Finely interspersed accessory and ore minerals of the Verkhnee-Zolotoe deposit

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Медь является важным металлом для растущей обрабатывающей промышленности нашего государства. Потенциал Дальнего Востока России по добыче меди и сопутствующих полиметаллов высок, однако специализация региона на олове, вольфраме, золоте и серебре во многом обусловили малую изученность проявлений меди [1, 2]. Исследуемое месторождение медное, хотя для данной территории более типичны рудопроявления олова и вольфрама. Цель исследования – установить характер распределения тонковкрапленных акцессорных рудных минералов и их приуроченность к определённым ассоциациям сульфидов и метасоматическим изменениям.

Настоящая статья посвящена месторождению, чье геологическое строение было крайне слабо освещено в литературе: подавляющая часть информации о геологическом строении как месторождения Верхнее-Золотое, так и прилегающей территории, содержится в информационных отчетах геологических организаций. В [3] были описаны особенности взаимоотношений систем рудных прожилков и крупных разрывных нарушений; состав и взаимоотношения генераций минералов в прожилках, петрографический состав пород, вскрытых разведочным бурением в 2014 г.

Олово и вольфрам были отмечены в следовых количествах при химическом анализе керна в значимой доле проб. Однако описание керна и позже исследование шлифов и аншлифов из рудных зон дало лишь несколько зёрен касситерита, много меньше, чем можно было ожидать по результатам валового химического анализа [3]. Данное расхождение могло быть объяснено либо нахождением олова и вольфрама в виде примесей в каких-либо минералах, либо выделением их фаз в виде тонкой вкрапленности, не фиксируемой невооружённым глазом. Настоящая работа посвящена тонко вкрапленным рудным и акцессорным минералам центральной части Верхнего-Золотого. Исследование тонкой вкрапленности рудных минералов позволит специалистам-геологам, работающим на этом многообещающем объекте, иметь в руках инструмент для лучшего понимания результатов валовых химических анализов руд и увязки их с результатами документации керна; точнее и экономичнее вести разведку на флангах месторождения; упростить задачу поиска сходных с Верхним-Золотым объектов на территории как Звездного рудного узла, так и Приморья.

ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Объект исследования локализован в Главном синклинории Сихотэ-Алиня и является составной частью Арму-Именской структурно-фациальной подзоны [2, 4] (рис. 1). Площадь месторождения принадлежит Журавлевско-Амурскому террейну [2], терригенные породы которого слагают нижний структурный этаж. Верхний, рудовмещающий, структурный этаж – вулканический конус, сложенный туфами, туффитами, лавами преимущественно среднего состава, относимым к Синанчинскому комплексу сеноманского возраста (по [5–8] – верхнедальниниская толща альбского возраста, рис. 2). Особенностью пород данного комплекса является высокое содержание лантаноидов, по геохимическим характеристикам они соответствуют комплексам активных континентальных окраин и островных дуг: надсубдукционным вулканитам известково-щелочного ряда, сформированным на континентальной окраине андийского типа [2]. Это позволяет отдать преимущество гипотезе накопления пород верхнедальнинской толщи в надсубдукционной обстановке, близкой к таковой в Андах [5, 6], нежели рифтовой сдвигово-раздвигового типа [2].

Рис. 1. Региональная позиция месторождения. Тектоническая схема региона в радиусе около 150 км от месторождения Верхнее-Золотое, масштаб 1:2500000: фрагмент [2, 7]. Условные обозначения: 1 – Звёздный рудный узел; разрывные нарушения: 2 – региональные, 3 – крупные; 4 – кайнозойские песчано-алевролитовый угленосный, молассовый и платобазальтовый структурно-вещественные комплексы; 5 – гранитовый и гранодиорит-гранитовый структурно-вещественные комплексы раннемелового возраста; 6 – позднемеловые, палеогеновые и неогеновые вулканогенные и интрузивные структурно-вещественные комплексы Восточно-Сихотэ-Алинского окраинно-континентального вулканического пояса; геодинамические комплексы зрелых островных дуг: 7 – берриас-валанжинские и готерив-альбские песчано-алевролитовые структурно-вещественные комплексы задугового бассейна; 8 – апт-альбские вулканогенные, вулкано-терригенные и флишоидные структурно-вещественные комплексы островной дуги; 9 – олистостромовый и алеврит-песчаниковый структурно-вещественные комплексы юрского возраста

Fig. 1. Regional position of the deposit. Tectonic scheme of the region within a radius of about 150 km from the Verkhnee-Zolotoe deposit, scale 1:2500000: fragment [2, 7]. Symbols: 1 – Zvezdny ore node; faults: 2 – regional, 3 – large; 4 – Cenozoic sand-siltstone coal-bearing, molasse and platobasalt structural-material complexes; 5 – granite and granodiorite-granite structural-material complexes of Early Cretaceous age; 6 – Late Cretaceous, Paleogene and Neogene volcanogenic and intrusive structural-material complexes of the East Sikhote-Alin marginal continental volcanic belt; geodynamic complexes of mature island arcs: 7 – Berriasian-Valanginian and Goteriv-Albian sand-siltstone structural-material complexes of the back arc basin; 8 – Apt-Albian volcanogenic, volcanic-terrigenous and flyschoid structural-material complexes of the island arc; 9 – olistostromic and siltstone-sandstone structural-material complexes of Jurassic age

