Закономерности локализации, минералого-геохимические особенности и возраст золотого оруденения месторождения Задержнинское

Актуальность исследований. Перспективы развития минерально-сырьевой базы по золоту на Северо-Востоке России связаны с коренными месторождениями. Основные промышленные запасы рудного золота в Якутии (55,8%) сосредоточены в Аллах-Юньском горнорудном районе и связаны с уникальным Au-Ag месторождением Нежданинское, которое из-за трудоемких условий его освоения находится в резерве.

Нежданинское, а также другие известные месторождения: Юр и Булар, разносторонне освещены в многочисленных публикациях (Строна, 1960; Соловьев, 1970; Силичев, 1970; Силичев, Белозерцева, 1985, 1986; Константинов и др., 1984, 1988, 1996, 2000, 2006, 2010; Гамянин и др., 1985, 2000, 2007; Саввинов, 1975, 1987; Зайцев и др., 1973, 1999; Ненашев, 1979; Буряк и др., 1990; Яновский, 1990; Алпатов, 1998; Горячев, 1998; Бортников и др., 1998; Кокин, Силичев, 1987; Мирзеханов, Мирзеханова, 1991; Мельцер, 1986, 2012; Павлов, 2001; Фридовский и др., 1998, 2006; Чернышев и др., 2012) и рассматриваются как эталонные при металлогеническом районировании Аллах-Юньского золотоносного района. Выделяются две металлогенические зоны, принадлежащие различным металлогеническим поясам (Тектоника ., 2001): Аллах-Юньская — метаморфогенных Аи кварцевых месторождений Яно-Колымского позднеюрско-ранненеокомового коллизионного металлогенического пояса и Южно-Верхоянская — Аи-А§ кварцевых и Ag полиметаллических месторождений Восточно-Якутского апт-позднемелового постаккреционного металлогенического пояса.

Вместе с тем, в отчетах производственных организаций и крайне редко в публикациях имеется большой объем сведений по менее известным золоторудным объектам разнообразных геолого-генетических типов. Это Аи-сульфоантимонитовые рудопроявления Кэннэ и Новинка, Аи-редкометалльные Восход и Мугун, Аи-кварц-сульфидные проявления на площади Маринского и Сетаньинского рудных полей (Окунев, Данилов, 2010), карлинского и черносланцевого типа Тас-Юрях и Малютка (Родионов, 1995; Копылов, 2010) и другие. Месторождение Задержнинское представляет собой новый тип золотоносных проявлений в пределах Аллах-Юньского горнорудного района — детальные минералогические исследования руд показали комплексный характер оруденения (Кондратьева и др., 2005, 2007, 2011; Анисимова, Кондратьева, 2008, 2011, 2012). Научное обоснование полихронности и полигенности золотого оруденения месторождения Задержнинское является актуальной задачей, решение которой будет способствовать повышению эффективности поисково-разведочных работ при оценке перспектив комплексного золотого оруденения и расширению минерально-сырьевой базы Аллах-Юньского горнорудного района и Северо-Востока России в целом.

Цель и задачи исследований. Основная цель работы — выяснение закономерностей локализации, минералого-геохимических особенностей и последовательности формирования золотого оруденения Задержнинского месторождения.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

— выявление региональных и локальных закономерностей размещения золотого оруденения;

— изучение строения и морфологии рудных тел;

— определение минерального состава и текстурно-структурных типов руд;

— выявление геохимических особенностей рудных минералов и самородного золота;

— определение минеральных ассоциаций и стадийности процессов минерал ообразования;

— определение физико-химических параметров рудообразующих флюидов;

— выяснение возрастных рубежей формирования оруденения;

— типизация оруденения и оценка его места в ряду золоторудных объектов Аллах-Юньского золотоносного района.

