CC BY
314
УДК 553.411.496
ЗОЛОТО И ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ В МЕДНО-МОЛИБДЕН-ПОРФИРОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
**
А.Ф. Коробейников*, А.И. Грабежев
•Томский политехнический университет, г. Томск. E-mail: [email protected] ‘•Институт геологии и геохимии УрО РАН, г. Екатеринбург. E-mail: [email protected]
Среди месторождений порфировой рудной формации выделяются медно-порфировый (Аидо 0,4 г/т, Си/100 Аи от 500до 2000), золото-медно-порфировый (Аи 0,5...3 г/т, Си/100 Аи 11.150) и медно-молибден-порфировый типы. Они отличаются различными содержаниями Си, Mo, Аи, Pt, Pd в рудах и сульфидных ассоциациях. При становлении материнских субвулканических гранито-идных магматических тел происходило рассеяние Au, Pt, Pd в разных типах возникавших пород: 1,8...4,1 мг/тАи, 0.5...6 мг/т Pt и 7...11 мг/т Pd. Автометасоматические процессы кислотного выщелачивания диоритов, порфиритов, гранодиоритов, плагиограни-тов (серицитизация) приводили к незначительному накоплению благородных металлов (мг/т):12...34Аи, 12...48Pt, 12...78Pd,kH1,2...8,7 в продуктах метасоматоза. Лишь завершающие гидротермальные процессы окварцевания и сульфидизации магматитов обеспечивали богатую концентрацию благородных металлов в зонах метасоматоза: 0.5...12 г/т Аи, 0,1...0,5 г/т Pt и 0,05...0,3 г/т Pd, kH Ю0...1600 и более. При эволюции порфировых магмо-флюидных колонн происходило обогащение золотом и частично платиной, палладием, осмием их апикальных частей и возникали субвулканические золото-медно-порфировые месторождения с сопутствующими элементами платиновой группы (ЭПГ). Регионы лалеорифтогенеза и тектоно-магматической активизации с такими близповерхностными проявлениями порфировых интрузий островодужного типа и являются наиболее перспективными на поиски промышленного комплексного благороднометалльного оруденения.
Введение
В группу золото-платиносодержащих комплексных порфировых месторождений относятся медно-порфировые и медно-молибден-порфировые, а также собственно золото-порифровые рудные объекты. Они выявляются в различных геодинами-ческих обстановках, но более всего они свойственны островодужным и окраинно-континентальным образованиям. Формировались такие рудные объекты при становлении тел базальт-андезитовой вулканической и габбро-диорит-плагиогранитной плутонической формаций натриевых серий на участках активного проявления процессов рифтогенеза и тектоно-магматической активизации отдельных блоков земной коры. Среди них выделяются магне-тит-пиритовый, халькопирит-борнитовый, пирит-халькопиритовый, молибденитовый, полисульфид-ный, энаргит-полисульфидный минеральные типы [1-31. Для месторождений свойственна отчетливая рудно-метасоматическая зональность: смена сверху вниз и от центра к периферии зон разных минералогических типов руд - магнетит-пиритового в зоне калиево-кремниевого метасоматоза -> борнитово-го, молибденитового в калиево-кремниевых и кварц-хлорит-серицитовых метасоматитах -* пи-рит-халькопиритового в кварц-хлорит-серицитовых, аргиллизитовых метасоматитах -» пиритового в пропилитах. В медно-порфировых рудных объектах содержится 0,01...0,8 г/т Аи, 0,05...0,3 г/т Р1, 0,005...0,04 г/т Рё, а в золото-медно-порфировых -
1...11 г/т Аи, 0,01...6 г/т Р1, 0,01...0,3 г/т Рс1. Медно-молибден-порфировые месторождения чаще несут убогое количество этих благородных металлов -
0,005...0,01 г/т [2, 4, 5].
Анализ опубликованных материалов по порфировым месторождениям показал, что запасы золота в зарубежных месторождениях составляют 2620 т [ 1 ]. Двадцать зарубежных месторождений медно-порфирового типа по запасам золота составили четыре группы: 1... 10 т (5 объектов), 10...100 т (9), 100...1000
(5) и более 1000 т (1). Наиболее крупными из них оказались Пангуна (Папуа-Новая Гвинея, 400 г Аи), Эль-Теньенте (Чили, 200 т), Биним-Карбон (США, 200 т), Чукикамата (Чили, 104 т), Сьерро-Колорадо (Панама, 90 т), Сан-Мануэль (США, 40 т), Эль-Сальвадор (Чили, 30 т). На территории стран СНГ к числу золотоносных и платиноносных порфировых объектов относятся месторождения Казахстана (Коунрад, Коксай, Бормы, Актогай, Чатыркуль, Саяк), Узбекистана (Алмалык), Малого Кавказа (Каджаран, Техут, Агарак), Урала (Салаватское, Зеленый Дол, Березняковское), Забайкалья (Шахта-микское, Давендинское, Жирекенское), Чукотки (Песчанка).
А.М. Орлов и др. [6] указывали, что при переработке медно-молибденовых руд в США ежегодно извлекали 1,5 т платиновых металлов, а в Канаде -
0.7 т Pt и 0,1 т Pd. В последние годы появилась информация о промышленно интересных концентрациях платиноидной минерализации в ряде порфировых месторождений Сибири и Урала [4, 7, 8]. Ограниченные данные о платиноносности порфировых месторождений Казахстана, Узбекистана, Армении, Болгарии, США, Канады, Филиппин имеются в публикациях С.Т. Бадалова, C.J1. Терехо-вич [9], С.К. Калинина с соавторами [10J, А.М. Орлова и др. [6], JI.C. Фармазян и др. [11], Т.А. Тодорова [12], А.М. Кунаева и др. [13], В.Г. Jla-заренкова и др. [14], А.Х. Туресебекова и др. [15],
1.L. Werle е.а. [16], М. Tarkian е.а. [17].
