следующее объяснение условий формирования полиминерального состава внутренних зон пропилит-березитовых метасоматиче-ских колонок.
Ключевое положение теории метасоматической зональности, как известно, опирается на представление о дифференциальной подвижности - инертности компонентов, регулируемых в основном изменяющимися в пространстве и времени термодинамическими и физико-химическими режимами метасоматического процесса.
Полное растворение минерала сложного состава на внутренней границе каждой минералого-пе-трохимической зоны сопровождается переходом в подвижное состояние и удалением из системы участвовавших в его составе подвижных в существующих условиях химических элементов и фиксацией в образующихся минералах инертных. Скажем, высвобождаемые при растворении альбита на внутренней границе альбитовой зоны, смежной с тыловой березитовой, натрий почти полностью удаляется с растворами, а кремнезем и глинозем могут полностью или частично входить и входят в состав образующегося серицита. Высвобождаемые из хлорита, при замещении его мусковитом на границе хлоритовой и альбитовой зон, магний и железо переходят в образующиеся здесь же и в соседних альбитовой, березитовой зонах карбонаты, усложняя их состав. Высвобождаемый при замещении во фронтальной зоне биотита или амфибола хлоритом титан фиксируется в последнем в форме рутила (лейкоксена), образуя сагенитовую решетку, сохраняющуюся в замещающем хлорит на внутренней границе хлоритовой зоны мусковите. Эти и другие подобные факты наблюдаются в рядах минеральных замещений в обсуждаемых метасома-тических ореолах от фронтальной минералого-пе-
трохимической зоны к тыловой, подтверждаются в периферийных зонах метасоматических ореолов балансовыми расчетами химических составов пород, изменяющихся здесь в основном посредством перераспределения внутренних ресурсов химических элементов.
Очевидно, для того, чтобы метасоматит в тыловой зоне формировался мономинеральным, необходимо удаление (вынос) из ореола всех последовательно от зоны к зоне приобретающих подвижность компонентов, кроме того или тех, которые, сохраняя инертность, фиксируются в минерале тыловой зоны. В кислотных метасоматитах (березите, грей-зене) при РН растворов < 7 это должен быть и есть кремнезем, а минерал - кварц. Другими словами, в метасоматическом процессе пропилит-березитово-го профиля система порода-раствор в объеме формирующегося ореола должна быть открыта только в сторону выноса компонентов. В отличие от теории в природе это условие не соблюдается.
Поступающие в разломно-трещинные структуры и инициирующие метасоматический процесс и рудообразование горячие металлоносные растворы, судя по оставленным ими вещественным следам, имеют чрезвычайно сложный состав растворенных химических соединений. Они образуют с трещинно-поровыми растворами вмещающих пород гидравлически единые разломно-поровые породно-флюидные системы, в которых при реализации концентрационно-диффузионного механизма массопереноса происходит встречная миграция растворенных компонентов в соответствии с градиентами их концентраций - из трещинного раствора в поровый и из порового - в трещинный. Получены эмпирические доказательства реализации концен-трационно-диффузионного механизма массопере-носа в контрастных по химическому составу средах - обмена компонентами (СаО, А1203, 8Ю2, С02 и другими) между породами также и внутри ореолов [6]. Поступающие с растворами фемофильные пе-трогенные и рудогенные элементы мигрируют в боковые породы и обогащают прилегающие к ра-створоподводящим разломам метасоматиты внутренних зон околорудных метасоматических ореолов с образованием в них контрастных аномалий. Удаляемые из тыловых зон ореолов натрий, частично кремнезем и компоненты, которыми обогащены исходные боковые породы, фиксируются в жилах и прожилках (кремнезем, иногда натрий, кальций, алюминий в кварце и полевых шпатах) или рассеиваются.
Таким образом, создающие метасоматические ореолы (колонки) и руды природные флюидно-по-родные системы открыты в сторону привноса и выноса компонентов. Судя по результатам балансовых расчетов вещества и минералого-химическому составу производных рудообразующих процессов, в метасоматические колонки, преимущественно в их внутренние зоны, в том числе руды, поступает почти все, доставляемое металлоносными раство-
рами, но, вопреки теории, из пород мало что удаляется. В этих условиях общее снижение числа минеральных фаз и образование мономинеральной породы невозможно.
Из приведенных материалов следует, что мета-соматический процесс в околорудном (околотрещинном) пространстве функционирует в природе по-иному, в сравнении с прописанным в термодинамической теории метасоматической зональности, сценарию - удаления петрогенных компонентов из поровых флюидов в трещинные и в целом из системы вплоть до «мономинеральности» тыловой зоны околорудных (околожильных) метасомати-ческих колонок, за исключением одного компонента - натрия, вытесняемого более сильным основанием калием, не происходит.
По расчетам, количества выделяемого из пород кремнезема, до 30 мас. % в экспериментах [5], достаточно для образования кварцевых жил и прожилков. В индивидуальных колонках [1. Табл. 3] фиксируется вынос кремния из тыловой зоны до 50 мас. %. Сокращение мощности, а следовательно, и объема внутренних зон ореолов или их «выпадение» из колонок вверх по восстанию крупных рудоносных структур, сопровождаемое прекращением выноса кремния из пород при сохранении или увеличении масштабов кварцевого выполнения в верхних горизонтах месторождений (Сухой Лог, Тулуинская, № 30, Хребтовая жилы Ирокин-динского, Шаманские и другие жилы Кедровского месторождений и др.) иллюстрирует справедливость известного представления о способности кремния перемещаться в верхние части рудно-ме-тасоматических колонн от уровней его выноса [7 и др.]. Вместе с тем вынос из рудовмещающих алюмосиликатных пород кремния в количествах, достаточных для образования кварцевого выполнения рудовмещающих структур, возможен при условии поступления в блоки метасоматизма и ру-дообразования щелочных флюидов с низкими концентрациями этого элемента или стерильных в отношении его.
