Amazarkan gold deposit: conditions of formation, sources of ore substance (Eastern Transbaikalia)

Full Text

Введение

Забайкалье является крупной ресурсной базой России по рудной и россыпной золотодобыче. Месторождения золота Забайкальского края принадлежат к различным геолого-промышленным типам – собственно золоторудным и комплексным золотосодержащим. Среди них наибольшее количество принадлежит золото-кварцевой, золото-сульфидно-кварцевой и золото-серебряной рудным формациям. В последние годы существенный прирост запасов золота был достигнут за счет разведки и переоценки золото-железо-скарновых (Быстринское) и золотосодержащих Cu-Mo-порфировых (или золото-медно-скарновых) (Култуминское, Бугдаинское, Лугоканское и др.) месторождений. Вероятно, и дальнейшие перспективы прироста запасов золота будут связаны с выявлением такого типа объектов. В то же время в современных сложных условиях обеспечения импортонезависимости государства [1] «классические» жильные месторождения, отрабатывавшиеся на протяжении длительного времени, пока не утратили своего значения.

Магматические комплексы Восточного Забайкалья, с которыми связана Au- и Cu–Mo-порфировая минерализация региона, представлены плутоническими и вулкано-плутоническими производными шошонит-латитовой и высококалиевой известково-щелочной магм [1–3]. Установленная перемежаемость этих магм во времени и присутствие комбинированных даек сложного строения в рудных полях Mo-порфировых и золоторудных месторождений указывает на одновременное существование магматических очагов разных глубинных уровней (мантийного и корового), с которыми могла быть связана генерация магматических расплавов и магматогенных флюидов, участвовавших в процессах рудообразования на золоторудных и Cu–Mo-порфировых месторождениях. Основными критериями парагенетической связи процессов рудообразования и магматизма служат одновременность их проявления и совмещенность ареалов распространения. Проследить генетические связи рудной минерализации с конкретными магматическими фазами можно путем сопоставления геохимического состава магматических пород и руд, с ними связанных. Одним из таких инструментов является исследование геохимических особенностей и состава магматических пород и рудообразующих флюидов. Идентификация конкретных фаз рудоносных магматических комплексов, как вероятных магматических источников рудообразующих флюидов, может быть использована как критерий генетической связи рудообразования и магматизма и иметь большое значение для создания адекватных генетических моделей рудных месторождений. Амазарканское месторождение подготовлено к промышленному освоению. Ранее при проведении тематических работ был изучен структурный и магматический контроль оруденения, минеральный состав руд, выделены стадии минерализации. Цель настоящей работы авторы видят в обобщении всей накопленной геологической информации и в выяснении на этой основе, с учетом новых геохимических данных, условий рудообразования с оценкой возможных источников рудного вещества.

Фактический материал и методика исследования

В основу публикации положен фактический материал, собранный авторами в процессе полевых исследований, а также материал территориальных геологических фондов (г. Чита). Изучение элементного состава пород и руд проведено в аналитических лабораториях Геологического института СО РАН (г. Улан-Удэ) и в Центре коллективного пользования многоэлементных и изотопных исследований СО РАН (г. Новосибирск). Содержания элементов определены рентгенофлуоресцентным методом на спектрометре ARL Perform'X 4. Пороги обнаружения V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Se, Br, Rb, Sr Y, Zr, Nb, Mo 1–3 г/т; Hf, Ta, W, Nb, Bi, Th, U – 5–10 г/т. Содержания золота определялось пробирно-атомно-эмиссионным методом с индуктивно связанной плазмой в ЗАО «SGS Vostok Limited» (г. Чита). Измерения концентраций редкоземельных элементов проведены ИСП-АЭС методом. Определение изотопного состава кислорода проводилось с использованием установки экстракции кислорода с лазерным нагревом, оснащённой лазером MIR 10-30 мощностью 30 ватт и длиной волны 10,6 мкм, в присутствии реагента BrF₅ в ЦКП «Геоспектр» ГИН СО РАН. Результаты анализа представлены относительно стандарта VSMOW. Изотопный состав серы в сульфидах и углерода в графите проанализирован в ЦКП Многоэлементных и изотопных исследований СО РАН на базе ИГМ СО РАН. Измерения проводили на газовом масс-спектрометре Delta V Advantage в режиме двойного напуска после количественного окисления образцов в вакуумной установке. Методические детали описаны в [4, 5]. Значения δ³⁴S и δ¹³С (‰) приведены относительно стандартов VCDT и VPDB, соответственно.

Для исследования флюидных включений (ФВ) применялись методы крио- и термометрии (микротермокамера THMSG-600 фирмы Linkam с диапазоном измерений от –196 до +600 °С). Изучение состава газовой фазы ФВ проводилось методом КР-спектроскопии (спектрометр Ramanor U-1000 фирмы JobinYvon, лазер MillenniaProS2 (532 nm), детектор HORIBA JOBIN YVON, г. Новосибирск). Общая концентрация солей в растворах ФВ и принадлежность их к той или иной водно-солевой системе определялись по данным криометрии [6–11].

Краткая характеристика геологического строения месторождения

Амазарканское месторождение открыто Итакинской партией Читинского геологического управления при поисковых работах масштаба 1:10000, проводимых с 1964 по 1967 гг. Предварительная и детальная разведка месторождения проводились в 1993–1998 гг.

Месторождение расположено в юго-западной части Становой складчатой области в Пришилкинской мобильной зоне, образованной в результате коллизии Сибирского и Монголо-Китайского континентов в юрский период [2].

В Восточном Забайкалье значительная часть золоторудных месторождений образована в среднеюрское и раннемеловое время, соответствующие коллизионным и рифтогенным этапам развития региона [2].

В районе месторождения развиты осадочные и интрузивные образования архейского, палеозойского и мезозойского возрастов. В структурном отношении месторождение локализовано в узле пересечения Урюмо-Амазарканской северо-восточной зоны разломов с нарушениями более высоких порядков субширотного, северо-восточного и субмеридионального направлений (рис. 1).