Все это и послужило основанием для поставки ревизионных геохимических исследований на Pt и Pd в золото-медно-порфировых рудных объектах Урала [4]. Аналитические определения платиновых элементов в горных породах, рудах, минералах выполнялись по разработанной Н.А. Колпаковой в геолого-аналитическом центре "Золото-платина" ТПУ новой методике инверсионно-вольтамперо-метрического анализа [18].
Платинометалльносодержащие месторождения медно-порфирового и золото-порфирового типов
расположены в вулканоплутонических поясах ба-зальтоидного магматизма натриевых серий. Во времени и в пространстве они сменяют однородные базальтовые и контрастные колчеданоносные вулканоплутонические формации [1,2,19]. Среди продуктивной минерализации выделяются такие минеральные типы: магнетит-пиритовый, халькопирит-борнитовый, пирит-халькопиритовый, молибдени-товый, полисульфидный, энаргит-полисульфидный [1-4]. Наиболее крупные рудные объекты сложены магнетит-пиритовыми и пирит-халькопиритовыми рудами. Халькопирит-борнитовые парагенезисы содержат включения дисперсных минералов В1, Те, Бе, Мо, Аи, А§, Р1, Рс1. Основной объем благородных металлов находится в виде примесей самородных Аи, Аё, 14, реже электрума, аргентита в борните и халькопирите. В борнитовых рудах Рябинового порфирового месторождения на Алдане В.А. Кова-ленкером и др. [7] выявлены минералы элементов платиновой группы (ЭПГ): эрлихманит
(О8М1г0,15^0 05)! „Бз, мончеит Р^Те, N1). Рудные тела’таких месторождений залегают в экзо- и эндоконтактах порфировых штоков, а внутренние части интрузивов оруденения обычно не содержат.
Особенности геологического строения и
рудоносности Березниковского зопото-медно-
порфирового месторождения Южного Урала
Месторождение входит в состав Биргильдинско-Томинского рудного узла, находящегося в южном экзоконтакте Челябинского полихронного (С,-Р) гранитоидного плутона, в зоне сочленения Восточ-но-Уральской вулканогенной зоны с Восточно-Уральским поднятием. Для рудного узла характерно сложноблоковое строение. Медно-порфировые среднеглубинные месторождения (Северо-Томинс-кое и др.) размещены в тектоническом блоке среди пород фундамента, представленных базальтоидами О,, прорванными гипабиссальными малыми интрузиями кварц-диоритового состава Оз-С^ Березня-ковское месторождение и Биксизакское проявление золото-порфирового типа находятся в Мичуринском блоке вулканогенно-осадочной постройки 03-С, субвулканического уровня (рис. 1). Меднопорфировые руды приурочены к малым интрузивам кварцевых диоритов, диоритов, диоритовых порфи-ритов мезо-гипабиссального уровня формирования, а золото-медно-порфировые - к кварцевым диоритовым порфиритам субвулканического уровня.
Прожилково-вкрапленные, штокверковые комплексные золото-платиноидно-медносульфидные руды локализованы в линейных субширотных и северо-западных дизъюнктивных зонах среди кварц-плагиоклазовых диоритовых порфиритов В3-С[. Эти субвулканические тела прорывают туфы и кла-столавы андезит-дацитового состава Фз-С^, образуя единую вулкано-плутоническую ассоциацию. Рудные тела размещаются преимущественно в диоритовых порфиритах, интенсивно рассланцован-ных, катаклазированных, милонитизированных.
Они имеют сложноштокверковое внутренеее строение с изменчивой мощностью рудных тел и невыдержанными содержаниями благородных металлов. Форма рудных тел линейно-вытянутая, извилистая, линзовидная и столбообразная. Протяженность рудных тел до 300 м. Содержания золота и платиновых металлов в рудах составляют 0,6... 11 г/т Аи, 0,1...0,5 г/т Р1:, 0,03.„О,25 г/т Рс1, 3...40 г/т Ag, а также 0,3...0,6 мае. % Си, 0,3...0,5 2п, Бе и Те 0,06...0,13,
А
В1 Ш2 ^3 И4 5 И6 {/И7 Г*1а
а)
А ¿11 56 206 204 58 201 В
______________________.1
б)
Рис. 1. Схематическая геологическая карта (а) и геологический разрез (б) Березняковского месторождения (по А.И. Грабежевуидр.).
1) кварцевые диоритовые порфириты, 2) субвулканические кварцевые андезитовые порфириты, 3) туфы осадочно-вулканогенной толщи б3~С,, 4) рудные тела, 5) контур рудной зоны, 6) границы пород, 7) разрывы, 8) скважины колонкового бурения
ЕИ 2...50 г/т, 5Ь 10...500 г/т, 8л 8...30 г/т. Текстуры руд вкрапленные, пятнисто-гнездовые, прожилково-вкрапленные, брекчиевидные.
Околорудные измененные порфирита представлены агрегатами хлорита (5...12 об. %), карбонатов (2...15), серицита (10...20), пирита (3...12). Мощность зон метасоматитов достигает 200 м. В этих зонах выделяются тела слюдисто-кварцевых или пирофиллит-кварцевых метасоматитов или альбит-кварц-хлорит-карбонатного состава.
Наибольший промышленный интерес представляют 2п-Си^-Аи-Р1 рудные тела (А§/Аи= 1... 11, Аи/Р1+Рс1=1,8...5) с гесситом, теллуром, золотом и 2п-Си-Аи-А§-Рё-Р1 рудные тела (А§/Аи= 10... 12, Аи/РИ-Рё= 1,8...2) с гесситом, ртутистым электру-мом. Мощность таких рудных зон составляет 2...7 м, протяженность - сотни метров. Руды сложены (мае. %): пиритом (8...12), теннантитом, халькопиритом (1,5...6), сфалеритом (0,3...1), галенитом (0,3). Ранней сульфидной ассоциацией является пирит-халькопиритовая с редкими арсенопиритом, а поздней - золото-теллуридно-сфалерит-теннантито-вая. Наиболее ценные минералы гессит, алтаит, пет-цит, золото пробы 820...860 %о (13...17 мае. % А§), электрум (62 мае. % А§), самородный теллур находятся в сфалерите, блеклой руде в форме дисперсных выделений размером 0,01...0,2 мм.
