Минералого-геохимические особенности золотого оруденения бозымчакского рудного поля

Общее положение в металлогенической схеме региона

По принятой схеме металлогенического районирования (Войтович, 1974) описываемый район принадлежит Чаткало-Кураминской металлогенической области и находится в центральной части Гава-Сумсарского рудного района.

Положение площади предопределило ее металлогеническую специализацию в качестве медно-золото-редкометальной с попутными серебром, молибденом, висмутом, оловом, фтором, редкими и редкоземельными элементами. Наибольший интерес представляет Бозымчакское рудное поле. Это связано с тем, что здесь наиболее интенсивно проявился позднекаледонский магматизм, связанный с формированием краевого Бельтау-Кураминского вулкано-плутонического пояса (ВПП) c характерным медно-порфировым оруденением.

Выявление закономерностей распределения золота и сопутствующих ему элементов в различных типах гидротермальных и контактово-метасоматических пород имеет прямое отношение к перспективной оценке изучаемых объектов. Кроме того, они позволяют глубже понять геохимию не только отдельных элементов, но и в целом металлогении района и рудообразующего процесса.

Для общего понимания геологического строения площади необходимо отметить, что она расположена в пределах крупного Чаткальского батолита, причем его юго-западная часть преимущественно сложена продуктами верхнепалеозойского вулканизма кислого-среднего состава, центральная многочисленными интрузиями гранодиоритов С2-3 и малыми телами диоритов, диорит-порфиров, гранодиоритов Р1, кварцевых порфиров, гранит-порфиров Р2 прорывающих терригенно-карбонатную толщу силура-карбона, восточная (амагматичная) терригенно-карбонатным разрезом нижнего-верхнего палеозоя, молассой мезозоя.

В пределах Чаткальского региона выделяется несколько рудных комплексов (А. Н. Тихомиров, М. Д. Гесь, К. В. Селиверстов и др.):

1. Живетско-раннепермский полиметаллический рудный комплекс. Представлен сфалерит- галенитовой стратиформной в карбонатных породах рудной формацией (РФ). Характерна ассоциация Cu, Pb, Zn с попутными Ag и Cd. Есть повышения Co, As, Mo, Sb, Hg).
2. Средне-позднекаменноугольный полиметаллическо-молибден-медно-золоторудный комплекс. Объединяет кварц-кальцит-сфалерит-галенитовую эпискарновую (Гавасай), кварц-серицит-золото- молибден-халькопиритовую эпискарновую (Бозымчак), золото-кварц-сульфидную, золото- кварцевую и золото-серебряную (Кызылташ) РФ. Ведущими элементами РФ являются Cu, Au, Mo, Bi, Sb, Se, Te, Zn, Hg, иногда Pt, Pd.
3. Позднекаменноугольно-раннепермский молибден-медь-золоторудный комплекс. Представлен кварц-серицит-золото-молибден-халькопиритовой эпискарновой, золото-кварц-сульфидной эпискарновой, золото-сульфидно-кварцевой и золото-серебряной (Карасай) РФ. Кроме Au характерны Ag, Sb, Pb, Zn, Mo, As.
4. Раннепермский мышьяк-ртуть-сурьма-золоторудный комплекс. Объединяет золото- киноварь-реальгар – кварцевую и золото-антимонит-арсенопирит-кварцевую РФ. Для комплекса в целом характерны повышенные As, Sb, Hg, Pb, Zn, Au, Ba, Sr, Tl, реже Te, W, Nb.

Подавляющее большинство проявлений полезных ископаемых Гава-Сумсарского РР относится к жильной высоко-среднетемпературной формации – это гидротермальные проявления Cu, Pb, Zn с сопутствующими Au, Ag, Bi, иногда Cd, Mo, Ga и It (Биркана, Тавушкуйды, Хатынкульды и пр.). Все они мелкие, приурочены к зонам пропилитизации и вторичных кварцитов внутри эффузивного разреза и не имеют промышленного значения.

Свинец и цинк создают отдельные непромышленные жильные кварц-баритовые и кальцитовые зоны и жилы внутри окварцованных даек, гранитоидов и эффузивов. Своего апогея достигают в Гавасайском рудном поле (месторождения Акташское, Центрально-, Нижне- и Верхне-Кансайское, Джалгызурюкское и пр.) слагая скарново-метасоматические залежи на

контактах известняков с гранитоидами и отдельные зоны в эффузивных и карбонатных породах. В качестве сопутствующих содержат Cu, Au, Ag, Sb и As.

Золото в качестве приоритетного металла приобретает значение в телетермальных золото- серебряных месторождениях локализованных внутри вулканогенных разрезов (Кызылташ, Карасай, Кулябсай, Джумалактеке и др.) и на золотомедном месторождении Бозымчак.

