Геология рудных месторождений, 2020, T. 62, № 4, стр. 321-348

ВВЕДЕНИЕ

Регион Восточного Забайкалья чрезвычайно удобен для исследования феномена совмещения золоторудных и молибденовых (“молибден-порфировых”) месторождений, а также генетических связей оруденения с процессами единовременного магматизма. Примеры такого сочетания рудных месторождений известны во многих регионах – Кордильеры Северной Америки, Китай, Киргизия, Алдан и многие другие (Соловьёв, 2014). Ранее была обоснована парагенетическая связь месторождений с мезозойскими магматическими комплексами (Амуджикано-Сретенским и Шахтаминским), образовавшимися на коллизионном и постколлизионном этапах геодинамического развития территории (Кузьмин, Антипин, 1972; Козлов, 1985; Таусон, 1977, 1984, 1989; Антипин, 1970; Таусон и др., 1987; Зорина, Куликова, 1998; Андреева и др., 1996; Коваль, 1998; Спиридонов и др., 2006; Абрамов и др., 2017, 2018). Амуджикано-сретенский комплекс впервые был описан на территориях севернее монголо-охотской сутуры, шахтаминский описан на территориях, расположенных южнее. В составе амуджикано-сретенского и шахтаминского комплексов выделяются три интрузивные фазы внедрения и поздняя заключительная дайковая серия (Спиридонов и др., 2006). Состав и геохимические особенности пород амуджикано-сретенского и шахтаминского комплексов очень близки. Определения абсолютного возраста пород амуджикано-сретенского и шахтаминского комплексов – 180–107 и 167–140 млн лет соответственно – могут указывать на большую длительность периода магматической активности при формировании пород массивов амуджикано-сретенского комплекса (Спиридонов и др., 2006). С гранитоидами амуджикано-сретенского комплекса связано промышленное молибденовое, золотое и золото-полиметалическое оруденение, с породами шахтаминского комплекса связывается молибденовое, полиметалическое, золото-полиметалическое и золотое оруденение, а также проявления As, Sb и Hg. А.М. Спиридонов, Л.Д. Зорина и другие указывали, что одним из главных отличий амуджикано-сретенского комплекса является повышенное содержание золота (от 0.005 до 0.23 г/т) в породах по сравнению с породами шахтаминского комплекса, где содержания Au ниже кларковых (Спиридонов и др., 2006, 2010). Даже если такое обогащение в какой-то степени связано с постмагматической гидротермальной проработкой, учитывая единовременность магматизма и рудообразования, это предполагает некоторые различия в условиях дегазации магм и образования расплавов в глубинных очагах при становлении массивов и даек амуджиканского и шахтаминского комплексов. Последнее может подтверждаться отсутствием зависимости содержания Au в породах комплексов от его содержаний во вмещающих породах (Спиридонов и др., 2010).

Магматические комплексы Восточного Забайкалья, с которыми связана Au- и Cu–Mo-порфировая минерализация региона, представлены глубоко дифференцированными плутоническими и вулкано-плутоническими производными шошонит-латитовой и высококалиевой известково-щелочной магм (Сотников и др., 1977; Спиридонов и др., 2006; Берзина и др., 2013, 2015). Установленная перемежаемость этих магм во времени и присутствие комбинированных даек сложного строения в рудных полях Mo-порфировых и золоторудных месторождений указывает на одновременное существование магматических очагов разных глубинных уровней (мантийного и корового), с которыми могла быть связана генерация магматических расплавов и магматогенных флюидов, участвовавших в процессах рудообразования на золоторудных и Cu–Mo-порфировых месторождениях.

Основными критериями парагенетической связи процессов рудообразования и магматизма, в первую очередь, служат одновременность их проявления и совмещенность ареалов распространения. Проследить генетические связи рудной минерализации с конкретными магматическими фазами можно путем сопоставления их геохимического состава. Одним из таких инструментов является исследование газового и солевого составов, а также металлоносности магматических и рудообразующих флюидов, по данным, полученным при изучении флюидных включений в минералах руд месторождений и пород рудоносных магматических комплексов. Идентификация конкретных фаз рудоносных магматических комплексов, как вероятных магматических источников рудообразующих флюидов, может быть использована как критерий генетической связи рудообразования и магматизма и иметь большое значение для создания адекватных генетических моделей рудных месторождений.

ОЧЕРК ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ

Ареал пространственного совмещения золоторудных и молибден-порфировых месторождений в пределах Восточного Забайкалья образует субширотный золото-молибденовый пояс (по С.С. Смирнову, 1944) и частично входит в недавно выделенную на основании анализа геофизических и сейсмографических данных (Хомич, Борискина, 2017) Далайнор-Газимуровско-Олекминскую тектоническую и минерагеническую зону, в которой располагается основная масса крупных рудных узлов с Au, Mo, U, Pb–Zn, Cu и флюоритовой минерализацией (фиг. 1).

Фиг. 1.

Схема расположения золоторудных и молибден-порфировых месторождений Восточного Забайкалья. Составлено с использованием данных (Спиридонов и др., 2006; Хомич, Борискина, 2017, а также Геологической карты РФ 1 : 1 000 000, Алдано-Байкальская серия). Условные обозначения: 1 – металлогенический золото-молибденовый пояс по С.С. Смирнову; 2 – основная ветвь Монголо-Охотской сутуры; 3 – Ононская ветвь Монголо-Охотской сутуры; 4 – разломы, возникшие или обновленные в ходе коллизии, ГА – Газимуровский, УР – Урулюнгуевский; 5 – проекция на современную поверхность фронтальной части слеба, по (Хомич, Борискина, 2017); 6 – Далайнор-Газимуровско-Олекминская тектоническая и минерагеническая зона; 7 – золоторудные месторождения; 8 – молибден-порфировые месторождения и проявления. Золоторудные месторождения Давендинско-Ключевского рудного узла (Д-К) – Александровское (1), Ключевское (2), Итака (3), Уконинское (4), Амазарское (5). Крупные молибден-порфировые месторождения – Давенда (6), Жирекен (7), Шахтама (8), Бугдая (9).

Давендинско-Ключевской рудный узел, расположенный в пределах золото-молибденового пояса, образован компактной локализацией золоторудных (Александровское, Западное, Ключевское, Костромихинское) и молибденовых месторождений (Давендинское, Алексеевское, Большекудечинское) (фиг. 2). Основную роль в геологическом строении рудного узла играют гранитоидные породы палеозойского и мезозойского возраста (фиг. 2). Стратифицированные образования имеют весьма незначительное распространение и представлены останцами архейских метаморфических пород среди раннепалеозойских. Породы рудоносного амуджикано-сретенского комплекса (J₂–K₁) представлены интрузиями порфировидных-гранодиоритов и умеренно щелочных крупно-порфировидных гранитов и гранит-порфиров (фиг. 2а).

Фиг. 2.

Схемы геологического строения Давенда-Ключевского рудного узла (а), месторождений Александровское и Давенда (б) и вертикальный разрез через площади месторождений (в), (составлено Б.Н. Абрамовым). Амуджикано-сретенский комплекс (J₂–K₁). 1 – гранитоиды первой (а) и второй (б) фаз; третья фаза дайковая серия: 2 –диорит-порфириты штоки (а) и дайки (б); 3 – дайки кварцевых диорит-порфиров; 4 – гранит-порфиры штоки (а) и дайки (б); 5 – дайки фельзитов (а) и гранит-порфиров (б). Амананский комплекс (J_2-3). 6 – гранодиориты (а), диориты и кварцевые диориты (б). Бичурский комплекс (P₂). 7 – средне-крупнозернистые биотит-роговобманковые граниты (а) и кварцевые диориты (б). Олекминский комплекс (PZ₁). 8 – порфиробластовые граниты (а) и гнейсовидные граниты (б). Кручининский комлекс (PZ₁): 9 – диориты и габбродиориты. Олекминский комплекс (PZ₁). 10 – кристаллические сланцы и амфиболиты (PZ₁). Амазарканский комплекс (AR). 11 – диориты и диоритогнейсы. 12 – эксплозивные брекчии. Рудные жилы: 13 – золотоносные сульфидно-кварцевые (а) и кварц-молибденитовые (б). 14 – геологические (а) и фациальные (б) границы. 15 – тектонические нарушения (а) и их обозначения (б) – Северо-Давендинское (1), Пограничное (2), Пологое (3), Алексадровское (4) и Главное (5). 16 – надвиги (а), рудоконтолирующие нарушения (б); 17 – рудные участки месторождения Александровское: И – Ивачихинский, Ц – Центральный, В – Восточный, СВ – Северо-Восточный, ВО - Вершина Ороченка; 18 – золоторудные месторождения: 1 – Александровское, 2 – Западное, 3 – Ключевское, 4 – Костромихинское; молибденовые месторождения: 5 – Давендинское, 6 – Алексеевское, 7 – Большекудечинское, 8 – Косторомихинское. На врезке: I – Северо-Западный блок, II – Юго-Восточный блок, III – Давендинский блок.

