VII Международная студенческая электронная научная конференция
«Студенческий научный форум» - 2015
 
     

АРХИВ "Студенческий научный форум"

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЗОЛОТА В ЧЕРНЫХ СЛАНЦАХ
Хайрулина Л.А.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Золоторудные месторождения в черносланцевой формации обладают колоссальными запасами трудноизвлекаемого золота. Детальное изучение генезиса, геолого-структурной приуроченности, минеральных ассоциаций черносланцевых толщ, как в республике Башкортостан, так и за ее пределами позволит увеличить эффективность научно-исследовательских и поисково-разведочных работ, а так же обеспечить минерально-сырьевой потенциал страны.

Мировые запасы золота составляют около 55 тыс. т. Наиболее крупными запасами металла обладают ЮАР, США, Россия, Австралия, Индонезия и Канада. В России запасы золота учтены в 372 коренных месторождениях, а также более чем в 5000 россыпных месторождений.

Преобладающая часть запасов (более 50 %) коренного золота в России сосредоточена в месторождениях углеродисто-терригенных комплексов.

Эти месторождения представлены объектами различного масштаба – от мелких до уникальных. К ним относятся месторождения: Майское, Олимпнаднинское, Нежданинское, Сухой Лог.

В данной статье общие закономерности пространственного размещения золоторудных месторождений в «черных сланцах» рассмотрены на примере золоторудных месторождений севера Енисейского кряжа.

 

Рис. 1. Размещение основных месторождений золота России.

1-разрабатываемых, 2-резервных, 3-россыпных

На карте (рис. 1) приведены данные о размещении крупнейших золоторудных месторождений России.

Размещение золоторудных месторождений обнаруживает строгую приуроченность к зонам крупных разрывных нарушений палеозойского возраста. Месторождения представляют собой звенья не единой региональной цепи золоторудных месторождений, а отдельных цепочек, располагающихся на продолжении простирания посленижнепалеозойских грабенов. Границами грабенов служат зоны брекчированных, милонитизированных и рассланцованных пород (мощность – 300м.).

Изучение месторождений золота в районе Енисейского кряжа вдоль разломов показало, что большинство золоторудных месторождений района, расположенных вблизи разломов, пересекают черные «углистые» филлиты (удерейской свиты) имеют высокий кларк золота. К тому же кварцевые жилы, широко распространенные по всей площади района, несут богатую золото-сульфидную минерализацию только при пересечении ими черных сланцев удерейской свиты.

Золоторудные месторождения района, тяготея в своем пространственном расположении к зонам разломов, никогда не встречаются внутри самих разломов. Все они располагаются в толщах пород, испытавших складчатость под действием тех же сжимающих напряжений, которые вызвали формирование грабенов.

Другими словами, золоторудные месторождения в целом являются слепыми по отношению к зонам крупных разломов и к оперяющим их трещинам.

Однако существуют многочисленные доказательства того, что рудоконтролирующая роль глубинных разломов реализуется через их раствороподводящую функцию, – по мере удаления от разломов уменьшаются запасы руд вплоть до полного их исчезновения на расстояниях до 10 км, обычно значительно ближе, рудные поля и многочисленные проявления образуют цепочки, вытягивающиеся вдоль разломов и т.д. Эти факты доказывают также, что потоки металлоносных растворов предпочитают подниматься из очагов их генерации по высокопроницаемым структурам, а не фильтроваться по поровому пространству пород.

В решении вопросов генезиса золото-сульфидных месторождений, локализованных в углеродисто-терригенных толщах, одной из ключевых проблем является определение роли осадочно-диагенетических сульфидов в рудообразовании. Согласно точке зрения, обоснованной на примере месторождения Сухой Лог, рудные тела представляют собой залежи золотоносных осадочно-диагенетических и осадочно-гидротермальных сульфидов, испытавшие дислокационный, региональный и контактовый метаморфизм (Буряк, Хмелевская, 1997).

Дискуссионность предложенной модели в первую очередь связана с отсутствием в рудах названного месторождения реликтовых образований, которые можно достоверно определить как осадочно-диагенетические. Предполагается, что они были практически полностью регенерированы и переотложены при эпигенетических процессах.

Результаты изотопных исследований подтверждают предположение о гидротермально-осадочном происхождении основной массы колчеданного пирита, который показал практически одинаковые интервалы вариаций 34S от +7 до +10‰ на всех изученных месторождениях. В породах, залегающих выше по разрезу, наблюдается резкое изменение значений 34S: до +21‰ на месторождении Сухой Лог и до 7‰ на месторождении Вернинское.

По данным исследований Енисейского кряжа золото в обломочных породах кординской свиты имеют типично осадочное происхождение, на это указывают: геологическое положение золотосодержащих пород в основании трансгрессивной серии, широкое распространение золотоносности, отсутствие отчетливой связи золотоносности с магматизмом и разравными нарушениями, окатанная форма золотин, золотоносность песчаников и конгломератов при отсутствии в них кварцево-жильных проявлений.

Однако вопрос о происхождении золота в черносланцевых породах удерейской свиты значительно сложнее и допускает, по крайней мере, пять вариантов.

Рис. 2. Генетические модели, иллюстрирующие структурно-вещественную Au и ЭПГ эволюцию в процессе образования крупных объектов черносланцевой формации на примере золоторудного месторождения Сухой лог.

