УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ Au-Ag ЭПИТЕРМАЛЬНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ КАЙЭНМЫВААМСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ, ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧУКОТКА Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

-«VffcJ Ш

FHH

Прокофьев Всеволод Юрьевич1

доктор геолого-минералогических наук заведующий лабораторией геохимии [email protected]

Волков

Александр Владимирович1

доктор геолого-минералогических наук заведующий лабораторией геологии рудных месторождений [email protected]

Николаев Юрий Николаевич2

кандидат геолого-минералогических наук доцент

[email protected]

Калько

Ильдар Анатольевич2

кандидат геолого-минералогических наук

научный сотрудник

[email protected]

Власов

Евгений Алексеевич2

кандидат геолого-минералогических наук научный сотрудник [email protected]

Вольфсон

Александр Александрович1

кандидат геолого-минералогических наук доцент

[email protected]

Здоров

Анатолий Алексеевич1

член-корреспондент РАН главный научный сотрудник [email protected]

1 ФГБУН Институт геологии

рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, г. Москва

2 ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова»,

г. Москва

Строение рудных месторождений

УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ Au-Ag ЭПИТЕРМАЛЬНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ КАЙЭНМЫВААМСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ, ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧУКОТКА

Получены первые данные о физико-химических параметрах и составе минералообразующих флюидов золото-серебряной минерализации Кайэнмываамского рудного поля Центральной Чукотки. Результаты исследования флюидных включений в продуктивном кварце рудопроявле-ний Кайэнмываамского рудного поля соответствуют параметрам формирования типичных эпитермальных низкосульфидизированных («low sulfidation») месторождений. Рудообразующие флюиды по основным параметрам очень близки к флюидам крупного месторождения Купол. Однако в отличие от последнего в составе флюида рудопроявления Телеве-ем отсутствует сульфат-ион. Полученные результаты свидетельствуют о близповерхностном (0,1-0,5 км) формировании и слабой эроди-рованности рудного поля. Это позволяет говорить о перспективности изучения глубоких горизонтов.

Ключевые слова: Центральная Чукотка, Кайэнмываам, эпитермаль-ные месторождения, золото, серебро, флюидные включения.

Кайэнмываамское рудное поле расположено в центре Чукотского автономного округа (рис. 1, а) в пределах Маюлервеемской вулканоструктуры Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (ОЧВП). Расстояние до г. Анадырь - 330 км, до с. Марково - 240 км, до г. Билибино - 350 км, до г. Певек - 350 км, до рудника Купол -130 км. В его геологическом строении участвуют стратифицированные игнимбриты кислого состава, андезибазальты, андезиты, базальты, туфы среднего-кислого состава, прорванные дайками, штоками трахиандезитов, андезитов, субщелочных диоритов и монцонитов. Пространственное положение субвулканических тел, кварцевых жил и полей метасоматитов совпадает с радиально-кольцевым рисунком трещиноватости Маюлервеемской вулканоструктуры (см. рис. 1, б). На площади рудного поля широко распространены эпитермальные кварцевые жилы с Au-Ag минерализацией. По наибольшей их концентрации выделяются три перспективных участка: Левый Кайэнмываам, Средний (Правый) Кайэнмываам и Телевеем (см. рис. 1, б).

В результате поисковых работ, проведённых Анадырской геологоразведочной экспедицией (1989-1994 гг.), в пределах названных участков были выявлены многочисленные Au-Ag эпитермальные жилы и жильные зоны, в которых установлены несколько рудных столбов. Наиболее крупный из них имеет мощность 2,2 м и прослежен канавами на расстоянии 330 м, а по развалам рудного кварца - >500 м. Вертикальный размах оруденения по геофизическим данным >150 м. Жилы характеризуются полосчатыми тексту-

УДК 551.441 (571.65)

© Коллектив авторов, 2019

DOI: 10.24411/0869-5997-2019-10006

156° 162° 168° 174° 180° 174° 168°

а б в 1

"/ У Т / Е *3 5 □

Рис. 1. ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИО (2 И СХЕМАТИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (б) КАЙЭНМЫВААМСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ:

1 - верхнемеловые стратифицированные вулканические породы ОЧВП (от молодых до более древних свит); 2 - диориты (а), субвулканические риолиты (б), базальты (в); 3 - установленные (а), предполагаемые (б) разрывные нарушения; 4 - кварц-карбонатные жилы; 5 - перспективные участки (1 - Левый Кайэнмываам, 2 - Средний Кайэнмы-ваам,3и Телевеем); 6 - район работ

рами, обусловленными чередованием халцедоно-видного мелко- и крупнозернистого с мозаичной текстурой и друзовидного кварца. Обычно мелкозернистые разности слагают внешние, а друзовид-ные - центральные части жил. Жилы, кроме кварца, содержат адуляр, хлорит, каолинит, гипс, гидрослюды и кальцит.

