CC BY
21EARTH SCIENCES
CONDITIONS FOR THE LOCATION OF APOCARBONATE GOLD MINERALISATION IN THE CHAKYLKALYAN MOUNTAINS (SOUTHERN UZBEKISTAN)
Ochilov I.S.,
Karshi Institute of Engineering and Economics
Karshi, Uzbekistan Yarboboev T.N.
Ph.D. in Technical Sciences, Associate Professor Karshi Institute of Engineering and Economics
Karshi, Uzbekistan
УСЛОВИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ АПОКАРБОНАТНОЙ ЗОЛОТОРУДНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ЧАКЫЛКАЛЯНСКИХ ГОР (ЮЖНЫЙ УЗБЕКИСТАН)
Очилов И.С.,
Каршинский инженерно-экономический институт
г. Карши, Узбекистан Ярбобоев Т.Н.
кандидат технических наук, доцент Каршинский инженерно-экономический институт
г. Карши, Узбекистан
Abstract
The article presents general characteristics of the Carlin-type gold mineralization and shows that a distinctive feature of the Chalkalyan Mountains is a significant predominance of carbonate strata in the Paleozoic sediments, as well as a wide distribution of small granitoid intrusions. The leading factor determining the development of gold-bearing metasomatites is their confinement to zones of high tectonic activity and an abrupt change in the acidity-alkalinity regime in the carbonate environment, which determined high mobility of ore-bearing elements.
Аннотация
В статье приводится обобщающие характеристики золотого оруденения Карлин-типа, показано, что отличительной особенностью Чакылкалянских гор является существенное преобладание в разрезе палеозойских отложений карбонатных толщ, а также широкое распространение малых гранитоидных интрузии. Ведущим фактором, определяющим развитие золотоносных метасоматитов, является приуроченность их к зонам высокой тектонической активности и резкое изменение режима кислотности-щелочности в карбонатной среде, обусловившее высокую подвижность рудогенных элементов.
Keywords: gold, apocarbonate, Carlin-type, Chalkalyan Mountains, mineralisation, carbonate rocks, miner-alogical and geochemical.
Ключевые слова: золота, апокарбонат, Карлин-тип, Чакылкалянские горы, оруденение, карбонатные породы, минералого-геохимический.
Повышенный интерес к условиям формирования золотого оруденения в карбонатных породах объясняется тем, что золоторудные месторождения в углеродистых терригенно-карбонатных формациях составляют значительную долю мировых запасов золота. Наиболее широко месторождения подобного типа распространены в США и в Китае, где они приурочены к локальным узлам, объединяющих десятки однотипных объектов (кластеры в Неваде и «золотые треугольники» в Китае). Но месторождения в карбонатных породах встречаются и в других регионах мира: России, Македонии, Канаде, Иране, Перу, Турции, Индии, Австралии, Индонезии, Малайзии, Филиппинах, ЮАР. Широкая география распространения такого типа орудене-ния, дополнительно подчеркивает возможности выявления месторождений золота и в других районах, имеющих сходные геологические обстановки.
Таким районом может рассматриваться и Чакылкалянские горы (ЧКГ), расположенный в За-рафшано-Алайской структурно-формационной зоне. Чакылкалянские горы приурочен к юго-восточному сегменту Афгано-Таджикской пассивной континентальной окраины, характеризуемой преобладанием миогеосинклинальных шельфовых формаций, включающих толщи переслаивания карбонатных, кремнистых и пелитовых пород (Рис. 1). По карбонатным породам изучаемого района формируются аргиллизиты и джаспероиды, которые в зонах минерализации содержат в качестве носителей субмикронного золота субмикроскопические сульфиды и гипогенные глинистые минералы. Выявленное золотое оруденение в карбонатных породах, имеет золото-ртутно-сурьмяно-мышьяковую геохимическую специфику.
К общим характеристикам апокарбонатного золотого оруденения относятся:
- приуроченность руд к карбонатным секциям разрера;
- периферийное положение по отношению к ареалам полихронного магматизма и пространственная разобщенность с малыми гранитоидными интрузиями и дайковыми роями лампрофиров и щелочных базальтоидов;
- контроль оруденения разрывными структурами;
В тоже время, апокарбонатное золотое оруде-нение ЧКГ в различных его частях характеризуется определенными особенностями, позволяющими выделить в его формате 4 основных типа: акатин-ский (Аи-сульфидно-аргиллизитовый безкварце-вый) - акбинский (Аи-сульфидно-джаспероидный) - кавсагарский (Аи-сульфосольно-джаспероид-ный) - карасуйский (Аи-сульфидно-аргиллизито-вый эмбрионально-джаспероидный) [1].
