Scientific journal

Modern high technologies

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

Скарновое оруденение в Горном Алтае весьма разнообразно. Оно формирует многочисленные месторождения и перспективные проявления железа, меди, золота, вольфрама, молибдена, олова, бериллия [1-4]. Большая часть скарновых месторождений региона сформировалась в девонское время. Ульменское месторождение относится к редким для Горного Алтая объектам кембрийского возраста. Оно входит в состав комплексного Ульменского рудного поля. Цель исследования – осветить состав и перспективы Ульменского золото-медно-скарнового месторождения с учётом новых данных, полученных в последнее время.

Результаты исследования. Ульменское медно-золоторудно-россыпное рудное поле приурочено к полосе разломов СЗ ориентировки в контакте гранитоидов Турочакского массива. Структура рудного поля сложная, относится к комбинированному типу, где сочетаются: Ульменская синклиналь СВ ориентировки и сближенные разломы СЗ направления. Система широтных латентных дизъюнктивов наиболее древнего заложения залечена Ульменским интрузивным массивом, локализованным в северо-западном крыле одноименной синклинали. В его составе преобладают габброиды, монцониты, сиенодиориты, реже пироксениты и дайки сиенитов и гранодиоритов. Рудовмещающие металлотекты: терригенно-карбонатные и вулканогенно-терригенные разрезы сийской и усть-семинской свит. Монцониты, сиениты, и гранодиориты обнаруживают сходство с породами шошонитовой серии и характеризуются самыми высокими значениями восстановленности флюидов, фугитивности воды, парциальных давлений воды и углекислоты, что весьма благоприятно для формирования метасоматитов и оруденения [5].

Оруденение в рудном поле представлено золото-медно-скарновым типом, преимущественно приуроченным к контактам Ульменской интрузии. Наиболее изученным является Центральный участок, который расположен на правом склоне долины р. Ульмень в 200-300 м ниже устья р. Карагач. Участок приурочен к контакту габбрового массива и мраморов сийской свиты. Падение контактов габбрового массива и его апофиз варьирует от 50 до 70° на северо-запад. Массив пересечен жилообразными телами сиенитов. На контактах интрузивных тел с мраморами образовались скарны различного состава: по габбро и пироксенитам – гранатовые, пироксен-гранатовые, везувиановые, по сиенитам – гранат-плагиоклазовые, а по мраморам – пироксен-гранатовые и волластонитовые. Ульменское рудное поле локализует различные типы оруденения, однако, превалирует в нём золото-медно-скарновый. Различаются магнезиальные и известковые скарны. Первые встречены на Западном и Центральном участках рудного поля.

На Центральном участке магнезиальные скарны образуют линзу в контакте габброидов и доломитов мощностью до 1,3 м и протяжённостью до 12 м, вскрытые штольней, и сложенные форстеритом, магнетитом в ассоциации с людвигитом, серпентином, флогопитом, везувианом. Несколько меньшими параметрами характеризуются магнезиальные скарны на Западном участке (линза размером 0,5×3,5 м). По составу и температурам кристаллизации магнезиальные скарны относятся к форстерит-шпинелевой фации. В мезоабиссальной фации магнезиальные скарны образуются при давлениях 1-3 кбар и температурах 800-900°С [Жариков, Аксюк, Зарайский, 1986).

Форстерит отмечается в виде изометричных выделений размерами 0,5-1 мм тесно ассоциирует с магнетитом и шпинелью. Изредка форстерит замещается серпентином и магнезиальным хлоритом, близким по оптическим характеристикам к амезиту. Химический состав форстерита Центрального участка (мас.%): SiO2 – 42,26, FeO* – 4,68, MnO – 0,12, MgO – 52,35. Расплавные включения в форстерите содержат такие летучие, как хлор и углекислоту, при явном преобладании первого. По данным А.Ф. Коробейникова минералы магнезиальных скарнов, в отличие от минералов известковых скарнов Алтае-Саянской складчатой области, несут повышенные содержания Mg и Cl в растворах включений с отношениями Na:K=1,2:1-2:1, Cl:F=33:1-50:1, Cl- : HCO3- : SO42-= 1:1,4:0 – 7:10:1 (Коробейников, 1983). В катионной части резко преобладает магний над кальцием и калием. Кристаллизация форстерита при высоких температурах происходит только при очень малых активностях кальция, или при низком парциальном давлении углекислоты [Жариков, Аксюк, Зарайский, 1986). Судя по концентрациям анионов в составе газово-жидких включений, давление углекислоты было высоким. Следовательно, кристаллизация форстерита определялась более высокой активностью магния, чем кальция в растворах. Гомогенизация газово-жидких включений в форстерите Ульменского месторождения варьирует от 840 до 860 °С. По экспериметальным данным поле устойчивости форстерита в магнезиальных скарнах отвечает давлению не ниже 5 кбар.

