Актуальной проблемой современного уровня эксплуатации золоторудных месторождений является вопрос более полного извлечения полезного компонента. Одним из привлекательных полигонов для разработки инновационных технологий являются золоторудные месторождения Южного Урала, которые в настоящее время широко эксплуатируются. Детальное доизучение руд позволяет оптимизировать технологический процесс обогащения, что приведет к повышению эффективности использования недр на этих объектах. Кроме того, представляется разумным выявить аналогичные по ряду минералогических и геохимических особенностей рудопроявления в других регионах, которые в настоящее время не разрабатываются и на которые целесообразно и технически возможно будет внедрить новые технологии обогащения, разработанные на эталонных объектах Южного Урала. В настоящей работе представлены первые результаты комплексного изучения вещественного состава технологических проб руды месторождения Березняковское.
Березняковское эпитермальное золоторудное месторождение расположено в 20 км юго-западнее г. Челябинска. Находится в Биргильдинско-Томинском медно-порфировом рудном поле, представляя верхнюю часть протяжённой по вертикали медно-порфировой колонны, мезоабиссальный срез которой соответствует собственно медно-порфировому мезоабиссальному Северо-Томинскому месторождению [2], [3]. Березняковское месторождение приурочено к субвулканическому телу кварц-плагиоклазовых диоритовых порфиритов (D3 – C1), прорывающему туфы и кластолавы андезит-дацитового состава осадочно-вулканогенной толщи (D3 – C1) и образующему с ними единую вулкано-плутоническую ассоциацию (рис. 1).
Рис. 1. Схематическая геологическая карта Березняковского месторождения 1 – кварцевые диоритовые порфириты; 2 – субвулканические кварцевые андезитовые порфириты; 3 – туфы осадочно-вулканогенной толщи (D3-C1); 4 – рудные тела; 5 – контур рудной зоны; 6 – границы пород; 7 – тектонические нарушения
Наиболее детально разведаны два участка Березняковского месторождения: Центральный и Юго-Восточный [4], [5]. Наши исследования были сосредоточены, главным образом, на Центральном участке.
Оконтуренные рудные тела с прожилково-вкрапленным золотым оруденением находятся преимущественно в теле интенсивно катаклазированных диоритовых порфиритов. Локализованы они в линейных зонах субширотного и северо-западного простирания, а также в виде штокверка [2]. Рудные тела характеризуются крайне невыдержанной мощностью и изменчивым содержанием золота, форма их линейно-вытянутая, часто извилистая, линзовидная, столбообразная, длина до 300 м, мощность от 0,3 до 92,0 м. Преобладает субширотное и северо-западное простирание рудных тел при крутом (40 о-80 о) падении на север и северо-восток.
Содержание золота в рудных телах изменяется от 1 до 59 г/т, серебра – от 3 до 40 г/т, к золоторудным телам приурочены повышенные содержания Cu, Zn, Ag, Sn. К этим же зонам тяготеют высокие концентрации элементов тиофилов (Pb, As, Sb, Se, Te), что создает предпосылки для формирования научных основ их сопоставления с месторождениями различного генезиса вне зависимости от их регионального расположения [1].
Рудная минерализация формировалась в две стадии: раннюю пиритовую и позднюю полиметаллическую (Грабежев и др., 2000). Пирит первой стадии широко развит как в пределах рудных тел, так и вне их, сопряжён с метасоматическими изменениями пород. Полиметаллическая стадия развита повсеместно в зонах прожилкового окварцевания и карбонатизации, обнаруживая при этом существенные вариации минерального состава. В ней выделяются три парагенетических ассоциации рудных минералов: золото-полиметаллическая, золото-теллуридно-полиметаллическая и теллуридно-полиметаллическая, количественно основные минералы всех трёх парагенезисов представлены блеклой рудой, сфалеритом, халькопиритом, пиритом и галенитом [2]. Отмечается самородное золото двух генераций, характерных соответственно для золото-полиметаллического и золото-теллуридно-полиметаллического парагенезисов [3].