По итогам работ 1990–1994 гг. месторождение Верхнее-Золотое было отнесено к типу комплексных олово-меднопорфировых месторождений, позже оно было отнесено к медно-колчеданному типу. В рамках проводимого исследования мы принимаем во внимание эволюцию представлений о промышленном типе объекта изучения – она маркирует сложность геологического строения месторождения, указывает на наличие в его структуре черт, присущих обоим предложенным промышленным типам.

Вопрос о минеральном составе руд месторождения не относится к теме настоящей статьи, однако его освещение поможет понять причины эволюции представлений о его генезисе. К сожалению, информация о месторождении на всём протяжении истории его открытия и разведки аккумулировалась в производственных отчётах и вследствие этого крайне слабо вовлечена в научный оборот. Приведём информацию о составе руд месторождения по состоянию на 2014 г., когда автор работал на тогда рудопроявлении на позиции ведущего геолога с уточнениями по результатам исследования коллекции аншлифов.

Всего в рудах центральной части месторождения было установлено более 20 рудных минералов. Основными являются халькопирит и самородное серебро, второстепенные – пирит, сфалерит, арсенопирит, галенит, марказит. Крайне редки находки минералов вольфрама, олова и висмута – вольфрамита, касситерита, станнина, висмутина. Ассоциация зоны окисления рудных тел включает, соответственно, фазы с большей степенью окисления металлов и содержащие воду: лимонит, скородит, реже малахит, англезит, смитсонит и каолин.

Большая часть руд представлена ассоциацией халькопирита и подчинённых количеств сфалерита и пирита. Для руд типичны прожилковые, гнездовые, вкрапленные, прожилково-вкрапленные текстуры. Ассоциации сфалерита, пирита и галенита формируют схожие текстуры, однако менее распространены. Рудные содержания арсенопирита связаны с зонами метасоматического окварцевания и центральными частями зон повышенной трещиноватости.

Пирит является составной частью как ранних ассоциаций, к которым относятся халькопиритовые руды, так и более поздних, наложенных на них, представленных преимущественно кварц-карбонатными прожилками с пиритом и марказитом.

Выделено шесть крупных рудовмещающих структур северо-западного простирания, подразделяемых на отдельные малые рудные зоны, соответствующие отдельным зонам прожилкования или развития вкрапленного оруденения.

Таким образом, на стадиях поиска, оценки и разведки Верхнее-Золотое за счёт его локализации в пределах древнего вулканического конуса и состава, а также структурно-текстурных особенностей руд можно было интерпретировать либо как краевую часть порфировой системы, либо как колчеданную с весьма диссипированными рудами. Основной проблемой попыток отнесения рудопроявления к порфировому типу стала безуспешность поиска собственно штока с сульфидным оруденением.

Рис. 2. Геологическая карта окрестностей месторождения Верхнее-Золотое масштаба 1:200000 [8]. Условные обозначения: Юра средняя–поздняя: J₂₋₃kd – кададинская толща, терригенные отложения, аллоолистостромы. Мел ранний: K₁kl₁ – ключевская свита первая толща, терригенные отложения; K₁kl₂ – ключевская свита вторая толща, терригенные отложения; K₁vd – верхнедальненская толща, вулканиты среднего и кислого состава; комагматы: βK₁vd – субвулканические массивы андезитов, дацитов; ζK₁vd – субвулканические массивы риолитов; татибинский гранит-диоритовый плутонический комплекс, первая фаза: δρK₁t₁ – дайки диорит-порфиритов, вторая фаза: γK₁t₂ – интрузии гранитов, δK₁t₂ – интрузии диоритов. Мел поздний: γρK₂o₃ – ольгинский гранитный плутонический комплекс, третья фаза, дайковые тела гранит-порфиров. Эоцен: P2-3sl – салибезский комплекс базальтовый вулканический, дайковые тела базальтов. Границы: 1 – геологическая достоверная; разрывные нарушения: 2 – надвиги достоверные главные, 3 – неустановленной кинематики, 4 – разломные границы вулкано-тектонических структур достоверные, 5 – надвиги достоверные, 6 – надвиги достоверные, не выходящие на картографируемую поверхность. Метасоматические изменения: q` – окварцеванные породы; p` – пропилитизированные породы; q.src – кварц-серицитовые изменения