[Сазонов, Коротеев и др., 2011]

Осадочно-метаморфогенная модель заключается в образовании промышленного золотого оруденения, в результате сегрегации и переотложения рассеянного в докембрийских флишоидных толщах хемогенного и кластогенного золота, попавшего туда при размыве древних кор выветривания. В соответствии с представлениями Н.К. Курбанова (изучавшим условия локализации золотого оруденения в углеродисто-терригенных комплексах Средней Азии) формирование золоторудных месторождений протекало в три этапа.

В течении первого, гидротермально-осадочного этапа на дне морских бассейнов в резко восстановительных условиях были образованы осадки с повышенной фоновой золотоносностью.

Во второй, элизионно-катагенетический этап, вследствие погружения металлоносных осадков на значительные глубины образовывались элизионные воды, способные к растворению и переносу тяжелых металлов в более верхние горизонты осадочных бассейнов. Уже на этом этапе могли частично возникать промышленные рудные концентрации.

Основная же часть промышленных месторождений формировалась на самом позднем этапе в связи с процессами динамометаморфизма, а также контактового и регионального метаморфизма. Допускается что на этом этапе могли принимать участие также флюиды магматического происхождения, осуществляющие регенерацию и переотложение более ранних концентраций золота.

Метаморфогенно-гидротермальная модель рассматривает образование руд с проявлением высокоградиентного зонального метаморфизма, широко распространенных в орогенно-складчатых областях. В качестве источника рудного вещества рассматриваются осадочные и осадочно-вулканогенные комплексы, более глубокие по отношению к рудовмещающим толщам уровней метаморфизма. Из расположенных над очагами гранитизации толщ, рудное вещество извлекается метаморфическими растворами и переносится в верхние низкотемпературные зоны. Непосредственное рудоотложение происходит из гидротермальных растворов регрессивной стадии метаморфизма, возникающих вслед за диафторитовыми переотложениями рудовмещающих пород. Данная генетическая концепция наиболее полно разработана В.А. Буряком для золото-кварц-сульфидного оруденения «сухоложского» типа.

Модель интрателлурического углеродного метасоматоза предложена П.Ф. Иванкиным с соавторами для объяснения условий формирования золоторудных месторождений в черносланцевых толщах на материале наблюдений на ряде рудных полей западного Узбекистана. Выделяются два этапа их формирования, резко различающихся по физико-химическим условиям рудоотложения.

На первом этапе происходят метасоматические преобразования дислоцированных пород в форме углеродного метасоматоза под воздействием сильно восстановительных флюидов мантийного происхождения с привносом золота и других металлов в количествах, превышающих кларковые.

На втором, собственно рудообразующем этапе, в результате 2х-3хкратной переработки сульфидизированных углеродистых пород возникали промышленные концентрации золота.

Магматогенно-гидротермальная модель является наиболее ранней и хорошо разработанной моделью. Она предполагает связь золотого оруденения с растворами магматического происхождения, источниками которых могли служить интрузии гранитоидов. Подобная связь предполагается В.В. Масленниковым и В.Я. Микитченко для месторождений Бакырчикского района.

Рассмотренные в этой главе модели формирования золоторудных месторождений в углистых сланцах, базируются на реально наблюдавшимися во многих золотоносных провинциях тяготеющих к зонам влияния глубинных, проникающих в мантию разломов. При образовании руд золото-сульфидных месторождений с углеродистым веществом предполагаются мантийные и корово-мантийные источники золота.

Характерной особенностью золото-черносланцевых месторождений являются тонко рассеянные вкрапленные, слоистые и линзовидные сульфидные образования, которые присутствуют в разных количествах на различных объектах.

Содержание сульфидов, в месторождениях, приуроченных к «черносланцевым» толщам верхнепротерозойских или палеозойских терригенных комплексов, среди которых важную роль играют золотоносный пирит и арсенопирит, составляет обычно 3-7% [Новожилов, Гаврилов, 1999].

Золото в сульфидах является достаточно высокопробным. Средние содержания золота в рудах от 3 до 15 г/т. Оруденение обычно прослеживается до глубин 1-5 км. Как правило, руды имеют комплексный характер; наряду с золотом, промышленный интерес представляют сурьма, вольфрам, реже – серебро и мышьяк.

Говоря о форме нахождения золота в рудах месторождений «черносланцевого» типа необходимо использовать понятие «тонкодисперсное золото», к которому относятся частицы (но не атомы золота) размером от долей микрона до 10 микрон. Эта форма нахождения золота в эндогенных месторождениях является универсально распространенной. Невидимая форма нахождения золота во вкрапленных сульфидных рудах связана с мелкокристаллическим арсенопиритом и тонкозернистым пиритом. Наиболее высокие содержания «невидимого золота» установлены в игольчатом арсенопирите. Присутствие «невидимого золота» в сульфидах придает рудам упорные свойства, затрудняя извлечение из них золота. Поэтому данные по распределению «невидимого золота» в рудах и отдельных минералах имеют большую ценность для разработки рациональных схем обогащения руд. Проблема «невидимого золота» приобрела большое значение в связи с тем, что во многих странах месторождения вкрапленных золотых руд с упорными свойствами («черносланцевый» тип), обладающие большими запасами, являются основным источником золота.

