CC BY
37
GEODYNAMICS & TECTONOPHYSICS
PUBLISHED BY THE INSTITUTE OF THE EARTH'S CRUST SIBERIAN BRANCH OF RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES
2017 VOLUME 8 ISSUE 3 PAGES 643-653
ISSN 2078-502X
https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-3-0310
The role of dynamometamorphism in the formation
of the Mukodek gold field (North Pribaikalie)
V. A. Vanin1, A. V. Tatarinov2, D. P. Gladkochub1, A. M. Mazukabzov1, V. G. Molochny3
1 Institute of the Earth's Crust, Siberian Branch of RAS, Irkutsk, Russia
2 Geological Institute, Siberian Branch of RAS, Ulan-Ude, Russia
3 LLC Siberian Geological Company, Irkutsk, Russia
Abstract: The Mukodek gold field is discussed as an example proving that dynamometamorphism is a major factor in the formation of gold deposits in the Abchad fault zone. This deposit belongs to the gold-silver-ore zones of myloniti-zation and schistosity. The ore source is related to the original host rocks with an increased geochemical background concentration of Au. Due to dynamometamorphism processes, gold particles are abundant and mostly enlarged. From the primary rocks, the dynamometamorphites inherit a positive correlation between the number of particles and the concentrations of gold. The dynamometamorphic complex of the ore field developed in two stages, as a minimum. At the early stage (321.0±1.9 Ma), the host rocks were mechanochemically deformed and transformed into the gold-bearing mineralized dynamometamorphites containing sericite, chlorite, ankerite, albite, and quartz. In the second stage (280±15 Ma), the albite-dolomite-quartz ore veins were formed. Such veins have industrial gold contents.
Key words: Mukodek; Abchad fault; North Pribaikalie; ore field; dynamometamorphism; gold
Роль динамометаморфизма в формировании золоторудного поля Мукодек (Северное Прибайкалье)
В. А. Ванин1, А. В. Татаринов2, Д. П. Гладкочуб1, А. М. Мазукабзов1, В. Г. Молочный3
1 Институт земной коры СО РАН, Иркутск, Россия
2 Геологический институт СО РАН, Улан-Удэ, Россия
3 ООО «Сибирская геологическая компания», Иркутск, Россия
RESEARCH ARTICLE Received: October 26, 2016
Revised: April 12, 2017
Recommended by E.V. Sklyarov Accepted: April 28, 2017
For citation: Vanin V.A., Tatarinov A.V., Gladkochub D.P., Mazukabzov A.M., Molochny V.G., 2017. The role of dynamometamorphism in the formation of the Mukodek gold field (North Pribaikalie). Geodynamics & Tectonophysics 8 (3), 643-653. doi:10.5800/GT-2017-8-3-0310.
Для цитирования: Ванин В.А., Татаринов А.В., Гладкочуб Д.П., Мазукабзов А.М., Молочный В.Г. Роль динамометаморфизма в формировании золоторудного поля Мукодек (Северное Прибайкалье) // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 3. С. 643-653. doi:10.5800/GT-2017-8-3-0310.
Аннотация: Установлена роль динамометаморфизма как основного фактора при формировании рудоносных залежей золота в Абчадской зоне разлома на примере рудного поля Мукодек. Рудный объект отнесен к руд-но-формационному золотосеребряному типу зон милонитизации и рассланцевания. Исходные вмещающие породы, обладающие повышенным геохимическим фоном Аи, являются источником рудного вещества. При процессах динамометаморфизма увеличивается количество золотых частиц. Большая их часть подвергается укрупнению. От первичных пород динамометаморфитами наследуется положительная корреляция между количеством частиц и концентрациями золота. Формирование динамометаморфического комплекса рудного поля происходило как минимум в две стадии. На ранней стадии (321±1.9 млн лет) в результате механохи-мического (деформационного) преобразования вмещающих пород образовались золотоносные минерализованные динамометаморфиты серицит-хлорит-анкерит-альбит-кварцевого состава. Во вторую (280±15 млн лет) - сформировались рудные жилы альбит-доломит-кварцевого состава с промышленными содержаниями золота.
Ключевые слова: Мукодек; Абчадский разлом; Северное Прибайкалье; рудное поле; динамометаморфизм; золото
1. Введение
Процессы формирования золоторудных месторождений на северо-востоке России детально рассмотрены в целом ряде работ [Уо!коу, 2005; вогуаскву вЬ а!2008; йзЬарвпко вЬ а!., 2013; Раг/впоу, Кштт, 2001; и др.]. На фоне достаточно детально изученных золоторудных объектов Чукотского АО, Магаданской области и восточной части Республики Саха (Якутия) Северное Прибайкалье изучено значительно хуже, за исключением Бодайбин-ского района [Вигуак, Ваки!т, 1998; ¡уапоу, 2014; ЬоЬапоу, 1970; СИидаву вЬ а!., 2014; КисИвгвпко вЬ а!., 2008; и др.].
Одним из золоторудных объектов Северного Прибайкалья является Мукодекское рудное поле, которое располагается вблизи границы Олокитско-го прогиба и Байкало-Муйского фрагмента Саяно-Байкальского складчатого пояса, разделяющей структурой которых является Абчадская зона разлома (АЗР) (рис. 1), которая, по сути, является аналогичной Даванской субмеридиональной зоне разлома, где широко проявлены процессы динамо-метаморфизма, сопровождаемые формированием редкометалльного оруденения и месторождений гранулированного кварца [ВусИавуа вЬ а!., 2011; ЬоЬапоу, 1970; РгокИогоу вЬ а!., 1982]. Редкометалль-ная минерализация [МапиНоуа вЬ а!., 1964] и месторождения гранулированного кварца [ВуСЬавуа вЬ а!., 2011] также выявлены и в АЗР. Кроме этого, в ней установлены неоднократно проявленные процессы динамометаморфизма [Бвтт, КИтвШЬзкауа, 1985], с зонами развития которых пространственно связаны золоторудные объекты, в частности Нерун-динское золоторудное месторождение и рудное поле Мукодек. Помимо коренной золотоносности, в АЗР имеются россыпные месторождения золота
в отложениях рек Нерундукан и Нерунда [ВиСаву, Ко!от1вЬз, 2001; Ко!от1вЬз, ВиСаву, 2014], притоков рек Бол. Чуя и Мама, коренные источники которых находятся в толще пород, подвергнутой тектоно-метаморфическим преобразованиям.
