Записки Российского минералогического общества, 2020, T. 149, № 2, стр. 12-21

КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Малмыжское золото-медно-порфировое месторождение расположено на правобережье р. Амур, в северо-восточной части Средне-Амурской депрессии на останцовых горных грядах – Малмыжских высотах в 80 км юго-западнее г. Комсомольск-на-Амуре (рис. 1).

Рис. 1.

а – Тектоническая схема Сихотэ-Алиня с местом расположения Малмыжского месторождения (по Khanchuk, 2016; Ханчук, 2019); б – схема геологического строения Малмыжского месторождения с рудными участками и местом отбора образцов, содержащих МПГ (по Е.К. Игнатьеву и др., 2015, с дополнениями). Условные обозначения: готерив-раннеальбская акреционная призма (КМ – Киселевско-Маноминский) и островная дуга (КЕ – Кемский); раннемеловой турбидитовый бассейн (ЖА – Журавлёвско-Амурский); раннемеловая аккреционная призма (ТХ – Таухинский); юрская аккреционная призма (БД – Баджальский, НБ – Наданьхада-Бикинский, СМ – Самаркинский и ХБ – Хабаровский); коллаж террейнов неокомского орогенного пояса (МООП – Монголо-Охотский); триасовый орогенный пояс (ЛГ – Лаоелин-Гродековский); тектонические пластины палеозойского орогенного пояса на юрской аккреционной призме (СР – Сергеевский); раннепалеозойский орогенный пояс (БЦХ – Баджало-Цзямуси-Ханкайский); ЦСАР – Центральный Сихотэ-Алинский разлом.

Fig. 1. a – Tectonic scheme of the Sikhote-Alin region with Malmyzh deposit location (modified after Khanchuk 2016, 2019); б – geological scheme of the Malmyzh deposit with ore districts and point of PGM samples (modified after E.K. Ignatiev et al., 2015). Legend: early Cretaceous accretionary prism (КМ – Kiselevka–Manoma) and island arc (КЕ – Kema); Early Cretaceous turbidite basin (ЖА – Zhuravlevka–Amur); early Cretaceous (Neocomian) accretionary prism (ТХ – Taukha); Jurassic accretionary prism (БД – Badzhal, НБ – Nadanhada–Bikin, СМ – Samarka и ХБ – Khabarovsk); Neocomian orogenic belt (МООП – Mongolo-Okhotsk); Triassic orogenic belt (ЛГ – Laoelin-Grodekov); fragments of the early Paleozoic continental margin overlying Jurassic accretionary prism (СР – Sergeevka); Early Paleozoic orogenic belt (БЦХ – Bureya–Jiamusy–Khanka); ЦСАР – Central Sikhote-Alin Fault.

В геологическом строении Малмыжского месторождения принимают участие осадочные терригенные отложения раннемелового возраста (Кузьменко, 1989; Васькин и др., 2009), прорванные интрузиями диорит-гранодиоритового состава альб-сеноманского возраста (Буханова, 2018; Ханчук и др., 2019а, б). Рудовмещающие породы перекрыты четвертичными рыхлыми образованиями аллювиального, озерно-аллювиального и пролювиального генезисов. Терригенные образования, слагающие площадь Малмыжских высот, отнесены к горнопротокской свите (Васькин и др., 2009).

Интрузивные образования диорит-гранодиоритового состава занимают около 20–25% площади Малмыжского месторождения и относятся к Мяочанскому интрузивному комплексу (Васькин и др., 2009). Размещение их четко контролируется Малмыжской зоной разломов северо-восточного простирания.

Вокруг интрузивных пород развиты ореолы контактовых и гидротермальных метасоматитов. Наиболее распространены калиевые, кварц-хлорит-серицитовые, кварц-серицитовые и пропилитовые метасоматиты. Рудная минерализация носит прожилково-вкрапленный и вкрапленный характер, реже гнездово-вкрапленный, и образует наложенные на метасоматиты минерализованные штокверки.

