Содержание к диссертации
Введение
1 . Основные закономерности размещения золото-серебряных месторождений 9
1.1.Состояние изученности и региональная позиция ОЧВП 9
1.2. Металлогеническое районирование 22
1.3 .Рудные районы 34
1.4.Рудные узлы 64
1.5 .Глубинное строение ОЧВП 76
1.6.Параметрические модели металлогенических элементов и оценка прогнозных ресурсов 89
1.7.Причины возникновения «рудного шага» и фрактальность 102
2. Золото-серебряные рудные поля и месторождения 109
2.1.Краткие описания основных месторождений и рудопроявлений 109
2.2. Модели рудных полей и месторождений 183
2.3.Модель рудного тела 188
3 . Возраст золото-серебряных месторождений 193
3.1 .Результаты изотопных датировок 193
3.2.Обсуждение результатов изотопных датировок 201
4. Латеральные ряды рудных формаций очвп и условия их формирования 207
4.1 .Основные рудные формации ОЧВП 207
4.2. Латеральные ряды рудных формаций 226
4.3.Физико-химические условия формирования месторождений различных рудных формаций 232
5. Зональность рудных узлов 274
5.1.Металлогеническая типизация и зональность рудных узлов 274
5.2. Зональность рудных тел и месторождений 284
5.3.Факторы формирования эндогенной зональности 287
6. Прогнозно-поисковые критерии золото-серебряных место рождений и автоматизированная экспертная система 293
6.1 .Постановка задачи и общая структура экспертной системы 293
6.2.Оценка потенциальных рудных районов 297
6.3.Оценка потенциальных рудных узлов 298
6.4.Оценка потенциальных рудных полей 301
6.5.Оценка потенциальных месторождений 332
6.6.Оценка потенциальных рудных тел 334
Заключение 336
Список литературы 340
- Металлогеническое районирование
- Модели рудных полей и месторождений
- Латеральные ряды рудных формаций
- Зональность рудных тел и месторождений
Введение к работе
Актуальность работы, цели и задачи исследований. Охотско-Чукотскому вулканогенному поясу (ОЧВП) соответствует крупная золото-серебряная провинция, отличающаяся богатством и компактностью залегания руд. Выявление новых богатых месторождений особенно актуально в последние годы в условиях перевода золотодобывающей промышленности региона на коренные объекты. В открытии и разведке месторождений ОЧВП принимали участие П.В.Бабкин, В.А.Банин, М.Е.Городинский, М.З.Зиннатуллин, А.Е.Наталенко, В.Е.Наталенко, Ю.В.Прусс, И.С.Розенблюм, О.Х.Цопанов и другие геологи-производственники. Большой вклад в изучение золото-серебряных месторождений ОЧВП был внесен трудами В.Ф.Белого, Г.П.Воларовича, М.Л.Гельмана, В.И.Гончарова, А.И.Калинина, М.М.Константинова, И.Н.Котляра, Н.Е.Саввы, М.С.Сахаровой, А.А.Сидорова, В.И.Смирнова, И.Н.Томсона, Р.Б.Умитбаева, Н.А.Шило, А.Д.Щеглова и других ученых.
В настоящее время назрела необходимость обобщения и анализа обширных материалов научных и производственных организаций, в том числе результатов многолетних исследований автора, с целью установления основных закономерностей размещения золото-серебряных месторождений ОЧВП. Возникла необходимость решения следующих основных задач: 1) металлогеническое районирование ОЧВП, классификация металлогенических элементов, выявление соответствующих им геологических структур и определение основных закономерностей пространственной локализации золото-серебряных месторождений; 2) выяснение наиболее распространенных обстановок нахождения рудных полей и месторождений, критериев возникновения рудных столбов; 3) установление этапов формирования золото-серебряного оруденения и их позиции в истории развития ОЧВП; 4) выявление условий формирования месторождений, их рудно-формационной принадлежности, пространственно-временных взаимосвязей рудных формаций и реконструкция рудно-формационных рядов; 5) типизация металлогенической зональности рудных узлов, выявление векторов зональности и их связи с историей развития и типами геологических структур; 6) создание компьютерной экспертной системы поиска и прогнозной оценки золото-серебряных объектов на основе составления базы данных по месторождениям ОЧВП и статистического анализа факторов их локализации.
Методика, объем исследований и личный вклад автора. Фактическую основу работы составляет материал, собранный автором в процессе выполнения тематических работ ЦНИГРИ в течение 1981-2001 гг. на золото-серебряных месторождениях ОЧВП (с 1985 г. - в качестве ответственного исполнителя). При участии автора были составлены схемы металлогенического районирования Чукотского АО и Магаданской области 1:1 5 000 масштаба, прогнозно-металлогеническая карта 1:200 000 масштаба (11 листов) Омсукчанского отрезка ОЧВП, прогнозно-металлогенические карты и схемы 1:25 000 -1:50 000 масштабов четырех рудных узлов ОЧВП. На примере Дукатского рудного района была разработана методика поисков скрытого золото-серебряного оруденения. Металлогенические исследования сочетались с детальным изучением месторождений и рудопроявлений, включавшем в себя геологические маршруты, документацию горных выработок, изучение метасоматических изменений и вещественного состава руд. Описаны 1400 прозрачных и 500 полированных шлифов. Выполнялись термобарогеохимические исследования жильного кварца: криометрия (76 анализов) и гомогенизация (1758 анализов). Абсолютный возраст месторождений определялся Rb/Sr изохронным методом (47 анализов). Составлены многофакторные прогнозно-поисковые модели эталонных месторождений. При участии автора изучено 8 месторождений и более пятидесяти рудопроявлений. Для составления базы данных по золото-серебряным месторождениям наряду с личными данными автора, включая результаты посещений сходных объектов в России и за рубежом, • привлекались многочисленные отечественные и зарубежные литературные источники.