Мукодекский разлом, к которому приурочена рассматриваемая золоторудная минерализация на одноименном рудном поле, принадлежит к АЗР, который прослеживается на расстояние более 450 км от побережья Байкала до р. Витим, при максимальной ширине около 12 км. Зона разлома накладывается на разновозрастные метаморфические и магматические образования. В пределах АЗР присутствуют обширные зоны катаклазитов, ми-лонитов, ультрамилонитов и тектонических брекчий [Бвтт, КИтвШЬзкауа, 1985]. Подобные образования слагают динамометаморфический комплекс на рудном поле Мукодек и Нерундинском месторождении, в котором локализована золоторудная минерализация.
Проведенный анализ особенностей размещения золоторудных объектов на территории Северного Прибайкалья показал, что целый ряд рудопроявле-ний и месторождений золота обнаруживает строгую приуроченность к зонам крупных разрывных нарушений, сформированных в условиях господства тектонодеформационных процессов. Однако эта закономерность до настоящего времени не нашла достаточно полного и детального отражения в существующих моделях формирования золоторудных объектов.
2. Методы исследования
Для изучения вещественного состава на территории рудного поля были отобраны образцы
Рис. 1. Геологическая карта золоторудного поля Мукодек (составлена с использованием материалов геологопоисковых работ 2008 и 2012 гг.)
1 - четвертичные отложения; 2-4 - конкудеро-мамаканский комплекс: 2 - граниты, 3 - сиениты, 4 - дайки (гранит-порфиры); 5-6 - таллаинский комплекс: 5 - габбро, 6 - плагиограниты; 7- вулканиты ушмуканской толщи; 8 - метапесчаники горбылякской свиты; 9-12 - Олокитская структурная зона: 9-11 - итыкитская, ондокская и овгольская свиты: переслаивание алевросланцев, метапесчаников, метагравелитов, сланцев, горизонты кристаллических известняков, 12 - конгломераты холоднинской свиты; 13 - золотоносные зоны метасоматитов; 14 - Мукодекский разлом; 15 - разломы, входящие в Абчадскую зону разломов; 16 - границы участков детализации (1 - Мукодек, 2 - Правомамский). Врезка - главные террейны Забайкалья, по [Parfenov et al., 1996]: 1 - Сибирская платформа; 2-3 - Байкало-Патомский складчато-надвиговый пояс: 2 - рифейские отложения, 3 - раннедокембрий-ские образования; 4-7- террейны: 4 - кратонные, 5 - Келянский, 6 - Еравнинский, 7- Баргузинский; 8 - зоны разломов; 9 - район работ.
Fig. 1. Geological map of the Mukodek gold field. The map uses the geological survey data collected in 2008 and 2012.
1 - Quaternary deposits; 2-4 - Konkudera-Mamakan complex: 2 - granites, 3 - syenites, 4 - dykes (granite porphyr); 5-6 - Tallaya complex: 5 - gabbro, 6 - plagiogranites; 7 - Ushmukan volcanites; 8 - metasandstones of the Gorbylyak suite; 9-12 - Olokit structural zone: 9-11 - Itykit, Ondok and Ovgol suites: interlayering of aleuritic shales, metasandstones, metagravelites, shales, and layers of crystalline limestones, 12 - conglomerates of the Kholodninskaya suite; 13 - gold-bearing zones of metasomatites; 14 - Mukodek fault; 15 - faults belonging to the Abchad fault zone; 16 - boundaries of the sites studied in detail (1 - Mukodek, 2 - Pravomamsky). The insert shows the main terranes of Transbaikalia, according to [Parfenov et al., 1996]: 1 - Siberian platform; 2-3 - Baikal-Patom fold-thrust belt: 2 - Riphean deposits, 3 - Early Precambrian formations; 4-7- terranes: 4 - cratonic, 5 - Kelyan, 6 - Eravanin, 7- Barguzin; 8 - fault zones; 9 - study area.
тектонитов из минерализованных зон, слабо измененных вторичными процессами вулканитов и гранитоидов из коренных пород, вскрытых горными выработками, и из керна буровых скважин.
Изучение состава руд включало в себя качественный и количественный минералогический анализ. Диагностика минералов осуществлялась
рентгеноструктурным фазовым анализом в ИРГИ-РЕДМЕТе (г. Иркутск). Количественный минеральный состав определялся в прозрачных и полированных шлифах, пробах-протолочках.
Определение содержаний Аи и Ag в породах рудного поля проводилось с помощью сцинтилля-ционного атомно-эмиссионного анализа (САЭА) с
дуговым разрядом и сцинтилляционной регистрацией спектров (САЭС) в аналитическом отделе ИГХ СО РАН по аттестованной методике [Shabanova et al., 2012] (СТЭ-1 с высокоскоростными фотодиодными линейками МАЭС; устройство «Поток», количество параллельных измерений п=2-4, аналитическая навеска 150 мг, расчет частиц выполнен для 150-4=600 мг, вклад в валовые содержания частиц размером <2 мкм не учтен), ответственный исполнитель Е.В. Шабанова, руководитель группы ОСА и СО И.Е. Васильева.
В процессе проведения геологических исследований был выполнен морфологический анализ структурных наблюдений и структурно-параге-нетический анализ условий образования отдельных структур.
3. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И
РУДОНОСНОСТИ МУКОДЕКСКОГО рудного поля
В геологическом строении рудного поля принимают участие породы верхнерифейского (неопротерозойского) и позднепалеозойского возраста. К первым относятся метаморфизованные вулкано-генно-осадочные отложения ушмуканской толщи и метаосадочные образования горбылякской свиты, габброиды и гранитоиды таллаинского комплекса. Позднепалеозойские образования представлены гранитоидами конкудеро-мамаканского комплекса. Все упомянутые породы, кроме позднепалеозой-ских гранитоидов, испытали тектонометаморфиче-ские преобразования, отвечающие РТ-условиям зеленосланцевой фации метаморфизма.
Разрез ушмуканской толщи на территории рудного поля состоит из ортосланцев, представленных чередованием основных, средних и кислых мета-вулканитов. Преобладают метавулканиты среднего и кислого состава. Текстура пород сланцеватая, плойчатая, полосчатая, линзовидно-полосчатая. Их минеральный состав определяют: актинолит, эпи-дот, хлорит, плагиоклаз в различных количественных соотношениях. Общая мощность толщи более 1.5 км.
В соответствии с общепринятой классификацией (TAS-диаграмма) метавулканиты ушмуканской толщи представлены рядом петрохимических типов: базальтом, трахибазальтом, андезитом, трахи-андезитом, андезибазальтом, трахиандезибазаль-том, дацитом с геохимическими характеристиками, близкими островодужным вулканитам [Vanin et al., 2014].
Таллаинский комплекс с возрастом 604±3.4 млн лет [Rytsk et al., 2007] в пределах золоторудного поля представлен двумя фазами. К первой отнесены катаклазированные полосчатые разгнейсо-
ванные габброиды, сложенные плагиоклазом (30-75 %), роговой обманкой (30-60 %), биотитом (1-5 %), редко кварцем (1-5 %). Динамометамор-фические изменения проявлены в виде эпидотиза-ции, хлоритизации, серицитизации, карбонатиза-ции.
Во вторую фазу таллаинского комплекса объединяют средне- и крупнозернистые, иногда пор-фировидные, реже - мелкозернистые разновидности плагиогранитов, в значительной степени превращенные в гранитогнейсы и гнейсы частично мигматизированные, с некоторым развитием ми-лонитов и катаклазитов. По составу полевых шпатов неизмененные граниты второй фазы можно подразделить на плагиоклазовые и микроклин-плагиоклазовые.
Конкудеро-мамаканский комплекс, возраст становления тел которого, по различным оценкам [Kovach et al., 2012; KolomietsJ Budaev, 2014; Tsy-gankov et al., 2010, 2012; Litvinovsky et al., 2011], отвечает достаточно длительному временному интервалу (320-275 млн лет), в пределах рассматриваемой площади представлен гранитами, граносиени-тами, сиенитами и редко - диоритами. Контакты гранитоидов конкудеро-мамаканского комплекса с вмещающими породами дискордантные, резкие и секущие. В области эндоконтактов крупных массивов часто наблюдаются ксенолиты вмещающих пород. Ширина экзоконтактовых изменений (по изо-граде биотита) колеблется от первых метров до 3 км. Она зависит от крутизны залегания поверхности контакта массива.
К этому комплексу также отнесены дайки сие-нит-порфиров, гранит-порфиров и риолит-порфи-ров, которые установлены как в пределах крупных массивов комплекса, так и во вмещающих породах (рис. 1). Дайки риолит-порфиров макроскопически выглядят как мелкозернистые породы с порфировыми вкрапленниками плагиоклаза и микроклина.
К северу от рудного поля распространены мета-морфизованные терригенно-карбонатные, углеродистые, вулканогенно-осадочные и вулканогенные породы итыкитской, ондокской и холоднинской свит, которые принадлежат к Олокитской струк-турно-формационной зоне.
Тектонические особенности и золотоносность рудного поля. Зона Мукодекского разлома в каледонский этап тектогенеза, вероятнее всего, формировалась как сдвиго-поддвиговая структура с ша-рьяжно-надвиговым стилем развития.
Мукодекский разлом имеет восток-северо-восточное простирание и крутое падение (60-70°) на север-северо-запад. На отдельных его участках наблюдается выполаживание до 30-45°. Ширина вскрытой горными выработками зоны разлома со-
ставляет более 2.5 км. Пересекая все допалеозой-ские образования на площади рудного поля, он никак не затрагивает конкудеро-мамаканские граниты (рис. 1). Зона разлома характеризуется сложным чешуйчатым строением в виде серии тонких тектонических пластин, субпараллельных основному сместителю. Тектоно-деформационные процессы выразились в образовании S-образного кливажа, линейного рассланцевания, полосчатости, зон брек-чирования и будинажа, складок различной морфологии и масштаба, с широким проявлением оквар-цевания и карбонатизации в форме вкрапленности и прожилков кварц-кальцитового состава.
Для сланцеватости безрудных пород, распространенных в зоне влияния Мукодекского разлома, характерны крутые углы (55-75°) с азимутом падения 330-350°. В центральной и южной части участка Мукодек крутопадающая сланцеватость ориентирована по азимуту падения 170-180° (рис. 1). Интенсивность рассланцевания во вмещающих породах документируется как умеренная. Она усиливается с приближением к минерализованным зонам динамометаморфитов. На плоскостях рассланцевания иногда отмечаются кварцевые, кварц-карбонатные прожилки. Количество прожилков увеличивается по мере приближения к минерализованным зонам. Мощность прожилков -от нитевидных до нескольких сантиметров. Прожилки ориентированы субпараллельно направлениям сланцеватости.
Пространственная ориентировка сланцеватости в минерализованных (рудных) зонах динамомета-морфитов и наложенной на нее системы трещин, как правило, на 10-15° отличается от таковой в ру-довмещающей толще. Местами также меняется и величина углов падения до 30°.
Наложенные на сланцеватость трещины образуют систему следующих направлений: аз. пад. 340-350°Z60-70° (иногда наблюдается их выпола-живание до 30-45°); 180V80°; 90V40°. Эти трещины выполнены белым кварцем, часто с включениями сульфидов (пирита, халькопирита), альбита и железисто-магнезиальных карбонатов.
