Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Условия формирования и золотоносность черносланцевых комплексов Амуро-Охотской складчатой области
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения
Автореферат диссертации по теме "Условия формирования и золотоносность черносланцевых комплексов Амуро-Охотской складчатой области"
На правах рукописи
Парада Сергей Григорьевич
УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И ЗОЛОТОНОСНОСТЬ ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ КОМПЛЕКСОВ АМУРО-ОХОТСКОЙ СКЛАДЧАТОЙ ОБЛАСТИ
Специальность 25.00.11 — Геология, поиски и разведка твердых
полезных ископаемых; минерагения
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук
Работа выполнена в Ростовском государственном университете
Официальные оппоненты: член-корреспондент РАН, доктор геол.-мин. наук, профессор Кулиш Е. А. доктор геол.-мин. наук, профессор Богуш И. А. доктор геол.-мин. наук Волков А. В.
Ведущая организация — Амурский научный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук (г.Благовещенск)
Защита состоится 9 июня 2004 г. в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212.208.15 при Ростовском государственном университете по адресу: 344090 г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет РГУ, ауд. 201. Факс (8632) 225 701 E-mail: segripa@aport.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного университета по адресу: 344006 г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148
Автореферат разослан 15 апреля 2004 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
доктор геол.-мин. наук, доцент
ОБШДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Золоторудные месторождения, связанные с углеродисто-терригенными (черносланцевыми) комплексами, обеспечивают значительную долю добываемого золота в России и в других странах Мира. Вопрос о генезисе таких месторождений и о факторах, определяющих локализацию рудных тел, до сих пор остается дискуссионным. Многие из них располагаются в амагматичных зонах складчатых областей и не связаны с интрузивным магматизмом; другие располагаются в углеродисто-терригенных толщах, не претерпевших метаморфизм. Эти обстоятельства диктуют необходимость рассматривать образование таких месторождений в рамках фундаментальной проблемы сингенеза рудных и рудовмещающих формаций. В последнее время эта проблема решается на основе осадочных, гидротермально-осадочных, вулканогенно-осадочных и метаморфогенных моделей подобных месторождений. Однако, дальнейшая разработка этих моделей существенно сдерживается недостаточной изученностью вещественного состава и условий формирования золотоносных черносланцевых толщ.
Амуро-Охотская складчатая область является одной из крупнейших золотоносных провинций России, обладающей значительным рудным потенциалом. Она представляет благоприятный объект для решения многих вопросов минерагении золота в черносланцевых комплексах. В четырех ее золотоносных районах (Селемджинском, Ниманском, Кербинском и Унья-Бомском) широко проявлен динамо-термальный метаморфизм, образующий зональные ареалы среди неизмененных осадочных пород, выявлены месторождения золота кварцево-жильного и сульфидно-прожилково-вкрапленного типа, отдельные однотипные месторождения залегают в различных метаморфических зонах и в неизмененных осадочных породах, в Ниманском и Унья-Бомском районах практически полностью отсутствуют проявления интрузивного магматизма. В связи с этим представляется возможным оценить роль и степень влияния литолого-геохимических и метаморфических факторов на состав руд, рудоносных растворов и типоморфные свойства рудообразующих минералов, выявить пространственно-временные соотношения золотоносной минерализации сульфидно-вкрапленного и кварцево-жильного типа.
С другой стороны, последние достижения в изучении крупнейших золотоносных провинций России (Абрамович, Вознесенский, Маннафов, 1999; Бортников, Гамянин, Алпатов и др., 1998; Бортников, Прокофьев, Рглстп,т"Чя 1996; Волков, 1995; Волков, Сидоров, Гончаров, и
I библиотека г
Гамянин, Бортников, Алпатов и др., 2000; Генкин, 1998; Генкин, Вагнер, Крылова, Цепин, 2002; Генкин, Лопатин, Савельев, Сафонов и др., 1994; Горячев, 1998; Дистлер, Митрофанов, Немеров и др., 1996; Ермолаев, Созинов, 1985; Ермолаев, Созинов, Флициян и др., 1992; Кокин, 1994; Кокин, Сухорукое, Шишигин, 1999; Константинов, 1993; Константинов, Быстрова, Фридовский, 2002; Константинов, Данковцев, Симкин, Черкасов, 1999; Курбанов, 2000; Курбанов, Арифулов, Ехиванов, Романов, 1992; Курбанов и др., 1994; Маракушев, Хохлов, 1992; Митрофанов, Немеров, Семейкина, Коробейников, 1995; Некрасов, 1988; Прокофьев, Афанасьев, Иванова, 1993; Рундквист, 1997; Рундквист, Бобров, Смирнова и др., 1992; Русинова, Русинов, Абрамов, 1999; Сафонов, 1997; Сидоров, Волков, 1998, 2001, 2002; Сидоров, Томсон, 2000; Станевич, Немеров, 2000; Фридовский, 1998; Щербаков, 1995; Япаскурт, 1999; и др.) предоставляют новую фундаментальную основу для сопоставлений и определения общих предпосылок формирования и поисковых признаков золоторудных месторождений в черносланцевых комплексах.
Цель исследования: определение роли литогенеза и последующего метаморфизма черносланцевых комплексов в образовании промышленных месторождений золота Амуро-Охотской складчатой области, построение моделей золоторудных систем и выявление поисково-оценочных признаков золотого оруденения.
Задачи исследования: 1) изучить вещественный состав и определить фациальные условия и геодинамические обстановки накопления золотоносных черносланцевых комплексов; 2) определить термодинамические условия и геохимические особенности постседиментационных преобразований рудоносных толщ; 3) выявить геологические условия локализации, минералого-геохимические особенности и пространственно-временные соотношения золотого оруденения различного вещественно-морфологического типа; 4) исследовать характер и степень влияния литолого-геохимических факторов и зонального метаморфизма на вещественный состав руд, и химизм продуктивных гидротермальных растворов; 5) оценить роль рассеянного органического вещества в образовании месторождений золота; 6) сравнить условия золотоносности черносланцевых комплексов Амуро-Охотской области и других регионов, выявить общие вещественно-морфологические признаки золоторудных месторождений и причины литолого-геохимической и минерагенической специализации черносланцевых комплексов; 7) разработать модели рудоподготовительных и рудоформирующих систем, а также поисково-оцевачные признаки месторождений золота в черносланцевых комплексах.
Методы исследований. Для достижения поставленной цели и решения обозначенных задач черносланцевый комплекс вместе с локализованной в нем золотоносной минерализацией изучен нами как ретроспективная динамическая система взаимообусловленных литогенетических, петрогенетических и рудообразующих процессов, организованных определенным образом геодинамической обстановкой. Исследование отдельных элементов системы и их совокупности проведено с использованием многочисленных данных количественного изучения вещества на всех уровнях его организации: рудовмещающих осадочных и метаморфических толщ, рудных полей и месторождений, рудных тел и рудообразующих минералов. Для изучения отдельных элементов системы применены следующие методы полевых и лабораторных исследований: послойное описание и геохимическое опробование опорных разрезов; геолого-структурное и минералогическое картирование рудных полей и месторождений; методы химического, минералогического, термобарогеохимического анализа горных пород, руд и рудообразующих минералов; литохимические пересчеты и графические методы реконструкции первичного состава парапород. Для выявления взаимосвязей между элементами системы использованы: сравнительно-исторический и различные литолого-геохимические методы реконструкции фациальных условий и геодинамических обстановок осадконакопления; парагенетический анализ породо- и рудообразующих минералов; сравнительно-геохимический анализ составов руд, рудообразующих минералов, флюидных включений и вмещающих пород; сравнительный анализ геолого-структурных, геохимических, физико-химических и термодинамических условий образования и последующих преобразований руд и вмещающих пород.
Научная новизна: 1) обобщены имеющиеся материалы по составу, строению, условиям образования месторождений золота и вмещающих черносланцевых комплексов Амуро-Охотской складчатой области; 2) впервые минерагенический анализ золотоносных территорий проведен с использованием многочисленных данных количественного изучения вещества исследуемых объектов: рудовмещающих осадочных и метаморфических толщ, рудных полей и месторождений, рудных тел, породо- и рудообразующих минералов; 3) впервые для черносланцевых комплексов Амуро-Охотской области выделен рудоподготовительный период, связанный с этапом литогенеза и приводящий к появлению в крупных объемах горных пород рассеянной минерализации с легко ремобилизуемым ресурсом золота при последующих эндогенных рудообразующих процессах; 4) выявлена
зависимость вещественных типов золотоносной минерализации от литохимической специализации черносланцевых комплексов, а также их связь с геодинамическими обстановками и фациальиыми условиями накопления осадков, характером и полнотой проявления последующих стадий литогенеза; 5) установлены термодинамические параметры и особенности флюидного режима формирования черносланцевых комплексов в условиях катагенеза и зонального динамо-термального метаморфизма, вынос золота из наиболее высокотемпературных зон, а также влияние метаморфического фактора на состав продуктивных растворов, типоморфизм рудообразующих минералов и технологические свойства самородного золота; 6) определены пространственно-временные соотношения золотоносной минерализации различных вещественно-морфологических типов, обусловленные литолого-геохимическими условиями и временем проявления литогенетических процессов, метаморфизма и интрузивного магматизма; 7) оценена роль рассеянного органического вещества в локализации золота на различных этапах формирования золоторудных месторождений; 8) разработаны литогенетические модели первичных золоторудных систем и показано, что метаморфогенные и плутоногенные модели характеризуют вторичные золоторудные системы с унаследованной от первичных систем минерагенической специализацией.
Практическое значение. Научные результаты работы использованы в семи практических рекомендациях по направлению поисковых и геологоразведочных работ на рудное и россыпное золото, переданных автором геологическим и горнодобывающим предприятиям Дальнего Востока (ПГО Дальгеология, Таежгеология, Якутскгеология и ПО Приморзолото). Кроме того, на основе разработанных критериев, обоснованы перспективы открытия золоторудных месторождений сульфидно-вкрапленного и кварцево-жильного типов в палеозойских вулканогенно-осадочных комплексах Урупо-Лабинского района Кавказа и в позднепротерозойских осадочно-метаморфических толщах Ростовского выступа Украинского щита [18, 19, 20, 21, 35]*. Они также использовались соискателем при поисках и разведке месторождений золота на территории Республики Вьетнам (1986-1987 г.г.), и в курсе лекций по минерагении черносланцевых комплексов, прочитанном в 1992 г. для студентов Сианьского геологического колледжа (КНР). Результаты исследования используются автором в учебном процессе на геолого-географическом
* здесь и далее в квадратных скобках даны ссылки на опубликованные работы автора по теме диссертации, список которых приведен в конце автореферата
факультете РГУ в спецкурсах и при проведении занятий со студентами, выполняющими курсовые и дипломные работы.
Фактический материал диссертации составили результаты личных полевых исследований в Селемджинском, Ниманском и Кербинском золотоносных районах Амуро-Охотской области (более 300 п. км. опорных разрезов, 12 500 п. м. канав, 8 000 п. м. керна скважин), лабораторного изучения руд и вмещающих пород (более 680 химических анализов рудовмещающих пород и руд, 1600 спектро-химических определений золота и других рудных элементов, 300 специальных химических анализов Сорг>20 определений изотопного состава серы сульфидов, микрозондовые анализы химического состава минералов, 900 шлифов и аншлифов и др.), а также анализа фондовых и опубликованных материалов, проведенных автором в период с 1977 по 2003 г.
Соискателем изучены опорные разрезы и проведено геохимическое опробование рудовмещающих черносланцевых комплексов названных золотоносных районов, расположенных в них рудных узлов, рудных полей и месторождений; составлены литолого-структурные и прогнозно-металлогенические карты Маломырского, Харгинского, Софийского рудных полей и Бурового, Жильного, Петровского и Лысогорского месторождений; по наблюдениям в горных выработках и по результатам лабораторных исследований изучены минералогия и геохимия различных типов руд и рудообразующих минералов; проанализированы все имеющиеся по региону фондовые материалы.
Автором использованы также некоторые данные по геологии, геохимии и минерагении Амуро-Охотской области и расположенных в ее пределах золоторудных месторождений, изложенные в опубликованных в последние годы работах (Буряк, Пересторонин, 2000; Злобин, 2000; Кулиш, Сорокин, Врублевский и др., 2000; Моисеенко, Эйриш, 1996; Мотов и др., 2000; Неронский, 1998; Парфенов и др., 1999; Сорокин, Глотов, 1997; Степанов, 1998; Ханчук, Иванов, 1999; Эйриш, 2002; Эйриш, Остапенко, Моисеенко, 1998; и др.).
Сопоставительный материал по другим регионам распространения золотоносных черносланцевых комплексов получен, в основном, из анализа фондовых материалов и опубликованной в последние годы литературы, а также в процессе проведения тематических работ в Хабаровском сегменте Южно-Верхоянской области и в Куларском золотоносном районе (Якутия).
На защиту выносятся:
1. Разработанная автором концепция литогенетической обусловленности золотого оруденения в черносланцевых комплексах Амуро-Охотской области, в соответствии с которой на этапе литогенеза образовались крупнообъемные участки сульфидной диагенетической, кварцево-жильно-прожилковой элизионно-катагенетической и сульфидно-кремнистой эксгаляционно-осадочной минерализации, обеспечившей легко ремобилизуемым ресурсом золота последующие эндогенные рудообразующие процессы.
2. Результаты определения геодинамических обстановок и фациальных условий литогенеза черносланцевых комплексов и формирования предрудной золотоносной минерализации, а также геологических ситуаций, термодинамических параметров, флюидного режима и геохимических особенностей развития черносланцевых комплексов и золотого оруденения в условиях динамо-термального метаморфизма.
3. Разработанные автором литогенетические модели формирования предрудной сульфидно-кремнистой, сульфидной и кврцево-жильно-прожилковой золотоносной минерализации в условиях седиментогенеза, диагенеза и катагенеза черносланцевых комплексов.
4. Метаморфогенная модель образования промышленных месторождений золота Амуро-Охотской складчатой области за счет вещества объектов предрудной литогенной минерализации в условиях тектонических деформаций.
5. Определенные автором литолого-геохимические поисково-оценочные признаки золотого оруденения в черносланцевых комплексах.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из 7 глав, введения и заключения, изложенных на 290 страницах, включая 20 таблиц и 42 рисунка, а также списка использованной литературы из 344 наименования. Кроме этого в текстовых приложениях приведены 40 таблиц и 23 рисунка.
Апробация результатов работ. По теме диссертации опубликовано 41 работа, в тот числе монография. Основные результаты представлялись и обсуждались на 14 Международных, Всесоюзных, Всероссийских и региональных совещаниях и симпозиумах, в т. ч. на XIV Тихоокеанском международном конгрессе, (Хабаровск, 1979), II Международном симпозиуме «Методы прикладной геохимии», (Иркутск, 1981), Международной научной конференции,, посвященной 100-летию А.В.Пэка, (Новочеркасск: 2002), Всероссийском совещании, посвященном 90-летию академика НАШило «Геодинамика, магматизм и минерагения континентальных окраин Севера
Пацифики» (Магадан, 2003), VI Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 2003) и др.
Благодарности. Автор всегда помнит своих Дальневосточных крллег по совместной работе |В.А.Буряка|, А.П.Грибанова, И.С.Неменмана, Г.В.Ручкина, и многих других, и глубоко благодарен им за когда-либо оказанную помощь. Искреннюю признательность хочется выразить ЕАКулишу, ¡В.В.Закруткину{, Л.Ф.Парада, А.Н.Резникову, А.А.'Тимофееву и Л.В.Эйришу за научные консультации и поддержку в работе. Автор благодарен Н.И.Бойко, В.Е.Закруткину, А.В.Кокину и В.Н.Труфанову за всесторонний анализ диссертации, высказанные критические замечания и пожелания.
Работа выполнена на кафедре общей и исторической геологии геолого-географического факультета Ростовского государственного университета.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В главе 1 «Основные черты геологии и минерагении Амуро-Охотской складчатой области и положение в ней золотоносных черносланцевых комплексов» приводятся современные представления об изучаемом регионе как восточном сегменте Монголо-Охотского пояса.' Всему поясу' свойственны зеленослзнцевый метаморфизм палеозойских вулканогенных и терригенных толщ, линейно вытянутые тела позднепалеозойских габбро-тоналитовых интрузий, широкое развитие гранито-гнейсовых и сланцевых куполов, что в совокупности позволяет считать его зоной столкновения континентов (Парфенов, 1984; Зоненшайн и др., 1990; Парфенов и др., 1999; Кулиш, Сорокин, Врублевский и др., 2000).
В пределах Амуро-Охотской складчатой области выделяют несколько складчатых звеньев, подразделенных на структурно-формационные зоны (Кириллова, Турбин, 1979; Парфенов, 1984; Зоненшайн и др., 1990; Парфенов и др., 1999; Кулиш и др., 2000). В соответствии с представлениями Е.А.Кулиша и др. (2000), в складчатой области четко обосабливаются два основных сегмента (Галамский и Тукурингро-Джагдинский), различающиеся историей геологического развития и минерагенической специализацией.
Галамский сегмент представлен Удско-Шантарским звеном, которое обосабливается от всех остальных наиболее ранней для Амуро-Охотской области позднепалеозойской (перед пермью) складчатостью и северовосточным простиранием структур. Для него характерны вулканогенно-осадочные месторождения фосфоритов, железных и марганцевых руд.
В Тукурингро-Джагдинском сегменте (рисунок) развиты кремнисто-вулканогенно-терригенные, кремнисто-терригенные и терригенные формации с возрастом от раннего палеозоя до перьми. В западной ее части отмечаются единичные позднепалеозойские трещинные интрузии, ранняя фаза которых представлена габбро, габбро-диоритами и диоритами, поздняя фаза -плагиогранитами и гранитами. Все они характеризуются гнейсовидно-полосчатыми и сланцеватыми текстурами, свидетельствующими о наложенном динамометаморфизме. В восточной части позднепалеозойские интрузии представлены малоглубинными Ингаглинским массивом, далее на запад -Лукачекским штоком и в районе Маломырского рудного поля закартированы мелкие силлы [11]. Все они сложены рассланцованными плагиогранитами с гнейсовидно-полосчатыми текстурами.
