CC BY
6
УДК 549.28(470.5)
http://doi.org/10.21440/2307-2091-2022-4-42-47
золото-серебряная минерализация в метагабброидах Баженовского офиолитового массива (средний Урал)
Юрий Викторович ЕРОХИН*
Институт геологии и геохимии им. акад. А. Н. Заварицкого УрО РАН, Екатеринбург, Россия Аннотация
Актуальность работы обусловлена необходимостью изучения условий нахождения и распределения благородных металлов в офиолитовых массивах, с которыми часто связаны россыпи золота. Цель работы: изучение золото-серебряной минерализации из метагабброидов Баженовского офиолитового массива (Средний Урал).
Методология исследования. Химический состав самородного золота и серебра получен с полированных шлифов метагабброидов в ИГГ УрО РАН (г. Екатеринбург) на электронно-зондовом микроанализаторе САМЕСА 8Х 100 с пятью волновыми спектрометрами и с использованием стандартных образцов эталонных минералов.
Результаты. Самородное золото в метагабброидах слагает убогую и рассеянную вкрапленность. Металл образует изометричные зерна размером не более 10 мкм. По данным микрозондового анализа, самородное золото достаточно высокопробное и содержит небольшие примеси серебра (не более 4 мас. %). В сульфиди-зированных метагабброидах встречаются и золото, и серебро. Крупные золотины размером до 50-60 мкм отмечаются в агрегате халькопирита и пирита. По данным микрозондового профилирования, они имеют сложный состав: золото переходит в электрум, потом в кюстелит и далее в серебро. Из примесей отмечаются медь (до 1,6 мас. %), железо (до 1,1 мас. %) и ртуть (до 0,5 мас. %).
Выводы. В метагабброидах Баженовского массива установлена золото-серебряная минерализация в виде самородного золота и серебра, а также их сплавов - электрума и кюстелита. Формирование золота и серебра в метагабброидах носит метаморфогенный характер, и никакой связи с кислыми флюидами не устанавливается. Благородные металлы и их сплавы кристаллизовались при температурах менее 350 °С, что соответствует низам зеленосланцевой фации.
Ключевые слова: золото, серебро, метагабброиды, Баженовский офиолитовый массив, Средний Урал.
введение
Находки самородного золота и серебра, а также их минералов в габбро-перидотитовых офиолитовых комплексах крайне редки и до настоящего времени слабо изучены. Основная масса находок этих благородных металлов в офиолитах связана с процессами преобразования первичных габброидов и гипербазитов в различные серпентиниты, хлоритолиты, родингиты, ли-ствениты, хромититы и другие метасоматиты [1-6]. Все это осложняется тем, что зачастую нельзя однозначно дать геологическую интерпретацию источника золота или серебра.
В пределах Баженовского офиолитового массива золото-серебряная минерализация уже упоминалась. К примеру, было установлено, что самородное золото локализуется в серпентинитах в зонах рассланцевания и смятия [7], а также в кварц-карбонатных жилах среди тальк-карбонатных пород и лиственитов, причем последние содержат до 2 г/т золота [8]. Локальные находки золота и серебра были установлены автором в апогаббровых и аподиоритовых родингитах [9]. При этом в массиве габброидов эти благородные металлы не отмечались.
В настоящей статье показана находка акцессорной золото-серебряной минерализации в метагабброидах Баженовского офиолитового массива (Средний Урал).