Магнетит кристаллизовался позже форстерита в виде идиоморфных кристаллов размерами 0,3-0,8 мм, нередко имеющих зональное строение. В краевой зоне крупных кристаллов при больших увеличениях (300-500) наблюдаются структуры распада твёрдых растворов с ламеллями ильменита и шпинели. Температуры декрепитации магнетита без включений ильменита и шпинели составляют 825-840 °С. Эти данные указывают на формирование магнетита ранней генерации в магматический этап. Химический состав магнетита 1 генерации Центрального участка (мас.%): SiO2 – 0,20, TiO2 – 0,27, Al2O3 – 0,36, FeO* – 90,47, MnO – 0,65, MgO – 1,65, B2O3 – 0,35. Людвигит встречен в форстерит-магнетитовых скарнах в виде тонких прожилков мощностью 1-2 мм, а также в виде гнёзд размером 0,5×0,8 см. Местами отмечается редкая тонкая вкрапленность людвигита в контакте доломитов и флогопит-магнетитовых скарнов, а также в самих доломитах. Флогопит наблюдается в виде гнёзд и линзочек среди форстерита и магнетита. Он образует идиоиморфные выделения и коррозионные границы с форстеритом. Вероятно, его образование связано с гистерогенным процессом преобразования первичных магнетит-форстеритовых скарнов раннего этапа. Химический состав флогопита (мас.%): SiO2 – 36,72, TiO2 – 0,40, Al2O3 – 15,53, FeO* – 9,07, MgO – 24,10, K2O – 9,14, H2O+ – 3,98, F – 0,86, B2O3 – 0,54. Везувиан отмечен в ассоциации с хлоритом. Он образует хорошо огранённые пирамидальные кристаллы размером от 0,5 до 1,5 см на контакте флогопит-магнетитовых скарнов и доломитов.

Известковые скарны весьма разнообразны по составу: пироксеновые, гранатовые, гранат-пироксеновые, везувиановые, волластонитовые. Мощности скарнов колеблются от нескольких метров до нескольких десятков метров, протяжённости – от 200 до 960 м. На скарны наложены в виде жил, прожилков и линз разнообразные сочетания ассоциаций актинолита, тремолита, эпидота, альбита, магнетита, кварца 1 генерации, связанные с гистерогенными скарновыми изменениями. На Центральном, Южном, Восточном и других участках отмечено сопутствующее оруденение бора в ассоциации датолита, аксинита, редко данбурита. Золотое и медное оруденение формировалось в гидротермальный этап, в котором различимы продукты 2 стадий минерализации, образующих прожилки мощностью от 1 до 5 см. Наиболее богатое оруденение проявлено в местах внедрения даек сиенитов и интенсивных метасоматических постскарновых изменений. В таких участках содержание золота достигает 59,6 г/т, серебра 103 г/т, меди 10,4 %, висмута 0,08 %. Средние содержания золота в рудных телах 6,6 г/т, серебра 31 г/т, меди 4,2 %, висмута 0,018 %. Золото также содержится и в сульфидах. Концентрации элементов-примесей в халькопиритах разных генераций приведены в табл. 1. Халькопирит ранней генерации содержит более высокие концентрации цинка, кобальта, висмута, теллура и несколько повышенные концентрации золота. Халькопирит второй генерации имеет большие концентрации свинца, серебра, марганца, стронция, бора. Более высокие концентрации бора во второй генерации указывают на то, что флюиды заверщающего этапа сульфидного и золотого отложения содержали в значительных количествах комплексы бора. Содержания золота в халькопирите 1 генерации несколько выше, чем во второй.

Таблица 1

Сравнение содержаний элементов-примесей в халькопиритах Центрального участка Ульменского рудного поля

Примечания: n – количество проб; X – средние содержания; s – стандартные отклонения; золото – в г/т остальные элементы – в n·10-3 %.

Более ранние и наиболее продуктивные прожилки сложены кварцем 2 генерации, халькопиритом 1 (смесь тетрагональной – 80 % и кубической – 20 % модификаций), борнитом, халькозином, редко пирротином, арсенопиритом, золотом 1. Последнее тесно ассоциирует с висмутином, тетрадимитом, мелонитом, алтаитом. Золото образует плёночки, комковатые, губчатые, крючковатые формы, изредка – правильные октаэдрические кристаллики. Размеры выделений свободного золота от 0,2 до 5 мм. Пробность золота по 3 пробам составляет 920, 970, 988 ‰. Поздние прожилки сложены кварцем 3, халькопиритом 2 (полностью упорядоченная тетрагональная модификация), сфалеритом, редко – галенитом, золотом 2. Формы выделений второй генерации золота плёночные и дендритовые. Пробы золотин дают более низкие значения (880-915 ‰).

Величины соотношений изотопов серы сульфидов показывают незначительные отклонения от метеоритного стандарта (от +3,2 до +1,2‰) в сторону более тяжёлого изотопа. В направлении от скарнового этапа к гидротермальному на фоне снижения температур кристаллизации заметно менялись параметры флюидного режима. Уменьшение фугитивности кислорода и повышение летучести серы в этом направлении сопровождалось изменением солёности флюидных включений в минералах. Она менялась от весьма высокой, свойственной рассолам (более 45 мас.% в эквиваленте NaCl), в минералах скарнов, до низкой в минералах метасоматических скарновых измененияй (4,1-5,2 %) и весьма низкой в продуктивной минерализации (0,3-3,3 %). Такой тренд изменения солёности указывает на участие ювенильных флюидов магматогенного генезиса на первом этапе и смешение ювенильного высококонцентрированного рассола и холодного разбавленного раствора на заключительных этапах. В составе летучих во флюидных включениях помимо CO2, SO2, HF, HCl существенную роль играл бор.