 

Рис. 1. Схема геологического строения Амазарканского золоторудного месторождения: 1 – четвертичные отложения (Q): аллювиальные песчано-галечные отложения пойм и надпойменных террас), 2 – нюкжинская серия (J₃ nk), фельзитовые и кварцевые порфиры и их туфы, песчаники, алевролиты, туфы, валунно-галечные конгломераты; 3 – амазарская свита (AR am₂), разнозернистые гранатовые гнейсы с прослоями кристаллических сланцев; амуджиканский интрузивный комплекс (J₃a): 4 – штоки гранодиорит-порфиров; 5 – дайки лампрофиров, диоритовых порфиритов, габброидов; 6 – амананский комплекс (J₁a), дайки кварцевых порфиров, гранит-порфиров; 7 – олекминский комплекс (PZ₁): а) биотитовые граниты; б) порфировидные граниты; 8 – раннепротерозойские габброиды (PR₁); 9 – архейские гранито-гнейсы (AR); 10 – тектонические нарушения: а) главные; б) второстепенные; 11 – сульфидные кварц-карбонатные жилы; 12 – рудные тела по результатам опробования, в окружности 1 – Северная рудная зона, 2 – Широтная рудная зона

Fig. 1. Schematic geological map of the Amazarkan gold deposit: 1 – Quaternary rocs (Q): alluvial sand and pebble formations of floodplains and above-floodplain terraces; 2 – Nyukzha series (J₃ nk), felsic and quartz porphyries and their tuffs, sandstones, siltstones, tuffs, boulder-pebble conglomerates; 3 – Amazar formation (AR am₂), heterogeneous garnet gneisses with interlayers of crystalline schists; 3–5 – Amudzhikan intrusive complex (J₃a): 4 – granodiorite porphyry stocks; 5 – lamprophyre dikes, diorite porphyrites, gabbroids; 6 – Amanan complex (J₁a), dikes of quartz porphyry, granite porphyry; 7 – Olekma complex (PZ₁): a) biotite granites; b) porphyritic granites; 8 – Early Proterozoic gabbroids (PR₁); 9 – Archean granite-gneisses (AR); 10 – tectonic disturbances: a) main; b) secondary; 11 – sulfide quartz-carbonate veins; 12 – ore bodies based on sampling results, in circle 1 – Northern ore zone, 2 – Latitudinal ore zone

 

Породы, вмещающие месторождение, представлены отложениями амазарской свиты архея (U-Pb SHRIMP, 1873±3 млн лет) [12], сложенной гранулитами и гнейсами с прослоями кристаллических сланцев, амфиболитов и кальцифиров. В нижней части свиты преобладают гранулиты, в верхней части разреза преобладают гнейсы и кристаллические сланцы, часто с графитом. Общая мощность амазарканской свиты составляет около 3500 м. В минеральном составе графитовых гнейсов присутствуют кварц (50–55 мас. %), турмалин (20–25 мас. %), апатит (2–3 мас. %). Гнейсы и кристаллические сланцы в районе месторождения интенсивно графитизированы. Графит образует тонкочешуйчатые скопления (0,01–0,08 мм) и графитовые прожилки. По содержанию углерода (1,5–26,3 мас. %) графитовые гнейсы соответствуют высокоуглеродистым сланцам (табл. 1).

 

Таблица 1. Содержания золота, изотопный состав, Cорг графитовых гнейсов амазарской свиты

Table 1. Gold content, isotopic composition, Sorg of graphite gneiss of the Amazar formation

№ проб Sample no.	Минерал Mineral		δ313С(‰) PDB		Cорг Sorg (%)	Содержания Au, г/т Au content, g/t
Кварцево-сульфидные жилы с графитом Quartz-sulfide veins with graphite
655	Графит Graphite		–28,43		–	10,85
655-1			–28,90		–	0,11
655-2			–27,23		–	0,76
Графитовые гнейсы/Graphite gneiss
901	Графит Graphite		–24,84		8,20	0,06
902			–24,02		26,28	0,06
904			–22,30		1,52	2,54
905			–21,96		4,68	1,70
906			–22,28		3,06	0,21
907			–24,93		5,31	0,56
908			–24,93		11,8	0,42
Виды анализов/Types of analyses
Спектрозолотометрия Spectrosolotometry (n=33)*				Пробирный анализ Assay (n=16)*
Графитсодержащие гнейсы Graphite-containing gneiss				Графитовые гнейсы с сульфидной минерализацией Graphite gneiss with sulfide mineralization
от–до/from–to среднее/average		0–0,4 0,09		от–до/from–to среднее/average			0,1–11,0 2,90

*– по данным фондовых материалов, n – число анализов.

*– according to stock materials, n is the number of analyses.

 

В пределах месторождения гpaфитoвыe гнейсы пpeдcтaвлены тeмнo-cepыми дo чepныx мeлкoзepниcтыми пopoдами со слоисто-плойчатой текстурой. Среднее содержание золота в графитовых гнейсах амазарской свиты составляет 0,09 г/т, что почти на два порядка превышает фоновые содержания (табл. 1), и колеблется от 0,05 до 2,54 г/т [13].

Отложения нюкжинской серии (J₃nk) обнажаются в юго-западной части Амазарканкого рудного поля. Нижняя часть разреза серии представлена валунно-галечными конгломератами с прослоями и линзами песчаников. Верхняя часть разреза сложена вулканогенно-осадочными породами, залегающими на конгломератах с угловым несогласием. Мощность отложений нюкжинской серии составляет около 150 м.

В северо-западной части района месторождения обнажается габбро-диоритовый массив раннепротерозойского возраста, сложенный в центральной части кварцевыми диоритами, сменяющимися в краевых частях роговообманковыми габбро.

В северной части месторождения развиты интрузивные образования олекминского комлекса (PZ₁), представленного крупным массивом гранитоидов. Преобладающие в составе комплекса биотитовые и порфировидные граниты имеют возраст 358 ±2 млн лет [14].

Амананский комплекс (J₁a) представлен редкими дайками гранит-порфиров и кварцевых порфиров возрастом 193–260 млн лет [15].