В последние годы в пределах рудного поля геохимической съёмкой по вторичным ореолам рассеяния оконтурена площадь рудопроявлений [7], а колонковым бурением подтверждено развитие богатого оруденения на глубину. Минералогические исследования показали, что ранняя минеральная ассоциация включает пирит, молибденит, халькопирит, галенит, сфалерит, борнит, тетраэдрит-тен-нантит; поздняя (золото-серебряная) - минералы Аи-Ад, пирсеит-полибазит, акантит, агвиларит, хе-мусит, тетрадимит, кавацулит, теллуриды (алтаит, волынскит, гессит, мелонит, петцит, сильванит, тел-луровисмутит), самородный теллур [1]. Пробность минералов Аи-Ад составляет 550-655%о, в коре выветривания достигает 963%. Типичные примеси: Си (0,03-0,14%) и реже Нд (до 0,18 масс. %). В рудах участка Телевеем главными концентраторами золота и серебра служат теллуриды (петцит, сильванит, гессит), тогда как самородные минералы Аи-Ад имеют подчинённое значение [1].

В 2017 г. в ходе поисково-оценочных работ на рудопроявлениях Левый и Средний Кайэнмываам из эпитермальных кварц-кальцитовых жил были отобраны новые образцы для изучения включений минералообразующих флюидов (ФВ). В кварце и кальците из рудных жил участков Левый и Средний Кайэнмываам обнаружены пригодные для микротермометрических исследований ФВ размером от 1 до 20 мкм. По фазовому составу при комнатной температуре ФВ относятся к двум типам (рис. 2):

• двухфазовые, содержащие газовый пузырёк и водный раствор, которые имеют разные объёмные соотношения между газом и жидкостью;

• газовые включения, сингенетичные газово-жид-ким и свидетельствующие о гетерогенном состоянии (кипении) рудообразующего флюида. В настоящей статье обсуждаются новые данные

микротермометрического изучения индивидуальных флюидных включений в этих образцах по методике, приведённой в работе [1], в сравнении с опубликованными ранее данными по участку Телевеем [1]. Дополнительно выполнен также валовый анализ состава флюидов включений в кварце рудо-проявления Телевеем из навесок 0,5 г класса -0,5+ 0,25 мм мономинеральных фракций кварца (аналитик Ю.В.Васюта, ЦНИГРИ) по методике, описанной в работе [2].

в.

6

10 мкм

О,

0 мкм

Рис. 2. ДВУХФАЗОВЫЕ ГА30В0-ЖИДКИЕ ФЛЮИДНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ ТИПА 1 (а, в, г) И АССОЦИАЦИЯ ГАЗОВЫХ ТИПА 2 И ГАЗОВО-ЖИДКИХ ТИПА 1 ФЛЮИДНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ (б) В КВАРЦЕ (—) И КАЛЬЦИТЕ (г) МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ПРОЖИЛКОВ УЧАСТКОВ ЛЕВЫЙ И СРЕДНИЙ КАЙЭНМЫВААМ

4001

300-

о

. 200-

100-

+Г + @ 0+

2 3 4 5 С, масс. %

о 1

о 2

+ 4

400т

300-

. 200-

100-

1 «A А +

I Оо

: до

Адд д è Д

д Дд

2 3 4 5 С, масс. %

°5 об д 7 + 8

Рис. 3. ДИАГРАММА «ТЕМПЕРАТУРА-КОНЦЕНТРАЦИЯ СОЛЕЙ» ДЛЯ РУДООБРАЗУЮЩИХ ФЛЮИДОВ КАЙЭНМЫВААМСКОГО РУДНО ГО ПОЛЯ (а) В СРАВНЕНИИ С АНАЛОГИЧНОЙ ДИА ГРАММОЙ ДЛЯ РУДООБРАЗУЮЩИХ ФЛЮИДОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КУПОЛ [3], АРЫКВААМ [3], ДВОЙНОЕ [5], ЖИЛЬНОЕ [4] (6):

