CC BY
20УДК 549.27:552.4:553.8 (470.324)
Н. М. Чернышов
СТРУКТУРНО-ВЕЩЕСТВЕННЫЕ И МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ЗОЛОТО-ПЛАТИНОМЕТАЛЛЬНОГО ОРУДЕНЕНИЯ В ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТАХ И ЧЕРНЫХ СЛАНЦАХ К ЕДИНОЙ
РУДООБРАЗУЮЩЕЙ СИСТЕМЕ
Приведены новые данные по благороднометалльносодержащим структурно-вещественным комплексам палеопротерозоя и их парагенезисам в двух пространственно разобщённых и разных по составу вмещающих их железистых кварцитов и черных сланцев рудных районов КМА. Установлен многостадийный характер формирования благородно-металльного оруденения; определен однотипный состав минеральных фаз в железистых кварцитах, сланцах и метасоматитах, свидетельствующий о принадлежности их к единой длительно развивавшейся рудообразующей системе. Приведена обобщённая модель формирования благороднометалльной рудообразующей системы в условиях различных по генетической принадлежности источников вещества.
Ключевые слова: благородные металлы, минералогия, железные руды, углеродистые сланцы, типы оруденения, рудообразующие системы, модель формирования.
UDK 549.27:552.4:553.8 (470.324)
N. M. Chernyshov
STRUCTURAL-MATERIAL AND MINERALOGICAL CRITERIA OF BELONGING OF GOLD-PLATINOID ORES IN FERRUGINEOUS QUARTZITES AND BLACK SHALES TO A SINGLE ORE-FORMING SYSTEM
New data on the paleoproterozoic noble metal bearing structural-material complexes and their parageneses in two spatially separated and different in composition of enclosing ferrugineous quartzites and black shales ore districts of KMA are presented. A multi-stage character of the formation of noble-metal types of ores is established; the same type of composition of the mineral phases in the ferruginous quartzites, shales and metasomatites is determined, what is indicating it as a part of a single long developing ore-forming system. The generalized model of the formation of the noble metal bearing ore-forming system in case of a genetically variable sources of material is given.
Keywords: noble metals, mineralogy, iron ores, carbonaceous shales, types of mineralization, ore-forming systems, model of formation.
Введение
Благородные металлы являются важнейшим стратегическим сырьем и основой для наиболее перспективных направлений использования новейших технологий. Многообразие сфер использования и последовательное возрастание потребления платиноидов и золота, характеризующихся, вместе с тем, крайне низким содержанием в земной коре, настоятельно требуют поисков новых нетрадиционных источников благородных металлов. Среди таких источников особое значение приобретают уникальные по ресурсам и глобальные по степени распространения стратифицированные углеродистые толщи и железистые кварциты ран-
него палеопротерозоя, которые являются основными компонентами железисто-кремнисто-сланцевой формации и ассоциирующих с ними черных сланцев древних платформ и щитов всех континентов мира [6].
1. Структурно-вещественные критерии размещения благороднометалль-ного в железистых кварцитах и черных сланцах КМА
Железистые кварциты и сланцы с золо-то-платинометалльной минерализацией установлены в составе всех структурно-вещественных комплексов (СВК) мезо- и неоархейских зеленокаменных поясов КМА и пространственно совмещённых с ними
сложных по своей геодинамической природе и составу палеопротерозойских структур, определяя, тем самым, высокий золото-платиноносный потенциал Воронежского кристаллического массива (ВКМ) — этого крупного (600x1000 км) сегмента ВосточноЕвропейской платформы [16].
Наиболее высокие концентрации благородных металлов сосредоточены в пределах железорудных районов КМА. В формировании литосферы структуры КМА в раннем протерозое отчетливо выделяется четыре этапа — протоплатформенный, континентальный рифтогенез с рядом стадий, коллизионный и заключительный раннеплатфор-менный (рис. 1), каждый из которых отличается составом СВК и ассоциирующим с ним
золото-платинометалльным оруденением. При всём многообразии типов рудообразую-щих систем (см. рис. 1), возникающих при различных геодинамических обстановках становления структуры КМА, наибольший промышленный интерес представляет золо-то-платинометалльное оруденение, ассоциирующее с железистыми кварцитами, межрудными сланцами курской серии и, прежде всего, с углеродистыми сланцами и метосо-матитами оскольской серии [16, 20]. В современном варианте они представляют собой сложные дискордантные интракратонные складчато-глыбовые структуры, пространственно совмещённые с неоархейскими ко-матиитсодержащими зеленокаменными поясами [16].
Рис. 1. Геодинамика и минерагения раннепротерозойского этапа (по [10], с дополнениями):
1 — протокора серогнейсового состава; 2 — ассоциация пород стадии рифтогенеза; 3 — подкоровый слой верхней мантии; 4 — коллизионные гранитоиды; 5 — базальты повышенной щелочности; 6 — базальтоиды нормальной щелочности; 7 — траппы; 8 — векторы тепломассопереноса; 9 — векторы тектонического напряжения
Характерными особенностями золото- зон, наиболее полно проявившихся в желе-платиноносных структурно-формационных зорудных районах мегаблока КМА, являются
[1, 3, 4, 8, 11, 16, 18, 20, 21]: а) полицикличность и многостадийность развития с резким преобладанием терригенно-осадоч-ных (в том числе мощных железорудных) отложений на ранних стадиях (курская серия) и возрастающей ролью углеродистых вулканогенно-осадочных и вулканических образований (оскольская серия) на поздних стадиях их формирования; б) широкое развитие в разной мере дифференцированных вулкано-плутонических ассоциаций с пикрит-толеит-базальтовыми и ба-зальт-андезит-дацитовыми вулканитами (оскольская серия) и магматитами ультра-мафит-мафитового, габбро-диорит-граноди-оритового и гранитоидного составов с отчетливой металлогенической специализацией на Си, РЬ, Zn, Аи, Ag, металлы платиновой группы (ЭПГ), Р, В, редкие земли; в) высокая степень интенсивности проявления складчатости и взбросо-надвиговых пере-
мещений, сложный структурный рисунок разломных нарушений различных порядков с образованием зон объемного катакла-за, выступающих в качестве контролирующих элементов рудообразующих систем; г) низкоградиентный тип метаморфизма в условиях эпидот-амфиболитовой и в большей мере зеленосланцевой фаций, способствующий перераспределению и накоплению рудного вещества в железистых кварцитах и межрудных сланцах курской серии (курский и старооскольский типы); углеродистых осадочных и вулканогенно-осадочных образованиях оскольской серии и их метасо-матитах (тимской и кшенский типы).