Высокая контрастность положительных калиевых, углеродных (углекислотных), сернистых аномалий в изученных индивидуальных метасома-тических колонках, постоянно повторяющаяся в разные геологические эпохи в различных геологических обстановках на разных гипсометрических уровнях месторождений при отсутствии достоверно зафиксированных ореолов выноса этих элементов и при региональных масштабах проявления аномалий вдоль рудоносных структур, свидетельствует о внешних относительно занятых месторождениями блоков источниках сверхкларковых масс всех трех элементов.
Поступление с металлоносными растворами в область рудообразования значительных масс фем-офильных элементов, фиксация их во внутренних околоразломных зонах метасоматических ореолов, снижение концентраций этих элементов до
кларковых уровней по мере удаления от глубинных разломов в сочетании с синхронным в этом же направлении снижением средних содержаний и запасов золота в рудах подчеркивают рудоконтро-лирующую роль глубинных разломов через их ра-створоподводящую функцию [1, 2].
В силу минералого-петрохимического и геолого-генетического родства метасоматитов и оруде-нения на рассматриваемых рудоносных площадях, нет оснований исключать преимущественно концентрационно-диффузионный механизм формирования околорудных (околоразломных) мета-соматических ореолов и метасоматической зональности в разном, в том числе черносланцевом субстрате, эмпирические доказательства реализации которого приведены в [6]. Факты указывают на то, что металлоносные флюиды поступают в блоки метасоматизма и рудообразования не путем фильтрации по поровому пространству пород, а по раство-роподводящим разломам, консервируются в «слепых» структурах, образуя с порово-трещинными растворами пород единые гидравлически связанные, но химически неравновесные системы. Несколько фактов в доказательство этого имеют первостепенное значение.
Первый заключается в том, что мезотермаль-ные золотые месторождения без исключений залегают в зонах деформационного воздействия глубинных разломов, группируясь в протяженные цепочки вдоль последних и в узлы в местах пересечения разломов. Этот факт демонстрирует их раство-роподводящую роль.
Сформулированный вывод аргументируется и другими фактами - обогащением золотом и сопровождающими металлами внутренних зон метасо-матических колонок, снижением содержаний металлов до кларковых уровней в периферийных, в частности во фронтальной, зонах [2] (табл.), прямой зависимостью концентраций металлов в мета-соматитах внутренних зон от степени золотоносности (металлоносности) смежных с ними рудных тел, отсутствием признаков гидротермальных ме-тасоматических изменений пород, в том числе и черных сланцев, за пределами сравнительно локальных околорудных метасоматических ореолов. Черные сланцы, например, повсеместно в Ленском, Енисейском, Муйском и других районах вне локальных следующих разломам околорудных ме-тасоматических ореолов содержат регионально-метаморфический мусковит-биотитовый с турмалином парагенезис с совершенно свежим биотитом без признаков воздействия поздних гидротермальных растворов этапов рудообразования. Все эти факты доказывают перемещение металлов и петрогенных компонентов из разломно-трещинных растворов с высокими их концентрациями в менее концентрированные поровые растворы боковых пород и отложение основной их массы в полнопроявленных ме-тасоматитах внутренних зон, обрамляющих раз-ломно-трещинные рудовмещающие структуры.
Приведенные факты не вписываются в мета-морфогенную гидротермальную и полигенную концепции рудообразования, предполагающие [8-14] местные породные источники золота и других металлов.
Углеродистые сланцевые толщи, как и иной ру-довмещающий субстрат, подвержены аналогичному с ним околорудному метасоматизму, как это следует из приведенных данных, пропилит-бере-зитовой формационной принадлежности. Это важно подчеркнуть, поскольку вопрос о сущности ми-нералого-петрохимических преобразований терри-генных сланцев в связи с рудообразованием в них, как и вопрос о механизмах массопереноса посредством транспорта потоком движущегося раствора или околоразломной диффузии, имеет ключевое значение в разработке геолого-генетической модели формирования золотого оруденения.
Известно, что минералого-петрохимические черты околорудного метасоматизма и его механизмы используются в качестве критериев различия магматогенно- и метаморфогенно-гидротермаль-ных месторождений. Предполагается, например, возникновение в ареалах зеленосланцевого регионального метаморфизма минеральных зон - субфаций: биотит-хлоритовой, хлорит-серицитовой, альбит-серицитовой, серицит-карбонатной до начала рудообразования, и наложение на перечисленные ассоциации более поздних продуктов околорудного метасоматизма, близких к ним по составу [15-18]. Это предположение трансформируется в представление о минералого-петрохимической специфике апосланцевых околорудных метасома-титов, то есть к отрицанию принадлежности их, в том числе в Ленском районе, к метасоматическим формациям, свойственным и магматогенно-гидро-термальным золоторудным месторождениям.
Между тем обсуждаемые материалы показывают, что порядок минералого-петрохимической зональности и направленность, сущность преобразований минералого-химического состава пород в минералого-петрохимических зонах апосланце-вых метасоматических ореолов в золоторудных районах обрамления Сибирского кратона согласуются с таковыми в рудных полях, образованных в любом другом субстрате, а минералого-петрохимиче-ские зоны околорудных метасоматических ореолов аналогичны субфациям «регрессивного регионального метаморфизма»: биотит-хлоритовая субфация отвечает фронтальной зоне, хлорит-серици-товая - хлоритовой (эпидот-хлоритовой), альбит-серицитовая - альбитовой, серицит-карбонатная -тыловой (березитовой). Каких-либо промежуточных минеральных ассоциаций, образованных после прогрессивного этапа регионального метаморфизма нагревания (мусковит-биотитовый с турмалином, альмандин-биотитовый, альмандин-дио-псидовый и другие парагенезисы), но до начала околорудного метасоматизма, в сланцевых толщах региона не обнаружено. Поэтому дискуссия о сла-
бости или интенсивности околорудных изменений в черных сланцах и о сходстве-различии минеральных ассоциаций регионального регрессивного метаморфизма и околорудного метасоматизма носит по существу терминологический характер: различными терминами обозначается одно и то же. Субфации «зеленосланцевого регрессивного метаморфизма» и соответствующие им минерало-го-петрохимические зоны околорудных метасома-тических колонок - это следствие одного процесса - относительно локального сопровождаемого рудообразованием метасоматизма.