Продуктивная минерализация формировалась в две стадии: раннюю пиритовую и позднюю поли-металлическо-сульфидную. Пиритовая ранняя ассоциация включает метасоматический пирит в око-лорудных метасоматитах в виде прожилковых, гнездовых скоплений размером в первые десятки сантиметров. Отдельные кристаллы пирита имеют размеры 0,05...0,2 мм пентагондодекаэдрического габитуса, создают густую вкрапленность в метасоматитах. Иногда в таком пирите выявляются реликты раннего глобулярного пирита в ассоциации с графитом.
Фоновая вкрапленность, просечки, гнезда метакристаллов пирита свойственны пропилитам и ар-гиллизитам. В рудных зонах пиритизированные ме-тасоматиты обогащены теннантитом, сфалеритом, пиритом, халькопиритом, галенитом, реже гесситом, калаверитом, сильванитом, креннеритом, ал-таитом, пильзенитом, самородными теллуром и золотом. В результате возникали локальные минерализованные зоны и рудные тела. На этих участках индивиды пирита укрупняются до 1...1,5 мм, и кристаллы приобретают куб-пентагондодекаэдри-ческий облик. Такой пирит обеднен примесями -присутствуют лишь N1 0,04...0,06 мае. %, Со 0,1...0,18, Аь 0,16, и нередко раздроблен и замещается кварцем, карбонатами, полисульфидными агрегатами.
Полиметаллическо-сульфидная минеральная ассоциация развита на участках прожилкового ок-варцевания и карбонатизации пород. Она включает три парагенетических комплекса рудных минералов - золото-полиметаллическо-сульфидный, зо-
лото-теллуридно-полиметаллическо-сульфидныйи теллуридно-полиметаллическо-сульфидный. В зо-лото-теллуридно-полиметаллическосульфидном парагенезисе господствуют золото в ассоциации с алтаитом, гесситом, пильзенитом. В теллуридно-полиметаллическо-сульфидном парагенезисе самородное золото не встречено, но распространены его теллуриды - калаверит, креннерит, сильванит, а также самородный теллур.
Самородное золото в рудных телах двух генераций. Золото I генерации имеет пробы 970...984 %о и размеры золотин 0,005...0,01 мм. Это золото совместно с блеклой рудой выполняет интерстиции в агрегатах перекристаллизованного метасоматическо-го пирита. Примеси в золотинах представлены (%): Си - 0,08, Ая - 2,19, Щ - 0,12. Золото II генерации установлено в золото-теллуридно-полиметалличес-косульфидном парагенезисе. Оно имеет пробы
800...860 %о и сопровождается ртутистым электру-мом (Аи 61,73 %, А| 23,9, Щ 24,29), редкими айки-нитом СиРЬВ183 (Си 10,96 %; РЬ 36,05; В1 36,89; Те
0,13; Ре 0,35; 8 16,75 %), гесситом ^Те, алтаитом РЬТе, пильзенитом В13Те4. Размеры выделений этих минералов не превышают 0,15 мм среди пирита, блеклой руды и кварца. Самородное золото часто находится в срастании с гесситом. Количество пирита в рудах составляет 2...5 %. Раннее высокопробное золото I и блеклая руда выполняют интерстиции в агрегатах пирита, а низкопробное золото II и ртутистый электрум совместно с гесситом размещаются в теннантите. Золотины I генерации имеют пластинчатую и дендритную формы. Они содержат до 0,11 мае. % Р(1 и 0,014 Н§. В теллуридно-полиме-таллическо-сульфидном парагенезисе золото II представлено калаверитом АиТе2, креннеритом (Аи, А§)Те, сильванитом (Аи, А§)2Те4 в ассоциации с самородным теллуром. Размеры выделений золота в теннантите и кварце 0,01. „0,1 мм.
Рудовмещающие диоритовые порфириты сери-цитизированы (± парагонит), а на выклинивании рудных зон замещаются анкеритом, кальцитом, пиритом (до 6... 10 %). Для околорудных метасоматитов (аргиллизитов) свойственна ассоциация парагонита и К-Иа слюды с примесью мусковита. На отдельных участках слюды представлены гидропарагонитом, парагонит-смектитом с переменным содержанием монтмориллонитовых слоев от 11 до 27 % [2,3]. В общем метасоматическом ореоле слюды слагают 10...20 %, хлорит 5... 15 %, карбонаты
5...20 % от общего объема пород. В этом ореоле находятся тела метасоматитов слюдисто-кварцевого или пирофиллит-кварцевого состава с сульфидами. Мощность таких бескарбонатных метасоматитов составляет 2...60 м при общей мощности зоны метасоматоза в 200 м. В этой зоне выделяются скопления карбонатных, карбонатно-кварцевых прожилков с сопровождающей карбонатизацией пород. Пирофиллит-кварцевые метасоматиты сопряжены с рудными телами и составляют зоны мощностью 60 м и более. В этих зонах нередко обособляются
участки тонкозернистого роговикового кварца с сульфидами.
На основе кальцит-доломитового геотермобарометра вероятные температуры рудообразования определены в пределах 380...320 °С при давлениях растворов 0,8...1,2 кбар. Аргилизиты с монтмориллонитом, вероятно, формировались при температурах
240... 160 °С и давлениях 0,1 ...0,4 кбар. Первоначально возникали пирофиллит-кварцевые ассоциации, а затем монтмориллониты. Изотопный состав серы пиритов б348 изменяется от -2 до -5 %о в рудах ме-зоабиссального Томинского медно-порфирового объекта, до +2...6 %о в рудах субвулканического Березниковского месторождения, а за пределами его зафиксировано возрастание значений 634Б пирита до +4...9 %о. На участках развития арсенопирита и кварц-барит-халькопиритовых жил Биксизакского проявления эти значения возрастают до + 12... 16 %о.