ЧКГ характеризуется разрезами палеозоя, состоящими из трех основных элементов: вулкано-генно-терригенных образований ордовика-силура,
- низкотемпературный характер предрудного метасоматоза, выраженный в приуроченности ору-денения к зонам аргиллизитов и джаспероридов;
- однотипный вещественный состав руд, включающий переменное количество мышьяковистого пирита и сульфосолей, при ограниченном содержании киновари, эндогенного гематита и антимонита;
- тесная связь золоторудной минерализации с аморфными разновидностями кремнезема и кальцитом различных генераций;
-типоморфный набор элементов-индикаторов оруденения, включающий Нg, Аs, Sb, Ag и РЬ, в
карбонатных и кремнисто-терригенно-карбонат-ных формаций силура-девона и терригенных формаций карбона [2, 3, 4, 5].
Карбонатные отложения рассматриваются в качестве благоприятной тектонически подготовленной среды (в виде структурно- литологических и геохимических ловушек) для проникновения гидротермальных растворов, осаждения и концентрации золота.
Карбонатные горизонты - важнейший физико-химический, структурный и рудообразующий фактор (дробленные и высокопористые декальцитизи-
меньшей мере Cu, Zn, Р и Мп.
рованные породы - среда для широкого спектра ме-тасоматитов, источник серы и, возможно, рудных компонентов; область развития карбонатных осадков - полигон для локализации потенциальных рудных районов и месторождений). Ведущим фактором, определяющим развитие золотоносных мета-соматитов, является приуроченность их к зонам высокой тектонической активности и резкое изменение режима кислотности-щелочности в карбонатной среде, обусловившее подвижность элементов Са, №, К, Аи, As и др.).
Ведущим фактором рудоотложения является тектоническая нарушенность карбонатных пород (брекчирование, рассланцевание, смятие) и проявление в них гидротермально-метасоматических процессов. Осадителями золота из рудоносных растворов могут также быть углерод и глинистые минералы.
Химизм процесса формирования апокарбонат-ных золотых руд представляется в следующем виде. Судя по характеру новообразованных минералов в зонах апокарбонатного золотого орудене-ния (в основном метасоматический кварц и гидрослюды) состав гидротермальных растворов алюмосиликатный. В составе вмещающих карбонатных пород присутствует кальций, магний и углекислота. При взаимодействии гидротерм с карбонатными породами происходит метасоматическое замещение карбонатов кремнеземом с образованием джаспероидов и кристаллизация эндогенных глинистых минералов, в основном, в межзерновом пространстве исходного матрикса, либо в тончайших трещинках.
Если в гидротермальном растворе наряду с золотом есть и анионы WO3, то освобождающийся СаО в процессе окремнения идет на образование шеелита СаWO4, что наблюдается на многих месторождениях Карлин-типа.
Воздействие на карбонатные породы кислых гидротермальных растворов приводит к формированию различных типов метасоматитов, что отчетливо наблюдается как на объекте-эталоне (месторождении Карлин), так и в ЧКГ.
Формирование золотого оруденения на месторождении Карлин сопровождается декарбонатиза-цией, аргиллизацией, окварцеванием и кальцитиза-цией [6].
В процессе декарбонатизации карбонатные минералы селективно растворялись и перераспределялись (доломит, как, менее растворимый минерал, обычно сохраняется в виде реликтовых ромбовидных кристаллов в пористой глинистой основной массе). В связи с избирательным выщелачиванием и выносом кальцита из минерализованных зон, в измененных породах остается минеральная масса (матрикс), состоящая в основном из кластического кварца, глинистых минералов и реликтового доломита. Интенсивно декальцифицированные породы, содержащие значительное количество доломита часто повышенно золотоносны.
Аргиллизация приводит к образованию своеобразных пятнистых пород (пятна места скопления глинистых минералов размером десятые доли мм -
несколько см). Пятнистые породы наиболее золотоносны (на участках, не подвергшихся выветриванию, светло-серые пятнистые породы резко выделяются среди сохранившейся темно-серой основной массы породы). В процессе выветривания пятна окрашиваются окислами Fе и выглядят темно-коричневыми на светлом красновато-желтом фоне. С увеличением доли в пятнах ориентированных эпигенетических глинистых минералов, увеличивается и содержание золота.