Геологическое положение объекта исследований
Баженовский габбро-гипербазитовый массив является самым южным в Асбестовско-Алапаевском офи-олитовом поясе и располагается в пределах восточной части Среднего Урала (в 80 км северо-восточнее г. Екатеринбурга). Геологическое строение объекта описано в работах [10, 11]. Баженовский габбро-гипербазитовый массив на западе контактирует с Адуйским гранитным, Малышевским лейкогранитным и Лесозаводским габбро-диоритовым массивами, а также с тектонизирован-ными фрагментами вулканогенно-осадочных толщ ордовика и девона. С юга и юго-запада блок офиолитов граничит с Каменским гранитным и частично с Рефтинским га-ббро-плагиогранитным массивами, а с востока - также с Рефтинским и Некрасовским габбро-гранитным массивами. С севера Баженовский офиолитовый массив обрамляется разнообразными вулканогенными и вулканогенно-осадочными толщами каменноугольного и девонского возраста (рис. 1). На данный момент возраст Баженовского
EDerokhin-yu@yandex.ru
https://orcid.org/0000-0002-0577-5898
рисунок 1. расположение и геологическая карта Баженовского офиолитового комплекса ([11] с авторскими упрощениями и дополнениями): 1 - гранодиориты, адамеллиты Каменского комплекса (C12); 2 - тоналиты, габбро-диориты и плагиограниты Рефтинского комплекса (S2-D1); 3 - габбро-нориты Асбестовского комплекса (S1); 4 - гарцбургиты Баженовского офиолитового комплекса (V); 5 - кли-нопироксениты, вебстериты и верлиты послеофиолитового комплекса (S); 6 - базальты и кремнисто-базальтовые образования (O3-S1); 7 - разрывныенарушения
Figure 1. Location and geological map of the Bazhenov ophiolite complex ([11] with author's simplifications and additions): 1 - granodi-orites, adamellites of the Kamensky complex (C12); 2 - tonalités, gabbro-diorites, and plagiogranites of the Reftinskii Complex (S2-D1); 3 - gab-bro-norites of the Asbestov complex (S1); 4 - harzburgites of the Bazhenov ophiolite complex (V); 5 - clinopyroxenites, websterites, and wehrlites of the post-ophiolitecomplex(S); 6 -basaltsandsiliceous-basalt formations(O3-S1); 7 -discontinuousviolations
массива достоверно не установлен, но весь Асбестовско-Алапаевский офиолитовый пояс оценивается как вендский (588-579 млн лет) на основании и-РЬ-датирования циркона из хромититов и 8ш-М(!-датирования амфи-бол-соссюритовых габбро Алапаевского массива [12]. Недавно установлено, что гипербазиты Баженовского офиолитового массива прорваны (или запечатаны) ран-несилурийскими дайками плагиогранитов [13].
Методы исследований
Химический состав самородного золота и серебра получен с полированных шлифов габброидов в ИГГ УрО РАН (г. Екатеринбург) на электронно-зондовом микроанализаторе САМЕСА 8Х 100 с пятью волновыми спектро-ме трами и с использованием стандартных образцов эталонных металлов (аналитик В. В. Хиллер).
Полученные результаты и их обсуждение
Габброиды Баженовского массива представлены среднезернистыми мезократовыми разностями, лейко-
кратовые и меланократовые практически не встречаются. Полосчатости в них, как правило, не наблюдается. Габброиды (в пересчете нормативные габбро-нориты) полностью метаморфизованы в соссюрит-амфиболо-вые породы (рис. 2) и содержат различные по мощности прожилки цоизита, кварца, ломонтита и кальцита. Породы испытали регрессивный метаморфизм от ам-фиболитовой фации до зеленосланцевой, а на локальных участках массива метаморфизм дошел до цеоли-товой фации с признаками гидротермальной системы [9, 14].