Особенности распределения Аи, Р1, Р<1 в
магматических, метасоматических породах и рудах
порфировых рудных месторождений
Предварительная информация по распределению этих благородных металлов дана в ранних публикациях авторов и других исследователей [1—27]. К настоящему времени получены дополнительные геологические данные по содержаниям золота и платиновых металлов не только в золото-порфировых, но и в медно-порфировых и скарново-медно-порфировых месторождениях Урала.
В табл. 1,2, на рис. 2 приведены результаты аналитических исследований Аи, Р1, Рс1 по Берез-няковскому, Биксизакскому, Томинскому, Гумешев-скому, Михеевскому, Тарутинскому месторождениям Урала.
Фоновые содержания благородных металлов определены для магматических пород рудных месторождений Южного Урала. Здесь гранитоиды, находящиеся за пределами порфировых рудных полей и месторождений, изучены на примере Мичуринской субвулканической медно-порфировой рудной зоны (03-С,). Магматиты характеризуются повышенными против кларковых значений содержаниями золота: 6...23 мг/т. Лишь в небольшой части проб диоритовых порфиритов количества Аи не превышают фоновых значений в 1...3 мг/т. Такие же оклокларковые значения концентраций Аи выявлены в гранитоидах Челябинского плутона, расположенного в северной части рудного узла. В этих гранитоидах установлены пониженные содержания Си до 0,01...0,02 мае. % вместо 0,1...0,3 мае. % в гранитоидах Томинской медно-порфировой малой интрузии. Породы порфировой малой интрузии повсеместно пропилитизированы, серицитизированы и несут обильную вкрапленность сульфидов. Количество серы в них достигает 1,5...3 мае. %, а в пределах медно-золоторудных зон даже 3...6 мае. %. В пирите и халькопирите из диоритов Томинского штока определено 0,5...9 г/т Аи, а в отдельных пробах халькопирита 29 г/т Аи. В сфалерите из массив-
ных сфалерит-пиритовых руд Березняковского месторождения выявлено 1,2...2,6 г/т Аи.
Содержания платины и палладия в исходных и гидротермально измененных диоритах, диоритовых порфиритах варьируют от 0,4 до 48 мг/т Р1 и от 0,7 до 100 мг/т Р<3, при средних значениях 6,8 мг/т П и 42 мг/т Рс1. В зонах прожилково-вкрапленной сульфидной минерализации Березняковского золото-медно-порфирового месторождения содержания Р1 достигают значений 323...500 мг/т, а Рс1 —
33...250 мг/т, при средних значениях для отдельных типов руд 93...323 мг/т Рг и 33...84 мг/т Рс1. Кварце-во-барит-сульфидные жильно-штокверковые руды Биксизакского проявления несут еще более значимые количества этих металлов: 170...2430 мг/т 14 и
80...250 мг/т ?±
Напротив, вкрапленно-прожилковые руды Томинского медно-порфирового месторождения характеризуются пониженными концентрациями ЭПГ: 6,8...20 мг/т Р1 и 42...76 мг/т Рё. В отличие от них вкрапленные медносульфидные руды Михеев-ского медно-порфирового и Гумешевского, Тарутинского скарново-медно-порфировых месторождений характеризуются устойчиво повышенными содержаниями платины и палладия -
400...3200 мг/т 14 и 600...2100 мг/т Рс1, при низких содержаниях золота в 70...300 мг/т.
На диаграммах рис. 2 показано распределение Аи, Рг, Рс1 в магматитах, рудах, минералах порфировых месторождений России и зарубежных стран. Из диаграммы видно, что промышленно интересные концентрации Аи свойственны прожилково-вкрапленным медносульфидным рудам Березняковского, Биксизакского, Алмалыке кого, Бощекульс-кого, Каджаранского, Агаракского, Дастакертско-го, Джиндаранского, Айгедзорского, Санта-Томас II месторождений. Менее значимые содержания платины и палладия, представляющие тем не менее промышленный интерес, характерны для медносульфидных руд Березняковского, Биксизакского, Михеевского, Гумешевского, Тарутинского, Боще-кульского, Каджаранского, Санта-Томас II, Аллар-дского месторождений. В этих рудных объектах концентрации Аи, Р^ Р<1 достигают значений 8...29 г/т Аи, 0,5...8 г/т 14 и 0,2...2,4 г/т Рё.
Следовательно, на Урале промышленно значимые концентрации платиновых металлов выявляются не только в рудных телах и окружающих сульфидоносных метасоматитах собственно золото-порфировых, но и скарново-медно-порфировых месторождений девон-карбонового возраста.
Кроме этого золото-медно-порфирового платиноносного оруденения на Урале выделяется аналогичное оруденение в Шеракабулакской, Медногор-ской рудных зонах (02) Магнитогорско-Мугоджар-ского прогиба и Желтыркольском месторождении, связанных с гранодиоритовыми интрузивами Зауральского поднятия [2-4].
На рис. 3 приведена диаграмма соотношений средних содержаний золота (ЗсАц, мг/т) и показате-
Рис. 2. Распределение Аи, Pt, Рс1всульфидизированныхгранитоидах, вкрапленно-прожилковых сульфидно-теллуридныхрудах, пиритах, халькопиритах, сфалеритах, галенитах, борнитах и сульфидных концентратах золото-медно-молибден-порфировых месторождений мира.
