Минералогия и геохимия олово-серебро-полиметаллических месторождений Северо-Востока России

В пределах Охотско-Чукотского вулканогенного пояса и примыкающих к нему территорий широко распространено разномасштабное оловянное и серебряное ору-денение различной формационной принадлежности, причем серебро является характерным элементом любых оловянных руд. Омсукчанский и Тенькинский районы были одними из первых известных оловоносных территорий Северо-Востока. Серебряное оруденение в этих районах было выявлено несколько позже. Но уже на ранних этапах проведения специализированных исследований оловянных руд месторождений Омсукчанского и Пестринского рудных узлов Омсукчанского рудного района отмечалась их повышенная сульфидность и комплексный характер, в том числе и повышенная сереброносность. При ведущей роли 8п промышленных концентраций в рудах могут достигать У, В1, Бе, Со, Ag, Аи и другие элементы (Матве-енко, 1957, 1959).

Т.И. Трениной (1957) была установлена постоянная примесь серебра в рудах двенадцати оловянных месторождений различной формационной принадлежности из различных точек Северо-Востока. Серебро присутствует во всех сульфидных минералах, преимущественно в виде изоморфной примеси, хотя выявлены были и собственные минеральные формы серебра — самородное серебро, пираргирит, полибазит^) — чаще в виде включений в галените. Максимальные концентрации серебра связаны с халькопиритом и галенитом, т. е. тенденция к увеличению содержаний серебра с нарастанием концентраций меди и свинца отчетлива. Золото обычно сопутствует серебру и также связано с сульфидами, концентрируясь, например, в арсено-пирите (Илинтас, 20 г/т).

В конце 30-х — начале 40-х годов проводились геологические работы в районе Кулу (Тенькинский рудный район), итоги которых были позднее обобщены С. С. Смирновым (1962). В этой работе месторождение Токичанское названо полиметаллическим оловосодержащим и отмечено сходство его руд с рудами Синанчинско-го месторождения. Сделан вывод о присутствии в районе ряда «термальных» оловосодержащих месторождений. Позднее, при составлении геологической карты масштаба 1:200 ООО П. П. Лычагиным (1967) оруденение района разделено на оловянное, полиметаллическое и золото-серебряное. Сделан вывод об общности происхождения названных типов оруденения и некотором их геохимическом сходстве. Глубина формирования месторождений и проявлений района вряд ли превышала 600−700 м.

Исследования минерального состава оловянных руд региона, выявившие в них более 140 минеральных видов, позволили отметить более позднее отложение сульфидов и сульфосолей по отношению к продуктивным на олово ассоциациям и, соответственно, более позднее по отношению к простым сульфидам отложение сложных сульфидов и сульфосолей (Зильберминц и др., 1973). Помимо самородных золота и серебра в рудах выявлены сульфоантимониты и сульфостаннаты РЬ и Ag.

Комплексный характер оловянных руд, присутствие олова в рудах сереброполиметаллического состава и устойчивая ассоциация в пределах рудных узлов или крупных зон касситерит-силикатно-сульфидных серебросодержащих и серебро-полиметаллических оловосодержащих месторождений и проявлений вызвали естественный интерес к проблеме формационной самостоятельности олово-серебряного оруденения (Найбородин и др., 1974). Отмечены его основные особенности: широкое развитие сфалерит-галенит-блеклорудной и сульфосольной минеральных ассоциацийширокие вариации содержаний серебра в рудах, в среднем составляющие сотни г/твыделение подавляющей части серебра в виде собственных минераловширокое развитие сульфостаннатов, а в оловорудных метасоматитах — железистого хлоритапроявление концентрической вертикальной зональности. Подчеркнуто также проявление олово-серебряного оруденения в пределах Тихоокеанского рудного пояса в различные эпохи (поздний мел, палеоген, неоген) в связи с развитием континентальных вулканогенных поясов и зон, и пространственная ассоциация в СевероВосточной Азии с месторождениями золото-серебряной формации. Отмечается и минералого-геохимическое и структурно-генетическое родство между оловосеребряными (Малый Кэн) и золото-серебряными (Дукат) месторождениями. Предполагается, что олово-серебряная формация занимает связующее положение между касситерит-сульфидной и золото-серебряной и все эти типы составляют единый рудноформационный ряд.