Самородное золото в метагабброидах слагает убогую и рассеянную вкрапленность. Металл образует изоме-тричные зерна размером не более 10 мкм (рис. 3). Золото встречается в ассоциации с халькопиритом, самородным железом и силицидом железа - гупейитом Бе3Б1. По данным микрозондового анализа, самородное золото достаточно высокопробное (табл. 1, ан. 1-4), так как содержит
Таблица 1. Химический состав золота и серебра из метагабброидов, мас. % Table 1. Chemical composition of gold and silver from metagabbroids, wt. %
Элементы
анализа Fe Cu Au ьд Hg Zn сумма
у метагабброиИаи
1 0,05 0,0у 96,51 5,12 0,03 0,03 и00,и9
2 - 0,и5 95,24 2,59 0,04 0,0и 199,19
3 0,И7 0,"15 95,03 2,У0 0,ии 0,01 и00,и6
4 0,10 0,07 96,04 3,80 0,11 0,05 100,17
В сульфи95,2бованных метагабброидах
5 0,11 и,06 92,97 3,31 0,и9 0,0У 199,У2
6 0,09 и,51 3У,53 4,,5 0,0 и00,50
7 0,04 1,62 48,50 49,51 0,52 0,53 - 100,20
8 0,12 1,40 45,79 53,55 0,39 0,02 100,27
9 0,57 0,6и 56,59 65,58 63,ии 0,5и - и00,39
ио 0,51 53,0^ 0,25 0,03 99^2
ии 0,93 0^6 И3,5И У3,У^ 0,53 0,05 и00,56
и1 и,ии 0J8 0,91 96,05 0,2и 0,02 99,51
и2 0^7 0,и9 0^4 9У,И7 0,иУ - и00,55
Примечание:ан.1-6 - золото , ан. 7-8 - эле ктрум, эн. 9-11 - кюстелит, ан. 12-13 - серебро.
Рисунок 2. Соссюрит-амфиболовая порода Баженовского массива. Шлиф, фото с анализатором: Ss - соссюрит, Amf - амфибол Figure 2. Saussurite-amphibole rock ofthe Bazhenov massif. Tloin section, photo with analyzer: Ss - Saussurite, /Arc1- amphibole
небольшие примеси серебра (не более 4 мас. %).
Совместно благородные металлы встречаются в матрице сульфидизированных метагабброидов, где количество сульфидов достигает 5-10 об. %. Подобные участки встречаются редко и слагают небольшие пятнистые зоны размером до полуметра в массе обычных соссюрит-ам-фиболовых пород. Крупные золотины размером до 50-60 мкм имеют удлиненную форму и встречаются в агрегате халькопирита и пирита (рис. 4, 5). Такие зоны, по всей видимости, уже являются промышленно значимыми на золото-серебряное оруденение.
Крупные золотины характеризуются сложным строением, они состоят из трех частей - достаточно чистых и высокопробных золота и серебра, а также промежуточной зоны между ними, в которой химический состав сильно варьирует от электрума до кюстелита. В данном случае в одном зерне проявлен весь известный ряд твердого раствора золота и серебра: золото (70-100 %), электрум (3070 %), кюстелит (10-30 %), серебро (0-10 %). При этом в объеме золотин резко преобладает серебро (рис. 5). По данным микрозондового профилирования зерна, золото переходит в электрум потом в кюстелит и далее в серебро
рисунок 3. Вкрапленность золота в матрице метагабброи-да. BSE-фото, CAMECASX100:Ss - соссюрит, Amf- амфибол, Au - золото
Figure 3. Gold disseminMfian m a metagabbroid matrix. BsE-photo, cAMEcä sX 100: Ss - Saussurite, Amf - amphibole, Au - gold
100 мкм ✓ *
.Ag
Au+Ag Ss
Рисунок 5. Зональное зерно золота и серебра в соссюри-товом агрегате. BsE-фото, cAMEcA sX 100: Ss - соссюрит, Au- золото, Au+Ag- sj^^i^T^f^^^ + кюстелит, Oicj - серебро Figure 5. Ponalgrain of gold and silver in a saussurite aggregate. BsE photo, cAMEcA sX 100: Ss - saussurite, Au - gold, Au + Ag - electrum + kustelite, Ag - silver
(табл. 1, ан. 5-13). Из примесей отмечаются медь (до 1,6 мас. %), железо (до 1,1 мас. %) и ртуть (до 0,5 мас. %).