Месторождения: 1) Березняковское золото-медное, Урал; 2) Биксизакское золото-медное, Урал; 3) Томинское медное, Урал; 4) Михеевское медное, Урал; 5) Гумешевское медное, Урал; 6) Тарутинское медное, Урал; 7) Алмалыкское медное, Узбекистан; 8) Бощекульское медное, Казахстан; 9) Каджаранское медное, Кавказ; 10) Агаракское медное, Кавказ; 11) Дастакертское медное, Кавказ; 12) Джиндаранское медное, Кавказ; 13) Айгедзорское медное, Кавказ; 14) Медетское Си-Мо, Болгария; 15) Санта-Томас II, Филиппины; 16) Аллард, штат Колорадо, США
ля вариации (КАи, %) в неизмененных гранитоидах, автометасоматитах и вкрапленно-прожилковых золото-медно-порфировых рудах Томинско-Мичу-ринского рудного узла Урала. Анализ диаграммы показал, что исходные диориты, диоритовые пор-фириты, гранодиориты, граниты отличаются пониженными количественными показателями (геохимическое поле I на графике 2, хАи = 2...4мг/т).Про-пилитизированные их разности также характеризуются пониженными значениями хАц И ^Аи> (поле II), асерицитизированные гранитоиды - 2...3-крат-ными повышенными их значениями (поле III). Промышленно значимые концентрации этого металла (1...12 г/тАи) установлены в интенсивно сульфиди-зированных метасоматитах (серицитовые и аргил-лизитовые) и прожилково-вкрапленных сульфидных рудах (поле V на рис. 3). Тем самым подчеркивается последовательно-ступенчатое накопление золота в зонах медно-порфирового рудогенеза То-минско-Мичуринского рудного узла с промышленно важным накоплением его при автометасомати-ческих и поздних гидротермальных процессах: k"U 100... 1300 и более.
Для сравнения приведем разрозненные опубликованные данные по распределению платиновых
металлов в порфировых рудных объектах Сибири и зарубежных территорий (рис. 2). В.И. Сотниковым [8] предварительно изучено распределение ЭПГ в медно-молибденовых рудах Сорского, Жирекенско-го, Давендинского месторождений Сибири. В рудоносных гранитоидах этих месторождений определено содержание платины до 10 мг/т, а палладия до 29 мг/т. В платиносодержащих пробах пород не обнаружена сульфидная минерализация. В молибденитах определены содержания Р1 8...36 мг/т и Рс1
8...92 мг/т для Сорского, 1...380 мг/т Рг и 1...170 мг/т Рё для Жирекенского и 10...240 мг/т Рс1 для Давендинского рудных объектов. В Давендинском шток-верковом медно-молибден-порфировом месторождении установлено накопление платиновых металлов в центральной части рудной зоны. Здесь концентрация платины достигает 34...380 мг/т, а палладия - 7...270 мг/т. На верхнем горизонте содержания Р1 и Рё снижены на порядок, а на флангах рудной зоны не превышают фоновых значений. Молибдениты кварцевых жил и штокверков несут
88...300 мг/т Р1 и 26...53 мг/т Рё. Максимальные содержания Р1 и Рс1 выявлены в молибденитах брек-чиевых сульфидных руд. Такая же тенденция распределения 14 и Рё установлена и для молибдени-
Таблица 1. Содержание платиноидов и золота в породах Томинско-Мичуринского рудного узла, мг/т
№ Тип Pt Pd Au № Тип Pt Pd Au № Тип Pt Pd Au
1 I < 1 7 12 26 II 17 26 150 51 V < 1 20 41
2 < 1 12 33 27 40 75 107 52 < 1 36 50
3 < 1 66 30 28 41 61 380 53 < 1 9 60
4 < 1 110 15 29 42 85 130 54 1 31 23
5 < 1 12 11 30 62 53 250 55 1 6 9
6 < 1 46 13 31 98 37 670 56 1 9 4
7 < 1 46 11 32 120 35 51 57 1 38 4
8 < 1 110 18 33 323 33 630 58 3 63 34
9 < 1 30 11 34 500 250 58 59 4 41 20
10 < 1 36 25 35 210 135 60 12 61 75
И < 1 53 6 36 230 61 16 55 33
12 1 120 25 37 III 5 42 189 62 36 12 8
13 2 61 25 38 11 210 11 63 VI < 1 12 340
14 3 210 33 39 188 210 32 64 1 18 460
15 5 150 15 40 2430 250 28 65 1 140 100
16 6 39 5 41 IV < 1 42 1800 66 1 100 255
17 12 27 7 42 1 85 1060 67 2 20 780
18 15 75 15 43 61 240 1150 68 4 30 45
19 30 24 26 44 63 180 800 69 5 46 130
20 48 60 22 45 170 41 540 70 8 17 1040
21 II < 1 91 128 46 V < 1 25 21 71 13 100 110
22 1 20 660 47 < 1 46 45 72 30 120 90
23 4 120 530 48 < 1 18 5 73 33 46 820
24 6 51 460 49 < 1 30 5 74 70 94 21
25 15 53 1400 50 < 1 5 75
Примечание: HV - субвулканическая Мичуринская зона: I - диоритовые порфириты от слабо до сильно серицитизированных; II -обогащенные сульфидами участки Березняковского золото-порфирового месторождения; III - барит-халькопиритовые участки во фтанитах Биксизакского рудопроявления; IV - апокарбонатные массивные халькопирит-сфалерит-пиритовые руды Биксизакского рудопроявления. V-VI - мезо-гипабиссальная Томинская зона (Томинское медно-порфировое месторождение): V - диоритовые порфириты от слабо до сильно серицитизированных (содержания меди 0,1-0,3 мае. %); VI - обогащенные сульфидами участки. Анализы выполнены инверсионно-вольтамперометрическим методом [4, 5] из навески в 5 г в Томском политехническом университете
тов Сорского медно-молибден-порфирового месторождения: 28 мг/т 14 и 52 мг/т Рс1 в молибденитах центральной зоны и 7,5 мг/т Р1 и 12 мг/т Рё в периферических блоках. Содержания платиновых металлов в молибденитовом концентрате руд Сорского месторождения составили 61 мг/т Р1 и 230 мг/т Р<± В сульфидных минералах медно-молибденовых руд месторождения Алмалык в Узбекистане содержания Р1 и Рё не превышали значений - мг/т и лишь в молибдените определено повышенное количество 1870.5 до 2000 мг/т [9]. Содержания Аи и А§ в рудах, напротив, отличаются повышенными значениями
22...450 мг/т. По определениям С.К. Калинина с соавторами [10] в рудах этого медно-молибденового месторождения концентрации ЭПГ составили для Р10,33 г/т, Рё 2,5, Ш10,005, Аи 4, А§ 47; месторождения Бощекуль - 7,8 г/т Р1,8,5 Рё, 0,7 Юг, 4,8 Аи, 50 Ag; месторождения Каджаран в Армении -
0,39 г/т Р1, 0,2 Рё, 1,0 Аи, 30,3 месторождения Агарак в Армении - 0,8 г/т 14, 0,1 Рё, следы Аи, 7,8 г/т Ag.