Наличие многокомпонентной рудной минерализации, сформированной в различных геологических и физико-механических условиях можно связать с вулкано-плутоническим процессом, с разной долей интенсивности проявленным здесь в широком временном диапазоне. Этот вопрос до сих пор остается поводом многочисленных дискуссий. В настоящее время существует две полярные точки зрения на генезис и время проявления месторождений полезных ископаемых Чаткальского региона:

• Оруденение разновозрастно, с каждым магматическим комплексом связан определенный тип руд (Х. М. Абдуллаев, И. К. Давлетов и др.).
• Все оруденение, представленное в Чаткало-Кураминской металлогенической области сформировалось в относительно короткий промежуток единого рудного этапа, поздне- палеозойского – ранне-мезозойского времени (Ф. И. Вольфсон, А. В. Королев, И. П. Кушнарев и др.).

Результаты съемочных и поисковых работ предшественников и геохимическая интерпретация породных и рудных спектров позволяют предположить, что время формирования основных гидротермальных месторождений цветных, редких и благородных металлов относится к поздней перми - раннему (среднему?) триасу, т. е. наиболее приемлемой вроде как является вторая точка зрения. Предшествовавшая минерализация скорее всего носила рассеянный характер и не создавала каких либо крупных скоплений. Примером могут служить девонские «искрящиеся» мелкокристаллические доломиты, часто содержащие повышенные свинец, цинк, медь, золото, серебро, сурьму, молибден, ртуть и это характерно не только для Чаткальского региона. В дальнейшем рассеянная седиментационная минерализация послужила одним из источников формирования более крупных позднепалеозойских рудных объектов.

Однако, истина чаще всего занимает промежуточное положение между полярными точками зрения, попытка обоснования данного утверждения будет предпринята в этой работе.

В качестве эталонного образца рассмотрим схему рудообразования месторождения Бозымчак. Золото-сульфидная формация слагающая основные рудные тела месторождения подразделяется на ряд минеральных ассоциаций: кварц-молибденитовую, арсенопирит-пирит-пирротиновую, сфалерит- халькопиритовую, борнит-халькопиритовую, пирит-магнетитовую, золото-борнит-халькопиритовую, сфалерит-галенитовую и кварц-кальцитовую, причем кварц-молибденитовая ассоциация является самой ранней, образующей промышленные рудные тела в непосредственной близости с золоторудными, но все же структурно и пространственно разобщенные. Отложение указанных ассоциаций рудных минералов часто происходило с перекрытием одних другими (включая кварц и кальцит).

Выделение минералов в указанных ассоциациях по времени тесно переплетаются между собой и по существу очень близкими друг к другу. К примеру, в полированных шлифах отчетливо устанавливается, что в одних случаях зерна пирита разъедаются и корродируются арсенопиритом, а в других случаях наоборот, арсенопирит разъедается и цементируется пиритом. Для халькопирита сфалерит-халькопиритовой ассоциации характерны своеобразные «звездчатые» и округлой формы включения сфалерита, а для сфалерита – эмульсионные вкрапленности халькопирита.

Золото-борнит-халькопиритовая ассоциация, определяющая промышленную ценность исследуемых руд в отношении золота, интенсивно проявилась почти на всех участках месторождения в отличие от предыдущих, имеющих локальное распространение. Она характеризуется резким преобладанием халькопирита, борнита, с которым тесно ассоциируют незначительные количества пирита, блеклой руды, сфалерита, а также жильные минералы – кварц, карбонат и др.

Сфалерит-галенитовая ассоциация проявилась локально и в очень незначительных масштабах. Она проявлена в наибольшем удалении от основных золоторудных скарновых залежей в виде прожилков и гнезд в известняках и характеризуется резким преобладанием галенита, в незначительных количествах встречаются халькопирит, пирит, блеклая руда и другие сфалерит в этой ассоциации лишен эмульсионной вкрапленности халькопирита. Данная ассоциация, а также пирит-магнетитовая наиболее полно (до образования промышленных скоплений) проявлены юго- западнее, в пределах Гавасайской группы полиметаллических проявлений.

Химический анализ монофракций рудных, метасоматических и жильных образований показал, что наибольшего накопления золото достигает в молибдените (Сср=40 г/т, Cmax=60 г/т), халькопирите (Сср=20,6 г/т, Cmax=56 г/т) и арсенопирите (Сср=10,2 г/т, Cmax=30 г/т). Породообразующие (гранаты, пироксены, волластонит) и жильные (кальцит, кварц, сидерит) минералы содержат золото в количествах от 1,2 до 3,6 г/т.

Кроме того, золото содержится в метасоматических и породных образованиях объекта (исследованы вмещающие гранодиориты, серпентиновые породы, гранат-пироксеновые скарны, гранат-волластонитовые скарны, брекчированные известняки, скарнированные известняки и другие разности пород). Здесь же отмечены повышения As до 0,03%, Pb до 0,02%, Sn 0,001-0,03%, Zn до 0,5%. Содержания Cu составляют 0,01-3,0% и более.