Мезозойские интрузии представлены аллохтонными массивами лейкократовых биотитовых гранитов позднемелового возраста, относимых к эзопско-дуссеалиньскому комплексу (Усенко, Чеботарев, 1973). С ними сопряжены поля континентальных вулканитов, распространенных преимущественно в центральной части Амгуньской структурно-формационной зоны. С мезозойским гранитоидным магматизмом связаны проявления олова, молибдена, бериллия, вольфрама, ртути. В пределах изучаемой территории все они представляют фрагмент близмеридионального Хингано-Охотского металлогенического пояса, выраженного Баджальско-Ямалиньским гравитационным минимумом, и занимающего явно секущее положение по отношению к простиранию складчатых структур Амуро-Охотской области.
Для Восточно-Джагдинской зоны характерно преобладание углеродисто-терригенных (черносланцевых) пород в составе всех перечисленных формаций, распространение куполовидных антиклиналей и сланцевых куполов с конформными ареалами зонального метаморфизма, а также крайне ограниченное развитие интрузивных пород. В пределах этой зоны располагаются наиболее продуктивные на Дальнем Востоке Селемджинский, Ниманский и Кербинский золотоносные районы, приуроченные к выходам палеозойских углеродисто-терригенных толщ, которые вместе с Унья-Бомским районом объединены в Джагдинскую золотоносную провинцию (Моисеенко, Эйриш, 1996). Для всех золотоносных районов характерно площадное развитие аллювиальных россыпей высокопробного золота, по ареалам которых, собственно они и оконтуриваются. В Селемджинском и Ниманском районах, кроме того, развиты коренные месторождения и рудопроявления золота.
Рис. 1. Схема зональности эпигенетических преобразований черносланцевых комплексов Амуро-Охотской складчатой области с данными по золотоносности (составил С. Г. Парада)
1-4 - зоны эпигенетических преобразований палеозойских черносланцевых комплексов: 1-катагенеза (I), 2-4 - динамо-термального метаморфизма 2-стилышомелаиовая (II), 3-стильпномелан-биотитовая 011), 4-биотит-гранатовая (IV), 5 - вулканогенно-осадочные породы палеозоя; 6 - осадочные породы мезозоя; 7 - вулканогенные породы мезозоя; 8 - древние гранитоиды Буреинского массива, 9 -позднепалеозойские гранитоиды Ингаглинского комплекса; 10 - мезозойские гранитоиды; 11 - россыпные (а) и коренные (б) месторождения золота: 1-Маломырское, 2-Верхне-Мынское, З-Ворошиловское. 4-Иннокеигиевское, 5-Токурское, 6-Сагурское, 7-Ингаглинское, 8-Ясненскос, 9-Унгличиканское, 10-Харгинское, 11-Афанасьевское, 12-Ленинское, 13-Буровое, 14-Жильное, 15-Лысогорскос, 16-Петровское
Суммарное количество золота, добытого из известных коренных месторождений и сосредоточенного в них в виде запасов и прогнозных ресурсов, несоизмеримо меньше количества извлеченного из аллювиальных россыпей благородного металла.
Коренные и россыпные месторождения золота отмечаются во всех метаморфических зонах и в не измененных осадочных породах. Наиболее крупные коренные месторождения располагаются в неметаморфизованных (Токурское) и слабо метаморфизованных (Маломырское) толщах; наибольшее количество золотоносных россыпей и наиболее крупные из них, наоборот, приурочены к ареалам относительно повышенного метаморфизма.
Мезозойские малые интрузии проявлены только в Селемджинском районе. По геологическим и изотопно-геохронологическим данным установлен их пострудный возраст (Моисеенко, 1965; Эйриш, Остапенко, Моисеенко, 1998; Эйриш, 2002). В Ниманском районе, даже при детальных поисковых работах с большим объемом горных выработок, в контуре ареала коренной и россыпной золотоносности выявлены всего две небольшие дайки, приуроченные к позднемезозойской тектонической зоне. В Кербинском районе малые интрузии отмечаются в единичных случаях за пределами основных ареалов золотоносности. В Унья-Бомском районе до сих пор «не найдено ни одной дайки» (Эйриш, 2002, с. 173).
Относительная амагматичность Амуро-Охотской области и наличие дометаморфических золоторудных проявлений заставляют, вслед за ЕАКулишом и др., (2000), искать причины минерагенической специализации в изначальной рудоносности слагающих ее черносланцевых комплексов.
В главе 2 «Вещественный состав и условия седиментации золотоносных черносланцевых комплексов» охарактеризованы петрографические разновидности черных сланцев, определены содержания петрогенных, редких и рассеянных элементов, проанализированы концентрации органического вещества и распределение золота в породах. На этой основе выявлена роль вулканогенного материала в черносланцевых толщах и его влияние на фоновую золотоносность пород, определены фациальные условия седиментации и геодинамические обстановки накопления углеродисто-терригенных осадков.
Характерной формационной чертой рудовмещающих пород Джагдинской золотоносной провинции является повсеместное наличие в них рассеянного органического вещества (РОВ). Средние содержания Сорг в метапелитах и в метапсаммитах изменяются от 0,30% до 0,96% и от 0,17% до 0,37%,
соответственно. Доказано [37], что при метаморфизме пород произошла потеря около 20 % Сорг, израсходованного на редукцию железа, и, следовательно, его концентраци в первичных осадках были на 20 % выше аналитических данных.
Детальное изучение химического состав углеродистых пород позволило выделить среди них два геохимических типа: натриевый И калиевый [13]. Породы с натриевым типом щелочности характеризуются повышенным (для пелитов) содержанием КагО (2,43-4,87%) при нормальном содержании КгО (2,19-4,21%). Породы с калиевым типом щелочности характеризуются обычными для пелитов содержаниями КгО и №гО. Отношение Ка20/Кг0 варьирует от 0,06 до 0,28. Эти породы отмечаются лишь в нескольких местах в виде относительно маломощных горизонтов и линз. Наиболее широкое распространение они имеют на западном фланге Селемджинского района.
Калиевые черные сланцы характеризуются разнообразием химического состава, содержат сульфиды и железо-магниевые карбонаты. Выделяются прежде всего филлиты и филлитовидные сланцы, имеющие первично-глинистый состав. Другая группа пород с калиевым типом щелочности — кварцитовидные сланцы и кварциты, постоянно встречающиеся в составе вулканогенно-терригенных толщ. Среди калиевых пород часто отмечаются сланцы с повышенной карбонатностью.
Подавляющее большинство углеродистых пород рассматриваемых районов относится к натриевому типу. Химический состав их в целом отличается значительной однородностью в вертикальном разрезе и по латерали [14, 16]. Изменение содержаний большинства микроэлементов по вертикали не закономерны и статистически не значимы. Исключение составляют низы разреза (афанасьевская, ипатинская и саларинская свиты). Средние содержания Ы и /г в них выше в два раза, Си и А в три раза, а концентрации Со и N1 возрастают на порядок, т.е. в геохимическом отношении углеродисто-теригенные образования перечисленных свит заметно отличаются от вышезалегающих пород.
Содержания золота примерно одинаковы в метапсаммитах и в метапелитах. Метапелиты и метапсаммиты самырской, ипатинской и афанасьевской свит, претерпевшие сегрегационную дифференциацию и более интенсивный метаморфизм содержат золото в заметно меньших количествах, чем в других свитах. Слюдистые кварциты и метавулканиты основного состава сагурской и златоустсвской свит характеризуются повышенным содержанием золота (3,2-4,7 мг/т). Однако уже в самырской свите фон золота более чем на
половину уменьшается и становится соизмеримым с метапелитами этой свиты, а в саларинской свите становится даже меньше, чем в парасланцах.
Применение методики Н.М.Страхова, (1976), разработанной им для выявления субмаринных эксгаляционно-гидротермальных отложений, дало возможность обнаружить подобные образования в разрезе черносланцевых толщ региона. Ими оказались кварцитовидные сланцы и кварциты. Они распространенны на всех стратиграфических уровнях рудовмещающего разреза в виде маломощных прослоев и линз, обычно в ассоциации с вулканитами основного состава, а в верхах разреза имеют самостоятельное значение. Кварциты и кварцитовидные сланцы представляют собой светло-серые и серые массивные и сланцеватые породы, часто со светлыми слюдами на плоскостях сланцеватости. Иногда встречаются красноватые и коричневатые разности, напоминающие по внешнему облику яшмы. В них часто встречаются черные минералы марганца. Содержание марганца в пробах иногда достигает 12 %. В шлифах кварцитовидных сланцев обнаруживаются остатки радиолярий, указывающих на их первично осадочную кремнистую природу (Эйриш и др., 1998). При метаморфизме эти породы приобретают зеленоватую окраску за счет фуксита и в них появляются гранат и пирротин. В этих породах концентрация Мп, Со, Си, N1, Мо, УЬ и Аи значительно превышает их содержания в терригенных осадках. В отдельных участках концентрация золота достигает десятых долей г/т и выше (Ворошиловское м-е). При анализе содержаний микроэлементов в метатерригенных породах устанавливается, что парапороды ипатинской. саларинской и афанасьевской свит обогащенны этими элементами, что позволяет сделать вывод о заметном влиянии эксгалятивного материала на геохимию терригенных осадков нижней части изучаемого разреза. А сами эксгаляционно-осадочные сульфидно-кремнистые образования рассматриваются нами как объекты предрудной золотоносной минерализации.
Реконструкции первично-осадочного минерального состава были выполнены для всех типов парапород графическим методом с использованием диагностических диаграмм А.А.Предовского (1970) и А.Н.Неелова (1977), а также путем пересчетов химических анализов на компоненты осадочной породы по методике О.М.Розена (1970). Предварительно использовался ряд треугольных диаграмм В.В.Закруткина и В.Е.Закруткина (1977), позволяющих оперативно установить набор первично осадочных минеральных компонентов.
По результатам литохимических пересчётов [14, 16] углеродисто-мегаморфические породы являются существенно глинистыми образованиями. Суммарные содержания глин, обычно, превышают 50%. Во всех случаях глины
имеют преобладающий гидрослюдистый состав. В натриевых сланцах в заметных количествах (около 10%) всегда присутствует монтмориллонитовая глина, в калиевых сланцах - каолинитовая. Свободный кремнезём органогенно-хемогенной природы характерен для натриевых сланцев, где составляет довольно большую долю первичного осадка (20-40%). Свободные оксиды железа характерны только для кварцитов. Специфическим в рассчитанных составах является наличие №С1, в составе которого увязан избыток возникающий при литохимических пересчетах. Содержания
№С1 получились довольно однообразными во всех районах и на разных стратиграфических уровнях (2-4%), что сопоставимо с соленостью морских вод и свидетельствует о его мобилизации из поровых вод осадков [3].
Выявлены различные типы геодинамических обстановок накопления осадков рудовмещающего черносланцевого комплекса с натриевым типом щелочности. Нижняя его часть (афанасьевская, самырская, ипатинская и саларинская, свиты) соответствует вулканогенно-кремнисто-граувакковой формации, накапливающейся в обстановке океанического ложа. Геохимически она отличается от перекрывающих ее формаций относительно повышенными содержаниями в терригенных породах.
Средняя часть рудовмещающего комплекса (талыминская, златоустовская и сагурская свиты) отнесена нами к вулканогенно-кремнисто-обломочной формации, характеризующейся чередованием мощных толщ песчаников и алевролитов с подчиненными прослоями вулканогенных и кремнистых пород и пачками ритмичного переслаивания песчаников и алевролитов. Накапливалась она в обстановке подножия континентального склона. Характерной особенностью этой формации является слабая дифференцированность по химическому составу, слагающих ее терригенных пород. Геохимически она отличается от предыдущей формации заметно пониженными содержаниями Мп, Бг, N1 и Со в терригенных породах.
Верхняя часть рудовмещающего комплекса (токурская, экимчанская и амнусская свиты) отнесена к флишоидной формации. Она характеризуется ритмичностью разных порядков и включает мощные толщи песчаников, алевролитов, аргиллитов с подчиненными прослоями кремнистых пород и пачки их ритмичного переслаивания., Накапливалась эта формация в обстановке континентального склона. Слагающие ее терригенные породы по геохимическим характеристикам практически не отличаются от аналогичных пород предыдущей формации, однако они более дифференцированы по химическому составу.
Углеродистые филлиты с калиевым типом щелочности являются существенно глинистыми образованиями каолинит-гидрослюдистого состава [7]. По результатам литохимических пересчетов в них устанавливается примесь карбонатов железо-магниевого состава (до 10-15%). Ассоциация калиевых филлитов с карбонатными и углеродисто-кремнистыми отложениями (фтанитами), а также относительно небольшая суммарная мощность разреза позволяют рассматривать их в составе карбонатно-фтанитовой (по Беккеру, 1965) формации. Геохимическая обстановка в этих осадках оценивается как восстановительная, что обусловило развитие осадочно-диагенетических сульфидов. Приведенные данные свидетельствуют о накоплении карбонатно-фтанитово-глинистых осадков рудовмещающего комплекса с калиевым типом щелочности в обстановке шельфа.
В главе 3 «Постседиментационные преобразования пород золотоносных черносланцевых комплексов» рассмотрены стадийность и зональность постседиментационных преобразований, изучены типоморфные признаки метаморфических минералов, особенности преобразования рассеянного органического вещества, флюидные включения в метаморфических минералах. На этой основе выявлены термодинамические условия и флюидный режим эпигенетических преобразований. Проанализированы соотношение интрузивного магматизма и метаморфизма, поведение золота и других рудообразующих элементов в условиях катагенеза и метаморфизма пород черносланцевых комплексов. Все это позволило выявить основные признаки зональности постседиментационных преобразований и закартировать зоны эпигенетических преобразований (см. рис.), определить обедненные золотом участки пород, интерпретируемые как области выноса. Проведенные исследования позволили также выявить стадийность постседиментационных преобразований и выделить диагенетическую и катагенетическую стадии литогенеза и зональный динамо-термальный метаморфизм.
Диагенез. Неметаморфизованные породы и руды, прошедшие лишь стадию диагенеза в пределах изученного региона не встречаются. Более того, все породы и руды подвергались дислокациям за счет неоднократно проявлявшихся тектонических движений и метаморфизму. Поэтому выявление этой стадии литогенеза проводилось по реликтам диагенетических минералов и их косвенным типоморфным свойствам.
Наиболее широко распространенными диагенетическими минералами в терригенных породах являются сульфиды железа, карбонаты, опал и халцедон и др. (Пустовалов, 1940). Особенно характерны формы пирита, связанные с
бактериальным минерагенезом (Скрипченко, 1969; 1970; Кизильштейн, 1975; Сгее1шап, 2000; Кизильштейн, Наставкин; 2003).
Диагенетические минералы в перекристаллизованном виде отмечаются в отдельных участках литолого-стратиграфического разреза изучаемых черносланцевых толщ, соответствующих отложениям шельфа (карбонатно-фтанитовая формация). К ним отнесены включения Ca-Mg-Fe карбонатов в филлитовидных сланцах и округлые выделения тонкозернистого кварца в карбонатных прослоях, а также гнездовые скопления и вкрапленность пирита.
Особого внимания заслуживают фтаниты, обладающие пятнистой текстурой. Такие породы в геологической документации выделяются как брекчии, милониты или метасоматиты. Эти образования представляют собой плотные, темно-серые до черных породы, состоящие из большого количества округлых и линзовидных выделений кремнистого вещества (овоидов), превращенного в настоящее время в тонкозернистый кварц. Границы овоидов с вмещающим карбонатно-глинистым или кремнистым матриксом нечеткие, расплывчатые. "Эти породы содержат органический углерод, часто несут рассеянную и гнездовую вкрапленность мелких - сульфидов и, иногда пересечены прожилками позднего кварца и поздних сульфидов. Именно такими образованиями представлены рудные тела сульфидно-вкрапленного типа Маломырского и Лысогорского месторождений [11]. По указанным выше признакам они имеют диагенетическое происхождение. Первично диагенетическая природа пирита в них предполагается по наличию, реликтов колломорфных структур, зональному строению зерен, дырочному типу проводимости, преобладанию N1 над Со (Рамдор, 1962; Богуш, Старостин, 1982). Золото в этом пирите, устанавливается только по результатам химического анализа. При растворении в серной кислоте такого пирита с относительно высоким (50 г/т) содержанием золота, не обнаружено частиц благородного металла. Поэтому предполагается, что золото находится в раннем пирите в атомарном состоянии, что связано скорее всего с прижизненным накоплением его живым органическим веществом. Все это позволяет рассматривать диагенетическую сульфидную вкрапленность в шельфовых карбонатно-фтанитово-терригенных отложениях в качестве объектов предрудной золотоносной минерализации.
Катагенез. Породы, прошедшие стадию катагенеза объединены нами в первой зоне эпигенетических преобразований, которая по существу еще не является зоной метаморфических пород. В ней сохраняются первично осадочные текстуры и структуры алевропелитовых, псаммитовых и
кремнистых пород, характерна разная интенсивность текстурно-структурных и минеральных изменений в переслаивающихся осадочных породах, зависящая от их первичного литологического состава, а также наличие гидрослюд не перешедших в серицит. Все это не позволяет отнести преобразования зоны I к собственно метаморфическим, а предполагает их катагенетическую природу. Для этой зоны характерны так называемые «горизонты включений», представляющие собой породу, состоящую из угловатых обломков аргиллитов и аллевролитов, беспорядочно расположенных в песчаном матриксе. Геологами-съемщиками они картируются как седиментационные брекчии, образовшиеся в результате подводно-оползневых явлений (Эйриш и др., 1998). Однако, судя по геологической ситуации, расположению этих пород в подэкранной толще в антиклинальной структуре, и однообразному составу обломков они образовались при катагенезе в результате выделения избытка вод из зон разуплотнения и создания аномально высоких пластовых давлений (АВПД), как это показано в работе (Холодов, Шмариович, 1992).