рисунок 4. В крапленность халькопирита с золотом и сере-бромв MeTaaaG6pGtiflei BS Е-фоти,САМЕСА ПХООО: Ss -s соссюрит, A Bif - н мфиб ол, Cp - халькопирит, AuAg - золото + серебро Figure 4. mhalcopyritp diss-mination with gold and silver in metagabbroid. Bse-photo, cAMEcA sX 100: Ss - saussurite, Amf - amphibole, Cp - chalcopyrite, AuAg - gold + silver
Формирование золота и серебра в метагабброидах явно носит метаморфогенный характер, так как никакой связи с кислыми флюидами в данном случае не устанавливается. Это подтверждает известный факт, что метаморфизм зелено сланцев ой фации является благоприятным Р-Т-фактором для переноса, собирательной перекристаллизации и локализации золота в офиолитовых массивах [15]. Температура зеленосланцевого преобразования пород (т. е. габбро-норитов в соссюрит-амфиболовые метагабброиды) лежит ниже 500 °С, что вполне соответствует пограничным Р-Т-параметрам (< 500 °С и 1-2 кбар) для среды кристаллизации самородных металлов, которые определены М. И. Новгородовой [16]. Кстати, полученные нами составы благородных металлов и их сплавов, судя по экспериментальным данным [17], ложатся в область температур менее 350 °С, что соответствует низам зеленосланцевой фации [18].
выводы
Таким образом, в метагабброидах Баженовского офи-олитового массива установлена золото-серебряная мине-рализацияв виде самородного золота и серебра, а также их сплавов - электрума и кюстелита. Формирование золота и серебра в метагабброидах носит метаморфогенный характер, и никакой связи с кислыми флюидами не устанавливается. Благородные металлы и их сплавы кристаллизовались при температурах менее 350 °С, что соответствует низам зеленосланцевой фации.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-17-00027, https://rscf.ru/project/22-17-00027/.
ЛИТЕРАТУРА
1. Желобов П. П. Альпинотипные гипербазиты как вероятный источник золота // Сов. ге ология. 1979). № 8. С. 42-49.
2. Мурзин В. В., Кудрявцев В. И., Берзон Р. О., Суставов С. Г. Особенности минерализации с медистым золотом, сопряженной с родин-гитизацией // Геологиярудных месторождений.1987. № 5.С.96-99.
3. Сазонов В. Н., Мурзин В. В., Огородников В. Н., Волченко Ю. А. Золотое оруденение, сопряженное с альпинотипными ультрабазитами (на примере Урала) // Литосфера.2002.№ 4. С. 63-77.
4. Смирнова Т. А. Теллуристое железо в ультраосновных породах Кемпирсайского плутона // Записки ВМО. 1970. Ч. 99. № 6. С. 745-748.
5. Спиридонов Э. М., Плетнев П. А. Месторождение медистого золота Золотая Гора (о золото-родингитовой формации). М.: Научный мир,2002.220с.
6. Юричев А. Н. Акцессорная золото-серебряная минерализация из хромититов Харчерузского ультрамафитового массива (Полярный Урал) // Известия ТПУ. Инжиниринг георесурсов, 2021. Т. 332. № 3. 229-236. https://doi.Org/10.18799/24131830/2021/3/3118
7. Мурзин В. В. Рудные минеральные ассоциации как показатель геологических и физико-химических условий формирования месторождений золота Урала: автореф. дис. ... д-ра геол.-минерал. наук. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 1996. 35 с.
8. Минералогия родингитов Баженовского месторождения хризотил-асбеста / под ред. О. К. Иванова, Э. М. Спиридонова, В. Г. Кривовичева. Екатеринбург: УГГГА, 1996. 95 с.
9. Ерохин Ю. В. Минералогия родингитов Баженовского месторождения (Средний Урал) // Минералогический альманах. 2017. Т. 22. Вып. 3. 136 с.
10. Татаринов П. М. Материалы к познанию месторождения хризотил-асбеста Баженовского района на Урале // Труды Геолкома. 1928. Вып. 185. 90 с.
11. Баженовское месторождение хризотил-асбеста / К. К. Золоев [и др.]. М.: Недра, 1985. 271 с.
12. Петров Г. А., Ронкин Ю. Л., Маслов А. В., Лепихина О. П. Вендский и силурийский этапы офиолитообразования на восточном склоне Среднего Урала // Докл. АН. 2010. Т. 432. № 2. С. 220-226.