Изучение шлифов и аншлифов показало, что первичное основное состояние золота в перечисленных разностях пород и минералов — тонкодисперсные самородные включения по микротрещинам и в кристаллических решетках минералов, имеющих дефекты; сорбционные образования на гранях роста минералов и другие виды, как правило, нехимических связей. Очевидно, определяющую роль в отложении металла играли не только химические свойства золота как элемента, а его физические и кристаллофизические свойства. Свободная кристаллизация самородного золота происходит, чаще всего в обстановке резкого падения давления.

На основании изложенного можно сделать следующие выводы:

1. Образование золото-сульфидной формации произошло в относительно короткий срок и структурно привязано к эндо- и экзоконтактам внедрившейся интрузии.
2. Наибольшее накопление золота связано с возникновением благоприятных геохимических (образование сульфидов, в частности меди), физических и кристаллофизических (наличие микротрещин в минералах) условий.
3. Золото носит транзитный характер и присуще для всех типов контактово- метасоматических образований, руд и пород месторождения.
4. Более равномерное распределение и максимальные содержания золота наблюдаются в гранат-волластонитовых скарнах.
5. Отмечены значительные накопления молибдена в скарнированных и окварцованных гранодиоритах, а Cu, Ag, As, Zn, Pb, Ni, Ga и Ge в гранат-волластонитовых, частично гранат- пироксеновых и серпентиновых породах.
6. Как в рудных, так и во вмещающих породах Ag, As, Pb, Zn реже Ni, Co, Sn чаще обнаруживаются в интервалах с повышенной медью. Отсутствие меди либо снижение ее содержаний приводит к частичному отсутствию перечисленных элементов либо значительному снижению их содержаний.

К сожалению, приведенный пример не дает возможности уверенно сказать, что основной всплеск рудообразования произошел именно в данный отрезок времени, а именно средне- позднекаменноугольный. Он лишь указывает, что в это время, в связи с внедрением определенного состава интрузий и последующих поступлений постмагматических растворов созданы наиболее благоприятные условия для образования кварц-кальцит-сфалерит-галенитовой эпискарновой (Гавасай) и кварц-серицит-золото-молибден-халькопиритовой эпискарновой (Бозымчак) рудных формаций, объединенных в единый полиметаллическо-молибден-медно- золоторудный комплекс.

Минералогический состав рудных образований месторождения - естественное отражение геохимических процессов происходивших в пределах определенной рудообразующей системы. Для того, чтоб более полно охарактеризовать процесс рудогенеза золота необходимо рассмотреть геохимическую характеристику пород и руд данного региона. Для этой цели были изучены и обсчитаны 27 разновидностей рудных и породных образований.

Отмечено, что чаще всего рудные накопления с Кк≥10 кларков создают Au, As, Cu и Ag, реже Mo, Se и Bi, причем рудообразующими, достигающими промышленных значений являются только Au, Cu и Mo. Все вышеперечисленные элементы присутствуют в том или ином количестве практически в каждом образце рудных и нерудных образований, но полностью представлены в спектре метасоматитов тектонических зон, что может говорить об общем источнике рудных растворов, проникающем в верхние горизонты земной коры по разломам. Дальнейшее обогащение тем или иным металлом происходило в зависимости от геологической ситуации, состава вмещающих пород, их физических свойств (пример месторождений Бозымчак и Гавасая).

В целом, в спектрах руд, а также и породных разностей присутствуют 17 элементов, локально создавая промышленные скопления:

в более 50% спектров - Au, As, Mo, Bi, Pb, Zn, Cu, Co, Se, Ag, Cd;

менее 50% спектров – Sn, W, Te, Sb, Ni.

В качестве примера можно привести несколько геохимических спектров:

1. рудные скарны месторождения Бозымчак: [Au Bi Cu Se] Ag Sn As Cd Mo (Zn Pb W Co) Ni;
2. гранодиориты южных флангов: Au Cu (Mo As Co) Pb Zn La;
3. полиметаллические руды: [Bi Pb Cd] Zn Ag Se (Mo Cu As Au Co) Ni;
4. гематитовые руды: [Bi] W Ag As Au Mo Pb Cd (Zn Co Cu) Ni Sc La;
5. пиритизированные сиениты Т1: [Bi Te] Au As Mo Se Ag Cu (Co Pb Zn Sn) Ni;
6. медное оруденение в доломитах D2: Ag Cu As Se (Au Co Mo) Pb Zn;
7. зоны разломов: [Au Cu Bi Yg As] Se Ag Mo (Co Pb Ni) Zn Cd; где Кк=[nx10 2-3] nx10 (n) n≥0,5.

