МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА ПОЛИСТАДИЙНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЧЕРТОВО КОРЫТО

Введение. Ленская золотоносная провинция является одной из крупнейших по запасам золота во всем мире. Несмотря на длительную историю работ на данной территории, генезис месторождений Au, приуроченных к черносланцевым отложениям Бодайбинского синклинория, до сих пор остается открытым. Наиболее дискуссионными являются вопросы, связанные с определением источника полезного компонента и выявлением механизма его перераспределения и концентрирования. Цель настоящей работы – выявление этапности формирования месторождения Чертово Корыто на основании детальной минералого-геохимической характеристики руд, околорудных метасоматитов и вмещающих их черносланцевых отложений раннепротерозойского возраста, а также оценка применимости сухоложской модели для формирования месторождения.

Геологическая позиция. Ленская золотоносная провинция приурочена к зоне сочленения Сибирской платформы и Байкальской горной области (рис. 1). Одним из главных элементов геологического строения рассматриваемой площади является Чуйско-Тонодско-Нечерский антиклинорий. Положение осевой части антиклинория подчеркивают выступы пород раннепротерозойского возраста, в которых значительные площади занимают массивы гранитоидов. Месторождение Чертово Корыто расположено в пределах Кевактинского рудного узла, приуроченного к Тонодскому поднятию и представляющего собой крупный интенсивно тектонически нарушенный блок, заключенный между Кевактинским и Амандракским массивами гранитоидов. Рудная зона месторождения, мощностью 150 м и протяженностью 1.5 км, приурочена к висячему боку складчато-разломной области, оперяющей Амандракский глубинный разлом (рис. 2).

Вещественный состав. В пределах рудной зоны месторождения породы михайловской свиты представлены углеродсодержащими сланцами полевошпат-хлорит-серицит-кварцевого состава с гнездообразными рудными скоплениями пирит-кварцевого состава и прожилками кварца. Установлено пять минеральных ассоциаций, сформированных в результате разновременных процессов, поэтапно сменяющих друг друга:

- наиболее ранняя ассоциация связана с кварц-мусковит-серицитовым метасоматозом и выносом РЗЭ и ряда других элементов из пород с их частичным переотложением;

- метаморфическая сульфидизация представлена рассеянной вкрапленностью пирротина с образованием мелких, значительно вытянутых (до 0.7 см по длинной оси) вдоль рассланцевания линзочек пирротина (рис. 3, a, b);

- рудная минерализация представлена наложенной гидротермальной ассоциацией золота с арсенопиритом (рис. 3, d);

- поздняя халькофильная минерализация, образовавшаяся на завершающем этапе гидротермально-метасоматического процесса (рис. 3, e, f);

- пострудное окварцевание.

Геохимическая характеристика. В результате геохимического изучения пород и руд месторождения Чертово Корыто установлено, что отложения михайловской свиты характеризуются повышенными содержаниями, относительно стандартов PAAS [Condie, 1993] и СЧС-1 [Petrov et al., 2004], таких породообразующих элементов как Al₂O₃, Fe₂O_3общ, MgO, K₂O, и P₂O₅. Характерно то, что содержание практически всех оксидов в рудной зоне имеет тенденцию к снижению. Исключением является SiO₂ (табл. 1). Распределение редких элементов повторяет закономерность, установленную для петрогенных элементов. Наименее измененные породы михайловской свиты характеризуются повышением содержания (до трех раз) Cu, Mo, Ba, W, As, Pb относительно значений PAAS и СЧС-1, в то время как в рудной зоне содержание практически всех редких элементов заметно снижается (табл. 2). Содержание ряда элементов сидерофильной группы (Co, Ni) имеет четкую корреляцию с рудными процессами, проявляя увеличение в два раза и более в зоне околорудных изменений. Максимальные концентрации Co и Ni отмечены в пробах с рудными содержаниями золота.

Выводы. Формирование месторождения Чертово Корыто происходило в пять этапов, первые два из которых являются дорудными, носят рудоподготовительный характер и, вероятно, значительно оторваны по времени от основного рудоформирующего события. Установленная стадийность формирования месторождений Чертово Корыто коррелирует с основными стадиями тектонометаморфической истории региона и согласуется с моделью формирования месторождений сухоложского типа [Nemerov, 1989; Buryak, Khmelevskaya, 1997; Large et al., 2007].