Генетические особенности скарнового и гидротермального этапов месторождения прослеживаются на диаграмме, где отчётливо наблюдается высокая фугитивность серы и низкая – кислорода для Ульменского месторождения по сравнению с другими скарновыми объектами Алтая и Горной Шории (рис. 1).

Рис. 1. Диаграмма fS2–fO2 систем Fe-S-O и Cu-Fe-S по [6, 7] для золото-медно-скарновых и скарново-железорудных месторождений Горного Алтая и Горной Шории (составлена автором с использованием данных вышеперечисленных исследователей)

Тренды эволюции фугитивностей серы и кислорода на месторождениях: У –Ульменском, М – Майском, С – Синюхиснком. Диаграмма составлена с использованием данных по парагенетическим ассоциациям минералов, температурам гомогенизации газово-жидких включений в минералах скарновых месторождений региона. Сечения равновесных парагенезисов минералов при определённых температурах приняты по вышеуказанным авторам.

Рис. 2. Аномальные структуры геохимических полей некоторых золотоносных МРМС:1 –зона ядерного концентрирования химических элементов ранга рудного поля; 2 – зона транзита (выноса элементов); 3- зона фронтального концентрирования элементов; 4 – рудогенерирующий интрузивный массив; 5 – склонение АСГП; 6 – месторождения и проявления золота

Рудные тела сопровождаются околорудными фельдшпатолитами, эйситами, березитами, пропилитами. По первичным ореолам выявлена зональная аномальная структура геохимического поля с юго-восточным склонением. В ядерной зоне концентрирования максимальные содержания фиксируются для Au, Ag, Cu, Bi, B, а во фронтальной зоне – B, Sr, Zn (рис. 2).

В Ульменском рудном поле выявлено также жильное золото-сульфидно-кварцевое оруденение по ручью Медвежонок. В 500 м от слияния правого и левого истоков ручья в правом борту обнаружены развалы кварца размерами от 5 до 10 см. Различимы 2 генерации кварца. Кварц 1 генерации гетерогранобластовый, среднезернистый, образует основной остов жильного образования и содержит вкрапленность пирита размером 0,5-1,5 мм. Ассоциирует с хлоритом и альбитом в контакте с вмещающими породами. Характерно, что кварц 1 генерации содержит многочисленные флюидные включения, измеряемые несколькими десятками микронов. Кварц 2 генерации более мелкокристаллический, со стебельчатыми формами выделений содержит мелкую вкрапленность сульфидов размером от 0,1 до 0,3 мм с крупными газово-жидкими включениями, содержащими не идентифицируемые твёрдые фазы сульфидов, что свидетельствует о его рудной природе. Содержания золота в кварце с сульфидами варьируют от 1,5 до 10,5 г/т.

Следует указать, что кроме жильного оруденения золота в рудном поле известно медно-золото-порфировое оруденение. Так, в правом борту р. Ульмень в 1100 м выше устья р. Макарьевки локализовано проявление, приуроченное к небольшому телу габброидов, пересечённому девонскими дайками гранит-порфиров. Габброиды раздроблены, окварцованы, эпидотизированы. Содержат мелкую интенсивную вкрапленность халькопирита, ассоциирующего с кварцем и кальцитом. Масштабы проявления минерализации не выяснены. Содержания меди – от следов до 1 %, концентрации золота до 3 г/т.

Обсуждение результатов. Золото-медно-скарновое оруденение Ульменского месторождения связано с гранитоидами шошонитовой серии, и в отличие от Синюхинского месторождения, включает и магнезиальные, и известковые скарны, что благоприятно для формирования масштабного оруденения. Месторождение относится к интрузивно-связанному восстановленному типу. Кроме скарнового оруденения в рудном поле распространено жильное золото-сульфидно-кварцевое и медно-золото-порфировое оруденение, что также повышает его перспективы. Физико-химические параметры рудного этапа характеризовались высокой фугитивностью серы и низкой – кислорода, указывающие на восстановительную обстановку рудообразования. Последняя более благоприятна для формирования крупных месторождений золота [4].

Заключение. Золото-медно-скарновое оруденение Ульменского месторождения распространено на значительной площади и сопровождается другими геолого-промышленными типами – жильным золото-сульфидно-кварцевым и медно-золото-порфировым. Рудное поле по первичным ореолам оконтуривается аномальной структурой геохимического поля, а по его склонению, наименее эродированными будут восточные участки рудного поля. Месторождение требует доизучения. За счёт эндогенного оруденения сформированы значительные россыпи по р. Ульмень и её притокам, часть из которых в настоящее время разрабатывается.