По условиям локализации, морфологии и масштабам рудных залежей, особенностям их минерализации, содержаниям благородных металлов и промышленной значимости выделены шесть типов [9, 12, 13, 16, 23, 27] (табл. 1).
Таблица 1
Генетические типы и закономерности размещения золото-платинометалльного оруденения в железистых кварцитах и черных сланцах КМА
Структурно-вещественный контроль оруденения
Содержание Аи, Р^ Ра (г/т).
Тип минерализации
Морфология рудных залежей
Возможное практическое применение
1
2
5
Низкие (фоновые)
Аи=0,02—0,12 ЭПГ до 0,05
1. Осадочно-метаморфогенный
Обширные площади развития железистых кварцитов и углеродистых сланцев в палеопротеро-зойских рифто-генных структур
Рассеян-
Пластовые залежи железистых кварцитов и углеродистых сланцев (Ми-хайловское, Лебединское, Стойленское железорудные месторождения, Лу-невско-Введенское, Тим-ское рудопроявления Аи и МПГ)_
Попутное извлечение из продуктов переработки железных руд
2. Метаморфогенно-метасоматический
Зоны контакта углеродсодер-жащих сланцев с кварцитами; углеродистые сланцы с обильной сульфидной минерализацией.
Аи=0,54—6,18 Pt=0,12—0,30 Ра=0,58—0,77
Концентрирован-ный
Стратиформные залежи в сланцах мощностью от первых метров до 90 м и протяжённостью до 70 км Михайловское, Лебединское, Стойленское железорудные месторождения); проработанные гидротермально-мета-морфогенным флюидом углеродистые сланцы (Луневско-Введенское, Тимское рудопроявления Аи и МПГ)
Самостоятельные зо-лото-платиноидные объекты для селективной отработки
Окончание табл. 1
1 2 3 4 5
3. Гидротермально-метасоматический
Серия прерыви- Аи=0,6—6,2 — Концен- Жилы, линзо- и жилоо- Самостоятельные,
стых линейных иногда до 35,8 трирован- бразные тела мощностью преимущественно зо-
зон гидротер- ЭПГ — до 0,3— ный до 3—5 м и протяжённо- лоторудные объекты
мально-метасома- 0,5 стью первые сотни ме- для селективной отра-
тических образо- тров среди железистых ботки
ваний с локаль- кварцитов (Михайлов-
ными зонами ское, железорудное ме-
метасоматитов сторождение) и углеродистых сланцев (Кшенское рудопроявление)
4. Гипергенно-метасоматический
Зоны развития Аи=0,64—4,30 Концен- Разнообразные по мас- Самостоятельные
линейных кор вы- иногда до 41,7 трирован- штабам линзо- и жило- платиносодержащие
ветривания желе- ЭПГ=0,10 ный образные секущие тела золоторудные объекты
зистых кварцитов в «карманах» кор выве- для селективной отра-
(богатые мартито-вые руды) тривания (Михайлов-ское, Лебединское, Стой-ленское железорудные месторождения) ботки
5. Осадочный
Базальные гори- Аи=0,53 Концен- Пластовые тела суль- Самостоятельные
зонты зон несо- Pt=0,15 трирован- фидизированных орга- уран-редкоземельно-
гласий (докем- Ра=1,70 ный ногенных пород девона благороднометалль-
брий-фанерозой), РЗЭ=556,3 («фосфо-ритовая плита» но-содержащие объек-
перекрывающие и=12,2—23,6 мощностью от 1 и более ты во вскрышных по-
богатые мартито- метров) в кровле железо- родах (селективная
вые руды рудных месторождений (Михайловское, железорудное месторождение) отработка)
6. Техногенный
Продукты-хвосто - Аи=25,0—45,0 Концен- Различные продукты- Самостоятельные
отвалы действую- ЭПГ до 1,6 трирован- хвостоотвалы ГОКов. платино-золоторуд-
щих ГОКов (в песках гидроциклона) Ра=0,4 Pt=0,2 Аи=15,0 (в немагнитной фракции) ный ные объекты
Одним из наиболее крупных по ресурсам Аи и ЭПГ является метаморфогенно-мета-соматический (стратиформный) тип в угле-родсодержащих сланцах, наиболее полно проявившийся в пределах Михайловского железорудного района (рис. 2, 3) и в меньшей мере — Старооскольского района.