Выделение самостоятельной олово-серебряной формации поддерживается не всеми исследователями оловорудных месторождений. В крупной монографии, посвященной оловянному оруденению СССР («Геология оловорудных.», 1986), представлено, как более обоснованное, рассмотрение этих руд в качестве минерального типа оруденения касситерит-сульфидной формации. В ее составе выделены два доминирующих минеральных типа: сфалерит-галенитсульфостаннатный (оловянно-полиметаллический или станнин-сульфидный) и пирит-серебряно-сульфосольный (оловянно-серебряный, местами с примесью золота). Эта классификация наследует разработанную ранее на основе исследований оловорудных месторождений Северо-Востока (Лугов и др., 1972), где в составе касситерит-сульфидной формации выделялись две фации — оловянно-полиметаллическая с широким развитием станнина и сульфосольная.

В монографии, посвященной оловорудным месторождениям Яно-Колымской складчатой области (Флеров, 1976), в составе касситерит-сульфидной формации выделено четыре минеральных типа — сульфидно-турмалиновый, сульфиднохлоритовый, арсенопирит-пирротиновый и галенит-сфалеритовый. Отмечено также, что в субвулканической фации сульфидно-хлоритового типа касситерит отлагается совместно с хлоритом, галенитом и другими сульфидами, имеет игольчатый габитус («термальный» касситерит по С.С. Смирнову) и часто колломорфное строение.

Касситерит-силикатные, олово-серебряные и серебро-полиметаллические месторождения Омсукчанской металлогенической зоны рассматриваются как члены единого генетического ряда рудных формаций в работе Ю. Н. Роднова и Ю. И. Зайцева (1985), посвященной соотношению оловянной и серебряной минерализации Балы-гычано-Сугойского района. В этой работе выделена самостоятельная серебро-полиметаллическая формация, близкая к серебросвинцовой по К. Ф. Кузнецову, Р. В. Панфилову (1978). Все месторождения объединяет общность геолого-структурной позиции, пространственно-временная сопряженность формирования, связь с единым магматическим источником, закономерное взаиморасположение и сходство минералого-геохимических характеристик. Отмечается отчетливый структурный и литологический контроль разноформационного оруденения. Серебро-полиметаллические и олово-серебряные рудные поля чаще приурочены к краевым частям вулкано-тектонических депрессий и склонам интрузивных куполов, локализуясь в субвулканических телах и вулканитах среднего и кислого состава. Олово-рудные месторождения чаще локализуются в сводовых частях интрузивно-купольных поднятий, размещаясь в терригенных породах и гранитоидах, реже — в вулканитах.

Исследованиями Ново-Джагынской интрузивно-купольной структуры (Калинин и др., 1984) установлено, что по насыщенности гидротермальными образованиями она сопоставима с Дукатским рудным полем. Авторы предполагают, что существовал ранний донаяханский цикл гидротермальной деятельности. Возможно, это ранний цикл оловянного оруденения таватумского возраста. Месторождение Тидид считается полным аналогом Гольцовского, Мечта несколько отличается по структурным и минералогическим особенностям. Отмечается сходство этих месторождений с серебро-полиметаллическим оруденением Южного Верхоянья.

И.Я. Некрасовым в работе, посвященной фазовым соотношениям в оловосодержащих системах (1984), предложен вариант классификации оловорудных месторождений, в той или иной мере учитывающий все разнообразие минеральных форм 8п в природе и генетических связей оруденения с магматическими породами. Среди месторождений касситерит-сульфидной формации выделено четыре минеральных типа: станниновый (Хета), колчеданно-полиметаллический (Синанча), сульфидно-сульфосольный или «боливийский» (Оруро, Потози) и золото-блеклорудно-теллуридный. Исследуя вещественный состав, последовательность и физико-химические условия образования оловосеребряных руд (в большой степени на примере месторождений северо-восточной Якутии, Некрасов, 1984'), автор, как решающий фактор, определивший разнообразие минерального состава руд месторождений этого типа, выделяет закономерное изменение активности металлов в растворах. В начале гидротермального процесса наиболее активны соединения 8п и Ъп, затем их активность снижалась, а активность Ag, РЬ, и, позже, БЬ нарастала. Одно-этапные руды олово-серебряного состава формировались из полиметалльных растворов в условиях резкого температурного градиента.