Судя по проведённым петрографическим исследованиям, рудовмещающие породы представлены метасоматитами слюдисто-кварцевого, пирофиллит-кварцевого и реже карбонат-слюдисто-кварцевого составов. В ходе метасоматических изменений часто сохраняются реликтовые порфировая и бластопорфировая структуры, при этом первичные полевые шпаты практически полностью замещены. По структурным особенностям выделяются две разновидности метасоматитов – преобладающие с более микрозернистой структурой замещённой вторичными продуктами основной массы, образующиеся предположительно по кварцевым андезитовым порфиритам или по кварцевым диоритовым порфиритам в краевой части их тела, где породы менее раскристаллизованы (рис. 2, А), и с более крупнозернистой структурой базиса, образованные по кварцевым диоритовым порфиритам (рис. 2, Б). Породы катаклазированы, разбиты трещинами. В менее изменённых разновидностях сохраняются единичные порфировые вкрапленники кварца, порфировые вкрапленники предположительно плагиоклаза (45 – 50 %) полностью замещены микрочешуйчатым слюдистым агрегатом, сохраняются лишь их контуры. Так же замещены и зёрна плагиоклаза в основной массе (в целом слюдистый агрегат может составлять до 65 – 70 %). Судя по результатам рентгенографического структурного анализа, выполненного в институте геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, слюды представлены пирофиллитом, из глинистых минералов есть также гидрослюда – иллит.
В основной массе (45 – 50 %) преобладает микрозернистый кварцевый агрегат (размеры зёрнышек кварца 0,002 мм и меньше, а в более крупнозернистой разновидности метасоматита 0,05 мм в поперечнике) с небольшой примесью слюды, заместившей плагиоклазы. Обильная вкрапленность пирита приурочена к замещающим плагиоклаз слюдистым скоплениям. Структура основной массы микролепидогранобластовая либо бластогипидиоморфнозернистая, бластоаплитовая.
А)
Б)
Рис. 2. А. Метасоматит слюдистого-кварцевого состава с обильной вкрапленностью пирита, образованный по кварцевым андезитовым порфиритам. 1 – порфировый вкрапленник кварца; 2 – микрочешуйчатый слюдистый агрегат, в котором преобладает иллит, заместивший порфировые вкрапленники полевых шпатов и полевой шпат в основной массе; 3 – микрозернистый кварцевый агрегат с примесью чешуек слюды; 4 – вкрапленность пирита, приуроченная к скоплениям слюдистого агрегата (по замещённым порфировым вкрапленникам); 5 – гидроксиды железа; 6 – рудное вещество по трещинке. Поле зрения по горизонтали 4 мм. Николи +. Б. Метасоматит карбонат-слюдисто-кварцевого состава, образованный по кварцевым диоритовым порфиритам. I – порфировые вкрапленники кварца; II – полностью замещённые порфировые вкрапленники полевых шпатов и биотита; III – замещённая основная масса; минералы: 1 – чешуйки пирофиллита (?) по краю замещённых порфировых вкрапленников; 2 – микрочешуйчатая глинисто-слюдистая масса (иллит и др.); 3 – карбонат; 4 – микрозернистый кварц в основной массе; 5 – мелкие зёрнышки рудных минералов. Поле зрения по горизонтали 4 мм. Николи +
Реже встречается брекчия, состоящая из обломков слюдисто-кварцевых метсоматитов, по границам обломков развиты мелкие зёрнышки рудных минералов и полоски слюдистого агрегата. Иногда, видимо, в тектонических зонах отмечается более интенсивное развитие карбоната, его скопления составляют 45 – 50 % площади шлифа, отмечаются также прожилки карбоната мощностью до 5 мм и прожилки хлорит-пирит-лимонит-кварц-карбонатного состава. Карбонат замещает псевдоморфозы слюдистого агрегата, развитого по полевым шпатам. В этих участках увеличивается количество глинистых минералов.
При более интенсивных изменениях контуры порфировых вкрапленников сглаживаются, исчезают, слюдистый агрегат начинает развиваться в виде многочисленных полосок, приуроченных к микротрещинам (рис. 3, А). К ним же приурочена и вкрапленность рудных минералов, которая становится более обильной. Возрастают размеры чешуек слюды (пирофиллита) и сокращается примесь глинистых компонентов. Структура породы гломеробластовая, в скоплениях и полосах, сложенных слюдистым агрегатом, микролепидобластовая, в кремнистом агрегате с преобладающими зёрнышками кварца (0,001 – 0,004 мм) и редкими чешуйками слюды микролепидогранобластовая.
Характерной особенностью месторождения является широкое развитие слюдистых и гидрослюдистых минералов, что нуждается в дальнейшем изучении. Складывается впечатление, что пирофиллит образуется позже иллита, замещая его, то есть процесс аргиллизации, типичный для эпитермальных месторождений золота, является более ранним, видимо, предрудным. Предыдущими исследователями отмечались мусковит, парагонит и K-Na-промежуточная слюда, часто гидратированные. Натриевые слюды более распространены в западной части месторождения [2], [3], в образцах, изученных нами, содержание их, видимо, весьма незначительно.
