ГЕОХИМИЯ, 2007, № 2, с. 180-198
ЗОЛОТО В ПРОЦЕССАХ ЭНДОГЕННОГО И ГИПЕРГЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ СУЛЬФИДОВ В МАГНЕЗИАЛЬНЫХ СКАРНАХ
© 2006 г. С. М. Александров
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 119991 Москва ГСП-1, ул. Косыгина, 19 Поступила в редакцию 29.03.2005 г.
Рассмотрен генезис золоторудных месторождений магнезиально-скарновой формации. Показано, что сульфиды в них отлагаются на заключительной стадии рудообразования и нередко содержат видимое и тонкодисперсное золото. Постсульфидное минералообразование выражено в повсеместном развитии гидроксисульфидов: точилинита и валлериита в высокомагнезиальных породах и боратных рудах, испытавших серпентинизацию, бруситизацию и ссайбелиитизацию. Новообразование гидроксисульфидов сопровождается наследованием ими золота замещаемых сульфидов. Разложение точилинита и валлериита в эндогенных и гипергенных условиях стимулирует растворение тонкодисперсного золота и его ремобилизацию гидротермальными растворами, а, затем, и экзогенными водами. Рассмотрена возможность последующей регенерации золота как следствия электрохимических процессов или на геохимических барьерах. Обсуждено образование "нового золота" в корах выветривания и россыпях и его значение при оценке их перспективности. Обращено внимание на существенную роль в этом процессе криогенных факторов, приводящих к увеличению концентрации золота в природных растворах и последующей его регенерации. Приведенные данные сопоставлены с месторождениями золота и ЭПГ иных генетических типов, локализованных в ультрамафитах и карбонатитах, петрохимически подобных магнезиальным скарнам. Показано, что наличие гидроксисульфидов в рудах является актуальной геохимической и технологической проблемой при поисках, добыче и обогащении сульфидных руд. Констатировано, что магнезиально-скарновые рудные месторождения являются реальными источниками как коренного, так и россыпного золота и, возможно, ЭПГ. Изложенный материал характеризует геохимические черты эволюционного поведения золота в эндогенном и гипергенном процессах на магнезиально-скарновых рудных месторождениях.
Контактово-метасоматические рудные месторождения, локализованные в магнезиальных скарнах, характеризуются широким спектром содержащихся в них полезных ископаемых. В них сосредоточены крупные запасы железа, бора, олова, вольфрама, бериллия, лития, цветных и благородных металлов и других полезных ископаемых. Кроме того, промышленное значение в них имеют залежи селлаита и флюорита, флогопита, брусита, нефрита, керамического и абразивного сырья, драгоценных и цветных камней. Мраморы и каль-цифиры являются сырьем для цементной промышленности. Тем не менее эта генетическая группа скарновых месторождений остается и наименее исследованной в целом и в отношении их перспективности как источников золота и сопряженных с ним платиноидов.
Главная причина этого - недостаточная изученность химического и литологического состава вмещающих карбонатных пород, в геологической практике нередко объединяемых общим названием известняки и мраморы, без установления степени их магнезиальности, видовой принадлежности и характера метасоматического их изменения. Как следствие, даже в исследованных регионах нет чет-
кого подразделения карбонатных толщ на известняки или доломиты. Необходимость их различия является практически важной задачей при поисках и ревизии скарново-рудных месторождений.
Магнезиальные скарны образуются при мета-соматическом изменении доломитов в контактах с магматическими расплавами. Около интрузий гра-нитоидов известковые скарны прогрессивного этапа по доломитам не образуются, а при внедрении более основных и ультраосновных интрузий слагаются абиссофобными высокотемпературными минералами (ларнитом, сперритом и др.). Породы кальцитового состава и даже доломиты пост-магматически преобразуются в известковые (вол-ластонитовые, салитовые, геденбергитовые и гранатовые) скарны, а слагаемые родохрозитом -в марганцевые их виды.
Сульфидное оруденение формируется в завершающую стадию постмагматического рудообразования и характерно для всех типов скарнов. Объектами данного исследования являются магне-зиально-скарновые золоторудные месторождения Восточного Забайкалья (Железный Кряж, Быст-ринское и Култуминское рудные поля), Алданского щита, Норильска и Северного Прибайкалья в
России, а также Хол Кол, Суан, КНДР, и Арктик Чиф, Юкон, Канада (по коллекции скарнов и руд д-ра Т.С. Моуэтта, Геологическая служба США).
Кроме того, привлечены материалы автора и других исследователей по магнезиально-скарно-вым месторождениям Центральной Азии и Кар-пато-Балканской области, где также обнаружены сульфиды, содержащие золото. Они сопоставлены с иными по генезису проявлениями благородных металлов в высокомагнезиальных породах. Общим для всех обсуждаемых месторождений является развитие в золотоносных рудах постсульфидной минерализации, представленной гидрок-сисульфидами: точилинитом и валлериитом.
