ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2008, том 50, № 5, с. 414-444
УДК 553.21124:553.261
НАТАЛКИНСКОЕ ЗОЛОТОРУДНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ МИРОВОГО КЛАССА: РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЗЭ, ФЛЮИДНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ, СТАБИЛЬНЫЕ ИЗОТОПЫ КИСЛОРОДА И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ РУД (СЕВЕРО-ВОСТОК РОССИИ)
© 2008 г. Н. А. Горячев*, О. В. Викентьева**, Н. С. Бортников**, В. Ю. Прокофьев**,
В. А. Алпатов***, В. В. Голуб*
*Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт ДВО РАН
685000, Магадан, ул. Портовая, 16 **Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35 ***Институт геологии месторождений алмазов и благородных металлов СО РАН
677891, Якутск, просп. Ленина, 39 Поступила в редакцию 15.12.2007 г.
Изучены распределение редкоземельных элементов в гидротермально-измененных породах, флюидные включения и соотношение стабильных изотопов кислорода в кварце Наталкинского месторождения. В метасоматитах, образовавшихся в условиях декомпрессии, наблюдается постепенное уменьшение содержаний и легких, и тяжелых лантаноидов по сравнению с исходными алевролитами. Спектры распределения РЗЭ метасоматитов, образовавшихся в условиях компрессии, однородны между собой в области тяжелых лантаноидов с незначительным выносом легких РЗЭ. Прогрессивное извлечение всех РЗЭ с увеличением интенсивности изменения породы могли производить магматогенные флюиды или флюиды метеорного происхождения. Участие окисленных метеорных вод в нашем случае незначительно, поскольку во всех метасоматитах отсутствует аномалия церия. На существенную роль магматогенного флюида может указывать обратная зависимость суммарных концентраций РЗЭ от величины европиевой аномалии в изученных метасоматитах. Распределение РЗЭ в метасоматитах, сформированных в условиях декомпрессии, указывает на незначительную роль метаморфогенного флюида при их образовании. Все изученные метасоматиты обогащены легкими РЗЭ, что предполагает участие в их образовании флюида, обогащенного легкими лантаноидами.
В рудообразовании принимали участие, по крайней мере, три флюида: 1) H2O-CO2-NaCl-MgCl2 с соленостью 1.0-4.9 мас. %-экв. NaCl; 2) CO2-CH4; 3) H2O-NaCl-MgCl2 с соленостью 7.0-5.6 мас. %-экв. NaCl. Первые два флюида - высокотемпературные (250-350°С) и высокобарические (1.1-2.4 кбар) -находились в минералообразующей системе одновременно и могли образоваться в результате фазовой сепарации как при снижении температуры, так и при падении давления. При взаимодействии флюида с вмещающими породами возникли мощные ореолы березитизированных пород с рассеянной вкрапленностью сульфидов. Отложение арсенопирита и пирита обусловило резкое снижение концентрации H2S в минералообразующем флюиде и дестабилизацию Au(HS)2-. Третий, среднетем-пературный, водно-солевой флюид мог возникнуть при вскипании жидкообразного флюида H2O-CO2-CH4-NaCl-MgCl2, который произвел метасоматическое преобразование вмещающих пород. Из него отлагались поздние минеральные ассоциации на заключительных стадиях образования месторождения. Высокие концентрации метана в рудообразующем флюиде, по-видимому, связаны с взаимодействием рудоносных гидротерм с веществом рудовмещающих углеродистых пород в результате восстановления CO2.
Величины 518O кварца кварц-шеелит-пирит-арсенопиритовой и сульфидно-сульфосольной ассоциации изменяются соответственно от +11.6 до +14.1 и от +11.2 до +13.5%е. Для ранней ассоциации 518 0Й2о = +6.3.. ,+8.8%е (350°С), для поздней - +3.6.. ,+5.9%е (280°С), что позволяет предполагать поступление воды из магматического источника. Узкий интервал полученных величин указывает на однородность источника. Полученные данные свидетельствуют в пользу гипотезы, предполагающей связь образования месторождения с магматической активностью. Она обеспечивает различные механизмы генерации флюида, включая непосредственное поступление компонентов из магматического очага, мобилизацию компонентов при дегидратации и декарбонатизации, вследствие контактового или контактово-регионального метаморфизма.
Адрес для переписки: О.В. Викентьева. E-mail: viken@igem.ru
ВВЕДЕНИЕ
Наталкинское месторождение золота в Магаданской области открыто Е.П. Машко в 1942 г., эксплуатировалось подземным способом с 1944 по 2004 гг. и изучалось многими исследователями. Оно относится к числу суперкрупных по запасам металла месторождений мирового класса (Григо-ров, 2006): по некоторым оценкам на нем добыто более 90 т золота (Лашков и др., 2000; Стружков и др., 2006). 105 т металла добыто из Омчакской россыпи, которая связывается с Наталкинским месторождением (Стружков и др., 2006). В 20042007 гг. была проведена разведка этого месторождения с помощью буровых скважин и горных выработок, в результате чего запасы оценены в 1760 т при среднем содержании 1.7 г/т Аи (Григо-ров, 2006).