Пирофиллит-кварцевый метасоматит имеет состав: микрозернистый кварцевый агрегат (45 – 50 %), сферолитоподобные агрегаты предположительно пирофиллита с размерами от 0,01 до 0,06 мм, образующие мелкие хаотично расположенные скопления (45 %), кварц в более крупных зёрнах, видимо, отчасти являющихся реликтами порфировых вкрапленников, отчасти рудными образованиями (5 %), пирит и другие сульфиды (2-3 %) (рис. 3, Б). Структура гетеробластовая, гломеробластовая. Сферолитовые агрегаты пирофиллита включают мелкие кристаллы пирита. Умеренно-сульфидная рудная минерализация в метасоматитах наблюдается в виде рассеянной вкрапленности, тонких прожилковидно-вкрапленных, пятнистых (гнездовидных) выделений, преимущественно, пирита с примесью блеклых руд, сфалерита, сульфидов свинца.
А)
Б)
Рис. 3. А. Метасоматит слюдисто-кварцевого состава с вкрапленностью пирита. 1 – вторичный кварц, развитый по трещинам вместе с пиритом, пирофиллитом и иллитом; 2 – микрочешуйчатые пирофиллит и иллит, приуроченные к трещинам и заместившие полевые шпаты в основной массе; 3 – микрозернистый кремнистый агрегат с примесью чешуек слюды; 4 – мелкая вкрапленность пирита; 5 – пустоты. Поле зрения по горизонтали 0,8 мм. Николи +. Б. Пирофиллит-кварцевый метасоматит с сульфидной минерализацией. 1 – микрозернистый кварцевый агрегат с примесью слюды; 2 – розетковидные, сферолитоподобные агрегаты пирофиллита; 3 – пирит. Поле зрения по горизонтали 0,8 мм. Николи +. Б. Сульфидно-кварцевое обособление в слюдисто-кварцевом метасоматите. 1 – кварц; 2 – иллит-пирофиллитовый (?) агрегат; 3 – пирит и, видимо, другие сульфиды. Поле зрения по горизонтали 0,8 мм. Николи +
В зонах рассланцевания и дробления слюды часто представлены гидропарагонитом и парагонит-смектитом, содержащим 11 – 27 % монтмориллонитовых слоёв, которые замещают первичные слюды, причём, они образуются позже в ходе гипогенной гидратации, накладываясь на слюды калиевого и натриевого состава. Термодинамические параметры образования слюдисто-кварцевых метасоматитов: Р = 380-320 о, Р = 0,8-1,2 кбар, рудная ассоциация (золото, электрум, теллур, теллуриды Au, Ag, Pb, Bi) образовалась при Т = 260-360 о и Р-0,1-0,4 кбар; гипогенная монтмориллонитизация слюд происходила при Т = 160-240 о и Р = 0,1-0,4 кбар [2].
Резюмируя, можно сказать, что на предрудном этапе выделяются агиллизиты гидрослюдистой фации с преобладающей в их составе гидрослюдой иллитом. На синрудном этапе на участке месторождения, изученном нами, по аргиллизитам развиваются преимущественно пирофиллит-кварцевые метасоматиты. На пострудном этапе происходит поздняя гипогенная гидратация слюд и идет ещё более поздняя карбонатизация. Околорудные метасоматиты Березняковского месторождения являются типичными для месторождений порфировой рудной формации. Аналогичную картину, например, можно наблюдать на площади Их Салаа (Центральная Монголия) с золотосодержащим молибден-медно-порфировым оруденением, где проявлены пропилитизация с преобладающей альбит-кальцит-хлоритовой фацией, аргиллизация с доминирующей гидрослюдистой фацией, участки с рудной минерализацией находятся в поле развития аргиллизитов и сопровождаются кварц-серицитовыми метасоматитами [6].
Работа выполнена при финансовой поддержке проекта №02.G25.31.0075 в рамках Постановления Правительства Российской Федерации №218 от 09.04.2010
Рецензенты:
Воронцов А.А., д.г.-м.н., зам директора по научной работе ИГХ СО РАН, г. Иркутск;
Таусон В.Л., д.х.н., зав. лабораторией экспериментальной геохимии ИГХ СО РАН, г. Иркутск.
Работа поступила в редакцию 24.06.2014.
Библиографическая ссылка
Спиридонов А.М., Куликова З.И., Паршин А.В., Паршин А.В., Волкова М.Г. ОСОБЕННОСТИ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД БЕРЕЗНЯКОВСКОГО ЗОЛОТОРУДНОГО ЭПИТЕРМАЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ЮЖНЫЙ УРАЛ) // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 9-3. – С. 597-601;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=34894 (дата обращения: 21.11.2024).