Прикладная металлогения I
Надежность и конкурентоспособность золотодобывающей отрасли Казахстана определяют крупные месторождения золота, подразделяющиеся на три геолого-промышленных типа: акбакайский золото-сульфидно-кварцевый жильный в интрузивных и терригенных образованиях (Акбакай, Жолымбет, Бестюбе); васильковский золото-сульфидно-кварцевый штокверковый в интрузивных породах (Васильковское); бакырчикский золото-сульфидный прожилково-вкрапленный в углеродсодержащих терригенных и терригенно-карбонатных толщах (Бакырчик, Суздальское).
В настоящем обзоре на примере эталонных месторождений Акбакай, Васильковское и Бакырчик приведены наиболее выразительные черты вещественного состава КМЗ, охарактеризованы специфика и общность их метасоматической, минеральной и геохимической зональностей. Рассмотренные в статье модели КМЗ подразделены на четыре индикаторные зоны: фронтальную А (надрудную), прифронтальную Б (верхнерудную), промежуточную В (среднерудную) и тыловую Г (нижнерудную и подрудную). Перечисленные зоны по объему и содержанию близки понятию фация рудообразования. Зона А отвечает апикальной фации КМЗ, зоны Б и В (суммарно) - стволовой, зона Г - корневой. Моделирование КМЗ проводилось в целях совершенствования методики их детального прогноза, поисков и оценки.
Месторождение Акбакай локализовано в Жалаир-Найманской металлогенической зоне Шу-Илийского складчатого пояса. Вмещают руды терригенные и углеродисто-терригенные породы верхнего ордовика (дуланкаринская и андеркенская свиты) и самостоятельные сложнодифференцированные девонские малые интрузии габбро-диорит-диорит-гранодиоритового ряда. Морфологические типы руд - золотоносные кварцевые жилы и зоны вкрапленной сульфидной минерализации.
Метасоматиты и метасоматическая зональность. Метасоматические изменения проявлены контрастно и дифференцированно. К их ведущим типам относятся березитизация и пропилитизация, подчиненное значение имеют альбитизация, турмалинизация, адуляризация, аргиллизация.
Синрудные березиты создают оторочки на контакте с кварцевыми жилами или самостоятельные (без кварца) сульфидсодержащие зоны, выполняющие трещины отрыва и скола в интрузивных и терригенных образованиях. Метасоматическая колонка березитов состоит из внешней, промежуточной и внутренней зон. Во внешней зоне проявлены серицит, карбонат, хлорит; в промежуточной - серицитизация и карбонатизация усиливаются, появляются кварц, мусковит, сульфиды Fe и As. Внутренняя зона сложена собственно березитом - кварц-мусковит-серицитовым агрегатом с частой (до 10-15%) вкрапленностью золотоносных пирита и арсенопирита. В отдельных интервалах в березитах отмечаются альбит и турмалин. Ореол березитизации симметричен относительно осевой линии метасоматической колонки. Березиты стволовой фации имеют максимальную ширину и полновыраженную зональность. В апикальной (А) и корневой (Г) фациях объемы березитизации сокращены при отсутствии (выклинивании) внутренней зоны. В зонах В и Г в березитах отмечается повышенная роль анкерита, сидерита, турмалина и альбита.
Пропилиты подразделяются на региональные и локальные. Первые представляют собой самые древние зеленокаменные изменения (хлорит, эпидот, кварц, кальцит, пирит), ассоциирующие с повышенным фоном фемических компонентов (Сu, Ni, Со, Сг). В зонах А-В региональные пропилиты удалены от рудных тел на десятки метров и слагают периферийную часть метасоматической колонки. В зоне Г пропилиты и золотоносные кварцевые жилы нередко сближены.
Локальные пропилиты проявлены в надрудной зоне А. Для них характерны две генерации хлорита (широко развитая скрытокристаллическая зеленого цвета и реже встречающаяся мелкочешуйчатая, светлоокрашен-ная, ассоциирующая с бипирамидальным рисовидным кварцем) и пириты различной огранки ({100}, {210}, {100}+{111}), содержащие тонкие эпигенетические включения самородного золота, арсенопирита, блеклой руды, сфалерита.
С завершающей стадией рудного процесса связаны низкотемпературные кварц- адуляровая и кварц-каолинитовая ассоциации. Первая ассоциация (с антимонитом и самородной сурьмой) тяготеет к березитам зоны Б. Для адуляра характерны зерна и прожилки, секущие золотоносный кварц. Кварц-каолинитовая ассоциация располагается гипсометрически выше березитов в зонах дробления пропилитизированных терригенных и вулканогенно-терригенных пород. Каолинит (до 15%) образует тонкозернистые чешуйчатые агрегаты розового цвета.
