ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2008, том 50, № 6, с. 494-506
УДК 553.3/.4.:553.412:553.497
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ Au-As-, Au-Sb- И Ag-Sb-МЕСТОРОЖДЕНИЙ
© 2008 г. Г. Г. Павлова, А. А. Боровиков
Институт геологии и минералогии СО РАН 630090, Новосибирск, просп. ак. Коптюга, 3 Поступила в редакцию 14.07.2008 г.
Выполнено исследование физико-химических условий формирования Au-Sb-, Au-As- и Ag-Sb-ору-денения, характеризующегося сходством состава минеральных парагенезисов руд и набором основных рудных элементов, но отличающегося их количественными соотношениями. Анализ состава растворов флюидных включений в минералах Au-Sb-месторождений вместе с минералогическими и геохимическими данными показал, что эти месторождения формировались из близнейтрального-слабощелочного хлоридно-сульфидного (CNaCl <5 мас. %) раствора. Au-As- и Au-Sb-месторождения образованы из одного типа рудообразующих флюидов: преимущественно углекислотно-метановая с азотом газовая фаза и низко концентрированный хлоридно-сульфидный раствор, в котором Au и Ag переносятся преимущественно в виде бигидросульфидных химических форм, Sb в виде сульфидных и гидроксокомплексов. На некоторых Au-Sb-месторождениях проявлена наложенная сульфид-но-сульфосольная стадия, образованная высоко хлоридными растворами (до 30 мас. %-экв. NaCl), содержащими кроме NaCl хлориды Ca и Fe, которые похожи по составу на рудообразующие растворы Ag-Sb-месторождений. В кислых высоко хлоридных растворах Ag-Sb-месторождений (до 38 мас. %-экв. NaCl) преобладающими химическими формами Au и Ag являются хлоридные комплексы, а для сурьмы - хлоридные и гидроксокомплексы. Они отличаются высокими концентрациями Ag, Sb, Cu, Fe, Mn, Bi, Pb, Zn и др. Основные причины минерало-геохимической специализации Ag-Sb-руд связаны с особенностями состава высоко концентрированных хлоридных растворов, для которых характерны высокие концентрации Ag, Sb, Cu и относительно низкая их золотоносность в интервале pH 3.5-4 (10-6 m). Факторами формирования Au-As-месторождений являются высокая потенциальная металлоносность (золотоносность) низко хлоридного сульфидного раствора (на 2 порядка выше, чем для растворов Ag-Sb-месторождений) и высокие содержания в нем Au. Золотоносность пи-рит-арсенопиритового парагенезиса объясняется совпадением полей устойчивости самородного золота, арсенопирита, пирита и массовое их отложение при снижении температуры от 400 до 300°C. Главная причина минерало-геохимической специфики Au-Sb-месторождений - высокая металлоемкость сульфидного близнейтрального низко хлоридного рудообразующего раствора по отношению к Sb, Au и Ag, но низкие содержания в нем Ag. Комплексное использование минералогических и тер-мобарогеохимических данных в совокупности с компьютерным термодинамическим моделированием позволило выявить факторы формирования руд разных типов при Р7Х-параметрах рудообразующих флюидов, близких к природным, и получить количественные характеристики совместного отложения золота и серебра.
ВВЕДЕНИЕ
Au, Ag и Sb тесно ассоциируют в рудах многих гидротермальных месторождений. Особенно отчетливо это проявляется на примере Au-Sb-, Ag-Sb- и Au-As- (золото-сульфидных) месторождений. Их руды сложены однотипными парагенези-сами минералов As (арсенопирит), Sb (антимонит, Sb-сульфосоли Cu, Pb, Ag), кварцем и карбонатами, но существенно отличаются количественными соотношениями этих минералов и содержанием в рудах Au, Ag и Sb. Ag-Sb-месторождения представлены кварц-сидеритовыми жилами с тетраэдритом и Sb-сульфосолями Cu, Pb, Ag, резко
Адрес для переписки: Г.Г. Павлова. E-mail: pavlova@uiggm. nsc.ru
преобладающими среди других рудных минералов, а также пиритом и арсенопиритом. Они отличаются высокими содержаниями и Sb (Л§ до п кг/т, Sb от 0.5 до 10% и более) и низкими для Ли (0.5-1 г/т). Руды Ли^Ь-месторождений (Бергер, 1978; Амузинский и др., 2001) также представлены кварц-карбонатными жилами с минералами Sb, среди которых резко преобладает антимонит над Sb-сульфосолями. Пирит и арсенопирит локализуются преимущественно в виде вкрапленности во вмещающих породах. Золото, как правило, высокопробное (1000-960%е), резко преобладает над Л§, Sb, Си, 2п и РЬ. Золото-сульфидные (Ли-Лв) месторождения образованы кварц-сульфидными жилами или штокверками с арсенопиритом, пиритом, сульфидами РЬ, Си, 2п и незначительным количеством Sb-сульфосолей и антимонита, а
также золотом переменной пробности (1000— 700%с) (Гамянин и др., 2000; Бортников и др., 1998; Дистлер и др., 1996; Москвитин и др., 1997; Константинов и др., 2000 и др.). Отношение АиМ^ в руде колеблется от 2/1 до 1/10. Содержания БЪ незначительны и повышаются лишь в периферических зонах и участках проявления поздних стадий гидротермального процесса.