Научная новизна. На основе металлогенического районирования доказано, что, несмотря на дискордантность позиции ОЧВП относительно его фундамента, блоковая структура основания оказывает определяющее влияние на эволюцию вулканизма и состав золото-серебряных месторождений. Показано, что в глубинном строении рудных районов принятым металлогеническим элементам отвечает многоярусная система магматических очагов. Закономерности распределения золото-серебряных месторождений связаны с периодичностью плавления земной коры и фрактальным структурированием энергетического потока. Показана близость абсолютных возрастов месторождений и залегающих под ними гранитоидных очагов. Установлено, что в ходе раннемелового рудно-магматического цикла золото-серебряные месторождения ОЧВП формировались одновременно с завершающими этапами образования золото-кварцевых и золото- порфировых месторождений более древних вулкано-плутонических поясов. Охарактеризованы пространственно-временные взаимосвязи месторождений позднемелового латерального рудно-формационного ряда. Эволюция рудоносных растворов объясняется постепенным остыванием первоначального магмато генного флюида и его разбавлением метеорными водами. Сделан вывод о существенной роли латеральной миграции рудоносных растворов в формировании зональности рудных узлов. На основе представительной базы данных дано статистическое обоснование новых факторов прогноза и поисков.
Практическое значение. Работа направлена на решение актуальной народнохозяйственной проблемы по расширению минерально-сырьевой базы золотодобывающей промышленности Востока РФ. Положения диссертационной работы могут быть широко использованы при прогнозе и поисках золото-серебряного оруденения, в том числе скрытого. Наличие «рудного шага» может применяться при прогнозе новых рудных районов, рудных узлов, рудных полей, месторождений, рудных тел и рудных столбов. Установление нескольких этапов золото-серебряного оруденения обосновывает позицию скрытых (перекрытых) месторождений. Существование латерального ряда рудных формаций и определение вектора зональности рудных узлов позволяет прогнозировать золотые и серебряные месторождения методом «пропущенного звена». Разработанная автоматизированная экспертная система предназначена для проведения экспрессной переоценки большого количества разноранговых рудных объектов с помощью персонального компьютера.
Рекомендации автора по прогнозу золото-серебряных месторождений неоднократно использовались ПГО «Севвостгеология», Севвостгеолкомом и Дукатской ГРЭ при разработке направлений геологоразведочных работ на объектах Дукатского рудного района и Омсукчанского отрезка ОЧВП.
Апробация работы. Основные материалы и положения диссертации докладывались на конференциях молодых ученых ЦНИГРИ, Москва (1982-87), на сессии СГПМ, Иркутск (1986), на межведомственном семинаре по прикладной термобарогеохимии, Алма-Ата (1988), на международной конференции по арктическим окраинам, Магадан (1994), на международном симпозиуме «Минерально-сырьевые ресурсы стран СНГ», Санкт-Петербург (1996), на Бетехтинском Симпозиуме, Москва (1997), на международном симпозиуме по прикладной геохимии стран СНГ, Москва (1997), на VI Горногеологическом форуме «Природные ресурсы стран СНГ», Санкт-Петербург (1998), на годичной сессии Московского отделения Всероссийского минералогического общества (2001). Результаты исследований изложены в 14 научно-производственных отчетах и 60 печатных работах, в том числе 10 коллективных монографиях.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав и заключения. Текст диссертации (364 стр.) сопровождается 155 иллюстрациями и 41 таблицами, список литературы содержит 312 наименований. Главы диссертации соответствуют основным защищаемым положениям. В главе 1 проанализированы основные закономерности размещения рудных районов, узлов и полей. В главе 2 приводятся описания основных золото-серебряных месторождений и рудопроявлений, необходимые для составления прогнозно-поисковых моделей. В главе 3 обсуждаются результаты определения абсолютных возрастов золото-серебряных месторождений. В главе 4 рассмотрен латеральный ряд рудных формаций и условия их формирования. Глава 5 посвящена зональности рудных узлов. В главе 6 охарактеризована компьютерная экспертная система поиска и прогнозной оценки золотых и серебряных месторождений ОЧВП.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность профессору, доктору геолого-минералогических наук М.М.Константинову за консультации и всесторонюю помощь при подготовке диссертации. Автор благодарен кафедре полезных ископаемых МГУ за помощь в выборе темы и методологии исследований. В работе над диссертацией автор руководствовался советами докторов г-м.н. И.Ф.Мигачева, А.И.Кривцова, А.Н.Барышева, Б.И.Беневольского, Г.П.Воларовйча, А.А.Константиновского, А.П.Лихачева, Л.А.Николаевой, В.П.Новикова, Г.В.Ручкина, Н.Е.Саввы, А.А.Сидорова, В.А.Степанова, В.Б.Чекваидзе, Ю.М.Щепотьева, В.М.Яновского, которым выражает искреннюю признательность. Автор благодарит за содействие при проведении полевых работ руководителей геологоразведочных организаций Магаданской области В.А.Банина, С.В.Волкова, М.Е.Городинского, В.Д.Коржа, М.З.Зиннатуллина, Б.К.Михайлова, В.Е.Наталенко, Ю.В.Прусса, Ю.И.Радченко, И.С.Розенблюма. Автор благодарен за дружескую помощь коллегам по работе: В.В.Аристову, М.Е.Вакину, О.Б.Рыжову, В.А.Андрееву, Н.И.Андрусенко, Ч.Х.Арифулову, А.В.Бражнику, Н.П.Варгуниной, А.М.Гаврилову, М.Л.Гельману, Н.В.Григорьеву, В.Ф.Гурееву, Е.М.Доброхотовой, В.И.Зайцеву, И.З.Исакович, А.Г.Колесникову, В.О.Конышеву, Т.Н.Косовец, А.В.Костину, В.В.Крыловой, Х.Х.Лайпанову, В.Ф.Лоскутову, А.Э.Ливану, В.А.Мачильскому, М.С.Михайловой, М.В.Наталенко, В.К.Политову, И.С.Раевской, Ю.Н.Роднову, Ю.Н.Родионову, Г.С.Симкину, И.А.Чижовой, В.М.Шашкину, Ю.П.Шергиной, Л.Н.Шишаковой, В.И.Шпикерману, Ю.А.Эпштейну, С.В.Яблоковой. Основные защищаемые положения:
1 .Металлогеническое районирование Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (ОЧВП) основано на блоковом строении его фундамента. Металлогенические зоны соответствуют отрезкам ОЧВП, формирующимся на автономных блоках фундамента. Рудные районы и узлы соответствуют вулкано-тектоническим структурам (прогибам, депрессиям и куполам). В глубинном строении ОЧВП принятым металлогеническим элементам отвечает система многоярусных геофизических неодыородностей (магматических очагов), взаимосвязанных круто-и пологозалегающими коровыми и транскоровыми разломами.