Амуджиканский комплекс (J₃a) представляют дайки гранодиорит-порфиров, диоритовых порфиритов и лампрофиров возрастом 145–165 млн лет [15]. Мощность даек достигает 20 м, протяженность – 1, 5 км. Простирание даек контролируется трещинными структурами северо-восточного, северо-западного, субширотного направлений, широко развитых в пределах площади. Контакты с вмещающими породами резкие, прямолинейные с зонами закалки, часто тектонические.

Диоритовые порфириты – темные, зеленовато-серые порфировые породы с тонкокристаллической основной массой. Вкрапленники роговой обманки, плагиоклаза (№ 30–34), биотита составляют 15–20 % объема породы. Основная масса гипидиоморфнозернистой структуры состоит из плагиоклаза (№ 39–40), изредка встречается кварц. Акцессорные минералы – магнетит, апатит, редко титанит и алланит. Диорит-порфириты иногда слагают краевые части даек гранодиорит-порфиров и имеют с ними постепенные переходы.

Гранодиорит-порфиры – серые или розовато-серые порфировые породы. Вкрапленники зонального плагиоклаза (№ 28–35), биотита, роговой обманки, редко кварца размером 3–4 мм составляют от 20 до 40 % объема породы, при преобладании плагиоклаза (до 60 % состава вкрапленников). Основная масса тонкозернистая, состоит из кварца (30–50 %) и полевых шпатов, из которых обычно преобладает калишпат, редко биотит и роговая обманка. Структура основной массы аплитовая, фельзитовая с элементами микропегматитовой. Акцессорные минералы представлены магнетитом, титанитом, цирконом, апатитом, очень редко алланитом.

Лампрофиры – макроскопически-чёрные с зеленоватым или буроватым оттенком массивные породы с порфиробластами водяно-прозрачного кварца и калишпата размером до 1–5 мм. В порфиробластах калишпата часты включения зерен роговой обманки и биотита. Выделения кварца окружены каемкой амфибола, реже биотита (оцелляровая структура). Основная масса сложена плагиоклазом, роговой обманкой и биотитом, в интерстициях между ними встречаются скопления мелкозернистого кварца. Плагиоклаз замещен соссюритом, роговая обманка – актинолитом, хлоритом, порода карбонатизирована. Акцессорные минералы – апатит, магнетит, редко встречается турмалин.

Околорудные метасоматиты представлены турмалинизированными, березитизированными графитовыми гнейсами и сланцами, а также зонами сульфидизации, окварцевания и скарнирования. В зонах турмалинизации количество турмалина достигает 10 %. Часто он образует радиально-лучистые «турмалиновые солнца» размером до 0,8–1,0 мм. В тесном срастании с турмалином наблюдаются удлиненно-вытянутые листовидные обособления графита размером до 1,5–2,0 мм. Кварц-турмалиновые метасоматиты являются рудовмещающими для золото-турмалинового типа оруденения. Кварц-серицитовые метасоматиты и березиты сопровождают зоны дробления в гнейсах и тоже содержат графит, который наблюдается в виде неравномерной вкрапленности, пластинчатых агрегатов, ветвистых прожилков мощностью до 1 мм.

Рудные тела в пределах месторождения выявляются по данным опробования и представляют собой штокверковые зоны с кварц-сульфидной минерализацией в графитовых гнейсах. Среднее содержание золота в рудах составляет 2,6 г/т. В графитовых гнейсах с наложенной сульфидной минерализацией содержания золота варьируют от 0,1 до 11,0 г/т при среднем содержании (пробирный метод) 2,9 г/т (табл. 1). По подсчитанным запасам исследуемый объект соответствует мелким месторождениям золота. Выделены Северная и Широтная рудные зоны, представленные участками распространения кварцево-жильной и прожилково-вкрапленной рудной минерализации штокверкового типа среди графитовых гнейсов. Широтная рудная зона образована штокверком прожилково-вкрапленного оруденения и локализована в узле сопряжения тектонических структур разной ориентации. Повышенные содержания золота отмечаются в зонах интенсивного развития прожилково-вкрапленной кварц-турмалин-сульфидной минерализации. Северная рудная зона сопряжена с мощной трещинной структурой субмеридиональной ориентировки, вмещающей измененные дайковые тела габбро-диоритового состава. В пределах Северной рудной зоны развиты золотоносные кварц-графитовые жилы мощностью до нескольких сантиметров. Главными рудными минералами являются магнетит, молибденит, пирит, арсенопирит, сфалерит, галенит. К второстепенным и редким минералам руд относятся халькопирит, марказит, мартит, мельниковит, шеелит, пентландит, кобальтин, Bi, Ag теллуриды, самородное Au, а также монацит, ксенотим и рабдофан.

На месторождении установлены минеральные ассоциации, соответствующие стадиям рудообразования: 1 – магнетитовая; 2 – молибденит-пирит-кварцевая; 3 – кварц-турмалиновая; 4 – кварц-пиритовая; 5 – пирит-арсенопирит-кварцевая; 6 – полиметаллическая; 7 – кварц-халцедон-карбонатная [16]. Магнетитовая, молибденит-пирит-кварцевая, пирит-арсенопирит-кварцевая и полиметаллическая ассоциации имеют ограниченное распространение. Кварц-турмалиновая и кварц-пиритовая ассоциации широко представлены на площади всего месторождения. Продуктивными на Au оруденение являются кварц-пиритовая, пирит-арсенопирит-кварцевая и полиметаллическая ассоциации (табл. 2). Графит установлен в виде минеральных включений в кварце, пирите, халькопирите, марказите, арсенопирите. Агрегаты графита и его прожилки секутся более поздними прожилками сульфидно-карбонат-кварцевого состава. Руды месторождения отвечают малосульфидной золоторудной формации и относятся к арсенопирит-пирит-сфалерит-галенитовому минеральному типу. По содержанию сульфидов руды являются мало- и умеренно сульфидными.