Помимо стратифицированных золото-платиносодержащих залежей на контакте стойленской и коробковской свит курской серии и залегающих среди железистых кварцитов внутрирудных сланцев, интерес представляют высокоуглеродистые сланцы
и метасоматиты оскольской вулканогенно-осадочной серии (тимской и староосколь-ский типы), перекрывающей курскую. Ору-дененние тимского типа, сосредоточенное, преимущественно, в крупной (протяжённость 130 км при ширине 30—50 км) Тим-Ястребовской структуре КМА (рис. 4) характеризуется: а) локализацией в нижней сульфидизированной углеродистой терри-генно-осадочной части разреза тимской свиты оскольской серии; б) многоуровневым (3—7 горизонтов, мощностью от первых метров до 25—30 метров) размещением, высо-
Рис. 2. Положение золото-платиноносной зоны стратиформного типа Михайловского рудного узла:
1 — курбакинская и роговская свиты (PR11kb-rg); 2 — ко-робковская свита (PR11kr): 3 — стойленская свита (PR11st); 4 — верхний архей, александровская свита (Аг2а1); 5 — разрывные нарушения; 6 — оси складчатых структур; 7 — линия разреза; 8 — рудовмещающая зона стратиформного типа; 9 — контур карты-врезки
Карта-врезка: Схематический план западного фланга Михайловского месторождения с результатами опробования горных выработок на благороднометалльное оруденение:
1 — коробковская свита; 2 — стойленская свита; 3 — геологические границы; 4 — геологические границы карбонат -но-магнетитовых кварцитов; 5 — подземные горные выработки; 6 — благороднометалльные проявления: а) — (в г/т): 1- (Аи=0,84; Pd=0,77; Pt=0,13); 2- (Аи=0,50; Pd=0,63; Pt=0,12); 3- (Аи=2,87; Pd=0,58; Pt=0,30);4- (Аи=4,83; Pd=0,60; Pt=0,21); 5- (Аи=2,99; Pd=0,65); 6- (Аи=0,86; Pd=0,61); б) — золота с содержанием не менее 0,5 г/т; 7 — разрывные нарушения; 8 — контуры карьера
кими концентрациями (1.5—34.6 г/т) ЭПГ и Аи, отчетливой корреляционной связью их с С, S и рядом петрогенных и малых (№, Си, Со, Сг, Zn, Т^ V, Р и др.) элементов, преимущественно базальтоидным типом распре-
К/Ь-у | I
Рис. 3. Положение золото-платиноносной
рудовмещающей зоны стратиформного типа в разрезе Р-65 Михайловского месторождения:
1—10 — геолого-стратиграфические образования: 1 — нижнемеловые отложения; 2—3 — среднеюрские отложения, келловейский ярус (2), батский ярус (3); 4 — девонские отложения; нижний протерозой: 5 — богатые железные руды; 6 — окисленные железистые кварциты; 7—9 — нижняя железорудная подсвита коробковской свиты: вторая пачка, гематит-магнетитовые кварциты (7), магнетит-ге-матитовые кварциты (8); первая пачка, карбонатно-магне-титовые кварциты (9); 10 — верхнестойленская подсвита; 11 — скважины и их номера; 12 — дневная поверхность; 13 — рудовмещающая зона стратиформного типа золото-платинометалльного оруденения; 14 — контур карьера
деления ЭПГ ^^>^>^>^>08); в) высокой степенью концентрирования благородных металлов в наиболее тонкозернистой (<0.06 мм) сульфидно-углеродистой фракции, в которой их концентрации многократно (15—16 раз) превышают содержания в исходных (рудовмещающих) породах [11, 18, 20, 21].
Наиболее значимым рудопроявлением гидротермально-метасоматического типа является кшенское, приуроченное к Тим-Ястребовской структуре. Кшенский тип золото-платиносодержащего оруденения, сосредоточенный в протяжённой Воскре-сеновской рудоносной зоне рассланцован-ных, катаклазированных, миланитизиро-ванных и различных по степени интенсивности метаморфически и метасоматически преобразованных основных и ультраосновных вулканитов и углеродсодержащих вул-каногенно-осадочных пород верхней части разреза тимской свиты (рис. 5). Характерными особенностями кшенского типа оруденения являются [4, 5, 11, 16, 20, 21]: а) отчётливая пространственно-временная связь золото-платиносодержащих руд с зонами повышенной сульфидной минерали-
Рис. 4. Схематическая геологическая карта Тим-Ястребовской золото-платиноносной структуры
ВКМ (б), ее местоположение на ВКМ (а) и геологическая схема Луневско-Введенского участка
центральной части Тим-Ястребовской структуры с разрезом (в):
а) I — мегаблок КМА; II — Хоперский мегаблок; III — Лосевская шовная зона; IV — Ольховско-Шукавская грабенсин-клиналь; многоугольником обозначено местоположение Тим-Ястребовской структуры; б) 1 — обоянский плутоно-мета-морфический комплекс (ARlob; плагиогнейсы, прослои и линзы амфиболитов, прослои кварцитов); 2 — салтыковский комплекс мигматит-плагиогранитовый (AR2sl; плагиограниты, тоналиты, гранодиориты); 3 — атамановский комплекс умеренно-щелочных гранитов (AR2a; граниты умеренно щелочные плагиоклаз-микроклиновые); 4—12 — раннекарель-ские образования: 4 — курская серия (Klks; кварцито-песчаники, сланцы, железистые кварциты); 5—9 — оскольская серия: 5 — роговская свита (Klrg; карбонатные сланцы, кварц-биотитовые сланцы, доломиты, известняки); 6—9 — тим-ская свита, нижняя и верхняя подсвиты: 6—7 — нижняя тимская подсвита (Kltml): 6 — существенно терригенная: углеродистые сланцы, метапесчаники, метаалевролиты; 7 — вулканогенно-терригенная: ортосланцы основного и среднего состава, амфиболиты, углеродистые сланцы; 8—9 — верхняя тимская подсвита (K1tm2): 8 — нижняя терригенно-угле-родистая толща (метапесчаники, сланцы, карбонатные сланцы, амфиболиты); 9 — верхняя вулканогенная толща (ортосланцы