Парагенетический анализ руд месторождений золото-сульфидной формации позволяет выделить четыре минеральных комплекса, соответствующих стадиям минерализации:

1. Ранний, дорудный минеральный комплекс представлен рассеянной пиритовой и халькопирит-пирротиновой минерализацией, распространение которой совпадает обычно с границами рудных полей.

2. Ранний, основной продуктивный минеральный комплекс, представленный прожилково-вкрапленной золотоносной сульфидной минерализацией при весьма ограниченном участии метасоматического кварца, является основным или одним из основных продуктивных на золото комплексом на месторождениях всех промышленных типов. В его составе выделяются две последовательно отложенные и пространственно тесно сопряженные минеральные ассоциации: пирит-арсенопиритовая с тонкодисперсным, связанным с сульфидами золотом, и сульфидно-полиметаллическая с относительно более крупным, преимущественно микроскопическим самородным золотом. Ранняя продуктивная минеральная ассоциация исключает отложение жильного кварца, из-за преобладающего сжатия. Метакристаллы золотоносных сульфидов – пирита и арсенопирита в интенсивно дислоцированных породах пересекают не только структуры кристаллизационной сланцеватости, но также и кливажа, таким образом фиксируя время своего образования сразу после завершения наиболее поздних пластических деформаций. Более поздняя минеральная ассоциация представленная тонкими кварц-карбонатными прожилками с вкрапенностью поздних сульфидов и свободного золота, образовалась при формировании мелкой трещиноватости в условиях ослабленного режима сжатия.

3. Средний, переменно-продуктивный минеральныйкомплекс представлен жильно-прожилковой кварц-бертьерит-антимонитовой минерализацией, нередко с шеелитом. Минерализация среднего комплекса распределена относительно неравномерно и обычно накладывается с резким тектоническим перерывом на образования раннего комплекса, иногда с формированием внутрирудных брекчий.

4. Поздний минеральный комплекс представлен прожилковой кварц-карбонатной минерализацией с проявлением самородного мышьяка. Минеральные образования позднего комплекса распространены в виде прожилков и штокверков, цементируют обломки брекчии, реже выполняют пустоты, имея много общих черт с выделениями сурьмяной минерализации.

В последнее время в терригенно-углистых толщах обнаружены фуллерены, часто сопутствующие с шунгитом, с ними связана экзотическая форма нахождения золота в рудах черносланцевого типа.

   

Рис. 3. Шунгит. М-е Шуньга, Карелия.

Рис. 4. Фуллерены. Хим. формула - C60

Шунгиты глобулярного строения встречены на золоторудных месторождениях-гигантах – Бакырчик, Мурунтау, Сухом Лог. Глобули шунгита – сферолиты размерами 100-200 микрон, редко 400 микрон, стягиваются в сетки, ориентированные по кругу, или образуют цепочки, слойки. Самородное золото встречается в виде микросферул в шунгите и металлоорганических соединениях. Развитые в этих зонах комплексные месторождения имеют ряд отличительных черт: частая совместная концентрация золота и платиноидов, восстановленный тип метасоматоза и длительная полихронная система формирования.

Среди золоторудных месторождений черносланцевого типа наиболее известные – Олимпиада, Нежданинское, Наталкинское, Майское, Советское в России; Мурунтау, Кокпатас, Зармитан, Даугызтау, Амантайтау в Узбекистане; Бакырчик в Казахстане; Чоре в Таджикистане; Кумтор в Киргизстане; Мазер Лод в США; Бендиго, Олимпик Дэм в Австралии.

Месторождение Сухой лог

Месторождение расположено в Ленском золотоносном районе (Забайкальская часть Сибири). Является наиболее крупным золоторудным объектом черносланцевой формации в РФ. Месторождение Сухой Лог в морфологическом плане представляет собой серию жильных зон и залежей, локализованных в флишоидной толще, представленной переслаиванием углеродистых глинисто-алевритовых, глинисто-песчанистых и карбонатно-песчанистых пород мощностью до 4000 м. Как с поверхности, так и на глубоких горизонтах широко проявлены жильно-прожилковые субпослойные (стратифициро-ванные) зоны кварц-сульфидной минерализации, несущие основные промышленные скопления золота. Содержания золота в целом на зону относительно низкие (1-2 г/т), на этом фоне обособляются бонанцевые скопления – до нескольких сотен грамм на 1 т. Основная часть золота заключена в пирите. Присутствие золота в тонкодисперсной форме может свидетельствовать в пользу осадочно-диагенетического происхождения его первичных концентраций. Руды месторождения технологичны, но извлекаемость золота не превышает 89 %. В настоящее время ведутся исследования, направленные на повышение извлекаемости золота из руды. Важнейшая особенность золотых руд Сухого лога – присутствие платиноидов.

Рис. 5. Контроль Ленской и Енисейской золото­рудных провинций рифтогенными зонами, раз­вившимися в краевой части Сибирского кратона.