В породах зоны катагенеза широко развиты послойные и секущие кварцевые жилы и жильно-прожилковые зоны не обнаруживающие связи с интрузивным магматизмом и (или) метаморфизмом [1, 9, 13]. Особо значительные по масштабам зоны кварцево-жильной минерализации вскрываются в плотике аллювиальных россыпей золота [12,17]. Состав водных вытяжек из этих кварцев отражает особенности состава боковых пород [27]. По результатам пробирного анализа в жильном кварце из таких зон повсеместно установлены повышенные содержания золота (0,п г/т и выше). Это позволяет считать такие элизионно-катагенетические жильно-прожилковые зоны объектами предрудной золотоносной минерализации.
Метаморфизм. В куполовидных структурах породы подвержены динамо-термальному метаморфизму с образованием концентрически-зональных ареалов [4]. По структурно-минералогическим критериям здесь выделены зоны II, III и IV. Для каждой из них характерны собственные метаморфические парагенезисы и индикаторные минералы: в зоне II - стильпномелан, в зоне III -стиль пномелан и биотит, в зоне IV - биотит и гранат [14,16].
Результаты рентгено-структурного анализа показали, что РОВ, выделенное из пород зоны I, является бесструктурным веществом, т. е. оно не является графитом [37]. По разным данным графитизация РОВ при метаморфизме начинается при 200-250°С. Именно эти температуры являются максимально возможными для катагенетических преобразований пород зоны I. Переход стильпномелановой зоны (II) в стильпномелан-биотитовую (III)
осуществляется путем постепенного замещения стильпномелана и мусковита биотитом. По экспериментальным данным он осуществляется при давлении 4 кбар и температуре 445±10°С. Максимально возможная температура метаморфизма IV зоны определяется устойчивостью мусковита в присутствии кварца и альбита, которая по экспериментальным данным (Вельде, 1969; Маракушев, 1973) распространяется до 520°С, что подтверждается минералогическими и термобарогеохимическими данными [12].
Установленное в гранатах возрастание концентрации СаО в оболочках относительно ядерных зон можно объяснить, исходя из данных по другим регионам. Так, при изучении гранатов разных фациальных серий метаморфизма, установлено влияние давления на повышение в них содержания СаО (Макрыгина, Ширяева, 1980). Для гранатов из гнейсов Кольского полуострова выявлена прямая зависимость содержания СаО от давления (Беляев, Петров, Реженова, 2000). Проведенные нами расчеты показывают, что образование гранатов в изучаемых метаморфических сланцах происходило при устойчивом возрастании давлениях от 7,7 кбар в начале кристаллизации до 9,0 кбар - в конце. Таким образом, фиксируемая зональность гранатов может быть объяснена локальным возрастанием давления в ядрах куполовидных структур в ходе прогрессивного метаморфизма. Это и изложенные выше данные хорошо согласуются с геологической позицией метаморфических сланцев зоны III и IV - положением их в ядрах куполовидных структур под экранирующей толщей метавулканитов и метапелитов. Такая обстановка предполагает локальное возрастание давления флюида, что приводит к наиболее полной реализации процессов раскристаллизации минералов в возникающих при этом условиях термостатирования (Летников, Нарсеев, 1971).
Вопрос о миграционной подвижности химических элементов в условиях метаморфизма до сих пор является дискуссионным. Поскольку метаморфические зоны в общих чертах конформны стратиграфическим границам, то не представляется возможным изучить изменение содержаний различных элементов путем непосредственного прослеживания одного и того же пласта (или пластов) пород вкрест простирания изоград метаморфизма. Для решения рассматриваемого вопроса нами сопоставлены между собой однотипные разности пород, находящиеся в разных зонах метаморфизма [34]. В результате выявлены однонаправленные во всех типах пород тенденции: закономерно увеличиваются по мере усиления метаморфизма концентрации Бп, N1, Со, Си и РЬ, что связано с привносом этих элементов из гранитизируемого субстрата. Прямо противоположенным образом ведет себя
золото, его концентрации уменьшаются во всех типах пород и объектах предрудной минерализации в соответствии с усилением метаморфизма (табл. 1), что связано с отгонкой этого элемента из наиболее высокотемпературных зон. Таким образом, породы подэкранных ядерных частей сланцевых куполов вместе с объектами предрудной минерализации можно рассматривать как область выноса золота и других рудообразующих элементов при метаморфогенном рудообразовании.
Таблица 1. Изменение концентраций золота (мг/т) в объектах предрудной литогенной минерализации и вмещающих породах в связи с динамо-термальным метаморфизмом
Зоны метаморфизма I И Ш IV
Эксгаляционные сульфидно-кремнистые образования 14,0... 540,0 4,1 1,3 2,0
Участки диагепетической пиритизации 161,0... 242,0 4,6 - -
Монофракции чистого кварца ю рудных жил 9,6 ..71,0 7,9 4,5 2,4
То же, из безрудных жил 7,2... 56,0 7,1 4,1 2,5
Углеродисто-терригенные породы 4,8 3,2 1.6 2,2
Океанические мстабазальты - 4,0 1,6 1,0
В главе 4 «Месторождения золота в черносланцевых комплексах Амуро-Охотской области» приведены характерные особенности геологического строения золоторудных полей и месторождений, выделены вещественно-морфологические типы золотоносной минерализации и определены литолого-структурные условия локализации рудных тел, приведены результаты текстурно-структурного и парагенетического анализа руд и выявлены их геохимические особенности, типоморфные признаки главных рудообразующих минералов, проанализировано соотношение золотой и вольфрамовой минерализации в золоторудных месторождениях, охарактеризованы также некоторые особенности россыпной золотоносности и показана связь аллювиальных россыпей с коренными источниками.
В опубликованной металлогенической систематике золоторудных месторождений Дальнего Востока России, основанной на приуроченности их к определенным геотектоническим структурам и уровням глубинности интрузивного магматизма (Моиссснко, Эйриш, 1996), все месторождения в черносланцевых комплексах Амуро-Охотской области располагаются в одной классификационной ячейке. Независимо от состава и морфологии рудных тел они отнесены к мезогипабиссальным месторождениям, образовавшимся в раннеорогенную стадию развития геосинклинального складчатого комплекса в связи с внедрением слабо магнитных калий-натриевых гранитоидов. В более поздней классификации Л.В.Эйриша (2002), они подразделены на гипабиссальные, локализованные в верхнем (терригенном) этаже, и мезоабиссальные, локализованные в нижнем (вулканогенно-терригенном)
этаже палеозойского геосинклинального комплекса. Однако и в этом случае в одном классификационном типе оказываются месторождения принципиально отличающиеся между собой по вещественному составу руд и морфологии рудных тел. По этим признакам нами выделены кварцево-жильный и сульфидно-вкрапленный минерально-морфологические типы [5, 13]. Они отвечают по классификации Н.В.Петровской (1973) малосульфидному типу золото-сульфидно-кварцевой формации и золото-сульфидной формации соответственно. Их также можно соотнести с выделяемыми Н.К.Курбановым и др., (1992), Ч.Х.Арифуловым и др., (1994) золото-кварцевой и золото-сульфидной субформациями единой золото-углеродистой формации или с семейством экзогенно-эндогенных месторождений золото-углеродистого формационного типа (Фогельман, Константинов, Курбанов, 1995), в котором также выделяются золото-кварцевый малосульфидный подтип и золото-сульфидные зоны прожилково-вкрапленной минерализации. Выделяемые нами минерально-морфологические типы месторождений более всего отвечают золото-кварцевому жильному-штокверковому в сланцевых комплексах и золото-сульфидному вкрапленному-прожилковому в черносланцевых комплексах геолого-генетическим типам по классификации гидротермальных золоторудных месторождений Ю.Г.Сафонова (1997). Однако, в последнее время появляется все больше данных о совмещении указанных типов золоторудной минерализации в пределах одного месторождения (Волков, 1995; Волков и др., 2002; Сидоров, Волков, 1998, 2001; Сидоров, Томсон, 2000). В изучаемом регионе разные типы руд также иногда встречаются в составе одного рудного поля. Вышесказанное предполагает многообразие факторов, обеспечивающих обособленное или совместное проявление золотого оруденения различного минерально-морфологического типа в черносланцевых комплексах. Именно с этих позиций проанализированы особенности геологического строения и вещественного состава месторождений.
Текстурно-структурные особенности сульфидно-прожилково-
вкрапленных руд свидетельствуют о многократности и многообразии процессов минералообразования [33]. Отложение наиболее ранних рудообразующих минералов Маломырского, Унгличиканского и Лысогорского месторождений произошло в условиях диагенеза (о чем свидетельствуют наличие признаков колломорфных структур, дырочный тип проводимости пирита и преобладание в нем N1 над Со) при решающей роли микроорганизмов, как это недавно показано на примере меднорудных месторождений Южной Австралии (Сгее1тап, 2000). Участки осадочно-диагенетической
минерализации названных месторождений имеют четкий литолого-стратиграфический контроль, выражающийся в их избирательной приуроченности к пачкам переслаивания фтанитов, терригенных и карбонатных пород, отложившихся в мелководных условиях шельфа.
Другой тип сульфидно-прожилково-вкрапленных руд связан с эксгаляционно-осадочными золотоносными сульфидно-кремнистыми залежами, которые выявляются в пределах рудных полей по Ре+Мп/П-модулю Н.М.Страхова и геохимически отличаются от осадочно-диагенетических сульфидов высокими содержаниями N1, Со, Си и др. рудных элементов, при этом Со преобладает над N1. Они выделены в качестве самостоятельных рудных тел на Ворошиловском месторождении и в форме относительно слабо золотоносных участков в основании разрезов многих кварцево-жильных месторождений (Токурского, Сагурского, Харгинского, Бурового и др.).
Установлена перекристаллизация диагенетических и эксгаляционно-осадочных сульфидно-вкрапленных руд и обеднение их золотом при региональном динамо-термальном метаморфизме. В условиях мезозойской тектоно-магматической активизации пологие тектонические зоны дробления избирательно развивались в наиболее анизотропных по физико-механическим свойствам пачках переслаивания различных пород, несущих первичную сульфидную вкрапленность. Именно такие участки являются наиболее благоприятными для проявления пострудных надвигов и взбросов (Константинов, 1993). При этом, ранние агрегаты золотоносных сульфидов подверглись катаклазу (месторождение Лысогорское) и гидротермально -метасоматической переработке (месторождения Маломыр и Унгличикан, а также участки эксгаляционной сульфидно-кремнистой минерализации Токурского и Сагурского месторождений, Софийского рудного поля и др.). В результате были созданы структурные предпосылки для позднего, преимущественно редкометального и золото-серебрянного орудеиения, накладывающегося на более ранние золотоносные ассоциации [22,39].
Среди золотоносных кварцевых жил выделяются согласные и секущие. Согласные жилы являются более ранними и экранируют более поздние секущие жилы. Залежи сульфидно-вкрапленных руд также экранируют секущие кварцевые жилы. В местах сопряжения пологих и крутых рудных тел иногда образуются рудные столбы. Наиболее продуктивные жилы развиты на Токурском месторождении в южном крыле Челогорской антиклинали. Они протягиваются вдоль приконтактовой зоны токурской и экимчанской свит с
востока на запад почти на 10 км. Обычно золотоносные жилы следуют пластам, изгибаются вместе с ними, местами пересекают их под косыми углами.
Структурно-текстурные особенности согласных кварцево-жильных тел свидетельствуют о том, что отложение кварца происходило главным образом путем заполнения полостей, которые образовались в породах в результате гидроразрывов в зонах АВПД. Температуры гомогенизации первичных существенно водных газово-жидких включений (ГЖВ) в кварце составляют 140-220 °С [10]. Совместно с кварцем откладывался и ранний волокнистый пирит с повышенным содержанием мышьяка. Образование калиевого полевого шпата, кристаллических арсенопирита и пирита происходило в результате проявления регионального динамо-термального метаморфизма пород и руд [15, 26, 29, 30] и под воздействием мезозойских малых интрузий. Об этом свидетельствует грубая перекристаллизация жильного кварца и волокнистого пирита, по которому развиваются кристаллобласты арсенопирита. Температуры гомогенизации наложенных водно-углекислотных ГЖВ в кварце составляют 260-380 "С и зависят от степени метаморфизма [10]. Пластическое углеродистое вещество под действием давления перераспределяется и заполняет трещинки дробления в кварце с образованием мелких вторичных прожилков. Происходит распад твердых растворов, в результате которого в арсенопирите образуется эмульсионная вкрапленность самородного золота [39]. Высокая.температура образования в условиях повышенного давления обнаруживается и для полиметаллической ассоциации сульфидов месторождений (ланцетовидные двойники превращения в халькопирите), расположенных на участках, где метаморфизм проявлен с максимальной для региона интенсивностью.
Признаки регенерации и переотложения ранних сульфидов и золота под действием метаморфизма выявлены ранее в кварцево-жильных месторождениях Верхояно-Колымской области (Еремин, Осипов, 1974; Бортников и др., 1998; Гамянин и др., 2000).
Секущие кварцевые жилы в Селемджинском районе локализуются в разрывных структурах позднсмсзозойской тектоно-магматическон активизации и пространственно ассоциируют с малыми интрузиями. Последние являются более поздними по отношению к золотоносным жилам. Они пересекают их, оказывают метаморфизующее воздействие на жильный кварц и самородное золото. Геолого-структурные особенности локализации секущих кварцевых жил Софийского рудного поля Ниманского района иные, чем в месторождениях Селемджинского района. Они определяются их расположением в широкой полосе, вытянутой в запад-северо-западном
направлении вдоль оси Правобуреинской куполовидной структуры. Жилы локализуются в разно ориентированных полостях и трещинах, которые приоткрывались в результате складчатых и сопутствующих им разрывных деформаций пород [12]. Состав ГЖВ и элементов-примесей в кварце жил Софийского рудного поля, морфология арсенопирита, крупность и пробность самородного золота испытывают зависимость от степени метаморфизма [39].
Золотоносные районы Амуро-Охотской области характеризуются однообразием генетических типов россыпей, среди которых выделяются делювиально-аллювиальный и аллювиальный [17]. Делювиально-аллювиальные россыпи отмечаются в виде прерывистых участков на террасах долин крупных рек, а также в верховьях долин I порядка. Наиболее широкое распространение имеют аллювиальные россыпи. Подавляющее большинство из них относятся, в соответствии с классификацией НАШило (2000), к долинному типу. Максимальная продуктивность россыпей связана с нижними слоями аллювия, включающими щебень коренных пород. Характерной особенностью петрографического состава золотоносного аллювия является широкое развитие (до 60% от общего количества обломков) щебня и гальки жильного кварца. Непосредственно в плотике россыпей, при зачистке эксплуатационных гидравлических полигонов, нами также наблюдались, документировались и опробовались крупномасштабные кварцево-жильно-прожилковые зоны с коэффициентом жильного заполнения более 20 %. Результаты пробирного анализа несколько сотен проб кварца из этих зон показали постоянное присутствие в них относительно небольших концентраций золота (в среднем 0,п г/т); в пробах-протолочках этих проб обнаружены частицы относительно крупного самородного золота. Это свидетельствует о том, что большинство золотоносных россыпей изучаемого региона связаны с крупнообъемными зонами концентрации относительно слабо золотоносных кврцевых жил и прожилков, которые в предыдущей главе охарактеризованы как объекты предрудной элизионно-катагенетической минерализации.
В главе 5 «Закономерности размещения и особенности формирования золоторудных месторождений в черносланцевых комплексах» рассмотрены положение оруденения в стратиграфическом разрезе, структурная позиция рудных полей и месторождений, литолого-геохимические условия локализации золотоносной минерализации, влияние метаморфизма на золотое оруденение. Отдельно проанализирована роль рассеянного органического вещества в формировании месторождений золота, а также дана сравнительная характеристика золотоносности черносланцевых комплексов других регионов.
Положение оруденения в стратиграфическом разрезе определено нами путем подсчета количества месторождений и рудопроявлений, а также россыпей, приходящихся на определенную свиту. В целом они распространены среди всех стратиграфических подразделений черносланцевого комплекса. Наиболее бедны месторождениями золота крайние его члены - саларинская и амнусская свиты. Отдельные максимумы рудоносности в разных районах приходятся на различные стратиграфические уровни. В пределах выделенных стратиграфических уровней оруденение локализуется неравномерно, преимущественно в нижних частях алевропелитовых толщ на контакте с подстилающими песчаниковыми толщами [1]. Обнаружено также, что кривая распределения россыпной золотоносности по стратиграфическим подразделениям почти в деталях повторяет кривую рудной золотоносности, что свидетельствует о тесной связи россыпного золота с известными в регионе коренными источниками.
На разных рудных полях локализация поздних кварцевых жил контролируется различными по происхождению структурами. На Токуре и Харге - это структуры мезозойской тектоно-магматической активизации, а в пределах. Софийского рудного поля - это разломы сопряженные с поздним этапом пликативных деформаций завершающей стадии становления Правобуреинского сланцевого купола и структурно-метаморфической зональности в целом [12].
Установлено, что пространственное совпадение прожилково-вкрапленной сульфидной минерализации и пологих тектонических зон дробления и милонитизации имеет литолого-стратиграфическую природу. Разломы избирательно развиваются в пределах пачек с наиболее пестрым по составу набором пород, и с рассеянной сульфидной минерализацией т. е., к наиболее слабым в физико-механическом отношении участкам разреза. Именно такие участки являются наиболее благоприятными для проявления пострудных надвигов и взбросов. В результате создаются структурные предпосылки для позднего, преимущественно редкомстального и золото-ссребрянного оруденения, накладывающегося на более раннее золотое.