Сделан вывод о правосдвиговых движениях по главному Мукодекскому разлому в рудный этап развития. На это указывают зафиксированные в рудных зонах динамометаморфитов флексурные перегибы и складки с азимутами погружения шарниров 350-360°Z30-50° и падением осевой поверхности на запад, северо-запад под углом 30-40°. Следует отметить, что в замках складок волочения отмечается пересечение ранних метаморфитов серицит-альбит-анкерит-кварцевого состава поздними жильными образованиями анкерит(каль-цит)-кварцевого состава под углом, близким к углу осевой поверхности этих складок.
На позднем пострудном этапе формирования рудного поля происходило образование разрывов с аз. пад. 20°Z50° и субширотного простирания, с внедрением по ним даек конкудеро-мамаканского комплекса, секущих минерализованные зоны (рис. 1). Распространенная пострудная система трещин представлена развитием трех различных направлений азимута падения: 270°Z80°; 40°Z75°; 135°Z20°.
В Мукодекской зоне разлома установлены три протяженные золотоносные минерализованные зоны динамометаморфитов на Правомамском участке и четыре зоны на участке Мукодек (рис. 1). Минерализованные зоны, как правило, имеют четкие геологические границы и золотоносны на всем протяжении, рудные же тела с заданными кондиционными и оценочными параметрами в их пределах выявляются лишь бороздовым и керновым опробованием. Мощность зон достигает 30, иногда 160 м. Они прослежены горными выработками через 200 и 400 м на расстояние более 12 км. Параметры рудных тел: мощность - от 2.2 до 9.9 м, длина по простиранию - от 100 до 2000 м, прослеженная протяженность по падению - от 30 до 250 м. Содержания золота в них варьируются в широких пределах (1.23-77.30 г/т). Ресурсы золота кат. Р1 и Р2 суммарно оценены >400 т для опоискованной площади участка.
Золотоносный динамометаморфический комплекс, включающий катаклазиты, динамосланцы, милониты и тектонобрекчии, сформирован по вул-каногенно-осадочным породам ушмуканской толщи, габброидам и гранитоидам таллаинского комплекса, обладающим повышенным геохимическим фоном золота (таблица). Т.е. рудные зоны сформированы по тем породам и в тех местах, где их пересекает Мукодекский разлом. Рудоносные динамо-метаморфиты характеризуются порфиробласти-ческой, бластоцементной, гетерогранолепидо-бластовой, катакластической, пойкилометабласто-вой структурами. Им свойственна полосчатая, сланцеватая, очково-линзовидная, брекчиевая текстура.
Их основными породообразующими минералами (в скобках средние содержания) являются: плагиоклаз (альбит, олигоклаз) (39.2 %), карбонат (кальцит, доломит, анкерит) (24.3 %), кварц (21.5 %), серицит (6.3 %), хлорит (5.8 %). Суммарная массовая доля рудных минералов в залежах с промышленной минерализацией составляет 2.9 %. Из них 1.1 % приходится на гидроксиды железа (лимонит, гетит), 0.3 % - на ильменит и 0.2 % - на магнетит. Доля сульфидов составляет 1.3 %. Сульфиды представлены главным образом пиритом. Иногда отмечаются пирротин, галенит, халькопирит и сфалерит. Минеральные парагенетические
Характеристики горных пород и руд Мукодекского рудного поля по данным САЭА Characteristics of the rocks and ores sampled from the Mukodek ore field (as shown by the SAEA)
Характеристики
Вмещающие породы (группа 1)
Динамометаморфиты рудных зон (группа 2)
Рудные тела (группа 3)
Средние значения количества 5 зарегистрированных частиц Аи (шт)
То же сплавов Ag-Au 0.3
Процент содержаний частиц Ag-Au сплавов 5.8
Средние значения количества 13 зарегистрированных частиц Ag (шт)
Процент содержаний самой тонкой фракции 98.7 (2-6 мкм) частиц Аи
То же Ag 95.5
Средние содержания Аи (г/т) 0.014
Диапазон содержаний Ag (г/т) 0.00 - <0.03
12
7.0
37.4
2750
80.8
98.1 0.140
<0.03 - 1.10
29
21.0 42.5 3595
61.2
77.1 1.660
0.19 - 2.70 (среднее 1.24)
ассоциации представлены (от ранних к поздним): пирит-пирротиновой, пирит-гематит-кварцевой, золото-теллуридно-халькопирит-галенит-пирит-кварцевой.
Самородное золото локализовано частично в пирите, но в основном в крупнокристаллическом молочно-белом и сером «льдистом» кварце в самородной форме. Оно образует рудную ассоциацию с мелкокристаллическим пиритом, галенитом и халькопиритом. Преобладающий размер зерен 0.1-0.3 мм. Цвет золота ярко-желтый, реже - красновато-желтый. Наиболее характерные формы частиц золота: пластинчатая с пережимами и короткими отростками, комковатая, крючковатая.
В пирите золото чаще всего встречается в виде теллуридов (петцитов), и только 20 % от общего количества приходится на его самородную форму. В ассоциации с золотом изредка встречается гес-сит Иногда золото в пирите образует вытянутые выделения размером около 300 мкм [Ivanov et al., 2015]. Но чаще оно, располагаясь по зонам роста кристаллов пирита, обладает правильной изомет-ричной формой с элементами кристаллографической огранки.