[Large, Danishevsky,

Hollit et al., 2009]

1 – золоторудные месторождения, сопряженные с чер­ными сланцами; 2 – свинцово-цинковые стратиформ­ные месторождения; 3 – основные разломы (надвиги); 4 – Сибирский кратон; 5 – средне- и позднепротерозой­ские пассивные окраины; 6 – средне и позднепротеро­зойские аккреционные образования; 7 – позднепроте­розойские

Рис. 6. Характер распространения пород хомол­хинской свиты (включает черные сланцы) в Цен­тральной части Ленской золоторудной провин­ции, контролирующей развитие разномасштаб­ного золотого оруденения кварц-жильного и прожилково-вкрапленного типов.

[Large, Danishevsky, Hollit et al., 2009]

1 – хомолхинская формация: черные сланцы, алевроли­ты, мелкозернистые песчаники; 2 – нерасчлененная тол­ща – черные сланцы, алевролиты, известняки; 3 – золото­рудные месторождения; 4 – надвиг; 5 – граниты; 6 – трен­ды основных пликативных структур; 7 – сбросо-сдвиги.палеозойские граниты

В сухоложской черносланцевой толще имеются горизонты, обогащенные золотосодержащим гидротермально-осадочным пиритом. Полагается, что ранний пирит мог быть источником S и As– агентов переноса с перераспре­делением Au в метаморфогенно-гидротермальной системе. Следует подчеркнуть, что золото первого этапа, сосредоточенное в пирите, невидимое. Во втором и третьем этапе оно становится видимым.

   

Рис. 7. Сланец прокварцованный с мелкой вкрапленностью золота

   

Рис. 8. Черный сланец с гнездами кварца и мелкими включениями золота.

М-е Советское. Енисейский кряж

Месторождение Наталкинское

Откры­то в 1944 г., в следующем году, параллельно с развед­кой, началась его эксплуатация. Долгое время место­рождение отрабатывалось как кварц-жильное. В на­стоящее время оно переведено в ранг золотых круп­нотоннажных. Главных отличительных черт у ме­сторождения две: первая – низкое (2.18 г/т) содержа­ние золота в рудах, вторая – огромный объем руды. Их совместное “действие” обусловливает экономи­чески выгодную отработку этого объекта.

Расположено месторождение в 390 км к северу от г. Магадана, в пределах южной части Индигиро-Колымской региональной структуры. Отличитель­ная черта последней – высокая насыщенность мас­сивами гранитоидов, которые принимают участие в строении овально-купольных тектонических структур (рис. 9).

   

Рис. 9. Схема строения Омчакской овально-купольной структуры

[Шахтыров, 2010].

1 – граниты и диориты, 2 – эффузивные и субвулкани­ческие породы среднего и кислого состава, 3 – разрыв­ные нарушения

Рис. 10. Дуплекесный характер шовной зоны месторождения Наталкинское

[Шахтыров, 2010].

Месторождение приурочено к сочленению субмеридионального и диагонального разломов дуплексной шовной зоны (рис. 10). Месторождение представля­ет собой линейный кварцевый мегаштокверк, ори­ентировка которого на севере – северо-западная, в центральной части – субмеридиональная, а на юге – юго-восточная.

Месторождение локализуется в верхнепермских отложениях, представленных песчанистыми аргил­литами, диамиктитами, туфогенными сланцами, а также флишоидными песчаниками, алевролитами и аргиллитами. На месторождении отчет­ливо проявлены литогеохимические ореолы золо­та и мышьяка, а также вольфрама, сурьмы и ряда других элементов. В рудах месторождения содер­жатся платиноиды. Выделение границ рудного тела Наталкинского месторождения проведено на осно­ве результатов опробования на золото. Бортовое со­держание Au принято по результатам экономиче­ского обсчета нескольких вариантов.

В штокверке месторождения развито огромное количество различно ориентированных жил и про­жилков кварца. Встает вполне естествен­ный вопрос – каков источник SiO2 и Au в данном случае. Возможно он гетерогенный, в его создании приняли участие золотоносные чер­ные сланцы, метаморфизм и гидротермальный ме­тасоматоз.

Гранитоиды непосредственно на Наталкинском месторождении и на удалении от него в радиусе 5 км на сегодня не установлены. Судя по матери­алам, приведенным при описании Сухоложского месторождения, а также учитывая данные по Му­рунтау и некоторым другим золоторудным место рождениям черносланцевого типа, они должны быть в районе месторождения, но не вскрыты эрозией.

Что касается этапности развития месторождения, то она аналогична, установленной для Сухого лога.

Месторождение Бакырчик

Месторождение находится в Кызыловской зоне смятия широтного простирания, секущей основные структуры Калбинского региона. Рудовмещающие углеродсодержащие сланцы, аргиллиты, алевролиты и песчаники в тонкоритмичном переслаивании буконьской свиты среднекаменноугольного возраста. Породы интенсивно рассланцованы, содержат углеродистое вещество и сульфиды (до 5-10%). Наиболее насыщены золотоносными сульфидами (пиритом и арсенопиритом) алевролиты с содержанием углеродистого вещества 0,2-0,4% при наличии карбонатного материала.

Рудные тела представлены системой кулисообразных минерализованных зон значительной мощности (до 20 м). Состав руд: пирит, арсенопирит, антимонит, золото, марказит, халькопирит, пирротин, блеклые руды (теннантит и тетраэдрит), галенит, сфалерит, киноварь, самородное серебро, кварц, карбонаты.