1,2- Левый Кайэнмываам (1 - кварц, 2 - кальцит); 3 - Средний Кайэнмываам; 4 - Телевеем; 5 - Купол; 6 - Арыкваам; 7 - Двойное; 8 - Жильное

а

б

а

Результаты термо- и криометрических исследований >180 индивидуальных флюидных включений (рис. 3, таблица) показали, что в составе растворов всех двухфазовых ФВ типа 1 преобладали хлориды Na, Mg и Fe. Об этом свидетельствуют хлорид-ные эвтектики растворов включений в температурном интервале от -23 до -30°С.

Полная гомогенизация ФВ типа 1 в кварце проявления Левый Кайэнмываам происходит при температурах 240-245°С в жидкую фазу, а концентрация солей изменяется от 0,3 до 1,0 масс. % экв. NaCl. Плотность флюида составляет 0,80-0,82 г/см3. Полная гомогенизация ФВ в кальците проявления осуществляется при температурах 215-241 °С в жидкость, а концентрация солей изменяется от 0,5 до 1,3 масс. % экв. NaCl. Плотность флюида составляет 0,81-0,85 г/см3.

ФВ типа 1 в кварце проявления Средний Кайэнмываам гомогенизируются при температурах от 222 до 292°С в жидкость, а концентрация солей изменяется от 0,2 до 1,2 масс. % экв. NaCl. Плотность флюида 0,71-0,84 г/см3. В газовых ФВ типа 2 при охлаждении до -140°C углекислота не обнаружена, поэтому давление для ассоциаций включений гетерогенного флюида рассчитывалось как давление насыщенного пара воды, которое изменялось от 30 до 70 бар при температурах 236-292°C.

Гомогенизация ФВ типа 1 в кварце проявления Телевеем [1] осуществляется при температурах 136-327°C в жидкость, а концентрация солей изменяется от 0,2 до 1,6 масс. % экв. NaCl. Плотность флюида 0,63-0,94 г/см3. В газовых ФВ типа 2 при охлаждении до -140°C углекислота не выявлена, поэтому давление для ассоциаций включений гетерогенно-

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕРМО- И КРИОМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ФЛЮИДНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ В КВАРЦЕ И КАРБОНАТЕ РУДОПРОЯВЛЕНИЯ КАЙЭНМЫВААМ

Номера проб Типы включений n Т °С ' гом./ Т °С ' эвт./ Т °С ' пл. льда/ Ссолей, масс. % экв. NaCl d, г/см3 Р, бар