 

Таблица 2. Элементный состав (г/т) и индикаторные отношения элементов в сульфидно-кварцевых жилах рудных стадий Амазарканского месторождения

Table 2. Elemental composition (g/t) and indicator ratios of elements in sulfide-quartz veins of ore stages Amazarkan gold deposit

№ проб Sample no.	Au	As	Bi	Mo	Cu	Co	Ni	Pb	Sn	Sb	Nb	Rb	Sr	U	Th	La	Th/La	Nb/La	Co/Ni	Rb/Sr	U/Th
Кварц-турмалиновая стадия/Quartz-tourmaline stage
647-1 649 649-1 692	3,08 2,40 1,31 0,68	220 250 391 220	51,9 6,9 8,5 18,2	14,0 30,0 – 2,0	170 50,0 – 380	29,0 26,0 34,0 28,5	5,0 12,0 17,0 19,0	39,0 55,0 24,0 46,0	19,0 18,0 – 31,0	11,5 18,0 16,0 9,7	6,0 5,0 12,0 8,0	136 115 55 60,1	90 150 117 40	1,16 0,94 – 18,8	6,5 6,6 6,4 10	28,8 47,4 – 19,7	0,23 0,14 – 0,54	0,21 0,11 – 0,41	5,8 2,2 2,0 1,5	1,5 0,8 0,5 1,5	0,2 0,1 – 1,8
Кварц-пиритовая стадия/Quartz-pyrite stage
695 697 655 655-1 656 698	1,37 0,77 10,8 0,11 – 1,38	70 110 270 40 140 30	4,0 5,0 148 4,4 71,3 32,3	3,0 5,0 132 60,0 16,0 61,0	290 1630 60,0 40,0 20,0 30,0	22,5 18,5 13,8 13,3 15,6 8,7	24,0 10,0 17,0 5,0 5,0 6,0	58,0 47,0 98,0 26,0 108,0 29,0	80,0 90,0 64,0 28,0 22,0 12,0	3,0 5,0 139,0 60,0 16,0 61,0	17,0 29,0 18,0 19,0 15,0 21,0	6,2 8,5 40,4 4,3 14,5 25,4	8,0 14 8,0 10 5,0 17	80,4 158 17,4 74,2 119, 79,0	220 180 90 180 150 620	2,24 3,12 2,50 1,30 1,36 5,02	7,7 5,7 12,5 3,6 14,9 25,1	0,9 1,8 0,8 2,7 3,1 1,5	0,4 0,9 0,2 0,4 0,8 0,1	0,3 0,5 0,2 0,4 0,1 0,2	0,3 0,5 0,2 0,4 0,1 0,2
Пирит-арсенопирит-кварцевая стадия/Pyrite-arsenopyrite-quartz stage
647 654 690 693-1	7,50 0,35 2,68 0,47	1819 1030 33402270	59,0 28,0 128 18,6	– – – 51	– – 450 30	84,0 21,5 138 97,0	2,0 9,0 17,0 46,0	89,0 36,0 120 56,0	– 16,0 18,0 16,0	54,0 2,3 19,0 18,5	– 5,0 2,0 15	37,0 157 11,1 46,6	48 210 10 110	– 0,46 8,6 2,98	4,2 2,7 4,7 6,0	– 0,46 8,6 3,0	– 5,87 0,55	– 10,9 0,2 5,0	42,0 2,4 8,1 2,1	0,8 0,7 1,1 0,4	– 0,2 1,8 0,5
Кварц-полиметаллическая стадия/Quartz-polymetallic stage
651-1	2,78	160	13,2	6,0	40	163	21,0	253	652	6,0	25	19,1	1,0	6,6	20	0,4	3,2	7,8	0,3	0,1	0,1

 

Петрогеохимическая характеристика пород амуджиканского комплекса и руд

По соотношениям Na₂O/K₂O мезозойские интрузивные образования основного и среднего составов соответствуют калиево-натриевой серии (табл. 3). В районе месторождения породы кислого состава представлены дайками кварцевых порфиров, соответствующих калиевой серии. По геохимическим особенностям состава интрузивные образования амуджиканского комплекса соответствуют интрузиям, сформированным в коллизионных и постколлизионных обстановках (рис. 2).

 

Таблица 3. Содержания и соотношения химических элементов в интрузивных образованиях амуджиканского комплекса района Амазарканского месторождения (от–до)

Table 3. Contents and ratios of chemical elements in intrusive formations of the amudzhikan complex of the Amazarkan deposit field area (from–to)

Соотношения элементов Ratios of elements	Диориты Diorites (n=14)	Гранодиориты Granodiorites (n=5)	Кварцевые порфиры Quartz porphyry (n=2)	Габброиды Gabbroids (n=3)
Na2O/K2O	0,18–0,31	0,28–2,10	0,06–0,12	1,72–2,79
Mg#	–	1,05–2,10	–	1,72–2,79
Eu/Sm	0,18–0,33	0,18–0,24	–	0,31–0,35
Au	0,026–1,171	0,087	–	–

Примечание. «–» – нет данных/Note. "–" – no data available.

 

Рис. 2. Дискриминационные диаграммы интрузивных пород Амазарканского месторождения: а) диаграмма F₁–F₂ [18] с фигуративными точками кислых по составу магматических пород амананского комплекса (J₁) – 1; F₁=196,203SiO₂+753,953TiO₂+481,96Al₂O₃+92,664FeO*+521,5MgO+374,766CaO+7,571Na₂O– –584,778K₂O+0,379Ba–0,339Sr–0,733Rb–0,429La–3,33Ce-5,242Nd+10,565Sm–19823,8; F₂=1292,962SiO₂+4002,667TiO₂+1002,231Al₂O₃+1297,136FeO*+262,067MgO+1250,48CaO+1923,417Na₂O++1009,287K₂O+0,3634Ba–0,325Sr–0,701Rb+0,8015La+3,347Ce+2,68Nd+10,11Sm–126860,0; FeO*=0,9Fe₂O₃+FeO. Породы: ВПГ – внутриплитные, ОДГ – островодужные, КОЛГ – коллизионые; б) дискриминационная диаграмма DF₁–DF₂ [19] с фигуративными точками магматических пород амуджиканского комплекса среднего состава (J₂–₃) – 2; DF₁=–2,45605ln(TiO₂/SiO₂)+1,11985ln(Al₂O₃/SiO₂)–2,22475ln(Fe₂O₃/SiO₂)+2,48861ln(FeO/SiO₂)––0,212024ln(MnO/SiO₂)–0,06661ln(MgO/SiO2)+1,29066ln(CaO/SiO₂)–0,28377ln(Na₂O/SiO₂)––0,40211ln(K₂O/SiO₂)+0,030635ln(P₂O₅/SiO₂)–11,43097347; DF₂=–0,57759ln(TiO₂/SiO₂)–0,01121ln(Al₂O₃/SiO₂)+0,69125ln(Fe₂O₃/SiO₂)–1,99798ln(FeO/SiO₂)––1,72014ln(MnO/SiO₂)+0,305275ln(MgO/SiO₂)+0,816018lnCaO/SiO₂)––1,791727ln(Na₂O/SiO₂)+0,871298ln(K₂O/SiO₂)+0,335479ln(P₂O₅/SiO₂)–12,20158596. Породы: PCOL – постколлизионные, WP – внутриплитные, ARC – островодужные