Фактический материал и методы исследования. Фактический материал, послуживший основой диссертации, собран автором в течение 2002;2012 гг. в ходе выполнения проектов НИР ИГАБМ СО РАН 5.1.13, 5.1.14 «Эволюция и генезис месторождений благородных металлов складчатых и платформенных провинций» (№ ГР 01.20.00.12880, 2002;2004 гг), № 28.5.3. «Изучить факторы формирования крупных, комплексных и нетрадиционных типов месторождений благородных и редких металлов Верхояно-Колымских мезозоид и восточной части Сибирского кратона» (№ ГР 0120.0 409 908, 2004;2006 гг.), № 7.5.2.6 «Факторы формирования благороднои редкометального оруденения магматических провинций восточной части Северо-Азиатского кратона и его складчатого обрамления» (№ ГР 0120.0 802 843, 2007;2009 гг.), № 7.5.2.7. «Металлогения и благороднометальная рудопродуктивность Верхояно-Колымской магматической провинции и восточной части Сибирской платформы» (№ ГР 0120.0 802 843, 2010;2012 гг.), а также двух хоздоговорных научно-исследовательских работ «Разработка минералого-геохимических критериев оценки золотоносности Задержнинского месторождения» (2003;2004 гг.), «Локальный прогноз золотого оруденения на основе структурно-вещественного изучения Задержнинского рудного поля» (2004;2006 гг.) и двух тематических работ по заказу Миннауки РС (Я) «Разработка структурных и минералого-геохимических критериев определения рудоносности Задержнинского месторождения» (2003 г.), «Научное 5 обоснование выявления новых геолого-промышленных типов золотого оруденения на территории Усть-Майского улуса» (2005;2006 гг.).

Проведенные исследования включали минералогическое и структурное картирование, документацию канав, подземных горных выработок, керна скважин и доступных обнажений, дешифрирование аэрои космоматериалов. В ходе лабораторных исследований изучено более 800 образцов руд и пород, а также коллекция, любезно предоставленная Я. С. Зыковым (ООО «Дражник»), 250 аншлифов, 120 шлифов, 20 протолочных проб. В лаборатории физико-химических методов анализа ИГАБМ СО РАН выполнено 710 полуколичественных спектральных анализов руд и породопределений Аи и Ag атомно-абсорбционным методом 558 в рудах и 14 в монофракциях сульфидов, сцинтилляционным эмиссионным спектральным анализом — 126- химический анализ магматических пород — 17, руд — 6, кварца — 19- рентгеноспектральный микроанализ рудных и жильных минералов — 720, самородного золота — 1100- термический анализ карбонатов — 24- Rb/Sr изотопный анализ магматических пород 58 и гидротермальных карбонатов — 5. Изучение вещественного состава руд проведено, совместно с Г. С. Анисимовой, Rb/Sr исследования — с А. И. Зайцевым. Кроме того, в ИГМ СО РАН автором выполнены микротермометрические исследования — 25 проб (криои термометрия — 211 определений, КР-анализ — 35). 40Аг/39Аг определение возраста 2 двух образцов проведено А. В. Травиным (ИГМ СО РАН).

Основные защищаемые положения.

1. Своеобразие геологического положения Задержнинского золоторудного месторождения заключается в локализации оруденения в тектоническом узле пересечения двух региональных структур субмеридионального Минорского разлома с зоной субширотного Менджельского поднятия и приуроченности к интрузивно-купольной структуре, в которой проявлен разновозрастный коровый и мантийный магматизм, представленный невскрытой гранитоидной интрузией, штоками диоритов и монцодиоритов, дайками диоритов, спессартитов и керсантитов.

2. Руды Задержнинского месторождения характеризуются комплексным полихронным оруденением: 1) золото-кварцевым арсенопиритового Au-As и полисульфидного Au-Pb-Zn минеральных типов- 2) золото-редкометальным Au-Bi (Те) и 3) золото-серебряным Аи-Ag (Sb). Рудообразование протекало при участии среднеи низкотемпературных, низкои умеренноконцентрированных растворов с СО2 ± СН4 ± N2 газовой фазой.

3. Хронология процессов раннемелового магматизма и рудообразования на Задержнинском месторождении определяется проявлением трех этапов, развитие которых протекало в следующей последовательности: Этап 1 — золото-кварцевое Au-As оруденение (>137 млн. лет, К/Аг) —"¦ дайки диоритов (137−130 млн. лет, Rb-Sr) —> дайки спессартитов 6.

126±3 млн. лет, ЯЬ-Бг) золото-кварцевое Аи-полисульфидное оруденение (123,5±1,6 млн. лет, Аг/Аг) —> Этап 2 — гранитоиды Уэмляхского массива (120,4±1,6, И-РЬ) —> Аи-В1 (Те) оруденение (120 млн. лет ?) —> Этап 3 — дайки керсантитов (115,4±1,7 млн. лет, Аг/Аг) —> Аи-Ag (8Ь) оруденение (100−95 млн. лет). Общая длительность процессов рудообразования охватывает интервал около 40 млн. лет.