А.С. Фармазяном и др. [11] в рудах медно-мо-либден-порфировых месторождений Армении приводятся такие содержания благородных металлов: Каджаран - 18 мг/т Р1, 23...80 Рё, Аи следы; Агарак
- И 15, Рё 25...60, Аи следы.„600 мг/т; Дастакерт -
2...7 мг/т Р1,10...74 Рё, 1000 Аи; Айгедзор - 16 мг/т Рё, 1800 Аи; Джиндара - 9 мг/т Рё и 1330 Аи. В мо-либденитовых концентратах этих рудных объектов установлены концентрации благородных металлов (мг/т): Каджаран - 8...391 К, 50...220 Рё, 1000...2000 Аи; Агарак - 18.„40 Р^ 32... 160 Рё, 500... 1000 Аи; Дастакерт - 12.„50 Р1:, 5...50 Рё, 1000 Аи; Айгедзор
- 12 Р1, 5 Рё, следы Аи.
Т.А. Тодоров [12] отметил следующие содержания ЭПГ в минералах порфировых месторождений Болгарии: в халькопиритах месторождения Медет 216 мг/т Р1,95 Рё, 24 М. На месторождении Элаци-те выявлены минералы ЭПГ меренскит и палладо-арсенид.
Незначительно повышенные концентрации Р1: и Рё определены в золото-медно-порфировых рудах борнит-халькопирит-магнетитовой ассоциации Филиппин: 160 мг/тРё, 39Р1,1,8 г/т Аи [17]. В сульфидных концентратах этих руд содержания ЭПГ оцениваются как 1,5 г/т Рё и 0,4 г/т 14. Минералы ЭПГ меренскит, котульскит, мончеит присутствуют в виде мелких включений в халькопирите и борните. В концентратах сульфидов меди из медно-пор-фирового месторождения Аллард штата Колорадо (США) отмечаются содержания платиновых металлов (г/т): 2,9...3,9 Р1 и 1,9...2,3 Рё [16].
Таблица 2. Распределение Аи, Р1 и Рё (мг/т) в метасоматитах и рудах золото-медно-порфировых месторождений Урала
Горная порода, руда, минерал Число проб Р1 Рс1 Аи АиЯЧ-НМ
Мичуринская субвулканическая золото-порс Мировая зона Южного Урала, Из-С}
Березняковское золото-порфировое месторождение
Тонкозернистый пирит-халькопирит-борнит-сфалеритовый агрегат 9 4...500 93 26...250 84 51...1400 340 1,9
Кварц-пирит-халькопиритовый прожилок 1 98 37 670 5,0
Метасоматит с густовкрапленным пиритом 1 323 33 630 1,8
Биксизакское золото-порфировое проявление
Кварц-барит-сфалерит-пирит-халькопиритовый метасоматит по фтаниту 5 1...2430 527 42...250 164 11...189 62 0,09
Массивный сфалерит-пиритовый агрегат в мраморах 3 1...170 78 41...180 88 540... 1800 1047 6,3
Вкрапленный сфалерит-пиритовый агрегат в мраморах 2 1...61 31 85...240 163 1060-1150 1105 5,7
Томинское медно-порфировое месторождение, АгС;
Вкрапленность халькопирита с пиритом в метасоматитах 7 1...70 20 12... 140 76 21...820 298 3,1
Густая вкрапленность пирита с подчиненным халькопиритом в метасоматитах 4 2...13 6,8 17...100 42 45... 1040 494 10
Гумешевское скарново-медно-порфировое месторождение,
Эпидот-гранатовый скарн с вкрапленностью халькопирита и пирита 2 640...621 630 110...160 135 44,1 0,06
Доломитизированный мрамор с вкрапленностью пирита и халькопирита 4 218...500 400 1...120 39 1...860 303 0,7
Халькопирит-пирит-кварц-карбонатный метасоматит 4 180...2700 1028 18...2100 603 - -
Массивная халькопирит-пирротииовая руда 4 166...3200 1562 5...755 196 5...550 248 0,14
Халькопирит-пирит-амфибол-эпидотовый метасоматит 4 120...370 242 1...12 7,7 15-950 278 1,10
Пирит-эпидот-хлоритовый метасоматит 4 30...218 150 10...430 174 5...430 188 0,6
Халькопирит 1(3) 30 430 1...180 40 0,09
Михеевское медно-порфировое месторождение, И^-С,
Халькопирит с примесью пирита в пропилите | 1 6100 66 100 0,02
Массивный агрегат пирита с примесью халькопирита (2... 3 %) в пропилите 2 160... 1600 880 530...700 615 300 0,2
Пирит-халькопиритовый агрегат в кварцевой жиле 2 500...750 625 96...330 213 38...48 43 0,05
Тарутинское скарново-медно-порфи повое месторождение, С1
Халькопирит с примесью магнетита из скарна 1 1700 610 71 0,03
Пирит-халькопиритовая вкрапленность в скарне 4 34...330 121 6...49 28 1...19 8 0,05
Пирит-халькопирит-галенитовая вкрапленность в скарне 1 270 52 3 0,01
Вкрапленность пирита в скарне 1 80 10 44 0,49
Кварц-халькопирит-пиритовый жильный агрегат 1 620 270 1 0,001
Примечание: в числителе дроби - содержание металла минимальное и максимальное, в знаменателе - среднее его содержание. Анализы выполнены инверсионно-вольтамперометрическим методом в лаборатории геолого-аналитического центра 'Золото-платина' Томского политехнического университета с чувствительностью 1107 мае. %, воспроизводимостью повторных анализов 80...90 % из навески 1...5 г. Аналитики: З.С. Михайлова (Аи, Рс1), Э.В. Горчаков, Е.В. Смышляева (И)
В медносульфидных концентратах порфировых месторождений других регионов мира отмечаются повышенные содержания 14 и Рс1: в месторождении Элаците (Болгария) - 170 мг/т П и 760... 1900 Рс1; в месторождении Мамут (Малайзия) - 450...490 мг/т 14 и 1180... 1600 Рс1; в месторождении Ок-Теди (Па-пуа-Новая Гвинея) - 8...24 мг/т и 650...980 Рс1 [17].