4. Генетические особенности формирования
ЗОЛОТОРУДНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ
По структурно-вещественным признакам Муко-декское золоторудное поле отнесено к руднофор-мационному золотосеребряному типу «зон мило-нитизации и рассланцевания» [Shcheglov, 1997]. Рудные объекты этого типа позднее А.Д. Щеглов [Shcheglov, 2007] выделил в особую генетическую группу динамогенных месторождений, возникаю-
щих при перемещении крупных блоков верхних слоев тектоносферы. По его утверждению, такие месторождения образуются при горизонтальных и вертикальных перемещениях блоков земной коры в большом интервале температур и давлений, что приводит к формированию в одних случаях рудоносных милонитов, а в других (в приповерхностных условиях) - месторождений альпийского типа. При этом рудное вещество этих месторождений концентрируется «под влиянием динамического воздействия динамометаморфизма, часто в узких линейных зонах вдоль границ крупных геологических масс» [Yarmolyuk et al., 2006]. Формирование рудных полей, приуроченных к динамометаморфи-ческим комплексам шовных зон (зон смятия) и ша-рьяжно-надвиговых структур коллизионных оро-генов, рассматривается в рамках генетических моделей, в основе которых лежат представления о динамометаморфическом (тектоно-метаморфиче-ском, деформационно-метаморфическом) рудоге-незе [Tatarinov, Yalovik, 2006; ШШ, 1992a, 1992Ъ].
Предполагаются деформационные механизмы высвобождения из первичных пород, перераспределения и накопления рудных компонентов в промышленных концентрациях за счет механохимиче-ских реакций в условиях сдвигового тектогенеза. Они включают в себя механическое разрушение (деструкцию), раскристаллизацию и перекристаллизацию, образование флюидов и металлооргани-ческих комплексов.
Широко проявленные динамометаморфические процессы в пределах АЗР [Demin, Khmelnitskaya, 1985] и на площади Мукодекского рудного поля указывают на возможность динамометаморфиче-ского (механохимического) образования рудных тел. Источником рудного вещества, вероятно,
N N
70 - в 70 -
60 - 60 -
50 - 50 -
40 - 40 - •
■
30 - 30 - •
•
20 - • • 20 -
• •
10 - • • 10 - • •
0 - г • • С, г/т 1 1 0 -
1 1 1 1 1 1
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Рис. 2. а - тренды распределений частиц золота (N) во вмещающих породах (1) и рудных зонах (2). Точки на графиках - пробы. б - график корреляции между числом частиц (N) и содержаниями (С) Au по данным САЭА проб вмещающих пород; в - график корреляции между числом частиц (N) и содержаниями (С) Au по данным САЭА проб дина-мометаморфического комплекса рудных зон; г - график корреляции между числом (N) и содержаниями (С) Au по данным САЭА проб рудных тел.
Fig. 2. а - distribution trends of gold particles (N) in the host rocks (1) and ore zones (2). Dots on the curves correspond to the samples. Curves showing correlations between the number of Au particles (N) and content (C), according to the SAEA of the samples taken from: б - host rocks; в - dynamometamorphic complex of the ore zones; г - ore bodies.
могут являться вмещающие золоторудную минерализацию породы. Для доказательства данного утверждения выполнены определения количества самородных частиц Au, Ag и их сплавов в ИГХ СО РАН (г. Иркутск). Рассчитаны также содержания этих металлов.
Анализировались три группы проб: 1) мета-вулканиты из вмещающей ушмуканской толщи (24 шт.) и габброиды таллаинского комплекса (2 шт.); 2) динамометаморфиты, слагающие золоторудные зоны (10 шт.); 3) рудные тела, условно выделенные в составе золоторудных зон по содержанию Au >0.5 г/т (16 шт.). Результаты обобщены в таблице и на диаграммах (рис. 2). Их анализ приводит к следующим выводам.
1. Исходные рудовмещающие породы рудного поля обладают повышенным геохимическим фоном золота (14 мг/т). При этом почти 99 % частиц золота находится в тонкодисперсном (2-6 мкм) рассеянном состоянии (таблица).
2. В процессе динамометаморфизма в среднем более чем в два раза увеличивается количество частиц крупного золота при уменьшении доли весьма тонкого. Среднее же содержание золота вырастает в десять раз, т.е. налицо процесс его мобилизации и концентрирования. Однако при этом отметим, что при значительно повышенном уровне золотоносности пород динамометаморфического комплекса, слагающего рудные зоны, тренд распределения частиц золота (рис. 2, а) комплементарен таковому для первичных пород.
3. По сравнению с исходными породами в рудных телах динамометаморфического генезиса, около 40 % тонкодисперсного золота подвергается укрупнению при лавинообразном росте его средних содержаний (более чем в 100 раз).
Данная закономерность согласуется с экспериментами по механической активации геохимических специализированных на золото фосфоритов Бурэнханского месторождения [ТаЬагтоу
et а1., 2008]. Эксперименты были поставлены с целью изучения возможности механохимического перераспределения и концентрирования золота. Размеры исходного тонкого золота, приуроченного к окисленному пириту, в основном менее 1 мкм, изредка достигают 1-3 мкм. В ходе механохи-мических превращений его частицы образуют микрополоски длиной до 20 мкм и шириной 1.5-2.0 мкм, а также выделения размером 1x7 мкм и 2.5x5.0 мкм.
4. С ростом содержаний и укрупнением золота в ходе рудообразования сильная положительная корреляция между количеством его частиц и концентрациями сохраняется от первичных пород (рис. 2, б-г). Однако при этом происходит резкое увеличение весьма пологого угла наклона (7°) корреляционного поля, характерного для исходных первичных пород, до 25° в динамометаморфитах золоторудных зон и до 65° в рудных телах.
Поведение серебра в процессах динамомета-морфизма, завершающихся рудообразованием, в целом аналогично золоту, за исключением укрупнения его частиц (таблица). При динамометамор-физме и рудогенезе золото и серебро, практически не образующие сплавов типа электрума в первичных породах, осуществляют концентрирование в значительной степени уже в виде совместных минералов. Из этого также следует предполагать и уменьшение значений пробности золота в рудных телах по сравнению с рассеянным в исходных породах.
Формирование рудного поля происходило в две стадии. Имеющиеся датировки 40Аг/39Аг методом [Ivanov et а1., 2015] по двум навескам пиритов, отобранных из сульфидизированных динамомета-морфитов рудных зон и поздних жильных рудных тел, соответственно показывают 321.0±1.9 млн лет и 284.0±15.0 млн лет. На ранней стадии происходило механохимическое преобразование попавших в зону влияния Мукодекского разлома пород ушму-канской толщи и таллаинского комплекса с образованием минерализованных динамометамор-фитов серицит-хлорит-анкерит-альбит-кварцевого состава. На второй стадии сформировались мине-
рализованные рудные жилы альбит-доломит-кварцевого состава. И те, и другие образования имеют промышленные содержания золота.