2.Золото-серебряные рудные поля приурочены в основном к вулкано-интрузивным куполам и ореолам субвулканических тел. Месторождения совпадают с тектоническими блоками, отличающимися максимальной мощностью и литолого-фациальным разнообразием рудовмещающей толщи. Крупность и богатство месторождений определяются приуроченностью к вулкано-интрузивным постройкам, включающим наиболее полный набор интрузивных, субвулканических и покровных фаций, развитием в рудах нескольких, продуктивных ассоциаций и наличием рудных столбов.
3.Полицикличное развитие ОЧВП предопределило формирование двух разновременных групп золото-серебряных месторождений. В ОЧВП выделяется два этапа золото-серебряного оруденения: раннемеловой и позднемеловой. В ходе первого этапа, связанного с андезит-гранодиоритовой вулкано-плутонической ассоциацией, образованы немногочисленные месторождения по периферии ОЧВП. Ко второму этапу, связанному с андезит-игнимбрит-гранодиоритовой вулкано-плутонической ассоциацией, относится преобладающая часть месторождений ОЧВП.
4.Позднемеловые месторождения ОЧВП группируются в рудные формации, образующие в целом латеральный вулканогенно-плутоногенный ряд, развивающийся от интрузивного очага. Рудно-формационный ряд включает золото-порфировые, медно-порфировые, молибденит-кварцевые, вольфрам-молибденовые, касситерит-силикатные месторождения плутоногенного уровня, а также сурьмяно-ртутные, золото-серебряные, серебро-полиметаллические, олово-серебряные месторождения вулканогенного уровня. Соленость и температура рудоносного флюида постепенно уменьшаются от плутоногенных объектов к вулканогенным.
5.Зональность рудных узлов двух основных типов - вулкано-тектонических депрессий и интрузивно-купольных поднятий различается соответственно центростремительной или центробежной направленностью. Олово-серебряные месторождения, последовательно сменяющиеся к центру серебро-полиметаллическими, золото-серебряными месторождениями и сурьмяно-ртутными рудопроявлениями, характеризуют центростремительную зональность рудных узлов типа вулкано-тектонических депрессий. Золото-порфировые и медно-порфировые рудопроявления, сменяемые ближе к периферии олово-серебряными и серебро-полиметаллическими месторождениями, определяют центробежную зональность рудных узлов интрузивно-купольного типа.
6. Критерии прогноза базируются на соподчиненности и периодичности в размещении металлогенических элементов различного ранга, выявлении рудно-формационного типа, рудной зональности и возраста золото-серебряных месторождений. На основе статистически обоснованных закономерностей размещения и условий формирования золото-серебряных месторождений ОЧВП составлена компьютерная экспертная система прогнозной оценки с высоким уровнем распознавания геолого-экономической значимости объекта.
Металлогеническое районирование
Существование блоков земной коры, обогащенных полезными компонентами, отмечалось еще средневековыми рудознатцами. Основополагающий принцип «искать руду возле руды» был впервые сформулирован Г.Агриколой в его трактате «Металлика» в 1554 г. (Agricola, 1950). Термин «металлогения», определяющий геологические закономерности размещения рудных месторождений, был введен Делоне в 1892 г.
Развитие металлогенического анализа в России связано с именами С.С.Смирнова, Ю.А.Билибина, В.И.Смирнова, А.Д.Щеглова и других ученых.
Рудоносная провинция, представленная ОЧВП, подразделяется на металлогенические зоны. Металлогеническое районирование выполнено автором на основе «Геологической карты..., 1980» и «Металлогенической карты ..., 1994». При районировании Хабаровского сегмента ОЧВП использованы также данные В.Г.Моисеенко, Л.В.Эйриша(1996) и «Геологическая карта..., 1983».
В пределах ОЧВП (Белый, 1977, 1978, 1994) выделяются две основные зоны, разделенные Генеральным разломом ОЧВП: внешняя и внутренняя (относительно Тихого океана). Более широкая внешняя зона сложена андезитовой, андезито-базальтовой, а также игнимбритовыми (трахириолитовой, риолитовой и риодацитовой) формациями. В более узкой внутренней зоне преобладают андезито-базальтовая и базальтовая формации. ОЧВП характеризуется большими объемами мелового гранитоидного магматизма. Наиболее широко распространена гранодиорит-гранитная формация. Оловоносные гранитоиды лейкогранитной формации развиты главным образом в Омсукчанском отрезке вулканогенного пояса.
В.Ф.Белым (1978) в пределах ОЧВП выделяется ряд вулкано-плутонических ассоциаций, к обязательным признакам которых отнесено: а) пространственная ассоциация вулканитов и соизмеримых по масштабам полнокристаллических интрузий глубинного облика; б) нахождение вулканогенных и плутоногенньгх формаций в единых структурах и на одном и том же эрозионном уровне; в) близость возрастов, а также петрографическое, петрохимическое и геохимическое родство.