Научная новизна.

1. Обосновано выделение Задержнинской купольной структуры магматогенного генезиса, определены ее ранг (дочерняя структура по отношению к крупной кольцевой структуре, вмещающей Уэмляхский и Ухабский гранитоидные массивы) и морфология. Выявлены закономерности локализации золотого оруденения в элементах купольной структуры.

2. Определена структурная позиция рудного поля в зоне тектоно-магматической активизации, выраженной узлом пересечения двух региональных структур — Минорской зоны интенсивных дислокаций и Менджельского скрытого поперечного поднятия.

3. Существенно уточнен и дополнен минеральный состав рудвыявлено 20 ранее не известных здесь минералов, в т. ч. редких. Впервые на месторождении установлена золото-редкометалльная и золото-серебряная минерализация. Аи-редкометалльная (Аи-В1 (Те)) ассоциация характеризуется присутствием самородного висмута, висмутина, хедлейита, сульфотеллуридов В1, минералов группы густавита и вторичных минералов — оксидов и теллуритов Bi с низкопробным (740−760%о) золотом. Индикаторными минералами Аи-серебряной (Аи-А? (БЬ)) ассоциации являются Щ-содержащие электрум и кюстелит, Ag-Sb и А§-РЬ-БЬ сульфосоли, штютцит, Те-РЬ-содержащий канфильдит, фрейбергит, сульфиды Аи и Ag.

4. Установлены свойства самородного золота: мелкие размеры и разнообразие форм выделенийнизкопробностьнеоднородность и примесь ртути, являющиеся характерными для золотоносных парагенезисов, сформированных в близповерхностных условиях. Нестехиометричность химического состава рудных минералов заключительных стадий рудообразования также свидетельствует об их формировании в нестабильных физико-химических условиях малых глубин.

5. Впервые установлены параметры ЯЬ-Бг изотопных систем магматических пород Задержнинского рудного поля. Породы характеризуются широкой вариацией изотопного состава стронция как результат смешения его из трех источников: собственно магматического, заимствованного из терригенных пород и гидротермального флюида. Гидротермальные карбонаты из руд месторождения характеризуются очень высоким содержанием стронция (593−736 мкг/г) и значений изотопных отношений элемента (0,71 820,7201), что указывает на коровый генезис гидротермального флюида.

6. Получены первые данные по возрасту Аи-полисульфидного оруденения месторождения (123,5 ± 1,6 млн. лет, 40Аг/39Аг) и магматических пород: диоритов (130−137 млн. лет, ЯЬ/Бг), спессартитов (126 ± 3 млн. лет, ЯЬ/Бг) и керсантитов (115,4 ±1,7 млн. лет, 40Аг/39АГ).

7. Впервые проведенные термобарогеохимические исследования флюидных включений в кварце месторождения Задержнинское показывают, что формирование комплексного золотого оруденения происходило из различающихся по составу и термобарическим параметрам флюидов. Ранние слабозолотоносные (Аи-Аэ) стратоидные жилы сформированы низко-солеными флюидами до 6,67 мас.% ЫаС1 экв в интервалах температур 130−291°С. Главными особенностями рудообразующего флюида оруденения продуктивного этапа (Аи-РЬ-2п + Аи-А§ ± Аи-ЕП) являются повышение концентрации растворов до 10,61 мас.% ЫаС1 экв, увеличение в газовой составляющей примесей СКЦ и N2, более широкий диапазон температур гомогенизации (90−340°С) и относительное их снижение от раннего мезотермального этапа к позднему близповерхностному.

8. Установлена последовательность формирования полихронного и полигенного золотого оруденения месторождения Задержнинское, связанного с проявлением трех этапов раннемелового магматизма и рудообразования.

Практическое значение. Результаты исследований вошли в 4 научно-производственных отчета и использованы производственными организациями Государственного комитета РС (Я) по геологии и недропользованию при поисковых и разведочных работах на месторождении Задержнинское. Диссертационная работа вносит вклад в научное обоснование полигенного и полихронного золотого оруденения, что может быть применено в практике поисково-разведочных работ при оценке перспектив комплексного золотого оруденения и способствовать расширению минерально-сырьевой базы Аллах-Юньского горнорудного района и Северо-Востока России в целом.