Гидротермально-метасоматическая зональность осложнена жильными образованиями различного состава. Осевое положение в мета-соматической модели занимает кварцевая жила (система жил). Преобладает рудный кварц двух генераций: ранний высокотемпературный массивный (доминирует в зонах В и Г) и поздний средне-низкотемпературный средне-мелкозернистый (развит в большей степени в зоне Б). В верхних горизонтах месторождения концентрируются кальцит, мусковит (иллит); в нижних - железистый карбонат, альбит, турмалин. Позднерудные жильные образования проявлены в зонах А и Б в виде просечек доломит-барит-кварцевого состава. Пострудные маломощные кварц-кальцитовые прожилки развиты повсеместно.
Рудные минералы и минеральная зональность. В рудах в различных сочетаниях проявлены три золотоносные минеральные ассоциации: ранняя вкрапленная золото-пирит-арсенопиритовая с тонкодисперсным Аu I; поздняя жильная и жильно-прожилковая золото-кварц-сульфосольно-полиметаллическая со свободным Аu II; заключительная прожилковая карбонат-барит-кварцевая с марказитом, антимонитом, бертьеритом, киноварью и мелким Аu III. Первые две ассоциации имеют промышленное значение; фрагментарно проявленная третья слабозолотоносна, развита в апикальной части системы, служит показателем "скрытого" оруденения.
Золото-пирит-арсенопиритовая ассоциация - обязательный элемент синрудных березитов - ярко выражена в промежуточной и прифронтальной зонах. Пирит и арсенопирит - главные индикаторы (до 10-15%). Формы пирита - метакристаллы {100}, {210}, {100}+{210} зонального строения. Пирит имеет скелете- и футлярообразный внутренний облик, содержит Аu (десятки, реже сотни граммов на 1 т), As, Sb, Pb, Сu (до 0,п %), Ag (до сотен граммов на 1т). С глубиной габитус пиритов упрощается (доминируют кубы), в минерале возрастают содержания As (до 1-3%). Арсенопириту зоны Б свойственны агрегативные скопления, короткостолбчатые призмы, тонкоигольчатые выделения, агрегативные скопления с Аu (сотни, иногда 1000 г/т), Ag (до 300 г/т), Sb (0,1-1%), Bi (до 100 г/т); в нижних горизонтах (В и Г) увеличивается роль призматических кристаллов с менее контрастной геохимической нагрузкой. Самородное Аи 1 тонкое, капельной, овальной, пылевидной, амебовидной форм, заключено в пирите и арсенопирите.
Золото-кварц-сульфосольно-полиметаллическая ассоциация развивается вслед за березитами. В надрудной зоне она проявлена в виде очень редких тонких вкраплений самородного золота, арсенопирита, блеклой руды, галенита. В зоне Б, концентрирующей основной объем запасов благородного металла (до 75-85%), ассоциация отличается сложным составом (самородное золото, пирит нескольких генераций, арсенопирит II, блеклые руды, полиметаллические сульфиды, висмутин, самородные Аu, Sb, Bi и др.). Индикаторными являются различные сульфосоли (буланжерит, джемсонит, бурнонит, менегинит, плагионит), образующие с золотом тесные связи (3-А.Козловская, М-М.Старова, М-М-Бакенов, У.Ж-Куанышбаев). Разнолики кристаллографические выделения золотоносного пирита, включающие поздние комбинации {100}+{111}, ассоциирующие с сульфосолями Sb и Pb. Золотоносный кварц отличается обилием текстур (полосчатая, халцедоновидная, шестоватая, гнездовая, брекчиевая, пятнистая и др.). Самородное золото зоны Б характеризуется повышенной крупностью (до 2-3 мм, иногда 5-10 мм), широким диапазоном пробности (<600-980), пестрым набором примесей (Ag, As, Pb, Sb, Hg, Сu), множественностью форм, включая дендриты, октаэдрические выделения и др. В промежуточных и тыловых зонах исчезают сульфосоли, тетраэдрит, швацит, антимонит, самородные Sb и Bi, снижается количество сульфидов (до 1-3%), увеличивается проба самородного золота (в зоне В - 800-950, Г - 900-980).
Слабозолотоносная карбонат-барит-кварцевая ассоциация развита в верхних горизонтах. Основной рудный минерал - антимонит в виде гнезд, тонкопризматических кристаллов, спутанно-волокнистых и микропрожилковых образований. Примеси в антимоните - Аu (не менее 10 г/т), Ag (до 100 г/т), As (0,1%), а также Pb, Zn, Cu, Co, Ni.