Левый Кайэнмываам

1 П 16 245 -23 -0,6 1,0 0,81 -

LK17/11 -1 кварц 1 П 9 244 -30 -0,2 0,3 0,80 -

1 П 9 240 -23 -0,6 1,0 0,82 -

1 П 3 241 -28 -0,3 0,5 0,81

LK17/11 -1 1 П 3 231 -26 -0,8 1,3 0,83

карбонат 1 П 8 229 -27 -0,5 0,8 0,83

1 П-В 6 215 -23 -0,5 0,8 0,85

Средний Кайэнмываам

0,79 40

0,82 30

0,83 0,84

1 П 3 260 -30 -0,4 0,7 0,78 -

1 П 7 256 -28 -0,2 0,3 0,78 -

1 П 8 249 -29 -0,2 0,3 0,79 -

SK17/12-2 1 П 6 245 -30 -0,3 0,5 0,80 -

кварц 1 П 4 242 -28 -0,3 0,5 0,81 -

1 П 6 241 -30 -0,3 0,5 0,81 -

1 П-В 8 239 -23 -0,2 0,3 0,81 -

1 П-В 11 236 -28 -0,1 0,2 0,81 -

0,78 0,80 0,80

SK17/25-7 кварц 1 П 14 273 -27 -0,7 1,2 0,76 -

1 П 3 263 -28 -0,3 0,5 0,77 -

1 П 6 262 -28 -0,7 1,2 0,78 -

1 П-В 8 249 -28 -0,3 0,5 0,80 -

0,77 40

0,79

0,81

1, 2 П 3 292 -30 -0,2 0,3 0,71 70

8562-5070 кварц 1, П 8 283 -29 -0,2 0,3 0,73 -

1, П 4 276 -28 -0,2 0,3 0,74 -

1, 2 П 5 276 -27 -0,4 0,7 0,75 50

8512-4491 кварц 1, 2 П 9 275 -30 -0,3 0,7 0,75 50

1, П 4 254 -28 -0,3 0,5 0,79

1, 2 П 4 252 -28 -0,3 0,5 0,79 40

8449-4521 1, 2 П 3 251 -30 -0,3 0,5 0,79 40

кварц 1, 2 П 7 250 -28 -0,2 0,3 0,79 40

1, П 5 242 -27 -0,2 0,3 0,81 -

1, 2 П 8 251 -26 -0,2 0,3

1, 2 П 13 236 -28 -0,4 0,7

кварц 1 П 8 230 -26 -0,4 0,7

1 П-В 4 222 -27 -0,3 0,5

SK17/12-4

1 П 5 258 -26 -0,5 0,8

SKÏ/8 1 П 6 248 -25 -0,4 0,7

1 П 4 246 -26 -0,3 0,5

1, 2 П 5 264 -32 -0,3 0,5

8154-4732

81544/32 1, П 7 251 -28 -0,3 0,5

кварц

1, П 4 240 -27 -0,3 0,5

Продолжение таблицы

Телевеем [1]

5132-7842 кварц 1, П 3 289 -34 -0,9 1,6 0,74 -

1, П 13 283 -34 -0,9 1,6 0,75 -

1, П 3 269 -36 -0,6 1,1 0,77 -

1, П 2 262 -30 -0,4 0,7 0,78 -

1, П-В 3 236 -30 -0,3 0,5 0,82 -

1, П-В 3 233 -34 -0,8 1,4 0,83 -

1, В 4 136 -31 -0,1 0,2 0,94 -

1, 2 П 3 256 -28 -0,3 0,5 0,78 40

7870-5167 кварц 1, П 14 248 -27 -0,3 0,5 0,80

1, П 9 237 -27 -0,3 0,5 0,82

7832-5236 кварц 1, 2 П 3 327 -27 -0,2 0,3 0,63 120

1, П 6 288 -28 -0,2 0,3 0,72 -

1, П-В 15 257 -28 -0,2 0,3 0,78 -

1, 2 П 7 251 -29 -0,2 0,3 0,79 30

7860-5156 кварц 1, 2 П 6 246 -27 -0,2 0,3 0,80 30

1, П 3 238 -28 -0,2 0,3 0,81

7842-5131 кварц 1, 2 П 4 290 -27 -0,7 1,2 0,73 70

1, 2 П 4 270 -33 -0,4 0,7 0,76 50

1, П 3 276 -28 -0,8 1,3 0,76 -

1, П 6 265 -30 -0,5 0,8 0,77 -

1, П 5 261 -28 -0,9 1,5 0,79 -

1, П 11 253 -29 -0,5 0,8 0,79 -

Примечание. Типы флюидных включений: 1 - двухфазовые газово-жидкие, 2 - газовые, П - первичные, П-В - первично-вторичные. п - число включений, Ссолей - концентрация солей, 1 - плотность флюида.

го флюида рассчитывалось как давление насыщенного пара воды, которое изменялось от 30 до 120 бар при температурах 246-327°C.

Таким образом, на изученной площади максимальные температуры гомогенизации ФВ, солёность минералообразующих флюидов и давление растут в направлении с северо-запада на юго-восток. Это совпадает с увеличением возраста вмещающих пород и может быть связано с возрастанием глубины эрозионного среза в том же направлении. Однако различия в параметрах рудообра-зующих флюидов участка Телевеем [1] невелики в сравнении с параметрами флюидов участков Левый и Средний Кайэнмываам и свидетельствуют о близкой глубине их формирования.

В составе флюида участка Телевеем по данным валового анализа среди анионов найден (в г/кг воды) Cl (6,65), а среди катионов - Na (4,2), K (0,40) и Ca (0,08). Во флюиде определены также (в г/кг воды) углекислота (13,7), метан (0,7) и ряд микрокомпо-

нентов (мг/кг воды): Be (0,29), Br (2595), As (5529), Li (86,8), B (24,8), Rb (0,3), Sr (0,09), Mo (1,5), Ag (1,2), Sb (8,6), Cu (0,7), Zn (38,9), Bi (0,02), U (0,02), Ge (0,22), Mn (1,8), Co (0,70), V (5,7), Cr (1,2), Y (0,06), Zr (0,24), Au (0,09), Hg (0,2), Tl (0,02), REE (0,2).