Дальнейшие исследования оловосодержащих систем установили, что в комплексных месторождениях Тихоокеанского рудного пояса Бп, Ag и Аи часто содержались в одном рудоносном растворе (Некрасов, 1990). Руды таких месторождений могли отлагаться в течение одного или нескольких этапов. Многоэтапные, т. е. полигенные объекты являются результатом пространственного совмещения разновозрастных минеральных ассоциаций — продуктов деятельности разновозрастных магматических комплексов разного состава, совмещенных в единых рудообразующих структурах. Пример таких месторождений — Карамкен, на котором проявлена стадийная вертикальная зональность и, при существенно золото-серебряном составе руд верхних горизонтов,. руды нижних горизонтов имеют серебро-оловянную специализацию, являясь результатом активизации вулканической деятельности на позднем этапе рудообразования. В одноэтапных рудах, как правило, преобладают или Бп, или Аи, а РЬ, Ъп, Си и другие элементы являются попутными компонентами.

В рамках концепции «базовых» рудных формаций выделяются олово-(серебро)-порфировый и серебро-сульфидный (допорфировый) рудноформационные ряды («Серебро.», 1989). В них одноименные рудные формации, примерами которых являются Хета и Дукат соответственно, выделяются как «базовые». При этом олово-серебряная (Малый Кэн) и олово-серебро-полиметаллическая формации, принадлежащие разным рудноформационным рядам, рассматриваются как продукты родственных рудогенерирующих систем.

На примере Омсукчанского рудного района Р. Г. Кравцовой с соавторами (1996) выделены региональные и локальные геохимические поля концентрирования трех типов — олово-редкометалльные, олово-серебряные и серебро-полиметаллические. Отмечается пространственная совмещенность серебро-полиметаллической и олово-серебряной минерализации, сходство геолого-структурной позиции рудных полей месторождений, одинаковый возраст и минералогическая и геохимическая близость. При «верхнем» положении серебро-полиметаллической минерализации по отношению к олово-серебряной авторам представляется возможным выделение единой олово-серебро-полиметаллической формации.

В последних публикациях (Колесников, Шатков, 1994; Шатков, 1997) на примере месторождений Кэнского, Джагынского и Пестринского рудных узлов выделяются олово-серебряные месторождения в экструзивно-субвулканических массивах риодацитов. Такие месторождения представляются как полигенные и полихронные образования, являющиеся результатом телескопирования двух самостоятельных типов оруденения, представляющих собой продукты двух обособленных этапов рудо-генеза. При этом серебро-полиметаллическое оруденение считается более ранним, основным источником рудного вещества в этом случае являются вмещающие риода-циты. Оловосодержащая минерализация, по мнению этих авторов, носит наложенный характер. Таким образом, такие месторождения не могут представлять самостоятельную олово-серебряную формацию.

В приведенном кратком обзоре учтены лишь некоторые обобщающие работы, в той или иной степени являющиеся результатом исследований оловои серебросо-держащего оруденения региона. В лаборатории геохимии СВКНИИ ДВО РАН в результате проведенных в 60-е — 70-е годы на оловорудных месторождениях Магаданской области работ был накоплен большой материал по вещественным особенностям разноформационного оловянного оруденения, в том числе, и по его сереброносно-сти. В конце 70-х — начале 80-х годов проводились и работы на золото-серебряных и серебряных месторождениях Примагаданья, Омсукчанского и Тенькинского районов. Результаты этих исследований, проведенных с участием автора настоящей работы, положены в ее основу.