13. Ерохин Ю. В., Хиллер В. В., Иванов К. С. Раннесилурийский возраст даек плагиогранита из Баженовского офиолитового комплекса, Средний Урал (по данным ТЬьЫ-РЬ-датирования монацита) // Вестник ВГУ. Сер. «Геология». 2018. № 3. С. 17-21. https://doi.org/10.17308/ део1оду.2018.3/1557
14. Ерохин Ю. В. Апогаббровые клиноцоизит-тремолитовые породы Баженовского месторождения хризотил-асбеста // Ежегодник-1997: труды ИГГ УрО РАН. 1998. Вып. 145. С. 76-78.
15. Монгуш А. А., Ойдуп Ч. К., Агафонов Л. В., Прудников С. Г. Золото в системе офиолиты-пространственно ассоциирующие с ними россыпи (на примере Тувы и Монголии) // Металлогения древних и современных океанов-2006. Миасс: ИМин УрО РАН, 2006. С. 185-192.
16. Новгородова М. И. Самородные металлы. М.: Знание, 1987. 48 с.
17. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди: справочник / М. Е. Дриц [и др.]. М.: Наука, 1979. 248 с.
18. Миясиро А. Метаморфизм и метаморфические пояса. М.: Мир, 1976. 535 с.
Статья поступила в редакцию 1 ноября 2022 года
УДК 549.28(470.5) http://doi.org/10.21440/2307-2091-2022-4-42-47
Gold-silver mineralization in metagabbroids of the Bazhenov ophiolite massif (Middle Urals)
Yuriy Viktorovich EROKHIN*
The Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of RAS, Ekaterinburg, Russia Abstract
The relevance of the work is due to the need to study the conditions for the occurrence and distribution of precious metals in ophiolite massifs, which are often associated with gold placers.
Purpose of work: Study of gold-silver mineralization from metagabbroids of the Bazhenov ophiolite massif (Middle Urals). Research methodology. The chemical composition of native gold and silver was obtained from polished thin sections of metagabbroids at the Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (Ekaterinburg) on a CAMECA SX 100 electron probe microanalyzer with five wave spectrometers and using standard samples of reference minerals.
Results. Native gold in metagabbroids composes poor and scattered dissemination. The metal forms isometric grains, no larger than 10 microns in size. According to microprobe analysis, native gold is quite fine and contains small impurities of silver (no more than 4 wt. %). Both gold and silver occur in sulfidized metagabbroids. Large "gold pieces", up to 50-60 microns in size, are noted in the aggregate of chalcopyrite and pyrite. According to microprobe profiling, they have a complex composition: gold passes into electrum, then into kustelite, and then into silver. Of the impurities, copper (up to 1.6 wt. %), iron (up to 1.1 wt. %) and mercury (up to 0.5 wt. %) are noted. Conclusions. In the metagabbroids of the Bazhenov massif, gold-silver mineralization was established in the form of native gold and silver, as well as their alloys - electrum and kustelite. The formation of gold and silver in metagab-broids is metamorphogenic in nature and no connection with acidic fluids has been established. Noble metals and their alloys crystallized at temperatures below 350°C, which corresponds to the bottom of the greenschist facies.
Key words: gold, silver, metagabbroids, Bazhenov ophiolite massif, Middle Urals.
The study was supported by the Russian Science Foundation grant No. 22-17-00027, https://rscf.ru/project/22-17-00027/.
REFERENCES
1. Zhelobov P. P. 1979, Alpine-type ultramafic rocks as a probable source of gold. Sovetskaya geologiya [Soviet geology], no. 8, pp. 42-49. (In Russ.)
2. Murzin V. V., Kudryavtsev V. I., Berzon R. O., Sustavov S. G. 1987, Features of mineralization with cuprous gold associated with rodingitization. Geologiya rudnykh mestorozhdeniy [Geology of ore deposits], no. 5, pp. 96-99. (In Russ.)