ультраосновного, основного и реже среднего состава, амфиболиты, метапесчаники); 10 — золотухинский пе-ридотит-пироксенит-габброноритовый комплекс (Klz); 11 — стойло-николаевский диорит-гранодиоритовый комплекс (Klsn); 12 — малиновский гранитный комплекс (K1m); 13 — тектонические нарушения; 14 — разномасштабные по ресурсам (а, б) благороднометалльные рудопроявления: 1 — Луневское, 2 — Кшенское, 3 — Погоженское,4 — Прилепское, 5 — Сергиевское, 6 — Верхне-Березовское, 7 — Луговское, 8 — Панское-I, 9 — Северо-Тимское, 10 — Тимское, 11 — Ро-гозецкое, 12 — Южно-Погоженское, 13 — Роговское, 14 — Зареченское, 15 — Петровское, 16 — Безленкинское, 17 — Кру-товерховское; в) 1 — нижнетимская подсвита, верхняя толща: ортосланцы по породам основного состава (амфиболовые, актинолит-амфиболитовые сланцы) амфиболиты; 2—4 — нижнетимская подсвита: 2 — горизонт углеродсодержащих кварц-биотовых сланцев с прослоями кварцитовидных песчаников, метапесчаников, карбонатных пород умеренно суль-фидизированных, гранатсодержащих; 3 — горизонт углеродистых кварц-плагиоклаз-слюдистых золото-платиносодер-жащих сланцев с широким развитием карбонатных, карбонат-амфиболовых пород, тремолититов, доломитов с повышенным содержанием сульфидов; 4 — горизонт черных, темно-серых углеродистых кварц-биотовых сланцев, алевросланцев с прослоями метапесчаников умеренно сульфидизированных; 5 — роговская свита, верхняя подсвита: доломиты, амфибол-карбонатные породы, сланцы; 6 — роговская свита, нижняя подсвита; 7—8 — интрузивные образования: 7 — стойло-николаевский комплекс, вторая фаза: гранодиориты и кварцевые диориты; 8 — первая фаза: габбро, габбродиориты; 9 — геологические границы: достоверные и предполагаемые; 10 — границы одновозрастных образований (фациальные) внутри стратиграфических подразделений; 11 — разломы; 12 — абсолютная отметка кристаллического фундамента; 13 — местоположение и номера пробуренных скважин; 14 — породы осадочного чехла
зации, определяющая принадлежность оруденения к сульфидно-вкрапленному типу с ведущей ролью пирит-пирротино-вого и арсенопирит-пиритового минеральных парагенезисов при крайне ограниченном проявлении жильного сульфидно (пирит) -кварцевого типа; б) резкое преобладание Аи (230—6500 мг/т, иногда до 20100 мг/т) над Pt (60—680 мг/т, в редких
случаях до 18000 мг/т) и Pd (50—100 мг/т, иногда до 400 мг/т); в) значительная аналогия по геолого-структурному положению, характеру рудовмещающих пород, условиям локализации бескварцевого сульфидно-вкрапленного типа оруденения с рядом известных крупных месторождений (Калгури в Австралии, Гейта в Танзании, Вендерер в Южной Родезии; [16, 20]).
Рис. 5. Схема геологического строения (а) и геологический разрез (б) Кшенского рудопроявления:
1—2 — оскольская серия, верхняя подсвита тимской свиты: верхняя толща (1), нижняя толща (2); 3 — дайки разного состава и формационной принадлежности; 4 — мигматиты, анатектит-граниты; 5—6 — разрывные нарушения: главные (5) и второстепенные (6); 7 — золото-платиносодержащие рудные тела; 8 — скважины и их номера
2. Минералогические критерии принадлежности благороднометалльного оруденения в железистых кварцитах и черных сланцах КМА к единой рудо-образующей системе.
При разработке технологии комплексного освоения и глубокой переработки руд стратегически важных благородных металлов особое значение имеет выявление минеральных и иных форм их нахождения.
По отдельным типам золото-платиноме-талльного оруденения результаты исследований были опубликованы ранее [2, 14, 16, 17]. Ниже приводятся обобщённые, в том числе новые данные по минералогии и формам нахождения благородных металлов в железистых кварцитах и черных сланцах КМА.
Золото-платинометалльное оруденение в железистых кварцитах и черных сланцах КМА характеризуется сложным полиминеральным (более 60 минералов) и многокомпонентным составом. Определяющими особенностями благороднометалльного оруденения в железистых кварцитах и межрудных сланцах курской серии являются: а) многообразие форм концентрирования и широкое развитие (около 60; см. табл. 2, 3) собственных минеральных фаз ЭПГ, Аи и сопутствующих им элементов (Ag, Те, В!) в виде самородных металлов (Аи, Об, Ии, 1г, В!), металлических твёрдых растворов и интерметаллических соединений (руте-ниридосмин, платрутеносмиридий, ири-друтеносмид, электрум, кюстелит, спла-
вы Pd-Ag-Cu, Bi-Te-Pd, Au-Cu-Ag, минералы ряда Ри, 1г, Os, Р1, Pd), сульфидов (прассо-ит, маккинстриит), сульфоарсенидов, тел-луридов, висмутидов (мончеит, спериллит, петцит, гессит, креннерит, цуманит, силь-ванит, волынскит, мутманнит, мальдонит и др.); б) ведущая (85—90 об.%) роль в рудном парагенезисе сульфидов и их аналогов при резком преобладании среди них пирита и пирротина [15, 16, 19, 22, 24], кото-
рые вследствие очевидной принадлежности к различным стадиям длительно формирующейся рудообразующей системы характеризуются значительным кристалло-морфо-логическим разнообразием и существенными вариациями содержаний главных (Ре, S) и сопутствующих (N1, Со, Си); в) наличие оксидов Fe, Т1, Sn, и, Zr и гидрооксидов, карбонатов и сульфатов Fe, Ва, а также шеелита, монацита, циркона.
Таблица 2
Рудные минералы золото-платинометалльного оруденения в железорудных месторождениях КМА [2, 7, 14, 16, 17, 18, 22, 26].