Литолого-геохимические условия локализации золотого оруденения определяются вещественным составом и первичной природой рудовмещающих толщ. Изучение химического состава пород, непосредственно вмещающих золотоносную минерализацию различных минерально-морфологических типов, и результаты реконструкции их первичного состава указали на разнообразие их генезиса, - от метаморфизованных осадочных, эксгаляционно-осадочных и
вулканогенных до метасоматических. Не смотря на это, выявлены некоторые общие особенности химизма всех этих пород, характерные для различных минерально-морфологических типов развитого в них оруденения [24,31].
Золотоносные кварцевые жилы локализуются в различных по исходному и химическому составу породах, общей особенностью которых является аномально высокая щелочность и преобладание натрия в сумме щелочей. По этой особенности они практически не отличаются от пород, изученных в опорных разрезах за пределами рудных полей и месторождений. В некоторых случаях отмечается корреляция отдельных петрохимических характеристик вмещающих пород с золотоносностью кварцевых жил. Так, на Токурском месторождении наиболее богатые рудные жилы залегают в углеродистых метапесчаниках с относительно повышенной величиной отношения CaO/MgO (1,96) и относительно пониженными величинами отношений РеОЛ-егОз (1,54) и ^гО/КгО (0,62), что может быть использовано для прогноза степени золотоносности слепых кварцевых жил.
Среди пород с золотоносной сульфидно-вкрапленной минерализацией выделяется два типа [13]. Общей их особенностью является преобладание К.2О над В первично осадочном отношении первый тип пород представлял
существенно глинистые осадки с осадочно-диагенетическими сульфидами, Ре-Mg карбонатами и кремнистыми овоидами, приуроченных к участкам литолого-стратиграфического разреза с известняками и фтанитами, указывающие на мелководный характер седиментационного бассейна, пассивный тектонический режим и периодическое отсутствие терригенного сноса. Второй тип представлен глубоководными кремнисто-глинистыми и существенно кремнистыми осадками с повышенными содержаниями Ре, Мп, Со, N1 и др. рудных элементов. Они приурочены к участкам разреза с метабазальтами и эксгаляционно-осадочными сульфидно-кремнистыми образованиями.
Одной из дискуссионных проблем минерагении углеродисто-терригенных комплексов Амуро-Охотской области и других подобных регионов является взаимоотношение золотого оруденения и метаморфизма. Считается, что золото мигрирует из амфиболитовой зоны и концентрируется в условиях зеленосланцевой фации метаморфизма (Буряк, 1982; Вилор, и др., 2002). Однако, масштабные проявления золотого оруденения в «амагматичных» зонах терригенных комплексов, не претерпевших даже зеленосланцевый метаморфизм (например, в Верхояно-Колымских мезозоидах) не позволяют признать такой механизм универсальным.
В изучаемом регионе золоторудные месторождения распространены во всех четырех, выделенных нами зонах эпигенетических преобразований пород, - в зоне катагенеза и остальных трех зонах различных субфаций зеленосланцевой и эпидот-амфиболитовой фаций метаморфизма. В связи с этим имеется возможность оценить роль и степень влияния метаморфизма на вещественно-морфологические и другие особенности месторождений.
Наиболее информативной является пробность самородного золота как единственного полезного компонента руд. В связи с этим, нами собраны все имеющиеся сведения о пробности самородного золота из россыпных и коренных месторождений, локализованных в различных зонах метаморфизма (табл. 2), из анализа которых следует, что каждому району свойственна своя, присущая только ему пробность самородного золота. Золотоносные районы, отличающиеся высокой пробностью благородного металла, характеризуются отсутствием мезозойских и более древних интрузий или крайне редким их проявлением. Это свидетельствует об отсутствии в пределах таких районов значительных по масштабам долгоживущих зон проницаемости, по которым глубинное вещество могло бы проникать в толщи осадочных пород. В многочисленных золотоносных кварцевых жилах, которые имеются в них и детально изучены нами на примере Софийского рудного поля Ниманского района [26, 39], обнаруживается крайне бедный спектр сульфидных минералов и в очень незначительных количествах. Последнее, как показано на примере месторождения Мурунтау (Маракушев, Хохлов, 1992; Маракушев и др., 1997), обусловлено весьма малой концентрацией рудных элементов и серы в рудообразующих растворах, что и привело к отложению золота с минимальным количеством примесей и высокой пробой. Это подтверждается отсутствием иона серы и существенным преобладанием иона хлора в анноной части ГЖВ из кварцево-жильных руд и обратным соотношением названных ионов в ГЖВ из сульфидно-прожилково-вкрапленных руд с относительно низкопробным золотом. Отсутствие проявлений интрузивного магматизма и наличие рудных жил с высокопробным золотом в породах, не претерпевших метаморфизм, подтверждает возможность формирования золотоносных жил за счет эксфильтрационных хлоридных растворов уже на стадии катагенеза. Последующее проявление локального контактово-термального метаморфизма, в соответствие с результатами исследований В.Г.Моисеенко (1962; 1977), приводит к укрупнению частиц самородного золота и его пробности в рудах. К аналогичному результату приводит региональный динамо-термальный мегаморфизм, под воздействием которого текстуры и структуры руд и
Таблица 2.' Сопоставление пробности самородного золота из коренных и россыпных месторождений золотоносных районов Амуро-Охотской складчатой области со степенью метаморфизма вмещающих пород
Месторождение Горизонт месторождения, или фланг рудного поля Средняя проба золота (%о) Зона метаморфизма
в рудах в россыпях
Месторождения ква рцево-жилыюго типа
Ясное - 720' '812''
Токурское верхний 717' 788... 8252 -1
средний 746' I
нижний 773' 1
Сагурское 688.. 7735 800' III
Харгинское верхний 875' 843... 8902 II
средний 8811 111
нижний 889' И!
Афанасьевское - 870.. 910' 882.. 900' IV
Софийское рудное поле крайний западный ? 9044 I
западный 940" 909... 915" II
центр 9434 920* III
восточный 951* 924.. 927' IV
Месторождения сульфидно-гг рожилково-вкрапленного типа
Ворошиловское - 750' 747... 754' I
Маломырское - 760.. 880-" 800... 877^ II
Унгличиканско - 800.. 850' 847... 848' III
Лысогорское - ? 845* III
Районы россыпной золотоносности
Унья-Бомский в целом по району ? 850... 9005 1-Н
Кербинский в целом по району ? 900.. 9435 н-ш
Значения пробности золота заимствованы из следующих работ:1 - В.Г.Моисеенко, 1977;2- Г.И Неронский, 1985;3- В.А.Буряк, А Е.Пересторонин, 2000; *-С.Г.Парада, С С.Рожков, 2003;5 - В.Г.Моисеенко, Л.В Эйриш, 1996. ? - нет данных
типоморфные свойства рудообразующих минералов изменяются в соответствии с изменением его интенсивности [26, 29, 30, 39]. При этом, фоновые содержания золота в монофракциях кварца уменьшаются (см. табл. 1), а крупность и пробность самородного золота увеличиваются с усилением метаморфизма. Состав ГЖВ из продуктивных кварцев [28] и изотопный состав серы сульфидов [6] также зависят от степени метаморфизма. Все это свидетельствует о наложенном на ранние кварцевые жилы метаморфизме и о формировании метаморфогенных продуктивных растворов за счет вещества более ранних золотоносных объектов.
В последние годы появилось большое количество публикаций по геологии золоторудных месторождений в черносланцевых комплексах, позволяющих выявить общие черты с изучаемыми нами золоторудными объектами Амуро-Охотской области. По вещественному составу, руд и морфологии рудных тел они также четко подразделяются на две группы [5].
В первую группу объединяются месторождения вкрапленных и прожилково-вкрапленных золото-сульфидных руд. Рудные тела представлены стратиформными пластообразными, седловидными, линзовидными, лентовидными залежами (месторождения Сухой Лог, Олимпиадинское, Даугыз) и кососекущими сульфидизированными зонами дробления (месторождения Майское и Маломыр). Содержание сульфидов в рудных телах колеблется от 3 до 8 %. Они представлены разнообразными сочетаниями пирита, арсенопирита и пирротина. Выделяются преимущественно пиритовые (Сухой Лог и Маломыр), арсенопиритовые (Вернинское и Ворошиловское), пирит-арсенопиритовые (Даугыз и Майское) и пирротин-пирит-арсенопиритовые (Олимпиадинское и Ведуга) руды. Тонкое самородное золото тесно связано с сульфидами. На некоторых месторождениях (Сухой Лог, Даугыз, Майское, Ворошиловское) отмечаются более поздние по отношению к сульфидным зонам кварцевые жилы и прожилки.
Во вторую группу объединяются месторождения жильных и жильно-прожилковых (штокверковых) золотокварцевых руд. Рудные тела представлены отдельными субстратиформными пластообразными и седловидными, а также секущими кварцевыми жилами (Дуэт, Юр, Кулар, Емельяновское, Совиное, Токур и др.) и жильно-прожилковыми (штокверковыми) зонами различной морфологии (Мурунтау, Нежданинское, Советское, Наталкинское и др.). Жилы и прожилки сложены более чем на 90% кварцем. Из других жильных минералов повсеместно отмечаются альбит и карбонаты. Специфическими для отдельных месторождений являются полевой шпат, биотит, гранат, серицит, хлорит. Содержание сульфидов от 1-2 до 5%. Везде они представлены пиритом и арсенопиритом в различных соотношениях. В резко подчиненном количестве обнаруживаются сульфиды поздних генераций (сфалерит, галенит, халькопирит, пирротин, марказит и др.). Довольно крупные частицы самородного золота располагаются в кварце.
В пределах рудных полей и целых рудных районов обычно развит один из названных типов золоторудных месторождений. Так, например, в СевероЕнисейской провинции четко обосабливаются два рудных района вытянутых параллельно друг другу в северо-западном направлении в соответствии с простиранием складчатых структур. Северо-восточный район включает месторождения только кварцево-жильного типа (Советское, Эльдорадо и др.). В юго-западном районе развиты месторождения сульфидно-вкрапленного типа (Олимпиада, Ведуга и др.). Аналогичная ситуация отмечается и в КызылКумах, где месторождения кварцево-жильного и сульфидно-вкрапленного типа
в основном пространственно разобщены. В Верхояно-Колымской области практически на всем ее протяжении все золоторудные месторождения представлены только кварцево-жильным типом. В наиболее изученной Яно-Колымской части все 54 месторождения и более 400 рудопроявлений относятся к малосульфидной золото-кварцевой формации (Абрамович и др., 1999), хотя в последнее время там (на глубоких горизонтах Наталкинского месторождения) отмечаются слабо золотоносные сульфидно-вкрапленные зоны (Волков и др., 2002). В Ленской провинции сульфидно-вкрапленные руды и слабо золотоносные кварцевые жилы отмечаются в пределах одних и тех же месторождений, причем последние образовались позже золотоносных сульфидных зон (Буряк, 1975; 2000). Подобная ситуация наблюдается на Чукотке (Волков, 1995) и в изучаемой нами Амуро-Охотской области.
Все месторождения локализованы в углеродисто-терригенных породах, общей особенностью которых является постоянная примесь рассеянного органического вещества. Содержания в различных районах сильно
отличаются. Так наиболее высокие содержания Сорг (до 6 %) фиксируются в филлитах хомолхннской свиты верхнего рифея, вмещающих месторождение Сухой Лог, наименьшие (0,2-0,5 %) - в филлитах удерейской свиты рифея, вмещающих месторождение Советское. В других регионах содержание Сорг обычно не превышает 1%.
Степень метаморфизма рудовмещающих пород сильно различается, иногда даже в пределах одного рудного поля. Наиболее высокий метаморфизм характерен для Северо-Енисейской провинции. В районе месторождения Эльдорадо это эпидот-амфиболитовая и амфиболитовая фации (Русинова и др., 1999), Олимпиадинского - эпидот-амфиболитовая (Ли, Шохина, 1974), а на Ведуге и в районе Советского месторождения - зеленосланцевая фация (Сазонов и др., 1995). В Ленской провинции все рудовмещающие породы относятся к различным субфациям зеленосланцевой фации метаморфизма (Буряк, 1982). В Верхояно-Колымском поясе и на Чукотке породы рудовмещающего Верхояноского комплекса вообще не метаморфизованы (Волков, 1995; Волков и др., 2002).- Постседиментационные преобразования этих пород относятся к наиболее поздним стадиям литогенеза, - катагенезу и метагенезу и не достигают условий зеленосланцевой фации метаморфизма (Япаскурт, 1999; Япаскурт, Андреев, 1985).
Проведенное сравнение вещественного состава вмещающих черносланцевых комплексов некоторых золотоносных регионов (табл. 3) позволило выявить среди них два основных литохимических типа [24,31].
Таблица 3. Средние химические составы (мас.%) ушеродисто-терригснных пород с золото-сульфидньми (1-Ю) и золото-кварцевыми (11-24) рудами, п - число проб
№№ п/п п Средние содержания, вес % N320/ К20
БЮг ТЮ2 А1203 Ре20з БеО МпО МёО СаО Ыа20 К20 РА
1 .90 62,56 1,18 17,85 2,02 6,14 0,12 3,42 1,42 1,99 3,17 0,13 0,63
2 80 65,65 1,21 18,49 - 6,51 0,05 2,33 0,42 1,92 3,29 0,13 0,58
3 85 62,93 1,08 19,25 2,75 6,21 0,10 2,02 0,61 1,50 3,40 0,15 0,44
4 72 62,55 1,10 18,41 3,56 6,33 0,12 2,00 0,92 1,47 3,41 0,13 0,43
5 3 67,64 0,98 17,76 5,34 1,52 0,19 1,48 1,18 0,44 3,26 0,21 0,13
6 3 62,30 1,19 21,48 1,50 6,28 0,09 1,47 0,40 0,67 3,44 0,18 0,19
7 8 64,05 0,72 19,50 5,15 1,18 0,07 1,13 0,44 2,18 5,34 0,24 0,41
8 3 58,85 1,05 20,26 2,59 5,46 0,05 3,97 0,88 1,46 5,18 0,25 0,28
9 3 62,91 0,89 19,32 4,90 3,12 0,05 2,22 0,68 0,78 4,96 0,17 0,16
10 I 62,45 0,90 19,22 1,25 6,00 0.0 9 3,33 0,35 1,92 4,27 0,22 0,45
11 10 69,18 0,61 13,73 1,21 3,06 0,03 2,10 1,80 3,82 4.12 0,27 0,93
12 7 65,05 0,80 16,40 2,63 3,83 0,03 2,89 1,10 3,03 4,06 0,18 0,75
13 14 73,85 0,63 12,14 1,03 2,78 0,03 1,93 1,44 3,22 2,76 0,19 1,17
14 8 82,07 0,57 8,12 0,77 1,50 0,04 1,15 1,48 2,62 1,56 0,12 1,68
15 9 77,48 0,69 10,66 0,77 1,74 0,03 1,46 1,03 3,35 2,60 0,19 1,29
16 . 4 68,69 0,64 16,85 1,13 4,12 0,05 1,52 0,68 2,68 3,41 0,23 0,79
17 11 66,57 0,74 16,02 1,29 4,39 0,05 2,89 1,56 3,14 3,19 0,16 0,98
18 10 73,42 0,53 11,91 0,66 2,38 0,07 1,34 3,45 4,43 1,67 0,14 2,65
19 28 70,03 0,48 14,87 1,05 2,84 0,06 1,47 1,95 3,32 3,78 0,15 0,88
20 4 64,80 0,84 16,66 1,63 3,95 0,06 3,27 1,62 2,87 4,06 0,24 0,71
21 11 67,57 0,73 15,35 1,50 3,61 0,07 1,74 2,01 3,86 3,39 0,17 1,14
22 17 64,33 0,83 17,41 1,41 4,07 0,09 2,99 1,46 2,94 4,26 0,21 0,69
23 2 64,54 0,74 17,57 2,28 4,48 0,08 3,28 0,88 2,88 3,07 0,20 0,94
24 3 70,28 0,58 14,86 1,46 3,69 0,07 2,60 0,63 3,15 2,60 0,12 1,23
1-2 углеродистые филлиты среднего-верхнего рифея: 1 - в пределах м-я Сухой Лог, 2 - за его пределами; 3-4 углеродистые филлиты сухопитской серии нижнего рифея, вмещающие м-е Олимпиадинскос; 5-6 песчано-сланцевая толща среднего триаса (м-е Майское, Чукотка): 5 -руды, 6 - рудовмещающие углеродистые сланцы; 7-8 углеродистые сланцы нижнего-среднего палеозоя (м-е Маломыр); 9-10 углеродистые сланцы нижнего палеозоя (м-е Даугыз, Кызыл Кумы): 9 - сульфидоносные, 10 - без сульфидов; 11 - золотоносные породы и руды месторождения Мурунтау по данным скважины 51; 12 - метапсаммиты, 13 - мстаалевролиты, 14 - метапесчаники венда-нижнего палеозоя (м-е Мурунтау) по данным скважины МС-2; 15 -рудовмещающие кристаллические хлорит-альбит-кварцевые сланцы рудного поля Мурунтау; 16-18 рудовмещающие породы кукканской свиты нижней перьми (Якутия): 16 - алевролиты (м-е Нежданинскос), 17 - алевролиты и 18 - песчаники (м-е Дуэт); 19-20 рудовмещающая песчано-сланцевая толща среднего-верхнего палеозоя (м-е Токур): 19 - метапесчаники и 20 -углеродистые филлитовидные сланцы в пределах рудного поля, 21 - метапесчаники и 22 -углеродистые филлитовидные сланцы за пределами рудного поля; 23-24 рудовмещающие породы палеозойского возраста (м-е Рукосуевское, о.Сахалин): 23 - углеродистые филлиты, 24 - филлитизированные песчаники
Первый тип представлен преимущественно первично пелитовыми породами, аналогичными по химическому составу глинам и глинистым сланцам [2, 14]. Второй тип объединяет разнообразные первично пелитовые, алевритовые и псаммитовые породы, общей особенностью которых является аномально высокое для терригенных осадочных образований содержание при нормальном - В калиевых породах преобладают
месторождения сульфидно-вкрапленно-прожилковых. руд. Кварцевые жилы и прожилки встречаются в этих породах, но они являются более поздними по отношению к сульфидным рудам. В натриевых породах развиты месторождения золото-кварцевого жильного и жильно-прожилкового типов. Промышленные руды золото-сульфидно-прожилково-вкрапленного типа в них пока не отмечались.