Даже такой краткий анализ изученной платино-носности разных типов месторождений медно-мо-либден-порфировой формации свидетельствует о том, что многие минеральные типы данных рудных объектов несут промышленно значимые концентрации не только Аи, Ag, Те, 8е, В1, Т1, но и платиновых металлов, особенно Р1, Рё, Ш1 и (X
Рис. 3. Распределение Аи в золотоносно-платиноносных медно-порфировых интрузивах Южного Урала (по А.ф. Коробейникову и А.И. Грабежеву).
Поля распространенности Аи в горных породах Березниковского, Томинского месторождений и Бикси-закского проявления: I) в неизмененных диоритовых порфиритах, диоритах, гранодиоритах, плагиограни-тах, D3-C,; II) в пропилитизированныхдиоритах, вулканитах; III) в сульфидизированных диоритах, сери-цитизированных гранитоидах; IV) в сульфидизированных серицитовых метасоматитах и вкрапленных медно-цинк-серебряных сульфидных рудах
Выводы
1. Среди месторождений порфировой рудной формации выделяются медно-порфировый (Аи <0,4 г/т, Си/100 Аи < 500.,.2000), золото-медно-порфи-ровый (Аи 0,5...3 г/т, Си/100 Аи 11... 150) и медно-молибден-порфировый типы. Они отличаются разными содержаниями Си, Мо, Ag, Аи, Р1, Р<1, Яе, Ов в рудах и сульфидных скоплениях. Такие комплексные месторождения свойственны островодужным и реже окраинноконтинентальным обстановкам на участках активного проявления процессов рифто-генеза и тектоно-магматической активизации отдельных блоков земной коры. Рудные ассоциации формировались при становлении тел базальт-анде-зитовой вулканической и габбро-диорит-плагиогра-нитной плутонической формаций натриевой серии.
2. При формировании субвулканических магмо-рудно-метасоматических порфировых колонн благородные металлы создавали промышленно значи-
мые концентрации ступенчато-последовательно. В период становления гранитоидных интрузий без существенного проявления автометасоматоза Аи и ЭПГ благодаря проявлению нейтральных свойств обеспечивали низкофоновые их концентрации во всех типах горных пород: кн = 1,0. В период интенсивного кислотного выщелачивания магматитов, выразившегося в серицитизации пород, происходило перераспределение металлов и незначительный их привнос глубинными гидротермами: кп =1, 2...3. Лишь в завершающий период гидротермального окварцевания и сульфидизации пород осуществлялось максимальное накопление Аи и ЭПГ в апикальных частях магмо-рудно-метасоматических порфировых колонн, вплоть до образования крупных промышленных месторождений: кн = 150...2800.
3. Поведение 14 и Рс1 в магматических и метасо-матических процессах порфировых интрузий сходно с таковым более изученного поведения золота. При процессах дифференциации и кристаллизации расплавов не установлено накопление этих металлов в разных типах магматитов: кн = 1,0.
Фоновые содержания ЭПГ в магматитах разного состава варьируют в пределах 0,5...6 мг/т Р1 и
7... 11 мг/т Рс1. Формирование серицитовых автоме-тасоматитов порфировых систем сопровождалось незначительным накоплением Р1: и Рс1 в продуктах автометасоматоза до кп = 1,3...8,7. Лишь процессы заключительного гидротермального окварцевания и сульфидизации пород отдельных горизонтов рудно-метасоматических колонн приводили к накоплению этих металлов до 0,2...3,6 г/т £нэпг = 100...600). Однако более значимой концентрации Р1 и Рё в продуктах гидротермального метасоматоза и сульфидизации порфировых колонн Сибири и Урала пока не выявлено.
4. Геохимические исследования показали, что промышленно важное накопление Аи, Р1, Рс1, 08 в зонах гидротермального выщелачивания и сульфидизации пород магмо-рудно-метасоматических колонн порфировых интрузий происходило на субвул-каническом уровне и слабо проявлялось на среднегипабиссальном уровне.
Поэтому прогнозно-поисковые работы на благородные металлы в первую очередь следует проводить в апикальных частях порфировых интрузий и в тех регионах, где активно проявилась субвулкани-ческая деятельность гранитоидных интрузий благодаря процессам рифтогенеза и тектоно-магматической активизации структур.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кривцов А.И., Мигачев И.Ф., Минина О.В. Зональность и золотоносность руд медно-порфировых месторождений. - М.: ВИЭМС, 1985. - 47 с. (Геология, методы поисков, разведки и оценки месторождений металлических полезных ископаемых: Обзор).
2. Грабежев А.И., Молошаг В.П. 2п-Си-/^-Аи-оруде-нение Томинского медно-порфирового рудного узла
(Южный Урал) // Доклады РАН. - 1993. - Т. 300. -№ 3. - С. 349-351.