Поскольку мы имеем дело в сланцах с околорудным метасоматизмом в его конкретном форма-ционном выражении, представляется корректным использовать терминологическую базу, применяемую при исследованиях метасоматических формаций с их зональными колонками, в обсуждаемых месторождениях сложенными метасомати-тами тыловой (березитовой) и периферийных (про-пилитовых) зон. Это целесообразно сделать и по другим причинам. «Регрессивный метаморфизм» - это не изохимический процесс, каковым по определению должен быть метаморфизм, но аллохими-ческий. В наше время по-прежнему называть алло-химический гидротермальный процесс метаморфизмом - это нонсенс. Гидротермальный метасоматизм на «регрессивном этапе регионального метаморфизма», как правило, происходит через сотни или многие сотни млн лет после прогрессивного собственно регионального зонального метаморфизма нагревания, овеществленного в минеральных зонах, занимающих обширные пространства со стабильными минеральными составами. Минеральные зоны позднего метасоматизма, в том числе сопровождаемого оруденением, контролируются иными - локальными структурами, в сравнении с минеральными зонами прогрессивного регионального метаморфизма. Поздний метасоматизм не связан с последним причинно-следственными связями, о чем можно судить по ряду признаков -значительным временныГм интервалам, отделяющим один процесс от другого, происхождению флюидов и другим. С учетом приведенных соображений к наиболее низкотемпературной фации зонального регионального метаморфизма нагревания следует относить породы, содержащие муско-вит-биотитовый метаморфический парагенезис, а все более низкотемпературные ассоциации, на него наложенные (хлорит, эпидот, альбит и пр.), квалифицировать как производные позднего гидротермального метасоматизма, большей частью не имеющего отношения к предшествующему региональному метаморфизму.
При стандартной минералого-петрохимиче-ской зональности апочерносланцевых околорудных (рудовмещающих) метасоматических ореолов тыловая березитовая и смежная с ней альбитовая зоны с окислением в них керогена и, как следствие, осветлением пород до нормальных светло-
серых березитов и березитоидов (с альбитом) образованы эпизодически. Они слагают и обрамляют некоторые минерализованные зоны прожилково-вкрапленных золото-сульфидно-кварцевых руд и образуют мощные, до десятков метров, залежи массивных метасоматитов с прожилково-вкра-пленной золото-сульфидно-кварцевой минерализацией [1. Табл. 3, колонки ХУ1-ХХ1]. Одна из таких мощных залежей изучена в углеродистых сланцах кедровской свиты (колонка XVI). В месторождении Чертово Корыто зафиксировано осветление метасоматитов в части объема мощной хлоритовой зоны, вследствие чего она разделена на две - с керогеном и без него. Вместе с тем в экзо-контактах подавляющего большинства крупных золотоносных кварцевых жил и множества мелких прожилков сланцы не осветлены и изменены на уровне разных зон. Известны метасоматиты, по минералого-химическому составу отвечающие бе-резитам, но сохранившие кероген и, соответственно, черный цвет.
По данным Е.А. Вагиной [19], изотопные отношения углерода карбонатов в осветленных апочер-носланцевых березитах месторождения Чертово Корыто имеют промежуточные значения 513С=-12,0...-15,0 %о между изотопно тяжелым (мантийным) углеродом жильных карбонатов <513С=-7,0 % (месторождение Сухой Лог) и изотопно легким восстановленным углеродом керогена черных сланцев (5*3С=-20,0...-30,0 %%). Это предполагает смешение изотопов при окислении керо-гена сланцев и последующий восстановительный режим в системе металлоносный трещинный раствор - поровый раствор - порода во время образования прожилков и жил. Вывод о реальности восстановительного режима металлоносных растворов при рудообразовании доказывается фактами образования черных березитов (лиственитов) в эк-зоконтактах золотоносных кварцевых жил (Иро-киндинское месторождение) вследствие диссоциации кальцита кальцифиров до углекислоты и восстановления окисленного углерода до графита, эмульсия которого пропитывает образующийся бе-резит. Восстановительный режим трещинных растворов, сменявший окислительный при продвижении потока растворов из очагов генерации и окислении на путях движения керогена, препятствовал окислению керогена в боках заполнявшихся уже восстановленными растворами трещин и образующихся кварцевых жил.
В поисках причин дефицита березитов в апо-черносланцевых метасоматических ореолах золотых месторождений следует учитывать факты, наблюдаемые в золоторудных месторождениях, в которых мощные толщи углеродистых терригенных и терригенно-карбонатных сланцев сочетаются с прорывающими их телами магматитов и ультра-метаморфитов зрелых очагово-купольных построек. В Кедровском, Каралонском, Уряхском, Зун-Холбинском месторождениях, например, залегаю-
щие в черных сланцах мощные золотоносные кварцевые жилы, минерализованные зоны про-жилково-вкрапленных руд, мелкие прожилки, как правило, не сопровождаются березитами и осветлением пород, а соседние рудоносные кварцевые жилы среди гранитов, ультраметаморфитов обрамлены зонами хорошо проработанных берези-тов, слагающих тыловую зону околожильных зональных метасоматических колонок. Это означает, что ответ на вопрос о причинах явления заключается не в принципиальных геолого-генетических отличиях процессов рудообразования в чер-носланцевом, с одной стороны, и кристаллическом, с другой, субстрате, а в специфическом влиянии черносланцевой среды на физико-химическое состояние металлоносных растворов.