Золотоносными являются пирит II пентагондодекаэдрического габитуса и игольчатый арсенопирит. В обоих сульфидах золото присутствует в микроскопической и субмикроскопической формах. Прямая связь с углеродом установлена только в интервале содержаний 0,2-1,5%. Отмечается положительная связь золота с бором, стронцием и фосфором. Руды месторождения характеризуются широким набором элементов: золото, серебро, свинец, цинк, медь, кобальт, никель, молибден, мышьяк, фосфор, бор, стронций.

Содержание мышьяка в рудах 0,3-1,5%. Оруденение сложной полигенной природы с многократным преобразованием сингенетического седиментогенного золотоносного материала в приразломной зоне дислокационно-термального метаморфизма, относится к типу минерализованных зон золото-сульфидного типа. По запасам относится к уникальным. Среднее содержание золота 9,4 г/т. Зона окисления полностью отработана. Отработка первичных руд в стадии освоения.

Рис. 11.Особенности локализации оруденения на Бакырчикском рудном поле [Чудинова, Фогельман, Павлова, 1983].

С Ю

Рис. 12. Разрез по линии А-Б.

1 – флишоидные толщи калбинской свиты, С1; 2 – молассоидно-флишодные отложения буконьской свиты, С 2-3; 3 – угленосная моласса бакырчикской толщи, С3; 4 – разрывные нарушения, 5 – проявления золото-сульфидной вкрапленной (а) и кварцево-жильной (б) минерализации; б штоки гранитоидов кунушского комплекса, Р1

Большинство исследователей поддерживают первично-осадочную природу золотоносного оруденения месторождения Бакырчик, однако, опубликовано ряд работ направленных на опровержение данной теории. В их основу легли исследования соотношения изотопов серы в сульфидах золото-черносланцевых месторождений. Вариации тяжёлого изотопа серы в сульфидах руд весьма широкие – от (–13,74) до (+ 11,59). Причём такие вариации характерны только для сульфидов месторождения Бакырчик. Во всех остальных объектах (Мурунтау, Сухой Лог, Кумтор, Олимпиада) эти вариации имеют узкий интервал: от (–3) до (+ 8,2). Использование литературных источников по изотопам серы в  золото-черносланцевых месторождениях показало, что вариации составов изотопов серы в сульфидах во времени близки к модели сульфатной кривой морской воды [Chang, Large, Maslennikov, 2008]. Однако данные по месторождению Бакырчик нарушают почти идеальную закономерность такого соответствия. Вероятно, для этого месторождения имелись, помимо сульфатной серы морской воды, и другие источники серы, поступавшей в сферу рудообразования [Гусев, 2012].

Месторождение Мурунтау

Супергигантское месторождение Мурунтау с запасами золота около 6 тыс. тонн находится в Центрально-Кызылкумском золоторудном районе Узбекистана. Район месторождения принадлежит к складчатой системе, которая сформировалась на месте миогеосинклинали, завершавшей развитие на стадии герцинского орогенеза. В регионе выделяютсядва структурных этажа: нижний – протерозойской-палеозойский (складчатый), верхний – мезозойской кайнозойский (платформенный). Все известные месторождения и рудопроявления центрально-кызылкумского района локализованы в пределах нижнего структурного этажа. Месторождение Мурунтау приурочено к региональной зоне Тамдытау-Нуратинского глубинного разлома, имеющего северо-западное простирание. Мурунтауское рудное поле представляет собой рудный штокверк, приуроченный к сложному тектоническому узлу.

 

Рис. 13. Карьер Мурунтау, глубина разработки достигла 300м., однако месторождение до сих пор не «оконтурено» в глубину. Спутниковый снимок с https://maps.google.ru.

Месторождение представлено крупным – диаметром около 2 км ореолом ороговикованных пород – биотит-кварц-полевошпатового метасоматитов, около 40% объема которого является в разной степени золотоносными образованиями. Внутри этого ореола залегают рудные залежи месторождения, располагающиеся в главных зонах фильтрации восходящих рудоносных растворов. Запасы золота связаны: основная часть – около 48% запасов приурочены к зонам преимущественно субсогласного прожилкования метасоматитов. Около 28% золота находится непосредственно в полосчатых и массивных метасоматитах, 8,6% приурочено к крупным, имеющим мощность 0,4 и более метров кварцевым жилам и 4% к сериям сульфидных и кварц-сульфидных прожилков, локализованных преимущественно тоже внутри ореолов метасоматитов. Обогащенные части рудоносного блока месторождения имеют форму крутопадающих рудных столбов, которые приближаются, а на глубине – примыкают к зоне южного разлома. На приближении к рудоносным залежам преобразование вмещающих пород возрастает, хлорит-серицитовое изменение сланцев сменяется биотитовым, проявляется их окварцевание и калишпатизация, выявляющиеся в виде осветления пород. Эти процессы развиваются вблизи многочисленных прожилковых зон и более редких жил, часто располагаются согласно с вмещающими породами, реже занимают по отношению к ним секущее положение. Характерны крупные существенно метасоматические залежи бедных руд с содержанием Au 3 г/т, которые включают сложные тела более богатых руд – рудные столбы. Месторождение Мурунтау одновозрастное 286-280 млн лет. И залегает преимущественно в сланцевых породах беспанаской свиты.