3. Грабежев А.И., Коробейников А.Ф., Молошаг В.П. Золото в медно-золото-порфировых месторождениях Урала// Геохимия. -1995. - № 10. - С. 1465-1471.
4. Коробейников А.Ф., Грабежев А.И., Молошаг В.П. Поведение платины, палладия, золота при формировании медно-порфировой рудообразующей колонны
(Томинско-Мичуринский рудный узел, Урал) //Доклады РАН. - 2002. - Т. 383. - № 5. - С. 668-671.
5. Беневольский Б.И., Зубатарева Л.И., Мишиева Н.В. Благородные металлы в комплексных рудах зарубежных месторождений. - М.: ВИЭМС, 1991. - 47 с.
6. ОрловА.М., Борбыш В.Ф., Гедгагова H.H. Производство металлов платиновой группы за рубежом. - М.: ЦНИИЦВЕТМЕТ, 1975. - 64 с.
7. Коваленкер В.А., Мызник И.К., Кочетков А.Я., Наумов В.Б. Платиноносное золото-сульфидное оруденение Рябинового щелочного массива (Центральный Алдан, Россия) // Геология рудных месторождений.
- 1996. - Т. 38. - № 4. - С. 345-356.
8. Нетрадиционная платиноидная минерализация Средней Сибири / А.М. Сазонов, О.М. Гринев, Г.И. Шведов, В.И. Сотников. - Томск: Изд. ТПУ, 1997. - 148 с.
9. Бадалов С.Т., Терехович C.JI. К геохимии элементов платиновой группы в Алмалыкском рудном районе (УзбССР) // Доклады АН СССР. - 1966. - Т. 168. -№ 6. - С. 1397-1400.
10. Калинин С.К., Файн Э.С., Егизбаева К.Е. Стабильный изотоп осмий-187. - Алма-Ата: Наука, 1975. -95 с.
11. Фармазян A.C., Калинин С.К., Терехович С.Л. Особенности геохимии элементов группы платины в рудах медно-молибденовых месторождений Армении // Доклады АН СССР. - 1970. - Т. 190. - № 6. -С. 1455-1457.
12. Тодоров Т.А. Минералы и минерализация платиновых металлов в Болгарии: состояние изученности проблемы // VII Международный платиновый симпозиум: Тезисы докл. - М., 1994. - С. ] 11.
13. Кунаев А.М., Калинин С.К., Ли И.Е. Распределение изотопа 1870s в продуктах Джезказганского и Балхашского медеплавильных заводов // Химия и технология осмия. - Алма-Ата, 1985. - С. 195-200.
14. Лазаренков В.Г., Петров С.В., Таловина И.В. Геохимия элементов платиновой группы. - СПб, 2001. -С. 207-212.
15. Туресебеков А.Х., Каширский С.А. Технологическая минералогия и оценка руд в связи с комплексным освоением медно-молибденовых и других месторождений Республики Узбекистан // Тез. докл. ВМО. -СПб, 2001.-С. 104-106.
16. Werte J.L., Ikzamuddin М., Mutscheer F.E. Allard stock, La Plata Mountains, Colorado-analkaline rock-hosted porphyry copper-precious metal district // Cañad. J. Earth. Sei. - 1984. - V. 21. - № 6. - P. 630-641.
17. Tarkian M., Coopmar G. Platinum-group minerals in the Santo-Tomas II (Philex) porphyry copper-gold deposit, Luson-Island, Philippines // Mineral Deposits. - 1995.
- V. 30. - P. 39-47.
18. Колпакова H.A., Иванов Ю.А., Коробейников А.Ф. Определение платиновых металлов в рудах и концентратах методом инверсионной вольтамперометрии // Платина России. Проблемы развития минерало-го-сырьевой базы платиновых металлов. - М.: АОЗТ "Геоинформмарк", 1995.-T. II.-Кн. 1.-С. 181-184.
19. Авдонин В.В. Принципы геолого-промышленной типизации рудных месторождений. - М.: ЗАО: "Геоинформмарк", 1999. - 40 с. (Геология, методы поисков, разведки и оценки твердых полезных ископаемых: Обзор).
УДК 552.322+553.411.071
МИНЕРАЛОГО-ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ ЧЕРТЫ АССОЦИАЦИИ КИСЛЫХ ГИПАБИССАЛЬНЫХ ПОРОД БЕРИКУЛЬСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ
И.В. Кучеренко
Томский политехнический университет E-mail: [email protected]
Приведены результаты изучения минерального и химического составов кислых гипабиссальных пород Берикульского рудного поля. Установлены три вида гранитоидов: низкощелочных, нормальных, лейкократовых гранитов. Каждый вид представлен аплитовидной, порфировидной, пегматоидной структурными разновидностями и одной биотитовой минеральной разновидностью. Все виды гранитоидов относятся к весьма высокоглиноземистым и преобладающе к калиево-натриевой петрохими-ческой серии при эпизодическом участии пород калиевой серии. По совокупности признаков, в частности, с учетом пространственно-возрастной близости, сходства составов плутонических гранитоидов мартайгинского времени и кислых гипабиссаль -ных пород рудного поля сделан вывод об образовании последних в составе Мартайгинского комплекса, вероятно, на заключительных этапах его становления.
Введение в маломощных (до 5...20 см) телах - в полном объе-
Ранее [1] было показано структурное и возраст- ме сложенными афанитовой породой. Афанитовое
ное положение даек кислых пород Берикульского строение долеритов, свидетельствующее об относи-
рудного поля. Они представляют автономную от тельно быстром застывании расплавов, зафиксиро-
более поздних основных гипабиссальных пород ас- вано и в Участках пересечения долеритами даек кис-
социацию, что следует из фактов пересечения их лых П°Р°Д- вскрытом объеме рудного поля задо-
более многочисленными хорошо раскристаллизо- кументировано около 300 даек основных пород и
ванными дайками долеритов, в эндоконтактах или около ^0 даек гранитоидов, при этом не обнару-