1. Buryak V.A., Khmelevskaya N.M., 1997. Sukhoi Log – One of the Largest Gold Deposits in the World (Genesis, Regularities in Placing Mineralization, and Forecasting Criteria). Dal'nauka, Vladivostok, 156 p. (in Russian) [Буряк В.А., Хмелевская Н.М. Сухой Лог – одно из крупнейших золоторудных месторождений мира (генезис, закономерности размещения оруденения, критерии прогнозирования). Владивосток: Дальнаука, 1997. 156 с.].

2. Chernyshev I.V., Chugaev A.V., Safonov Y.G., Saroyan M.R., Yudovskaya M.A., Eremina A.V., 2009. Lead isotopic composition from data of high-precession MC-ICP-MS and sources of matter in the large-scale Sukhoi Log noble metal deposit, Russia. Geology of Ore Deposits 51 (6), 496–504. http://dx.doi.org/10.1134/S1075701509060063.

3. Chugaev A.V., Chernyshov I.V., Safonov Y.G., Saroyan M.R., 2010. Lead isotopic characteristics of sulfides from large gold deposits of the Baikal-Patom Highland (Russia): Evidence from high-precision MC-ICP-MS isotopic analysis of lead. Doklady Earth Sciences 434 (2), 1366–1369. http://dx.doi.org/10.1134/S1028334X1010017X.

4. Chugaev A.V., Plotinskaya O.Y., Chernyshev I.V., Kotov A.A., 2014. Lead isotope heterogeneity in sulfides from different assemblages at the Verninskoe gold deposit (Baikal-Patom Highland, Russia). Doklady Earth Sciences 457 (1), 887–892. http://dx.doi.org/10.1134/S1028334X14070216.

5. Condie K.C., 1993. Chemical composition and evolution of the upper continental crust: contrasting results from surface samples and shales. Chemical Geology 104 (1–4), 1–37. http://dx.doi.org/10.1016/0009-2541(93)90140-E.

6. Development of Criteria for Evaluating the Areas of Carbonaceous Sedimentary Formations for Forecasting of Non-Traditional Types of Deposits of Platinum Group Metals (Eastern Siberia), 1998. 1995–1998 Report on Topic 01423412709. Irkutsk (in Russian) [Разработка критериев оценки площадей развития углеродистых осадочных формаций для целей прогнозирования нетрадиционных типов месторождений платиноидов (Восточная Сибирь). Отчет по теме 01423412709 за 1995–1998 гг. Иркутск, 1998].

7. Distler V.V., Mitrofanov G.L., Nemerov V.K., Kovalenker V.A., Mokhov A.V., Semeikina L.K., Yudovskaya M.A., 1996. Modes of occurrence of the platinum group elements and their origin in the Sukhoi Log gold deposit (Russia). Geology of Ore Deposits 38 (6), 413–428.

8. Gammons C.H., Wood S.A., Li Y., 2002. Complexation of the rare earth elements with aqueous chloride at 200 °C and 300 °C and saturated water vapor pressure. In: R. Hellmann, S.A. Wood (Eds.), Water-rock interactions, ore deposits, and environmental geochemistry: a tribute to David A. Crerar. Geochemical Society Special Publication, vol. 7, p. 191–207.

9. Geological Report on Object GDP-0-50-I-II (Tonoda area), 2014. Irkutsk, 200 p. (in Russian) [Геологический отчет по объекту: ГДП-0-50-I-II (Тонодская площадь). Иркутск, 2014. 200 с.].

10. Gold Ore Deposit of Chertovo Koryto, 2007. 1996–2007 CJSC Tonoda Exploration Report. Estimated Reserves as of 01 September 2007. Bodaibo (in Russian) [Золоторудное месторождение Чертово Корыто. Отчет ЗАО «Тонода» о поисково-разведочных работах за 1996–2007 г.г. с подсчетом запасов по состоянию на 01.09.2007 г. Бодайбо, 2007].

11. Haas J.R., Shock E.L., Sassani D.C., 1995. Rare earth elements in hydrothermal systems: estimates of standard partial molal thermodynamic properties of aqueous complexes of the rare earth elements at high pressures and temperatures. Geochimica et Cosmochimica Acta 59 (21), 4329–4350. http://dx.doi.org/10.1016/0016-7037(95)00314-P.

12. Ivanov A.I., 2014. Gold of Baikal-Patom (Geology, Mineralization, and Prospects). Central Research Institute of Geological Prospecting for Basic and Precious Metals, Moscow, 215 p. (in Russian) [Иванов А.И. Золото Байкало-Патома (геология, оруденение, перспективы). М.: ЦНИГРИ, 2014. 215 с.].