В целом рудообразующие флюиды участков Телевеем, Левый и Средний Кайэнмываам по основным параметрам наиболее похожи на рудообразующие флюиды месторождений Купол [3] и Арыква-ам [3] и отличаются от флюидов месторождений Двойное [5] и Жильное [4] (см. рис. 3, б). При этом в отличие от месторождения Купол [3] в составе флюида рудопроявления Телевеем не был найден сульфат-ион. Установленные небольшие давления свидетельствуют о близповерхностном (0,1-0,5 км) формировании и незначительной эродированно-сти рудопроявлений.

Итак, данные исследования флюидных включений в продуктивном кварце рудопроявлений Кай-энмываамского рудного поля соответствуют пара-

метрам формирования типичных эпитермальных низкосульфидизированных («low sulfidation») месторождений [6]. Крупный масштаб рудообразую-щей системы и незначительный уровень её эрозионного среза позволяют прогнозировать открытие

новых богатых рудных тел в пределах Маюлерве-емской вулканоструктуры (в том числе и не выходящих на поверхность).

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 18-05-70001).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.

Власов Е.А., Прокофьев В.Ю., Николаев Ю.Н., Калько И.А. Новая находка золото-теллуридной минерализации на Чукотке: минералогия и условия формирования рудопроявления Телевеем // Руды и металлы. 2016. № 4. С. 48-50.

2. Кряжев С.Г., Прокофьев В.Ю., Васюта Ю.В. Использование метода 1СР МБ при анализе состава рудообра-зующих флюидов // Вестн. МГУ. Сер. 4. Геология. 2006. № 4. С. 30-36.

3. Особенности рудообразования на золото-серебряном месторождении Купол, Северо-Восток России (по данным исследования флюидных включений) / А.В.Волков, В.Ю.Прокофьев, Н.Е.Савва и др. // Геология рудных месторождений. 2012. Т. 54. № 4. С. 350359.

4. Первые данные об условиях формирования эпитер-мальной Au-Ag минерализации месторождения Жильное (Восточная Чукотка) / А.А.Елманов, В.Ю.Прокофьев, А.В.Волков и др. // Доклады академии наук. 2018. Т. 480. № 6. С. 693-697.

5. Au-Ag эпитермальное месторождение Двойное (п-ов Чукотка, Россия) / А.В.Волков, Н.Е.Савва, Е.Е.Колова и др. // Геология рудных месторождений. 2018. Т. 60. № 6. С. 590-609.

6. Simmons F.A., White N.C., John D.A. Geological Characteristics of Epithermal Precious and Base Metal Deposits // Econ. Geol. 100th Anniversary Volume. 2005. P. 485522.

7. The Kayenmyvaam Au-Ag prospective district, Chukchi Peninsula, Russia: characteristics of mineralization / I.Kal-ko, E.Vlasov, V.Prokofiev et al. // SGEM2015 Conference Proceedings. 2015. Vol. 3. P. 699-706.

Au-Ag EPITHERMAL MINERALIZATION FORMATION CONDITIONS AT KAIENMYVAAMSKOYE ORE FIELD, CENTRAL CHUKOTKA

V.Yu.Prokofiev1, A.V.Volkov1, Yu.N.Nikolaev2, I.A.Kalko2, E.A.Vlasov2, A.A.Volfson1, A.A.Sidorov1 (1FSBIS Institute of Ore Geology, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences, Moscow; 2M.V.Lomonosov Moscow State University)

First data were obtained on physicochemical parameters and composition of mineral-forming fluids for Au-Ag mineralization of Kaienmyvaamskoye ore field, Central Chukotka. Study results of fluid inclusions in productive quartz of the ore field's ore occurrences correspond to formation parameters of typical epithermal low-sulfidation deposits. By their main parameters, ore-forming fluids are very similar to those of the giant Kupol deposit. However, unlike the latter Televeem ore occurrence fluid composition lacks a sulfate ion. The results suggest near-surface (0,1-0,5 km) formation and poorly eroded ore field. This indicates high prospects for deep level study.

Keywords: Central Chukotka, Kaienmyvaam, epithermal deposits, gold, silver, fluid inclusions.