Апробация результатов исследований и публикации. Результаты исследований по теме диссертации докладывались на всероссийских конференциях «Геохимия и рудообразование радиоактивных, благородных и редких металлов в эндогенных и экзогенных процессах», Улан-Удэ, 2007; «Коренной источник — россыпь», Якутск, 2009; «Самородное золото: типоморфизм минеральных ассоциаций, задачи прикладных исследований», Москва, 2010; «Геология, тектоника и металлогения Северо-Азиатского кратона», Якутск, 2011; на II международном горно-геологическом форуме «Золото северного обрамления Пацифика», Магадан, 2011; «Геология и минерально-сырьевые 8 ресурсы Северо-Востока России», Якутск, 2012; «Современные проблемы геохимии», Иркутск, 2012; на XV Всероссийской конференции по термобарогеохимии, Москва, 2012.

По теме диссертации опубликовано 27 научных работ, из них 8 статей в рецензируемых журналах.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 169 страницах и состоит из введения, 7 глав, заключения и списка литературы из 139 наименований, содержит 68 рисунков и 33 таблицы.

6.4. Выводы по главе 6.

Первые результаты изучения ЯЬ-Бг изотопных систем магматических пород месторождения Задержнинское показывают наличие в них значительной 8г-изотопной неравновесности, в связи с изменением пород в результате поздних наложенных процессов. Стронций пород представляет собой результат смешения его из трех источников: собственно магматического, заимствованного из терригенных пород и гидротермального флюида.

Изотопный состав собственно магматического стронция, вероятно, был относительно низким, порядка 0,7072−0,7080. Стронций, заимствованный из терригенных пород имел более высокую радиогенную составляющую, и в основной массе его изотопный состав превышал величину 0,710. Гидротермальные карбонаты из руд месторождения характеризуются очень высоким содержанием стронция (593−736 мкг/г) и значений изотопных отношений элемента (0,7182−0,7201). Это указывает, что гидротермальный флюид имеет коровый генезис.

Результаты датирования пород Шэ-Бг методом определяют возраст спессартитов — 126 млн. лет, а минимальную оценку возраста формирования диоритов — 130−137 млн. лет (Кондратьева и др., 2011).

Впервые определен возраст основного продуктивного золото-полисульфидного оруденения. Полученная дата 123,5 ± 1,6 млн. лет (40Аг/39Аг, серицит) близка ранее установленным возрастам крупных гранитоидных плутонов Южного Верхоянья. Таким образом, формирование золотого оруденения Задержнинского месторождения происходило синхронно с дислокационными процессами и внедрением крупных гранитоидных плутонов Южного Верхоянья (Кондратьева и др., 2010).

Определен возраст керсантита — 115,4 ± 1,7 млн. лет, Аг/Аг (А.В.Травин, ИГМ СО РАН), согласующийся с данными, полученными Г. К. Шнай (1994) для лампрофиров Курун-Уряхского рудного поля (115±5 млн. лет, ЯЬ-Бг- 116−119 млн. лет, К-Аг) и А. С. Борисенко и др. (2012) для Южного Булара (115±1,6 млн. лет, Аг/Аг).

Анализ пространственных взаимоотношений оруденения и магматических пород, данных о минералого-геохимических и текстурно-структурных особенностях руд и характере их латерального изменения, а также полученных и известных в регионе датировок позволил составить схему корреляции тектоно-магматических событий и оруденения Задержнинского рудного поля и Аллах-Юньского золотоносного района, на основе которой сформулирован следующий вывод, являющийся третьим защищаемым положением диссертационной работы:

Положение 3. Хронология процессов раннемелового магматизма и рудообразования на Задержнинском месторождении определяется проявлением трех этапов, развитие которых протекало в следующей последовательности: Этап 1 — золото-кварцевое Au-As оруденение (>137 млн. лет, K/Ar) —> дайки диоритов (137−130 млн. лет, Rb-Sr) —> дайки спессартитов (126±3 млн. лет, Rb-Sr) —> золото-кварцевое Аи-полисульфидное оруденение (123,5±1,6 млн. лет, Ar/Ar) —* Этап 2 — гранитоиды Уэмляхского массива (120,4±1,6, U-Pb) —" Au-Bi (Те) оруденение (120 млн. лет ?) —> Этап 3 — дайки керсантитов (115,4±1,7 млн. лет, Ar/Ar) —> Au-Ag (Sb) оруденение (100−95 млн. лет). Общая длительность процессов рудообразования охватывает интервал около 40 млн. лет.