Fig. 2. Geological map of Verkhnee-Zolotoe deposit and adjacent areas. Scale 1:200000 [8]. Signed on the map: Jurassic, medium and later: J₂₋₃kd – kadadinskaya rock mass, terrygenic rocks in alloolystostromes. Cretacious, early: K₁kl₁ – kluchevskaya series, first rock mass, terrygenic; K₁kl₂ – kluchevskaya series, second rock mass, terrygenic; K₁vd – verkhnedalninskaya rock mass, volcanic rocks of andesitic to rhiolitic composition; comagmates: βK₁vd – subvolcanic andesite and dacite bodies; ζK₁vd – subvolcanic rhiolitic bodies; tatibinsky granite-diorite plutonic complex, first phase: δρK₁t₁ – porphyry diorite dykes, second phase: γK₁t₂ – granite intrusive bodies, δK₁t₂ – diorite intrusive bodies. Cretacious, elder: γρK₂o₃ – olginsky granite plutonic complex, third phase, granite-porphyryc dykes. Eocene: P2-3sl – slybese basaltic volcanic complex, basaltic dykes. Borders: 1 – geologycal proven; faults: 2 – reverse fault main and proven, 3 – fault of unknown cynematics, 4 – fault borders of volcano-tectonic structures, proven; 5 – reverse fault proven, 6 – reverse fault proven, not reaching mapped surface. Metasomatic alterations: q` – quartz alterated rocks; p` – propylitized rocks; q.src – quartz-serizite metasomatic rock

В настоящее время гипотеза о колчеданной природе оруденения принята при защите запасов месторождения (реестровый номер протокола в Едином фонде геологической информации 43778524). Всего на баланс поставлено меди более 300 тыс. т и серебра более 600 т.

Компанией N-Mining LLC в 2014 г. были предоставлена для изучения коллекция из 32 готовых прозрачных шлифов и дана возможность отбора каменного материала из архивных половинок керна. Всего исследовано 70 шлифов (полный охват всех 11 скважин, 1–15 шлифов на скважину) и 38 аншлифов (четыре наиболее интересных скважины, 1–5 аншлифов на скважину). Изучение тонко вкрапленных минералов методом сканирующей электронной микроскопии было выполнено для всех аншлифов.

Рис. 3. a) идиоморфный касситерит (cs) в ксеноморфном халькопирите (chp), образующем тесное срастание с ксеноморфными пиритом (py); b) дендриты серебра (Ag) в ксеноморфном халькопирите (chp)

Fig. 3. a) idiomorphic cassiterite (cs) in xenomorphic chalcopyrite (chp), forming a close fusion with xenomorphic pyrite (py); b) silver dendrites (Ag) in xenomorphic chalcopyrite (chp)

Исследование проведено с использованием сканирующего электронного микроскопа Hitachi TM3000 с приставкой энергодисперсионного анализа OXFORD (далее – микрозонд). Основной решаемой с использованием данного оборудования задачей было диагностирование минерального состава тонкой рудной вкрапленности. Проведена съёмка 797 микрозондовых точечных спектров с последующим расчётом химических формул минеральных фаз. Изученные пары шлиф/аншлиф были сгруппированы по глубине отбора керновой пробы, пересчитанной в абсолютную высотную отметку по глубине отбора керна и инклинометрии.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Исследование коллекции аншлифов на сканирующем электронном микроскопе позволило выделить ряд акцессорных тонко вкрапленных минералов: касситерит, шеелит, самородное серебро и самородное золото, циркон, настуран и флюорит с примесью редких земель. Касситерит образует дисперсную вкрапленность в прожилках и породе на абсолютных отметках около 800 м в западной части площади бурения 2014 г. Кристаллы ксеноморфные, размер – первые десятки микрометров (рис. 3, а). Касситерит-содержащими являются кварцевые прожилки с пирит-халькопиритовой рудной минерализацией, кальцит-кварцевые прожилки с пирит-халькопирит-арсенопиритовой рудной минерализацией. В последних кроме касситерита были описаны единичные гипидиоморфные зерна шеелита в кальците и отдельные кристаллы содержащего редкие земли флюорита. В метасоматите кварц-серицитового состава по туфу псаммитовому андезитового состава касситерит вместе с самородным серебром представлен единичными идиоморфными вкраплениями в халькопирите.

Самородное серебро описано в метасоматитах кислого состава по туфам с наложенной сульфидной минерализацией в центре месторождения на абсолютных отметках от 800 до 1000 м в ассоциации с халькопиритом и сфалеритом – дендриты серебра образуют структуры врастания в раздробленном кристалле халькопирита (рис. 3, b), тонкую вкрапленность ксеноморфных кристаллов диаметром до 10 мкм в породе с пиритом, халькопиритом, галенитом и монацитом, в виде примеси в галените (рис. 4, a). Самородное золото описано в зальбанде кварцевого прожилка в единичном ксеноморфном вкраплении в пирите, центральная часть месторождения, абс. отм. 1136,6 м. Размер включения составляет первые микрометры. Сульфидная минерализация в данном аншлифе отлична от типичной для месторождения пирит-халькопиритовой, представлена пиритом, реальгаром и пирротином. Монацит представлен редкими гипидиоморфными вкраплениями в метасоматитах кислого состава в образце с запада центральной части месторождения. Ассоциирует с пирит-халькопиритовой сульфидной минерализацией и настураном. В состав минерала входят церий и неодим в соотношении 2 к 1, или один атом церия заменен на лантан, и расчётная формула соответствует (Ce,La,Nd)(PO₄)₃. Размер вкрапленников измеряется десятыми долями миллиметра, степень идиоморфизма весьма высокая. Циркон представлен единичными кристаллами микронного размера в метасоматитах кислого состава. Степень идиоморфизма зёрен колеблется от высокой до низкой. Ассоциирует с пиритом.