Оно рассматривается как типичный представитель орогенных месторождений, залегающих в коллизионных поясах, сложенных вулканогенно-осадочными или терригенными породами, мета-морфизованными в условиях зеленокаменной фации (Goldfarb ег а1., 2005).
Вопрос, каким образом возникли крупные и суперкрупные месторождения, далеко не праздный, так как, по мнению академика Д.В. Рундкви-ста, именно в них добывается около 80% полезных ископаемых. Важный этап в решении этого вопроса - разработка концептуальных генетических моделей гидротермальных рудообразующих систем, в результате активности которых образовались такие месторождения. Важнейшими компонентами таких моделей являются: 1) геодинамическая позиция месторождения и история развития региона, где локализовано месторождение; 2) тектоническое строение месторождения и, в особенности, пути поступления гидротермальных флюидов в зону рудоотложения; 3) стадийность (или этапность) развития гидротермальной системы, длительность и время отложения руд; 4) источники, из которых поступали рудообразующие флюиды и металлы; 5) состав рудообразующего флюида, условия и формы миграции металлов; 6) условия, причины и механизмы отложения руд. Выяснение состава и природы рудообразующих флюидов представляет не только академический интерес, но и имеет важное значение для понимания рудообразующих процессов и прямо связано с выбором стратегии поисково-разведочных работ.
Происхождение орогенных золоторудных месторождений, залегающих в терригенных глинистых, глинисто-известковых и углеродсодержащих (черносланцевых) толщах, представляет остро дискуссионную проблему. Высказаны разнообразные точки зрения на их образование - от гидротермально-осадочного до магматогенного или мета-
морфогенного происхождения (Сидоров, Томсон, 2000; Буряк и др., 1990; Курбанов и др., 1994; Hodgson et al., 1993; Kerrich et al., 2000). Нет единой точки зрения на генезис жильных золото-кварцевых месторождений и месторождений прожилко-во-вкрапленных руд: одни исследователи их относят к разным генетическим типам, другие считают их генетически родственными (Bierlein, Maher, 2001). Наиболее остро обсуждаются состав и источники минералообразующего флюида, из которого отлагались золотоносные рудные тела (Бортников, 2006; Kerrich, 1990; Groves et al., 2003; Goldfarb et al, 2005; Bortnikov, Prokofiev, 2007). Североамериканские геологи высказали гипотезу о преобладающей роли флюида метаморфогенно-го происхождения в их формировании (Goldfarb et al., 1989). Для месторождений Северных Кордильер была предложена конвективно-метеорная гипотеза их образования (Nesbitt, Muchlenbachs, 1989). Разрабатывается концепция о доминирующей роли в них магматогенного флюида, который смешивается в рудообразующей системе с флюидом иного, метаморфогенного происхождения (Бортников и др., 1996, 1997; Bortnikov, 1995; Bortnikov et al., 1993; 1997).
Чтобы реконструировать условия зарождения и состав рудообразующего флюида, из которого образовано Наталкинское месторождение, изучены распределение редкоземельных элементов (РЗЭ) и элементов-примесей в околорудных метасоматиче-ских породах, индивидуальные флюидные включения в кварце кварц-пиритовых и кварц-пирит-арсе-нопиритовых золотоносных жил и прожилков, соотношения изотопов кислорода в кварце.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Наталкинское месторождение расположено в Омчакском рудном поле, на территории которого располагаются также месторождения Омчак и Павлик. Рудное поле локализовано на юго-западном крыле Аян-Юряхского антиклинория, крупной северо-западного простирания структуры юго-восточного фланга Яно-Колымского орогенного пояса коллизионного происхождения (Геодинамика..., 2006), сложенной осадочными и вулканогенно-оса-дочными породами позднепермского возраста общей мощностью более 2.5 км и алевролитами триаса.
Структура Омчакского рудного поля образовалась в значительной степени под влиянием тек-тоно-магматической деятельности коллизионного и пост-коллизионного этапов развития территории, что нашло отражение в разнообразии магматических комплексов, проявленных на его площади. Интрузивные породы слагают большое количество мелких штокообразных тел и ряд относительно крупных плутонов гранитов и грано-
диоритов площадью до 300 км2 (Гончаров и др.,
2002). Они локализованы на флангах Аян-Юрях-ского антиклинория, в центральной части которого (район Наталкинского месторождения), эти интрузивы представлены небольшими штоками и дайковыми комплексами (фиг. 1). Плутоны сложены пестрой гаммой пород от габбро и пироксе-нитов до лейкогранитов и гранит-порфиров. Помимо них на площади рудного поля известно большое количество даек спессартитов, порфи-ритов, гранит-порфиров, интрузивных риолитов. Вместе они составляют плутоническое обрамление рудного поля (Гончаров и др., 2002). Крупные плутоны по строению разделяются на две группы -неоднородные, нередко многофазные (Интрига-но-Пересыпкинский и Нечинские массивы) и относительно однородные (Тенкечанский и Мираж). Мелкие плутонические тела, как правило, также неоднородны с постепенными переходами пород, неконтрастными по составу (диориты -кварцевые диориты - гранодиориты). Среди магматических образований установлены реликты ранне-позднемелового вулканизма (Горячев,
2003), обусловившие проявле
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.