Выявленная приуроченность золоторудных месторождений различных вещественно-морфологических типов к определенным литохимическим типам углеродисто-терригенных пород может быть использована в качестве литолого-геохимической основы классификации месторождений золота в черных сланцах [5], и представляет собой принципиально новый инструмент прогноза минерально-морфологических типов золотого оруденения.
Сравнительный анализ золотоносных регионов позволил также выделить три продуктивные на золото эволюционные серии черносланцевых комплексов [32, 33], которые накапливались в обстановках: 1) шельфа и 2) материкового склона эпиконтинентальных океанических бассейнов (рифейские черные сланцы Северо-Енисейской и Ленской золотоносных провинций и верхнепалеозойско-нижнемезозойский терригенный комплекс Верхояно-Колымской области, соответственно), 3) океанического ложа узких внутриконтинентальных бассейнов с ограниченным развитием пассивных окраин (палеозойские вулканогенно-кремнисто-терригенные толщи Джагдинской провинции Амуро-Охотской области, а также венд-нижнепалеозойские кремнисто-терригенные толщи Кызыл-Кумской провинции Южного Тянь-Шаня). Каждый из комплексов представляет собой своеобразный тип автономной рудоподготовительной системы, которая, в зависимости от геодинамической обстановки, фациальных условий седиментогенеза, характера и полноты проявления последующих стадий литогенеза, обеспечивает концентрацию рудного вещества в виде крупнообъемных участков относительно слабо золотоносной литогенной минерализации с определенными вещественно-морфологическими признаками [38,41].
В главе 6 «Модели рудообразующих систем в черносланцевых комплексах» охарактеризованы разработанные нами литогенетические модели формирования предрудной сульфидно-кремнистой, сульфидной, и кварцево-жильно-прожилковой минерализации в условиях седиментогенеза, диагенеза и катагенеза черносланцевых комплексов, а также метаморфогенная модель формирования промышленных месторождений золота. Последовательность их формирования отражена в табл. 4.
Седиментационно-диагенетическая модель. Геодинамическая обстановка, обеспечивающая функционирование минералообразующей системы данного типа соответствует локальному прогибу на внешнем шельфе пассивной окраины эпиконтинентального океанического бассейна, совпадающему с гидрофронтом [32]. Следствием этого является автохтонное накопление жизненно важных элементов и золота специализированным фитопланктоном в зоне повышенной биопродуктивности по гидрофронту и осаждение этих элементов с отмирающим планктоном. По мере опускания на дно, отмершие частицы органического вещества сорбировали золото из морской воды. Лавинные поступления их в иловый осадок активизируют процессы сульфат-редукции. Образующийся при этом сульфид железа концентрирует золото, которое десорбируется с частиц органического вещества в условиях повышенной температуры диагенеза. Основным процессом, непосредственно определившим высокие концентрации золота, являлось длительное взаимодействие иловых вод, глинистых, богатых органическим веществом осадков, имевших восстановительную среду, с придонными водами, содержащими свободный кислород и повышенные концентрации золота. Постоянному обновлению придонных вод, обеспечивающему возможность фиксации металла из новых их порций и его накоплению в осадке возможно способствовало длительное существование апвелинга.
В Амуро-Охотской области изложенной модели отвечает первичная минерализация Маломырского и Лысогорского месторождений сульфидно-вкрапленного типа; в других регионах на базе первично лнтогенной осадочио-диагенетической минерализации сформировались месторождения Сухой Лог, Вернинское, Голец Высочайший и др. в Ленской провинции; Олимпиадинское, Ведуга и др. в Енисейской провинции; Майское на Чукотке; Даугыз в КызылКумах; Морроу-Велью, Карлин, Хоумстейк и др. зарубежные месторождения.
Элизионно-катагенетическая модель. Реализация данной модели присходит в геодинамической обстановке лавинных накоплений зерновых и суспензионных автокинетических потоков
| РОС. национальная! | библиотека | | СПтЦук «
Таблица 4. Этапы и стадии формирования черносланцевых комплексов и золотого оруденения Амуро-Охотской складчатой области в раишчных геодинамических обстановках
Этапы и стадии Геодинамические обстановки
Шельф Континентальный склон Океаническое ложе
N Ь г я й 1 «=? Седи- менго- генез Глинистые сланцы, карбонатные породы, фтаниты Глинистые сланцы, алевролиты, песчаники, кремнистые сланцы Кремнисто- глинистые сланцы и песчаники, океанические базальты, эксгаляционные сульфидно-кремнистые залежи (Ли)
Диагенез Сульфиды (Ли), карбонаты, халцедон Не проявлен Не проявлен
Катагенез Не проявлен Региональная альбитизация, кварцевые прожилки и жилы (Ли) Региональная альбитизация, кварцевые прожилки и жилы (Ли)
Динамо- термальный метаморфизм (Р2з) Перекристаллизованные диагенетические сульфиды и переотложенные сульфидные и кварцево-сульфидиые прожилки (Ли) Перекристаллизованные катагенетические кварцевые прожилки и жилы, новообразованные кварцевые жилы и прожилки (Ли) Перекристаллизованные сульфидно-кремнистые залежи и катагенетические кварцевые жилы, кварц-альбитовые и серицит-кварцевые метасоматиты с вкрапленностью и прожилками сульфидов, новообразованные кварцевые жилы (Ли)
Посторо-генный магматизм №-К) Адуляр-кварцевые метасоматиты и жилы, кварц-сульфидные прожилки (А&\У) Кварцевые жилы и адуляр-кварцевые прожилки (А& V/) Кварцевые жилы, серицит-кварцевые метасоматиты, кварц-сульфидные прожилки (V/)
Месторождения Маломырское, Лысогорское, Унгличиканское Токурское, Иннокентьевское, Разведочное, Тарнахское Ворошиловское, Сагурское, Харгинское, Афанасьевское, Буровое, Жильное, Петровское
Примечание. Жирным шрифтом выделены литогенные и метаморфогенные золотоносные образования. В сковках указан главный элемент минерагенической специализации этапа. ===5« - тектонический перерыв
континентального склона пассивной окраины эпиконтинентального океанического бассейна. Необходимыми условиями являются наличие в составе глинистой фракции алевропелитовых осадков существенной доли монтмориллонита, высокая биопродуктивность бассейна или наличие аллохтонного (терригенного) унифицированного растительного детрита, быстрое погружение осадков в зону катагенеза. Отмирающий планктон или унифицированный детрит адсорбировал золото из морской воды и быстро захоронялся в осадке. Неуравновешенная процессами диагенеза, органо-минеральная масса очень скоро оказывается в зоне катагенеза под давлением вышезалегающих осадков. Необратимый процесс уплотнения коллоидно-дисперсных систем алевропелитовых осадков сопровождается увеличением температуры этого агрегата (Николе, Пригожий, 1973; Котина, Швецов, 1988), что в переслаивающихся песчано-глинистых толщах приводило к возникновению температурных градиентов, обусловленных разностью температур между «саморазогревающимися» глинистыми и «холодными» песчанистыми пластами [32]. При этом происходит последовательная трансформация монтмориллонита через смешанослойную фазу в гидрослюду и частично в хлорит с сопутствующей дегидратацией и эксфильтрацией вод в пласты безглинистых песчаников с созданием зон АВПД и трещин гидроразрыва (Холодов, Шмариович, 1992), что обеспечивало опережающий аутигенез в пластах безглинистых песчаников (Япаскурт, 1999). Массовая альбитизация толщ в условиях катагенеза за счет натрия седиментогенных поровых вод приводила к высвобождению свободного хлора, повышению щелочности среды (за счет промежуточного NaOH), растворению кремнезема и формированию кремнекислых гидротермальные хлоридных растворов [3, 23]. Насыщение их золотом осуществлялось за счет десорбции с частиц рассеянного углеродистого вещества. Полезный груз отлагался в форме согласных или лестничных кварцевых жил в пластах песчаников и трещинах гидроразрыва в аргиллитах и алевролитах.
В Амуро-Охотской области изложенной модели соответствуют отдельные золотоносные кварцевые жилы и жильно-прожилковые зоны Токурского, Харгинского и Софийского рудных полей, Сагурского и Ясненского месторождений. В других регионах, - это золотоносные кварцевые жилы и жильно-прожилковые зоны большинства месторождений Верхояно-Колымской области и Чукотки, отдельные рудопроявления Южного Тянь Шаня, в т. ч. ранние кварцево-жилыю-прожилковые зоны месторождения Мурунтау; за рубежом - это Бендиго и Балларат в Австралии и др.
Эксгаляционно-осадочная модель. Главной особенностью этих систем является их возникновение на океаническом ложе относительно узких внутриконтинентальных бассейнов с океанической корой, характеризующихся угнетенным развитием пассивных континентальных окраин. В них накопление осадков осуществляется на отдельных участках шельфа, континентального склона и его подножия, но, главным образом, на океаническом дне. В относительно узком бассейне практически все ложе занято срединно-океаническим поднятием, в пределах которого осуществляется наиболее интенсивная вулканическая и гидротермальная деятельность. В результате подводные эксгаляции привносят кремнезем, золото и другие рудные'элементы в терригенные осадки и формируют самостоятельные золотоносные сульфидно-кремнистые залежи, переслаивающиеся с океаническими базальтами. С другой стороны, узость бассейна приводит к тому, что терригенный материал периодически покрывает все океаническое дно. В результате формируется ритмичная толща с частым переслаиванием терригенных пород, океанических базальтов и эксгаляционно-осадочных кремнистых образований. При этом терригенные и кремнистые осадки оказывают геохимическое влияние друг на друга. Первые обогащаются Бе, Мп, Со, N1, Си и Аи; вторые - органическим и глинистым веществом.
Подобными залежами представлены некоторые промышленные рудные тела Ворошиловского месторождения, отдельные участки относительно слабо золотоносной сульфидно-вкрапленной минерализации Токурского, Сагурского, Ясненского и других месторождений. В пределах Софийского рудного поля такие образования периодически отмечаются в основании стратиграфических разрезов Бурового, Жильного и Петровского месторождений, где они подверглись влиянию динамо-термального метаморфизма, в связи с чем лишились повышенных концентраций золота. Основное минерагеническое значение таких залежей проявляется в стадию катагенеза и при последующих процессах метаморфизма, когда они являются источником золота и других рудообразующих элементов в элизиониых и термодегидратационных водах.
В результате развития рудообразующей системы описанного типа, по мнению автора, сформировался один из наиболее продуктивных венд-нижнепалеозойский черносланцевый комплекс Южного Тянь-Шаня с крупнейшим золоторудным месторождением Мурунтау.
Предлагаемая модель эксгаляционно-осадочного формирования предрудной минерализации близка модели вулканогенно-осадочного образования золотоносных железистых кварцитов (Байоп, 1976; Кулиш, 1988;
Ручкин, Дерюгин, 1988). От вулканогенно-осадочных моделей, разработанных для ряда золото-сульфидных месторождений в древних зеленокаменных трогах Канады и Австралии (Багпе^ 1982; Тош18И, 1986; Константинов, 1985; 1993), она отличается, прежде всего, отсутствием связи с конкретными вулканическими постройками. В этом отношении эксгаляционно-осадочные сульфидно-кремнистые залежи Амуро-Охотской области и Южного Тянь-Шаня напоминают так называемые чехольные фации в модели Томиша (Тош18И, 1986), формирующиеся на значительном удалении от вулканической постройки в морской терригенной толще.
Метаморфогенная модель вторичной золотрудной системы. Она основана на теоретических положениях В. А. Буряка, Е. А. Кулиша, У. Файфа, Н. Прайса, А. Томсона, Л. В. Эйриша и др. (Буряк, 1975; Кулиш, 1988; Файф и др., 1981; Эйриш, 2002). Однако, относительно низкая концентрация золота в метаморфизуемых породах, которой может не доставать для образования месторождений при его мобилизации из реальных объемов осадочных толщ, заставляет многих исследователей сомневаться в реальности образования промышленных месторождений золота при метаморфизме. Разработанная нами концепция литогенетической обусловленности золотого оруденения в черносланцевых комплексах, в соответствии с которой на этапе литогенеза образовались крупнообъемные участки сульфидной диагенетической, кварцево-жильно-прожилковой элизионно-катагенетической и сульфидно-кремнистой эксгаляционно-осадочной минерализации, содержания золота в которых на два порядка превышают фоновые, как раз и обеспечивают легко ремобилизуемым ресурсом золота последующие метаморфогенные рудообразующие процессы. Именно участки литогенной минерализации могут рассматриваться как реальный источник золота при метаморфогенном рудообразовании. Второе, предлагаемое нами усовершенствование метаморфогенной модели заключается в обосновании длительного взаимодействия термодегидратационных вод с участками предрудной литогенной минерализации и вмещающими их породами в условиях возрастающего флюидного давления в подэкранных пространствах растущих при этом куполовидных структур. Именно метаморфизуемая литогенная минерализация определяла солевой состав метаморфогенных гидротермальных растворов, набор и концентрацию в них рудообразующих элементов. Дальнейшее развитие метаморфогенной системы зависит от времени проявления и характера тектонических акций, нарушающих сплошность геологических экранов в куполовидных структурах.
Развитие Правобуреинского купола как пликативной структурной формы завершилось соскладчатыми хрупкими деформациями [12], что привело к нарушению сплошности геологических экранов, сбросу давлений и, в соответствии с моделью гидродинамического стягивания А.В.Пэка (1968), заполнению рудоносными растворами образующихся трещин, отложению руд и окончательному оформлению структуры Софийского рудного поля сразу по завершении складчатости и метаморфизма.
При отсутствии хрупких деформаций в Эльгоканском куполе метаморфогенные золотоносные растворы некоторое время находились в метастабильном состоянии под мощным геологическим экраном, продолжая взаимодействовать с вмещающими породами. Разгрузка растворов в этом случае осуществилась при нарушении сплошности геологических экранов в условиях позднемезозойской тектонической акции. Несколько позже подошел фронт магматизма и отдельные трещины заполнились дайками. Так завершилось оформление структуры Харгинского рудного поля [12,13].
Очевидно, что источником рудных элементов при формировании месторождений золота Софийского и Харгинского рудных полей являлись подэкранные породы ядерных частей куполов, вмещающие объекты предрудной литогенной минерализации, а структурные условия локализации и время образования рудных тел в них отличаются: в первом случае определяющим являются пликативные и разрывные структуры, свойственные завершающей стадии становления куполов и структурно-метаморфической зональности в целом; во втором случае - это разрывные структуры позднемезозойской тектоно-магматической активизации.
Таким образом, модели формирования эндогенного золотого оруденения в черносланцевых комплексах Амуро-Охотской области, основанные на метаморфогенно-гидротермальной концепции и (или) рассматриваемые с позиции решающей роли процессов мезозойской тектоно-магматической активизации, характеризуют вторичные золоторудные системы.
В главе 7 «Поисково-оценочные признаки золотого оруденения в черносланцевых комплексах» приведены новые, разработанные автором, и уточнены существующие признаки и критерии прогноза, поисков и оценки золотого оруденения в черносланцевых комплексах.
В пределах стратиграфического разреза черносланцевых комплексов намечается три основных уровня преимущественной локализации золотого оруденения, соответствующие трем свитам: экимчанской, сагурской и самырской (афанасьевской), сложенным в различной степени
метаморфизованными алевропелитами. При этом оруденение развито в нижних частях этих свит, вблизи контакта с подстилающими их существенно псаммитовыми свитами (токурской, златоустовской, саларинской). Этим самым устанавливаются стратиграфические предпосылки, позволяющие существенно ограничить площадь поисков областью, прилегающей к контакту вышеназванных свит.
Выявленная нами избирательная приуроченность различных вещественных типов золотого оруденения к участкам с определенным набором пород и с определенной литолого-геохимической специализацией [13] позволяет уже на начальном этапе металлогенических исследований прогнозировать конкретный минерально-морфологический тип оруденения в зависимости от литолого-геохимической специализации черносланцевых пород. Это дает возможность более обоснованно выделять перспективные площади и выбирать наиболее рациональную методику поисковых и разведочных работ, в зависимости от ожидаемого типа оруденения.
Проведенное исследование позволило уточнить и дифференцировать структурные признаки золотого оруденения [4, 9, 12]. Так, отдельные жилы и зоны жильно-прожилковой минерализации на верхних наименее метаморфизованных уровнях стратиграфического разреза значительно чаще, чем на нижних, более метаморфизованных уровнях, являются согласными по отношению к слоистости.
Поздняя, преимущественно редкометальная и золото-серебрянная минерализация связана с пологими тектоническими зонами дробления и милонитизации. Последние избирательно развиваются на участках частого переслаивания различных по составу пород, несущих раннюю золотоносную сульфидно-вкрапленную минерализацию. Именно эти участки являются наиболее благоприятными для проявления пострудных надвигов и взбросов.
