CC BY
147
Геохимия
УДК 553.411:550.83.02
ВАРИАЦИИ ФУГИТИВНОСТИ СЕРЫ В РУДООБРАЗУЮЩЕМ РАСТВОРЕ: ФАКТОР МАГНИТНОЙ ЗОНАЛЬНОСТИ ЗОЛОТОСУЛЬФИДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Ю.В. Колмаков, А.М. Сазонов*, В.В. Врублевский**, Е.В. Потехина***, Г.Ю. Боярко
Томский политехнический университет *Сибирский федеральный университет, г. Красноярск **Томский государственный университет ***Филиал по Томской области ФГУ «ТФИ по Сибирскому федеральному округу», г. Томск
E-mail: kolmakovyv@tpu.ru
Зональность магнитного поля золоторудного месторождения Благодатного в Енисейском кряже, проявленная в последовательном снижении амплитуд его аномалий с 500 до 80 нТл, обусловлена распределением моноклинного пирротина - одного из главных рудных минералов. В ассоциирующем пирите изучалось стехиометрическое отношение S/Fe. Показано, что накопление золота преимущественно в слабомагнитных образованиях вызвано повышением в минералообразующей системе фугитивности серы. Усиление ее активности контролирует увеличение отношения S/Fe в пирите и его доминирование над пирротином в рудном парагенезисе.
Ключевые слова:
Золотое оруденение, зональность магнитного поля, магнитная восприимчивость пород, распределение пирротина, фугитив-ность сульфидной серы, рудный парагенезис. Key words:
Gold mineralization, magnetic field zonality, magnetic susceptibility of rocks, pyrrhotite distribution, fugacity of sulphide sulfur, ore paragenesis.
Введение
Избирательная приуроченность золотой минерализации к магнитным образованиям является одной из главных предпосылок для магниторазведки золоторудных месторождений. Геологической обусловленностью аномального облика продуктивных участков выступает широко проявленный на них полистадийный метасоматизм, как один из факторов рудогенеза. В названный процесс вовлекаются рудные и петрогенные элементы, в том числе железо [1-3]. Результатом этого является их перераспределение и связывание в новообразованных формах, среди которых нередки и ферромагнитные минералы [3]. Появление зональной структуры магнитного поля, вызванной распределением ферромагнетиков в метасоматическом ореоле, считается важным геофизическим признаком выявления потенциальных золоторудных структур различных генетических типов: месторождения Цен-
тральное, Комсомольское, Берикульское (Кузнецкий Алатау), Дарасун, Апрелково, Дильмачик (Восточное Забайкалье), Олимпиада, Партизанский узел в Енисейском кряже и др. [4-7].
В связи с этим актуальным является установление физико-химических факторов, контролирующих образование минеральных ассоциаций, содержащих ферромагнетики. На месторождении золо-тосульфидного типа Благодатном в Енисейском кряже нами изучены магнитные свойства пород и руд и химический состав золотоносной сульфидной минерализации. На основании полученных данных впервые показана отчетливая взаимосвязь между количеством пирротина в рудных парагенезисах, их магнитной восприимчивостью (%, ед. СИ) и стехи-ометрическим отношением S/Fe в ассоциирующих пиритах. Кроме того, установлено, что для наиболее богатых золотом участков месторождения свойственны малоамплитудные магнитные аномалии.
Магнитная неоднородность месторождения Благодатное
Месторождение Благодатное расположено в центральной части Енисейского кряжа в пределах Верхне-Енашиминского золоторудного узла. Оно приурочено к слюдяным кристаллосланцам кор-динской свиты нижнего рифея и представляет собой линейную зону рассеянной сульфидной минерализации с небольшим количеством кварцевых и кварц-карбонатных прожилков [8]. Обогащенные золотом участки представлены двумя кулисообраз-но расположенными линзовидными рудными телами. При этом 4/5 запасов металла сконцентрировано на южном фланге месторождения [9].
