Самородное золото псевдорудного облика в меловых конгломератах (Алдано-Становой щит, юго-восток Сибирской платформы)

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

В центральной части Алдано-Станового щита известно большое количество золоторудных проявлений различных формационных типов, однако оценке потенциальной золотоносности конгломератов не было уделено внимание. В. Г. Ветлужских [1] установлена золотоносность конгломератовых отложений мелового возраста центральной части Алдано-Станового щита. В результате поисковых буровых работ установлен мощный пласт золотоносных конгломератов мелового возраста в бассейне реки Гонам и его правого притока ручья Юрский (рис. 1). Содержание золота в конгломератах по данным пробирного анализа составляет от 0.05 до 1.5 г/т.

 

Рис. 1. Карта-схема расположения изученных объектов. 1 – кайнозойские отложения; 2 – мезозойские вулканические образования; 3 – мезозойские терригенно-осадочные породы, слагающие впадины (Нв – Невачинская); 4 – мезозойские щелочные массивы; 5 – протерозойские граниты; 6 – протерозойские основные породы; 7 – стратифицированные метаморфические комплексы Становой области (Ст) (протерозой); 8 – архейские ультраосновные породы; 9 – стратифицированные метаморфические комплексы Южно-Алданской области (архей) (Тн – Тангракский блок, Зв – Зверевский блок); 10 – разрывные нарушения; 11 – диафториты; 12 – площадь россыпи ручья Юрский.

 

Продуктивный пласт локализован в базальной части песчано-конгломератовой толщи нагорнинской свиты мелового возраста. Нагорнинская свита со стратиграфическим несогласием залегает на терригенных отложений юхтинской свиты юрского возраста, а местами на метаморфических образованиях протерозоя. Мощность свиты от 250 до 1000 м. Песчано-конгломератовые отложения перекрываются пирокластическими и эффузивными породами. Они представлены туфами трахиандезитов, трахиандезитобазальтов, базальтов, а в основании выделяется базальный горизонт лавобрекчий и ксенотуфов с обломками докембрийских пород. Остаточная мощность песчано-конгломератовой толщи в районе достигает 250 м. Петрографический состав гальки конгломератов представлен лейкогранитами, гранито-гнейсами, метагабброидами, диафторированными сланцами серицит-хлорит-эпидот-кварцевого состава и кварцитами. Размер гальки от мелкого гравия до валунов 40–50 см. Цемент полимиктовый зеленого и серо-зеленоватого цвета.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

В золотоносных конгломератах мелового возраста нами впервые изучены минералого-геохимические особенности самородного золота в количестве 96 знаков из трех скважин глубиной более 300 м, которые опробованы в интервале от 0 до 250 м. Сцементированные конгломераты подвергались дроблению, затем выделялся тяжёлый шлих, из которого было извлечено самородное золото. Исследование минералого-геохимических особенностей (морфологии, химического состава, микровключений) самородного золота проводилось при применении известных минералого-геохимических методов. Использование стереоскопического микроскопа “LEICA MZ6” и рудного микроскопа “JENAVERT SL 100” позволило изучить морфологические особенности золота и их поверхность. Химический состав самородного золота и минералов-включений изучался на сканирующем электронном микроскопе “JEOL JSM-6480LV” с энергодисперсионным спектрометром “Oxford Instruments Energy 350”. Количественный анализ и обработка результатов осуществлялись по методу XPP в программном обеспечении Software INCA Energy. Условия съемки: ускоряющее напряжение 20 кВ, ток зонда 1.07 нА, время измерения 7 с. Предел обнаружения для большинства элементов составляет 0.2–0.8%, для “тяжелых” элементов – 1% и более. Аналитические работы выполнены в отделе физико-химических методов анализа ИГАБМ СО РАН г. Якутск (аналитик Н. В. Христофорова).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Самородное золото в изученных конгломератах представлено в основном комковидными и пластинчатыми формами размером 0.2–0.5 мм, единичные знаки имеют размеры до 1 мм и более. В подчиненном количестве присутствуют интерстициальные золотины (рис. 2). Золото имеет желтый и желто-соломенный цвет, нередко находится в срастании с жильными минералами, некоторые индивиды частично или почти полностью покрыты налетом темно-бурого и смолянисто-черного цветов.

