Лекция 15.

Вопрос 29. Эволюционная металлогения: оловянное оруденение.

Олова в расплаве содержится на 2 порядка больше, чем в сосуществующем водном флюиде. Его концентрации повышаются (более чем на порядок) при переходе от ультрабазитов к гранитоидам. Поэтому большинство месторожде­ний олова генетически связано с кислыми расплавами, главным образом, с расплавами, образовавшими лейкограниты. Олово накапливается интенсивно в процессе дифференциации кислых расплавов в гипабиссальных и малоглубинных условиях. Наиболее крупные месторождения олова приурочены к участкам наиболее мощной континентальной коры.

Основные типы Sn-месторождений следующие.

Пневматолито-гидротермальный, месторождения которого связаны с лейкогранитами и представлены в основном касситерит-силикатной, а также кварц-касситеритовой рудными формациями; типичный пример — район Корнуолла (см. фиг. 9-4); месторождения этого типа развиты также в Центральном Казахстане и Дальнем Востоке России. Месторождения этого типа нередко являются скарновыми или грейзеновыми, а иногда сочетают ту и другую минерализацию. Обычно руды их комплексные, содержат V, Zn, W, Y, Nb и другие редкие элементы. Пример — месторождение Ускен, в Кокчетавском массиве Центрального Казахстана, связанное со среднедевонскими лейкократовыми гранитами (фиг. 15-1). Такие месторождения развиты также в Бразилии, Малайзии, Нигерии, Тайланде.

Пегматитовый. Это обычно комплексные редкометально-оловянные месторождения, в которых касситерит находится в ассоциации с колумбитом, танталитом, бериллом, сподуменом и вольфрамитом. Характерны для докембрия, развиты в Африке, Австралии, Северной Америке.

Субвулканический. Месторождения этого типа локализованы в жерловых зонах андезит-риолитовых вулканов или в субвулканических телах этих вулканов. Они образуют штокаи, зоны брекчий, трубки оловянно-серебряных руд, относящихся к сульфидно-касситеритовой формации. Развиты в Боли-

вии, где их представляют также «порфировые» оловорудные месторождения (ассоциирующиеся с кислыми порфировыми интрузиями). Месторождения субвулканического типа развиты и в России, в Охотско-Чукотском и Восточно-Сихотэ-Алиньском вулкано-плутонических поясах. Месторождения Боливии образуют оловорудный пояс мезозойского возраста, связанный с зоной субдукции (см. фиг. 8-4).

Массивных сульфидных руд. Некоторые месторождения колчеданного семейства и сульфидных руд стратиформных месторождений (например, Салливан) содержат касситерит, добываемый попутно. Иногда содержания Sn оказываются высокими, как на месторождении Невес-Корво (Sn до 2,8%).

Мексиканский или риолитовый тип характеризуется присутствием в вулканических брекчиях касситерита и деревянистого олова. Назван по мексиканскому месторождению Сьерра Мадре Оксиданталь.

По отношению к магматическим породам, с которыми оловянные месторождения всегда связаны, выделяется 4 их группы:

1) плутоногенная, в которую входят пегматитовый и пневматолитово-гидротермальный типы и соответственно скарновая, грейзеновая, касситерит-силикатная и касситерит-кварцевая рудные формации;

2) вулкано-плутоническая, в которой месторождения связщаны с интрузиями гипабиссальной и субвулканической фаций глубинности; в ней развиты касситерит-сульфатно-сульфидная, отчасти касситерит-силикатная и рио­литовая формации;

3) вулканогенная, в которой месторождения ассоциируются с эффузивами, субвулканическими и экструзивными телами кислого состава; типичны касситерит-сульфидная и риолитовая формации;

4) вулканогенно-осадочная, включающая касситерит-колчеданную и касситерит-сульфидную формации.

По геодинамическим условиям формирования могут быть выделены 2 крупные группы: I — характерная для докембрийских месторождений, где они приурочены к древним ядрам консолидации, к областям с повышенной мощностью континентальной коры − щитам, срединным массивам; II — характерная для месторождений фанерозоя, связанных с процессами субдукции и, особенно, коллизии континентов и микроконтинентов друг с другом и океанической корой; в этих случаях возникали протяженные оловорудные пояса, часто − зонального строения.

В истории развития земли оловянное оруденение в основных чертах эволюционировано следующим образом:

В I период (AR₁) промышленных месторождений не образовалось.

ВоII и III периодах (AR₂-PR₁; PR_1-2) возникли первые оловорудные месторождения, связанные с оловоносными пегматитами, со скарнами и кварцевыми жилами в ассоциации с гранитами.

В IV периоде, особенно в позднем рифее (R₃) − в Китае, Африке, Индии, Южной Америке.

В сумме в докембрии было сформировано 12,2% мировых запасов олова коренных месторождений.

Основная масса «коренного» олова была сформирована в фанерозое, причем интенсивность образования возрастала от каледонского к герцинскому и мезо-кайнозойскому этапам.

Каледонский этап характеризовался небольшими масштабами образования оловорудных месторождений.