Глава 7. ТИПИЗАЦИЯ ЗОЛОТОГО ОРУДЕНЕНИЯ АЛЛАХ-ЮНЬСКОЙ ЗОЛОТОНОСНОЙ ЗОНЫ.

Проведено сопоставление золоторудных месторождений Аллах-Юньской золотоносной зоны по следующим критериям: тектоническим, магматическим, стратиграфическим, структурным, минералогическим и геохимическим (табл.7.1). Позиция месторождения Задержнинское в региональных структурах, связь с интрузивно-купольными морфоструктурами, сингранитоидный возраст продуктивного этапа, установленная полихронность и полигенность золотого оруденения, свидетельствуют в пользу близости изученного оруденения к Аи-А§ Нежданинскому месторождению, что позволяет отнести месторождение Задержнинское к Южно-Верхоянской металлогенической зоне Восточно-Якутского постаккреционного пояса (рис. 7). О Аи-А§ профиле месторождения Задержнинское свидетельствуют выраженная низкопробность самородного золота, присутствие в рудах собственных минералов серебра и серебросодержащих сульфидов, нестехиометричность состава поздних минералов, примеси 8е, Те и в сульфидах, низкое АиМ^ отношение в рудах, снижение температуры рудообразования на заключительных стадиях. По минеральному составу Задержнинское месторождение также сходно с Аи-А§ объектами Куларского и Верхнеиндигирского районов Верхояно-Колымской складчатой области и Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. Вместе с тем, сопоставление минеральных типов оруденения с эталонными объектами Аллах-Юньского золотоносного района (таблица 7.2) подчеркивает индивидуальность Задержнинского месторождения отсутствием Аи-сульфидного минерального типа (золотоносных березитов), что сказалось на его продуктивности и проявлением наложенной золото-редкометальной минерализации.

В.А. Амузинским (2005) месторождение Задержнинское, наряду с Алтайским, Дыбинским, Нежданинским, Кэннэ, Мугун, Восход и Огонек, отнесено к Центрально-ЮжноВерхоянской металлогенической зоне, где преобладает золотое оруденение с редкометалльным профилем. Зона протягивается параллельно Аллах-Юньской и охватывает линейную грабенообразную структуру с широко распространенным гранитоидным магматизмом. Отмечается парагенетическая связь оруденения с одновозрастными магматическими комплексами.

Установленные особенности золотого оруденения месторождения Задержнинское позволяют рассматривать месторождение как типовой объект Южного Верхоянья при выделении полихронного комплексного золотого оруденения.

Заключение

.

Проведенные исследования закономерностей размещения золотого оруденения, последовательности и стадийности процесса минералообразования, геохимии руд, флюидных включений месторождения Задержнинское, а также обобщение материалов в опубликованной и фондовой литературе по геологии и металлогении Аллах-Юньского золотоносного района, позволило выяснить геолого-генетические особенности комплексного золотого оруденения.

Своеобразие структурной позиции Задержнинского рудного поля заключается в его приуроченности к интрузивно-купольной морфоструктуре, сформированной в узле пересечения двух региональных структур субдолготного Минорского разлома и поперечного Менджельского поднятия.

Установлено, что на месторождении пространственно совмещены три генетически различных, разновременных типа оруденения, разделенные во времени внедрением разновозрастных даек лампрофиров и гранитоидов Южного Верхоянья. В раннюю стадию золото-кварцевого этапа оруденения сформировались метаморфогенные стратоидные кварцевые жилы с минерализацией арсенопирита и пирита. В постдайковую сингранитоидную стадию этапа образовано гидротермальное золото-полисульфидное оруденение. Наличие ореолов биотит-кордиеритовых роговиков, проявление висмутовой минерализации, геохимия поздних минералов и самородного золота позволяет связать редкометалльный тип рудообразования с завершающим этапом формирования гранитоидного магматизма. Поздний золото-серебряный тип имеет черты, сопоставимые с близповерхностным низкотемпературным гидротермальным оруденением. Месторождение Задержнинское можно рассматривать как типовой объект Южного Верхоянья при выделении полихронного комплексного золотого оруденения.