Заключительная дайковая серия амуджикано-сретенского комплекса в пределах месторождений Давенда и Александровское представлена протяженными крутопадающими дайками северо-восточного, северо-западного и субширотного простираний (фиг. 2). Среди пород дайковой серии А.В. Вареником (2014ф¹¹) описаны гранит-порфиры, гранодиорит-порфиры, кварцевые диоритовые порфириты, субщелочные лейкократовые гранит-порфиры, плагиоклазовые порфириты, диоритовые порфириты, фельзиты и фельзит-порфиры, аплиты, микродиориты, диабазы, лампрофиры. Опубликованные геохронологические датировки интрузивных пород амуджикано-сретенского комплекса (J₂–K₁) в смежных районах, полученные разнообразными методами, находятся в интервале от 162 до 145 млн лет (Чернышев и др., 2014; Сотников и др., 2006). Эти датировки отвечают времени завершения коллизии Восточно-Сибирского и Монголо-Китайского континентов и связанной с ней орогении и знаменуют вступление территории Восточного Забайкалья в посторогенный (внутриплитный) этап развития (Чернышев и др., 2014).

В пределах Давендинско-Ключевского рудного узла выделяются три геолого-структурных блока – Северо-Западный, Юго-Восточный и Давендинский (фиг. 2б). Северо-Западный блок сложен гранитоидами бичурского комплекса (P₂). Границы между блоками выделены по зонам тектонических нарушений. Судя по разрезу (фиг. 2в), Юго-Восточный и Северо-Западные блоки, где преимущественно локализовано золотое оруденение, являются менее эродированными по сравнению с Давендинским блоком, который вмещает кварц-молибденитовые жилы месторождения Давенда и представляет собой приподнятую горстоподобную структуру (фиг. 2в).

Месторождение Давенда приурочено к одной из ветвей Давенда-Ключевской зоны разломов, к оперяющим трещинам которой приурочены жильные и штокверковые рудные тела (фиг. 2б). Крутопадающие кварц-молибденитовые жилы северо-восточного простирания, сопровождаемые широким ореолом калишпатизации и сульфидизации, локализованы среди гранитоидов олекминского комплекса (PZ₁), прорванных многочисленными дайками амуджикано-сретенского комплекса (J_2-3) северо-западного и субширотного простираний (Борисов, 1968).

Александровское месторождение располагается западнее Mo-месторождения Давенда (фиг. 2б; Абрамов и др., 2018). Золотое оруденение представлено серией пирит-кварцевых жил с золотом северо-западного простирания, локализованных среди гранитоидов Бичурского комплекса (P₂) (участок Центральный), а также несколькими участками компактного распространения золотоносных турмалин-пирит-кварцевых (участок Ивачиха), халькопирит-сфалерит-галенит-кварцевых жил (участок Вершина Ороченки) и зон пиритизации в гидротермально измененных диоритах (J₃) (участки Восточный и Северо-Восточный) (фиг. 2б). Золотоносные жилы пространственно тяготеют к дайкам амуджикано-сретенского комплекса, имея с ними близкие элементы залегания.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБРАЗЦЫ

Для определения температур фазовых переходов во флюидных включениях применялись методы крио- и термометрии (микротермокамера THMSG-600 фирмы Linkam с диапазоном измерений от –196 до +600°С). Изучение состава газовой фазы и определение твердых фаз включений проводилось методом КР-спектроскопии (спектрометр Ramanor U-1000 фирмы JobinYvon, лазер MillenniaProS2 (532 nm), детектор HORIBA JOBIN YVON, г. Новосибирск). Общая концентрация солей в растворах флюидных включений и принадлежность их к той или иной водно-солевой системе определялись по данным криометрии (Борисенко, 1982; Bodnar, Vityk, 1994). Оценка давления среды минералообразования осуществлялась с использованием опубликованных данных PTX-состояния систем NaCl–H₂O, CO₂–H₂O и NaCl–CO₂–H₂O. При оценке давления и определении других параметров среды минералообразования по микротермометрическим данным изучения флюидных включений использовались программные пакеты AqSo_NaCl (Bakker, 2018), Vx-Tern.exe (Паинси и др., 2008), а также ISOHOR (Bakker, 2001) и FLINCOR (Brown, 1989).

Элементный состав солевых компонентов растворов включений был определен на основании результатов изучения солевых продуктов декрепитации флюидных включений с помощью электронного сканирующего микроскопа Tesckan MIRA 3 LMU (ИГМ СО РАН, г. Новосибирск). Декрепитация флюидных включений осуществлялась при их нагревании до температуры, превышающей температуру гомогенизации включений на 50–100°С. Под действием избыточного внутреннего давления флюидные включения теряли герметичность, и растворы, содержащиеся во включениях, по микротрещинам изливались на поверхность образца. При высыхании капель раствора на поверхности пластинок образовывались тонкозернистые солевые агрегаты характерной концентрической формы, которые и служили объектом исследования.

Определение изотопного возраста серицита проведено ⁴⁰Ar/³⁹Ar-методом в Центре коллективного пользования многоэлементных и изотопных исследований СО РАН (г. Новосибирск).

Идентификация дайковых пород амуджикано-сретенского комплекса была проведена согласно Петрографическому Кодексу (Петрографический…, 2008) на основе их петрографического описания (табл. 1). Образцы № 281, 716-2 представлены гранит-порфирами, образец № 712 описан как диоритовый порфирит. Образцы рудных жил № 230, 235, 237, 246, 280 отобраны из карьера Александровского месторождения. Образцы руд № 710-713-1 месторождения Давенда были отобраны из отвалов штольни № 1.

МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ РУД

Месторождение Давенда. Рудные жилы месторождения Давенда сложены молочно-белым кварцем, который содержит вкрапленность пирита, молибденита и висмутина. Тонкочешуйчатый молибденит цементирует обломки молочно-белого кварца, развиваясь совместно с мусковитом по его межзерновым границам. Часто наблюдается ассоциация тонкочешуйчатого молибденита с карбонатом (фиг. 3а, б), а также апатитом и монацитом (фиг. 3в). Основная масса молибденита связана с агрегатом мелко- и среднезернистого светло-серого кварца, который отлагается чуть позже основной жильной массы молочно-белого кварца. В составе руд месторождения отмечался вольфрамит, образующий мелкопластинчатые агрегаты в кварце (Юргенсон, 2008, Юргенсон и др., 2016).

Фиг. 3.

Взаимоотношения рудных минералов (масштабная линейка 200 мкм). Месторождение Давенда: а – пластинчатые сростки кристаллов молибденита и его тонкочешуйчатого агрегата (Mol) в жильном кварце (Qz); б – парагенезис тонкочешуйчатого молибденита и карбоната (Cal) в кварце (обр. 713-1); в – ассоциация тонкочешуйчатого молибденита (Mol), апатита (Ap) и монацита (Mnz) (обр 713-1) в жильном кварце (Qz); г – сросток борнита (Bn) и халькопирита (Ccp) в жильном кварце, в борните наблюдаются халькопирит (Ccp), образующий структуру распада твердого раствора и мелкую вкрапленность, а также мелкие зерна и их сростки халькозина (Cct) и дигенита (Dg) (обр. 710); д –тетраэдрит (Ttr) и самородное золото (Au⁰) в интерстициях зерен жильного кварца (обр. 710-1). Месторождение Александровское: б – мелкопластинчатые кристаллы молибденита (Mol), образующие вкрапленность в кварце (Qz) и ассоциирующие с карбонатом (Cal) (обр. 237); е – катаклазированный пирит (Py) ранней стадии, трещины заполнены халькопиритом (Ccp), содержащим округлые вкрапления самородного золота (Au⁰) (обр. 280); ж – тетраэдрит (Ttr), молибденит (Mol) и самородное золото (Au⁰) в карбонате (Cal), который заполняет пустотку в жильном кварце (Qz), (обр. 246); и – кристаллы пирита (Py) в срастании с турмалином (Tur) в ассоциации с самородным золотом (Au⁰) и борнитом (Bn), пирит содержит тонкую вкрапленность халькопирита (Ccp) и самородного золота (обр. 280).

В кварце постоянно присутствуют игольчатый турмалин, скопления пирита, халькопирита, шеелита, с которыми ассоциируют галенит, сфалерит, блеклая руда, висмутин, тетрадимит, эмплектит, самородное золото. Халькопирит часто образует срастания с борнитом, который содержит мелкую вкрапленность халькозина и дигенита (фиг. 3г). Верхние интервалы кварцевых жил обогащены самородным золотом (фиг. 3д), где оно ассоциирует с блеклой рудой, халькопиритом и минералами висмута и теллура (гуанохуатит, висмутин, эмплектит, тетрадимит). Содержание золота на верхних горизонтах жилы № 8/9 варьирует от 89 до 1817 г/т. Ниже по падению жилы содержание Au падает до 13.8 г/т, и с глубиной уменьшается до 6.8–2.4 г/т, что указывает на вертикальную эндогенную зональность оруденения (Юргенсон и др., 2016).