Герцинские коллизионные орогенные процессы привели к образованию примерно трети мировых запасов олова (33,7%). Месторождения этого этапа известны в большинстве складчатых систем Земли, исключая Урал. В этот период было сформировано крупное месторождение олова в массивных сульфидных рудах (Португалия).

Мезозойско-кайнозойский этап является главным в формировании коренных месторождений олова (37,4% мировых запасов). Местиорождения были связаны, главным образом, с формированием коллизионных гранитов и представлены в основном касситерит-кварцевой и касситерит-силикатной формациями, сменившимися в альпийском этапе (J₃-Q) на касситерит-суль­фидную и риолитовую.

Фанерозойские, особенно герцинские, киммерийские и альпийские месторождения образуют протяженные оловорудные пояса на окраинах континентов, в особенности мезозойские вулкано-плутонические пояса на Азиатской окраине Тихоокеанского кольца. Здесь этот пояс обладает зональностью, выраженной в размещении рудных формаций (от края вглубь континента) в ряду: касситерит-сульфидная ® касситерит-силикатная ® касситерит-кварцевая. Такая зональность чётко проявлена на востоке России и в юго-западном Китае. Другие пояса − Южно-Американский и Индонезийский были рассмотрены ранее (см. фиг. 9-3, 9-4 и 8-4).

Вопрос 30. Эволюционная металлогения: золотое и серебряное оруденение.

Общие запасы золота на Земном шаре, по данным на январь 2000 г., приведенным В.И.Старостиным, составляют 91 850 т. Основные запасы Au сосредоточены на юге Африки (42,9%), в Азии (17,4%), Северной Америке (16,5%) и Южной Америке (13,6%). «Главными геолого-промышленными типами золото-рудных месторождений, в которых локализовано около 80% мировых общих запасов, являются: пирит-кварцевые руды в зеленокаменных поясах архея (6,8%); тонкого золота в железистых кварцитах раннего докембрия (> 5,0%); уран-золоторудные конгломераты раннего протерозоя (36,5%); пирит-арсенопирит-кварцевые руды в углеродистых породах песчано-сланцевых формаций рифея−раннего палеозоя (10,8%); эпитермальные золото-серебряные и золото-теллуровые руды в вулканогенно-тектони­чес­ких постройках фанерозоя (12,2%); руды зоны окисления в породах терригенно-карбонатных и карбонатных формаций — тип Карлин (5,6%); россыпные месторождения золота (4,0%)» [В.И.Старостин, 2004].

По другим данным (М.М.Константинов и др., 2000) крупные и суперкрупные золоторудные месторождения относятся к следующим 7-ми рулным формациям:

1 − золото-сульфидно-кварцевой,

2 − золото-кварцевой,

3 − золотоносных конгломератов,

4 − золото-железисто-кварцевой,

5 −золото-мышьяковисто-сульфидной,

6 − золото-полисульфидно-кварцевой,

7 − золото-серебряной.

Распределение крупных и гигантских месторождений золота этих формаций в шкале геологического времени показано на фиг. 15-2 (по М.М.Кон­стантинову и др., 2000). На этом графике отчетливо выделяются 3

периода, наиболее продуктивных в отношении Au-оруденения: 1 − древний, докем брийский (2,6 - 2,71 млрд. лет) и два фанерозойских − 2 − палеозойский (0,4 - 0,24 млрд. лет) и 3 − мезозойско-кайнозойский (0,18 – 0,0 млрд. лет). Другая закономерность заключается в изменении современем состава месторождений: в древней группе преобладают золото-сульфидно-кварце­вые (Поркьюпайн, Калгурли), золото-железисто-кварцевые (Хемло и др.) и «конгломератовые» (Витватерсранд) месторождения; в палеозойской группе месторождения золото-кварцевые (Мурунтау, Васильковское и др.), золото-порлисульфидно-кварцевые и золото-мышьяковисто-сульфидные (Сухой Лог и др.), а в мезо-кайнозойской группе развиты те же, что и в палеозойской группе типы, но важное значение прибретают золото-серебряные месторождения.

Как видно из приведённых данных, наиболее продуктивны протерозойская, рифейская (по В.И.Старостину) и фанерозойская эпохи. Эти данные относятся к собственно зхолоторудным месторождениям. Однако, 10-15% общемировых запасов Au заключено в комплексных месторождениях, прежде всего, медно-колчеданных и колчеданно-полиметаллических, из которых Au добывается попутно.

Рассмотрим распределение типов месторождений золота в истории Земли и локализацию месторождений в возникавших характерных структурах. По данным В.И.Старостина выделяется 4, а по данным М.М.Констан­тинова и др. − 3 периода наиболее интенсивного золотообразования, которые соотносятся с рассмотренными ранее крупными периодами эволюции планеты следующим образом (фиг. 15-3).