Самородные металлы, металлические твердые растворы и интерметаллические соединения
1 2
Золото самородное и палладий-серебро-медьсодержащее 1. Аи0,9бА^,03; 2- Аи0,89 А-§0,05Си0,07; 3. Аи0,99А^1,01; 4. Аи0,90Аё0,10; 5. Аи0,67 А§0,26Си0,07; 6. Аи0,70 А§0,29 ^0,01; 7. Аи0.96А§0.02Си0.02
Осмий Пч Тг Ри Pt ^&0.77 0.19 0.03 "-'0,01
Рутений Ри0.64 Тг0.18 Пч0.10 ^0.06 Pd0.01 РЪЪ0.01
Висмут В1
Висмут теллурсодержащий В10.98Те0.02
Рутениридосмин Пч0.44Rи0.39Тr0.1N10.03Cи0.02Pt0.01
Платрутеносмиридий Pto.з4Rиo.32Пso.17 Тг0.17
Иридрутеносмид Ри Тг Пч Pt РЪ 0.50.210.19 и0.08±1,110.01
Золото-серебряные сплавы 1. Аи0,70 А§0,30; 2. А§0,50Аи0,49; 3. Аи0,74А§0,2б; 4. Аи0 65^0 35
Золото-медные и золото-медно-серебряные сплавы 1. Аи0,50Си0,50; 2. Аи0,52Си0,48; 3. Аи0.53Си0.46А§0.01
Электрум 1. Аи0.48 А§0.52; 2. А§0.30Аи 0.70
Кюстелит Аи0.17 А§0.83
Минералы ряда:
рутений, иридий, осмий, платина - Rи0.29Тr0.28Пч0.19Pt0.17Fe0.05RЪ0.01
рутений, платина, родий - Rи0.38Pt0.32RЪ0.13Тr0.06Пч0.06 Ре0.04^-0.01
осмий, рутений, иридий - Пч0.41 Тг0.28 Ри0.28 Pt0.08 Р-Ъ0.02Ре0.01^-0.01
Сысертскит Пч0.55Тг0.34(Ри0.11)
Невьянскит Тг0.53Пч0.43(Ре0.02^-0.01Р-Ъ0.004)
Сульфиды
Прассоит №■^6.45-^0.61 Ри0.43)17.49 815.00
Маккинстриит (А&.15Аи0.10Ре0.10 Си0.66)2.01 8
Гр. Пирротина (Р^ Pd, Аи-содержащий)
Пирит (Р^ Pd, Аи-содержащий) Ре82
Халькопирит (Р^ Pd, Аи-содержащий) СиРе82
Марказит Ре82
Сфалерит Zn8
Галенит (Р^ Pd, Аи, Ag-содержащий) Pb8
Молибденит Мо82
Борнит (Pd-содержащий) СиБРе84
Халькозин Си28
Ковеллин Си28Си8 2
Пенталандит (Ре, N1)988
Окончание табл. 2
1 2
Сульфоарсениды, теллуриды, антимониды, висмутиды, сульфосоли
Мончеит (Р^0.994Р^0.026(В-'-0.063Те 1.937)2.00
Сперрилит (Р^'1.01Ре0.02)1.03(А®1.91^0.09)2.00
Петцит 1.(А§3,09 Аи1,03)4,12 Те2,00; 2.(А§3,01 Аи0,96)3,97 Те2,00; 3.(А§2.99Аи1.04)4.03Те2.00
Гессит 1.(А§1.99 Аи0.03)2.02(Те0.96 ^А^; 2. А§2.01Те1.00
Креннерит (Аи0.85А§0.16)1.01 Те2.00
Цуманит Аи0.85 Те0.51В1с.48
Сильванит 1.(Аи0.55А§0.46)1.01Те2; 2.(Аи0.72А§0.32)1.04Те2
Волынскит (А& 0зBi1 01)2 04Те2
Мутманнит (Аи0.97А§1.02)1.99Те2
Мальдонит (Аи1.98А^.14)2.12В-'-1.00
Алтаит 1. РЬ1.04Те1.00; 2. РЬ1.00(Те0.94^0.06)1.00
Лиллианит Pb3.00Bi2.10S6.00
Висмутин Bi2.04S2.96Cu0.04
Хедлиит (Р^содержащий) Te3.00Bi6.95
Жозеит-А 1. Те1.00 ^2.02-^3.68; 2. Те1.07 Си0.10)4.11
Тетрадимит 1.(Те2.04^1.00)3.04 Bi2.00; 2.(Те2.00^1.00)3.00 Bi2.00
Арсенопирит (Г^-содержащий) FeAsS
Теннантит Си12Ай4^13
Тетраэдрит Cul2Sb4S13
Никелистый кобальтин-герсдорфит (Ра-содержащий) 1.(С00,67 Nio,27 Р^0,04 Ре0,02)А8$; 2. С00,68 Nio,22 Ре0,07РЙ0,03
Герсдорфит (Ра-содержащий) (№0.84Со0.09ре0.08Ра0.02^
Лёллингит никельсодержащий (Feo.82 Nio.l8)AS2
Оксиды, гидрооксиды и др.