Fig. 2. Discrimination diagrams of intrusive rocks of the Amazarkan deposit area: a) discrimination diagrams of intrusive rocks of the Amazarkan deposit: a) diagram F₁–F₂ [18] with figurative points of acidic igneous rocks of the Amanan complex (J₁) – 1; F₁=196.203SiO₂+753.953TiO₂+481.96Al₂O₃+92.664FeO*+521.5MgO+374.766CaO+7.571Na₂O– –584.778K₂O+0.379Ba–0.339Sr–0.733Rb–0.429La–3.33Ce–5.242Nd+10.565Sm–19823.8; F₂=1292.962SiO₂+4002.667TiO₂+1002.231Al₂O₃+1297.136FeO*+262.067MgO+1250.48CaO+1923.417Na₂O++1009.287K₂O+0.3634Ba–0.325Sr–0.701Rb+0.8015La+3.347Ce+2.68Nd+10.11Sm–126860.0; FeO*=0.9Fe₂O₃+FeO. Rocks: PCOL – post-collisional, WP – intraplate, ARC – island-arc; б) discrimination diagram DF₁–DF₂ [19] with figurative points of igneous rocks of average composition of the Amudzhikan complex (J_2–3) – 2; DF₁=–2,45605ln(TiO₂/SiO₂)+1.11985ln(Al₂O₃/SiO₂)–2.22475ln(Fe₂O₃/SiO₂)+2.48861ln(FeO/SiO₂)––0.212024ln(MnO/SiO₂)–0.06661ln(MgO/SiO₂)+1.29066lnCaO/SiO₂)–0.28377ln(Na₂O/SiO₂)––0.40211ln(K₂O/SiO₂)+0.030635ln(P₂O₅/SiO₂)–11.43097347; DF₂=–0.57759ln(TiO₂/SiO₂)–0.01121ln(Al₂O₃/SiO₂)+0.69125ln(Fe₂O₃/SiO₂)–1.99798ln(FeO/SiO₂)––1.72014ln(MnO/SiO₂)+0.305275ln(MgO/SiO₂)+0.816018ln(CaO/SiO₂)––1.791727ln(Na₂O/SiO₂)+0.871298ln(K₂O/SiO₂)+0.335479ln(P₂O₅/SiO₂)–12.20158596;Rocks: PCOL – post-collisional, WP – intraplate, ARC – island-arc

 

Классификационная диаграмма [17] в координатах Ас и (Na+K)/Ca, где Ac – универсальный параметр кислотности-основности, учитывающий не только содержание, но и химическую активность породообразующих элементов, а (Na+K)/Ca – параметр, характеризующий степень щелочности–известковистости, позволяет показать металлогеническую специализацию магматических пород. На этой диаграмме составы габброидов, диоритов и гранодиоритов амуджиканского комплекса Амазарканского месторождения попадают в эталонное известково-щелочное поле, за исключением некоторых образцов гранодиоритов, которые попадают в поля субщелочных и щелочных гранитов (рис. 3).

 

Рис. 3. Диаграмма (Na+K)/Ca–Ac для магматических пород Амазарканского месторождения по [17]. Породы амуджиканского комплекса: 1 – гранодиориты, 2 – диориты, 3 – габброиды. Классификационные поля пород: I – известковое, II – известково-щелочное (IIа – субизвестковистые, II6 – известково-щелочные, IIв – субизвестково-щелочные граниты); III – субщелочное (IIIа – субщелочные и щелочные граниты и лейкограниты, IIIб – щелочные агпаитовые граниты); IV – щелочные. Эталонные тренды (штрих-пунктирные линии): CA – главный известково-щелочной, LM – латитовый (монцонитовый), Sn – оловянный, Cu – медно-порфировый,  Mo-(Cu) – молибденовый, W-(Mo) – вольфрам-молибденовый; Li, Ta, Nb,Sn – литий-тантал-ниобий

Fig. 3. Diagram (Na+K)/Ca–Ac for igneous rocks of the Amazarkan deposit according to [17]. Amudzikan complex: 1 – granodiorites, 2 – diorites, 3 – gabbroids. Classification fields of rocks: I – calcareous, II – calc-alkaline (IIa – subcalcic, II6 – calc-alkaline, IIb – subcalc-alkaline granites); III – subalkaline (IIIa – subalkaline and alkaline granites and leucogranites, IIIb – alkaline agpaitic granites); IV – alkaline. Reference trends (dash-dotted lines): CA – main calc-alkaline, LM – latite (monzonite), Sn – tin, Cu – porphyry copper, Mo-(Cu) – molybdenum, W-(Mo) – tungsten-molybdenum; Li, Ta, Nb, Sn – lithium-tantalum-niobium-tin

 

Диаграмма также демонстрирует редкометальную Mo металлогеническую специализацию этих пород. Фигуративные точки состава пород амуджиканского комплекса образуют тренд, близкий к Mo металлогеническому тренду. Значения коэффициента Mg# варьируют в гранодиоритах от 1,05 до 2,10, в диоритах – от 1,40 до 1,56, в габброидах от – 1,72 до 2,79 (табл. 3). Соотношения Eu/Sm>0,2 и Eu/Eu* от 0,93 до 1,05 в породах основного и среднего составов (табл. 3) указывают, соответственно, на формирование магматических расплавов в магматических очагах на уровне нижней континентальной коры [20]. Гранодиориты и диориты амуджиканского комплекса в районе месторождения характеризуются повышенным содержанием Au от 0,026 до 1,71 г/т (табл. 3).