5. Заключение
Золоторудное поле Мукодек, обладающее всеми признаками рудной формации «зон милонитиза-ции и рассланцевания», по [Shcheglov et а1., 1997], относится к группе динамогенных месторождений. Главенствующая роль в образовании золоторудных зон и залежей Мукодекского поля принадлежит процессам динамометаморфизма, сопровождающим длительное становление Абчадской зоны разломов. Намечается трехстадийное формирование рудообразующей системы Мукодекского поля. На ранней (неопротерозойской) рудоподготови-тельной стадии возникают осадочно-вулканоген-ная ушмуканская толща и гранитоиды таллаинского комплекса, обладающие повышенным геохимическим фоном золота. На следующей стадии (карбон) тектонометаморфические преобразования приводят к формированию слабозолотоносного динамометаморфического комплекса в результате мобилизации и частичного перераспределения золота из первичных неопротерозойских осадочно-вулканогенных и магматических пород. Финальная стадия (пермский период) характеризуется дина-мометаморфизмом с образованием золоторудных тел, имеющих промышленное значение. Наиболее вероятным источником рудного вещества для золоторудных зон метасоматитов являлись геохимически специализированные на золото вулканиты ушмуканской толщи, габброиды и гранитоиды таллаинского комплекса.
6. БЛАГОДАРНОСТИ
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проекты № 16-35-60033, 16-35-00042) и РНФ (проект № 16-17-10180) в части изучения вещественного состава руд.
7. Литература / References
Budaev R.Ts., Kolomiets V.L, 2001. Geological structure, conditions of formation and predicted resources of the Nerun-da gold deposit (North Pribaikalie). In: Gold of Siberia: geology, geochemistry, technology, and economics. Proceedings of the Second International Symposium. KNIIGiMS, Krasnoyarsk, p. 229-230 (in Russian) [Будаев Р.Ц., Коломиец В.Л. Геологическое строение, условия формирования и прогнозные ресурсы месторождения мелкого золота «Нерунда» (Северное Прибайкалье) // Золото Сибири: геология, геохимия, технология, экономика: Труды Второго Международного симпозиума. Красноярск: КНИИГиМС, 2001. С. 229-230].
Buryak V.A., Bakulin Yu.l, 1998. Metallogeny of Gold. Dalnauka, Vladivostok, 403 p. (in Russian) [Буряк В.А., Бакулин Ю.И. Металлогения золота. Владивосток: Дальнаука, 1998. 403 с.].
Bydtaeva N.G., Kiseleva R.A., Kirillov A.A., 2011. Suture zones as the main ore-controlling structures of barren quartz deposits. In: Modern problems of studying and using the raw quartz. Proceedings of the All-Russia Conference (Miass, 24-27 May 2011). Ural Branch of RAS, Miass-Ekaterinburg, p. 33-47 (in Russian) [Быдтаева Н.Г., Киселева Р.А., Кириллов А.А. Шовные зоны как основные рудоконтролирующие структуры месторождений безрудного кварца // Современные проблемы изучения и использования минерально-сырьевой базы кварцевого сырья: Материалы Всероссийского совещания (г. Миасс, 24-27 мая 2011 г.). Миасс-Екатеринбург: УрО РАН, 2011. С. 33-47].
Chikov B.M., 1992a. Hypothesis of stress-metamorphic concentration of ore elements in zones of crushing. In: Shear metamorphism and ore-controlling parageneses. UIGGM, Novosibirsk, p. 44-48 (in Russian) [Чиков Б.М. Гипотеза стресс-метаморфической концентрации рудных элементов в зонах смятия // Сдвиговый метаморфизм и рудоконтролирующие парагенезисы. Новосибирск: ОИГГМ, 1992. С. 44-48].
Chikov B.M., 1992b. Shear stress-structure formation in the lithosphere: varieties, mechanisms, and conditions. Geo-logiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 33 (9), 3-39 (in Russian) [Чиков Б.М. Сдвиговое стресс-струк-турообразование в литосфере: разновидности, механизмы, условия // Геология и геофизика. 1992. Т. 33. № 9. С. 3-39].
Chugaev A.V., Plotinskaya O.Y., Chernyshev I.V., Kotov A.A., 2014. Lead isotope heterogeneity in sulfides from different assemblages at the Verninskoe gold deposit (Baikal-Patom Highland, Russia). Doklady Earth Sciences 457 (1), 887-892. https://doi.org/10.1134/S1028334X14070216.
Demin A.N., Khmelnitskaya I.I., 1985. The Abchad fault zone (North Pribaikalie) and associated mineralization. In: Internal structure of Precambrian ore-bearing faults. Moscow, p. 73-94 (in Russian) [Демин А.Н., Хмельницкая И.И. Абчадская зона разломов (Северное Прибайкалье) и связанная с ней минерализация // Внутреннее строение рудоносных докембрийских разломов. М., 1985. С. 73-94].
Goryachev N.A., Vikent'eva O.V., Bortnikov N.S., Prokof'ev V.Y., Alpatov V.A., Golub V.V., 2008. The world-class Natalka gold deposit, northeast Russia: REE patterns, fluid inclusions, stable oxygen isotopes, and formation conditions of ore. Geology of Ore Deposits 50 (5), 362-390. https://doi.org/10.1134/S1075701508050024.
Ivanov A.I., 2014. Gold of the Baikal-Patom (Geology, Mineralization, and Prospects). FSUE TsNIGRI, Moscow, 215 p. (in Russian) [Иванов А.И. Золото Байкало-Патома (геология, оруденение, перспективы). М.: ФГУП ЦНИГРИ, 2014. 215 с.].