Магнетит Рвз04 Лимонит FeO(OH)•nH 2О
Гематит РеА Лепидокрокит FeO(OH)
Ильменит FeTiO3 Сидерит Fe[СO2]
Рутил тю2 Ярозит Рез(ОН)6^О4] 2
Касситерит SnO2 Барит Ba[SO4]
Уранинит и настуран и2ио7 Шеелит Ca(W, Мо)О4
Бадделеит ZrO2 Монацит (Се, La)PO4
Гетит FeO (ОН) Циркон Zr[SO4]
Золото-платинометалльное оруденение тимского и кшенского типов характеризуется наличием (табл. 3): а) самородных элементов (золото, палладий, платина, осмий, серебро); б) металлических твёрдых растворов и интерметаллических соединений — палладий платиносодержащий, платина железосодержащая, золото-платина-палладий, осмистый иридий, рутениридосмин, платиридосмин, платосмиридий, золото ртуть-теллур-серебросодержащее, амальгама золота-серебра, аркверит, станнид палладия (неназванный минерал), платина-палладий-золото-серебро-олово; в) суль-фоарсенидов, теллуридов антимонидов, селенидов и сульфосолей ЭПГ, Аи и Ag — сперрилит, ирарсит, гёссит, селенид палла-
дия и платины (неназванный минерал), те-стибиопалладинит, антимонид палладия и золота (неназванный минерал) и др.; г) примесей в основных платино-паладий-золотосодержащих рудообразующих сульфидах (мас.%) — пирротине (Аи до 0,27, Р1 до 0,27 и Ра до 0,13), пирите (Р1 до 0,18, Аи до 0,17 и Ра до 0,03), халькопирите (Р1 до 0,60, Аи до 0,16 и Ра до 0,08), сфалерите (Ра до 0,06) и других спорадически развитых сульфидах, сульфоарсенидах, сульфо-антимонидах и теллуридах — арсенопи-рите (Аи до 0,32, Р1 до 0,18), пентландите (Аи=0,13, Р1 до 0,07, Ра до 0,04), галените (Р1 до 0,15, Аи до 0,10), молибдените (Ра до 0,14, Аи до 0,07), теллуровисмутите (Р1 до 0,95, Аи до 0,35, Ра до 0,08), ульманите
^ до 0,17, Аи до 0,11, Ра до 0,08), алабан-дине (Ра до 0,13, Р1 до 0,10, Аи до 0,10), гер-сдорфите ^ до 0,22, Аи до 0,31, Ра до 0,02), кобальтине (Ра до 0,03), которые в совокупности с нахождением благородных метал-
лов в углеродистом веществе (в том числе и в фуллеренах) опредеяют необходимость разработки принципиально новых экологически безопасных технологий извлечения всего комплекса металлов [18].
Таблица 3
Минералы золото-платинометалльного оруденения черносланцевого типа ВКМ
Самородные металлы
1 2
Золото Аи
Палладий Pd
Платина Pt
Осмий Os
Медь Си
Серебро Ag
Металлические твердые растворы и интерметаллические соединения
Палладий платиносодержащий Pd0.94Pt0.06
Платина железосодержащая ^0.96-^0.04
Золото-платина-палладий Pd Pt Аи Fe 1 0.86 и0.08ли0.04± е0.02
Осмистый иридий(невьянскит?) (1г, Os)
Платиридосмин 1г, Pt)
Рутениридосмин (Os, 1г, Ru)
Золото ртуть-теллур-серебросодержащее Аи0.53АЙ0.29Те0.07Н&.02
Амальгама золота-серебра Au6.95Ag6.07Hg3.14
Аркверит (Ag, Hg, Pt)
Станнид палладия(неназванный минерал) PdSn2
Платина-палладий-золото-серебро-олово (Pt, Pd, Аи, Ag, Sn, Zn)
Сульфиды
Пирит FeS2
№-Си-пирит (Ре, Си,
№-Со-пирит (Ре, Ni, Co)S2
Макинавит (Fe7.86Ni0.89Co0.04Cu0.13Zn0.02)8.94S8.06
Пирротин Fel.xS
№-пирротин (Ре, Ni)l.xS
Пенталандит, в том числе Ag-Pt-Pd-содержащий (Ре, №)988
Халькопирит (CuFe)S2
Марказит FeS2
Кубанит СиРе2Я3
Виоларит FeNi2S4
Марганцовистый сфалерит ^П0.87 Mno.lз)S
Селенистый галенит (Pb0.99Fe0.03)1.02(S0.77Se0.21)0.98
Молибденит, в том числе Re-Pd-Au-содержащий MoS2
Киноварь HgS
Дигенит Си2.хЯ
Куприт Си20
Сульфоарсениды, теллуриды, антимониды, селениды, сульфосоли
Сперрилит PtAs2
Ирарсит (1г, Ru, Rh, Pt)AsS
Арсенопирит
Алтаит (^0.95-^0.13)1.08 Те0.92
Гессит (А§>1.94Си0.04)1.98Те1.02
Ульманит (Ni0.87Co0.07Fe0.07Cu0.01)1.02Sb1.01S0.97
Окончание табл. 3
1 2
Теллуровисмутит (В11.69РЬ0.23Ре0.П А^.04)2.07(Те2.89^Ь0.02 ^е0.01)2.92
Буланжерит (РЬ4.64Си0.57Ре0.28)5.44(^Ь3.92^П0.02)3.49(^10.4^е0.10)10.59
Клаусталит (РЬ0.98Си0.02)1.0(^е0.78^0.27)1.0
Цинкосодержащий станнин Си1.95(Ре0.97^П0.11)1.08^П1.02 ^3.95
Станнин Си1.98(Ре1.08-^10.01)1.09^П1.00^3.94
Селенид палладия и платины (неназванный минерал (-Р^-2.39Р^'0.53Ре0.06)2.98^е2.02
Тетраэдрит Си12^Ь4^13
Теллуроантимонид палладия (тестибиопалладинит(?)) (Р^-0.88Ре0.10^10.08)1.06(Те1.01 ^Ь0.89В^0.04)1.94
Оксиды, вольфраматы, молибдаты, фосфаты и др.
Ильменит ЕеТЮ3
Магнетит Рвз04
Рутил Т1О2
Касситерит Яп02
Шеелит Са(№, Мо)04
Перовскит (Са, Ва, Яг)Т103
Титанат бария (Ва, Са)(Т1, Zr)O4
Титанат бария и висмута (Ва, В1)Ьх(Т1, ЩОз
Бадделиит ^г, Ш, Яс)02
Циркон Zr [БОЛ
Барит Ва [Я04]
Монацит (Се, La, Ш, Th, Y, Оф Ят)Р04
Апатит СаБ [РО4] з(?, С1)
Проведенный анализ парагенезисов рудных минералов, в том числе и минералов благородных металлов, показывает их сходство в железистых кварцитах, межрудных сланцах курской серии, и высокоуглеродистых сланцах оскольской серии, что является одним из критериев, указывающих на принадлежность золото-платинометаль-ного оруденения к единой длительно формирующейся благороднометалльной рудо-образующей системе.