13. Keppler H., 1993. Influence of fluorine on the enrichment of high field strength trace elements in granitic rocks. Contributions to Mineralogy and Petrology 114 (4), 479–488. http://dx.doi.org/10.1007/BF00321752.

14. Kucherenko I.V., Gavrilov R.Yu., Martynenko V.G., Verkhozin A.V., 2008. Petrological and geochemical characteristics of the ore-bearing metasomatic aureole of the Chertovo Koryto gold deposit (Patom Highland). Bulletin of the Tomsk Polytechnical University 312 (1), 11–20 (in Russian) [Кучеренко И.В., Гаврилов Р.Ю., Мартыненко В.Г., Верхозин А.В. Петролого-геохимические черты рудовмещающего метасоматического ореола золоторудного месторождения Чертово Корыто (Патомское нагорье) // Известия Томского политехнического университета. 2008. Т. 312. № 1. С. 11–20].

15. Large R.R., Maslennikov V.V., Robert F., Danyushevsky L.V., Chang Z., 2007. Multistage sedimentary and metamorphic origin of pyrite and gold in the giant Sukhoi Log deposit, Lena gold province, Russia. Economic Geology 102 (7), 1233–1267. http://dx.doi.org/10.2113/gsecongeo.102.7.1233.

16. Larin A.M., Sal’nikova E.B., Kotov A.B., Makar’ev L.B., Yakovleva S.Z., Kovach V.P., 2006. Early Proterozoic syn-and postcollision granites in the northern part of the Baikal fold area. Stratigraphy and Geological Correlation 14 (5), 463–474. http://dx.doi.org/10.1134/S0869593806050017.

17. Laverov N.P., Chernyshev I.V., Chugaev A.V., Bairova E.D., Gol’tsman Y.V., Distler V.V., Yudovskaya M.A., 2007. Formation stages of the large-scale noble metal mineralization in the Sukhoi Log deposit, East Siberia: Results of isotope-geochronological study. Doklady Earth Sciences 415 (1), 810–814. http://dx.doi.org/10.1134/S1028334X07050339.

18. Linnen R.L., Samson I.M., Williams-Jones A.E., Chakhmouradian A.R., 2014. Geochemistry of the rare-earth element, Nb, Ta, Hf, and Zr depostits. In: H.D. Holland, K.K. Turekian (Eds.), Treatise on Geochemistry (Second Edition), vol. 13, Geochemistry of Mineral Deposits. Elsevier, Oxford, p. 543–568. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.01124-4.

19. Meffre S., Large R.R., Scott R., Woodhead J., Chang Z., Gilbert S.E., Danyushevsky L.V., Maslennikov V., Hergt J.M., 2008. Age and pyrite Pb-isotopic composition of the giant Sukhoi Log sediment-hosted gold deposit, Russia. Geochimica et Cosmochimica Acta 72 (9), 2377–2391. http://dx.doi.org/10.1016/j.gca.2008.03.005.

20. Migdisov A.A., Williams-Jones A.E., 2008. A spectrophotometric study of Nd (III), Sm (III) and Er (III) complexation in sulfate-bearing solutions at elevated temperatures. Geochimica et Cosmochimica Acta 72 (21), 5291–5303. http://dx.doi.org/10.1016/j.gca.2008.08.002.

21. Migdisov A.A., Williams-Jones A.E., Wagner T., 2009. An experimental study of the solubility and speciation of the rare earth elements (III) in fluoride-and chloride-bearing aqueous solutions at temperatures up to 300 °C. Geochimica et Cosmochimica Acta 73 (23), 7087–7109. http://dx.doi.org/10.1016/j.gca.2009.08.023.

22. Nemerov V.K., 1989. Geochemical Specialization of the Late Cambrian Black Shales in the Baikal-Patom Highland. PhD Thesis (Candidate of Geology and Mineralogy). Irkutsk, 144 p. (in Russian) [Немеров В.К. Геохимическая специализация позднекембрийских черных сланцев Байкало-Патомского нагорья: Дис. … канд. геол.-мин. наук. Иркутск, 1989. 144 с.].

23. Nemerov V.K., Spiridonov A.M., Razvozzhaeva E.A., Matel’ N.L., Budyak A.E., Stanevich A.V., 2005. The main factors of ontogeny in noble metal deposits of Sukhoi Log type. Otechestvennaya Geologiya (Russian Geology) (3), 17–24 (in Russian) [Немеров В.К., Спиридонов А.М., Развозжаева Э.А., Матель Н.Л., Будяк А.Е., Станевич А.М. Основные факторы онтогенеза месторождений благородных металлов Сухоложского типа // Отечественная геология. 2005. № 3. С. 17–24].