Среди рудных минералов доминируют сульфиды (пирит и халькопирит, реже борнит), представленные тонко-дисперсными вкрапленниками, крупнозернистыми выделениями, гнездовыми обособлениями, прожилками и значительными скоплениями в редких жилах. Второстепенные компоненты руд – сульфиды и сульфосоли свинца, цинка, серебра и висмута, а также теллуриды и сульфоселениды висмута и серебра и др.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследование руд было проведено в ИВиС ДВО РАН с применением оптической аппаратуры и сканирующего электронного микроскопа TescanVega-3 с энергодисперсионным спектрометром Oxford Instruments X-Max 80 mm². В качестве эталонов использованы образцы особо чистых металлов платиновой группы, полученные в Московском институте металлов и сплавов, проверенные на соответствие и однородность состава. Использованы следующие эталоны: чистые элементы для Pt, Os, Ir, Ru, Rh, Pd, Au, Ag, Se, Sb; HgTe для Te; FeS₂ для S и Fe; InAs для As. Определение элементов проводилось по следующим аналитическим линиям: K_α для S и Fe, L_α для Sb, Pd, Rh, Ru, Ag, Se, Te; M_α для Os, Ir, Pt, Au.

Результаты анализа химического состава минералов, размер индивидов которых не превышает 3 мкм, нормированы до 100 мас. % и отмечены в таблице звездочкой.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Впервые присутствие соединений теллура с палладием в рудах Малмыжского месторождения отмечалось В.В. Ивановым с соавторами (Иванов и др., 2013). В ходе проведенных авторами детальных исследований минерального состава руд, в халькопиритовых прожилках были установлены минералы палладия: сопчеит, котульскит, меренскит, арсенопалладинит и налдретит (табл. 1). Халькопиритовые прожилки с МПГ отобраны на участке Свобода из керна скважины, пересекающей зону кварц-сульфидного штокверка в гидротермальной брекчии с интенсивными кварц-серицит-хлоритовыми метасоматическими изменениями (глубина 297 м; содержания золота – 4.89 г/т, меди – 3.11 мас. %).

Сопчеит – наиболее распространенный минерал палладия в рудах Малмыжского месторождения. Он встречается в виде включений, приуроченных к кавернам и порам в халькопирите, что свидетельствует о его более позднем образовании по отношению к основным пирит-халькопиритовым рудам. Размеры включений сопчеита достигают 35 мкм (рис. 2, а, б). Химические анализы сопчеита и рассчитанные формулы представлены в табл. 1 (ан. 1–5), формула по 32 анализам – Ag_3.90–4.03Pd_2.98–3.01Te_4.05–4.13. Сопчеит, как правило, не содержит примесей, однако в единичных случаях установлена примесь селена до 20 мас. %, вероятно, связанная с мелкими (<1 мкм) включениями науманнита.

Рис. 2.

Формы нахождения и ассоциации МПГ в рудах Малмыжского месторождения: (а) крупное включение сопчеита (Sop) в халькопирите (Cpy); (б) включение сопчеита в ассоциации с арсенопалладинитом (Apd) в халькопирите; (в) включение налдретита (Nld) в халькопирите; (г) котульскит (Ktl) в ассоциации со сфалеритом (Sph) в халькопирите.

Fig. 2. Platinum group minerals in ores of the Malmyzh deposit: a – large inclusion of sopcheite (Sop) in chalcopyrite (Cpy); б – inclusion of sopcheite in association with arsenopalladinite (Apd) in chalcopyrite; в – inclusion of naldrettite (Nld) in chalcopyrite; г – kotulskite (Ktl) in association with sphalerite (Sph) in chalcopyrite.

Арсенопалладинит – арсенид палладия с формулой Pd_8.06(As_1.90‒2.04Sb_0.90–1.04)_2.94 по результатам 5 микрозондовых анализов. Встречается лишь в виде единичных зерен, размером не превышающих 2 мкм, в ассоциации с сопчеитом (рис. 2, б). Результат химического анализа арсенопалладинита представлен в табл. 1 (ан. 13–14).

В единичных образцах Малмыжского месторождения установлено присутствие редкого минерала – налдретита (Pd₂Sb), который обнаружен только в прожилках халькопиритового состава, содержащих теллуриды палладия и арсенопалладинит, где он образует включения в халькопирите размером до 10 мкм (рис. 2, в). Химические анализы налдретита, а также рассчитанные формулы представлены в табл. 1 (ан. 6–12) . Иногда в налдретите отмечается присутствие примеси мышьяка до 1.7 мас. % и серебра до 2.3 мас. %. Примесь серебра в налдретите, вероятно, связана с включениями сопчеита размером менее 1 мкм.