 

Рис. 14. Деформированный, горизонтальный, кварцевый прожилок пересекается золотоносным кварц-арсенопиритовым (коллекция М.М. Константинова). Образец с месторождения Мурунтау.

 

Рис. 15. Геологическая схема западного склона Южного Урала и разрезы черносланцевых отложений [Ковалев, 2008].

1–8 – разновозрастные структурно6вещественные комплексы (1 – нижнерифейские, 2 – среднерифейские, 3 – верхнерифейские, 4 – вендские, 5 – ордовикско6силурийские, нерасчлененные, 6 – ордовикские, 7 – силурийские, 8 – девонские, нерасчлененные); 9 – ультраосновные массивы; 10 – тектонические зоны (1 – Гадыльшинская, 2 – Улу6Елгинская, 3 – Кудашмановская); 11 – глинистые сланцы; 12 – глинистые сланцы с сингенетичным пиритом; 13 – углеродсодержащие сланцы; 14 – песчаники, алевролиты; 15 – кварцевые жилы; 16 – диабазы и габбро6диабазы; 17 – березитизированные аподиабазовые породы; 18 – альбититы; 19 – задернованные участки; 20 – тектонические нарушения

Что касается оценки черносланцевых толщ Республики Башкортостан на золото-платиновое оруденение, то ряд исследователей считают эти прогнозы весьма оптимистичными, однако существуют и другие мнения. Сложнодислоцированная углеродсодержащая толща приурочена к тектонической зоне, трассирующей восточнуючасть Юрюзано-Зюраткульского разлома (надвига). Породы представлены сильно дислоцированной и рассланцованной пачкой углеродсодержащих сланцев (рис. 15) с прослоями алевролитов и алевропесчаников, насыщенных кварцевыми прожилками различной формы и размеров с обильной сульфидной минерализацией, зажатой между двумя телами хлоритизированных и серицитизированных диабазов либо инъецированной ими.

Типичный разрез толщи вскрыт в дорожной выемке автодороги Уфа-Белорецк в 2-3 км северо-западнее пос. Улу-Елга. Структурно он приурочен к северной части Ишлинского грабена. С поверхности его строение с северо-запада на юго-восток выглядит следующим образом:

1. Зеленовато-коричневые хлорит-серицитовые (аподиабазовые?) сланцы, смятые в лежачую складку.

2. Углеродсодержащие сланцы сложно дислоцированные, с зонами милонитизации, окварцевания и насыщенности пустотами от выщелоченных сульфидов.

3. Магматические породы, обнаженные в восточном контакте видимой части разреза, представлены серицитизированными, хлоритизированными и отчасти карбонатизированными метадиабазами с редкими реликтами призм клинопироксена серицит-гидрослюдистыми псевдоморфозами по плагиоклазу лейстовидной формы. Внутреннее строение зоны характеризуется сложной тектоникой, причем изучение керна скважин показывает, что при всем разнообразии пликативных деформаций, можно говорить о доскладчатом инъецировании диабазами черносланцевых отложений.

При этом в черносланцевых горизонтах обнаружена неизвестная ранее мощная зона с обильной сульфидной (халькопирит-пирротин-пиритовой, пирротиновой и пиритовой) минерализацией, несущей явные признаки синтектонической перекристаллизации, а в углеродистой матрице присутствуют мелкие (3-5 микрон, очень редко до 10-12 микрон) выделения самородного золота разнообразной формы.

Содержания благородных металлов (как в магматических породах, так и в черных сланцах) превышают соответствующие кларки на 1-2,5 порядка при относительно четко выраженной золото-палладиевой специализации, присущей как первым, так и вторым.

 

Рис. 16. Внутреннее строение Улу-Елгинской зоны.

[Ковалев, 2008].

1 – кора выветривания; 2 – хлорит6серицитовые

сланцы; 3 – сложнодислоцированные

черные сланцы с сульфидной минерализацией; 4 – габбродиабазы;

5 – рассланцованные габбродиабазы;

6 – забой скважин

Своеобразная геохимия характерна и для черносланцевых отложений этой зоны. В них фиксируются аномальные содержания вольфрама и ртути при повышенных значениях титана, хрома, кобальта, никеля и мышьяка по сравнению с кларками черных сланцев [Юдович и Кетрис 1994]. Содержания благородных металлов (как в магматических породах, так и в черных сланцах) превышают соответствующие кларки на 1-2,5 порядка при относительно четко выраженной золото-палладиевой специализации, присущей как первым, так и вторым.

Детальное изучение структурно-тектонического строения выделенной зоны, вещественного состава пород и приуроченной к ним сульфидной минерализации, а также распределения в них Au и ЭПГ, позволяет проводить прямые аналогии между сложнодислоцированными углеродсодержащими толщами западного склона Южного Урала и близкими образованиями других регионов России, в которых уже выявлены платинометально-золоторудные объекты с промышленными содержаниями полезных компонентов.

Проведенный ранее сравнительный анализ показывает, что по типам геохимической специализации (отношениям Au/Pt и Pt/Pd) наиболее близкими к ним оказываются докембрийские углеродистые толщи Онежского района, а также углеродсодержащие терригенные породы Восточного Саяна-Тувы и Забайкалья [Ковалев и др., 1999].