На месторождении разнообразно проявлена осевая (вертикальная) зональность. Максимальное количество минералов зафиксировано в рудах верхних горизонтов. На глубине развито малосульфидное оруденение, менее богатое, имеющее относительно простой состав (самородное золото, пирит, теннантит, арсенопирит, сульфиды Сu, Pb, Zn). Снизу вверх по разрезу увеличиваются дисперсия пробности самородного золота и количество элементов-примесей. Черты зональности пирита (снизу вверх): усложнение габитуса, уменьшение концентраций As при максимуме геохимической нагрузки в зоне Б. Состав блеклых руд меняется в сторону разностей, содержащих Hg и Sb (теннантит - смешанная блеклая руда, швацит - тетраэдрит).
Геохимические особенности и геохимическая зональность. Главную роль в геохимическом спектре месторождения играют Au, As, Sb и Ag (контрастность до сотен - первых тысяч кларков). Попутными примесями являются менее контрастные Pb, Bi, Сu, Zn, W ( единицы - первые десятки кларков) и слабоконтрасгные Мо, Sn, Ва, Со, Ni, Cr (единицы кларков).Индикаторы верхних горизонтов - враимокоррелятивные Sb, As, Ag, Pb и Bi (элементы с высокой и средней контрастностью содержаний). "Сквозные" признаки для всех рудоносных уровней - ведущая роль золота, повышенные значения Au/Ag (2/1-3/1), положительные корреляционные связи в парах Аu- As и Au- Ag. Рудам тыловой зоны свойственны низкие концентрации Sb и Pb, повышенная роль W, Мо, Sn, тесная корреляция в триаде Au-As-W.
Синтезированная модель вертикальной геохимической зональности, охватывающая весь объем КМЗ (зоны А-Г), выглядит следующим образом (снизу вверх): W, Мо, Sn R Ni, Со, Сг R Bi, As, Au I R СuI, Zn, Pb I, Ag, Au II R Cu II, Pb II, Sb I, Hg I, Au II R Ва, Hg II, Sb II, Au III. Основу модели составляют шесть ассоциаций, последовательно сменяющих друг друга в соответствии со стадийностью минералообразонания. На уровне стволовой фации информативным показателем зональности является отношение (Au-Pb)/(Co-As), которое снизу вверх увеличивается в 200 раз - от 1,5(10-4 до 3(10-2. Контрастно в объеме в(ч'й модели меняется среднее значение Sb/As -от 5(10-3 (зона Г) до n(101 (зона А).
Месторождение Васильковское расположено в северо-восточном борту Кокшетауского срединного массива - крупного блока метаморфических пород докембрия, подвергнутого в фанерозое интенсивной гранитизации. Рудовмещающий Алтыбайский позднеордовикско-раннесилурийский куполовидный интрузив имеет контрастный состав - от габбро-диоритов до гранодиоритов и гранитов. Метасоматиты и рудоносный штокверк тяготеют к контакту габбро-диоритов с роговообманково-биотитовыми гранодиоритами. Оруденению предшествовали девонские малые интрузии и дайкообразные тела - от диабазовых порфиритов до гранит- и плагиогранит-порфиров.
Метасоматиты и метасоматическая зональность. На месторождении развиты разнообразные изменения: калишпатизация, березитизация, окварцевание, альбитизация, хлоритизация и др.. Ярко выражена полиэтапная калишпатитовая формация с несколькими разновидностями метасоматического калишпата (микроклина): дорудным (метакристаллы в интрузивных породах, полевошпатовые линзы и жилы в пологих прототектонических трещинах); синрудным (оторочки на контакте с золотоносными кварц-сульфидными жилами); пострудным (кварц-полевошпатовые прожилки, секущие штокверковое оруденение). Микроклин красного, розовато-серого и серого цвета; преобладают таблитчатые порфиробласты размером первые сантиметры (до 45-70% объема пород).
Калишпатизация широко проявлена в зонах В и Г и локально в зоне Б. С калишпатитовыми изменениями ассоциирует вкрапленная золото-висмут-пирит-арсенопириткварцевая минерализация. Березиты (кварц, серицит, мусковит, карбонат, пирит, арсенопирит) размещаются выше калишпатитов (в зонах Б и В, частично в зоне А); березитовый ореол в несколько раз превышает размеры рудного штокверка. В березитах совмещены две минеральные ассоциации: ранняя вкрапленная золото-пирит-арсенопирит-кварцевая и поздняя жильно-прожилковая золото-полиметаллическая (самородное золото, блеклая руда, теллуриды, галенит, тетрадимит). Максимально продуктивное золотое оруденение локализовано в участках перекрытия березитов и калишпатитов (зона В). Хлорит-альбитовые метасоматиты (зона А) развиваются по восстанию рудоносных структур на сотни метров.