Корректная, как представляется, интерпретация результатов петролого-геохимического изучения рудовмещающего субстрата Сухоложского и Вернинского месторождений достигается посредством соотнесения апочерносланцевых метасома-тических ореолов этих месторождений с типовой универсальной схемой метасоматической зональности. Их соответствие схеме (модели) доказывают следующие факты:
• сочетание в ореолах метасоматитов березито-вой формации (березита и березитоида - бере-зита с альбитом) во внутренних зонах и пропи-литовой формации - в периферийных при минеральных замещениях в последних преобладающе за счет внутренних ресурсов петроген-ных компонентов;
• аутентичный с ореолами других мезотермаль-ных месторождений золота порядок минерало-го-петрохимической зональности рудовмещаю-щих метасоматических ореолов;
• уменьшение числа минеральных фаз в смежных минералого-петрохимических зонах (полное растворение хлоритов, эпидота на внутренней границе хлоритовой, эпидотовой зон, альбита на внутренней границе альбитовой зоны) при увеличении массы минеральных новообразований от фронтальной зоны к тыловой;
• поликомпонентный кварц-серицит (мусковит)-анкерит (М§^е карбонаты) с пиритом (сульфидами) состав тыловой зоны ореолов (березита);
• перераспределение в тыловой зоне щелочей с заменой более сильным основанием калием более слабого основания натрия, частичный вынос из нее кремния и отложение его в форме кварца в жилах и прожилках, поступление в ореолы восстановленной серы, углекислоты;
• фемофильная специализация золотоносных бе-резитов с образованием контрастных аномалий калия, серы, углерода, фосфора, титана, магния, железа, кальция, марганца во внутренних зонах наиболее активной миграции компонентов. Факт низких слабо различающихся или одинаковых значений средних содержаний золота, серебра, ртути в породах подзон слабого, умеренного,
интенсивного изменения фронтальной зоны околорудных (межрудных) метасоматических ореолов, образованных во всех обсуждаемых средах, доказывает инертность здесь металлов на этапе рудооб-разования и подчеркивает близость их содержаний к кларкам в соответствующих изверженных, осадочных, метаморфических породах, оцениваемым в [20]. Поэтому представляются справедливыми два положения: указанные значения отвечают местным (региональным) кларкам соответствующих исходных для метасоматизма пород; на удаленной периферии ореолов слабое воздействие растворов, обусловившее слабое изменение пород, не способно инициировать движение металлов - поступление их в породы или удаление из них. Ситуация меняется в более тыловых зонах ореолов.
Однообразная, повторяющаяся во всех средах, в том числе в черносланцевых толщах, картина распределения металлов в околорудном, межрудном пространстве золоторудных полей отражает тот факт, что в формировании геохимического содержания этого пространства действуют одни и те же законы.
Увеличение всегда и во всех породах, независимо от их предшествующей геологической истории, содержаний золота и серебра в направлении к тыловой зоне околорудных метасоматических ореолов и рудных тел, тем большее, чем выше степень золотоносности последних, служит указанием на то, что: 1) металлы мигрируют (диффундируют) при метасоматизме со стороны раствороподводя-щих и рудовмещающих разломов, в обрамлении которых интенсивность преобразований пород и контрастность аномалий наивысшая; 2) массы движущихся металлов определяются концентрацией их соединений в металлоносных растворах, унаследованной рудами и породами в их обрамлении; 3) концентрации металлов в породах прямо соотносятся со степенью их метасоматических преобразований.
Приведенные выводы не согласуются с утверждениями, согласно которым в золоторудных месторождениях отсутствуют признаки околорудных изменений вмещающих пород [21], а золото (металлы) способно (способны) мигрировать в породах без выраженных вещественных (минеральных) признаков их эпигенетических изменений [8]. В приложении к обсуждаемым месторождениям приведенные факты и выводы опровергают упомянутые утверждения. Вместе с тем они не противоречат представлению о диффузионном механизме массо-переноса при околоразломном метасоматизме, следующему из анализа эмпирических данных [6], -по мере удаления от раствороподводящих каналов и рудовмещающих разломов, то есть источников, массы металлов, диффундирующих по заполненному горячими растворами трещинно-поровому пространству пород, постепенно снижаются.
В согласии с приведенными фактами и следующими из них выводами в околорудных метасомати-
ческих и геохимических ореолах изменяются количественные соотношения золота и серебра. На периферии ореолов в неизмененных или в едва затронутых изменениями породах с субкларковыми содержаниями этих металлов низкие величины Аи/А§-отношения отражают резко отличные их кларки -содержание золота здесь более чем на порядок ниже содержаний серебра. В рудах мезотермальных месторождений ситуация иная - содержание золота мало отличается от содержания серебра или даже превышает его, хотя бывают и исключения. Поэтому увеличение во внутренних зонах метасоматиче-ских колонок Аи/А§-отношения в сторону приближения его значений к свойственным рудам (0,5.1,5) так же, как и предыдущие факты, подчеркивает генетическую связь околорудных геохимических ореолов с околорудными метасоматически-ми и рудами, то есть образование их всех в рамках единых рудообразующих процессов.
При этом околорудные геохимические ореолы во всех породах, в том числе в толщах углеродистых сланцев, занимают меньшие объемы сравнительно с околорудными метасоматическими - первые вписываются во вторые. Очевидно, металлы способны диффундировать с чрезвычайно малой скоростью на ограниченные расстояния, и этим определяется тот факт, что основная их масса, судя по концентрациям, фиксируется в ближнем обрамлении рудных тел - во внутренних березито-вой, не всегда в смежной более удаленной альбито-вой зонах максимальных преобразований околорудных метасоматических колонок. Далее, в направлении периферии ореолов, метасоматические изменения пород происходят в условиях прогрева вмещающей среды преобладающе за счет внутренних ресурсов петрогенных компонентов, что доказывается расчетами их баланса и низкими значениями удельной массы подверженного движению (миграции) вещества. На дальнюю периферию, как отмечалось, способны диффундировать из ра-створоподводящих разломов весьма подвижные углекислота и сероводород, фиксируемые там среди бескарбонатных и бессульфидных, например, пород в новообразованных кальците и пирите.
Уместно обсудить известное различие между месторождениями сланцевого типа и образованными в кристаллическом субстрате, одно из ключевых в противопоставлении месторождений той и другой совокупности и заключающееся в разных, обычно несопоставимых масштабах запасов и содержаниях золота в тех и других объектах.
В сланцевых толщах распределение всей массы поступающих из очагов генерации металлоносных растворов по множеству швов и трещинно-порово-му пространству крупных объемов трещиноватых хорошо проницаемых пород обеспечивает участие их в полном объеме в рудообразовании. Все поступающее золото фиксируется в рудах и околорудном пространстве месторождений, однако при очевидных низких содержаниях его соединений в ра-
створах (по расчетам, для образования рудных столбов со средними содержаниями металла 50 г/т достаточно его концентрации в растворах до 100.200 мг/дм3) возможности для концентрирования металла в образующихся рудах в условиях крупных объемов рудовмещающей среды ограничены.