Месторождения и рудопроявления золота обнаружены во всех выделенных нами метаморфических зонах и в неизмененных, прошедших лишь стадию катагенеза, породах. Наиболее крупные из них располагаются Б неизмененных породах зоны I (Токурское) и слабо метаморфизованных породах зоны II (Маломырское). Наибольшее количество золотоносных россыпей, наоборот, приурочены к ареалам относительно повышенного метаморфизма. При рассмотрении вещественного состава руд и золотоносных россыпей выявляется зависимость крупности и пробности самородного золота в коренных источниках и россыпях от степени метаморфизма рудовмещающих и дренируемых золотоносными ручьями пород. Это связано с облагораживанием
и укрупнением частиц самородного золота при воздействии динамо-термального метаморфизма на объекты ранней предрудной минерализации, что повышает их россыпеобразующий потенциал и обеспечивает россыпную золотоносность территорий даже при отсутствии коренных месторождений.
Позднемезозойские малые интрузии могут рассматриваться в качестве благоприятной предпосылки, так как, пересекая золотоносные кварцевые жилы, они воздействуют на них, что приводит к дополнительному перераспределению золота, его укрупнению, облагораживанию и формированию рудных столбов.
Типоморфные признаки наиболее распространенных минералов рудных тел позволяют определить минерально-морфологический тип оруденения, степень его продуктивности, уровень денудационного среза. Наиболее информативными из них являются крупность и пробность самородного золота, кристалломорфология арсенопирита и пирита, тип проводимости и величина термо.-э.д.с, отношение №/Со в сульфидах [15, 30]. Эту информацию можно получать в процессе поисковых работ, анализируя минералы шлихов, промытых из проб, отобранных на склонах водоразделов, а также из бортов поисковых канав и шурфов [2,12].
Наиболее крупные месторождения Амуро-Охотской области локализуются за пределами ареалов высокотемпературного метаморфизма, где золотоносные кварцевые жилы избирательно локализуются в пластах песчаников, залегающих среди толщ алевропелитовых пород. Исследование золото-кварцевых месторождений и рудовмещающих песчано-сланцевых толщ вакуумно-декриптометрическим методом [36, 40] позволило установить признаки потенциальной рудоносности пластов песчаника и продуктивности кварцевых жил на основе расчета показателя флюидоносности разнотемпературных систем ГЖВ.
Для Дальнего Востока устанавливается пространственная связь ареалов распространения золотоносности и магнитных гранитоидов (Эйриш, 1983). Наиболее отчетливо она проявлена в структурах мезозойско-кайнозойской тектоно-магматической активизации. В черносланцевых комплексах Амуро-Охотской области такая зависимость на региональном уровне не улавливается. Однако, в некоторых случаях, совмещенная в пространстве палеозойская золотоносная и позднемезозойская редкометальная минерализация находит отражение в геофизических полях, располагаясь в участках спокойного слабоотрицательного поля в окружении положительных магнитных аномалий
[8]. Выявленная особенность расширяет возможности применения крупномасштабной аэромагнитной съемки при поисках этого типа оруденения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенное исследование позволяет сформулировать следующие основные выводы и защищаемые положения.
1. Рудоподготовительный период в истории формирования месторождений золота в черносланцевых комплексах Амуро-Охотской складчатой области связан с этапом накопления и постседиметационного преобразования углеродисто-терригенных осадков. В этот период в больших объемах горных пород образовались повышенные концентрации золота (до 0,п г/т) и его спутников, локализованных в осадочно-диагенетических сульфидах, зонах концентрации латераль-секреционных кварцевых жил и прожилков, прослоях и залежах субмаринных эксгаляционно-осадочных сульфидно-кремнистых образований. Такие крупнообъемные скопления золотоносной минерализации являлись источником золота в последующих эндогенных рудообразующих процессах.
2. Вещественно-морфологический тип предрудной минерализации определяется фациальными и геодинамическими обстановками седиментации, характером и полнотой проявления последующих стадий литогенеза.
Зоны концентрации латераль-секреционных кварцевых жил и прожилков связаны с элизионным катагенезом наиболее широко распространенных в регионе лавинных отложений континентального склона, его подножия и океанического ложа, представленных соответственно: флишоидной, вулканогенно-кремнисто-обломочной и вулканогенно-кремнисто-граувакковой формациями. Первично пелитовые, алевритовые и псаммитовые углеродистые породы, слагающие их основной объем, обладают аномально высокими для терригенных осадочных образований содержаниями при нормальных -
Все они испытали катагенез, минуя стадию диагенеза. В связи с этим толщи подверглись региональной альбитизации за счет активизации седиментогенных хлоридно-натриевых поровых вод, что привело к разделению геохимических путей натрия и хлора. Минерагеническим следствием этого геохимического процесса явилось перераспределение кремнезема и золота и формирование рассеянной золотоносной минерализации кварцево-жильно-прожилкового типа в крупных объемах горных пород.
Участки скопления осадочно-диагенетических сульфидов приурочены к отложениям шельфа, имеющим ограниченное распространение в регионе и
представленым карбонатно-фтанитовой формацией. Преобладающие в ней углеродистые филлиты характеризуются нормальным калиевым типом щелочности, ассоциируют с подчиненными карбонатными и фтанитами, содержат сульфиды и железо-магниевые карбонаты. Это были глинистые образования каолинит-гидрослюдистого состава, которые накапливались в застойных условиях и прошли стадию диагенеза, что обеспечило консервацию повышенных количеств золота в образующихся сульфидах.
Залежи и прослои субмаринных эксгаляционно-осадочных сульфидно-кремнистых образований выявлены по соответствующим величинам Ре+Мп/П-модуля М. Н. Страхова среди кварцитовидных пород, распространенных во всех выделенных формациях, но преобладающих среди отложений океанического ложа. Они характеризуются высокими концентрациями марганца, кобальта, никеля, меди, золота и других рудных элементов.
3. Выделены четыре зоны постседиментационных преобразований золотоносных черносланцевых комплексов Амуро-Охотской области. Первая из них отвечает стадии катагенеза и сформировалась при температурах не выше 230 °С. Давление определялось литостатической нагрузкой и процессами гидрослюдизации монтмориллонита, обеспечивающими формирование участков разуплотнения и аномально высоких пластовых давлений, которые приводили к массовому появлению послойных и секущих трещин гидроразрыва и заполнению их жильным кварцем.
Три остальные зоны сформировались в результате наложенного динамо-термального метаморфизма зеленосланцевой и эпидот-амфиболитовой фации. Они образуют концентрические ареалы в куполовидных структурах, формировались одновременно с их ростом при последовательном нарастании температуры от 230 до 520 °С и возрастании давления от 4 до 9 кбар к их ядерным частям, где в подэкранных пространствах проявлялись условия гидротермостатирования, обеспечивающие аномально высокое флюидное давление и выщелачивание золота.
4. Элизионно-катагснстичсскис кварцевые жилы и прожилки, эксгаляционно-осадочные сульфидно-кремнистые залежи и участки осадочно-диагенетической сульфидизации подверглись деформациям и метаморфизму вместе с вмещающими их породами. Это выразилось в перекристаллизации кварца и появлении в нем вторичных водно-углекислотных включений, развитии кристаллобластических структур в агрегатах рудных минералов и закономерном изменении их типоморфных свойств, увеличении крупности и пробности частиц самородного золота. Уменьшение концентраций золота в
объектах предрудной минерализации на 1-2 порядка и вмещающих породах в 2 и более раз, пропорционально интенсивности наложенных метаморфических преобразований, позволяет считать их основным источником золота при последующем эндогенном рудообразовании.
5. На стадии метаморфизма выделялись термодегидратационные воды, которые длительное время находились в условиях возрастающего флюидного давления в подэкранных пространствах куполовидных структур. Метаморфизуемые породы с предрудной литогенной минерализацией определяли солевой состав образующихся гидротермальных растворов, а также набор и концентрацию в них рудообразующих элементов. При последующих тектоно-магматических акциях нарушалась сплошность геологических экранов, происходил сброс давлений и, в соответствии с известной моделью гидродинамического стягивания А. В. Пэка, рудоносные растворы заполняли образующиеся полости и отлагали полезный груз.
6. Сравнительный анализ некоторых золотоносных регионов Азии позволил выделить три продуктивные эволюционные серии черносланцевых комплексов, которые накапливались в обстановках: 1) шельфа и 2) материкового склона эпиконтинентальных океанических бассейнов (рифейские черные сланцы Северо-Енисейской и Ленской золотоносных провинций и верхнепалеозойско-нижнемезозойский терригенный комплекс Верхояно-Колымской области, соответственно), 3) океанического ложа узких внутриконтинентальных бассейнов с ограниченным развитием пассивных окраин (палеозойские вулканогенно-кремнисто-терригенные толщи Джагдинской провинции Амуро-Охотской области, а также венд-нижнепалеозойские кремнисто-терригенные толщи Кызыл-Кумской провинции Южного Тянь-Шаня). Каждый из перечисленных комплексов представлял собой своеобразный тип автономной рудоподготовительной системы, которая, в зависимости от геодинамической обстановки, фациальных условий седиментогенеза, характера и полноты проявления последующих стадий литогенеза, обеспечивала концентрацию рудного вещества в виде крупнообъемных участков относительно слабо золотоносной минерализации с определенными вещественно-морфологическими признаками.
7. Выявленная роль этапа литогенеза как периода рудоподготовки в формировании золотоносности черносланцевых комплексов, когда в крупных объемах горных пород создается рассеянная относительно слабо золотоносная минерализация, имеет непосредственное практическое значение. Оно заключается, прежде всего, в значительном расширении перспектив
обнаружения золоторудных месторождений в слабо изученных амагматичных и не затронутых метаморфизмом черносланцевых комплексах, так как предполагает возможность образования крупнообъемных зон золотоносной минерализации в условиях литогенеза. При благоприятных геоморфологических условиях участки литогенной минерализации обеспечивают россыпную золотоносность некоторых регионов, а при наличии соответствующих технологий и технических возможностей могут представлять самостоятельный интерес для промышленной разработки.
В районах проявления зонального метаморфизма и (или) интрузивного магматизма такие участки литогенной минерализации могут служить поисковым признаком и критерием высокой продуктивности эндогенных месторождений золота. В обоих случаях полученные данные о зависимости вещественного типа золотоносной минерализации от литолого-геохимических особенностей вмещающих пород позволяют более обоснованно выбирать перспективные участки и рациональный комплекс прогнозно-поисковых и геологоразведочных работ.
8. Предложенные литолого-геохимические критерии диагностики геодинамических обстановок накопления черносланцевых толщ и прогноза вещественных типов золотого оруденения могут послужить литолого-геохимической основой классификации промышленных месторождений золота в черносланцевых комплексах.
. СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Элементы стратиформности в развитии золотого оруденения Приамурья // Стратиформные месторождения цветных металлов и золота Сибири и Дальнего Востока / Зап. Забайкальского филиала Географ, общества СССР, выпуск СМ. Чита, 1977. С. 132-133 (совместно с В.А.Буряком,
A.П.Грибановым, ВЛ.Шевкаленко).
2. Геохимические особенности золотоносного района (Дальний Восток) // Комплексирование геохимических методов при поисках и разведке эндогенных месторождений. М.: 1977. С. 52-54 (совместно с Ю.П.Цыпуковым,
B.А.Буряком, И.С.Неменманом).
3. Особенности вещественного состава метаморфизованных углеродисто-терригенных толщ Приамурья в связи с проблемой золотоносности // Углеродистые отложения докембрия и раннего палеозоя и их рудоносность. Фрунзе, Илим. 1978. С. 72-74.
4. Ареалы гидротермального изменения пород в черносланцевых комплексах восточной части Монголо-Охотской складчатой системы // Магматические и метаморфические комплексы в структурах Тихоокеанского кольца / XIV Тихоокеан. науч. конгресс, комитет В. Хабаровск, август 1979. М.: 1979. С. 152-154 (совместно с Ю.П.Цыпуковым, И.С.Неменманом).
5. Литолого-геохимическая основа классификации метаморфогенно-гидротермального золотого оруденения // Проблемы петрологии Дальнего Востока. Метаморфические комплексы и метаморфогенное рудообразование. Хабаровск, 1981. С. 127-129 (совместно с В.А.Буряком).
6. Трехстадийная модель источника серы в золоторудных месторождениях Приамурья // Генетические модели эндогенных рудных формаций / Тез. докл. II Всесоюзного совещания. Новосибирск: ИГ СО АН СССР, 1985. Т. 2. С. 119-120 (совместно с АП.Грибановым).
7. Основные литолого-геохимические типы золотоносных черносланцевых толщ // 1 Всесоюзная конференция по проблеме «Условия образования и закономерности размещения стратиформных месторождений цветных, редких и благородных металлов». Фрунзе, 1985. С. 229-231 (совместно с В.А.Буряком).
8. Связь прожилково-вкрапленного золотого оруденения с морфологией магнитного поля черносланцевой толщи (Верхнеселемджинский район) // Глубинное строение и полезные ископаемые Востока СССР. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985. С. 97-100 (совместно с ВААхмадуллиным).
9. Условия локализации золотого оруденения в углеродистых толщах Дальнего Востока // Тихоокеан. геология. 1986. №2. С. 46-50 (совместно с Ю.Р.Ручкиной, Г.С.Мирзехановым).
10. Термобарогеохимия зонального метаморфизма и жильного оруденения Правобуреинского сланцевого купола // Тихоокеан. геология. 1987. № 5. С. 53-62 (совместно с И.С.Неменманом, Н.В.Бердниковым).
11. Проявление вкрапленного золотосульфидного оруденения в черносланцевой толще // Геология руд. месторождений. 1988. № 4. С. 110-115 (совместно с Л.Ф.Парада).
12. Метаморфизм и оруденение углеродистых толщ Приамурья. -Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1988. 116 с. (совместно с ВАБуряком, И. С. Нем енманом)
13. Литолого-геохимические условия локализации золотого оруденения в черносланцевых толщах Приамурья // Тихоокеан. геология, 1988. № 4. С. 77-81 (совместно с Л.Ф.Парада).
14. Петрохимические особенности черносланцевых толщ (на примере Среднего Приамурья и других регионов СССР) // Минерагения Приамурья. Владивосток: ДВО АН СССР, 1989. С. 16-26 (совместно с В.А.Буряком).
15. Кристалломорфологические особенности арсенопирита и пирита одного из рудных полей Среднего Приамурья // Минерагения Приамурья. Владивосток: ДВО АН СССР, 1989. С. 47-49 (совместно с Е.АЗимаковым).
16. Петрохимия и метаморфизм углеродистых толщ (на примере района Среднего Приамурья) // Минерагения Приамурья. Владивосток: ДВО АН СССР, 1989. С. 89-98 (совместно с Л.Ф.Парада).
17. Зависимость крупности самородного золота в россыпях от энергии рельефа // Проблемы географии и экологии. Ростов-на-Дону, 1999. С. 251-262.
18. Генетические типы проявлений золота в Урупо-Лабинском районе (Северо-Западный Кавказ) // Проблемы геологии, экологии и полезных ископаемых юга России и Кавказа: Материалы П междунар. науч. конф., 21-23 октября 1999 г.: в 3-х т. / Юж.-Рос.гос.техн. ун-т. Т.1. Новочеркасск, 1999. С. 135-138 (совместно с В.Н.Василенко).
19. О промышленно-генетическом типе рудопроявлений меди в синявской серии Ростовского выступа Украинского щита. Там же. С. 149-151 (совместно с В.В.Закруткиным).
20. Геохимия натрия в верхнепротерозойских толщах Ростовского выступа Украинского щита в связи с проблемой золотоносности. Там же. С. 237-241 (совместно с В.ВЗакруткиным).
21. Генетические типы рудопроявлений меди и золота в синявской серии Ростовского выступа Украинского щита // Геология и минерально-сырьевая база Ростовской области. Ростов-на-Дону, 2000. С.44-54 (совместно с В.В. Закруткиным).
22. Об использовании показателя геодинамической возбужденности блоков земной коры в металлогении // Проблемы геологии и геоэкологии Южнороссийского региона / Сб. трудов ЮРГТУ, РГУ и МПР РФ. Новочеркасск: НАБЛЛ, 2001. С- 107-115 (совместно с А.Н.Резниковым).
23. Распределение натрия в верхнепротерозойских толщах Ростовского выступа Украинского щита в связи с их золотоносностью // Докл. НАН Украины. 2001. № 1. с. 136-139 (совместно с В.В.Закруткиным).
24. Литохимические типы золотоносных черносланцевых толщ // Проблемы геологии и геоэкологии Южнороссийского региона / Сб. трудов ЮРГТУ, РГУ и МПР РФ. -Новочеркасск: НАБЛА, 2001. - С. 115-119.
25. Связь минерально-морфологических типов золоторудных месторождений с химическим составом вмещающих углеродисто-терригенных толщ // Докл. НАН Украины. 2001. № 8. С. 107-110.
26. Выявление зональности в месторождениях золотокварцевой малосульфидной формации по кристалломорфологическим особенностям арсенопирита // Проблемы геологии и геоэкологии Южнороссийского региона / Сб. трудов ЮРГТУ, РГУ и МПР РФ. Новочеркасск: НАБЛА, 2001. С. 205-207 (совместно с С.С.Рожковым).
27. Влияние вмещающих пород на состав газово-жидких включений в золотоносных кварцах // Проблемы геологии, полезных ископаемых и экологии Юга России и Кавказа: Материалы III междунар. науч. конф., посвященной 100-летию А.В.Пэка, 7-9 февраля 2002 г.; в 2 т. / Юж.-Рос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск: 2002. Т. 1. С. 211-213 (совместно с С.С.Рожковым).
28. О литогенной природе некоторых золоторудных месторождений в углеродисто-терригенных толщах // Литология и полезные ископаемые. 2002. №3. С. 275-288.