В породах и рудах месторождения не обнаружен магнетит, и единственным ферромагнетиком является пирротин. Его немагнитные гексагональные разновидности отмечаются только в единичных случаях. В отношении моноклинных пирротинов было принято допущение равенства их магнитной восприимчивости, а величина % оценивалась как характеристика содержания минерала в анализируемом образце. Магнитное поле месторождения
имеет зональное строение, что проявляется в последовательном снижении амплитуд его аномалий АТ с 500 до 80 нТл (рис. 1) на фоне немагнитных вмещающих пород. Зональность изменения % прослеживается и на глубинных горизонтах месторождения (рис. 2).
Изучение керна 28 разведочных скважин показало, что увеличение % и доли высокомагнитных образований наблюдается в направлении падения рудных тел. В их периферических частях происходит уменьшение этих параметров. На фоне выявленной неоднородности существуют практически немагнитные участки размером до первых метров, соответствующие развитию галенита, сфалерита и халькопирита.
Особенности рудной минерализации
и стехиометрии пиритов
Главными минералами золотоносной зоны являются пирротин, пирит и арсенопирит. В меньших количествах находятся леллингит, халькопирит, сфалерит, галенит [8]. Их среднее содержание в северном и южном рудных телах составляет 3,6 и
Рис. 2. Петромагнитные разрезы северного (ПЛ 21) и южного (ПЛ 4) рудных тел
6,6 об. % соответственно. Сульфидизация происходила в три последовательных стадии с образованием минеральных парагенезисов: пирит-пирротино-вого; пирит-пирротин-арсенопиритового (с лел-лингитом) и галенит-сфалерит-халькопиритового. Отличительной чертой последнего является резкое уменьшение количества пирротина. Данная ассоциация, как и участки скопления кварц-карбонатных прожилков, характеризуются минимальной магнитной восприимчивостью.
Раннее сульфидообразование на месторождении, как правило, завершалось выделением пирротина после пирита в первую стадию и после арсе-нопирита, леллингита и пирита - во вторую. Пирротин, развиваясь по пириту, может замещать его
либо полностью, либо частично. В последнем случае можно предполагать, что было достигнуто локальное фазовое равновесие [10, 11]. Пирит, вариации состава которого можно рассматривать в качестве показателя температуры гидротермальных растворов и фугитивности / серы [12], кристаллизовался на протяжении всего рудного процесса. Считается, что увеличение в нем Б/Ре-отношения может происходить как на фоне снижения температуры, так и в результате роста фугитивности серы [13]. Согласно диаграммам фазовых равновесий - температура [14, 15] такое изменение указанных параметров минералообразующей среды приводит к смещению пирит-пирротинового равновесия и преимущественному выделению пирита. По-
50
1,93 1,95 1,97 1,99 2,01 2,03 2,05 2,07 >2,07 S/Fe
Рис. 3. Вариации стехиометрических отношений пиритов (количество измерений): 1) в северном (27) и 2) в южном рудном теле (19); 3) заключительной галенит-сфалерит-халькопиритовой стадии (20). 1, 2 - пириты ранних минеральных стадий
этому можно предполагать, что существует зависимость между величиной S/Fe-отношения в пирите, долей пирротина в минеральном агрегате и его магнитной восприимчивостью.
В ранних разновидностях пирита наиболее высокие значения S/Fe-отношения достигаются на южном фланге месторождения Благодатного, а максимальные величины - свойственны пириту завершающей галенит-сфалерит-халькопиритовой стадии образования сульфидов (рис. 3). При этом отчетливо проявляется тенденция снижения магнитной восприимчивости пород и руд по мере возрастания количества серы в пиритах ранних генераций (рис. 4). В конце рудного процесса величина S/Fe в пирите остается постоянной, независимо от
магнитных свойств субстрата, подвергавшегося пиритизации.
Таким образом, на примере золотосульфидного месторождения Благодатного устанавливается зональность магнитного поля, обусловленная уменьшением величины % со снижением количества пирротина в рудных ассоциациях. При этом повышенные концентрации золота приурочены к слабомагнитным участкам. Характер изменчивости химического состава пиритов и, в частности, 8/Бе-отношения в них позволяет считать, что накопление золота преимущественно в слабомагнитных образованиях вызвано повышением фугитив-ности серы в рудоносном гидротермальном растворе. Усиление ее активности контролирует увеличе-
Рис. 4. Стехиометрия пиритов в магнитных неоднородностях ранних сульфидных парагенезисов
ние 8/Ре-отношения в минералообразующей системе и доминирование пирита над пирротином в рудном парагенезисе.