 

Рис. 2. Морфология золота (а) и гранулометрический состав самородного золота (б) из конгломератов, значения в%. Формы золота (а): 1 – комковидное, 2 – интерстициальное, 3 – пластинчатое. Размер золота (б), мм: 4 – <0.25; 5–0.25–0.5; 6–0.5–1; 7 – >1.

 

Преобладающая часть изученных частиц имеет хорошую и среднюю окатанность. Золото характеризуется сглаженными ребрами и округлыми контурами, иногда грубоямчатой поверхностью с отпечатками вдавливания минералов вмещающих отложений (рис. 3 а–в). По данным микрозондового анализа пробность изученного золота варьирует в диапазоне от 720 до 1000‰ и в среднем составляет 903‰. Содержание элементов примесей не превышает предел обнаружения микрозондового анализатора.

 

Рис. 3. Морфологические формы золота и их поверхность: а, б, в – хорошо окатанные чешуйки; поверхность: а – шагреневая, б – шагреневая с разрывом края золотины; в – грубоямчатая со сквозным отверстием и с отпечатками вдавливания минералов; г, д, е – пластинчатые с грубошагреневой поверхностью, на которых наблюдаются вдавленные минералы. Масштабная полоса 0.1 мм.

 

Однако среди хорошо- и среднеокатанного золота обнаружены слабооокатанные пластинчатые и интерстициальные частицы субрудного облика, образующие псевдосрастания с кварцем, полевым шпатом, магнетитом и другими минералами (рис. 3 г–е). Частота встречаемости подобных золотин по скважинам составляет 40.6%. Золото характеризуется грубоямчатым, бугорчатым, мелкоячеистым микрорельефом, в нем отмечаются острые края и зазубрины. Пробность составляет от 722 до 1000‰, в среднем 893‰. Элементы-примеси не обнаружены.

Детальное изучение слабоокатанного золота показало, что при незначительном физическом воздействии иглой некоторые агрегаты (псевдосрастания) легко разрушаются вследствие непрочных контактов золота с минералами. Отпечатки вдавленных минералов характеризуются округленной формой, отсутствием острых углублений и граней роста. Песчинки кварца имеют окатанную поверхность. На поверхности золотин наблюдаются удлиненные вмятины с угловатыми формами в виде продольных борозд, шрамов и царапин. Зачастую такие золотины имеют поперечные разрывы и сквозные отверстия (рис. 3 б, в).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В целом, при изучении минералого-геохимических особенностей золота установлено, что единичные золотины имеют шрамы, борозды, сквозные отверстия и разрывы, практически полностью пересекающие площадь золотин (рис. 3 б, в). Многие зерна золота рудного облика представлены агрегатами с жильными минералами – кварцем и полевыми шпатами на поверхности (рис. 3 г, д, е). При детальном рассмотрении данных индивидов “рудного” золота под электронным микроскопом было установлено, что некоторые из минералов прилегают к золоту не вплотную. Обнаружена одна золотина, в которой наблюдается ксеногенное, приобретенное в результате литостатического давления включение циркона. Отчетливо установлено, что циркон заполняет полость не полностью, между золотом и цирконом наблюдается воздушное пространство (рис. 4).

 

Рис. 4. Срез золота, в котором наблюдается неплотное срастание золота (Au) с цирконом (Zrn). Масштабная полоса 0.05 мм.

 

Эти минеральные “срастания” с золотом весьма легко удаляются даже при малейшем физическом воздействии. Предполагается, что формирование таких агрегатов “рудных срастаний” золота не сингенетическое и относится к золоту пседорудного облика.