В.Ф.Белый (1978) выделяет три основные вулкано-плутонические ассоциации (ВПА): преобладающую во внутренней зоне ОЧВП базальт-тоналитовую и развитые преимущественно во внешней зоне андезит-игнимбрит-гранодиоритовую и гранит-игнимбрито вую.
Базальт-тоналитовая ВПА объединяет вулканогенную формациювысокоглиноземистых базальтов и андезито-базальтов и тоналит-гранодиоритовую плутоногенную формацию. Эти формации, в связи с близостью их петрохимического состава и последовательностью образования рассматриваются как продукты эволюции единого петрогенетического процесса.
Андезит-игнимбрит-гранодиоритовая ВПА, наиболее широко развитая во внешней зоне ОЧВП, включает в себя вулканогенные формации андезито-базальтов и андезитов, игнимбритов риолитового и риодацитового состава, а также плутоногенную гранодиорит-гранитную формацию. Между андезитовыми и игнимбритовыми формациями предполагается эволюционная связь, а между игнимбритовыми и грандиорит-гранитной генетическая. Не исключено, что гранитоиды и игнимбриты могли иметь общие коровые очаги.
Гранит-игнимбритовая ВПА, развитая преимущественно в Чукотской части ОЧВП, охватывает вулканогенную риолит-андезито-дацитовую формацию и плутоногенную гранодиорит-гранитную формацию.
Р.Б.Умитбаев (1986) отмечает альб-сеноманскую дацит-риолит-гранодиорит-гранитную и две сеноман-туронские: риолит-лейко гранитную и трахириолит-граносиенитовую ВПА.
Вслед за составителями «Геологической карты Северо-Востока...» (1980), автор выделяет следующие основные этапы эволюции магматизма ОЧВП: 1) позднеюрско-раннемеловой (J3-K(al) этап накопления андезит-базальтовой и андезитовой формаций, сопровождающийся становлением гранодиорит-гранитных интрузий; 2) альб-сеноманский (Kal-s) этап излияния пород риодацитовой, риолитовой формаций; 3) сеноман-сенонский (K2S-sn) этап формирования андезитовой и игнимбритовых (риолитовой, риодацитовой) формаций и внедрение гранитоидов гранодиорит-гранитной и лейкогранитной формаций; 4) палеогеновый этап излияния базальтов, плато-базальтов, формирующих плато. В различных зонах ОЧВП отмеченные этапы проявлены по-разному: варьируют состав и мощности вулканитов, что связано с дифференцированным развитием автономных блоков фундамента.
Меловые и палеогеновые вулканиты ОЧВП залегают субгоризонтально, с отчетливым структурным несогласием относительно пород фундамента. Основные типы структур ОЧВП представлены вулкано-тектоническими депрессиями и интрузивно-тектоническими поднятиями. Вулкано-тектонические депрессии осложнены кальдерами, экструзивными куполами, субвулканическими телами и более мелкими вулкано-тектоническими депрессиями. Кальдеры обычно сложены кислыми вулканитами и обрамлены кольцевыми разломами, которые частично залечены дайками. В центральных частях кальдер часто наблюдаются резургентные интрузивные купола.
Вулканоструктуры и интрузивно-тектонические структуры играют большую раль в локализации золото-серебряной минерализации. В работе Р.Б.Умитбаева (1986) детально охарактеризованы отрицательные (кальдерообразные) и положительные (купольные) очаговые структуры.
Среди отрицательных структур Р.Б.Умитбаевым (1986) выделены три главных типа, связанных с центральным, трещинным и площадным характером извержения. Для сравнительно немногочисленных в ОЧВП структур центрального типа (например, Пеледонская структура) наиболее продуктивна зона окраинных кольцевых разломов, где концентрируются субвулканические интрузии, экструзии, дайки и жерловины риолитов, отличающихся повышенной калиевостью. Для широкоразвитых в ОЧВП структур трещинного типа (например, Аганская) характерна приуроченность рудных тел к субвулканическим интрузиям и экструзиям, выполняющим магмовыводящии разлом. Для преобладающих в ОЧВП структур площадного типа (например, Верхне-Туромчинская) характерна приуроченность золото-серебряной минерализации к окраинным субвулканическим и экструзивным телам флюидальных, афировых и сферолоидных риолитов и автомагматических брекчий.
Среди интрузивно-купольных структур Р.Б.Умитбаевым (1986) выделяются купольные структуры вулканической зоны, эродированных вулканических покровов и купольные структуры перивулканической зоны. В купольных структурах вулканической зоны (например, Сергеевская) пласты вулканитов периклинально залегают вокруг центральной интрузии, а золото-серебряная минерализация приурочена к окраинным радиальным и кольцевым разломам. Купольные структуры в зоне эродированных вулканических покровов (например, Сентябрьская) отличаются локализацией золото-серебряной минерализации как в кольцевых разломах, так и в зонах независимых нарушений. Купольные структуры в перивулканической зоне (например, Майская) отличаются отсутствием вулканитов и приуроченностью золотой минерализации к зонам дробления осадочных толщ в надынтрузивной области.
Большая роль крупных вулкано-и интрузивно-тектонических структур, среди которых выделяются вулкано-тектонические депрессии, кальдеры, кольцевые магматические комплексы, вулкано-тектонические поднятия, вулканические купола и другие структуры, в размещении золото-серебряной минерализации показана авторским коллективом карты «Вулканических поясов и вулкано-тектонических структур Востока Азии, масштаб 1:3 000 000 (1992).