29. Распределение мышьяка и серы в арсенопиритах из золоторудных месторождений кварцевожильного и сульфидновкрапленного типов // Проблемы геологии, полезных ископаемых и экологии Юга России и Кавказа: Материалы III междунар. науч. конф., посвященной 100-летию А.В.Пэка, 7-9 февраля 2002 г.; в 2 т. / Юж.-Рос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск: 2002. Т. 1. С. 262-267 (совместно с С.С.Рожковым).
30. Индикаторные свойства арсенопиритов из месторождений золота в углеродистой толще // Новые идеи и концепции в минералогии: Материалы 3-го междунар. минералогического семинара. Сыктывкар: Геопринт, 2002. С. 6970 (совместно с С.С.Рожковым).
31. Зависимость минерально-морфологических типов золоторудных месторождений от химического состава вмещающих углеродисто-терригенных толщ // Докл. НАН Украины. 2002. № 4. С. 137-140.
32. Золоторудные системы углсродисто-терригенных комплексов // Проблемы геологии, полезных ископаемых и экологии Юга России и Кавказа: Материалы III междунар. науч. конф., посвященной 100-летию А.В.Пэка, 7-9 февраля 2002 г.; в 2 т. / Юж.-Рос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск: 2002. Т. 1. С. 128-133.
33. Генетические особенности золотого оруденения в черносланцевых толщах // Аспекта геологи металевих 1 неметалевих корисних копалин. У 2-х томах. Кшв: 1ГН НАНУ, 2002. Т. 2. С. 254-265.
34. Распределение химических элементов в зонально метаморфизованной черносланцевой толще // Проблемы геологии, полезных ископаемых и экологии Юга России и Кавказа: Материалы III междунар. науч. конф., посвященной 100-летию А.В.Пэка, 7-9 февраля 2002 г.; в 2 т. / Юж.-Рос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск: 2002. Т. 2. С. 111-113 (совместно с С.С.Рожковым).
35. Формы нахождения золота в колчеданных рудах Урупо-Лабинского района // Проблемы геологии, полезных ископаемых и экологии Юга России и Кавказа: Материалы III междунар. науч. конф., посвященной 100-летию А.В.Пэка, 7-9 февраля 2002 г.; в 2 т. / Юж.-Рос. техн. ун-т (НПИ). -Новочеркасск: 2002. Т. 1. С. 250-251 (совместно с В.Н.Василенко).
36. Возможности использования энергетического показателя флюидоносности для прогноза золотого оруденения в песчано-сланцевых толщах // Метасоматизм, рудообразование, полезные ископаемые / Сб. науч. раб. ИГОС НАН и МЧС Украины. Вып. 7. Киев: ЛОГОС, 2003. С. 165-175 (совместно с В.Н.Труфановым и АХУшаком).
37. Зависимость параметра с кристаллической решетки графитизированного органического вещества от степени метаморфизма золотоносных черносланцевых толщ Амуро-Охотской складчатой области // Углерод: минералогия, геохимия и космохимия: Материалы Междунар. конф. Сыктывкар; 24-26 июня 2003 г. Сыктывкар: Геопринт, 2003. С. 83-85.
38. Литогенные золоторудные системы черносланцевых комплексов складчатого обрамления Северо-Азиатского кратона // Новые идеи в науках о Земле: Материалы VI Междунар. конф. М.: 2003. Т. 2. С. 239-240.
39. Метаморфогенная зональность золото-кварцевого оруденения малосульфидной формации // Минералогический журнал. 2003. Т. 25, № 4. С. 119-124 (совместно с С.С.Рожковым).
40. О возможности использования вакуумно-декриптометрического анализа при поисках и оценке золотоносных кварцевых жил в песчано-сланцевых толщах на примере Емельяновского месторождения (Северное Верхоянье) // Геодинамика, магматизм и минерагения континентальных окраин Севера Пацифики: Материалы Всерос. совещ., посвященного 90-летию академика НАШило. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2003. Т. 2. С. 231-234.
41. Основные геодинамические обстановки формирования золотоносных углеродисто-терригенных комплексов // Докл. НАН Украины. 2003. № 6. С.
110-114.
Издательство ООО «ЦВВР». Лицензия ЛР № 65-36 от 05.08.99 г. Сдано в набор 22.03.04 г. Подписано в печать 23.03.04 г. Формат 60*84 1/ 16 Заказ № 474. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Оперативная печать. Тираж 100 экз. Печ. лист.2,5. Усл.печ.л. 2,5. Типография: Издательско-полиграфический комплекс « Биос» РГУ 344091, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 28/2, корп. 5 «В», тел. 929-516,659-532. Лицензия на полиграфическую деятельность № 65-125 от 09.02.98 г.
W-745 2
Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Парада, Сергей Григорьевич
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАГЕНИИ АМУРО-ОХОТСКОЙ СКЛАДЧАТОЙ ОБЛАСТИ И ПОЛОЖЕНИЕ В НЕЙ ЗОЛОТОНОСНЫХ ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ КОМПЛЕКСОВ.
ГЛАВА 2. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И УСЛОВИЯ СЕДИМЕНТАЦИИ ЗОЛОТОНОСНЫХ ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ КОМПЛЕКСОВ.
2.1. Петрографические разновидности черных сланцев.
2.2. Химический состав.
2.3. Органическое вещество и распределение золота.
2.4. Роль вулканогенного материала в черносланцевых толщах и его влияние на фоновую золотоносность.
2.5. Фациальные условия седиментации.
2.6. Геодинамические обстановки накопления осадков.
ГЛАВА 3. ПОСТСЕДИМЕНТАЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОРОД ЗОЛОТОНОСНЫХ ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ КОМПЛЕКСОВ.
3.1. Стадийность и зональность постседиментационных преобразований
3.2. Типоморфные метаморфические минералы.
3.3. Преобразование рассеянного органического вещества.
3.4. Флюидные включения в метаморфических минералах.
3.5. Термодинамические условия и флюидный режим эпигенетических преобразований.
3.6. Соотношение интрузивного магматизма и метаморфизма.
3.7. Поведение золота и других рудообразующих элементов в условиях метаморфизма пород черносланцевых комплексов.
ГЛАВА 4. МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЗОЛОТА В ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ
КОМПЛЕКСАХ АМУРО-ОХОТСКОЙ ОБЛАСТИ.
4.1 .Типы месторождений.
4.2. Геологическое строение.
4.3. Текстуры и структуры руд.
4.4. Типоморфные признаки главных рудообразующих минералов.
4.5. Геохимические особенности руд.
4.6. Соотношение золотой и вольфрамовой минерализации.
4.7. Некоторые особенности россыпной золотоносности и связь аллювиальных россыпей с коренными источниками.
ГЛАВА 5. ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ КОМПЛЕКСАХ.
5.1. Положение оруденения в стратиграфическом разрезе.
5.2. Структурная позиция рудных полей и месторождений.
5.3. Литолого-геохимические условия локализации золотого оруденения
5.4. Метаморфизм и золотое оруденение.
5.5. Роль рассеянного органического вещества в формировании и размещении золоторудной минерализации.244 »
5.6. Сравнение золотоносности черносланцевых комплексов Амуро-Охотской области и других регионов.
ГЛАВА 6. МОДЕЛИ РУДООБРАЗУЮЩИХ СИСТЕМ В
ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ КОМПЛЕКСАХ.
6.1. Рудоподготовительный период в истории формирования золотого оруденения в черносланцевых комплексах.
6.2. Литогенетические модели рудоподготовительных систем.
6.3. Метаморфогенная модель вторичной рудоформирующей системы.
ГЛАВА 7. ПОИСКОВО-ОЦЕНОЧНЫЕ ПРИЗНАКИ ЗОЛОТОГО ОРУДЕНЕНИЯ В ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ КОМПЛЕКСАХ.
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Условия формирования и золотоносность черносланцевых комплексов Амуро-Охотской складчатой области"
Актуальность работы. Золоторудные месторождения, связанные с углеродисто-терригенными (черносланцевыми) комплексами, обеспечивают около половины добываемого золота в России и значительную его долю в других странах Мира. Вопрос о генезисе таких месторождений и о факторах, определяющих локализацию рудных тел, до сих пор остается дискуссионным. Многие из них располагаются в амагматичных зонах складчатых областей и не связаны с интрузивным магматизмом; другие располагаются в углеродисто-терригенных толщах, не претерпевших метаморфизм. Эти обстоятельства диктуют необходимость рассматривать образование таких месторождений в рамках фундаментальной проблемы сингенеза рудных и рудовмещающих формаций, связанной с проведением комплексных исследований взаимообусловленных геодинамических, литогенетических, петрогенетических и рудообразующих процессов.
Амуро-Охотская складчатая область, является благоприятным объектом для решения многих вопросов минерагении золота в черносланцевых комплексах. В четырех ее золотоносных районах (Селемджинском, Ниманском, Кербинском и Унья-Бомском) широко проявлен динамо-термальный метаморфизм, образующий зональные ареалы среди неизмененных осадочных пород, выявлены месторождения золота - кварцево-жильного и сульфидно-прожилково-вкрапленного типа, отдельные однотипные месторождения залегают в различных метаморфических зонах и в неизмененных осадочных породах, при этом, в Ниманском и Унья-Бомском районах практически полностью отсутствуют проявления интрузивного магматизма. В связи с этим представляется возможным на примере золотоносных черносланцевых комплексов Амуро-Охотской области оценить роль и степень влияния литолого-геохимических и метаморфических факторов на состав руд, рудоносных растворов и типоморфные свойства рудообразующих минералов, выявить пространственно-временные соотношения золотоносной минерализации сульфидно-вкрапленного и кварцево-жильного типа. Сравнительный анализ с другими подобными золотоносными регионами позволяет определить общие предпосылки формирования и поисковые признаки золоторудных месторождений в черносланцевых комплексах.
Цель исследования: определение роли литогенеза и последующего метаморфизма черносланцевых комплексов в образовании промышленных месторождений золота Амуро-Охотской складчатой области, построение моделей золоторудных систем и выявление поисково-оценочных признаков золотого оруденения.
Задачи исследования:
1) изучить вещественный состав и определить фациальные условия и геодинамические обстановки накопления золотоносных черносланцевых комплексов;
2) определить термодинамические условия и геохимические особенности постседиментационных преобразований рудоносных толщ;
3) выявить геологические условия локализации, минералого-геохимические особенности и пространственно-временные соотношения золотого оруденения различного вещественно-морфологического типа;
4) исследовать характер и степень влияния литолого-геохимических факторов и зонального метаморфизма на вещественный состав руд, и химизм продуктивных гидротермальных растворов;
5) оценить роль рассеянного органического вещества в образовании месторождений золота;
6) сравнить условия золотоносности черносланцевых комплексов Амуро-Охотской области и других регионов, выявить общие вещественно-морфологические признаки золоторудных месторождений и причины литолого-геохимической и минерагенической специализации черносланцевых комплексов;
7) разработать критерии прогноза, поисков и оценки золоторудных месторождений в черносланцевых комплексах.
Методы исследований. Для достижения поставленной цели и решения обозначенных задач черносланцевый комплекс вместе с локализованной в нем золотоносной минерализацией изучен нами как ретроспективная динамическая система взаимообусловленных литогенетических, петрогенетических и рудообразующих процессов, организованных определенным образом геодинамической обстановкой. Исследование отдельных элементов системы и их совокупности проведено с использованием многочисленных данных количественного изучения вещества на всех уровнях его организации: рудовмещающих осадочных и метаморфических толщ, рудных полей и месторождений, рудных тел и рудообразующих минералов. Для изучения отдельных элементов системы применены следующие методы полевых и лабораторных исследований: послойное описание и геохимическое опробование опорных разрезов; геолого-структурное и минералогическое картирование рудных полей и месторождений; методы химического, минералогического, термобарогеохимического анализа горных пород, руд и рудообразующих минералов; литохимические пересчеты и графические методы реконструкции первичного состава парапород. Для выявления взаимосвязей между элементами системы использованы: сравнительно-исторический и различные литолого-геохимические методы реконструкции фациальных условий и геодинамических обстановок осадконакопления; парагенетический анализ породо- и рудообразующих минералов; сравнительно-геохимический анализ составов руд, рудообразующих минералов, флюидных включений и вмещающих пород; сравнительный анализ геолого-структурных, геохимических, физико-химических и термодинамических условий образования и последующих преобразований руд и вмещающих пород.
Научная новизна:
1) обобщены имеющиеся материалы по составу, строению, условиям образования месторождений золота и вмещающих черносланцевых комплексов Амуро-Охотской складчатой области;
2) впервые минерагенический анализ золотоносных территорий проведен с использованием многочисленных данных количественного изучения вещества исследуемых объектов: рудовмещающих осадочных и метаморфических толщ, рудных полей и месторождений, рудных тел и рудообразующих минералов;
3) впервые для черносланцевых комплексов Амуро-Охотской области выделен рудоподготовительный период, приводящий к появлению в крупных объемах горных пород рассеянной золотоносной минерализации с легко ремобилизуемым ресурсом золота при последующих эндогенных рудообразующих процессах;
4) выявлена зависимость вещественных типов золотоносной минерализации от литохимической специализации черносланцевых комплексов, а также их связь с геодинамическими обстановками и фациальными условиями накопления осадков, характером и полнотой проявления последующих стадий литогенеза;
5) установлены термодинамические параметры и особенности флюидного режима формирования черносланцевых комплексов в условиях катагенеза и зонального динамо-термального метаморфизма, вынос золота из наиболее высокотемпературных зон, а также влияние метаморфического фактора на состав продуктивных растворов, типоморфизм рудообразующих минералов и технологические свойства самородного золота;
6) определены пространственно-временные соотношения золотоносной минерализации различных вещественно-морфологических типов, обусловленные литолого-геохимическими условиями и временем проявления литогенетических процессов, метаморфизма и интрузивного магматизма;
7) оценена роль рассеянного органического вещества в локализации золота на различных этапах формирования золоторудных месторождений;
8) разработаны литогенетические модели первичных золоторудных систем и показано, что метаморфогенные и плутоногенные модели характеризуют вторичные золоторудные системы с унаследованной от первичных систем минерагенической специализацией.
Практическое значение. Научные результаты работы использованы в семи практических рекомендациях по направлению поисковых и геологоразведочных работ на рудное и россыпное золото, переданных автором геологическим и горнодобывающим предприятиям Дальнего Востока (ПГО Дальгеология, Таежгеология, Якутскгеология и ПО Приморзолото). Кроме того, на основании разработанных критериев, обоснованы перспективы открытия золоторудных месторождений сульфидно-вкрапленного и кварцево-жильного типов в палеозойских вулканогенно-осадочных комплексах Урупо-Лабинского района Кавказа и в позднепротерозойских осадочно-метаморфических толщах Ростовского выступа Украинского щита (Василенко, Парада, 1999, 2002; Закруткин, Парада, 1999; Парада, Закруткин, 1999, 2000, 2001). Они также использовались соискателем при поисках и разведке месторождений золота на территории Республики Вьетнам (1986-1987 г.г.), и в курсе лекций по минерагешш черносланцевых комплексов, прочитанном в 1992 г. для студентов Сианьского геологического колледжа (КНР). Результаты исследования используются автором в учебном процессе на геологогеографическом факультете РГУ в спецкурсах и при проведении занятий со студентами, выполняющими курсовые и дипломные работы.
Фактический материал диссертации составили результаты личных полевых исследований в Селемджинском, Ниманском и Кербинском золотоносных районах Амуро-Охотской области (более 300 п. км. опорных разрезов, 12 500 п. м. канав, 8 ООО п. м. керна скважин), лабораторного изучения руд и вмещающих пород (более 680 химических анализов рудовмещающих пород и руд, 1600 спектро-химических определений золота и других рудных элементов, 300 специальных химических анализов Сорг, 20 определений изотопного состава серы сульфидов, микрозондовые анализы химического состава минералов, 900 шлифов и аншлифов и др.), а также анализа фондовых и опубликованных материалов, проведенных автором в период с 1977 по 2003 г.
Соискателем изучены опорные разрезы и проведено геохимическое опробование рудовмещающих черносланцевых комплексов названных золотоносных районов, расположенных в них рудных узлов, рудных полей и месторождений; составлены литолого-структурные и прогнозно-металлогенические карты Маломырского, Харгинского, Софийского рудных полей и Бурового, Жильного, Петровского и Лысогорского месторождений; по наблюдениям в горных выработках и по результатам лабораторных исследований изучены минералогия и геохимия различных типов руд и рудообразующих минералов; проанализированы все имеющиеся по региону фондовые материалы.
Автором использованы также некоторые данные по геологии, геохимии и минерагении Амуро-Охотской области и расположенных в ее пределах золоторудных месторождений, изложенные в опубликованных в последние годы работах В.А.Буряка и А.Е.Пересторонина (2000), В.Н.Злобина (2000), Е.А.Кулиша и др. (2000), В.Г.Моисеенко и Л.В.Эйриша (1996), А.П.Мотова и др. (2000), Г.И.Неронского (1998), Л.М.Парфенова и др. (1999),
A.П.Сорокина и В.Д.Глотова (1997), В.А.Степанова (1998), А.И.Ханчука и
B.В.Иванова (1999), Л.В.Эйриша (2002), Л.В.Эйриша, Н.С.Остапенко, В.Г.Моисеенко (1998).
Сопоставительный материал по другим регионам распространения золотоносных черносланцевых комплексов получен, в основном, из анализа фондовых материалов и опубликованной литературы, а также в процессе проведения тематических работ в Хабаровском сегменте Южно-Верхоянской области и в Куларском золотоносном районе (Якутия).
На защиту выносятся:
1. Обоснованная автором концепция литогенетической обусловленности золотого оруденения в черносланцевых комплексах Амуро-Охотской складчатой области, в соответствии с которой на этапе литогенеза образовались крупнообъемные участки сульфидной диагенетической, кварцево-жильно-прожилковой катагенетической и сульфидно-кремнистой эксгаляционно-осадочной минерализации, обеспечившей легко ремобилизуемым ресурсом золота последующие эндогенные рудообразующие процессы.