Предлагаемая работа посвящена выявлению минералого-геохимических поисковых признаков оловои серебросодержащего близповерхностного оруденения на основе минералого-геохимических исследований руд ряда месторождений и проявлений Омсукчанского и Тенькинского рудных районов. В качестве объектов исследований были выбраны слабо оловоносные серебряные руды месторождений, лежащих на периферии оловорудных узлов и зон Омсукчанской металлогенической зоныМечта, Тидид, Порфировый — с привлечением данных по месторождениям Гольцовый, Ирча и Малый Кэн, а также олово-серебро-полиметаллические руды месторождений Токичанское, Тигрец-Индустрия, Кочевой Тенькинской металлогенической зоны. Полученные данные позволяют выделить дополнительные минералого-геохимические поисковые признаки сереброносности региона и комплексности руд близповерхностных месторождений и выявить некоторые типоморфные свойства основных минералов руд месторождений разных типов.

Защищаемые положения.

1. По геохимическому коэффициенту контрастности, отражающему соотношение серебра в рудах и эндогенных ореолах, оловорудные месторождения региона разбиваются на несколько самостоятельных групп и образуют дискретный ряд, состоящий из 5 рангов, различающихся по сульфидности руд. Олово-серебро-полиметаллические месторождения предположительно образуют в этом ряду 6 ранг.

2. По характеру преобладающей оловянной и серебряной минерализации олово-серебро-полиметаллические месторождения подразделяются на сульфоантимонитовый и сульфостаннатный минеральные типы, сходные по уровню концентраций олова и серебра в рудах. Геохимическая типизация руд рассматриваемых месторождений с использованием величины комплексного геохимического показателя позволила установить, что руды месторождений сульфостаннатного типа являются более сложными, чем сульфоантимонитовые, что связывается с проявлением в Тенькинском рудном районе нескольких этапов олово-и серебросодержащего оруденения.

3. Выявлен ряд типоморфных свойств «сквозных» минералов руд олово-серебро-полиметаллических месторождений. Общим для них является невыдержанность составов как отражение градиентных и нестабильных условий рудоотложения. При этом для многих минералов руд месторождений сульфоантимонитового типа характерна зональность и часто аномально высокие концентрации серебра в сульфосолях. Руды месторождений сульфостаннатного типа характеризуются повышенной сернистостью минералов.

4. О близповерхностных условиях формирования месторождений свидетельствуют общий характер эволюции рудообразующих растворов, определивший смену сульфидов Бе сульфидами и Си, а затем галенитом с совпадающей с ним во времени или более поздней сереброи оловосодержащей минерализацией, а также структуры и текстуры руд и их неоднородность, в том числе, и на уровне отдельных минералов.

5. Минералого-геохимические особенности руд позволяют рассматривать данные месторождения в генетическом ряду оловорудных формаций. Отчетливо выраженная специализация на олово и серебро руд комплексного состава, повышенная степень сульфидности и широкий минеральный спектр, присутствие в рудных телах сульфоантимонитов и сульфостаннатов серебра, зональность минералов, невыдержанность составов, высокие концентрации металлов-примесей Ag, Ре, Мп, Тп, Со выделены как поисковые признаки руд этого типа.

Защищаемые положения обосновываются: 1 — в главе 1 «Серебро в оловорудных месторождениях региона» — 2 — в главе 2 «Геологическая позиция, главные минеральные ассоциации и геохимическая типизация руд олово-серебро-полиметаллических месторождений Омсукчанской и Тенькинской металлогенических зон» — 3 и 4 — в главе 3 «Особенности состава главных рудных минералов» — 5 — в главе 4 «Олово-серебро-полиметаллическое оруденение Северо-Востока в ряду оловорудных формаций» .

Заключение

.

Широкое развитие в пределах Охотско-Чукотского вулканогенного пояса и пе-ривулканической зоны оловои серебросодержащего оруденения различной форма-ционной принадлежности, устойчивая сереброносность всех месторождений оловянного ряда, присутствие олова во многих месторождениях и прявлениях с рудами серебро — полиметаллического состава, частая ассоциация в пределах отдельных рудных узлов или зон касситерит-силикатно-сульфидных и серебро-полиметаллических месторождений продолжают вызывать интерес исследователей к проблемам формационной самостоятельности олово-серебряных месторождений и возрастных соотношений названных типов оруденения. Хотя Омсукчанский и Тень-кинский районы являются старейшими рудными районами Магаданской области и исследованиям в этом направлении посвящено немало работ, представлялось интересным проведение анализа минерального состава, последовательности минералоот-ложения и геохимических особенностей собственно руд серебро-полиметаллических месторождений и проявлений в сопоставлении с оловорудными месторождениями.