К золоту псевдорудного облика относится россыпное золото с ямчато-бугорчатой поверхностью, с отпечатками вдавливания минералов, шрамами, царапинами, бороздами, а также со “срастаниями” золота с различными минералами вмещающих отложений и сквозными отверстиями, образовавшимися в результате литостатического давления вышележащих толщ при погружении россыпи на глубину более 800 м.

Подобное золото впервые нами было обнаружено в девонских конгломератах Тимана (рис. 5) [2]. Среди хорошо- и среднеокатанного золота обнаружены неокатанные частицы рудного облика, которые характеризуется грубоямчатым, бугорчатым, мелкоячеистым микрорельефом. Иногда эти золотины образуют агрегаты – срастания золота с кварцем, ильменорутилом, гранатом и другими минералами (рис. 5). Наличие такого золота дало основание предшественникам предположить, что коренной источник питания россыпи находится в пределах изучаемого объекта. Однако детальный анализ данного золота, поставил под сомнение правомерность выделения золота рудного облика. В связи с этим нами было выдвинуто предположение, исходя из геологии развития региона, что россыпное золото преобразовалось под влиянием литостатического давления перекрывающих толщ при погружении россыпи девонского возраста на глубину более 800 м. Экспериментальные исследования подтвердили данное предположение, что неокатанное золото рудного облика конгломератов Тиманского кряжа в действительности является россыпным металлом, которое преобразовалось при погружении россыпи на глубину более 800 м.

 

Рис. 5. Псевдорудное золото в конгломератах девонского возраста Тиманского кряжа. Qz – кварц, ilm – ильменит. Масштабная полоса 0.1 мм.

 

Детальный анализ типоморфных особенностей золота из меловых конгломератов, а именно, выявление в нем отпечатков вдавленных минералов, непрочных контактов “срастаний” золота с кварцем и другими минералами, а также сквозные отверстия в золотинах (рис. 3) поставили под сомнение правомерность выделения его как рудное золото. В связи с чем, выдвинуто предположение, что данное россыпное золото преобразовалось в результате влияния литостатического давления перекрывающих толщ и приобрело псевдорудный облик. Воздействие литостатического давления на форму россыпного золота нами было изучено ранее экспериментально [3]. При этом было установлено, что первые признаки вдавливания обломочного материала в золотины наблюдались при имитации погружения россыпи на глубину порядка 0.8 км.). При последующем увеличении имитации погружения до 4 км на золотинах появилась грубоямчатая поверхность с опечатками вдавленных минералов, а также царапины, шрамы и др.

На единичных золотинах (рис. 6 а, б) произошло вдавливание песчинок кварца, ильменита и образование агрегатов (срастание золота с кварцем и ильменитом). Было установлено, что процесс преобразования золота резко усиливается в условиях моделирования сочетания литостатического давления с различными тектоническими подвижками, этим и объясняется появление разрывов и сквозных отверстий на золотинах (рис. 6 б, в).

 

Рис. 6. а, б – поверхность золотин с отпечатками вдавленных в него минералов, полученных в результате эксперимента; в – поверхность золота из меловых конгломератов, на которой также наблюдается вдавленный кварц (Qz) и сквозное отверстие. Масштабная полоса 0.1 мм.

 

Экспериментальные исследования доказывают предположение, что неокатанное золото рудного облика конгломератов мелового возраста в действительности является россыпным золотом (рис. 6 в), что подтверждается также результатами анализа химического состава золота. Пробность золота как у хорошо окатанных, так и у слабоокатанных форм и агрегатов золота, в целом одинаковая и варьирует от 720 до 1000‰, в среднем 899‰, и это свидетельствует о том, что золотоносные конгломераты не подвергались вторичной минерализации (рис. 7).

 

Рис. 7. Пробность хорошоокатанных и слабоокатанных форм и агрегатов золота.