2. Результаты определения геодинамических обстановок и фациальных условий седиментогенеза черносланцевых комплексов и формирования предрудной минерализации; геологических условий, термодинамических параметров, флюидного режима и геохимических особенностей развития черносланцевых комплексов и золотого оруденения в условиях динамо-термального метаморфизма.
3. Разработанные автором литогенетические модели формирования предрудной сульфидно-кремнистой, сульфидной и кврцево-жильно-прожилковой золотоносной минерализации в условиях седиментогенеза, диагенеза и катагенеза черносланцевых комплексов.
4. Метаморфогенная модель образования промышленных месторождений золота Амуро-Охотской складчатой области за счет вещества объектов предрудной литогенной минерализации в условиях тектонических деформаций.
5. Определенные автором литолого-геохимические поисково-оценочные признаки золотого оруденения в черносланцевых комплексах.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из 7 глав, введения и выводов, изложенных на 290 страницах, включая 22 таблицы и 42 рисунка, а также списка использованной литературы из 344 наименований. Кроме этого в текстовых приложениях приведено 40 таблиц и 23 рисунка.
Апробация результатов работ. По теме диссертации опубликовано более 40 работ, в тот числе монография. Основные результаты представлялись на Всесоюзном семинаре «Углеродистые отложения докембрия и раннего палеозоя и их рудоносность» (Фрунзе, 1978), XIV Тихоокеанском международном научном конгрессе, (Хабаровск, 1979), 3-м Дальневосточном петрографическом совещании (Хабаровск, 1981), 5-м Всесоюзном совещании «Литология и осадочная геология докембрия» (Алма-Ата, 1981), 2-м Международном симпозиуме «Методы прикладной геохимии», (Иркутск, 1981), 2-м Всесоюзном совещании «Генетические модели эндогенных рудных формаций», (Новосибирск, 1985), 1-й Всесоюзной конференции по проблеме «Условия образования и закономерности размещения стратиформных месторождений цветных, редких и благородных металлов», (Фрунзе, 1985), П Международной научной конференции «Проблемы геологии, экологии и полезных ископаемых», (Новочеркасск, 1999), Конференции, посвященной 300-летию геологической службы России «Геология и минерально-сырьевая база Ростовской области» (Ростов-на-Дону, 2000), 3-м международном минералогическом семинаре «Новые идеи и концепции в минералогии», (Сыктывкар, 2002), III Международной научной конференции, посвященной 100-летию А.В.Пэка, «Проблемы геологии, полезных ископаемых и экологии» (Новочеркасск: 2002), Международной конференции «Углерод: минералогия, геохимия, космохимия» (Сыктывкар, 2003), Всероссийском совещании, посвященном 90-летию академика Н.А.Шило «Геодинамика, магматизм и минерагения континентальных окраин Севера Пацифики» (Магадан, 2003), VI Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 2003).
Благодарности. Автор искренне благодарен своим коллегам по полевым и камеральным работам |В.А.Буряку1, А.П.Грибанову, И.С.Неменману, Г.В.Ручкину и (Ю.П.Цыпукову), без которых не состоялось бы это исследование. Особо глубокую признательность хочется выразить ""' I
Л.Я.Кизильштейну, А.В.Кокину, [В.В.Закруткину|, Л.Ф.Парада, А.Н.Резникову и А.А.Тимофееву за научные консультации и поддержку в работе. Автор благодарен Н.И.Бойко, В.Е.Закруткину и В.Н.Труфанову за квалифицированный анализ диссертации, высказанные критические замечания и пожелания.
Работа выполнена на кафедре общей и исторической геологии геолого-географического факультета Ростовского государственного университета. и
Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Парада, Сергей Григорьевич
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты выполненных исследований позволяют сформулировать следующие основные выводы и защищаемые положения.
1. Рудо подготовительный период в истории формирования золоторудных месторождений в черносланцевых комплексах Амуро-Охотской складчатой области связан с этапом накопления и постседиметационного преобразования углеродисто-терригенных осадков. В этот период в больших объемах горных пород образовались повышенные концентрации золота (до 0,п г/т) и его спутников, локализованных в осадочно-диагенетических сульфидах, зонах концентрации латераль-секреционных кварцевых жил и прожилков, прослоях и залежах субмаринных эксгаляционно-осадочных сульфидно-крехмнистых образований. Такие крупнообъемные скопления золотоносной минерализации являлись источником золота в последующих эндогенных рудообразующих процессах.
2. Вещественно-морфологический тип предрудной минерализации определяется фациальными и геодинамическихми обстановками седиментации, характером и полнотой проявления последующих стадий литогенеза.
Зоны концентрации латераль-секреционных кварцевых жил и прожилков связаны с элизионным катагенезом наиболее широко распространенных в регионе лавинных отложений континентального склона, его подножия и океанического ложа, представленных соответственно: флишоидной, вулканогенно-кремнисто-обломочной и вулканогенно-кремнисто-граувакковой формациями. Первично пелитовые, алевритовые и псаммитовые углеродистые породы, слагающие основной объем этих формаций, обладают аномально высоким для терригенных осадочных образований содержанием Na20 при нормальном — К20. Все они испытали катагенез, минуя стадию диагенеза. В связи с этим толщи подверглись региональной альбитизации за счет активизации седиментогенных хлоридно-натриевых поровых вод, что привело к разделению геохимии натрия и хлора. Минерагеническим следствием этого геохимического процесса явилось перераспределение кремнезехма и золота и формирование рассеянной золотоносной минерализации кварцево-жильно-прожилкового типа в крупных объемах горных пород.
Участки скопления осадочно-диагенетических сульфидов приурочены , к отложениям шельфа, имеющим ограниченное распространение в регионе и представленым карбонатно-фтанитовой формацией. Преобладающие в ней углеродистые филлиты характеризуются нормальным для осадочных пород калиевым типом щелочности, ассоциируют с подчиненными карбонатными породами и фтанитами, содержат диагенетические сульфиды и железо-магниевые карбонаты. Первично это были глинистые образования каолинит-гидрослюдистого состава, которые накапливались в застойных условиях и прошли стадию диагенеза, что обеспечило консервацию повышенных количеств золота в образующихся сульфидах.
Залежи и прослои субмаринных эксгаляционно-осадочных сульфидно-кремнистых образований выявлены по соответствующим величинам Fe+Mn/Ti модуля М. Н. Страхова среди кварцитов идных пород, распространенных во всех выделенных формациях, но преобладающих среди отложений океанического ложа. Они выделяются высокими концентрациями марганца, кобальта, никеля, меди, золота и других рудных элементов. ' 3. Выделены четыре зоны постседиментационных преобразований золотоносных черносланцевых комплексов Амуро-Охотской области. Первая из них отвечает стадии катагенеза и сформировалась при температурах не выше 230 °С. Давление определялось литостатической нагрузкой и процессами гидрослюдизации монтмориллонита, обеспечивающими формирование участков разуплотнения и аномально высоких пластовых давлений, которые приводили к массовому появлению послойных и секущих трещин гидроразрыва и заполнению их жильным кварцем.
Три остальные зоны сформировались в результате наложенного динамо-термального метаморфизма, не превышающего температурных условий эпидот-амфиболитовой фации. Они образуют концентрические ареалы в куполовидных структурах, формировались одновременно с ростом куполов при последовательном нарастании температуры от 230 до 520 °С и • возрастании давления от 4 до 9 кбар к их ядерным частям, где в подэкранных пространствах проявлялись условия гидротермостатирования, обеспечивающие аномально высокое флюидное давление.
4. Элизионно-катагенетические кварцевые жилы, эксгаляционно-осадочные сульфидно-кремнистые залежи и участки осадочно-диагенетической сульфидизации подверглись деформациям и динамо, термальному метаморфизму вместе с вмещающими их породами. Это выразилось в перекристаллизации кварца и появлении в нем вторичных водно-углекислотных включений, развитии кристаллобластических структур в агрегатах рудных минералов и закономерном изменении их типоморфных свойств, увеличении крупности и пробности самородного золота. Уменьшение концентраций золота в объектах предрудной минерализации на 1-2 порядка и вмещающих породах в 2 и более раз, пропорционально интенсивности метаморфических преобразований, позволяет считать их источником золота при последующем эндогенном рудообразовании.
5. На стадии метаморфизма выделялись термодегидратационные воды, которые длительное время находились в условиях возрастающего флюидного давления в подэкранных пространствах куполовидных структур. Метаморфизуемые породы с предрудной литогенной минерализацией определяли солевой состав образующихся гидротермальных растворов, а также набор и концентрацию в них рудообразующих элементов. При последующих тектоно-магматических акциях нарушалась сплошность геологических экранов, происходил сброс давлений и, в соответствии с известной моделью гидродинамического стягивания А. В. Пэка, рудоносные растворы заполняли образующиеся полости и отлагали полезный груз.
6. Сравнительный анализ золотоносных черносланцевых комплексов некоторых регионов Азии позволил выделить три продуктивные эволюционные серии, которые накапливались в обстановках: 1) шельфа и 2) материкового склона эпиконтинентальных океанических бассейнов (рифейские черные сланцы Северо-Енисейской и Ленской золотоносных провинций и верхнепалеозойско-нижнемезозойский терригенный комплекс Верхояно-Колымской области, соответственно), 3) океанического ложа узких внутриконтинентальных бассейнов с ограниченным развитием пассивных окраин (палеозойские вулканогенно-кремнисто-терригенные толщи • Джагдинской провинции Амуро-Охотской области, а также венднижнепалеозойские кремнисто-терригенные толщи Кызылкумской провинции Южного Тянь-Шаня).
Каждый из перечисленных комплексов представлял собой своеобразный тип автономной рудоподготовительной системы, которая, в зависимости от геодинамической обстановки, фациальных условий , седиментогенеза, характера и полноты проявления последующих стадий литогенеза, обеспечивала концентрацию рудного вещества в виде крупнообъемных участков относительно слабо золотоносной минерализации с определенными вещественно-морфологическими признаками.
7. Выявленная роль этапа литогенеза как периода рудоподготовки в формировании золотоносности черносланцевых комплексов, когда в крупных объемах горных пород создается рассеянная относительно слабо золотоносная минерализация, имеет непосредственное практическое значение. Оно заключается, прежде всего, в значительном расширении перспектив обнаружения золоторудных месторождений в слабо изученных амагматичных и не затронутых метаморфизмом черносланцевых комплексах, так как предполагает возможность образования крупнообъемных зон золотоносной минерализации в условиях литогенеза. При благоприятных климатических и геоморфологических условиях участки литогенной минерализации обеспечивали россыпную золотоносность некоторых
1 регионов, а при наличии соответствующих технологий и технических возможностей могут представлять самостоятельный интерес для промышленной разработки.
В районах проявления зонального метаморфизма и (или) интрузивного магматизма такие участки литогенной минерализации могут служить поисковым признаком и критерием высокой продуктивности эндогенных месторождений золота. В обоих случаях полученные данные о зависимости вещественного типа золотоносной минерализации от литолого-геохимическим особенностей вмещающих пород позволяют более обоснованно выбирать перспективные объекты и рациональный комплекс прогнозно-поисковых и геологоразведочных работ.
8. Предложеные литолого-геохимические критерии диагностики геодинахМических обстановок накопления черносланцевых толщ и прогноза
• вещественных типов золотого оруденения могут послужить литологогеохимической основой классификации промышленных месторождений золота в черносланцевых кОхМплексах.
Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Парада, Сергей Григорьевич, Ростов-на-Дону
1. Абрамович И.И., Вознесенский С.Д., Маннафов Н.Г. Геодинамика и золотоносность Колымы (Россия) // Геология руд. месторождений. 1999. - Т. 41; № I. - С. 43-53.
2. Авченко О.В. Петрогенетическая информативность гранатов метаморфических пород. М.: Наука, 1982. - 104 с.
3. Алешин С.М., Другов Г.М. Карпов И.К. Химический состав метапелитов как геотермометр // Докл. АН СССР. 1968. - Т. 181; № 1. - С. 204-206.
4. Архангельский А.Д. Об осадках Черного моря и их значении в познании осадочных пород // Бюл. МОИП, отд. геол., 5, вып. 3-4. 1927. - С. 7-11.
5. Барт Т.Ф. Соотношение натрия в изверженных и осадочных породах // Проблемы геохимии. М.: Наука, 1965. - С. 424-428.
6. Беляев О.А., Петров В.П., Реженова С.А. Неоднородности состава граната из гнейсов в зоне сдвиговых деформаций (Кольский полуостров) // Зап. Всерос. минерал, о-ва. 2000. - Т. 129, № 1. - С. 82-91.
7. Беневольский Б.Д. Золото России (проблема использования и воспроизводства минерально-сырьевой базы). М.: 1995. - 88 с.
8. Бергер В. Гл>боководное осадконакопление // Геология континентальных окраин, т. 1. М.: Мир. -1978. - С. 239-271.
9. Бессонов О.А. Геохимическая история углерода в биосфере. Ростов-на-Дону: МП Книга.-1996.-163 с.
10. Беус А.А. Геохимия литосферы. М.: Недра, 1972. - 296 с.
11. Билибин Ю.А. Основы геологии россыпей. М.: ГОНТИ. - 1938. - 492с.
12. Богуш И. А., Старостин В.И. Руднофизическая зональность полигенных колчеданных залежей Северного Кавказа // Геол. руд. месторожд. 1982. - №1. - С. 93-98.
13. Богуш И.А. Генетические типы и онтогенез дисульфидов железа колчеданной формации Северного Кавказа // Проблемы онтогении минералов / Под ред. Д.П. Григорьева. Л.: Наука, 1985. - С. 52-61.
14. Бойко Н.И. Геохимические особенности рифогенных образований // Литология и полезные ископаемые. 1998. - № 2. - С. 145-152.
15. Бойко Н.И. К металлогении рифогенных комплексов // Руды и металлы. 1999. - № 6.-С. 18-25.
16. Бойко Н.И. О золоторудной минерализации в позднеюрских рифогенных образованиях // Докл. РАН. 2000. - Т. 370; № 3. - С. 350-352.
17. Бортников Н.С., Гамянин Г.Н., Алпатов В.А. и др. Минералого-геохимические особенности и условия образования Нежданинского месторождения золота (Саха-Якутия, Россия) // Геология руд. месторождений. 1998. - Т. 40; № 2. - С. 137-156.
18. Ботова М.М., Бочек Л.И., Розова Е.В. и др. Исследование зависимости физических свойств арсенопирита от его химического состава // Тр. Центр, н. и. геол. — развед. ин-та цвет, и благород. мет. - 1978. -Кя. 135. - С. 41-52.
19. Бурцев А.А., Богуш И.А. Полупроводниковый типоморфизм пирита колчеданных руд (на примере руд Джусинского месторождения, Южный Урал // ЗВМО-2001. № 5.-С. 78-82.
20. Буряк В.Л. Кварцевожильная и сопутствующая золото-сульфидная минерализация, развитая в углеродистых толщах Приамурья // Металлогения Приамурья. -Владивосток, 1981.-С. 11-23.
21. Буряк В.Л. Метаморфизм и рудообразование. М.: Недра, 1982. - 256 с.
22. Буряк В.Л. Метаморфогенно-гидротермальный тип золотого оруденения // Геология руд. месторождений. 1975. - Т. 18; № 2. - С. 15-26.
23. Буряк В.А. О химизме околорудных изменений на месторождении золота (Ленский золотоносный район) // Докл. АН СССР. 1972. - Т. 202; № 3. - С. 685-688.
24. Буряк В.А. Проблемы генезиса черносланцевых толщ и развитого в них золотого, золотоплатиноидного и прочих видов оруденения // Тихоокеан. геология. 2000. -Т. 19; №1.- С. 118-129.
25. Буряк В.А. Условия образования метаморфогенных гидротермальных месторождений // Критерии отличия метаморфогенных и магматогенных гидротермальных месторождений. Новосибирск: Наука, 1985. - С. 14-22.
26. Буряк В.А., Бакулин Ю.И. Метатлогения золота. Владивосток: Дальнаука, 1998. -403 с.
27. Буряк В.А., Грибанов А.П., Парада С.Г., Шевкаленко В.Л. Элементы стратиформности в развитии золотого оруденения Приамурья // Стратиформные месторождения цветных металлов и золота Сибири и Дальнего Востока. Чита, 1977. -С.132-133.
28. Буряк В.А., Неменман И.С., Парада С.Г. Метаморфизм и оруденение углеродистых толщ Приамурья. Владивосток: ДВО АН СССР, 1988. - 116 с.
29. Буряк В. А., Парада С.Г. Литолого-геохимическая основа классификации метаморфогенно-гидротермального золотого оруденения // Проблемы петрологии Дальнего Востока: Метаморфические комплексы и метаморфогенное рудообразование. Хабаровск, 1981.-С. 127-129.
30. Буряк В.А. Парада С.Г. Петрохимические особенности черносланцевых толщ (на примере Среднего Приамурья и других регионов СССР) // Минерагения Приамурья. Владивосток: ДВО АН СССР, 1989. - С. 16-26.
31. Буряк В.А., Пересторонин А.Е. Маломыр первое крупное золоторудное месторождение сухоложского типа в Приамурье. — Благовещенск-Хабаровск, НП-Центр. - 2000. - 48 с.
-
Парада, Сергей Григорьевич
-
доктора геолого-минералогических наук
-
Ростов-на-Дону, 2004
-
ВАК 25.00.11
- Особенности вещественного состава и перспективы рудоносности черносланцевых отложений Тоханского покрова Северного Кавказа
- Аномалии золотоносности Верхнего Приамурья
- Факторы рудолокализации и критерии прогноза золоторудных месторождений в черносланцевых толщах
- Метасоматизм и золотое оруденение в черносланцевых толщах Западной Калбы
- Исследование хемосорбции золота и платины на углеродистое вещество в связи с проблемой металлоносности черных сланцев