3. Sazonov V. N., Murzin V. V., Ogorodnikov V. N., Volchenko Yu. A. 2002, Gold mineralization associated with alpine-type ultramafic rocks (on the example of the Urals). Litosfera [Lithosphere], no. 4, pp. 63-77. (In Russ.)
4. Smirnova T. A. 1970, Telluric iron in ultramafic rocks of the Kempirsai pluton. Zapysky VMO [WMO notes], part 99, no. 6, pp. 745-748. (In Russ.)
5. Spiridonov E. M., Pletnev P. A. 2002, Copper gold deposit Zolotaya Gora (gold-rodingite formation). Moscow, 220 p. (In Russ.)
6. Yurichev A. N. 2021, Accessory gold-silver mineralization from chromitites of kharcheruz ultramafic massif (The Polar Urals). Izvestiya TPU. Inzhiniring georesursov [Izvestiya TPU. Georesource engineering], vol. 332, no. 3, pp. 229-236. (In Russ.) https://doi.org/10.18799/24131830/2021/3A3118
7. Murzin V. V. 1996, Ore mineral associations as an indicator of the geological and physico-chemical conditions for the formation of gold deposits in the Urals, PhD thesis. Ekaterinburg, 35 p. (In Russ.)
8. Ivanova O. K., Spiridonova E. M., Krivovicheva V. G. 1996, Mineralogy of rodingites of the Bazhenov chrysotile-asbestos deposit. Ekaterinburg, 95 p. (In Russ.)
9. Yerokhin Yu. V. 2017, Mineralogy of rodingites of the Bazhenov deposit (Middle Urals). Mineralogicheskiy al'manakhm [Mineralogical almanac], vol. 22, issue 3, 136 p. (In Russ.)
10. Tatarinov P. M. 1928, Materials for the knowledge of the chrysotile-asbestos deposit in the Bazhenov region in the Urals. Trudy Geolkoma [Proceedings of Geolcom], issue 185, 90 p. (In Russ.)
11. Zoloyev K. K. [et al.]. 1985, Bazhenovskoye chrysotile-asbestos deposit. Moscow, 271 p. (In Russ.)
12. Petrov G. A., Ronkin Yu. L., Maslov A. V., Lepikhina O. P. 2010, Vendian and silurian ophiolite-formation stages on the eastern slope of the middle urals. Doklady Akademi Nauk [Reports of the Academy of Sciences], vol. 432, no. 2, pp. 220-226. (In Russ.)
13. Yerokhin Yu. V., Khiller V. V., Ivanov K. S. 2018, Early silurian age of dikes of plagio- granite from the bazhenovskiy ophiolite complex, middle urals (according to th-u-pb dating of monazite). Vestnik VGU. Seriya: «Geologiya» [Proceedings of voronezh state university. Series: Geology], no. 3, pp. 17-21. (In Russ.) https://doi.org/10.17308/geology.2018.3Z1557
14. Yerokhin Yu. V. 1998, Apogabbroic clinozoisite-tremolite rocks of the Bazhenov chrysotile-asbestos deposit. Yezhegodnik-1997 [Yearbook-1997], issue 145, pp. 76-78. (In Russ.)
15. Mongush A. A., Oydup Ch. K., Agafonov L. V., Prudnikov S. G. 2006, Gold in the system of ophiolites - placers spatially associated with them (on the example of Tuva and Mongolia). Metallogeniya drevnikh i sovremennykh okeanov-2006 [Metallogeny of ancient and modern oceans-2006]. Miass, pp. 185-192. (In Russ.)
16. Novgorodova M. I. 1987, Native metals. Moscow, 48 p. (In Russ.)
17. Drits M. Ye. [et al.]. Dual and multi-component systems based on copper. Moscow, 248 p.(In Russ.)
18. Miyasiro A. 1976, Metamorphism and metamorphic belts. Moscow, 535 p. (In Russ.)
The article was received on November 01, 2022
EDerokhin-yu@yandex.ru
М(рз://огсй. огд/0000-0002-0577-5898