Рис. 4. a) гипидиоморфный галенит (gl) с примесью серебра (gl(Ag)) с ксеноморфным халькопиритом (chp) в метасоматическом кварце; b) самородное серебро (Ag) с ксеноморфным монацитом (mz) в агрегате метасоматического серицита и кварца

Fig. 4. a) hypidiomorphic galena (gl) with an admixture of silver (gl(Ag)) with xenomorphic chalcopyrite (chp) in metasomatic quartz; b) native silver (Ag) with xenomorphic monazite (mz) in an aggregate of metasomatic sericite and quartz

Настуран представлен редкой вкрапленностью гипидиоморфных и ксеноморфных зёрен микронного размера в интерстициях в метасоматическом кварце в центральной части месторождения. Настуран ассоциирует с кальцитом в составе прожилков – с монацитом, флюоритом и пиритом. Флюорит с примесью редких земель – церия, ниобия, лантана ассоциирует с монацитом и пирит-халькопиритовой минерализацией в кислых метасоматитах. Однако меньший размер вкрапленников (до первых микрометров), меньшая степень идиоморфизма, вместе с локализацией его кристаллов в интерстициях метасоматического матрикса указывает на более позднее его образование по сравнению с монацитом.

Особенности сульфидной минерализации были описаны в [3]. Ассоциации сульфидов и приуроченность их к определённым фациям метасоматоза и мотиву размещения в породе или прожилке показаны в табл. 1.

Таблица 1. Ассоциации сульфидов с акцессорными тонковкрапленными минералами

Table 1. Sulfide associations with fine disseminated accessoric minerals

Полиметаллическое сульфидное оруденение в изученной части месторождения размещено в собственно толще стратифицированной вулканической постройки, что маргинально для модели порфировой системы по [9], но хорошо соотносится с более широкой моделью порфировой системы, предложенной в [10], по которой исследованная нами часть месторождения является краевой частью медно-порфировой системы с вкрапленным и прожилково-вкрапленным оруденением. Отметим, что вопрос типичности территории юга Хабаровского края и Приморья для образования порфировых месторождений является дискуссионным [11, 12], в условиях вулканической активности структура месторождения и его тип, соответственно, могут быть обусловлены только циркуляцией рудогенерирующего флюида. Последнее определило существенно большее соответствие исследуемого объекта колчеданному типу, чем части порфировой системы, пусть и краевой.

Исследованные рудовмещающие вулканиты синанчинского комплекса практически нацело затронуты метасоматическими изменениями фаций пропилитов и вторичных кварцитов – региональной и локальной соответственно. Пропилитизация проявлена во всех исследованных образцах вулканитов в виде развития тонкочешуйчатого хлорита или агрегата тонкозернистого эпидота и серицита, реже скрытокристаллических хлорита, серицита и кварца по всей массе породы. Степень пропилитизации преимущественно средняя (20–80 % об.), реже малая или полная. Кислотный метасоматоз предположительно фации вторичных кварцитов, проявленный в развитии агрегатов тонкозернистого кварца и серицита, наложен на пропилитизированные участки пород. Последним по времени, о чём позволяет судить степень идиоморфности кристаллов, на рудовмещающие породы наложено образование мелко- среднекристаллических агрегатов идиоморфного кальцита, связанного с поздним пострудным карбонатным и карбонат-кварцевым прожилкованием. Очередность проявлений различных стадий метасоматоза – от начальной стадии к продвинутой: пропилитизация (эпидот, хлорит, серицит), окварцевание и серицитизация (серицит, кварц-1), окварцевание прожилковое (кварц-2), карбонатизация (кальцит).

Приуроченность образования рудных и жильных минералов к стадиям метасоматических изменений была получена по результатам исследования идиоморфности отдельных кристаллов рудных фаз и их взаимоотношений с агрегатами вмещающих фаз и базируется на результатах предыдущих исследований, изложенных в [3]. Последовательность метасоматических процессов и приуроченность к ним сульфидной минерализации по результатам проведённого исследования методами оптической и электронной сканирующей микроскопии следующая: пропилитизация (стадия 1): пирит метасоматический, касситерит, шеелит; серицитизация и окварцевание (стадия 2): пирит метасоматический, пирит прожилковый, халькопирит, галенит, сфалерит, арсенопирит, реальгар, пирротин, пентландит, кубанит, киноварь, серебро и золото самородные, настуран, флюорит, монацит; карбонатизация (стадия 3): пирит метасоматический; циркон, по всей видимости, образован в дометасоматический этап.