3. Геолого-генетическая модель фор -мирования единой рудообразующей системы золото-платинометалльного оруденения в железистых кварцитах и чер -ных сланцах КМА.
Следует особо подчеркнуть, что особенность строения и состава железных руд месторождений рудных районов, общие закономерности размещения благородноме-талльной минерализации определяются, пространственной сопряженностью железорудных рифтогенных по своей природе структур нижнего карелия с реактивизи-рованными золото-платиноносными позд-неархейскими зеленокаменными поясами.
Определяющими многостадийную природу благороднометалльносодержащих железистых кварцитов и ассоциирующих с ними пород являются полицикличность развития и многостадийность палеопротерозой-ской тектоно-магматической активизации и коллизионных процессов на разных геодинамических этапах, сопровождающихся широким проявлением различных по возрасту и составу вулканических (пикриты, базальты, андезиты, дациты, риодациты нормального и субщелочного ряда) и комаг-матичных им субвулканических, интрузивных и дайковых образований (перидотиты, пироксениты, габбро-нориты, габбро, габ-бродиориты, диориты, гранодиориты, нормальные и субщелочные граниты, диоритовые и диабазовые порфириты, лампрофиры и др.). В совокупности с литолого-фациаль-ными, структурными и другими факторами, в том числе метаморфическими процессами они оказали существенную роль на распределение благородных металлов полигенного и многостадийного по своей природе золото-платинометалльного орудене-ния, принадлежащего к различным геолого-генетическим типам [2]. Вместе с тем,
как отмечалось, сопряженность со структурами архейских СВК — продуцентов сказалось не только на особенностях типов и составе железистых кварцитов и ассоциирующих с ними пород, в том числе некоторых метасоматитов, которые несмотря на мно-гостадийность их формирования, в условиях меняющихся геодинамических режимов тектономагматической активизации, метаморфических преобразований сохранили основные признаки распределения в них платиноидов (соотношение тяжелых и легких — прежде всего Ра/Р£) в пределах месторождений как Михайловского, так и Старооскольского рудных районов.
Комплекс структурно-вещественных признаков по закономерностям размещения, идентичности минерального состава, формам нахождения ЭПГ, Ли в железистых кварцитах, углеродистых сланцах и вулканитах, близкие соотношения стабильных изотопов С, О, Я и другим параметрам (в том числе числовым характеристикам по РТ-условиям [16, 17, 19, 20, 21] образования силикатных и рудных минеральных пара-генезисов) свидетельствуют о формирова-
нии курского, тимского, старооскольского и кшенского типов как единой благородно-металльной рудообразующей системы в условиях сопряженной длительной деятельности нескольких разнородных источников рудного вещества [11, 16, 20, 21, 25, 28]: а) экзогенного (осадочно-хемогенного); б) флюид-но-магматогенного в связи с многоактным разноглубинным проявлением вулкано-интрузивного магматизма с нарастающей щелочностью и флюидонасыщенностью; в) метаморфогенного с экстракцией рудного вещества из субстрата и его мобилизацией в процессе функционирования глубинных флюидно-магматогенных очаговых зон и проявления регионального метаморфизма и гидротермально-метасоматических процессов. В совокупности эти источники (рис. 6) определяют принадлежность золо-то-платинометального оруденения в железистых кварцитах и пространственно со-вещённых с ними углеродистых сланцах рудных районов к единой полигенной и по-лихронной [16,20,23] длительно формирующейся золото-платинометалльной рудообразующей системе.
/ Продукты Д 'выветривания архейских I пород Михайловской и у оОоянской серий /
Поступление I Г Благородных металлов в \ I/ ходе гидротермальных \ 1 процессов, сопровождающих I \ проявление вулкано- / интрузивного магматизма^
Г Поступление \ Благородных металлов^ в растворенной форме по зонам глуБинных ) Ч. разломов у/
Рис. 6. Источники поступления рудного вещества при формировании благородно-металльного оруденения в железистых кварцитах, сланцах и метасоматитах рудных районов КМА
Заключение
Таким образом, комплекс структурно-вещественных и минералогических признаков по закономерностям размещения, составу, минеральным формам нахождения ЭПГ и Аи в железистых кварцитах и углеродистых сланцах, свидетельствуют о формировании благороднометалльного орудене-ния в процессе длительно формирующейся единой благороднометалльной рудообразу-ющей системы.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 08-05-00158, 12-05-10013, № 11- 05-12050-офи-м-2011; № 12-05-31194-мол_а), Грант Президента РФ МК-98.2011.5; ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», ГК № 16.740.11.0623, «Программы стратегического развития ВГУ», ФЦП Ми-нобрнауки 1.1 № 14.В37.21.0585 и 1.2.1 № 14. В37.21.1253.
ЛИТЕРАТУРА
1. Буряк В. А., Михайлов Б. К., Цымба-люк Н. В. Генезис, закономерности размещения и перспективы золото- и платинонос-ности черносланцевых толщ // Руды и металлы. —2002. —№ 6. — С.25—36.
2. Двойнин В. В., Дунай Е. И., Воевода И. И. Золотоносность железистых кварцитов курской серии КМА // Разведка и охрана недр. 1993. № 9. — С.12—14.
3. Додин Д. А., Чернышов Н. М, Яцке-вич Б. А. Платинометалльные месторождения России. — С. Пб.: Наука, 2000. —755 с.
4. Додин Д. А., Чернышов Н. М., Черед-никова О. И. Металлогения платиноидов крупных регионов России. — М.: ОАО Гео-информмарк, 2001. —302 с.