ГЕНЕЗИС И ЗОНАЛЬНОСТЬ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ СКАРНОВ
Выделенные на основе литологического состава исходных карбонатных пород типы замещающих их скарнов различаются не только минеральным составом, но и многими иными генетическими признаками. Именно поэтому Д.С. Коржинский [1] рассматривает биметасоматические и контактово-метасоматические магнезиальные скарны как самостоятельную петрохимическую формацию, генетически связанную с замещением доломитов и маг-незитов, что доказано исследованиями в России, КНР и других странах [2 - 7].
Магнезиальные скарны прогрессивного этапа замещают доломиты в контактах с магматическими расплавами различного состава (от гранитов до дунитов) [5]. Для них характерна отчетливо проявленная метасоматическая зональность, отражающая поступление магматогенных кремния, алюминия и, отчасти, железа. Интрузивные породы и их инъекции при этом непосредственно контактируют с метасоматитами экзоконтакта, содержат их ксенолиты и на этом этапе метасоматизма не скарнированы.
Возникающие ореолы метасоматитов имеют разное по сложности строение, отражающее конкретные Т-Р условия образования гипабиссальных скарнов: от беспериклазовой фации метасоматизма до геленит-мервинитовой и даже сперрит-лар-нитовой. Различны и типы магматического замещения доломитов. Оно может быть инфильтраци-онным, при котором приконтактовые магмы не изменяют своего состава, или диффузионным, сопровождаемым ростом их основности (от грано-диоритов до габбро) и/или щелочности (до нефелиновых сиенитов) как следствия ассимиляции магмой вмещающих пород [7].
Имеющиеся данные о промышленных медно-и золоторудных скарновых месторождениях [8, 9], которые постоянно пополняются, указывают на их генетическую связь преимущественно с интрузиями повышенной основности. Содержания
SiO2 в гранодиоритах и диоритах варьируют в пределах от 59.5 до 49 мас.%, при наличии в них 2.5-5% MgO, 6.5-11.5% СаО, 5.8-10.1 Fe2O3, 4.8-2.6% №20 и 2.5-0.6 % К20, соответственно.
Приуроченность золоторудных месторождений к экзоконтактам интрузий такого состава отчетливо проявлена в Алтае-Саянской области, Восточном Забайкалье и Центральной Азии [8, 10, 11], Канадских Кордильерах [9, 12, 13] и Скалистых горах в США [14]. Это же наблюдается и во многих иных регионах мира, где обнаружены золотоносные магнезиальные скарны [14, 15], например, в азиатской части Тихоокеанского рудного пояса.
По сравнению с нормативными гранитами @Ю2= = 72%), породы обсуждаемого ряда гранодиорит —► диорит —»- габбро содержат больше темноцветных минералов (биотита, пироксена, амфиболов и магнетита). Последние являются концентраторами рудных элементов при кристаллизации магм и при наложении постмагматических процессов, изменяющих первичный состав интрузивных пород, могут быть источником оруденения.
Магмы средней основности при указанных выше содержаниях кремнезема имеют более высокие температуры расплавов, чем граниты. Данные Г.Ф. Смита [16] о температурах плавления сухих магматических пород в зависимости от содержаний в них SiO2 позволяют полагать, что для пород среднего состава они составляют от 1220 до 1025°С, для нормативных гранитов - около 800°С и менее для лейкократовых их разностей, а для дунитов превышают 1300°С.
Скарнообразование по доломитам происходит на фоне прогрева вмещающих пород под воздействием трансмагматических флюидов, опережающих внедрение расплавов. Как следствие этого, приконтактовые скарны образуются при температурах, близких к таковым у магм, ассимилирующих уже метасоматически преобразованные доломитовые мраморы. Это отражается в слагающих их минеральных ассоциациях, а также в отсутствии на изученных месторождениях явления закалки интрузивных пород в контактах с магнезиальными скарнами.
Обсуждаемые скарны с золото-сульфидным ору-денением являются гипабиссальными [5]. Как следствие, строение их ореолов обычно отвечает примитивной зональности: гранодиорит // фассаитовый и/или диопсидовый скарн (±шпинель) —► форсте-ритовый кальцифир (±шпинель) —► (±бруситизи-рованный периклазовый мрамор) —► доломитовый мрамор. В контактах с диоритами и габбро возможно ее усложнение с появлением зон, слагаемых высокотемпературными абиссофобными минералами (периклазовые мраморы и монтичеллитовые скарны) [17-19]. При этом в магнезиальных скарнах повсеместно отсутствуют кварцсодержащие
ассоциации, редко проявленные в наложенных известковых скарнах и в грейзенизированных их видах. Скарновые тела локализованы в непосредственном контакте интрузий с мраморами и/или образуют в последних жильные, штокверко-вые и столбообразные, иногда протяженные (до >400 м) восстающие залежи [5].
Сульфидные руды, включая и золотосодержащие, в гипабиссальных скарновых месторождениях многообразны и отлагаются на постмагматическом этапе минералообразования, избирательно замещая разные по составу метасоматические зоны контактовых ореолов. В качестве примера приведем данные о медно-золоторудном месторождении Арктик Чиф, Юкон, Канада. Материалы для исследования предоставлены автору д-ром Т.С. Моуэттом (Геологическая служба США). Его коллекция пород и руд характеризует магнезиальные скарны место
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.