В слабо трещиноватом в общем случае кристаллическом субстрате, напротив, существуют ограниченные возможности аккумуляции всей массы металлоносных растворов, поступающих по глубинным разломам, - они рассредоточиваются лишь по малообъемным оперяющим структурам, минерализованным зонам, не способным, в силу ограниченных объемов, вместить всю массу растворов. Часть их, вероятно, значительная, перемещаясь далее вверх по раствороподводящим глубинным разломам, рассеивается вблизи поверхности или на поверхности, не задерживаясь на физико-химических и термодинамических барьерах, создаваемых метеорными водами. Вместе с растворами рассеивается и золото. Однако многократное тектоническое подновление (дробление) ранних минеральных комплексов в малообъемных жилах и минерализованных зонах и неоднократно повторяющееся поступление в них новых порций растворов с золотом обеспечивает концентрирование металла, особенно в наиболее проницаемых участках жил - рудных столбах.
Вещественно-генетическая однородность, свойственная околорудным метасоматическим и геохимическим ореолам независимо от возраста, состава и происхождения вмещающего разновозрастные месторождения субстрата, согласуется с результатами изучения составов, последовательности, термодинамических и физико-химических режимов образования рудно-минеральных комплексов обсуждаемых совокупностей месторождений золота, фазового состояния металлоносных растворов, в том числе при отложении продуктивных ассоциаций, составов и соотношений концентраций растворенных в растворах окисленных и восстановленных газов [22]. Однообразно повторяются температурные градиенты - повышение температур отложения ранних зарождений кварца каждого последующего рудно-минерального комплекса сравнительно с температурами отложения поздних зарождений кварца каждого предшествующего комплекса, подчеркивающие в сочетании с другими фактами пульсационный режим функционирования гидротермальных систем.
Присутствие в изученных месторождениях по-слегранитных дорудных, внутрирудных, послеруд-ных даек умеренно щелочных долеритов в разных сочетаниях отражает чередующиеся во времени инъекции металлоносных растворов, базальтовых расплавов и, следовательно, - рудообразование в условиях высокой магматической активности мантии [23]. Преобразование внутрирудных даек доле-ритов среди слабо измененных или неизмененных
пород в полно проявленные (до 100 об. %) метасо-матиты с участием (до 50. 60 об. %) в их составе типоморфных высокотемпературных обыкновенной роговой обманки и биотита, отсутствующих в околорудных березитах и пропилитах, обусловлено флюидопроводящей в горячем состоянии функцией даек, внедрением в дайки и фильтрацией в них металлоносных растворов через промежутки времени, в течение которых дайки не успевали остыть.
Участие в составе околорудных, в том числе апочерносланцевых, березитов в ближнем обрамлении (до 1,5 км), рудоконтролирующих через раствороподводящую функцию глубинных разломов, и аподайковых (аподолеритовых) метасома-титов контрастных аномалий ассоциации фем-офильных элементов - Р, Т1, М§, Fe, Са, Мп [23, 24] в сочетании с приведенными фактами, данными об отвечающих метеоритному стандарту изотопных отношениях серы сульфидов и углерода метасоматических карбонатов руд доказывает генерацию металлоносных растворов в очагах аномальной мантии.
Предлагаемая и реализованная методика формирования геохимических выборок способна обеспечить создание, пополнение региональных, а в перспективе - глобального банков корректных геохимических данных. Корректность достигается аккумуляцией в банках только проб с реконструированной геологической историей горных пород и химических элементов в них. Пробы пород с диагностикой на уровне «углеродистые сланцы», «измененные углеродистые (углистые) сланцы», «сульфидизированные сланцы» и пр., обычной во множестве публикаций, в этом случае неуместны. Напротив, аналитические данные для проб с реконструированной геологической историей формирования их современного итогового минерало-го-химического и геохимического содержания пригодны для генетического анализа и генетических обобщений, необходимых для углубления теории и достижения прикладных целей.
Таким образом, результаты петролого-геохи-мических исследований дополняют полученную ранее систему доказательств геолого-генетического единства золоторудных месторождений обеих обсуждаемых совокупностей, их принадлежности к мезотермальным и образования в черносланце-вых толщах и несланцевом субстрате в рамках функционирования золотопродуцирующих антидромных флюидно-рудно-магматических гранит-диорит-долеритовых комплексов на поздних (ба-зальтоидных) этапах их становления [23].
Заключение
Начатая более ста лет назад и продолжающаяся до сих пор дискуссия по проблеме образования гидротермальных месторождений золота, сопровождаемая увеличением со временем числа гипотез до четырех с их многочисленными вариантами, представляет очевидное свидетельство того, что мето-
дология и следующие из нее методы решения ряда ключевых вопросов проблемы не адекватны задачам исследований. Наглядным доказательством этому служит, в частности, история оценки принадлежности околорудных изменений черных сланцев к производным регионального метаморфизма или локального метасоматизма, а околорудных метасоматитов, соответственно, к метаморфическим фациям и субфациям или метасоматиче-ским формациям. Известна также противоречивая оценка источников сосредоточенных в рудах образованных в несланцевом (кристаллическом) и чер-носланцевом субстрате месторождений металлов, в том числе золота. Многовариантные решения обозначенных вопросов при дефиците достоверных фактов служат питательной средой для поддержания в конкурентоспособном состоянии существующих гипотез рудообразования.
Решить оба обсуждаемых в статье вопроса теории рудообразования без реконструкции геологической истории горных пород, петрогенных и ру-догенных элементов в них, следующей из понимания геохимии отечественными основоположниками ее В.И. Вернадским и А.Е. Ферсманом, невозможно - как показал столетний опыт, дискуссия будет продолжаться бесконечно долго.
Реализация этого подхода, напротив, обеспечила получение результатов, однообразно повторяющихся в разновозрастных месторождениях, образованных в разных по составу, возрасту, происхожде-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кучеренко И.В. Петролого-геохимические черты рудовмещающего субстрата в гидротермальных месторождениях золота. Часть 1. Петрология околорудного метосоматизма // Известия Томского политехнического университета. - 2016. -Т. 327. - №4. - С. 55-68.