Из приведенных спектров можно вычленить синхронные золоту и отвечающие медно- порфировому типу оруденения золото-медно-молибденовый и золото-оловянный парагенезисы, золото-мышьяковый, золото-свинцово-цинковый и золото-сульфатный (характерный для полиметаллов и барит-сульфидных жил) и прочие.

Несмотря на то, что отмечена визуальная и количественная зависимость содержаний золота от наличия в рудах медных минералов (в частности халькопирита), оно может находиться в парагенетической связи практически со всеми элементами. Медь, хотя и обладает большим геохимическим сродством с золотом, эта связь не является очень тесной и обязательно прямой положительной. Золото удивительно “космополитичный” элемент (как сказал В.И. Вернадский, «всюдный» элемент): «запрещенных» или «чуждых» для него элементов в природе нет. Вместе с тем, разумеется, частота встречаемости его с различными элементами и степень сродства с ними явно не одинакова.

В рудных рядах Бозымчакского рудного поля золото чаще всего коррелирует сразу с несколькими элементами. В частности в рудных скарнах золото коррелирует (в порядке убывания Ккор от 0,95 до 0,8) с Bi, Sn, Ag, Cu, Se, а с Zn, Ni, и Co имеет отрицательную связь. Ряд прочных положительных связей золота в порядке убывания частоты встречаемости представлен следующими элементами: Cu-46%, As-38%, Ag, Zn, Se- по 31%, Bi, Mo, Ni, Pb- по 23%, Co-15%, Sn и W- по 8%.

На основании изложенного можно сделать следующие выводы:

1. Золото присутствует во всех вышеперечисленных рудных формациях района и в той или иной степени коррелирует практически со всеми элементами слагающими их геохимический спектр.
2. Золотое оруденение месторождения Бозымчак является полигенным и полихронным, подготовка к принятию оруденения и завершение рудного этапа проводилось в течение нескольких геологических эпох.
3. Геохимический спектр рудных и породных образований описываемого района содержит весь набор элементов отвечающих медно-порфировому типу оруденения Бельтау-Кураминского вулкано-плутонического пояса широко развитому в соседнем Узбекистане.

Таким образом, мы выяснили, что золото Чаткала и в частности Бозымчакского рудного поля является сквозным элементом и присутствует практически во всех возрастных и литологических подразделениях региона. Ряд основных элементов-индикаторов золотого оруденения данной части Чаткала составляют одиннадцать элементов, определяющих облик рудообразующей системы: Au-Cu-Mo-As-Ag-Se-Co-Pb-Zn-Cd-Bi. Вариации элементов внутри геохимического ряда говорят лишь об изменении количественного состава, но не качественного.

В образовании практически каждого рудопроявления или месторождения, особенно крупномасштабного, активное участие принимали:

1. Магматогенные и вулканогенные тела различного состава и времени образования;
2. Метасоматиты экзо- и эндоконтактовых частей плутонов;
3. Постмагматические гидротермальные растворы и газы;
4. Подстилающие и вмещающие породы, т. е. породы рамы.

Ведущую роль в образовании рудных скоплений играют постмагматические растворы являющиеся основным поставщиком металлов в верхнюю часть земной коры.

Проникание магматических расплавов и последующих постмагматических рудных растворов скорее всего происходило по одним и тем же каналам, заложенным задолго до начала того или иного орогенного этапа активизации района. Такими каналами является сеть ортогональных и диагональных линеаментов выявленных в пределах Чаткальского региона. Поступательные движения расплавов из глубины и последующее их застывание в верхних горизонтах земной коры создавали дополнительные напряжения, раздвигающие существующие полости и способствующие со временем их проникновению в более глубокие горизонты земной коры.

Исходя из суммы накопленных геологических характеристик, Бозымчакское рудное поле можно охарактеризовать как своеобразную рудообразующую систему, обладающую определенной историей развития и характерным набором полезных ископаемых. Таким образом, можно сказать, что формирование рудной специализации района происходило практически с начала формирования земной коры, образование же месторождений имеющих промышленное значение только после возникновения благоприятных обстановок.

ЛИТЕРАТУРА

1. Минералогическое исследование руд цветных и редких металлов /Под ред. А.Ф.Ли. – М.: Недра, 1967, 257 с.
2. Методы минералогических исследований / Под ред. А.И.Гинзбурга: Справочник. – М.: Недра, 1985, 476с.
3. Зеленов В.И. Методика исследования золотосодержащих руд.-М.: Недра, 1978 г.- 302 с.
4. Критерии прогнозной оценки территории. Под ред. Д. В. Рундквиста., Л. «Недра», 1986. 5.Альпиев Е.А.Техноминералогические параметры руд месторождения Текели как основа их
5. типизации // Труды международной научно-практической конференции «КазНТУ – образованию, науке и производству Республики Казахстан». Алматы.999.С.24-25.