Породы амуджиканского комплекса рассматриваются как первичные выплавки глубинного мантийного вещества [21]. Преобладание производных высококалиевой известково-щелочной магмы и наличие пород нормальной известково-щелочной серии объясняется плавлением корового материала под воздействием латитовой магмы, происходит смешение коровых и мантийных расплавов и ассимиляция корового материала мантийными магмами [2, 22].

Спектры распределения редкоземельных элементов (РЗЭ) в сульфидно-кварцевых рудах, кварцево-углеродистых жилах месторождения, а также в гранодиоритах и диоритах достаточно близки (рис. 4). Кроме того, на диаграмме в координатах Eu/Sm–Eu/Eu* фигуративные точки составов рудных жил и гранодиоритов амуджиканского комплекса образуют единый тренд (рис. 5).

 

Рис. 4. Спайдер-диаграмма распределения редкоземельных элементов в породах и рудах Амазарканского месторождения. Поля на диаграмме: амуджиканский интрузивный комплекс (J_2-3): 1 – гранодиориты, 2 – диориты; 3 – базальты нюкжинской серии (J₃); рудоносные жилы: 4 – сульфидно-кварцевые, 5 – сульфидно-кварцевые с включениями графита

Fig. 4. Spider diagram of the distribution of rare earth elements in rocks and ores of the Amazarkan deposit. Fields in the diagram: Amudzhikan intrusive complex (J_2-3): 1 – granodiorites, 2 – diorites; 3 – Nyukzha series basalts (J₃); ore-bearing veins: 4 – sulfide-quartz, 5 – sulfide-quartz with graphite inclusions

 

Рис. 5. Диаграмма Eu/Sm–Eu/Eu* интрузивных и рудных образований Амазарканского месторождения. Значения: 1 – сульфидно-кварцевые руды, 2 – кварцево-графитовые жилы; амуджиканский комплекс: 3 – гранодиориты, 4 – диориты; 5 – область значений распределения рудных жил и гранодиоритов амуджиканского комплекса

Fig. 5. Eu/Sm–Eu/Eu* diagram of intrusive and ore formations of the Amazarkan deposit. Values: 1 – sulphide-quartz ores, 2 – quartz-graphite veins; the Amudzhikan complex: 3 – granodiorites, 4 – diorites; 5 – area of distribution values of ore veins and granodiorites of the Amudzhikan complex

 

На связь Au-оруденения с процессами магматизма также указывает отношения Co/Ni в рудах, которое составляет величину более 1,5, что может косвенно свидетельствовать об участии магматического флюида в рудообразовании [23]. Значения отношения Nb/La, превышающие 1, свидетельствуют о наличии в рудах тяжелых лантаноидов, что косвенно указывают на глубинный источник оруденения (табл. 2) [24]. Соотношения Nb/La и Th/La в рудах меньше 1 указывают на наличие в рудоносных флюидах хлора, что подтверждается результатами исследования флюидных включений (ФВ). Присутствие хлоридов характерно для состава рудообразующих магматических флюидов Mo и Cu-Mo порфировых месторождений Восточного Забайкалья, связанных с интрузиями амуджиканского комплекса.

Величины соотношения U/Th (табл. 2) в рудных минеральных ассоциациях кварц-турмалиновой (0,1–1,8), кварц-пиритовой (0,1–0,5), пирит-арсенопирит-кварцевой (1819–2270) и кварц-полиметаллической (0,1) стадий может свидетельствовать об изменении редокс-потенциала в процессе рудообразования от окислительных (U/Th<0,75) к восстановительным (U/Th>0,75) условиям [24].

Термобарогеохимия и изотопный состав флюида кварцево-сульфидных руд

Флюидные включения. В кварце минеральных ассоциаций кварц-турмалиновой, кварц-пиритовой, пирит-арсенопирит-кварцевой стадий Амазарканского месторождения присутствуют флюидные включения (ФВ) газовые (тип I), двухфазные (тип II) и трёхфазные с галитом (тип III), а также ФВ, содержащие жидкую фазу CO₂ (тип IV) (рис. 6). При нагревании двухфазные и трезфазные с галитом ФВ (типы II и III) гомогенизируются в жидкую фазу, газовые ФВ (типы I и IV), содержащие тонкую каёмку раствора, гомогенизируются в газовую фазу. Общий интервал температуры гомогенизации ФВ охватывает диапазон от 125 до 410 °С. Растворы включений, судя по температуре их эвтектики (–55, –52 и –23 °С), относятся к водно-солевым системам NaCl+KCl+H₂O и CaCl₂+NaCl+H₂O [9]. Соленость включений варьирует от 0,4 до 38,5 мас. % экв. NaCl (табл. 4, рис. 7).