Для внутренней зоны ОЧВП более характерны золотоносные медно-порфировые и медно-молибденовые проявления (Лора). В пределах собственно вулканической части внешней зоны ОЧВП широко распространены золото-серебряные месторождения (Хаканджа, Дукат, Валунистое и др.). В прилегающей к ней перивулканической зоне развития субвулканических и гипабиссальных тел сходного состава и возраста (Сидоров и др., 1989; Умитбаев, 1986) наблюдаются также золото-мышьяковисто-сульфидные (Майское) и золото-порфировые (Школьное) месторождения.
Металлогения ОЧВП определяется процессами меловой тектоно-магматической активизации. Под тектоно-магматической активизацией автор вслед за А.Д.Щегловым (1971) понимает процесс резкого усиления тектонических движений и магматизма в стабилизированных участках земной коры. При этом формирование вулкано поясов, а также сопряженное рудообразование рассматриваются как проявления тектоно-магматической активизации.
Рудоносная провинция по-разному подразделяется на металлогенические зоны различными авторами (Сидоров, 1978; Гельман, Ичетовкин, Сосунов, 1986; Умитбаев, 1986). Устоявшийся подход в выделении металлогенических зон отсутствует.
В поперечном разрезе ОЧВГІ (от океана к континенту) автором вслед за А.А.Сидоровым и Р.Б.Умитбаевым выделяется три металлогенические зоны: внутренняя (золото-медно-порфировая), внешняя (в основном - золото-серебряная, в меньшей степени - золото-порфировая) и перивулканическая (в основном золото-мышьяковисто-сульфидная, в меньшей степени золото-серебряная и золото-порфировая).
В продольном разрезе ОЧВП (внутри внешней зоны) автором выделяется семь подзон, различающихся по Au/Ag соотношению в рудах месторождений. Данный показатель в значительной степени определяет промышленную ценность месторождений. Учитывая, что пояс наложен на весьма гетерогенный фундамент, каждый из блоков которого характеризуется своеобразной металлогенией, автор выделяет подзоны, соответствующие отрезкам ОЧВП, залегающим на относительно гомогенных блоках субстрата (рис. 1.4) (Стружков, 2000). К таким крупным блокам фундамента относятся: 1) восточный фланг Алданского щита; 2) Охотский срединный массив; 3) центральная часть Яно-Колымского миогеосинклинальиого пояса, прорванная многочисленными гранитоидными телами; 4) восточная часть Яно-Колымского миогеосинклинальиого пояса, характеризующаяся слабым развитием прорывающих гранитоидов; 5) Омолонский срединный массив; 6) Олойская эвгеосинклинальная область; 7) Чукотский миогеосинклинальный пояс.
В соответствии с предложенным подходом автором в пределах внешней (по В.Ф.Белому, 1978) зоны ОЧВП выделяются следующие металлогенические подзоны: 1) Алданская (месторождение Авлаякан), 2) Охотская (месторождения Хаканджа, Юрьевское, Тас-Юрях и др.) 3) Янско-Примагаданская (месторождения: Карамкен, Утесное, Агатовское, Ойра, Бургагылкан, Сенон, Серебряное, Джульетта, Нявленга и др.), 4) Омсукчанская (месторождения: Арылах, Лунный, Дукат, Теплый, Гольцовый, Мечта и др.), 5) Эвенская (месторождения: Кубака, Сопка Кварцевая, Старт, Дальнее, Ирбычан и др.), 6) Анадырская (месторождения: Купол и др.), 7) Пегтымельско-Провиденская (месторождения: Валунистое, Майское и др.). Внутренняя (но В.Ф.Белому, 1978) зона ОЧВП, наложенная на Охотский эвгеосинклинальный пояс, характеризуется устойчивой медно-молибден-порфировой металлогенией и поэтому рассматривается как единая металлогеническая зона. Кроме того, с юго-востока на ОЧВП накладывается Анадырско-Корякская складчатая система, с влиянием которой можно связывать спорадическое
Модели рудных полей и месторождений
Многообразие изученных рудных полей оказалось возможным объединить в три основные модели: А - в вулкано-интрузивном куполе; Б - в ореоле субвулканического тела; В - в экзоконтактах гранодиоритовой интрузии (Константинов, Бочарников, Стружков и др., 1993). Модель типа А (примеры: месторождения Дукат, Джульетта, Нявленга (рис.2.51, а,б,г)) состоит из скрытого гранитоидного массива, крупного субвулканического тела, а также множества более мелких субвулканических и экструзивных тел, вулканических жерловин и покровов, тел эксплозивных брекчий. Месторождение в этой модели локализовано в опущеннном блоке на склоне вулкано интрузивного купола и отличается максимальной мощностью и литолого-фациальным разнообразием рудовмещающих вулканических пород, а также низкотемпературными пропилитовыми изменениями. Модель типа Б (пример: месторождение Арылах (рис. 2.51, в)) представлена антиклинальной складкой в вулканогенно-осадочных породах над пологозалегающим субвулканическим телом. Месторождение тяготеет к оси антиклинальной складки и отличается кварц-хлорит-гидрослюдистыми метасоматическими изменениями. Модель типа В (пример: месторождение Лунный (рис.2.51, д,е)) представляет собой терригенные (или вулканические) породы, прорванные гранодиоритовым массивом. Месторождение локализовано в тектоническом блоке с серицит-хлорит-кварцевыми гидротермальными новообразованиями вблизи кровли гранодиоритового массива. Возраст орудененения может быть существенно моложе вмещающих пород, но обычно совпадает с возрастом развитых в рудном поле интрузивных и субвулканических тел. Наиболее распространенными обстановками локализации рудных полей являются вулкано-интрузивныс купола (в эту же обстановку можно объединить и обстановку типа В) и ореолы субвулканических тел. Объектом прогноза в рудных полях являются месторождения. Однако это понятие имеет преимущественно экономическое содержание и некоторую геологическую неоднозначность. Например, в Кубакинском рудном поле отдельным месторождением считается рудная зона Северная (пучок рудных тел), а в Дукатском рудном поле - вся совокупность рудных тел). Поэтому с целью сопоставления объектов одинакового уровня мы выделяем в качестве объекта прогноза в большинстве рудный полей "пучки рудных тел". При таком подходе можно отметить, что между пучками рудных тел в ряде рудных полей существует шаг, близкий к 800±400 м (рис.2.52). Шаг между пучками рудных тел сопоставим с их размерами в плане. Для некоторых пучков рудных тел наблюдается настолько устойчивая картина, что кажется возможным разведать однотипные рудные поля стандартной сетью канав. С другой стороны, более мелкие пучки рудных тел зачастую реализуются через 1/2 шага.