2. Kucherenko I.V. Petrologic-geochemic evidence of geologic-genetic uniformity of gold hydrothermal deposits formed in black-shale and non-shale substratum // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. - 2007. - V. 311. - № 1. - P. 24-33.
3. Cherkasova T., Kucherenko I., Abramova R. Rear polymineral zone of near-veined metasomatic aureole in mesothermal Zun-Holba gold deposit (Eastern Sayan) // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2015. - V. 27. URL: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/27/ 1/012003/pdf (дата обращения: 10.03.2016).
4. Kucherenko I., Zhang Yuxuan, Abramova R. Mineral-petrochemical wallrock alteration of rocks in Bericul gold-ore deposit (Kuznetsk Alatau) // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2015. - V. 27. URL: http://iopscien-ce.iop.org/article/10.1088/1755-1315/27/1/012006/pdf (дата обращения: 10.03.2016).
5. Зарайский Г.П. Зональность и условия образования метасома-тических пород. - М.: Наука, 1989. - 349 с.
6. Кучеренко И.В. Гидродинамика трещинно-поровых флюидно-породных взаимодействий и механизм массопереноса в процессах околотрещинного гидротермального метасоматизма // Разведка и охрана недр. - 2010. - № 11. - С. 37-43.
7. Буряк В.А. Метаморфизм и рудообразование. - М.: Недра, 1982. - 256 с.
нию средах, что, как известно, служит доказательством достоверности сделанных выводов. Эти выводы согласуются с другими, следующими из анализа фактов, полученных в месторождениях обеих обсуждаемых совокупностей и раскрывающих текто-но-геодинамические режимы их образования, последовательность, термодинамические и физико-химические условия отложения рудно-минераль-ных комплексов, причинно-следственные связи ру-дообразования с плутоническим магматизмом.
Непротиворечивые, взаимно дополняющие один другой выводы образуют ансамбль, составляющий основу концепции образования мезотер-мальных (плутоногенных) месторождений золота, обоснование и содержание которой приведено в цитированных в статье публикаций автора, а формулировка дана выше.
Судя по отрывочным данным, опубликованным в многочисленных, в том числе зарубежных работах, можно предполагать, что сфера приложения концепции не ограничивается южным горноскладчатым обрамлением Сибирского кратона, но может быть распространена на другие золоторудные районы планеты.
Работа выполнена при финансовой поддержке Федерального агентства по образованию. ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013годы». Гос. контракт № П238от 23.04.2010 г.
Автор выражает благодарность м-м ТА. Сыресиной, подготовившем статью к печати.
8. Goldberg J.S., Abramson G., Los V.L. Depletion and enrichment of exploration for mineral deposits // Geochemistry Exploration, Environment Analysis. - 2003. - V. 3. - P. 281-293.
9. Metallogeny of gold deposits of China / Shao Jun, Hui De-feng, Kong Xiang-min, Shou Nai-wu // Geology and Resources. -2004. - V. 13. - № 4. - P. 246-250.
10. Multistage sedimentary and metamorphic origin of pyrite and gold in the giant Sukhoi Log deposit, Lena gold province, Russia / R.R. Large, V.V. Maslennikov, R. Francois, L.V. Dany-ushevsky, Chang Zhaoshan // Economic Geology. - 2007. -V. 102. - №7. - P. 1233-1267.
11. The Noble Metal Distribution in the Black Shales of the Degdekan Gold Deposit in Northeast Russia / A.I. Khanchuk, L.P. Plyusni-na, E.M. Nikitenko, T.V. Kurmina, N.N. Barinov // Russia Journal of Pacific Geology. - 2011. - V. 5. - № 2. - P. 89-96.
12. Synsedimentary to Early Diagenetic Gold in Black Shale-Hosted Pyrite Nodules at the Golden Mile Deposit, Kalgoorlie, Western Australia / J.A. Steadman, R.R. Large, S. Meffre, P.H. Olin, L.V. Danyushevsky, D.D. Gregory, I. Belousov, E. Lounejeva, T.R. Ireland, P. Holden // Economic Geology. - 2015. - V. 110. -№5. - P. 1157-1191.
13. Gold mineralization in Proterozoic black shales: Example from the Haoyaoerhudong gold deposit, northern margin of the North China Craton / Wang Jianping, Liu Jiajun, Peno Runmin, Liu Zhenjiang, Baisheng Zhao, Zan Li, Yufeng Wang, Chonghao Lui // Ore geology Reviews. - 2014. - V. 63. - P. 150-159.
14. Age and pyrite-Pb-isotopic composition of the giant Sukhoi Log Sediment-hosted gold deposit, Russia / S. Meffre, R.R. Large, R. Scott, J. Woodhead, Z. Chang, S.E. Gilbert, L.V. Danyushev-sky, V. Maslennikov, J.M. Hergt // Geochim. et Cosmochim. Acta. - 2008. - V. 72. - P. 2377-2391.
15. Околорудный метасоматизм терригенных углеродистых пород в Ленском золоторудном районе / В.Л. Русинов, О.В. Русино-ва, С.Г. Кряжев, Ю.В. Щегольков, Э.И. Алышев, С.Е. Борисовский // Геология рудных месторождений. - 2008. - Т. 50. -№ 1. - С. 3-46.
16. Соотношение процессов метаморфизма и рудообразования на золотом черносланцевом месторождении Сухой Лог по данным U-Th-Pb-изотопного SHRIMP-датирования акцессорных минералов / М.А. Юдовская, В.В. Дистлер, Н.В. Родионов, А.В. Мо-хов, А.В. Антонов, С.А. Сергеев // Геология рудных месторождений. - 2011. - Т. 53. - № 1. - С. 32-64.
17. Кряжев С.Г., Устинов В.И., Гриненко В.А. Особенности флюидного режима формирования золоторудного месторождения Сухой Лог по изотопно-геохимическим данным // Геохимия. -2009. - № 10. - С. 1108-1117.
18. Гаврилов А.М., Кряжев С.Г. Минералого-геохимические особенности руд месторождения Сухой Лог // Разведка и охрана недр. - 2008. - № 8. - С. 3-16.