 

Наличие в мезозойских конгломератах самородного “рудного” золота (псевдорудное) со сквозными отверстиями и разрывами можно объяснить с точки зрения воздействия литостатического давления вышележащих пород. При формировании россыпи мезозойского возраста образовались золотоносные галечно-гравийные аллювиальные отложения, затем эта россыпь, в результате проявления тектонических движений (сброс), была погребена предположительно мощными отложениями от 800 до 1200 м, согласно разрезу нагорнинской толщи, представленному на стратиграфической колонке к геологической карте 1:200 000 масштаба [4]. Вследствие чего произошло вдавливание минералов вмещающих толщ, образование разрывов и сквозных отверстий на золотинах. Это в конечном итоге привело к образованию агрегатов “рудного” золота “в срастании” с минералами вмещающих отложений. Подтверждением данного положения служат также данные Ю. П. Ивенсена и В. И. Левина [5], которые, изучая древние докембрийские конгломераты Алдано-Станового щита, пришли к мнению, что золото в конгломератах в основном кластогенное.

Нами ранее установлено наличие золота псевдорудного облика в конгломератах докембрийского, палеозойского и мезозойского возраста на востоке Сибирской платформы, которое также принималось как золото рудного облика [6–8], и на Тиманском кряже [9], в связи с чем велись массовые поиски золоторудных месторождений на данных территориях, как на востоке Сибирской, так и на Восточно-Европейской платформах, которые, к сожалению, не увенчались положительными результатами.

По-нашему мнению, золото в конгломератах Витватерсранда также, возможно, псевдорудного облика и образовалось в результате литостатического давления вышележащих толщ [3]. Генезис знаменитого месторождения Витватерсранд в настоящее время спорный (осадочное или гидротермальное). В пользу нашего предположения Minter et. al. [10], на основе изучения морфологии золота, пришли к выводу, что оно кластогенное и, в связи с этим, они объясняют генезис месторождения Витватерсранд осадочным происхождением золотоносных конгломератов. Выявление золота “рудного” облика в конгломератах для многих исследователей являлось обоснованием гипотезы гидротермального происхождения [11]. Однако T. Oberthur, R. Saagger [12], в результате обнаружения слегка измененного золота псевдорудного облика последующим метаморфизмом, пришли к выводу, что данное золото все-таки кластогенное, а не рудное, что явилось обоснованием отнести месторождение Витватерсранд к осадочному происхождению.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, результаты минералогических и, проведенных ранее экспериментальных исследований, дают основание считать, что изученное самородное золото (агрегаты) в меловых конгломератах является золотом псевдорудного облика. Оно сформировалось под воздействием литостатического давления при погружении конгломератов (россыпи) на значительную глубину. Обнаружение золота псевдорудного облика в конгломератах мелового возраста свидетельствует о преобразовании россыпного золота в этих отложениях, а не о наложенной поздней рудной минерализации. В целом, выявление псевдорудного золота в конгломератах различного возраста от архея до кайнозоя в платформенных областях способствует более корректному поиску золоторудных месторождений.

ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ

Исследование выполнено в рамках государственного задания Института геологии алмазов и драгоценных металлов Сибирского отделения Российской академии наук, финансируемого проектом Министерства науки и высшего образования Российской Федерации FUFG-2024-0006.

Об авторах

З. С. Никифорова

Институт геологии алмаза и благородных металлов Сибирского отделения Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: znikiforova@yandex.ru
Россия, Якутск

А. И. Журавлев

Институт геологии алмаза и благородных металлов Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: znikiforova@yandex.ru
Россия, Якутск

Е. Е. Лоскутов

Институт геологии алмаза и благородных металлов Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: znikiforova@yandex.ru
Россия, Якутск

А. И. Иванов

Институт геологии алмаза и благородных металлов Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: znikiforova@yandex.ru
Россия, Якутск

Список литературы

Дополнительные файлы