Меренскит и котульскит – наиболее распространенные МПГ в рудах порфировых месторождений мира (табл. 2), однако, в рудах Малмыжского месторождения они встречаются реже, чем сопчеит.

Котульскит (PdTe) преимущественно наблюдаются в виде включений в халькопирите размером не более 3 мкм. Часто встречается в ассоциации со сфалеритом (рис. 2, г). Химические анализы и рассчитанные формулы котульскита представлены в табл. 1 (ан. 15–18). Для котульскита Малмыжского месторождения характерно присутствие примести серебра в количестве до 4.0 мас. %.

Меренскит (PdTe₂) отмечается в виде включений в халькопирите, но наблюдается реже, чем котульскит, а размеры включений обычно не превышают 2 мкм. Единичное зерно меренскита размером 5 мкм установлено в синхизите-Ce, который в ассоциации с рутилом образует обособление в кварце, заполняющем пространство между кристаллами халькопирита в прожилке. Химические анализы меренскита и формульные коэффициенты представлены в табл. 1 (ан. 19–23). Для меренскита, так же как и для котульскита, характерна примесь серебра в количестве до 1.2 мас. %, но в отличие от котульскита, в составе меренскита отмечается присутствие платины в количестве до 0.7 мас. %.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫВОДЫ

В последние годы повышенные содержания и минералы ЭПГ были установлены в рудах порфировых месторождений различных регионов мира (табл. 2). В России минералы платиновой группы обнаружены в рудах ряда порфировых месторождений: Малмыжского, Ак-Сугского, Кирганик, Михеевского, Рябинового. Тем не менее, потенциал порфировых месторождений как перспективных для добычи металлов платиновой группы на сегодняшний день не выяснен и требует дальнейшего изучения.

Окислительная природа исходных магм (с большим количеством магнетита) и эволюционирующая система минерализованного флюида в порфировых месторождениях считаются критическими условиями для транспортировки и осаждения достаточного количества золота и ЭПГ (Economou-Eliopoulos et al., 2017). Экспериментальными исследованиями установлено, что значительные количества палладия и платины (порядка граммов на тонну) могут переноситься в виде хлоридных комплексов гидротермальными флюидами в кислых средах (pH < 2–4) при температурах 300–500 °С (Gammons et al., 1992; Wood, 2002; Hanley, 2005; Xiong, Wood, 2000). По результатам моделирования для тройной системы Pd–Ag–Te установлено, что сопчеит стабилен до 383 °C и образует комплексы с котульскитом и гесситом при 350 °С (McFall et al., 2018; Vymazalova et al., 2015). Сопчеит – самый распространенный МПГ в рудах Малмыжского месторождения и, вероятно, температура около 380 °C соответствует верхнему пределу формирования МПГ на Малмыжском месторождении.

Взаимоотношения между основными рудными минералами меди, МПГ и теллуридами Au–Ag в рудах указывают на то, что благородные металлы тесно связаны с прожилковым халькопиритом, но их отложение происходило на завершающих этапах формирования рудных прожилков. Так, например, ассоциация со сфалеритом в более раннем халькопирите характерна для многих “поздних” и типичных для эпитермальных условий минералов, отлагающихся в порфировых рудах на заключительных этапах их формирования. В исследуемых халькопиритовых прожилках котульскит часто наблюдается в ассоциации с таким “поздним” сфалеритом. Находка меренскита в синхизите-Ce – минерале, встречающемся на Малмыжском месторождении в полнопроявленных кварц-серицитовых метасоматитах (Буханова, Чубаров, 2018), свидетельствует о более позднем его формировании по отношению к халькопиритовым рудам.

Некоторые исследователи отмечают, что образование МПГ характерно для самых ранних этапов формирования рудной минерализации порфировых месторождений (Auge et al., 2005; Economou-Eliopoulos, 2010; Tarkian et al., 2003). Для ряда месторождений, таких как Маунт Миллиган, установлено позднее происхождение МПГ по отношению к основным медным рудам. В этом случае формирование МПГ относят к поздней стадии субэпитермального этапа (Chapman et al., 2017). На Малмыжском месторождении наиболее богатые ЭПГ участки установлены в краевых частях гидротермальных брекчий, а взаимоотношения МПГ с другими минералами свидетельствуют об их относительно более позднем образовании.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-35-00520.