Слои, с ориентированными глинистыми минералами, представляют собой эпигенетические каналы, по которым выносились, выщелоченные из породы карбонаты и приносилось Аи. В самих прослойках ориентированных глинистых минералов карбонатные минералы практически отсутствуют. Вероятно, это связано с разрушением первичной текстуры в зонах выноса карбонатов.
Процесс аргиллизации, по-видимому, сопровождает декарбонатизацию. Главным глинистым минералом является иллит, менее распространены монтмориллонит и каолинит. В большинстве исследованных рудных образцов глинистые минералы слагают 20-60% породы. Само собой разумеется, что в такой породе какое-то количество глинистых минералов содержалось и до изменения. За счет первичных глин, сконцентрировавшихся вследствие выноса карбонатов, вероятно, сформировалась только часть глинистой составляющей измененной породы. Однако глинистые минералы возникали также при перекристаллизации и прямой кристаллизации в связи с гидротермальной переработкой породы. За счет этих процессов, по-видимому, и образовалась основная масса глинистых минералов в аргиллизированных породах формации Роберт-Маунтинс. В прозрачных шлифах из рудных образцов видно, что иллит развит в виде тонкокристаллических глинистых чешуек. Отдельные такие чешуйки размером в доли микрона в совокупности слагают агрегаты с параллельным погасанием в скрещенных николях.
Метод рентгеновской дифракции показал, что иллит необычайно хорошо окристаллизован и не содержит межслоевых пакетов монтмориллонита. Монтмориллонит в большинстве образцов встречается в виде незначительной, но четко определяемой минеральной фазы, его количество иногда возрастает около даек кварцевых порфиров, причем в самих измененных дайках и по их контактам монтмориллонит становится главным новообразованным минералом. На некоторых участках преобладающим оказывается каолинит, диккит же идентифицирован только в образцах измененной дайки из главного рудного тела, отобранных вдоль разлома СЗ простирания, и только в небольших количествах.
Низкотемпературные метаморфические или гидротермальные иллиты обычно обладают мета-стабильной структурой 1Мd и 1М. Эти метаста-бильные слюды кристаллизуются рано и могут устойчиво существовать при низких температурах. В таком понимании к иллиту относится гидрослюда
(часто эти названия оказываются синонимами) и даже мелкочешуйчатый серицит.
Аргиллизиты состоят из тонкозернистой светло окрашенной глины (каолинит ± диккит ± ил-лит), серицита, кварца, гидроксидов железа, яро-зита, гипсита, кальцита, сидерита, марказита, пирита, реальгара и аурипигмента.
В рудной зоне небольшие прослои «алевро-песчаного» состава менее минерализованы, чем прослои глинисто- алевролитового состава.
В связи с избирательным выщелачиванием и выносом кальцита из минерализованных зон, в измененных породах остается минеральная масса (матрикс), состоящая в основном из кластического кварца, глинистых минералов и реликтового доломита.
Иллит является главным глинистым минералом, ассоциирующим с рудными минералами (в некоторых рудных образцах он занимает до 50 % объема). Количество кварца колеблется от 25 % в образцах интенсивно аргиллизированных пород до 75 % в окварцованных породах рудных зон. Реликтовый доломит может отсутствовать, но в некоторых образцах его количество достигает 40 %. Кальцит обычно находится в рассеянном состоянии, но на некоторых участках пользуется значительным распространением и является здесь поздним эпигенетическим минералом.
Отложение Au, вероятно, происходило в завершающую стадию процесса выщелачивания и оквар-цевания осадочных известняков, предопределившего их высокую проницаемость. Пласты, относительно, более проницаемых пород, служили проводниками растворов, от них через мельчайшие и тонкие трещины золотосодержащие флюиды диффундировали в пласты, менее проницаемых пород. Отложение Au в основном происходило в тонких каппилярах, а не в главных каналах циркуляции флюидов.
Ассоциация Au с каолинитом и тонкодисперсными слюдами подмечена давно (Lincoln, 1911). Весьма вероятно, что после осаждения тонких частиц Au из истинного раствора коллоидные кристаллы своими положительно заряженными концами могли притягивать отрицательно заряженные частицы Au коллоидного размера. В 1963 году Van Olphen опубликовал электронную микрофотографию кристаллов каолинита, на концах гексагональных чешуек которого обособлены сферические выделения Au. Размер кристаллов каолинита 0,5 - 1,0 мкм, Au - 0,005 - 0,1 мкм. На больших плоскостных поверхностях кристаллов глинистых минералов преобладают отрицательные заряды, но на концах кристаллов вскрываются края слоев структурной решетки с положительными зарядами. Таким образом, положительный двойной структурный слой на конце кристаллической глинистой чешуйки притягивает Au, тогда как плоские двойные отрицательные слои должны его отталкивать.