Исследования оловосодержащих руд 10 месторождений региона позволили установить, что серебро — их характерный элемент — отличается неравномерностью распределения и высокой способностью к образованию ореолов. Неравномерность распределения серебра в рудных телах и ореолах положительно взаимосвязана — вариации средних концентраций в ореолах от 2 до 50, а в рудных телах от 5 до 5000 кларков. Соотношение концентраций серебра в рудах и ореолах представлено в виде коэффициента контрастности, с использованием которого проведено группирование месторождений, причем каждая из групп отличается определенными особенностями поведения серебра.

По нарастанию коэффициента контрастности выделено пять рангов, объединяемых в три группы. Сереброносность месторождений касситерит-кварцевой, касситерит-силикатной и касситерит-силикатно-сульфидной формаций прямо зависит от степени сульфидности руд и определяется как изоморфной примесью в основных сульфидах (прежде всего в арсенопирите), так и появлением собственных минеральных форм и увеличением числа минеральных видов в месторождениях высоких рангов. Основным минералом серебра является серебросодержащий тетраэдрит, в меньшей степени проявлены пираргирит и стефанит. Характерна ассоциация в пределах рудных узлов оловорудных и серебро-полиметаллических месторождений, часто оловосодержащих, с широким спектром сульфоантимонитов серебра.

Исследования проводились на месторождениях, расположенных в Джагынской и Кэнской рудных зонах (Малый Кэн, Мечта, Тидид) и Пестринском рудном узле (Ир-ча, Порфировый, Гольцовый) на севере и юге Омсукчанской металлогенической зоны, а также в пределах Дегдекан-Арга-Юряхского купола Тенькинской металлогенической зоны (Тигрец-Индустрия, Кочевой, Токичанское). Месторождения Омсук-чана, как с существенно оловянными серебросодержащими, так и с сереброполиметаллическими рудами, представлены рудными зонами, часто со стержневыми жилами, сериями жил сложного строения или зонами прожилково-вкрапленной минерализации, размещенными преимущественно в покровных эффузивах таватумской и наяханской свит К2. Рудные тела обычно сопровождаются более или менее выдержанной линейной аргиллизацией, на площади часты пропилитовые изменения пород. Месторождения Теньки, представленные прожилково-жильными зонами, размещены в слабо метаморфизованных сланцах тасской свиты Рг. В пределах их рудных полей известны образования двух этапов серебросодержащего оруденения: собственно олово-серебро-полиметаллические жилы и более поздние кварцевые жилы с вкрапленностью сульфостаннатов серебра и редкими сульфидами.

Руды месторождений Омсукчана характеризуются всеми исследователями как полистадийные одноэтапные и сложены образованиями шести-восьми основных минеральных парагенезисов. Для оловоносных руд (Ирча, Малый Кэн) обычно раннее отложение касситерита и арсенопирита и более поздняя позиция полиметаллов и серебра. В сереброносных рудах основными продуктивными являются образования полисульфидной стадии, содержащие сульфоантимониты серебра и часто станнин, в некоторых случаях — и сульфоантимонит-галенитовой или стадии сульфосолей серебра. В рудных полях месторождений Тенькинской зоны сереброносными являются касситерит-сфалерит-галенитовый с минералами серебра и станнин-селеноканфильдит-кварцевый парагенезисы, соответствующие двум этапам оруденения.

Проведение геохимической типизации руд позволило выделить как эталонные и наиболее однородные оловянные руды Ирчи и серебро-полиметаллические руды Мечты. Руды остальных месторождений являются более сложными, на каждом из них проявлено от двух до четырех геохимических типов руд при преобладании од-ного-двух. Каждому геохимическому типу соответствует определенный минеральный комплекс или группа парагенезисов.