 

Рис. 6. Типы ФВ в кварце рудных жил Амазарканского месторождения. Газовое (тип I) и трехфазное с галитом (тип III) ФВ – (а); газовые ФВ (тип I) – (б); двухфазное ФВ (тип II) – (в); ФВ с жидкой CO₂ (тип IV). Фазы ФВ V – газ, L – жидкость, S – твердая фаза

Fig. 6. Types of PV in quartz of ore veins of the Amazarkan deposit. Gas (type I) and three-phase with halite (type III) PV – (a); gas PV (type I) – (б); biphasic EF (type II) – (в); PV with liquid CO2 (type IV). PV phases V – gas, L – liquid, S – solid phase

 

Таблица 4. Результаты исследования флюидных включений

Table 4. Results of the study of fluid inclusions

Образец Sample	Тип*Type*	Кол-во Quantity	Т гомогенизации газа T of vapor homogenization	Т эвтектики T of eutectic	Т плавления T miting
					льда ice	гидрата CO2 CO2 hydrate	галита halite	Соленость в мас. % экв, NaCl Salinity in wt % eq, NaCl
Кварц-турмалиновая рудная стадия/Quartz-tourmaline ore stage
722-1	II	6	154…150	–23	4,2…3,8	–	–	6,7–6,2
722-1	IV	10	306…230	–24,5…–23	–	8,9…8,7	–	2,6–2,2
Кварц-пиритовая рудная стадия /Quartz-pyrite ore stage
645	III	4	360…345	–23	–	–	130	29
645	II	5	230…170	–23	–22…–5,8	–	–	22–7,2
719	I	10	254…150	–23,6…–23	–3,8…–1,5	–	–	6,2–2,3
Кварц-пирит-арсенопиритовая стадия /Quartz-pyrite-arsenopyrite stage
655	III	8	316…230	–52	–	–	310–230	38,5–33,3
655	II	8	332…125	–55…–23	–6,4…–1,5	–	–	9,7–2,3
655	I	3	410…382	–23	–2…–0,2	–	–	3,4–0,4

Примечание: *типы включений – газовые (I), двухфазные (II), трёхфазные с галитом (III), двухфазные с жидкой CO₂ (IV).

Note: *types of inclusions – gas (I), two-phase (II), three-phase with halite (III), two-phase with liquid CO₂ (IV).

 

Рис. 7. Диаграмма состояния водно-солевой системы NaCl–H₂O насыщенных паром растворов H₂O-NaCl по [10, 11]. Штрих-пунктирная линия – кривая равновесия «пар–жидкость»; жирная сплошная линия – кривая равновесия «жидкость–галит»; тонкие сплошные линии – изохоры, указана плотность (г/см³). Показаны температура гомогенизации и соленость ФВ в кварце рудных жил Амазарканского месторождения

Fig. 7. Diagram of the state of the NaCl–H₂O water-salt system of steam-saturated H₂O-NaCl solutions according to [10, 11]. The dash-dotted line is the vapor–liquid equilibrium curve; thick solid line – liquid–halite equilibrium curve; thin solid lines are isochores; density is indicated (g/cm³). The homogenization temperature and salinity of PV in quartz of ore veins of the Amazarkan deposit are shown

 

В замороженных включениях (тип IV) плавление CO₂ происходит при температуре от –57 до –56,8 °С, гомогенизация CO₂ в газовую фазу происходит при температуре от 27 до 29 °С. В глубоко охлажденных газовых включениях (тип I) наблюдалось выпадение CO₂ в виде небольшой твердой фазы, которая превращалась в газ при температуре от –88 до –56,7 °С, что указывает на низкую плотность газовой фазы. По данным КР-спектроскопии газовая фаза флюидных включений содержит CO₂ от 0 до 100, N₂ от 0 до 59,7 и CH₄ от 0,1 до 40,3 мольных %.

По данным исследования ФВ в кварце руд Амазарканского месторождения минералообразование в ходе кварц-турмалиновой стадии происходило в интервале температуры от 306 до 150 °С при участии гомогенных флюидов средней до низкой солености (6,7–2,2 мас. % экв. NaCl). Минеральные ассоциации кварц-пиритовой стадии могли кристаллизоваться в интервале температуры от 360 до 150 °С в среде гетерофазного флюида, представленного водно-солевой фракцией высокой до средней солености (29–7,2 мас. % экв. NaCl) и парообразной с низким содержанием хлоридов (6,7–2,3 мас. % экв. NaCl). Образование минералов пирит-арсенопирит-кварцевой стадии также происходило при участии гетерофазного флюида при температуре от 410 до 230 °С. Водно-солевая флюидная фракция характеризовалась высокой соленостью (38,5–33,3 мас. % экв. NaCl), парообразная содержала меньше хлоридов (3,4–0,4 мас. % экв. NaCl). Присутствие газовых и водно-солевых ФВ в кварце рудных жил месторождения Амазаркан может указывать на гетерофазное состояние рудообразующего флюида в результате разделения гомогенного флюида на парообразную и водно-солевую фракции при понижении давления и температуры.

Изотопный состав O, S и C в минералах рудных жил. Кварц различных рудных стадий весьма однороден по изотопному составу кислорода (δ¹⁸О=+10,7±0,2). Таким образом, с большой вероятностью кварц кристаллизовался из флюидов близкого состава при схожих условиях. Применяя уравнение [25] δ¹⁸О_кварц–δ¹⁸О_H2O=3,34 (10⁶/T²)–3,31, где T – температура по Кельвину, получаем δ¹⁸О минералообразующего гидротермального флюида для температур 350…400 °С (по гомогенизации включений) в диапазоне от +5,5 до +6,7 ‰. Полученные значения δ¹⁸О соответствуют флюиду магматической природы: +5,5 – +9,0 ‰, [26] (табл. 5).

 

Таблица 5. Изотопный состав кислорода и сосуществующего с ним флюида Амазарканского месторождения

Table 5. Isotopic composition of oxygen and the fluid coexisting with it Amazarkan gold deposit

№ проб Sample no.	Состав руд Ore composition	δ18O, ‰ (SMOW)	Изотопный состав флюида при различных температурах, δ18OН2О Isotopic composition of the fluid at different temperatures, δ18OH2O
Кварц-турмалиновая рудная стадия Quartz-turmaline ore stage			170 °С	360 °С
646	Pr (до (to) 1 %)	10,78	–2,92	+5,71
Кварц-пиритовая рудная стадия Quartz-pyrite ore stage			125 °С	410 °С
696	Pr (до (to) 3 %)	10,88	–7,19	+5,86
Пирит-арсенопирит-кварцевая рудная стадия Pyrite-arsenopyrite-quartz ore stage			280 °С	320 °С
693-1	Pr, as, sf (до (to) 3 %)	10,58	+5,01	+5,55

Примечание: минералы: Pr – пирит, as – арсенопирит, sf – сфалерит.