Месторождение Александровское. Наиболее распространенным рудным минералом золотоносных кварцевых жил месторождения Александровское является пирит. Второстепенные минералы представлены халькопиритом, борнитом, молибденитом (фиг. 3б), висмутином, тетрадимитом, теллуровисмутином, тетраэдритом, сфалеритом, галенитом, арсенопиритом и золотом. Реже в рудах встречаются касситерит, самородное серебро, пирротин, виттихенит, марказит, буланжерит, айкинит и гессит. Золото отмечается в виде мелких включений в кварце, образует срастания с пиритом, халькопиритом (фиг. 3е) и турмалином (фиг. 3и). В интерстициях в кварце самородное золото ассоциирует с карбонатом, тетраэдритом и молибденитом (фиг. 3ж). Пробность золота изменяется от 850 до 922‰ (Абрамов и др., 2018). В рудах месторождений Александровское и Давенда присутствует REE-минерализация – апатит, моноцит, ксенотим, рабдофан и черчит (Абрамов и др., 2018).

Последовательность формирования минеральных ассоциаций на месторождении Александровское близка к стадийности рудообразования, установленной на других золоторудных месторождениях региона: Дарасун, Теремкинское, Уконинское, Казаково-Ключевское и др., относимых к дарасунскому типу (Спиридонов и др., 2006; Юргенсон, 1995; Прокофьев, Зорина, 1996; Криволуцкая и др., 1995; Федорчук и др., 1995). Рудные жилы Александровского месторождения формировались в несколько стадий. В раннюю стадию были образованы молибденит-кварцевая (1) и кварц-турмалиновая ассоциация (2), в основную – золото-кварц-полиметаллическая (3), пирит-кварцевая с золотом (4) и висмутин-кварцевая (5) ассоциации. Поздняя стадия представлена кварц-карбонатной (6) ассоциацией (фиг. 4).

Фиг. 4.

Обобщенная схема последовательности кристаллизации минералов в рудных жилах месторождений Александровское и Давенда (составлено с использованием данных: Прокофьев и др., 2000, Юргенсон, 2008, Юргенсон и др., 2016, А.В. Вареник (2014ф)). Минеральные ассоциации руд: 1 – молибденит-кварцевая; 2 – кварц-турмалиновая; 3 – золото-кварц-полиметаллическая; 4 – пирит-кварцевая с золотом; 5 – висмутин-кварцевая; 6 – кварц-карбонатная.

Богатые золотом руды Александровского месторождения представлены пирит-кварцевой минеральной ассоциацией. В составе рудных жил Mo-порфирового месторождения Давенда, доминируют молибденит-кварцевая и отчасти кварц-турмалиновая ассоциации. Последовательность формирования рудных ассоциаций на месторождениях Александровское и Давенда в целом идентична. Среди метасоматических околорудных изменений месторождений Александровское и Давенда наиболее распространены: ранняя стадия – калишпатизация, пропилитизация, турмалинизация, окварцевание; основная стадия – хлоритизация, березитизация; поздняя стадия – гематитизация, карбонатизация и аргиллизация.

Возраст минерализации основной стадии с золотом Александровского месторождения (⁴⁰Ar/³⁹Ar метод по серициту) может быть оценен в 162 ± ± 2.3 млн лет (фиг. 5). Это значение близко к возрасту пород амуджикано-сретенского комплекса, а также калишпатовых метасоматитов Дарасунского месторождения 159.6 ± 1.5 млн лет (K–Ar) (Чернышев и др., 2015), калишпатизированных пород месторождения Жирекен 160.9 ± 1.7 и 159.2 ± ± 1.0 млн лет (Ar–Ar) и его кварц-молибденитовых жил 163 ± 1 и 162 ± 1 млн лет (Re-Os) (Сотников и др., 2006; Берзина и др., 2015).

Фиг. 5.

Возраст (⁴⁰Ar/³⁹Ar метод) серицита из зальбанда золотоносной кварц-пиритовой жилы с вкрапленностью молибденита (обр. 237) Александровского месторождения.

ФЛЮИДНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ В КВАРЦЕ РУДНЫХ ЖИЛ И В МИНЕРАЛАХ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД

В кварце рудных жил месторождений Александровское (кварц-пиритовая ассоциация с золотом) и Давенда (светло-серый кварц с молибденитом) присутствуют мелкие (20–5 мкм) флюидные включения, которые можно разделить на несколько типов по фазовому наполнению и объемному соотношению преобладающих в них фаз:

1) однофазные существенно газовые флюидные включения (V₁), в которых не видно каемки раствора (фиг. 6а);

Фиг. 6.

Флюидные включения в кварце рудных жил месторождения Александровское. Газовое включение, тип V₁ (а); двухфазное включение, тип V₂ (б); двухфазные включения с кальцитом, тип L₁ и L₂ (в), двухфазное включение с твердыми фазами кальцита и халькопирита тип L₁ (г); трехфазные включения, тип B_1,2 с галитом и маленькой фазой кальцита (д), а также с гематитом (е). Включения с жидкой CO₂, тип V₃ (ж, з) и ассоциация CO₂-включений (V₃) с трехфазными включениями (B₁) (и). Месторождение Давенда: газовое включение, тип V₂ с микроскопическими твердыми фазами (к); двухфазное включение с кальцитом, тип L₂ (л); трехфазное включение с галитом и кальцитом, тип B_1,2 (м).

2) двухфазные флюидные включения (V₂), содержащие преимущественно газовую фазу (95–90 объемных %, здесь и дальше в описании включений) и кайму водно-солевого раствора, в которой часто присутствует твердая анизотропная фаза кальцита незначительного размера – (фиг. 6б, ж);

3) трехфазные флюидные включения (V₃), содержащие преимущественно газовую фазу и жидкую CO₂ (газ + жидкая CO₂ – 90–95%), а также кайму водно-солевого раствора (фиг. 6);

4) двухфазные флюидные включения (L₁ и L₂), содержащие пузырь газа (20–30%) и водно-солевой раствор. В фазовом составе этих включений обычно присутствуют несколько мельчайших прозрачных анизотропных и непрозрачных твердых фаз, прилипших к стенкам вакуолей, либо флотированных пузырем газа. Двухфазные включения L₁ и L₂ характеризуются близким фазовым составом, но различаются по температуре плавления эвтектики (см. ниже) (фиг. 6в, г, з);

5) трехфазные флюидные включения (B₁ и B₂) содержат газ (10–30%), кубический кристалл галита (40–25%) и водно-солевой раствор. Эти включения также содержат мелкие прозрачные анизотропные и непрозрачные твердые фазы (фиг. 6д). Визуально уверенно диагностируется гематит, присутствующий в составе трехфазных включений в виде полупрозрачных гексагональных кристаллов, окрашенных в красно-коричневые тона (фиг. 6д, е, и). В трехфазных включениях (B₂) галит при нагревании растворяется при более высоких температурах, чем газ. Визуально включения B₁ и B₂ не различимы. Во флюидных включениях всех типов, кроме преобладающих фаз, присутствуют прозрачные анизотропные и непрозрачные твердые фазы субмикронного размера (от 2 мкм и менее). Мелкие прозрачные и непрозрачные твердые фазы характеризуются разными объемными соотношениями и могут быть ксеногенными.

Кварц рудных жил месторождений представлен плотным сливным агрегатом мелких зерен. Кристаллическую огранку имеют только индивиды кварца в полостях, заполненных карбонатом. Только в некоторых из зерен кварца по периферии и в центре наблюдаются фрагменты зон роста, которые трассируются первичными существенно газовыми (V_1-2) и двухфазными флюидными включениями (тип L_1-2) прихотливой формы. Жильный кварц месторождений Александровское и Давенда характеризуется идентичным характером распределения первичных, псевдовторичных и вторичных флюидных включений. К первичным включениям, не приуроченным к зонам роста, могут быть отнесены флюидные включения, располагающиеся обособлено от систем трещин, либо образующие компактные “роевидные” группы из нескольких включений в центральных частях зерен кварца (фиг. 7).

Фиг. 7.

Первичные двухфазные включения (тип L₁) в кварце золото-кварц-полиметаллической минеральной ассоциации (основная стадия, месторождение Александровское), роевидное скопление первичных флюидных включений (типы L₂ и B₁) в кварце и первичные существенно газовые включения (тип 2А), ранняя стадия, месторождение Давенда. Масштабная линейка 100 мкм.