Заложение серии грабенообразных структур и заполнение их псефито-псаммито-пелитовыми осадками машакской свиты происходило до активизации магматических процессов, о чем свидетельствует интрузивная природа магматических образований, присутствующих в низах машакской свиты и в Улу-Елгинской зоне. Далее происходило внедрение в верхние горизонты земной коры значительных объемов базальтовой магмы, все это сопровождалось предварительной проработкой осадочного субстрата восстановленными мантийными флюидами. При поступлении флюидов в верхние этажи земной коры по тектонически ослабленным зонам происходила смена окислительно-восстановительных условий, в результате которой в терригенных породах сформировались геохимические аномалии элементов «мантийной» природы. При этом снижение давления при подъеме флюида к поверхности и их взаимодействии с алюмосиликатными породами приводило к окислению восстановленного флюида, и привело к отложению рудных компонентов в рассеянной, тонкодисперсной форме и в значительных объемах пород [Иванкин, Назарова, 1988].

Уже на этом этапе возможно формирование в благоприятных по физико-химическим и структурно-литологическим параметрам условиях концентраций рудных элементов, которые сегодня соответствуют рудным объектам. Здесь необходимо подчеркнуть, что привнос металлов в верхние этажи земной коры для данного региона является принципиальным положением для построения моделей рудообразования, т. к. метаморфогенно-гидротермальная модель А.В. Буряка (1982), активно используемая и применяемая для объяснения генезиса золоторудных объектов западного склона Южного Урала, подразумевает наличие неких исходных концентраций металлов, способных к миграции в осадочных породах, которые под воздействием метаморфо-гидротермальных процессов «собираются» в рудные объекты.

Но содержание благородных металлов в неизмененных породах стратотипа, которые наиболее полно характеризуют бассейн осадконакопления, соответствует кларку, т. е. норме [Ковалев, 2001]. В таком случае закономерен вопрос – «что перераспределялось?», т. е. привнос элементов в качестве основополагающей предпосылки необходим. При дальнейшем эволюционном развитии системы благоприятным фактором для рудообразующих процессов являлась длительность функционирования флюидно-гидротермальных источников [Маракушев, Безмен, 1972].

Все сколько-нибудь значительные золоторудные объекты на Урале при­урочиваются к шовным зонам [Коротеев, Сазонов, Огородников и др., 2009]. Шов­ные зоны с золотой минерализацией имеют на Ура­ле рифтогенную (1200-560 млн. лет) и коллизи­онную (385-240 млн. лет) природу. Причем в ря­де случаев отмечается подновление (активизация) древних шовных зон в коллизионный период раз­вития Уральского региона.

На Южном Урале черные сланцы с различными уровнями концентрации Au развиты в рифто­вых структурах рифейского (Башкирский антикли­норий, Авзянская и Машакская площади) и нижнекаменноугольного (Непряхинская, Миндякская Гогинская, Тохтаровская, Кумакская площади.

Что касается рифейских черных сланцев и их ру­доносности, то, можно отме­тить следующие важные данные [Ковалев, 2001].

Во-первых, к вос­току от широко известного Шатакского комплек­са в терригенных породах (представлены серицит-кварцевыми алевросланцами и углеродистыми серицит-кварцевыми сланцами) установлены по­вышенные содержания благородных металлов (в г/т): Au (0.5-2.4), Pt(0.09-0.1), Pd(0.3-1.18), Os(0.004-0.005), Ru (0.0043). В составе рудной мине­рализации установлены халькопирит, пирротин, пирит. В углеродистой матрице обнаружены элек­трум, сульфоселениды золота и серебра, сложные соединения редкоземельных элементов и др. Ука­занные терригенные породы ассоциируют с тела­ми габбро-долеритов, которые амфиболизированы, эпидотизированы, карбонатизированы и участками окварцованы. С.Г. Ковалев считает, что пере­численные выше элементы были привнесены в си­стему флюидом матийной природы.

В конгломератах Шатакского комплекса установ­лена благороднометальная минерализация, связан­ная с магнетитом и гематитом. Важно, что зона раз­вития минерализации прослежена на 11 км. Приве­денные материалы дают основание для продолже­ния исследований в пределах площади, изученной В.Г. Ковалевым. Причем эти исследования должны включать детальный литолого-фациальный анализ терригенных пород и формационный состав магма­титов. И, конечно же, имеется необходимость в из­учении глубинного строения площади исследова­ний. При этом особое внимание должно быть уделе­но процессам гранитизации и метаморфизма – важ­ных источников благороднометальной минерализа­ции, поставляемой в систему (зону развития минера­лизации). Без выполнения указанного комплекса ис­следований практическую значимость минерализо­ванных конгломератов и черных сланцев, по имею­щимся на сегодня материалам, оценить невозможно.

Опыт изучения золоторудных и платиноме­тальных месторождений черносланцевой форма­ции показывает, что обоснованная оценка перспектив золотоносности указанной территории может быть сделана только после установления ее глубинного геологического строения, картирования метаморфических фаций и метасоматических формаций, формационного анализа интрузивных образований. Однако названные работы (иссле­дования) в первую очередь должны коснуться Аш­кинской и Сурьинско-Промысловской рудных зон.