Данное коллоидное явление представляет особый интерес для выяснения причин естественной концентрации Au в небольших глинистых про-
слоях. Представляется, что коллоидное Au, однажды осажденное из раствора, могло перераспределяться за счет указанного механизма.
Зона аргиллизитов перекрывает джаспероиды и кремнистые породы.
В минерализованных зонах фиксируются следующие формы кремнезема: обломочные зерна первичного кварца; темные прослои «роговиков» (вероятно сингенетичного характера); пористые трубообразные эллипсоидальные тела мелкозернистого перекристаллизованного кварца; ленты серого халцедона пористого, друзового или плотного и массивного, развитые вдоль слоистости, местами выклинивающиеся, либо дающие раздувы мощностью до 3 м и джаспероиды, являющиеся продуктами скрытокристаллического замещения известняков.
В руде отдельные более проницаемые прослои и пласты могут быть импреньированы поздним кальцитом, выполняющим интерстиции вокруг жил идиоморфного кварца. Декарбонатизированные участки главного рудного тела местами оказались повторно кальцитизированы с образованием псевдоизвестняков повышенной объемной плотности (и низким содержанием золота, вероятно вызванным разубоживанием руды при дополнительном при-вносе карбонатов).
Ограниченные донорные свойства, как карбонатной среды, так и подстилающих нижнепалеозойских вулканогенно-терригенных отложений позволяют предполагать ювенильную природу золота при формировании апокарбонатного золотого оруденения и сосредоточить поиски источников ру-догенерирующих флюидов на глубоких уровнях структур транскорового характера.
Минералого - геохимические особенности апокарбонатного золотого оруденения определяются: однотипным составом низкотемпературных минеральных парагенезисов и постоянным присутствием в минерализованных зонах мышьяковистого пирита, обогащенного микроэлементами; незначительным объемом рудных минералов в рудоносных метасоматитах; геохимическим профилем руды, включающем основные элементы типоморф-ного комплекса (As, Sb, Pb, Ag); субмикронным размером самородного золота и его минералов концентраторов (пирита и гидрослюд).
На основании проведенного исследования, направленного на систематизацию выявленных типов, изучение особенностей среды рудолокализа-ции и предрудного метасоматоза, вещественного состава руд и их геохимических характеристик, связи с магматизмом и родственными эндогенными рудными формациями, разработан прогнозно-поисковый комплекс, включающий структурно-геологические, геохимические и минералогические критерии. Разработанный комплекс позволяет усовершенствовать методологию поисков золотого оруденения в карбонатных породах.
References
1. Yarboboev T.N., Sultonov Sh.A., Ochilov I.S. The role of the host medium in the placement of apo-carbonate gold mineralization of the Chakylkalyan megablock (Southern Uzbekistan)// Bulletin of Science and Practice. - Moskva 2021. Volume 7, Issue 6. - P. 38-51.
2. Crafford A.E.J., Grauch V.J.S. Geologic and geophysical evidence for the inflence of deep crustal structures on Paleozoictectonics and the alignment of world-class gold deposits, north-central Nevada, USA // Ore Geol. Reviews. 2002. V. 21. P. 157-184.
3. Cook N.J., Chryssoulis S.L. Concentrations of "invisible gold" in the common sulfies // Can. Mineral. 1990. V. 28. P. 1-16.
4. Skorobogatov B. Report about the results of gravimetric and magnetic surveying on scale 1:50000
on the area of 700 sq km in Chakyl-Kalyan mountains for the purpose of depth geological mapping and discovering of structural positions favourable for localization of tungsten and other minerals deposits for 197782. Fund. Tashkent, 1982. - 196 p. [Published in Uzbekistan].
5. Yudalevich Z.A., Divayev F.K. et al. Report on the subject: "Mapping of intrusive magmatism in Southern Uzbekistan on the basis of special geological, petrographic and geochemical study, revealing the metallogeny of intrusive rocks and their relations with endogenous gold-ore polymetallic and rare-metal mineralisation for 1976-80". Foundation. Tashkent, 1980. - 198 p. [Published in Uzbekistan].
6. Xausen D.M., Kerr P.F. Carlin fine gold deposit, Nevada // U.S. Ore Deposits. - M. 1973. P. 2. -P. 590-625.