Большинство флюидных включений образуют шлейфы по “залеченным” трещинам и являются вторичными или псевдовторичными. В количественном отношении в кварце преобладают двухфазные флюидные включения (L_1-2). Трехфазные включения с галитом (B_1-2) в жильном кварце гораздо менее распространены и приурочены обычно к центральным частям зерен кварца, где располагаются обособленно, либо образуют “роевидные” скопления. Флюидные включения с жидкой CO₂ (V₃) в кварце встречены только в двух образцах с месторождения Александровское.

Порфировые вкрапленники кварца в кварцевом диорит-порфире (обр. 224), содержат двухфазные флюидные включения (тип L₁), которые располагаются беспорядочно, а также включения с жидкой CO₂ (V₃), которые трассируют трещины и характеризуются переменным соотношением объемов отдельных фаз (фиг. 8а). В акцессорном апатите диоритового порфирита (обр. 712) наблюдаются первичные двухфазные включения (L₁), равномерно распределенные в объеме кристалла и содержащие пузырь газа (25–30%) и водно-солевой раствор (фиг. 8в). Вкрапленники кварца в гранит-порфире (обр. 281) содержат двухфазные включения (L₂), газовый пузырь занимает 35–30% включения (фиг. 8б). Вкрапленники кварца в гранит-порфире (обр. 716-2, фиг. 8г) содержат двухфазные включения (L₂) и трехфазные включения с галитом (B₂).

Фиг. 8.

Флюидные включения (V₂, V₃, L₁) в кварце кварцевого диорит-порфира (а) и включения (L₂) гранит-порфира (б) Александровского месторождения. Двухфазные флюидные включения (L₁) в апатите диоритового порфирита (в), флюидное включение с галитом и гематитом (B₂) в кварце гранит-порфира (г) месторождения Давенда.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ФЛЮИДНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ В КВАРЦЕ РУДНЫХ ЖИЛ И В МИНЕРАЛАХ ПОРОД АМУДЖИКАНО-СРЕТЕНСКОГО КОМПЛЕКСА

Александровское месторождение

В кварце пирит-кварцевой с золотом минеральной ассоциации замороженные растворы двухфазных включений характеризуются температурой плавления эвтектики в трех интервалах от –78 до –77°C, от –55 до –49°C (L₁) и от –38 до –36°C (L₂). Растворы двухфазных включений (L₁) с пониженными температурами плавления эвтектики в интервалах от –55 до –49°C относятся к водно-солевой системе CaCl₂–NaCl–H₂O с примесью KCl (Борисенко, 1982; Редер, 1987). Более низкие температуры плавления эвтектики растворов от –78 до –77°C связаны не с присутствием в составе флюидных включений LiCl, а с метастабильным состоянием, характерным для водно-солевой системы CaCl₂–NaCl–H₂O при низких температурах (Davis et al., 1990; Samson, Walker 2000). В таких двухфазных включениях лед плавится в интервале от –20 до –1.6°C, и они содержат растворы с концентрацией от 22.6 до 2.6 мас. % NaCl-экв. Гомогенизация таких включений происходит в широком интервале температуры от 123 до 290°C (табл. 2).

Таблица 2.  

Результаты микротермометрического исследования флюидных включений в кварце рудных жил и даек месторождений Александровское и Давенда

Образец* (Au г/т)	Стадия**	Тип	Т гом. газа, °С	Т эвтектики, °С	Т пл. льда, °С	Т пл. NaCl, °С	Соленость (в мас. % NaCl-экв.)
237 (13.0)	1-2	L2	396–380	–37	–4.6		7.3
237		B1	348–340	–42		217–220	33.5–33
237		L2	402–334	–40…–38	–15.6		19.4
237		L21	210–195	–49	–20		22.6
280 (0.58)	1-2	L2	170	–37.5 (–77)***	–5.3…–6		7.8
280		L2	195	–38 (–78)	–3.3…–1.6		4.8–2.6
280		L2	280–237	–38	–15…–16		19.4
280		L2	387–375	–36	–3.2		5.2
280		B1	356–345	–42		237–210	33.9–33.5
246	1	L2	260–220	–37	–15…–14		18.6
246 (0.01)		B1	346–325	–42	–	228–215	33.7–33.6
230 (0.043)	2	L1	290–175	–55	–11…–7		15–10.6
230		L2	270–290	–23…–25	–4.5…–4		7.2–6.5
232 (1.0)		L2	243–235	–37	–4		6.4
234 (0.70)		L2	340	–38	–5.8		8.9
234	2-3	L1	175–160	–55…–49 (–77)	–1.6		2.5
235 (0.014)	2-3	L1	158–123	–55…–49	–4.2		6.7
224		L1	360–340	–55…–52 (–77)	–8.3		12.2
258		L1	320–280	–54…–55	–19…–12		22–16
714	1	L2	320–290	–41…–38	–19…–18		21.6–20.9
714		V2	438–403	–23…–21.2	–2.1…–1.2		3–1.7
714		B1	399–390	–31…–28		330–325	39.8–39.2
714		B2	260–230	–31…–28		335–284	37.4
710-2	1-2	L2	200–156	–38…–37	–4.7		7.5
713-1	1	V2	410–395	–21.2	–1.2
713-1	1	L2	355–347	–45…–38	–21.1…–20.5		23.2–22.6
713-1	1	B2	220–182	–45		380–310	45.3–38.9
716-2		L2	312–324	–37	–2.5…–1.9		4–2
716-2		B2	220–180	–42		250–220	34.7–32.9
712 (апатит)		L1	277–170	–55…–49	–12…–13.5		16–16.5

Примечание. * – Александровское месторождение: пирит-кварцевые жилы с золотом (237, 280, 246, 230, 232, 234, 235, 320), кварцевый диорит-порфир (224), гранит-порфир (281); Давендинское месторождение: кварц-молибденитовые жилы (714, 710-2, 714, 713-1), гранит-порфир (716-2), диоритовый порфирит (712). ** – стадии рудообразования (см. фиг. 4): 1 – ранняя, 2 – основная, 3 – поздняя. *** – в скобках дана температура плавления эвтектики замороженного раствора, обусловленного метастабильным состоянием замороженного раствора, связанного с присутствием CaCl₂. Сокращения: гом. – гомогенизация; пл. – плавление.

Двухфазные включения (L₂) с температурами плавления эвтектики в интервале от –38 до –36°C содержат растворы, которые относятся к водно-солевой системе NaCl–KCl–H₂O с вероятным присутствием K₂CO₃ и FeCl₃ в качестве примесей, понижающих температуру плавления эвтектики (Борисенко, 1982; Реддер, 1987, Боровиков и др., 2002). Присутствие в составе включений MgCl₂ (MgCl₂–KCl–H₂O эвтектика = –37°C) маловероятно, так как опубликованные многочисленные данные анализа индивидуальных флюидных включений методом LA-ICP-MS свидетельствуют об отсутствии заметных количеств Mg в составе гидротермальных флюидов порфировых месторождений (Williams-Jones and Heinrich, 2005 и многие другие). Плавление льда в замороженных включениях происходит в интервале температуры от –16 до –2.3°C. Общая концентрация солей варьирует от 19.4 до 2.5 мас. % NaCl-экв. Гомогенизация включений происходит в интервале от 402 до 237°C. В образцах 280, 234 в двухфазных флюидных включениях были зафиксированы первые признаки плавления на интервале температуры –78…–77°C, которое не прогрессировало вплоть до интервала –38…–36°C. Подобное поведение замороженных включений можно связать с метастабильным состоянием охлажденного раствора в присутствии примеси CaCl₂ (табл. 2).

В трехфазных включениях (B₁) галит растворяется в интервале температур от 237 до 217°C, газ гомогенизируется в интервале температуры от 356 до 340°C. Плавление эвтектики замороженных растворов трехфазных включений наблюдается в интервале температуры от –42 до –40°C. Этот интервал близок к температуре плавления эвтектики в водно-солевой системе NaCl–FeCl₃–H₂O, что указывает на возможное присутствие примеси хлоридов Fe в составе растворов (Боровиков и др., 2002; Борисенко и др., 1997). Общая концентрация солей в трехфазных включениях колеблется от 33.9 до 33 мас. % NaCl-экв. По данным КР-спектроскопии, газовая фаза флюидных включений в кварце Александровского месторождения содержит CO₂ от 98 до 90.1 и N₂ от 11.7 до 2 мол. %. Глубокое охлаждение до –197°C газовых включений (типы V_1-2) не выявило в них сжижения низкокипящих газов или кристаллизации твердой CO₂, что служит указанием на низкую плотность газовой фазы. По данным КР-спектроскопии, мелкие прозрачные анизотропные твердые фазы двухфазных и трехфазных включений в кварце рудных жил представлены кальцитом и мусковитом, а также непрозрачным халькопиритом, в растворе включения обнаружена спектральная полоса B(OH)₂ (фиг. 9).