Необходимо подчеркнуть, что на уровнях рудного поля, месторождения и рудного тела рудный шаг зачастую проявлен не как безусловная закономерность, а в виде тенденции. При этом абсолютное значение рудного шага существенно варьирует не только от объекта к объекту, но и внутри одного месторождения. На некоторых месторождениях пучки рудных тел отсутствуют, поскольку рудные тела представлены жилами (Карамкен) или крупной самостоятельной минерализованной зоной (Хаканджа). В этом случае шаг между рудными телами может варьировать в очень широких пределах или быть не проявлен, поскольку выявлена лишь одна рудовмещающая структура.
На примере модели Дукатского рудного поля (рис.2.53) видно, что шаг в 800 м между пучками рудных тел соответствует глубине залегания субвулканического тела, приуроченного к подошве вулкано-тектонической депрессии, которое являлось промежуточным магматическим очагом.
Далеко не все рудные поля содержат месторождения. Подавляющее количество рудных полей содержит лишь рудопроявления. Количество рудопроявлений в рудном поле варьирует от одного до десяти. Рудное поле, включающее месторождение-лидер, обычно содержит от одного до трех месторождений и максимальное количество рудопроявлений.
Сопоставление известных золото-серебряных месторождений и рудопроявлений ОЧВП по крупности и богатству (см.табл. 1.4; разд. 1.1) позволяет отметить следующее. Для рудопроявлений рудные столбы не характерны. Среди мелких месторождений встречаются как месторождения с рудными столбами (они привлекают к себе наибольшее внимание и отрабатываются в первую очередь), так и месторождения без рудных столбов. Мелкие месторождения без рудных столбов как правило не отрабатываются и могут рассматриваться как рудопроявления. В средних и крупных месторождениях обычно присутствуют рудные столбы. Выявление рудных столбов с высокой степенью вероятности позволяет на ранних стадиях изучения отличить месторождения от рудопроявлений.
К другим отличиям месторождений можно отнести преимущественную приуроченность рудных полей к вулкано-интрузивным купольным структурам, присутствие долгоживущих разломов, адуляр-кварцевые и гидрослюдисто-кварцевые изменения вмещающих пород, развитие в рудах нескольких продуктивных минеральных ассоциаций.
Рудные тела большинства изученных месторождений локализованы в нормальных сбросах и трещинах (или в межформационных трещинах) и представляют собой жилы, жильные зоны и минерализованные зоны (или залежи типа "манто"). Объектом прогноза и поисков в пределах рудных тел являются рудные столбы, в которых содержатся основные запасы полезных компонентов, а концентрации золота и серебра превышают рядовые
Латеральные ряды рудных формаций
На изученной территории предварительно выделяются два латеральных ряда рудных формаций, связанных с меловой тектоно-магматической активизацией: раннемеловой и позднемеловой (см.табл.1.2).
Раннемеловой латеральный ряд изучен сравнительно слабо в связи с небольшим количеством месторождений данного возраста, известных в пределах ОЧВП. В этот ряд предварительно объединены месторождения золото-порфировой, золото-мышьяковисто-сульфидной и золото-серебряной формаций.
Позднемеловой латеральный ряд изучен значительно более детально по материалам предшествующих исследователей (Савва, 1980; Роднов, Зайцев, 1985; Сидоров и др., 1989) и автора (Стружков, Константинов, Аристов и др., 1997). Формации в ряду проявлены зонально в указанной последовательности по мере увеличения расстояния от рудоносного гранитоидного очага (рис. 4.11).
Наиболее удаленная от рудоносной интрузии половина ряда представлена вулканогенными гидротермальными месторождениями сурьмяно-ртутной, золото-серебряной, серебро-полиметаллической, олово-серебряной формаций. Более приближенная к рудоносной интрузии половина формационного ряда: золото порфировая, золотосодержащая медпо-порфировая, молибденит-кварцевая и вольфрам-молибденовая формации - отражает плутоногенные объекты, связанные с породами гранодиорит-гранитной формации. Кроме того, в этом же ряду можно рассмотреть другую плутоногенную ветвь (касситерит-силикатная формация), связанную с лейкогранитной формацией. Описанный латеральный ряд развит в рудных узлах «комплексного» типа (Мигачев, 1993). Сочетание рудных формаций обусловлено совмещением в одних и тех же рудных узлах лейкократовых гранитов и гранодиоритов, с очагами которых пространственно ассоциируют соответственно оловорудные и золото-серебряные месторождения.
Для членов формационного ряда характерно присутствие в подчиненном виде нетипичных для данной формации, "чуждых" (по Р.М.Константинову, 1973) минеральных ассоциаций, которые в полном объеме развиты в соседних членах ряда.