24. Palenova E.E., 2015. Mineralogy of the Kopylovskoe, Caucasus, and Krasnoe Gold Deposits (Artemovsky Ore Complex, Bodaibo District). PhD Thesis (Candidate of Geology and Mineralogy). Miass, 202 p. (in Russian) [Паленова E.E. Минералогия месторождений золота Копыловское, Кавказ, Красное (Артемовский рудный узел, Бодайбинский район): Дис. … канд. геол.-мин. наук. Миасс, 2015. 202 с.].

25. Perevalov O.V., Sryvtsev N.A., 2013. Geological Structure and Minerageny of the Bodaibo and Mama Mining Regions. GEOMAP, GEOS, Moscow, 276 p. (in Russian) [Перевалов О.В., Срывцев Н.А. Геологическое строение и минерагения Бодайбинского и Мамского горнорудных районов. М.: ГЕОКАРТ, ГЕОС, 2013. 276 с.].

26. Petrov L.L., Kornakov Yu.N., Korotaeva I.Ia, Anchutina E.A., Persikova L.A., Susloparova V.E., Fedorova I.N., Shibanov V.A., 2004. Multi-element reference samples of black shale. Geostandards and Geoanalytical Research 28 (1), 89–102. http://dx.doi.org/10.1111/j.1751-908X.2004.tb01045.x.

27. Tsygankov A.A., Litvinovsky B.A., Jahn B.M., Reichow M.K., Liu D.Y., Larionov A.N., Presnyakov S.L., Lepekhina Ye.N., Sergeev S.A., 2010. Sequence of magmatic events in the Late Paleozoic of Transbaikalia, Russia (U-Pb isotope data). Russian Geology and Geophysics 51 (9), 972–994. http://dx.doi.org/10.1016/j.rgg.2010.08.007.

28. Tsygankov A.A., Matukov D.I., Berezhnaya N.G., Larionov A.N., Posokhov V.F., Tsyrenov B.T., Khromov A.A., Sergeev S.A., 2007. Late Paleozoic granitoids of western Transbaikalia: magma sources and stages of formation. Russian Geology and Geophysics 48 (1), 120–140. http://dx.doi.org/10.1016/j.rgg.2006.12.011.

29. Vagina E.A., 2012. Ores mineral complexes and GENESIS OF Chertovo Koryto gold deposit (Patom Highland). Bulletin of the Tomsk Polytechnical University 321 (1), 63–69 (in Russian) [Вагина Е.А. Минеральные комплексы руд и генезис золоторудного месторождения Чертово Корыто (Патомское нагорье) // Известия Томского политехнического университета. 2012. Т. 321. № 1. С. 63-69].

30. Wood S.A., 2005. The aqueous geochemistry of zirconium, hafnium, niobium and tantalum. In: R.L. Linnen, I.M. Samson (Eds.), Rare-element geochemistry and mineral deposits. Geological Association of Canada Short Course Notes, vol. 17, p. 217–268.

31. Wood S.A., Williams-Jones A.E., 1994. The aqueous geochemistry of the rare-earth elements and yttrium 4. Monazite solubility and REE mobility in exhalative massive sulfide-depositing environments. Chemical Geology 115 (1–2), 47–60. http://dx.doi.org/10.1016/0009-2541(94)90144-9.

32. Yudovskaya M.A., Distler V.V., Prokofiev V.Y., Akinfiev N.N., 2016. Gold mineralisation and orogenic metamorphism in the Lena province of Siberia as assessed from Chertovo Koryto and Sukhoi Log deposits. Geoscience Frontiers 7 (3), 453–481. http://dx.doi.org/10.1016/j.gsf.2015.07.010.

33. Yudovskaya M.A., Distler V.V., Rodionov N.V., Mokhov A.V., Antonov A.V., Sergeev S.A., 2011. Relationship between metamorphism and ore formation at the Sukhoi Log gold deposit hosted in black slates from the data of U-Th-Pb isotopic SHRIMP-dating of accessory minerals. Geology of Ore Deposits 53 (1), 27–57. http://dx.doi.org/10.1134/S1075701511010077.

34. Zorin Y.A., Mazukabzov A.M., Gladkochub D.P., Donskaya T.V., Presnyakov S.L., Sergeev S.A., 2008. Silurian age of major folding in Riphean deposits of the Baikal-patom zone. Doklady Earth Sciences 423 (1), 1235–1239. http://dx.doi.org/10.1134/S1028334X08080114.