Фиг. 9.

КР-спектры мелких твердых фаз, обнаруженных в составе флюидных включений Александровского месторождения. Q – спектральные линии кварца.

Полученные данные изучения флюидных включений в минералах руд месторождения Александровское в целом близки к результатам детального исследования (Прокофьев, Зорина, 1996) флюидного режима образования эталонного для Восточного Забайкалья месторождения Дарасун (фиг. 10). Надо отметить, что рудообразующие флюиды месторождения Дарасун также представлены двумя типами, различными по солевому составу, судя по двум разным интервалам температуры плавления гранодиорит-порфиров амуджикано-сретенского комплекса: –62…–49°С и –39…–32°С (Прокофьев, Зорина, 1996).

Фиг. 10.

Диаграмма состояния водно-солевой системы NaCl–H₂O, штрих-пунктирная линия – кривая равновесия VL, тонкие сплошные линии – изохоры, жирная сплошная линия – кривая равновесия SL. Показаны поля параметров ранней (I), основной (II) и поздней (III) стадий рудообразования на месторождении Дарасун по (Прокофьев, Зорина, 1996). Месторождение Давенда: 1 – диоритовый порфирит (включения B₁), 2 – гранит-порфиры (включения L₂ и B₁), 3 – кварц-молибденитовые жилы. Месторождение Александровское: 4 – кварцевый диорит-порфир (включения L₁), 5 – гранит-порфир (включения L₂ и B₂), 6 – золотоносные пирит-кварцевые жилы (Na–K–Fe-включения, тип L₂ и B₁), 7 – Na–Ca-включения (тип L₁).

Флюидные включения с жидкой CO₂. Включения с жидкой CO₂ (V₃) в кварце руд Александровского месторождения были обнаружены и изучены в пробе с повышенным содержанием Au (образец 280, фиг. 6к, л, м), а также во вкрапленниках кварца диоритового порфирита (обр. 224, фиг. 6). В целом CO₂-включения не имеют большого распространения и обладают небольшими размерами (15–5 мкм). Их фазовый состав: газ CO₂ + + жидкость CO₂ + водно-солевой раствор, CO₂ занимает 98–90% объема включения. Плавление CO₂ происходит при температуре –56.7…–57°С. Наблюдаются два типа включений с различной плотностью CO₂: в одних гомогенизация CO₂ происходит в жидкую фазу при температуре от +16.7 до +30°С (0.81–0.72 г/см³), в других CO₂ гомогенизируется при температуре от +24 до +31°С в газовую фазу (0.42–0.24 г/см³). CO₂-включения большой плотности располагаются в кварце обособленно. Обычно они не приурочены к шлейфам вторичных двухфазных включений в залеченных трещинах и часто находятся в ассоциации с трехфазными флюидными включениями с галитом, что может служить указанием на гетерофазное состояние флюида. Низкоплотные CO₂-включения также иногда встречаются обособленно, но чаще такие включения приурочены к системам залеченных трещин. Включения с CO₂ обычно содержат кристаллик кальцита в качестве твердой фазы. В плотных CO₂-включениях иногда присутствует кубик галита в каемке раствора. При нагревании включения с плотной CO₂ декрепитируют при температуре выше 380°С, частично гомогенизируясь в газ. Малоплотные CO₂-включения гомогенизируются в газ при температуре от 380 до 410°С. В трех случаях удалось определить температуру плавления эвтектики раствора в CO₂-включениях, которая оказалась близкой к системе CaCl₂–KCl–H₂O и составила –50.5°С (Борисенко, 1982).

Кварцевые диориты и гранит-порфиры. Кварцевые вкрапленники в кварцевом диорите (образец 224), содержат вторичные и псевдовторичные двухфазные включения (L₁). Гомогенизация двухфазных включений происходит в интервале температур от 360 до 340°С. Плавление эвтектики замороженных растворов двухфазных включений отчетливо наблюдается при температуре –77°C, резкое ускорение плавления льда происходит при –55…–52°С. Общая концентрация солей в растворах включений колеблется от 19.6 до 10 мас. % NaCl-экв. (табл. 1). Жидкая CO₂, наблюдаемая в газовых включениях (V₃), плавится при температуре –57.6°С и гомогенизируется в интервале температуры от +30 до +31°С в газовую или при +16.7…+17°С в жидкую фазу. Растворы включений по составу преобладающих компонентов относятся к водно-солевой системе CaCl₂–NaCl–H₂O. По данным КР-спектроскопии, газовая фаза флюидных включений (V₃ и L₁) в кварце кварцевого диорита Александровского месторождения (образец 224) содержат преимущественно CO₂ с примесью N₂ и H₂S. Реже встречаются существенно газовые включения (V₁), содержащие только N₂ (100 мольных %). Кварцевые вкрапленники гранит-порфиров (образец 281) содержат вторичные и псевдо-вторичные двухфазные включения (L₂), гомогенизирующиеся при температуре от 345 до 320°С и характеризующиеся температурой плавления эвтектики –45…–38°С. Плавление льда в этих включениях происходит в интервале температуры от –16 до –14.5°С. Растворы включений можно отнести к водно-солевой системе NaCl–FeCl₃–H₂O с вероятным присутствием примесей FeCl₂ и KCl (Борисенко, 1982; Боровиков и др., 2002). Газовая фаза двухфазных включений в кварце гранит-порфиров является малоплотной – не сжижается и не конденсируется при охлаждении и, по данным КР-спектроскопии, представлена только CO₂.

Состав продуктов декрепитации флюидных включений

Анализ состава солевых продуктов декрепитации флюидных включений, представляющих собой агрегат солей от высохших на поверхности полированных пластинок капель водно-солевых растворов флюидных включений (фиг. 11), в кварце месторождений Давенда и Александровское обнаружил отсутствие Li и Mg в их составе и подтвердил корректность вывода о Na–K–Ca–Fe-хлоридном составе растворов флюидных включений, сделанного на основе данных криометрии. В образцах кварц-молибденитовых жил месторождения Давенда солевые агрегаты декрепитации флюидных включений содержат Na, K, Ca, Fe, Mn, а также Cl, S и As (табл. 3). Повышенные содержания Ca вызваны присутствием ксеногенной твердой фазы кальцита в составе флюидных включений, тогда как для растворов включений в кварце рудных жил месторождения Давенда не характерна CaCl₂-эвтектика.

Фиг. 11.

Микрофотографии характерных продуктов декрепитации флюидных включений, полученных на поверхности полированных пластинок из жильного кварца, в отраженных электронах в образцах рудных жил месторождений Давенда (а) и Александровское (б и в). Номера точек анализа на фотографиях соответствуют номерам анализов в табл. 2.

Таблица 3.  

Нормированные результаты анализа продуктов декрепитации флюидных включений (мас. %)

№*	O	Si	Na	Ca	Fe	Cl	S	Mn	K	As
(фиг. 11а)
1	42.5	10.9	19.8	2.9	2.8	13.8	6.5	0.3	0.2	0.3
2	53.1	25.3	8.6	2.5	2.7	0.4	6.6	0.3	0.1	0.4
3	50.5	36.3	7.3	0.3	0.5	0	5.1	0	0	0
4	53.8	28.4	6.9	2	3	0.2	4.6	0.6	0.1	0.4
5	47.2	47.3	3.6	0	0	0	1.9	0	0	0
6	53.8	26.5	11.7	0.1	0	0	7.6	0	0.3	0
7	55.2	28.2	9.9	0.1	0	0	6.5	0	0.1	0
8	52.9	47.1	0	0	0	0	0	0	0	0
(фиг. 11б)
1	39.4	20.1	19.4	1.2	0	16.9	2.9	0	0.1
2	50.6	18.2	18.1	0.5	0	4.3	8.3	0	0
3	36.2	18	22.3	0.9	0	19.1	3.3	0	0.2
4	48.8	35.4	9.9	0	0	0.2	5.7	0	0
5	49.3	45.9	3	0	0	0	1.8	0	0
6	55.2	31.7	7.8	0	0	0	5.3	0	0
7	53.5	46.5	0	0	0	0	0	0	0
(фиг. 11в)
1	13.1	5.43	35.09	0.76	0	44.05	1.43	0	0.13	0
2	28.18	14.76	27.41	0.51	0	27.7	1.42	0	0	0
3	36.04	22.82	21.1	0.15	0	17.94	1.95	0	0	0
4	52.91	42.02	2.73	0.34	0	0	2.01	0	0	0
5	47.94	12.05	23.46	0.15	0	8.57	7.83	0	0	0
6	15.58	18.84	21.14	1.36	0	40.86	2.22	0	0	0

Примечание. * – номера анализов соответствует номерам точек на фотографиях фиг. 11 (а, б, в).