Ivanov A.V., Vanin V.A., Demonterova E.I., Gladkochub D.P., Donskaya T.V., Gorovoy V.A., 2015. Application of the 'no fool's clock'to dating the Mukodek gold field, Siberia, Russia. Ore Geology Reviews 69, 352-359. https://doi.org/ 10.1016/j.oregeorev.2015.03.007.
Kolomiets V.L., Budaev R.Ts., 2014. The gold and lithofacies characteristics of the sediments in the placer deposit "Ne-runda" (Baikalian Siberia). International Research Journal (11-1), 70-71 (in Russian) [Коломиец В.Л., Будаев Р.Ц. Золото и литолого-фациальная характеристика отложений россыпного месторождения «Нерунда» (Байкальская Сибирь) // Международный научно-исследовательский журнал. 2014. № 11-1 (30). С. 70-71].
Kovach V.P., Sal'nikova E.B., Rytsk E.Y., Yarmolyuk V.V., KotovA.B., Anisimova I.V., Yakovleva S.Z., Fedoseenko A.M., Plotki-na Y.V., 2012. The time length of formation of the Angara-Vitim batholite: results of U-Pb geochronological studies. Doklady Earth Sciences 444 (1), 553-558. https://doi.org/10.1134/S1028334X12050133.
Kucherenko I.V., Gavrilov R.Yu., Martynenko V.G., Verkhozin A.V., 2008. Petrological and geochemical characteristics of the ore-bearing metasomatic aureole of the Chertovo Koryto gold deposit (Patom Highland). Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Earth Sciences 312 (1), 11-20 (in Russian) [Кучеренко И.В., Гаврилов Р.Ю., Мартынен-ко В.Г., Верхозин А.В. Петролого-геохимические черты рудовмещающего метасоматического ореола золоторудного месторождения Чертово корыто (Патомское нагорье) // Известия Томского политехнического университета. Науки о Земле. 2008. Т. 312. № 1. С. 11-20].
Litvinovsky B.A., Tsygankov A.A., Jahn B.M., Katzir Y., Be'eri-Shlevin Y., 2011. Origin and evolution of overlapping calc-alkaline and alkaline magmas: The Late Palaeozoic post-collisional igneous province of Transbaikalia (Russia). Lithos 125 (3-4), 845-874. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2011.04.007.
Lobanov M.P., 1970. On the genesis of rare metal metasomatites in Pribaikalie. Geologiya Rudnykh Mestorozhdenii (Geology of Ore Deposits) 12 (3), 23-32 (in Russian) [Лобанов М.П. О генезисе редкометалльных метасомати-тов Прибайкалья // Геология рудных месторождений. 1970. Т. 12. № 3. С. 23-32].
Manuilova M.M., Vas'kovsky D.P., Gurulev S.L., 1964. Precambrian Geology of North Pribaikalie. Nedra, Moscow, 226 p. (in Russian) [Мaнyйлова М.М., Васьковский Д.П., Гурулев С.Л. Геология докембрия Северного Прибайкалья. М.: Недра, 1964. 226 с.].
Ostapenko N.S., Neroda O.N., Safronov P.P., 2013. The Pokrovskoe gold-silver deposit (Amur Region): Geological settings, formation factors, and ore mineralogy. Russian Journal of Pacific Geology 7 (5), 315-329. https://doi.org/ 10.1134/S1819714013050059.
Parfenov L.M., Bulgatov A.N., Gordienko I.V., 1996. Terranes and the formation of the orogenic belts of Transbaikalia. Tikhookeanskaya Geologiya (Russian Journal of Pacific Geology) 15 (4), 3-15 (in Russian) [Парфенов Л.М., Булга-тов А.Н., Гордиенко И.В. Террейны и формирование орогенных поясов Забайкалья // Тихоокеанская геология. 1996. Т. 15. № 4. С. 3-15].
Parfenov L.M., Kuzmin M.I. (Eds.), 2001. Tectonics, Geodynamics, and Metallogeny of the Territory of the Republic of Sakha (Yakutia). MAIK, Moscow, 571 p. (in Russian) [Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия) / Ред. Л.М. Парфенов, М.И. Кузьмин. М.: МАИК, 2001. 571 с.].
Prokhorov K.V., Sobachenko V.N., Tatarinov A.V., 1982. The Davan zone of rock crushing and its ore-bearing capacity. In: Rifts and endogenous mineralization of the Baikal-Amur region. Nauka, Moscow, p. 102-116 (in Russian) [Прохоров К.В., Собаченко В.Н., Татаринов А.В. Даванская зона смятия и ее рудоносность // Разломы и эндогенное оруденение Байкало-Амурского региона. М.: Наука, 1982. С. 102-116].
Rytsk E.Y., Kovach V.P., Kovalenko V.I., Yarmolyuk V.V., 2007. Structure and evolution of the continental crust in the Baikal Fold region. Geotectonics 41 (6), 440-464. https://doi.org/10.1134/S0016852107060027.
Shabanova E.V., Bus'ko A.E., Vasilieva I.E., 2012. Arc scintillation atomic emission analysis of powder samples using MAES with high temporal resolution. Zavodskaya Laboratoriya. Diagnostika Materialov (Industrial laboratory. Materials diagnostics) (1 (II)), 24-23 (in Russian) [Шабанова Е.В., Бусько А.Е., Васильева И.Е. Дуговой сцинтил-ляционный атомно-эмиссионный анализ порошковых проб при использовании МАЭС с высоким временным разрешением // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. № 1 (II). С. 24-23].
Shcheglov A.D., 1997. On a new type of gold deposits and prospects for their discovery. Razvedka i Okhrana Nedr (Prospect and protection of mineral resources) (11), 10-11 (in Russian) [Щеглов А.Д. О новом типе месторождений золота и перспективах их открытия // Разведка и охрана недр. 1997. № 11. С. 10-11].
ShcheglovA.D., 2007. Main Problems of Metallogeny. Selected Works. VSEGEI Publishing House, St. Petersburg, 359 p. (in Russian) [Щеглов А.Д. Основные проблемы металлогении. Избранные труды. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2007. 359 с.].