Ассоциация рудных минералов, связываемая нами с процессами пропилитизации, т. н. стадия 1, вкраплена во вмещающих оруденение прочих стадий пропилитах по вулканитам среднего и, реже, кислого состава. Вкрапленная и прожилково-вкрапленная рудная и акцессорная минерализация (стадия 2) фиксируется в кварцевых, кварц-карбонатных прожилках, их зальбандах, зонах кварц-серицитовых изменений по вмещающим породам. Очерёдность образования агрегатов хорошо фиксируется по замещениям ассоциации ткани, сложенной плотной массой минералов группы хлорита на серицит и кварц метасоматического (бластез) или жильного генезиса. Выделить часть вкрапленного, преимущественно в прожилках, пирита в третью стадию позволил его существенно больший идиоморфизм, по сравнению с входящим в сульфидную ассоциацию, и размещение преимущественно в осевой части прожилков, что позволяет предполагать его рост в полости в условиях повторного открытия трещин/жил.

Температурные и барические условия для выделенных стадий приводятся по литературным данным. Проведение их лабораторного исследования планируется в будущем.

Ассоциация эпидота и хлорита по [13–16] низкотемпературная, от 200 до 350 °С, приповерхностная, до 2 км. Близкие глубинные условия по [14, 15] показаны для серицит-кварцевой ассоциации вторичных кварцитов – 1,5–2 км, температуры средние, от 250 до 500 °С.

Повсеместная пропилитизация с наложенными, пространственно приуроченными к кварцевому и сульфид-кварцевому прожилкованию окварцеванием и серицитизацией согласуется с развитием метасоматической проработки пород вулканической постройки трещинными растворами с вертикальным размахом глубин от первых десятков до первых тысяч метров [17, 18] в субаквальных условиях [19], надсубдукционных или надрифтовых вулкано-тектонических структурах [20], в которых, вероятно, сложное распределение малых интрузий [21]. Это привело к наложению процессов кислотного метасоматоза на пропилитизированный протолит и к отложению прожилково-вкрапленных и вкрапленных руд и субмикроскопических акцессориев (табл. 2).

Таблица 2. Парагенетическая схема. Составлена с использованием данных [3]

Table 2. Paragenetic scheme. Made with data from [3]

Исследование тонкозернистых агрегатов рудных сульфидов показало, что они являются частью более крупной рудной вкрапленности в прожилках и вмещающей породе. Тонкая вкрапленность была нами описана для всех макроскопически определяемых сульфидов: пирита, халькопирита, сфалерита, галенита, арсенопирита. Отметим особо, что для халькопирита характерно образование в виде тонкой микронной вкрапленности в сфалерите. Наиболее редкие, встреченные в единичных образцах в редких зёрнах реальгар, пирротин, пентландит, кубанит и киноварь описаны только в виде тонкой рассеянной вкрапленности. Также отметим, что как для практически «сквозного» для всех стадий развития рудной системы пирита, так и основных рудных сульфидов – халькопирита, галенита, сфалерита, арсенопирита – весьма вероятно частичное переотложение в пострудный этап (табл. 2).

Образование касситерита месторождения Верхнее-Золотое отнесено нами к первой стадии метасоматических изменений – площадной пропилитизации толщи вулканитов. Однако прямо утверждать это не позволяет высокая степень наложенных кварц-серицитовых изменений второй стадии (табл. 1), отмеченных во всех образцах с касситеритом. В пользу предлагаемой гипотезы генезиса последнего говорит то, что, условия образования касситерита касситерит-силикатной формации, к которой наиболее близко Верхнее-Золотое, более окислительные, чем касситерит-кварцевой [22], что хорошо согласуется с общим кислотным характером вторичных изменений.

Синхронная с хлоритизацией кристаллизация касситерита и наличие зон касситеритовых руд с низкими содержаниями сульфидов на оловорудных объектах Приморья были отмечены в [22–24]. Следующей, принятой во внимание, особенностью является высокая устойчивость касситерита к внешним воздействиям [25, 26], что позволяет предполагать возможность сохранения касситерита после прохождения кислотного метасоматоза. Единичные находки срастаний касситерита и галенита в кварцевом прожилке (рис. 4) указывают на возможность переотложения имеющегося или отложения нового касситерита во второй, рудный, этап. Ассоциация минералов олова и вольфрама типична для Арминского рудного района Приморья (олово), в который входит Звёздный рудный узел. Для рудного района характерно расположение месторождений вольфрама (Восток-2, около 40 км к востоку от месторождения Верхнее-Золотое), олова и вольфрама, к примеру, Тигриное (около 50 км к юго-востоку от исследуемого месторождения) в восточной части рудного района, олова – в центральной и западной частях рудного района, олова и меди – на севере рудного района, где расположено месторождение Верхнее-Золотое. Общим между изучаемым месторождением и оловорудными объектами является наличие на последних медной сульфидной минерализации, сопутствующей оловянной. К примеру, на месторождениях Арсеньевское и Искра (Кавалеровский рудный район). Близки и вмещающие рудные жилы, переработанные в ходе кислотного метасоматоза вулканиты. Временной интервал формирования месторождений олова Приморья оценивается в промежутке от 92 до 45 млн лет и соответствует возможному времени становления месторождения Верхнее-Золотое [10, 24, 27].