Солевые агрегаты, полученные в результате декрепитации флюидных включений в образцах золотоносных пирит-кварцевых жил месторождения Александровское, в целом характеризуются таким же элементным составом, что и в образцах кварц-молибденитовых жил месторождения Давенда. Тем не менее, часть солевых агрегатов резко отличается от других относительным преобладанием Ca над примесями K и Fe, либо полным отсутствием K и Fe в своем составе, а также отсутствием As (фиг. 11б, табл. 3). Состав таких солевых агрегатов представлен, главным образом, хлоридами и сульфатами Na, Ca. Соли K присутствуют в подчиненных количествах, что соответствует составу флюидных включений типа L₁, по данным криометрии (фиг. 11в, табл. 3). Наличие в образцах пирит-кварцевых жил с золотом солевых продуктов декрепитации флюидных включений, различающихся по элементному составу, подтверждает вывод об участии в образовании пирит-кварцевых жил с золотом двух типов гидротермальных флюидов, существенно различающихся по солевому составу. Важным дополнением к результатам интерпретации данных криометрии служит определение заметных количеств серы в составе продуктов декрепитации, что предполагает присутствие сульфатов в составе растворов флюидных включений. Не менее интересным является факт постоянного обнаружения As только в составе Na–K–Fe продуктов декрепитации, тогда как фтор периодически присутствует только в Na–Ca солевых агрегатах.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Давление и температура. В результате изучения флюидных включений месторождений Александровское и Давенда установлено, что в их составе преобладают NaCl, H₂O и CO₂. Это позволяет применить экспериментальные данные по PTXV-состоянию систем NaCl–H₂O, CO₂–H₂O и CO₂–NaCl–H₂O (и компьютерные программы, созданные на этой основе) для оценки давления и коррекции температуры рудообразования, допустив, что свойства природных флюидов и этих систем близки (Brown, 1989; Schmidt, Bodnar, 2000; Driesner, Heinrich, 2007; Bakker, 2001, 2018, Паинси и др., 2008). Разнообразные по фазовому наполнению флюидные включения, присутствующие в жильном кварце, могли быть захвачены в условиях гетерогенизации гомогенных высокотемпературных CO₂-содержащих водно-солевых флюидов. После чего обогащенная CO₂ газообразная и водно-солевая жидкая фазы продолжали свою эволюцию, находясь в непосредственном контакте в состоянии, близком к равновесию, либо в автономном режиме как независимые системы. При этом происходил захват кварцем флюидных включений соответствующего фазового наполнения с доминированием тех или иных компонентов. Поэтому для расчета давления по CO₂ включений использовались данные по CO₂–H₂O и CO₂–NaCl–H₂O системам. Для водно-солевых двухфазных и трехфазных включений, в которых вероятное содержание CO₂ оценить с помощью методов термометрии было затруднительно в связи с малыми размерами включений и незначительным количеством CO₂, были использованы данные по системе NaCl–H₂O.

Месторождение Александровское. Моделирование PTXV-состояния системы NaCl–H₂O (программа AqSo_NaCl) в двухфазной области показало, что трехфазные и двухфазные включения с плотностью ~1 и концентрацией от 33.5 до 22 мас. % NaCl-экв. могут представлять жидкую фазу системы, которая захватывалась при сравнительно низкой температуре ~345°С и давлении ~118 бар (фиг. 12). Существенно газовые включения очень низкой плотности, в которых не видна каемка раствора и не конденсируется CO₂ при понижении температуры, вероятно, соответствуют равновесной газообразной фазе. Флюидные водно-солевые включения более низкой плотности ~0.79 и ~0.51 с концентрацией солей ~19.4–11.9 и ~7.2–6.5 мас. % соответственно (обр. 280, табл. 2) могут представлять несмесимые фазы системы NaCl–H₂O в VL-области и быть захваченными при более высокой температуре ~500°С и давлении ~570 бар (фиг. 12).

Фиг. 12.

Сечения давление/X_NaCl на фазовой диаграмме H₂O–NaCl, построенной по данным (Driesner, 2007; Driesner, Heinrich, 2007) из публикации Ж. Ричардса (Richards, 2011), с дополнениями авторов. Показаны предполагаемые условия захвата для низко- (V₂) и высококонцентрированных (B₁) включений (соответственно 1 и 2) при образовании молибденитовой минерализации месторождения Давенда. Стрелкой указан тренд изменения давления к условиям захвата трехфазных включений (B₂), в которых галит растворяется позже газа. Для месторождения Александровское указаны условия захвата сосуществующих двухфазных включений с концентрацией солей соответственно ~7 и ~20 мас. % (3 и 4), стрелкой показан тренд изменения P и T к условиям захвата трехфазных включений с плотностью >1.0.

Месторождение Давенда. Для трехфазных включений (B₂), в которых растворение галита происходит при более высоких температурах, чем гомогенизация газа, расчетное давление при полной гомогенизации (380°С) составляет чрезмерную величину 3.2–2.7 кбар. Фигуративные точки таких включений на диаграмме состояния водно-солевой системы NaCl–H₂O попадают на кривую насыщения (SL) (фиг. 12). В такие включения мог быть захвачен перенасыщеный флюид с зародышами кристаллов NaCl (Bodnar and Vityk, 1994; Driesner, Heinrich, 2007). Результаты численного моделирования (программа AqSo-NaCl) в области двухфазного состояния системы NaCl–H₂O для пар сосуществующих включений (B₁ и L₂) с концентрацией солей 40 и 3.5–2.1 мас. % NaCl-экв., гомогенизирующихся соответственно при 399–390°С в жидкость (после растворения галита) и при 438–403°С в газ (обр. 714, табл. 2), дают основание оценить интервал температуры их захвата от 600 до 550°С и давление от 800 до 630 бар (фиг. 13). Необходимо заметить, что расчетная плотность модельных фаз, представляющих жидкую и газообразную части системы NaCl–H₂O, занижена по сравнению с плотностью флюидных включений, определенной по температуре их гомогенизации. Вероятно, это вызвано влиянием присутствующей, но не определенной CO₂ в их составе, что дает основание полагать некоторое занижение расчетного давления по сравнению с истинными значениями давления рудообразования. Нельзя исключать и неточное определение момента исчезновения газового пузырька в жидкости и связанное с этим занижение температуры гомогенизации включений.

Фиг. 13.

Критические кривые и границы газ–жидкость при высоких давлении и температуре для систем: а – (H₂O + + 20 мас. % NaCl-экв.) + CO₂ и б – (H₂O + 10 мол. % CO₂)–NaCl, из публикации (Schmidt, Bodnar, 2000); Ж + Г – поле сосуществующих жидкости и пара, 1 фаза – однофазное поле. Добавления авторов: для месторождения Александровское указаны: 1 – поле PT-параметров гомогенизированных плотных CO₂ включений; 2 – поле PT-условий их вероятного захвата кварцем жил при литостатическом давлении; 3 – поле PT-параметров гомогенизированных малоплотных CO₂-включений; 4 – поле PT-условий существования двухфазных водно-солевых рудообразующих флюидов месторождений Александровское и Давенда. Стрелками показан вероятный тренд изменения давления от литостатического к гидростатическому, при котором происходило образование руд.

Согласно результатам расчетов, проведенных с помощью компьютерных программ, моделирующих PTXV-состояние систем CO₂–H₂O и CO₂–NaCl–H₂O, плотные CO₂–включения (0.81–0.8 г/см³) в кварце образца № 280 могли захватываться при давлении 2–1.9 кбар и температуре выше 380°С (табл. 4). Малоплотные CO₂-включения (0.42–0.24 г/см³) в том же кварце могли быть захвачены при давлении 0.72–0.5 кбар в интервале температуры от 410 до 380°С (табл. 4). Кварц диоритового порфирита мог захватывать плотные CO₂-включения при давлении от 1.6 до 1.2 кбар, низкоплотные при 0.87–0.71 кбар. Фигуративные точки PT-параметров изученных плотных CO₂-включений соответствуют двухфазному состоянию флюида с концентрацией 20 мас. % NaCl и содержанием CO₂ около 15 моль % (Schmidt, Bodnar, 2000), где сосуществуют существенно углекислотная фаза и водно-солевая с небольшим количеством CO₂ (фиг. 13а, б). Отделение газообразной CO₂-фазы с низкой плотностью происходило в условиях, близких к условиям гетерогенизации критических гомогенных флюидов с концентрацией около 20–15 мас. % (фиг. 12 и 13).