Note: Minerals: Pr – pyrite, as – arsenopyrite, sf – sphalerite.

 

Сера пиритов Амазарканского месторождения в среднем имеет δ³⁴S=+2,5 ‰ и колеблется в очень узком диапазоне (табл. 6), что так же, как и в случае с кварцем, указывает на единство источников и стабильность условий минералообразования. Исходя из предположения, что во флюиде преобладал H₂S, для расчёта δ³⁴S флюида используем уравнения фракционирования [27]:

${\Delta }_{пирит–H2S}={\delta }^{34}S пирит–{\delta }^{34}{S}_{H2S}=0,4 ({10}^6/T^2)$.

${\Delta }_{халькопирит–H2S}={\delta }^{34}S халькопирит–{\delta }^{34}{S}_{H2S}=0,05({10}^6/T^2)$.

 

Таблица 6. Изотопный состав серы сульфидных минералов и расчетный состав серы во флюиде Амазарканского месторождения

Table 6. Sulfur isotope composition of sulfide minerals and calculated sulfur composition in the fluid of the Amazarkan gold deposit

Образец Sample	Минерал Mineral	δ34S, ‰ CDT	Изотопный состав серы во флюиде δ34S H2S ‰ CDT при различных температурах Isotopic composition of sulfur in fluid δ34S H2S ‰ CDT at various temperatures
Кварц-турмалиновая рудная стадия Quartz-tourmaline ore stage			170 °С	360 °С
646	Пирит/Pyrite	+1,9	–0,13	+0,83
647-1		+2,6	+0,57	+1,55
652		+2,3	+0,27	+1,25
693		+2,7	+0,67	+1,63
694		+2,5	+0,47	+1,45
Кварц-пиритовая рудная стадия Quartz-pyrite ore stage			125 °С	410 °С
645	Пирит/ Pyrite	+2,3	–0,22	+1,44
689		+3,1	+0,58	+1,24
696		+2,6	+0,08	+1,74
Кварц-пирит-арсенопиритовая стадия Quartz-pyrite-arsenopyrite stage			280 °С	320 °С
690	Пирит/Pyrite	+2,8	+1,49	+1,69
693-1	Халькопирит Chalcopyrite	+3,0	+1,69	+1,89

 

Рассчитанный изотопный состав серы во флюиде Амазарканского месторождения составляет +3,5 ‰ в равновесии с пиритом и +3,1 ‰ в равновесии с халькопиритом (для 350 °С). Полученные значения, с учётом имеющейся ограниченной статистики, близки к интервалу, характерному для магматического источника – 3– +3 ‰ [26]. Небольшое обогащение пирита тяжёлым изотопом серы относительно мантийного диапазона может быть связано как с физико-химическими условиями кристаллизации, включая кристаллизацию полисульфидных парагенезисов, так и с незначительной контаминацией флюида.

Графит кварцево-графитовых жил Северной рудной зоны месторождения имеет изотопный состав углерода в узком диапазоне от –27,2 до –28,9 ‰ (табл. 1). Такой изотопно-лёгкий углерод характерен для биогенного вещества, что в данном случае указывает на заимствование углерода из осадочных толщ. Источником углерода во флюиде могут являться графитовые гнейсы амазарканской свиты, породы которой содержат повышенные содержания Au. Графит амазарской свиты имеет несколько утяжеленный изотопный состав углерода от –21,96 до –24,93 δ¹³С (‰) по сравнению с графитом золотоносных кварцево-графитовых жил (табл. 1). Незначительное обогащение флюида тяжёлым изотопом серы можно объяснить избирательным извлечением рудообразующим флюидом компонентов вмещающих толщ.

Заключение

Образование многочисленных, близких по возрасту, разноглубинных рудоносных магматических очагов характерно для развития рудно-магматических систем, возникающих при мантийно-коровом взаимодействии [27]. В Восточном Забайкалье эти процессы выразились в пространственной и временной совмещенности золотого оруденения и малых интрузий кислого, среднего и основного состава амуджиканского комплекса [1, 28–35]. При этом магматические очаги пород основного состава и преобладающей части пород среднего составов локализовались в нижней континентальной коре. Мезозойские магматические образования амуджиканского комплекса (J_2-3), развитые в районе Амазарканского месторождения, являются вероятными источниками вещества для золотого оруденения. Полученные данные по изотопному составу кислорода и серы позволяют сделать вывод о том, что рудоносный флюид Амазарканского месторождения имел преимущественно магматический источник. Изотопные характеристики углерода свидетельствуют о ремобилизации его из вмещающих толщ, вероятно, сопровождавшейся переотложением золота.

Рудные жилы месторождения Амазаркан образовались в интервале температуры от 120 до 410 °С при участии флюидов, соленость которых варьировала от 0,4 до 38,5 мас. % экв. NaCl (рис. 7, табл. 4). В качестве основных солевых компонентов рудообразующие флюиды содержали NaCl, KCl, и CaCl₂. Газовая фаза флюидов была представлена CO₂, N₂ и CH₄. Подобные физико-химические условия рудообразования типичны для золоторудных месторождений Восточного Забайкалья [1, 31–35].

About the authors

Bair N. Abramov

Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology of the SB RAS

Email: b_abramov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8905-1677

Dr. Sc., Leading Researcher

Russian Federation, Chita

Yuri A. Kalinin

V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy of the SB RAS

Email: kalinin@igm.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0001-5877-666X

Dr. Sc., Senior Researcher

Russian Federation, Novosibirsk

Andrey A. Borovikov

V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy of the SB RAS

Email: borovik@igm.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-1665-176X

Cand. Sc., Senior Researcher

Russian Federation, Novosibirsk

Victor F. Posokhov

Geological Institute of the SB RAS

Email: vitaf1@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6346-3182

Senior Researcher

Russian Federation, Ulan-Ude

Vadim N. Reutsky

V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy of the SB RAS

Author for correspondence.
Email: reutsky@igm.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-5083-6629

Dr. Sc., Leading Researcher

Russian Federation, Novosibirsk

References

Supplementary files