Генезис рудогенерирующего флюида для оловорудных объектов Приморья может быть связан с расположенными в непосредственной близости от них интрузиями кислого состава, в то время как вмещающие оруденение вулкано-плутонические структуры в большой степени изолированы друг от друга [27, 28]. Это приводит к дискуссионности вопроса об источнике вольфрама и олова на исследуемом месторождении: в радиусе первых километров отмечены несколько малых интрузий кислого состава, а субширотная зона развития контактовых роговиков к северу от месторождения указывает на наличие «слепого» батолита. Разрешить поставленный вопрос можно в рамках будущего исследования, установив состав рудогенерирующего флюида и связав его с определённым магматическим телом методами исследования состава флюидных и расплавных включений, как было выполнено для грейзенов месторождения Тигриное [29], методом LA-ICP-MS после детального петрографического изучения олово-сульфидных руд с выходом на влияние вторичных изменений на состав рудных минералов [30] или комбинацией более доступных ICP-MS / ICP-OS / MC-ICP-MS и U-Pb датирования по цирконам, как было сделано для практически синхронных гранитов Центрального Китая [31].

Сходно с касситеритом и шеелитом размещение циркона: он в крайне близких количествах встречен нами как в пропилитизированной породе, так и во вторичных кварцитах (табл. 2), однако, как было указано выше, вероятно, сингенетичен протолиту, ассоциирует с пиритом, по всей видимости, метасоматического генезиса. Единичный его кристалл, найденный в кварцевом прожилке, вероятно, был захвачен с ксенолитом породы, полностью растворённым в процессе кристаллизации минерального агрегата прожилка. Отметим, что вопрос о времени образования описанного циркона требует проведения дальнейшего исследования: вариативность идиоморфизма его кристаллов позволяет предполагать дометасоматический возраст для наиболее идиоморфных пылеватых кристаллов, по всей видимости, не затронутых при метасоматической переработке породы, и частичное растворение с переотложением вещества для менее идиоморфных, образующих тесные срастания с породообразующими силикатами.

Самородные серебро и золото ассоциируют с сульфидами: серебро с пиритом, халькопиритом, сфалеритом и арсенопиритом, золото с пиритом и арсенопиритом. Примечательна форма выделения серебра: скелетные кристаллы. Вростки их в арсенопирите хорошо маркируют одновременность их образования. Следует отметить, что ассоциация «пустого», вероятно, метасоматического пирита во вмещающей ассоциацию вкрапленных халькопирита, сфалерита, галенита и, в некоторых образцах, арсенопирита породе указывает на то, что исследованные образцы отобраны в субэпитермальной зоне прожилкования [9, 32– 34], которая может соответствовать как краевой части порфировой системы, так и зоны развития прожилково-вкрапленного колчеданного оруденения. Последним может быть объяснено крайне малое для порфировой системы количество благородных металлов. Нахождение самородного золота и серебра в виде вкрапленности во вмещающей породе, но не в прожилках, позволяет заключить, что воздействие содержащего их флюида или раствора на вмещающие кислые метасоматиты по туфам среднего состава было длительным и глубоким. На то же указывают «смазанные» границы прожилков [34].

Примечательно выделение золота в самородном виде, а не в составе сульфидов, как можно было ожидать по [12, 35, 36]: микрозондовые анализы химического состава сульфидов (72 % от общего количества) не показали вхождения золота в их состав. Это указывает на его транспортирование флюидом [37] и отложение отдельно от сульфидной минерализации.

Минералы редких земель – флюорит и монацит, равно как и касситерит, отмечены в метасоматитах с вкрапленной медной минерализацией. Размещение пылеватых кристаллов перечисленных выше минералов в интерстициях преимущественно ксеноморфных зёрен ткани метасоматита указывает на образование флюорита, монацита, касситерита на заключительной стадии кислотного метасоматического процесса рудной и, возможно, начала пострудной стадии (табл. 2).

Порфировые системы, относящиеся к различным регионам и обстановкам [38], к примеру, медно-молибденовая месторождения Los Sulfatos (Чили) [18], провинция Morococha (Перу) [39] медно-золоторудная с молибденом месторождения Vahti (Греция) [40], медно-золоторудная месторождения Малмыж (РФ, Хабаровский край) [41], демонстрируют наличие редкоземельных элементов как в составе сульфидной и оксидной рудной минерализации, так и собственно минералов редких земель, как и Верхнее-Золотое.