Попытка определения глубины рудообразования. В публикации (Baker, 2002) приведен обзор характеристик флюидных включений в минералах золоторудных месторождений, связанных с интрузиями, из которого следует, что с глубиной происходит систематическое изменение фазового состояния CO₂-содержащих гидротермальных флюидов. Так, формирование ранних Mo–W-минеральных ассоциаций на месторождениях Шотган (Аляска) и Кидстоун (Квисленд, Австралия), связанных с порфировым штокверком и брекчиями, происходило при 340–600°C и участии газообразных CO₂ и высококонцентрированных (20–50 мас. %) водно-солевых гидротермальных флюидов. Основной стадии отложения Au предшествовали кварцевые жилы, формировавшиеся из флюидов с низкой соленостью и содержавших заметную долю CO₂. Золото отлагалось гидротермальными флюидами с низкой соленостью (2–10 мас. % NaCl) и с более низкой температурой (170–350°C). Предполагается, что такие флюиды могли образоваться в результате конденсации газообразных фракций ранней стадии разделения CO₂-содержащих флюидов. Глубина образования оценивается в 3.5 км ниже палеоповерхности (Baker, 2002). Образование жильных месторождений золота Форт Нокс (Аляска), Дублин Галч (Юкон), связанных с интрузиями, также происходило в условиях гетерогенизации CO₂-содержащих гидротермальных флюидов на существенно газовую CO₂-фазу и водно-солевую фракцию (Baker, 2002). Минерализованные кварцевые жилы месторождения Форт-Нокс содержат включения CO₂ и малосоленые включения (2–8 мас. % NaCl-экв.), захваченные при ~1.5 кбар и 270–330°C. Менее перспективные жильные Au-месторождения на Юконе характеризуются сходными чертами, в частности Дублин Галч. Ранний кварц золотосодержащих жил обычно содержит обильные CO₂-обогащенные (${{{\text{X}}}_{{{\text{C}}{{{\text{O}}}_{2}}}}}$ = 0.18–0.75) водные включения, а также умерено солевые (<15 мас. % NaCl-экв.) и редкие, высокосоленые (галит-содержащие) водные включения. Флюидные включения гомогенизируются в диапазоне от 141 до 355°С и характеризуются давлением захвата, превышающим 1.1 кбар (Baker, 2002). Близкие характеристики имеют флюидные включения в кварце других жильных золоторудных месторождений, связанных с интрузиями: Мокрско (Чехия), Васильковское, (Казахстан), Джилау, Дарасун (Россия) (Спиридонов и др., 2006; Прокофьев, Зорина, 1996).

Согласно данным (Baker, 2002), обнаруженная в кварце Александровского месторождения ассоциация плотных CO₂-включений с высококонцентрированными включениями, характерна для порфировых брекчиево-штокверковых месторождений. В то же время, ассоциация низкоконцентрированных включений с CO₂, а также незначительное распространение включений с галитом, более характерно для жильных Au-месторождений, сформированных при большем давлении и на больших глубинах (Baker, 2002). Такая противоречивость данных изучения включений находит свое объяснение в оригинальной интерпретации данных изучения газовых CO₂-обогащенных и водно-солевых флюидных включений в кварце руд Дарасунского месторождения в Восточном Забайкалье (Прокофьев, Зорина, 1996; Прокофьев и др., 2000), которые установили два разных интервала величин давления 360–65 и 1540–695 бар, развиваемого содержимым включений при температурах их гомогенизации. Первый интервал, по их мнению, соответствует вероятному гидростатическому давлению, второй – литостатическому давлению рудообразования. На этом основании сделан вывод о том, что литостатическое давление соответствует этапу развитию процесса рудообразования в условиях “закрытой” системы. Когда же происходит интенсивное раскрытие зияющих трещин (система становится “открытой”), давление снижается до уровня гидростатического (Прокофьев, Зорина, 1996).

Используя этот безусловно обоснованный подход, можно предположить, что интервал давления от 2 до 1.9 кбар, определенный по плотным CO₂-включениям, соответствует этапу развития месторождения Александровское в условиях “закрытой системы” при литостатическом давлении на глубине порядка 7.4–7 км. Затем процесс рудообразования продолжал развиваться уже в условиях “открытой системы” на той же глубине. Давление становится близким к гидростатическому 0.72–0.5 кбар (по низкоплотным CO₂-включениям) и соответствует глубине (7.2–5 км), хорошо совпадающей с оценкой по литостатическому давлению. Близкая глубина рудообразования была получена и по водно-солевым включениям ~5.7 км. Давление понижалось от литостатического до гидростатического, скорое всего, за счет образования системы сопряженных субвертикальных трещин в кварцевых жилах, а не за счет интенсивного образования штокверка и брекчирования при эксплозивных процессах, столь свойственных типичным Cu–Mo-порфировым месторождениям.

Изменение величины давления от литостатического к гидростатическому явилось причиной кипения и отложения руд при переходе рудообразующих флюидов в перенасыщенное состояние по многим растворенным компонентам, в том числе рудным, что фиксируется постоянным присутствием в составе флюидных включений субмикронных ксеногенных минеральных фаз – халькопирита, молибденита, гематита и особенно кальцита, осаждение которого могло сопровождать кипение СО₂ флюида без его быстрого охлаждения (Dong, Morrison, 1995). Некоторое несоответствие величин глубин рудообразования, определенных по литостатическому и гидростатическому давлению, объясняется тем, что в “закрытой” системе величина давления лимитируется только прочностью пород (Прокофьев, Зорина, 1996), а в “открытой” системе следует предполагать наличие в системе взаимосвязанных субвертикальных трещин протяженной области низкоплотного пара над поверхностью кипящего флюида, что приводит к еще большему понижению гидростатического давления (Жатнуев и др., 1996).

Образование молибденовых руд месторождения Давенда происходило в условиях гидростатического давления и отвечает глубине 8–6.3 км, что фактически соответствует оценке глубины образования руд Александровского месторождения, руды которого формировались близко- или единовременно с рудами месторождения Давенда. На месторождении Давенда процесс рудообразования на ранней стадии также сопровождался кипением рудообразующих флюидов. Реальность протекания процессов кипения подтверждается PT-параметрами части существенно газовых и трехфазных включений, фигуративные точки которых на диаграмме состояния водно-солевой системы NaCl–H₂O находятся соответственно на кривых VL и SL (фиг. 10).

Температура гомогенизации и поправка на давление. Методом построения изохор (программа AqSo–NaCl) по известной плотности и составу растворов двухфазных включений в кварце рудных жил месторождения Александровское была определена поправка для температур гомогенизации на гидростатическое давление (870–710 бар), при котором происходило рудообразование. Полученные значения температуры разделились на три интервала, которые коррелируют со стадиями рудообразования: 485–400°С – ранняя стадия (молибденит-кварцевая и кварц-турмалиновая ассоциация), 355–250°С – основная (золото-кварц-полиметаллическая, пирит-кварцевая с золотом и висмутин-кварцевая ассоциации) и 230–200°С – поздняя стадия (кварц-карбонатная ассоциация). На месторождении Давенда молибденит-кварцевая ассоциация с учетом поправки на давление кристаллизовалась в интервале температуры от 552 до 405°С. Кроме того, выявляется интервал 380–244°С, который совпадает с температурным интервалом образования рудных ассоциаций основной стадии на месторождении Александровское. Двух- и трехфазные включения в минералах магматических пород характеризуется большей плотностью по сравнению с гетерофазными или сверхкритическими флюидами, которые могли бы быть захвачены при высоких температурах в условиях, близких к гранитному или диоритовому солидусу. Захват флюидных включений в минералах магматических пород, вероятнее всего, происходил в самом конце или уже после кристаллизации дайковых пород на глубине, близкой к уровню рудообразования. С учетом поправки на литостатическое давление параметры рудообразования: 2–1.9 кбар при температуре от 550 до 400°С.

Состав рудообразующих флюидов. Исследования флюидных включений выявили близость состава гидротермальных флюидов, которые формировали молибденит-кварцевую минеральную ассоциацию на месторождениях Давенда и Александровское (фиг. 10, 14). На месторождении Давенда эта ассоциация была сформирована при участии хлоридных Na–K–Fe-высококонцентрированных флюидов (43.2–39.6 мас. %). По сравнению с Давендой, молибденит-кварцевая минеральная ассоциация на месторождении Александровское формировалась при участии менее концентрированных близких по составу хлоридных Na–K–Fe-флюидов (от 33.9 до 33.0 мас. % NaCl-экв.). Солевой состав рудообразующих флюидов молибденит-кварцевой минеральной ассоциации на месторождениях коррелирует с составом магматогенных флюидов гранит-порфиров амуджикано-сретенского комплекса, с которыми генетически связаны многие рудные месторождения региона. Генетическое родство рудообразующих и магматических флюидов подтверждают близкие концентрации и солевой состав этих флюидов, представленный NaCl, KCl с примесью хлоридов Fe, Mn, а также отмечается присутствие As в их составе (табл. 3).