В качестве подтверждения этого явления можно привести многочисленные примеры, наблюдавшиеся автором совместно с О.Б.Рыжовым (рис. 4.12). Допродуктивная слабо распространенная касситерит-силикатная ассоциация отмечена на Мало-Кэнском олово-серебряном месторождении (рис. 4.12, А). Ранняя редко встречающаяся молибденит-кварцевая ассоциация встречена на золотосодержащем медно-порфировом рудопроявлении Дегденрекен (рис. 4.12, Б). Пострудная редуцированная серебро-полиметаллическая ассоциация наблюдается на золото-порфировом рудопроявлении Маймачан (рис. 4.12, В). В то же время слабо распространенная постпродуктивная серебро-полиметаллическая ассоциация развита на верхнем горизонте Мало-Кэнского олово-серебряного месторождения. Признаки допродуктивной олово-серебряной и постпродуктивной золото-серебряной (рис. 4.12, Г) минерализации известны соответственно на нижних и верхних горизонтах Мечтинского серебро-полиметаллического месторождения (Родиов, Зайцев, 1985). Допродуктивная олово-серебряная минерализация известна также на Гольцовском серебро-полиметаллическом месторождении. Допродуктивная серебро-полиметаллическая ассоциация отмечена на верхних горизонтах Дукатского золото-серебряного месторождения (рис. 4.12, Д). Редуцированная ранняя золото-серебряная ассоциация развита на Зеленом сурьмяно-ртутном рудопроявлении (рис. 4.12, Е).
Сходные явления ранее отмечались и на других месторождениях. Так, например, слабопроявленная пост-продуктивная ртутно-сурьмяная ассоциация отмечена на Карамкенском (Бельков и др., 1992) и Утесном золото-серебряных месторождениях, а допродуктивная полиметаллическая ассоциация - на Агатовском золото-серебряном месторождении (Сидоров, 1978). На глубоких горизонтах Карамкенского золото-серебряного месторождения отмечена олово-серебряная минерализация с теллуридами
Условные обозначения к рис. 4.12А - прожилки сфалерит-халькопирит-станнин-хлорит-кварцевого состава (продуктивная олово-серебряная ассоциация) пересекают касситерит-кварцевую жилу (дорудная касситерит-силикатная ассоциация) на серебро-оловянном месторождении Малый Кэн (штольня 1, рассечка 6); Б - прожилок золото-сфалерит-пирит-халькопирит-кварцевого состава (продуктивная золото-медно-порфировая ассоциация) пересекает молибденит-пирит-роговообманково-мусковит-кварцевую жилу (дорудная молибденит-кварцевая ассоциация) на золото-медно-порфировом рудопроявлении Дегденрекен (канава 28); В - жила зол ото-вольфрамит-висмутин-ильменит-полевошпат-кварцевого состава (продуктивная золото-редкометальная ассоциация) пересекается серебросульфосольно-пирит-сфалерит-кварцевым прожилком (пострудная серебро-полиметаллическая ассоциация) на золото-редкометальном рудопроявлении Маймачан (канава 11); Г - поздняя жеода гребенчатого и колломорфного кварца (пострудная золото-серебряная ассоциация?) В пирит-халькопирит-сфалерит-галенит (с сульфосолями серебра)-кварцевой жиле (продуктивная серебро-полиметаллическая ассоциация) на серебро-полиметаллическом месторождении Мечта (штольня 37, штрек 4, квершлаг 23); Д -обломки галенит (с сульфосолями серебра)-сфалерит-кварцевой жилы (дорудная серебро-полиметаллическая ассоциация) В - серебро-адуляр-гидрослюдисто-кварцевой жиле (продуктивная золото-серебряная ассоциация) на золото-серебряном месторождении Дукат (южная часть карьера, рудная зона I); Е - антимонит-кварц-гидрослюдистый прожилок (продуктивная сурьмяно-ртутная ассоциация) пересекает акантит-адуляр-кварцевую жилу (дорудная золото-серебряная ассоциация) на сурьмяно-ртутном рудопроявлении Зеленый (канава 19).1 - гребенчатый кварц; 2 - крупнозернистый кварц; 3 - колломорфный кварц; 4 - тонкозернистый гидрослюдисто-полевошпат-кварцевый материал; 5 - роговая обманка (НЬ); б - адуляр (Ad), полевой шпат (Fs); 7 - мусковит (Msv); 8 - хлорит (СЫ); 9 - рудные минералы: Au - самородное золото. Ant - антимонит, Ag
Зональность рудных тел и месторождений
Наряду с металлогенической зональностью рудных узлов необходимо кратко остановиться на зональности рудных тел и месторождений. Во многих аспектах зональность рудных тел подобна зональности рудных узлов. Вместе с тем, В.И.Смирнов (1976) подчеркивал, что разница в масштабах исследования (или «скейлинг» - в современной терминологии) определяет существенные различия между зональностью рудных тел и рудных узлов. Одно из этих различий состоит в том, что зональность рудных тел имеет главным образом горизонтальную и вертикальную направленность, а зональность рудных узлов - латеральную.
Геохимическая зональность рудных тел золото-серебряных месторождений и связанных с ними эндогенных ореолов подчиняется известному ряду вертикальной (сверху-вниз) зональности, сформулированной В.Эммонсом (1924): Hg-Sb-Au-Ag-Pb-Zn-Cu-As-W-Sn. Сходная универсальная последовательность химических элементов наблюдается и в ре-мобилизованных индикаторных ореолах, возникающих при пересечении рудных тел объектами-лифтами: пострудными жилами, дайками и разломами (Konstantinov, Strujkov, 1995). Рудные тела на Дукатском золото-серебряном месторождении (Константинов, Калинин, Наталенко, Стружков, 1998) демонстрируют отчетливую вертикальную зональность. Важной особенностью геохимической зональности рудных тел является то, что она зачастую проявлена внутри одной и той же рудной формации. При этом различные геохимические зоны представлены сходным набором минералов, но в различных соотношениях. Сходная геохимическая зональность позволяет различать «верхние», «нижние» и глубокозалегающие» рудные столбы на мексиканском месторождении Гуанахуато (Randall et al, 1994). Геохимическая зональность Дукатского месторождения (Варгунина, 1979) проявлена в формировании надрудных ореолов Hg, Ва, As и Sb; околорудных (верхне-среднерудных) ореолов Ag, Au и Си; нижнерудных и подрудных ореолов Pb, Zn, Mo и W.