Геохимические типы 1, 5 и 9 представляют образования ранних касситерит-силикатных ассоциаций оловянных руд Ирчи с нарастанием от 1 к 9 типу роли арсенопирита, пирротина, халькопирита и, собственно, концентраций Ag. Типы 11, 12, 8 являются сложными, представляя руды нескольких месторождений существенно сульфидного состава. Различия между ними определяются уровнями концентраций олова и серебра и вариациями соотношений главных сульфидов. Геохимический тип 2, включающий в себя большую часть руд месторождения Мечта, характеризует полисульфидные руды с широким набором сульфоантимонитов А§и станнином. Большая часть руд сульфостаннатных месторождений представлена 4 и 6 геохимическими типами — это галенит-сфалеритовые руды с пирротином и дисульфидами Ре, сульфостаннатами и сульфоантимонитами Ag.

Исследования главных сульфидных и серебросодержащих минералов руд позволили выявить как принципиальное сходство их состава в собственно оловянных и олово-серебро-полиметаллических рудах, так и некоторые черты различия, объясняемые в первую очередь активностью разных металлов на разных стадиях процесса рудоотложения. Следует отметить высокий в целом уровень концентраций некоторых элементов-примесей в главных сульфидных и серебросодержащих фазах: N1 и Со в арсенопиритеAg и Ъгх в халькопиритеМл, С<1, Бп, Си в сфалеритеЪп в стан-нине, Ag в галените, Ге и 2х. в серебросодержащем тетраэдрите, Си и Бе в пирарги-рите.

Рассматривая исследуемые месторождения в ряду оловорудных формаций Тень-кинской и Омсукчанской металлогенических зон и сопоставляя их с близкими типами оруденения Северо-Востока Якутии и Восточного Сихотэ-Алиня, необходимо отметить:

• размещение таких месторождений в единых оловои сереброрудных узлах, в ряде случаев зональное по отношению к оловорудному «центру»;

• малоглубинный характер оловои серебросодержащего оруденения;

• близкую последовательность минералоотложения и сходство составов главных минералов оловои серебросодержащих руд. В нашем случае некоторым особняком стоят месторождения Теньки, где олово-серебро-полиметаллические руды отлагались в течение короткого единого этапа, когда концентрации 8п, Ag и Б в растворах были высоки;

• прямая вертикальная зональность отложения, проявленная в оловорудных месторождениях, в существенно серебряных рудах выражена, но значительно слабее;

• в всех случаях возраст оловои серебросодержащего оруденения оценивается как позднемеловойв нашем случае только руды позднего этапа Тенькинской зоны являются еще более молодыми (поздний мел-палеоген);

• группа исследуемых месторождений на основе данных об их геолого-структурных и минералогических особенностях может быть разделена на два минеральные типа — сульфоантимонитовые или серебро-полиметаллическиеГольцовый, Порфировый, Мечта, Тидид и сульфостаннатные — собственно олово-серебряные объекты Тигрец-Индустрия, Токичанское, Кочевой. Отмечается их сходство с некоторыми минеральными типами золото-серебряных месторождений.

Ряд вещественных особенностей руд рассматриваемых месторождений иожет быть выделен в качестве прямых поисковых признаков комплексного оруденения, в котором в ряду элементов, представляющих промышленный интерес, могут находится Бп, РЬ, Ъъ, БЬ и Ав.

В предлагаемой работе рассмотрен, в сущности, лишь один из аспектов проблемы олово-серебро-полиметаллических месторождений — крупного звена в ряду позд-немелового близповерхностного оруденения региона. Целесообразными представляются дальнейшие «вещественные» исследования близповерхностных месторождений для выявления критериев связи разноформационного оруденения, а значит, и расширения возможностей металлогенических построений.

Фототаблицы.

Обозначения минералов: арсенопирит — asp, галенит — gn, сфалерит — si, халькопиритср, фрейбергит — frb, Ag-тетраэдрит — tetr, пираргирит — руг, штромейерит — str, адуляр — ad, марказит — mks, канфильдит — kanf, окартит — hoc, станнин — stn.