19. Вагина Е.А. Изотопный состав углерода и кислорода в рудах золотого месторождения Чертово Корыто (Патомское нагорье) / / Вестник Томского государственного университета. -2012. - № 360. - С. 168-171.
20. Ярошевский А.А. Распространенность химических элементов в земной коре // Геохимия. - 2006. - № 1. - С. 54-62.
21. Альтшулер М.И. Тектоногенно-электрохимическая дифференциация вещества земной коры как механизм рудогенеза // Разведка и охрана недр. - 2007. - № 1. - С. 30-38.
22. Вагина Е.А. Минеральные комплексы руд и генезис месторождения золота Чертово Корыто (Патомское нагорье): дис. ... канд. геол.-минер. наук. - Томск, 2012. - 141 с.
23. Kucherenko I.V., Zhang Yuxuan. Metallogenic problems of hydrothermal gold deposit formation: facts and arguments // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. - 2015. - V. 24. -012024. URL: http://iopscience.iop.org/1755-1315/24/1/ 012024/pdf/1755-1315_24_1_012024.pdf (дата обращения: 10.03.2016).
24. Kucherenko I.V., Gavrilov R.Yu. Femophilic elements in wallrock metasomatites and in ores of mesothermal gold deposits -newsletter of mantle deep // International Journal of applied and fundamental research. - 2011. - № 1. - P. 37-43.
Поступила 24.03.2016 г.
Информация об авторах
Кучеренко И.В., доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры геологии и разведки полезных ископаемых Института природных ресурсов Национального исследовательского Томского политехнического университета.
UDC 553.411.071.242.4+550.4
PETROLOGIC AND GEOCHEMIC FEATURES OF ORE-CONTAINING SUBSTRATUM
IN HYDROTHERMAL GOLD DEPOSITS P. 2. PETROLOGIC AND GEOCHEMICAL CONCEPT OF NEAR-ORE METASOMATISM
Igor V. Kucherenko,
National Research Tomsk Polytechnic University, 30, Lenin Avenue, Tomsk, 634050, Russia
The relevance of the research is caused by the necessity to correct and elaborate on geological (metallogenical) component of the hydrothermal gold deposits formation theory within the framework of which the conflicting ideas about ore-formation geological making (energy and metalliferous fluids sources) go in four competing hypotheses eliminating one other. Therefore it is impossible to develop a complex of effective forecast-search mineralization criteria.
The main aim of the study is to prove: 1) the belonging epigenetic mineral associations at the ore-formation stage in near-ore alterating black shales series to metasomatic formations, contrary to the wide-spread ideas, and, as consequence, material-genetic similarity of apoblackshales zoning metasomatic columns (haloes) with those, formed in non-shale (crystalline) substratum; 2) external (nonrock) sources of gold and other metals, concentrated in deposits formed in black shales series.
The methods used in the study. 1) Atom-absorption (sensitivity 1-10-8wt. % for gold, silver, 5-10T7wt. % for mercury), controlling neutron-stimulate, chemical-spectrum analysis for gold (sensitivity 1-10r8and 3-10r8wt. % accordingly). 2) Calculations of statistical parameters of metal distribution and balance in near-ore expanse of deposits using two-level system of selections, to ensure reconstruction of chemical elements geological history and proper appraisal of donor potential of the rocks including black shales. The results. 1) Distribution of gold and accompanying metals in near-ore space is subject to metasomatic zoning - near-ore geochemi-cal haloes always take up lesser volumes comparatively with the near-ore metasomatic ones. It is expressed in subclark contents (0,5...1,2 mg/t) and low distribution dispersion of gold, silver, mercury in various rocks, including black shales regionally metamorphosed on muscovite-biotite paragenesis level outside and in weak alteration subzone of frontal zone of near-ore metasomatic haloes, and in sequential increase of these parameters, as well as Au-Ag-relation and correlative connections between gold and silver from one mineral-petrochemical zone to another at intensification of near-ore metasomatic rocks alterations with achievement of maximum quantities in rear zone the more the higher metal contents in ores. 2) It is developed and described the Petrologic Geochemic concept (model) of the near-ore metasomatism in the mesothermal gold deposits including: a) the proofs of the article of ore-formation stage epigenetic mineral associations in near-ore alterating black shales series, contrary to metamorphogenous and poligenous the ore-formation hypothesis, to metasomatic formations formed and in non-shales (crystalline) substratum; b) sinore origin of contrasting geochemic anomalies metals (beyong-clarc their contents) in near-ore mesothermal gold deposits space that is external (non-rock) of gold and other metals sources, concentrated in deposits formed in black shales series and crystalline substratum.
The received results fit in well in the proofs system of the geologic genetic of discussing combinations of gold-ore deposits monotony, their article to mesothermal ones and formation in black shales series and non-shale substratum in composition of gold-productive antidromic fluid-ore-magmatic granite-diorite-dolerite complexes on late (basaltoid) stages of their functioning.
Key words:
Hydrothermal gold deposits, crystalline (non-shale) substratum, black shales, near-ore (ore-containing) zoned metasomatic, geochemic haloes.
The research was financially supported by the Federal Education Agency. Federal Target Program «Academic and teaching staff of the innovative Russia for 2009-2013». State contract no. n238,23.04.2010. The author expresses thanks to TA. Syresina for preparing the paper for publication.
REFERENCES
1. Kucherenko I.V. Petrologic and geochemic features of ore-containing substratum in hydrothermal gold deposits. P. 1. Petrology of the near-ore metasomatism. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering, 2016, vol. 327, no. 4, pp. 55-68. In Rus.
2. Kucherenko I.V. Petrologic-geochemic evidence of geologic-genetic uniformity of gold hydrothermal deposits formed in black-shale and non-shale substratum. Bulletin of the Tomsk Poli-technic University, 2007, vol. 311, no. 1, pp. 24-33.
3. Cherkasova T., Kucherenko I., Abramova R. Rear polymineral zone of near-veined metasomatic aureole in mesothermal Zun-Holba gold deposit (Eastern Sayan). IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2015, vol. 27, article number 012003. Available at: http://iopscience.iop.org/1755-1315/ 27/1 (accessed: 10.03.2016).