5. Додин Д. А., Золоев К. К., Короте-ев В. А., Чернышов Н. М. Углеродсодержа-щие формации — новый крупный источник платиновых металлов XXI века. — М.: ООО «Геоинформмарк», 2007. — 130 с.
6. Железные руды КМА. / Под. ред. В. П. Орлова. М.: Геоинформмарк, 2001. — 616 с.
7. Рудашевский Н. С., Кнауф В. В., Чер-нышов Н. М. Минералы платиновой группы из черных сланцев КМА // Докл. РАН. — 1995. — Т. 334, № 1. — С. 91—95.
8. Созинов Н. А., Чистякова Н. Н., Казанцев В. А. Металлоносные черные сланцы Курской магнитной аномалии. М.: Наука, 1988. —149 с.
9. Тигунов Л. П., Быховский Л. З. Проблемы и перспективы попутного получения благородных металлов из нетрадиционных источников минерального сырья. // Геология, генезис и вопросы освоения комплексных месторождений благородных металлов. Матер. Всеросс. симпозиума. М.: 2002. — С.381—384.
10. Холин В. М. Геология, геодинамика и металлогения раннепротерозойской структуры КМА. // Автореф. дисс. канд. геол. — мин. наук. Воронеж, 2001. — 24 с.
11. Чернышов Н. М. Новый тип золото-платинометалльного оруденения в стратифицированных черносланцевых комплексах ВКМ (закономерности размещения, минералого-геохимические особенности и геолого-генетическая модель формирования) // Вестн. Воронеж. ун-та. Сер. геологическая. — 1996. — № 1. — С.114—132
12. Чернышов Н. М., Додин Д. А. Форма-ционно-генетическая типизация месторождений металлов платиновой группы для целей прогноза и металлогенического анализа // Геология и геофизика. — 1995. — Т. 36. —№ 1. — С. 65—70.
13. Чернышов Н. М. Формационно-гене-тическая типизация платинометалльного оруденения и перспективы наращивания минерально-сырьевого потенциала платиновых металлов России // Вестн. Воронеж. ун-та. Сер. геол. — 1996. — Вып. 2. — С. 75—85.
14. Чернышов Н. М., Изоитко В. М., Петров СВ., Молотков С. П. Первые находки минеральных форм элементов платиновой группы в железистых кварцитах КМА (Центральная Россия) // Докл. РАН. 2003. Т. 391. № 1. С. 104—107.
15. Чернышов Н. М., Кузнецов В. С. Сульфидная минерализация, содержащая благородные металлы, в межрудных сланцах Стойленского железорудного месторождения // Известия высших учебных заведений. Сер. Геология и разведка. — 2011. — № 2. — С. 17—23.
16. Чернышов Н. М. Платиноносные формации Курско-Воронежского региона (Центральная Россия). Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та. 2004. 448 С.
17. Чернышов Н. М., Петров СВ. Новые минеральные формы платиноидов и золота в железистых кварцитах Лебединского месторождения КМА (Центральная Россия). // Докл. РАН. 2006. Т. 408. № 4. С.586—589.
18. Чернышов Н. М., Моисеенко В. Г., Абрамов В. В. Новые минералы платиноидов в черносланцевых комплексах тимского типа (КМА) // Вестник Воронеж. гос. ун-та. Серия: Геология, 2007, № 2. — С. 152—158.
19. Чернышов Н. М. Благороднометалль-носодержащие парагенезисы сульфидов и их аналогов в железорудных месторождениях КМА (Центральная Россия). // Вестник Воронеж. гос. ун-та, Геология, 2007. № 1. — С. 101—114
20. Чернышов Н. М. Золото-платино-металльное оруденение черносланцевого типа Курско-Воронежского региона (Центральная Россия). / Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та. — 2007. — 177 с.
21. Чернышов Н. М. Минералы благородных в рудах черносланцевого типа Воронежского кристаллического массива (Центральная Россия) // Зап. РМО. 2009. CXXXVI. № 1. с.36—51
22. Чернышов Н. М., В. С. Кузнецов, С. В. Петров. Новые данные о минеральном составе благороднометалльного оруде-нения Стойленского железорудного месторождения КМА (Центральная Россия) // Доклады РАН. — 2009. — Т. 428, № 6. — С. 801—804.
23. Чернышов Н. М. Типы и минеральный состав золото-платинометалльного ору-денения железорудных месторождений-ги-
гантов КМА (Центральная Россия). // Докл. РАН. 2010. т. 430. № 3. С.395—399.
24. Чернышов Н. М. Чернышова М. Н. Платиноносные формации Воронежского кристаллического массива и их место в общей модели формирования докембрийской литосферы (Центральная Россия). // Платина России: сборник научных трудов. Красноярск, 2011. Т. VII. С.161—181.
25. Чернышов Н. М., Понамарева М. М. Роль первичных источников (продуцентов) при формировании благороднометалльно-го оруденения в железорудных месторождениях КМА. // Вестник Воронежского гос. ун-та, Геология. Воронеж, 2012. № 1. — С. 108—115.
26. Чернышов Н. М., Понамарева М. М. Новые данные о формах нахождения благородных металлов в коре выветривания железистых кварцитов Михайловского месторождения КМА (Центральная Россия). // Докл. РАН. М.: Наука, 2012. — Т. 443. № 3. — С.1—5.
27. Чернышов Н. М. Геология, металлогения и полезные ископаемые докембрий-ского фундамента Воронежской области / Н. М. Чернышов, С. П. Молотков // Регион: системы, экономика, управление. — 2013. — № 1 (20). — С.62—81.
28. Шелехов А. Н., Лючкин В. А., Ля-ховкин Ю.С Месторождения железистых кварцитов и продукты их передела — новый перспективный источник золото-пла-тинометалльного сырья в XXI в. (на примере Центральной России). // Платина России. М.: ЗАО «Геоинформмарк». 1999. Т. III. кн. 2. С. 289—294.