Флюорит является одним из типичных поздних нерудных минералов эпитермальных систем на периферии порфировой системы. Обогащение флюорита редкоземельными элементами в данном случае указывает лишь на наличие редких земель в материнском флюиде [38, 42–44].

Вопрос об источнике редкоземельных элементов в пылеватом флюорите требует проведения дополнительного исследования ввиду недостаточности данных в изученной выборке, однако мы предполагаем, что таким источником стал монацит: флюорит является наиболее низкотемпературным и наименее стойким в описанной ассоциации [42, 43, 45]. Вероятно его образование при позднейшей гидротермальной проработке вмещающей породы с инкорпорированием продуктов растворения монацита.

Урановая же минерализация, представленная настураном, в свою очередь, отмечена как в кварцевых прожилках, так и во вмещающих медно-полиметаллическое оруденение метасоматитах, что согласуется с литературными данными [46, 47]. Ассоциированность настурана с монацитом и благородными металлами позволяет сделать вывод об участии весьма кислого рудогенерирующего флюида в формировании порфировой системы на одном из этапов. Редкость находок и сугубо акцессорный характер этой ассоциации указывают на её обособленность от собственно рудной сульфидной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для олова, вольфрама и циркония на изучаемом месторождении характерно наличие собственных фаз при полном «игнорировании» вхождения в состав сульфидов в качестве примесей. Ассоциация с рудными сульфидами, характерными для эпитермального краевого штокверка, вероятно, порфировой системы, – халькопиритом, галенитом, сфалеритом [9, 32–34], является для вышеупомянутых фаз пространственной, но не временной. На основании результатов проведённого исследования предлагаем следующую гипотезу очерёдности кристаллизации тонко вкрапленных акцессорных минералов.

Циркон – наиболее древний акцессорий, вероятно, образовавшийся ещё на стадии формирования эффузивно-осадочной вмещающей породы, чему не противоречат микронный размер кристаллов и их слабо выраженная огранка, трактуемые нами как результат быстрой кристаллизации при эффузивном процессе. Касситерит и шеелит, являющиеся «сквозными» минералами для всего Звёздного рудного узла, приурочены к площадным процессам эпидотизации и хлоритизации первой стадии метасоматических изменений. Следовые их количества указывают на то, что оловянная и вольфрамовая минерализация на изученной части месторождения Верхнее-Золотое обусловлена общими для Звёздного рудного узла и содержащей месторождение вулканотектонической структуры в частности процессами, локальная интенсификация которых сформировала территориально близкие месторождения Звёздное и Янтарное. Образование тонкой вкрапленности акцессорного золота, серебра, монацита и настурана, флюорита, вероятно, обусловлено процессом циркуляции кислого флюида на второй стадии метасоматических изменений, маркируемой локальной околожильной и околотрещинной серицитизацией, окварцеванием. Приуроченность полиметаллической сульфидной минерализации также к данной стадии и наличие взаимных вростаний исследованных акцессориев и рудных сульфидов, что трактуется как признак синхронности их кристаллизации, позволяет отнести образование золота, серебра, монацита и настурана, возможно, флюорита к рудной стадии становления собственно системы рудных прожилков, порфировой или субаквальной [19, 48]. Образование пылеватой вкрапленности флюорита могло проходить и на более поздней, эпитермальной стадии карбонатизации (стадия 3). Последнее может объяснить захват им примеси редкоземельных металлов: они могли быть высвобождены при разрушении части образованного на предыдущей стадии монацита. Вкрапленность же касситерита и шеелита, судя по особенностям её размещения, вероятно, синхронна площадным метасоматическим изменениям в толще вмещающих сульфидную вкрапленность вулканитов среднего состава и обусловлена близостью месторождений и рудопроявлений с олово-вольфрамовым орудунением.

Самородные благородные металлы ассоциируют с пиритом, пирротином (серебро и золото), арсенопиритом и халькопиритом, сфалеритом (серебро) – такая ассоциация известна по среднетемпературным полиметаллическим золотоносным жилам, диапазон глубин и температур образования которых пересекается с таковыми для вторичных кварцитов [14, 15]. Ассоциация арсенопирита и пирротина представляет редкость для изученной части месторождения (менее 1 % из описанных интервалов по керну), что указывает на локальность и, возможно, одноактность её появления. Приуроченность рудной сульфидной минерализации к участкам пород, в той или иной степени серицитизированных и окварцованных, пронизанных кварцевыми, сульфид-кварцевыми прожилками, указывает на её вероятную приуроченность к процессам кислотного выщелачивания. Можно выделить минимум две ассоциации: благороднометалльную – пирит-пирротиновую с арсенопиритом и полиметаллическую — пирит-сфалерит-халькопиритовую. Более дробное выделение ассоциаций возможно на основе исследования массива данных документации керновых проб и результатов их химического анализа, что возможно в будущем.