Отдельные наиболее крупные рудные тела характеризуются не только геохимической, но и минералогической (стадийной и фациальной) зональностью. В качестве примера стадийной зональности можно упомянуть, что на Дукатском месторождении ранняя продуктивная ассоциация (кварц-адуляр-хлоритовая) приурочена преимущественно к крутопадающим разломам субмеридионального и север-северовосточного простирания, в то время как поздняя продуктивная ассоциация (кварц-родонитовая) тяготеет к круто-и пологозапегающим трещинам оперения северо-западного простирания. По данным А.И.Калинина, И.С.Раевской (1974 г.), в вертикальном разрезе кварц-адуляр-хлоритовых рудных тел сверху-вниз выделяются следующие фациальные зоны: 1) адуляр-хлорит-кварцевая колломорфной и ритмично-полосчатой текстур с рудными минералами: галенитом, сфалеритом, электрумом, кюстелитом (50-100 м); 2) кварц-адуляровая брекчиевой текстуры с акантитом и самородным серебром (150-200 м); 3) массивного кварца с вкрапленностью сульфидов, адуляра и самородного серебра (100-200 м). Количество сульфидов с глубиной нарастает. В вертикальном разрезе кварц-родонитовых рудных тел сверху-вниз вьщеляются следующие фациальные зоны: 1) крупнозернистого, гребенчатого, друзового кварца с небольшими количествами пиролюзита (50-100 м); 2) серого кварца с вкрапленностью адуляра, родонита, а также галенита, сфалерита, халькопирита, самородного золота, кюстелита, электрума (50-100 м); 3) кварц-родонитовая брекчиевой, полосчатой и колломорфной текстур с акантитом, самородным серебром, сульфосолями серебра (150-250 м); 4) кварц-родонитовая ± полевой шпат со значительным количеством хлорита, сфалерита, галенита и тонкой вкрапленностью акантита, пираргирита и самородного серебра (100-200 м); 5) кварц-адуляровая или гребенчатого кварца с рассеянным адуляром. С глубиной увеличиваются концентрации альбита, кальцита, граната и магнетита.
Температурная зональность внутри Первой рудной зоны Дукатского месторождения была выявлена по данным гомогенизации первичных газово-жидких включений в продуктивном кварце кварц-хлорит-адуляровой ассоциации (Стружков и др., 1988; Konstantinov, Rosenblum, Strujkov, 1993). Температуры формирования менялись снизу-вверх от 400С (нижняя часть рудного тела) до 290С (верхняя часть рудного тела). Температурный интервал формирования рудных столбов составлял 290-380С, а средний палео-термоградиент - 25С/100 м (рис.5.6). Морфология изотерм свидетельствует о том, что зональность рудных тел золото-серебряных месторождений, наряду с традиционно отмечаемой вертикальной составляющей, также зачастую демонстрирует существенную горизонтальную составляющую.
Н.И.Ереминым (1983) на примере колчеданных месторождений показана связь рудной зональности, в том числе скрытой, выявляемой с помощью микрозонда и лазерного микроанализа, с путями циркуляции гидротермальных растворов. Отмеченная нами горизонтальная составляющая зональности предположительно связана с латеральным движением рудоносных флюидов (см. рис.2.55).
Наши данные по взаимоотношениям подчиненных и главных продуктивных минеральных ассоциаций указывают на «пульсационныи» (по С.С.Смирнову, 1955) характер рудообразования. На это указывают пересечения ранних жил поздними, присутствие обломков ранних жил в поздних и т.п. (Бетехтин и др., 1958). С другой стороны, процесс рудоотложения связывается нами с эволюцией единого рудоносного флюида. Возможным объяснением данного противоречия является изменение масштаба исследования («скейлинг-эффект»): на уровне рудного поля гидротермальная деятельность имеет пульсационныи» характер, в то время как в масштабе рудного узла рудообразование может рассматриваться как непрерывный процесс.
Если предположить, что пространственно-временная взаимосвязь рудных формаций объясняется циркуляцией единого эволюционирующего флюида над остывающей материнской интрузией, то возможное объяснение отмеченной зональности следует из результатов экспериментов А.П.Лихачева (1975) по моделированию гидротермальной рудообразующей системы. В ходе этих экспериментов массивная сульфидная руда Fe-Cu-Ni-S-состава была подвергнута растворению нагретым постоянно циркулирующим водным раствором NaCl и переотложению в удлиненном автоклаве. Эксперимент показал, что рудные компоненты переходили в раствор и отлагались в определенной последовательности: 1) Fe, 2) Ni, 3) Си. Железо преобладало в растворе в первые часы эксперимента и переотлагалось в зоне, ближайшей к нагретой части автоклава. Никель превалировал в растворе в последующие часы и отлагался в средней части автоклава. Медь доминировала в растворе в третьей фазе эксперимента и была переотложена в наиболее холодной части автоклава. Необходимым условием моделирования зональности оказалось наличие в автоклаве термоградиентов. В противном случае все рудные компоненты отлагались в одной и той же зоне. Анализ растворов показал, что в нагретой части автоклава металлы переходили в хлоридные комплексы и в таком виде переносились в охлажденную часть автоклава. В охлажденной части автоклава хлоридные комплексы распадались и происходило отложение рудных компонентов. Далее хлоридные лиганды возвращались в прогретую часть автоклава и начинался новый цикл переотложения металлов. При этом в условиях дефицита лигандов металлы переходили в раствор в определенной очередности. Предполагается, что основными факторами этой очередности были свободная энергия ионов и комплексообразования. Вычисленные величины этих факторов для различных рудных компонентов в целом коррелируют с известными рядами зональности. Таким образом, одним из основных факторов формирования зональности мог быть дефицит лигандов в