Исследования проведены при поддержке РФФИ (грант № 08-05-00323), ФЦП«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бортников Н.С., Гамянин Г.Н., Алпатов В.А., Наумов В.Б., Носик Л.П., Миронова О.Ф. Минералого-геохимические особенности и условия образования Нежданинского месторождения золота (Саха-Якутия, Россия) // Геология рудных месторождений. - 1998. - Т. 40. - № 2. - С. 137-156.
2. Лобанов М.П., Синцов А.В., Сизых В.И., Коваленко С.Н. О генезисе продуктивных «углистых» сланцев Ленского золотоносного района // Доклады РАН. - 2004. - Т. 394. - № 3. -С. 360-363.
3. Русинова О.В., Русинов В.Л., Абрамов С.С., Кузнецова С.В., Васюта Ю.В. Околорудные изменения пород и физико-химические условия формирования золото-кварцевого месторождения Советское (Енисейский кряж, Россия) // Геология рудных месторождений. - 1999. - Т. 41. - № 4. - С. 308-328.
4. Ерофеев Л.Я. Магнитное поле и природа аномалий на месторождениях золота. - Томск: Изд-во ТПИ, 1989. - 158 с.
5. Ерофеев Л.Я., Номоконова Г.Г., Орехов А.Н. О петрофизиче-ской основе геофизической разведки золоторудных месторождений // Геофизика XXI века - прорыв в будущее: Труды Меж-дунар. геофизической конф. - М.: ГЕРС, 2003. - С. 203-208.
6. Колмаков Ю.В. Физико-геологическая модель Партизанского золоторудного узла // Геология и полезные ископаемые Красноярского края / под ред. С.С. Сердюка. - Красноярск: КНИ-ИГиМС, 1999. - С. 231-235.
7. Колмаков Ю.В., Сазонов А.М., Пинсон А.Ю., Потехина Е.В., Гертнер И.Ф., Тишин П.А. Петромагнитная и минералогическая неоднородности и золотоносность рудной зоны месторождения Благодатного // Известия Томского политехнического университета. - 2006. - Т. 309. - № 2. - С. 46-53.
8. Сазонов А.М., Звягина Е.А., Леонтьев С.И., Костененко Л.П., Свиридов Л.И., Полева Т.В., Тишин П.А. Генезис золотоносных руд горы Благодатной // Состояние и проблемы геологической изученности недр и минерально-сырьевой базы Красноярского края: Труды Всеросс. научной конф. - Красноярск, 2003. - С. 247-249.
9. Совмен В.К., Страгис Ю.М., Кровякова Л.П., Савушкина С.И. Золоторудное месторождение Благодатное - новое крупное разведанное месторождение в Красноярском крае // Разведка и охрана недр. - 2006. - № 8. - С. 28-32.
10. Винклер Г. Генезис метаморфических пород. - М.: Недра, 1979.- 327 с.
11. Метасоматизм и метасоматические породы / под ред. В.А. Жарикова, В.Л. Русинова. - М.: Научный мир, 1998. - 490 с.
12. Прохоров В.Г. Особенности развития сульфидного оруденения на Енисейском кряже как следствие метаморфогенного преобразования пирита // Геология рудных месторождений Красноярского края / под ред. В.П. Филоненко, Л.Н. Россовского. -Новосибирск: СНИИГГиМС, 1977. - С. 49-63.
13. Коробейников А.Ф., Нарсеев В.А., Пшеничкин А.Я., Арифу-лов Ч.Х. Пириты золоторудных месторождений. - М.: ЦНИ-ГРИ, 1993. - 213 с.
14. Бортников Н.С., Прокофьев В.Ю., Раздолина Н.В. Генезис золото-кварцевого месторождения Чармитан (Узбекистан) // Геология рудных месторождений. - 1996. - Т. 38. - № 3. -С. 238-257.
15. Жариков В.А. Основы физической геохимии. - М.: Наука, 2005. - 654 с.
Поступила 12.04.2010 г.