Все эти месторождения располагаются в рудных районах в сходной геологической обстановке, как правило, среди в разной степени метамор-физованных углеродистых терригенных толщ, без явно выраженных генетических связей с магматическими образованиями. Однако часто для таких рудных районов характерно развитие гра-нитоидных интрузий, даек гранит-порфиров, габбро-диабазов и лампрофиров, что свидетельствует о возможных связях оруденения с глубинными очагами гранитоидных и базальтоидных магм. А§-8Ъ-месторождения парагенетически связаны с редкометальными гранитами и Бп-"^минерализацией, а Аи-БЪ-месторождения локализованы в районах, где проявлены гранитоидные интрузии с Мо-"-минерализацией (Борисенко, 1999). Месторождения этих типов часто располагаются в пределах одних рудных районов и рудных провинций (Верхоянье, Памир, Словакия, Енисейский кряж, Горный Алтай и др.). Так на Енисейском кряже известны три типа месторождений, явно выделяющихся по Аи-Ав-БЪ-геохимическому профилю руд: золото-сульфидные (Олимпиада, Веду-га), золото-сурьмяные (Удерей, Раздольнинское) и золото-сульфидно-кварцевые (Васильевское, Гер-фет). Такой же комплекс золотого и серебряного оруденения широко проявлен в Верхоянской золоторудной провинции: золото-сульфидное (Нежданинское месторождение), золото-сурьмяное (Сарылах, Сентачан), Аи-сульфидно-кварце-вые (Бадран, Булар, Юрское), А§-БЪ (Мангазей-ское, Прогноз и др.).
Все это вызывает необходимость выяснения для этих месторождений, локализованных в весьма сходных геологических обстановках, причин столь существенных различий в минеральном составе руд, количественных соотношениях антимонита и БЪ-сульфосолей, а также отношений АиМ£, Ав/БЪ, БЪ/(Си + РЪ + 2п) и т.д. Связаны ли эти различия со своеобразием физико-химических параметров и факторов рудоотложения или определяются исходной металлоносностью рудо-образующих флюидов и спецификой геохимии вмещающих пород. Решение этих вопросов весьма важно при определении пространственно-временных и генетических соотношений А§-БЪ-, Аи-БЪ- и Аи-Ав-типов оруденения, выяснения причин проявления эндогенной зональности и построении генетических моделей рудообразующих систем.
Предыдущие исследования, посвященные изучению влияния T, CCl и CH s на соотношения Au и
Ag в гидротермальных растворах, проведены на основе моделирования отложения золота и серебра из низко концентрированных хлоридных (0.1 и 1.0 m) сульфидных (от 10-5 до 0.1 m) растворов системы Au-Ag-Cl-S-H2O (Левин, Зотов, 1986; Cole, Drummond, 1986; Spycher, Reed, 1989; Reed, 1998; Gammons, Williams-Jones, 1995; Акинфиев, Зотов, 2001). На основе данных по составу флюидных включений, полученных и с помощью LA-ICP-MS, термодинамические расчеты проводятся для природных рудообразующих растворов конкретных Au-Sb- и Ag-Sb-месторождений. Получение количественных оценок совместного отложения золота и серебра из растворов позволяет сопоставить пробность отложенного золота с фактической пробностью самородного золота руд, определенной прямыми методами.
СОСТАВ РУД И ГЕНЕЗИС Au-As-, Au-Sb-И Ag-Sb-МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Наиболее контрастные различия в минерало-геохимических особенностях руд устанавливаются для Au-Sb- и Ag-Sb-руд, которые характеризуются сходным набором минералов и рудных элементов (Sb, As, Fe, Au, Ag, Cu, Pb, Zn), количественные соотношения которых резко отличаются (табл. 1).
Золото-сурьмяными (Au-Sb) часто называют разные по генезису месторождения. Авторы вслед за (Дистанов и др., 1975) относят к золото-сурьмяным месторождения, выделенные В.И. Бергером (1978) в золото-антимонитовую березитовую рудную формацию. Им показано, что они существенно отличаются от других типов сурьмяной минерализации (Hg-Sb, Au-Sb-Hg, Ag-Sb и др.) по геологическим, геохимическим и PT-условиям образования, минеральному и вещественному составу руд. Для Au-Sb-месторождений характерны следующие признаки: 1) преимущественно антимонитовый состав руд; 2) присутствие кристаллического, а не халцедоновидного кварца; 3) березитизация вмещающих пород; 4) локализация оруденения среди в разной степени метаморфизованных углеродистых сланцевых толщ и пространственная обособленность от проявлений магматизма; 5) высокие концентрации углекислоты во флюидных включениях; 6) низкие или умеренные концентрации солей в растворах включений; 7) низкие концентрации ртути в рудах (первые г/т); 8) специфические условия процесса рудообразования: высокие давления (до 1 кбар и выше) и низкие значения ре-докс-потенциала. Отношение Au/Ag в рудах типичных Au-Sb-месторождений составляет 5-15, в отличие от Ag-Sb-месторождений, где Au/Ag менее 0.01. В рудах выделяются два последовательно отлагавшихся минеральных парагенезиса: пи-
Таблица 1. Сравнительная характеристика Ли-Лв-, Ли^- и Ag-Sb-месторождений
Месторождения Ли-Лв Лu-Sb Лg-Sb
Вмещающие породы Метаморфизованные углистые терригенные (сланцы, алевролиты) и карбонатные породы Метаморфизованные углистые терригенные отложения (сланцы, алевролиты) Графитизированные терригенные отложения (сланцы, алевролиты, роговики, реже граниты)
Связь с магматизмом Не установлена Не установлена Парагенетическая связь с редкометальными гранитами и дайками диоритов и лампрофиров
Связь с оруденением других типов Золото-сурьмяный Золото-сульфидно-кварцевый Sn-W, Sn-Лg, флюорит-баритовый
Форма рудных тел Жилы и штокв
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.