Что касается золотоносности уральских черных сланцев, то сегодня по этому по­воду можно констатировать следующее. В регионе получили развитие разновозрастные черные слан­цы – рифейские, рифейско-вендские, ордовикские, силурийские девонские и карбоновые. В большинстве случаев концентрация Au в них от­вечает первому (субкларковому) уровню. Имеются также площади со вторым уровнем концентрации Au. На площадях, в которых проявлены только ука­занные два уровня концентрации Au, месторожде­ний золота нет. Имеются в регионе также и площади с трехуровенной концентрацией Au. Третий уровень обусловлен гранитоидами тоналит-гранодиоритовой формации. В этом случае черные сланцы являются одной из составляющих комплекса вмещающих по­род. Очевидно, такой вариант весьма распро­странен в природе.

Для оценки Урала на золотооруденение черносланцевого типа необходимо на пло­щадях с установленными вторым и третьем уров­нями концентрации золота провести комплексные работы геолого-тектонического (с обязательным изучением глубинного геологического строения), метаморфогенно-метасоматического и литолого-геохимического планов. Представляется, что толь­ко после этого можно будет обоснованно оценить перспективы черных сланцев Урала на благородно­метальное оруденение.

По мнению ряда исследователей для начала необходимо поделить черносланцевые комплексы на перспективные и непродуктивные, для этого конечно необходимо глубокое комплексное изучение пород “черно­сланцевой” формации; создать карты глубинного строения для этих площадей; привлечь квалифицированные кадры геологов-поисковиков.

В данной работе были изучены месторождения золота в «черных сланцах», их структурная приуроченность, характерные минеральные ассоциации и формы нахождения золота в минералах. Рассмотрены точки зрения разных авторов по поводу генезиса месторождений черносланцевого типа.

Хотя черносланцевые месторождения золота в целом похожи, но, как известно, двух одинаковых месторождений не бывает, поэтому в статье были рассмотрены примеры черносланцевых месторождений золота находящихся как на территории РФ, так и за ее пределами, и соответственно характеризующихся различной структурной приуроченностью, а так же способами, длительностью образования и источниками рудного вещества. Среди них месторождения Сухой Лог, Бакырчик, Наталкинское и Мурунтау.

В результате детального изучения ранее опубликованных работ, по исследованию месторождений золота черносланцевой формации, были спрогнозированы перспективы золотоносности черносланцевых толщ находящихся на территории РБ. На первый взгляд, вероятность благоприятных результатов в этой области – невелика. Однако, имеет смысл провести более детальное изучение черносланцевых формаций в пределах РБ, для более достоверной оценки перспектив.

Литература

  1. Будяк А.Е. Геохимические особенности золоторудных месторождений парагенетически связанных с черносланцевыми толщами (Восточная Сибирь). Автореф. на соискание степени к.г-м.н. Иркутск. 2009. 22 с.

  2. Гусев А.И. Литологические факторы контроля золото-черносланцевого оруденения. Фундаментальные исследования. № 11. 2012. С. 70-74.

  3. Иванкин П.Ф., Назарова Н.И. Методика изучения рудоносных структур в терригенных толщах. М.: Недра. 1988. 253 с.

  4. Карпузов А.Ф., Карпунин А.М., Соболев Н.Н., Мозолева И.Н., Карпузов А.А. Минерально-сырьевой потенциал черносланцевых формаций складчатых поясов России. Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. № 5. 2008.

  5. Ковалев С.Г Рифтогенез и металлогения (на примере западного склона Южного Урала). Геологический сборник. № 7. Уфа: ИГ УНЦ РАН. 2008. С. 68-87.

  6. Коротеев В.А., Сазонов В.Н., Огородников В.Н. Шовные зоны Урала как интегральные перспектив­ные рудоносные структуры. Геология рудных месторождений. 2009. № 2. С. 107-124.

  7. Кряжев С.Г., Ганжа Г.Б, Двуреченская С.С.Парагенезисы золота с сульфидами в черных сланцах Сухоложского рудного района. // Всерос. конф., посвященная 100-летию со дня рождения Н.В. Петровской Т.1. М.: ИГЕМ РАН, 2010. С. 298-300.

  8. Новожилов Ю. И. Гаврилов А.М. Золото-сульфидные месторождения в углеродисто-терригенных толщах. ЦНИГРИ. 1999. 175 с.

  9. Петров В.Г. Условия золотоносности Северной части Енисейского кряжа. Новосибирск. Издательство: Наука. 1974г. 138 с.

  10. Сазонов В.Н., Коротеев В.А., Огородников В.Н., Поленов Ю.А., Великанов А.Я. Золото в “черных сланцах” Урала. ЛИТОСФЕРА. 2011. № 4. С. 70-92.

  11. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Геохимия черных сланцев. Ленинград: Наука ,1988. 272 с.

  12. Chang Z., Large R.R., Maslennikov V. Sulfur isotopes in sediment-hosted orogenic gold deposits: Evidence for an early timing and a seawater sulfur… 2008. Vol. 36. № 12. P. 971–974.

Интернет-ресурсы

  1. http://www.protown.ru/

  2. http://www.vipstd.ru

  3. http://mgcs.sfu-kras.ru/

  4. http://ru.wikipedia.org