Образование пирит-кварцевой с золотом минеральной ассоциаций основной стадии на месторождении Александровское происходило при участии Ca–Na-хлоридных растворов, которые по температуре плавления эвтектики, а значит и по солевому составу, близки к флюидам захваченных включениями в минералы средних по составу пород амуджикано-сретенского комплекса (фиг. 14). Na–Ca-хлоридные флюиды характеризуются умеренной до низкой концентрацией солей от 22.6 до 2.6 мас. % NaCl-экв. и присутствием в составе плотной CO₂, N₂ и H₂S, а также F. Состав этих флюидов коррелирует с Na–Ca-составом магматических флюидов, захваченных кварцевыми вкрапленниками и апатитом средних пород амуджикано-сретенского комплекса. Газовая фаза этих магматических флюидов также представлена плотной CO₂, N₂ и H₂S.

Фиг. 14.

Концентрация растворов флюидных включений и температура плавления эвтектики. Александровское месторождение – пирит-кварцевая минеральная ассоциация с золотом (1), Давендинское месторождение – светло-серый кварц с молибденитом (2). Флюидные включения в кварце и апатите магматических пород амуджикано-сретенского комплекса в пределах Александровского и Давендинского месторождений: кварцевый диорит-порфирит (I) и диоритовый порфирит (II), гранит-порфир (III и IV).

Na–K–Fe- и Ca–Na-хлоридные рудообразующие флюиды играли разную роль в образовании Au- и Mo-порфировой минерализации Александровского месторождения. Образцы пирит-кварцевых жил, где были обнаружены только флюидные включения состава CaCl₂–NaCl либо NaCl–KCl, характеризуются убогим содержанием Au. Напротив, образцы пирит-кварцевых жил, где обнаруживаются как Na–K–Fe-хлоридные, так и Ca–Na-хлоридные флюидные включения, содержат повышенные концентрации Au. При этом необходимо заметить, что в таких образцах обнаружены признаки присутствия примеси CaCl₂ в составе N–K–Fe-хлоридных флюидных включений, что можно расценивать как результат смешения минералообразующих флюидов с разным солевым составом. Примечателен факт присутствия CaCl₂ в составе растворов, содержащихся в плотных CO₂-включениях и отсутствия плотной CO₂ в составе включений с Na–K–Fe-хлоридными растворами, что указывает на магматические расплавы диоритового состава как источник CO₂-флюидов. Сопоставление солевого и газового состава рудообразующих и магматогенных флюидов дает основания заключить, что генерация рудообразующих флюидов молибденит-кварцевой минерализации месторождений Давенда и Александровское имеет прямое отношение к формированию кислых пород известково-щелочного состава, а Na–Ca-хлоридные флюиды с CO₂, участвовавшие в образовании золотоносных пирит-кварцевых жил Александровского месторождения, генерировались в процессе образования расплавов и кристаллизации пород калиевого субщелочного составов.

Магматические расплавы, кристаллизовавшиеся на уровне образования рудных тел в виде даек, сами по себе не могли быть достаточным источником рудообразующих флюидов. Необходимый дебет рудообразующих флюидов могла обеспечить только свободная флюидная магматическая фракция, которая транспортировалась к поверхности автономно, либо в виде самостоятельной фазы в магматическом расплаве и находилась в равновесии с ним, на что прямо указывает присутствие первичных двухфазных включений в акцессорном апатите диоритового порфирита. Генерация таких магматогенных флюидов могла происходить совместно с образованием магматических расплавов в промежуточных магматических очагах в результате смешения магматических расплавов мантийного и корового происхождения. По данным (Webster, 2004), изменение состава магматического расплава от основного к кислому должно приводить к радикальному обогащению хлором обособляющихся магматических флюидов. То же самое касается и CO₂ и S, учитывая высокую растворимость и в 10 раз большее содержание этих компонентов в базитовых расплавах, чем в расплавах гранитоидного состава (Наумов и др., 2017, 2019).

Роль CO₂ и вероятная эволюция рудообразующих флюидов. Роль CO₂ в образовании Au-минерализации показана на примере орогенных месторождений золота, образующихся на глубине 7–12 км (Klein, Fuzikawa, 2010; Xu et al., 2015). Предполагается, что CO₂, которая повсеместно содержится в рудообразующих флюидах этих месторождений, непосредственно не способствует транспортировке золота, поскольку Au не имеет прочной химической связи с карбонат-ионом. Тем не менее, CO₂ может опосредованно влиять на процесс рудообразования. Во-первых, присутствие CO₂ в качестве слабой кислоты буферирует рН флюида в пределах интервала, где высокая концентрация золота во флюиде способна поддерживаться за счет восстановления комплексов серы (Phillips, Evans, 2004, Bower, 1991). Во-вторых, присутствие CO₂ расширяет область физико-химических условий, в которых могут существовать критические и несмешивающиеся флюиды, и, таким образом, влиять на образование и существование паров, содержащих рудные элементы (Lowenstern, 2001). Экспериментальные исследования показывают, что пары, обогащенные CO₂, способны переносить большие количества Cu и Au (Lai, Chi, 2007). В-третьих, фазовое разделение флюида способно изменять такие физико-химические свойства флюида, как парциальное давление CO₂ и pH, вызывая дестабилизацию растворимых форм рудных элементов, в частности Au, и их осаждение в виде рудных минералов. В образовании золотой минерализации месторождения Александровское CO₂ играла ту же роль, что и при образовании орогенных золоторудных месторождений, в ходе протекания схожих, но не тождественных процессов, учитывая, что глубина рудообразования на месторождении Александровское оценивается в ~7 км и режим давления рудообразования менялся от литостатического к гидростатическому.

При литостатическом давлении (2–1.9 кбар) флюидная система месторождений Давенда и Александровское (на изученном уровне) уже находилась в гетерофазном состоянии и была представлена плотной газообразной CO₂-фазой и водно-солевой. Соленость последней можно оценить в ~20–15 мас. % NaCl-экв., что близко к критической концентрации двухфазных флюидов, формировавших молибденитовую минерализацию при 550–450°С (фиг. 12, 13), и близко соответствует солености магматического флюида, захваченного апатитом диоритового порфирита (обр. 712, фиг. 14, табл. 2) в виде первичных включений. В таких условиях на глубине 7.9–7 км (Александровское) и 8–6.3 км (Давенда) происходило формирование кварцевых жил, которые обеспечили “жильный” облик и стиль месторождений (Baker, 2002). Затем литостатический режим изменился на гидростатический, давление на уровне рудоотложения понизилось до 0.72–0.47 кбар, но глубина рудообразования радикально не изменилась. Развитие сопряженных субвертикальных проницаемых трещин в жильном кварце обеспечило понижение давления в гидротермальной системе и способствовало образованию над поверхностью гидротермального раствора протяженной по вертикали области пара, что могло приводить к еще большему падению давления. На этом этапе происходил процесс кипения и гетерогенизации гомогенной жидкой флюидной магматической фазы с разделением ее на газообразную и высококонцентрированную водно-солевую. В результате жильный кварц захватывал ассоциации высоко- и низкоконцентрированных флюидных включений, характерных для порфировых месторождений. Отсутствие зон развития минерализованных штокверков и эксплозивных брекчий указывает, что рудообразование на этом этапе протекало, главным образом, в среде жильного выполнения, где локализована рудная минерализация. Это является существенным отличием месторождений Давенда и Александровское от типично порфировых месторождений, формирующихся на меньших глубинах, рудные тела которых представлены минерализованными штокверками и эксплозивными брекчиями.

ВЫВОДЫ

1) Образование золотоносных пирит-кварцевых жил Александровского месторождения происходило при единовременном участии разных по солевому составу гидротермальных флюидов. NaCl–KCl–FeCl_2/3(As)-флюиды участвовали в формировании молибденит-кварцевой минерализации, в образовании золотоносных минеральных ассоциаций принимали участие как NaCl–KCl–FeCl_2/3(As)-, так и NaCl–CaCl–CO₂–N₂–H₂S(F)-флюиды.

2) Процессы гетерогенизации и кипения рудообразующих флюидов, а также смешение флюидов стимулировало образование богатого золотого оруденения – наибольшее содержание Au отмечается на тех интервалах рудных жил, где в кварце фиксируется присутствие флюидных включений разного состава.

3) Источниками NaCl–CaCl–CO₂–N₂–H₂S и NaCl–KCl–FeCl_2/3(CO₂)-флюидов являлись магматические расплавы, формировавшие соответственно высококалиевые и известково-щелочные породы амуджикано-сретенского комплекса.

4) Глубина образования продуктивных рудных минеральных ассоциаций в жилах месторождений Александровское и Давенда оценивается в 7.9–7 и 8–6.3 км соответственно, что не свойственно типично порфировым месторождениям, для формирования которых характерна меньшая глубина.