Результаты проведённого исследования позволяют с достаточной степенью уверенности выдвинуть гипотезу образования сульфидных руд на исследованной части месторождения Верхнее-Золотое в ходе многоактной прокачки рудогенерирующего флюида по нескольким системам трещин с образованием прожилково-вкрапленного оруденения в породах вулканического конуса вулканотектонической структуры, вероятно, в островодужной обстановке [19]. Подтверждение предложенной гипотезы требует продолжения исследований рудных и акцессорных минералов месторождения Верхнее-Золотое.

***

Благодарности: Автор статьи благодарит компанию N-Mining LLC за предоставление возможности отбора коллекции образцов в 2014 г. Автор выражает глубокую благодарность коллективам кафедры геологии месторождений полезных ископаемых Горного Университета, г. Санкт-Петербург, и Ресурсного центра микроскопии и микроанализа Научного парка СПбГУ, где проводились исследования, профессору кафедры геохимии Института наук о Земле СПбГУ, доктору геолого-минералогических наук Елене Геннадьевне Пановой за ценные консультации во время подготовки текста настоящей статьи.

Acknowledgements: The author appreciates the N-Mining LLC for providing the opportunity to select a collection of samples in 2014 and expresses deep gratitude to the staff of the Department of Geology of Mineral Deposits of the Mining University, St. Petersburg, and the Resource Center for Microscopy and Microanalysis of the Scientific Park of St. Petersburg State University, where the research was conducted, to Elena G. Panova, Dr. Sc., Professor of the Department of Geochemistry of the Institute of Earth Sciences of St. Petersburg State University, for valuable consultations during the preparation of the text of this article.

About the authors

Viktor V. Slastnikov

Author for correspondence.
Email: v_slastnikov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8357-7387

Leading Geologist, Tellur S-V LLC

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1. Regional position of the deposit. Tectonic scheme of the region within a radius of about 150 km from the Verkhnee-Zolotoe deposit, scale 1:2500000: fragment [2, 7]. Symbols: 1 – Zvezdny ore node; faults: 2 – regional, 3 – large; 4 – Cenozoic sand-siltstone coal-bearing, molasse and platobasalt structural-material complexes; 5 – granite and granodiorite-granite structural-material complexes of Early Cretaceous age; 6 – Late Cretaceous, Paleogene and Neogene volcanogenic and intrusive structural-material complexes of the East Sikhote-Alin marginal continental volcanic belt; geodynamic complexes of mature island arcs: 7 – Berriasian-Valanginian and Goteriv-Albian sand-siltstone structural-material complexes of the back arc basin; 8 – Apt-Albian volcanogenic, volcanic-terrigenous and flyschoid structural-material complexes of the island arc; 9 – olistostromic and siltstone-sandstone structural-material complexes of Jurassic age

Download (389KB)

Indexing metadata

3. Fig. 2. Geological map of Verkhnee-Zolotoe deposit and adjacent areas. Scale 1:200000 [8]. Signed on the map: Jurassic, medium and later: J₂₋₃kd – kadadinskaya rock mass, terrygenic rocks in alloolystostromes. Cretacious, early: K₁kl₁ – kluchevskaya series, first rock mass, terrygenic; K₁kl₂ – kluchevskaya series, second rock mass, terrygenic; K₁vd – verkhnedalninskaya rock mass, volcanic rocks of andesitic to rhiolitic composition; comagmates: βK₁vd – subvolcanic andesite and dacite bodies; ζK₁vd – subvolcanic rhiolitic bodies; tatibinsky granite-diorite plutonic complex, first phase: δρK₁t₁ – porphyry diorite dykes, second phase: γK₁t₂ – granite intrusive bodies, δK₁t₂ – diorite intrusive bodies. Cretacious, elder: γρK₂o₃ – olginsky granite plutonic complex, third phase, granite-porphyryc dykes. Eocene: P2-3sl – slybese basaltic volcanic complex, basaltic dykes. Borders: 1 – geologycal proven; faults: 2 – reverse fault main and proven, 3 – fault of unknown cynematics, 4 – fault borders of volcano-tectonic structures, proven; 5 – reverse fault proven, 6 – reverse fault proven, not reaching mapped surface. Metasomatic alterations: q` – quartz alterated rocks; p` – propylitized rocks; q.src – quartz-serizite metasomatic rock

Download (334KB)

Indexing metadata

4. Fig. 3. a) idiomorphic cassiterite (cs) in xenomorphic chalcopyrite (chp), forming a close fusion with xenomorphic pyrite (py); b) silver dendrites (Ag) in xenomorphic chalcopyrite (chp)

Download (149KB)

Indexing metadata

5. Fig. 4. a) hypidiomorphic galena (gl) with an admixture of silver (gl(Ag)) with xenomorphic chalcopyrite (chp) in metasomatic quartz; b) native silver (Ag) with xenomorphic monazite (mz) in an aggregate of metasomatic sericite and quartz

Download (92KB)

Indexing metadata

6. результаты таблицы 2

Download (352KB)

Indexing metadata