Tatarinov A.V., Yalovik L.I, 2006. Dynamometamorphism as the main factor in the formation of collisional gold deposits. In: Gold ore deposits of East Siberia. Proceedings of the 3rd All-Russia Symposium: Gold of Siberia and the Far East: geology, geochemistry, technology, economics, and ecology (Ulan-Ude, 21-25 September 2004). NorthEastern Scientific Centre FEB RAS, Magadan, p. 32-49 (in Russian) [Татаринов А.В., Яловик Л.И. Динамомета-морфизм - главный фактор формирования коллизионных месторождений золота // Золоторудные месторождения востока Сибири: Труды III Всероссийского симпозиума «Золото Сибири и Дальнего Востока: геология, геохимия, технология, экономика, экология» (г. Улан-Удэ, 21-25 сентября 2004 г.). Магадан: СВНЦ ДВО РАН, 2006. С. 32-49].
Tatarinov A.V., Yalovik L.I., Karmanov N.S., Enhtuyaa D, 2008. Influence of mechanochemical transformations on the ore-bearing bacterial organo-mineral aggregates of phosphorites in Mongolia. In: Mineralogy and geochemistry of landscape in mining areas. Modern mineral formation. Proceedings of the 2nd All-Russia Symposium with international participation and the 8th All-Russia Readings devoted to Academician A.E. Fersman (Chita, 24-27 November, 2008). Chita, p. 90-92 (in Russian) [Татаринов А.В., Яловик Л.И., Карманов Н.С., Энхтуяа Д. Влияние механо-химических преобразований на рудоносные бактериальные органо-минеральные агрегаты фосфоритов Монголии // Минералогия и геохимия ландшафта горнорудных территорий. Современное минералообра-зование: Труды II Всероссийского симпозиума с международным участием и VIII Всероссийских чтений памяти академика А.Е. Ферсмана (г. Чита, 24-27 ноября 2008 г.). Чита, 2008. С. 90-92].
Tsygankov A.A., Litvinovsky B.A., Jahn B.M., Reichow M.K., Liu D.Y., Larionov A.N., Presnyakov S.L., Lepekhina Ye.N., Ser-geev S.A., 2010. Sequence of magmatic events in the Late Paleozoic of Transbaikalia, Russia (U-Pb isotope data). Russian Geology and Geophysics 51 (9), 972-994. https://doi.org/10.1016Zj.rgg.2010.08.007.
TsygankovA.A., Udoratina O.V., Burmakina G.N., Grove M., 2012. New data on U-Pb dating of zircons and the problem of the duration of the Angara-Vitim granitoid batholith formation. Doklady Earth Sciences 447 (1), 1273-1277. https://doi.org/10.1134/S1028334X12110141.
Vanin V.A., Gladkochub D.P., Donskaya T.V., 2014. The Neoproterozoic island-arc association of the Mukodek gold-ore field, Northern Baikal area. Geodynamics & Tectonophysics 5 (3), 743-762 (in Russian) [Ванин В.А., Гладкочуб Д.П., Донская Т.В. Неопротерозойская островодужная ассоциация золоторудного поля Мукодек // Геодинамика и тектонофизика. 2014. Т. 5. № 3. С. 743-762]. https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-3-0152.
VolkovA.V., 2005. The distribution and formation conditions of gold deposits in tectono-magmatic activization zones of the Northeast of Russia. Geology of Ore Deposits 47 (3), 188-205.
Yarmolyuk V.V., Kovalenko V.I, Kovach V.P., Rytsk E.Y., Kozakov 1.K, KotovA.B., Sal'nikova E.B., 2006. Early stages of the Paleoasian ocean formation: Results of geochronological, isotopic, and geochemical investigations of Late Riphean and Vendian-Cambrian complexes in the Central Asian Foldbelt. Doklady Earth Sciences 411 (1), 1184-1189. https://doi.org/10.1134/S1028334X06080046.
Ванин Вадим Александрович, канд. геол.-мин. наук, м.н.с. Институт земной коры СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия И e-mail: vanin_geo@mail.ru
Vanin, Vadim A., Candidate of Geology and Mineralogy, Junior Researcher Institute of the Earth's Crust, Siberian Branch of RAS 128 Lermontov street, Irkutsk 664033, Russia H e-mail: vanin_geo@mail.ru
Татаринов Александр Васильевич, докт. геол.-мин. наук, г.н.с. Геологический институт СО РАН 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6а, Россия e-mail: tatarinov@gin.bscnet.ru
Tatarinov, Aleksander V., Doctor of Geology and Mineralogy, Chief Researcher Geological Institute, Siberian Branch of RAS 6a Sakhyanova street, Ulan-Ude 670047, Russia e-mail: tatarinov@gin.bscnet.ru
Гладкочуб Дмитрий Петрович, докт. геол.-мин. наук, член-корреспондент РАН,
директор института Институт земной коры СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия e-mail: dima@crust.irk.ru
Gladkochub, Dmitry P., Doctor of Geology and Mineralogy, Corresponding Member of RAS,
Director of the Institute Institute of the Earth's Crust, Siberian Branch of RAS 128 Lermontov street, Irkutsk 664033, Russia e-mail: dima@crust.irk.ru
Мазукабзов Анатолий Муталибович, докт. геол.-мин. наук, в.н.с. Институт земной коры СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия e-mail: mazuk@crust.irk.ru
Mazukabzov, Anatoly M., Doctor of Geology and Mineralogy, Lead Researcher Institute of the Earth's Crust, Siberian Branch of RAS 128 Lermontov street, Irkutsk 664033, Russia e-mail: mazuk@crust.irk.ru
Молочный Василий Григорьевич, главный геолог ООО «Сибирская геологическая компания» 664019, Иркутск, ул. Освобождения, 131, Россия e-mail: molvgr@mail.ru
Molochnyy, Vasily G., Chief Geologist Siberian Geological Company LLC 131 Osvobozhdeniya street, Irkutsk 664019, Russia e-mail: molvgr@mail.ru