В I, раннеархейском периоде, в котором первичная земная кора состояла из «серых гнейсов» (метаморфизованных пород тоналит-трондьемит-гра­но­дио­ритового комплекса) золоторудные месторождения образовывались в отдельных поясах, например, поясе Барбертон (Южная Африка) и блоке Пилбора (Западная Австралия), образовавшихся соответственно в 3,6 и 3,5-3,3 млрд. лет и включающих мелкие месторождения. В это же время форми-

ровались ранние залежи железистых кварцитов, содержащих золото в промышленных масштабах (Зимбабве), порядка 7,6 г/т, до 46,8 г/т. Из крупных месторождений, принадлежащих к золото-сульфидно-кварцевой формации, следует назвать месторождение Колар, залегающее среди архейских метавулканитов в межслоевых соывах. Выделяются 2 крупные зоны срывов − Чемпион, протяженностью 8 км, и Ориенталь (3 км).

Первая золотоносная эпоха (2,8 – 2,4 млрд. лет, по В.И.Старостину и 2,7-2,6 млрд. лет по М.М.Константинову и др.) охватила поздний этап II и ранний этап III периода (поздний архей − ранний протерозой). В это время, на заключительных этапах развития гранитно-зеленокаменных поясов были сформированы многочисленные золоторудные месторождения, в том числе, крупные и уникальные — в провинции Сьюпериор на Канадском щите (фиг. 15-4), представленные золото-сульфидно-кварцевой формацией. Вместе с тем, золотоносными являются и формировавшиеся в поясе Абитиби медноколчеданные месторождения (см. фиг. 15-4). Кроме тоно, к собственно золоторудным относятся сульфидно-вкрапленные в сланцах и месторождения, ассоццирующиеся с кислым вулканизмом зеленокаменных поясов Канады: золото-порфировые (крупные Хемло и Ред-Лайр) и жильные месторождения, ассоциирующиеся с дайками и субвулканическими телами кварцевых порфиров (крупные месторождения Холлинджер, Мак-Итайр, Мадлен Ред-Лейк).

Подобные месторождения есть и в Австралии (Мирароа Кроул и др.).

Крупное месторождение Хемло (более 600 т Au) расположено в провинции Онтарио Канадского щита − фиг. 15-5. Месторождение залегает среди метаосадочных сланцев в ассоциации с кварцевыми фельзит-порфими (фиг. 15-6). Золото ассоциируется с молибденитом, пиритом, мышьяком и сурьмой.

Месторождение Калгури в Австралии (Западно-Австралийский щит) залегает в зеленых сланцах по долеритам и базальтам верхнего архея и приурочено к разлому Голден-Мейл в региональной разломной зоне Воулдер Летрой (фиг. 15-7).

Наконец, крупнейшим в этом этапе является бассйен Витватерсранд (см. фиг. 15-2).

Второй крупнейший золотоносный этап в палеозое включает многочис­ленные крупные месторождения, сформированные в коллизионных структурах многих складчатых сооружений. Крупнейшим среди них является месторождение Мурунтау (фиг. 15-8). Оруденение сосредоточено в широкой и протяженной зоне разрывных нарушений среди песчано-сланцевой углародистой толщи палеозоя. Представлено прожилково-вкрапленной минерализацией золото-сульфидно-кварцевой формации.

На Урале с коллизионными гранитами связано формирование крупных месторождений Березовское и Кочкарь (фиг. 15-9). Последнее представлено серией кварцевых жил с золотом, ассоциирующихся с «табашками» (измененными дайками лампрофиров), прорывающими плагиограниты.

Оруденение третьего, мезозойско-кайнозойского этапа в значительной мере связано с образованием Тихоокеанского рудного пояса и в геодинамическом отношении имеет субдукционную природу, так как связано с образованием вулкано-плутонических островодужных и окраинно-конти­нен­тальных поясов (фиг. 5-10). Эти пояса обладают характерной металлогенической зональностью, а наиболее типичными для них являются месторождения золото-серебряной формации. Представителем является золотосодержащее серебряное месторождение Дукат, залегающее в пределах Охотско-Чукот­ско­го вулканогенного пояса (фиг.15-11). Пояс обладает металлогенической зональностью: внешнюю зону образуют эпитермальные золото-серебряные месторождения и рудопроявления, а во внутренней зоне расположены больше-

Фиг. 15-9. Схема размещения рудных жил месторождения Кочкарь, по данным геологической службы ЗАО «ЮжУралзолото» с дополнениями авторов [Знаменский, Серавкин, 2005]. 1 - рудоконтролирующие дайки табашек; 2 - рудные жилы; 3 - дуплексообразую- щие разрывы жильных зон (а) и залегающие в них жилы (б); 4 - близмеридиональные и северо-западные разломы и дайки; 5 - контуры дуплексов растяжения главной сдвиговой зоны; 6 - дуплексы растяжения жильных зон; 7 - элементы залегания рудных жил и разрывов. Арабскими цифрами в кружках обозначены изучавшиеся рудные жилы: 1 - Сутор- минская, 2 - Северо-Николаевская, 3 - Дегтяро-Кузнецовская, 4 - Сретинская, 5 - Юбилейная, 6 - Бажуковская, 7 - Южно-Александровская, 8 - Северо-Александровская, 9 - Васильевская, 10 - Новая, Y - сдвиги, параллельные главному разрыву, R - сколы Риделя.

объёмные золотые и золотосодержащие серебряные месторождения, в том числе, и Дукат.