4. Kucherenko I., Zhang Yuxuan, Abramova R. Mineral-petrochemical wallrock alteration of rocks in Bericul gold-ore deposit (Kuznetsk Alatau). IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2015, vol. 27, article number 012006. Available at: http://iopscience.iop.org/1755-1315/27/1(accessed: 10.03.2016).
5. Zaraysky G.P. Zonalnost i usloviya obrazovaniya metasoma-ticheskikh porod [Zoning and formation conditions of metasomatic rocks]. Moscow, Nauka Publ., 1989. 349 p.
6. Kucherenko I.V. Hydrodynamics of fracture-pore fluid-rock interactions and mechanism of masstransfer in near-fracture hydrothermal metasomatism processes. Prospect and protection of mineral resources, 2010, no. 11, pp. 37-43. In Rus.
7. Buryak V.A. Metamorfizm i rudoobrazovanie [Metamorphism and ore formation]. Moscow, Nedra Publ., 1982, 256 p.
8. Goldberg J.S., Abramson G., Los V.L. Depletion and enrichment of exploration for mineral deposits. Geochemistry Exploration, Environment Analysis, 2003, vol. 3, pp. 281-293.
9. Shao Jun, Hui De-feng, Kong Xiang-min, Shou Nai-wu. Metallo-geny of gold deposits of China. Geology and Resources, 2004, vol. 13, no. 4, pp. 246-250.
10. Large R.R., Maslennikov V.V., Francois R., Danyushevsky L.V., Chang Zhaoshan. Multistage sedimentary and metamorphic origin of pyrite and gold in the giant Sukhoi Log deposit, Lena gold province, Russia. Economic Geology, 2007, vol. 102, no. 7, pp. 1233-1267.
11. Khanchuk A.I., Plyusnina L.P., Nikitenko E.M., Kurmina T.V., Barinov N.N. The Noble Metal Distribution in the Black Shales of the Degdekan Gold Deposit in Northeast Russia. Russia Journal of Pacific Geology, 2011, vol. 5, no. 2, pp. 89-96.
12. Steadman J.A., Large R.R., Meffre S., Olin P.H., Danyushev-sky L.V., Gregory D.D., Belousov I., Lounejeva E., Ireland T.R., Holden P. Synsedimentary to Early Diagenetic Gold in Black Shale-Hosted Pyrite Nodules at the Golden Mile Deposit, Kalgoorlie, Western Australia. Economic Geology, 2015, vol. 110, no. 5, pp. 1157-1191.
13. Jianping Wang, Jiajun Liu, Runmin Peno, Zhenjiang Liu, Baisheng Zhao, Zan Li, Yufeng Wang, Chonghao Lui. Gold mineralization in Proterozoic black shales: Example from the Haoyao-erhudong gold deposit, northern margin of the North China Cra-ton. Ore geology Reviews, 2014, vol. 63, pp. 150-159.
14. Meffre S., Large R.R., Scott R., Woodhead J., Chang Z., Gilbert S.E., Danyushevsky L.V., Maslennikov V., Hergt J.M. Age and pyrite-Pb-isotopic composition of the giant Sukhoi Log Sediment-hosted gold deposit, Russia. Geochim. et Cosmochim. Acta, 2008, vol. 72, pp. 2377-2391.
15. Rusinov V.L., Rusinova O.V., Kryazhev S.G., Shhegolkov Yu.V., Alyshev E.I., Borisovsky S.E. Near-ore metasomatism of the terrigenous carbonaceous rocks in Lensk gold-ore region. Geology of ore deposits, 2008, vol. 50, no. 1, pp. 3-46. In Rus.
16. Yudovskaya M.A, Distler V.V., Rodionov N.V., Mokhov A.V., Antonov A.V., Sergeev S.A. Correlation of metamorphism and ore-formation processes in Sukhoi log gold black-shaly deposit according to U-Th-Pb-isotope SHRIMP-dating of the accessory mi-
nerals. Geology of ore deposits, 2011, vol. 53, no. 1, pp. 32-64. In Rus.
17. Krjazhev S.G., Ustinov V.I., Grinenko V.A. The fluid regime special features of gold deposit Sukhoi Log formation by isotopic-ge-ochemical data. Geochemistry International, 2009, no. 10, pp. 1108-1117. In Rus.
18. Gavrilov A.M., Kryazhev S.G. Mineral-geochemic special features of Sukhoi Log deposit ores. Prospect and protection of mineral resources, 2008, no. 8, pp. 3-16. In Rus.
19. Vagina E.A. Isotope composition of carbon and oxygen in ores of Chertovo Koryto gold deposit (Patom mountain land). Tomsk State University Journal, 2012a, no. 360, pp. 168-171. In Rus.
20. Yaroshevsky A.A. Dissemination of chemical elements in earth crust. Geochemistry International, 2006, no. 1, pp. 54-62. In Rus.
21. Altshuler M.I. Tectonogenous-electrochemical differentiation of earth crust substratum as ore deposition mechanism. Prospect and protection of mineral resources, 2007, no. 1, pp. 30-38. In Rus.
22. Vagina E.A. Mineralnye kompleksy rud i genezis mestorozhdeni-ya Chertovo Koryto (Patomskoe nagore). Dis. Kand. nauk [Mineral ore complexes and origin of the Chertovo Koryto deposit (Pa-tom highland). Cand. Diss.]. Tomsk, 2012. 141 p.
23. Kucherenko I.V., Zhang Yuxuan. Metallogenic problems of hydrothermal gold deposit formation: facts and arguments. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2015, vol. 24, 012024. Available at: http://iopscience.iop.org/1755-1315/ 24/1/012024/pdf/1755-1315_24_1_012024.pdf (accessed: 10.03.2016).
24. Kucherenko I.V., Gavrilov R.Yu. Femophilic elements in wallrock metasomatites and in ores of mesothermal gold deposits -newsletter of mantle deep. International Journal of applied and fundamental research, 2011, no. 1, pp. 37-43.
Received: 24 March 2016.
Information about the authors
Igor V. Kucherenko, Dr. Sc., professor, National ResearchTomsk Polytechnic University.
