Gold deposits of Central and North Asia

Full Text

Журнал “Геология рудных месторождений” впервые публикует специальный тематический выпуск, посвященный золоторудным месторождениям. Исторически этим объектам журнал всегда уделял повышенное внимание. В постсоветское время, когда многие ограничения на публикации были сняты, а месторождения, наконец, названы своими именами (большинство месторождений золота бывшего СССР были засекречены, и статьи о них были безымянными), статьи по золоту стали одними из самых многочисленных. В то же время необходимо отдать дань уважения предшествующим поколениям специалистов по золоту: советская геологическая школа, без сомнения, была одной из крупнейших в мире. Н. И. Бородаевский, Н. В. Петровская, Ю. Г. Сафонов, М. М. Константинов и многие другие выпустили блестящие работы, которые вошли в золотой фонд науки о полезных ископаемых (Петровская, 1965; Бородаевский и др., 1974; Петровская и др., 1976; Сафонов, 1997; Константинов, 2006).

В данном выпуске акцент сделан на регионах Центральной, Восточной и Северо-Восточной Азии (России и Кыргызстана), одним месторождением представлен Урал. Золоторудные залежи локализованы здесь в террейнах разного возраста – от венда и самого начала палеозоя (Байкало-Патом, Тыва, Северный Тянь-Шань) до мезозоя (Забайкалье, Колыма) и кайнозоя (Камчатка). Геодинамическая позиция соответствующих регионов также значительно варьирует – от островодужной и окраинно-континентальной в связи с зонами субдукции до постколлизионной – зоны тектоно-магматической активизации консолидированных континентальных блоков.

Экономическое значение золоторудных месторождений в современном мире очень велико. В предыдущее столетие крупнейшими поставками золота резко выделялся бассейн Витватерсранд с его золотоносными конгломератами, давший более трети всей учтенной добычи Au человечества (Cairncross, 2021), на текущий момент больший вклад дают многочисленные “орогенные” месторождения (включая связанные с гранитами) с более 1/3 суммарной добычи и вдвое уступающий эпитермальный тип. Примерно по 10% обеспечивают месторождения порфировые (+ скарновые) и Карлин-типа. Вклад остальных типов (колчеданного, железо-оксидно-медно-золотого, Cu-Ni и др.) составляет не более первых % (напр., Torvela et al., 2022). Россия обладает рекордной минерально-сырьевой базой: запасы ее недр составляют 22% общемировых, она входит в тройку мировых лидеров по добыче и дает 10% мирового производства Au, немного уступая Китаю и Австралии, которые постепенно снижают свою добычу. Из 15453.5 т запасов Au Российской Федерации собственно золотые месторождения (“орогенные” и менее значимые эпитермальные) составляют ~10.5 тыс. т, комплексные (колчеданные, Cu-порфировые, Cu-Ni и Cu-скарновые) ~3.8 тыс. т, а россыпи ~1.1 тыс. т (Государственный доклад …, 2022). Вклады в добычу упомянутых типов Au примерно соответствуют долям их запасов, однако роль россыпной добычи остается высокой (около 20%, при доле запасов лишь 7.2% общего показателя).

Изучению и оценке золотых месторождений посвящены многочисленные публикации в мировой геологической литературе, которые рассматривают различные аспекты их типизации и генезиса, в том числе вопросы геодинамической позиции, состава и строения соответствующих магматогенно-рудных систем, вклада тектоно-метаморфических процессов, минералогии и геохимии гидротермальных метасоматитов и руд, флюидного режима их формирования и др. Геолого-генетические факторы формирования золотых месторождений рассмотрены и в серии тематических сборников, публикуемых ведущими международными научными центрами (напр., Geology of the World’s Major Gold Deposits, 2020; Torvela et al., 2022).

Различные регионы Северной Евразии – в пределах бывшего СССР – довольно интенсивно изучались в аспектах прогнозирования, поисков и оценки золоторудных месторождений, с развитием теоретических представлений об их строении и генезисе. Представления о магматогенно-гидротермальной природе золоторудных месторождений в СССР оказались уверенно проработанными на широком материале и, в том числе, поэтому – более устойчивыми к испытанию временем, чем в странах Запада, где в последние десятилетия плутоногенные типы Au-рудных систем почти полностью уступили свое место метаморфогенным. Соответственно, в мировых сводках (Pirajno, 2009; Kelley et al., 2020; Geology of the World’s Major Gold Deposits, 2020) бесспорно магматогенными остались лишь гидротермальные месторождениия: 1) порфирового семейства (порфировые, эпитермальные и малочисленные Au-скарновые); 2) также немногочисленные Au-Bi-Te, связанные с восстановленными гранитными интрузиями (RIRGS-типа, Reduced Intrusion Related Gold Systems; напр., Hart, 2007).

Наряду с метаморфогенной концепцией формирования так называемых орогенных (т. е. тесно связанных с орогенезом) золоторудных месторождений (Goldfarb, Groves, 2015; Groves et al., 2020) обоснована альтернативная – магматогенно-метаморфогенная модель их образования. Предложенная более 30 лет назад (Bortnikov et al., 1993; Бортников и др., 1994), она получила дальнейшее развитие на примере крупнейших месторождений Азии (Бортников и др., 1996, 2006, 2007; Гамянин и др., 2015, 2018; Vikent’eva et al., 2017, 2018, 2020). Эти идеи получили широкое хождение, например, они были приложены к интерпретации генезиса гигантского месторождения Мурунтау (Bierlein, Wilde, 2010).

В целом опыт России, центральноазиатских стран бывшего СССР и Китая учит, что отбрасывать плутоногенную концепцию преждевременно. Оказалось, что для подавляющего большинства “орогенных” золоторудных месторождений при более детальной разведке (бурение, геофизические методы) устанавливается наличие глубоко расположенного гранитоидного плутона – очага, поставлявшего как компоненты гидротермального флюида, так и тепло, которое поддерживало развитие гидротермальной системы и способствовало извлечению металлов из вмещающих пород при их контактовом метаморфизме.

Прорывные результаты по рассматриваемому региону были получены геологами и по эпитермальным месторождениям. Особенно значимы данные, полученные по Северо-Востоку России, месторождениям Балей и Тасеевское (Забайкалье), Кочбулак (Кураминский хребет, Узбекистан) (напр., Коваленкер и др., 1997). В основном они считаются вулканогенными средне- и низкотемпературными, хотя в последние годы, особенно по месторождениям Чукотки и Магаданской области появились представления об участии модифицированного метеорного флюида (Николаев и др., 2013; Prokofiev et al., 2014; Волков и др., 2018; Бортников и др., 2022)

Золоторудные месторождения (или их наиболее продуктивные рудные стадии), разведанные в Центральной и Северной Азии, нередко в той или иной мере отчетливо связаны с интрузиями гранитоидов, которые являются частью одного или двух (совмещенных?) дифференцированных магматических комплексов, представленных на конкретных месторождениях. В частности, месторождение Чармитан в Узбекистане (Бортников и др., 1996) ассоциировано с многофазным (от монцогаббро через монцониты и сиениты до монцо-гранитов и лейкогранитов) плутоном, породы которого представляют высококалиевую известково-щелочную и шошонитовую серии (Кудрин и др., 1990; Гусев, 2014). Месторождение Кумтор в Кыргызстане находится в Срединном Тянь-Шане вблизи “Линии В. А. Николаева”, вдоль которой трассируется цепочка монцогаббро-монцодиорит-монцонит-сиенит-гранодиорит-монцогранитных интрузий, также относимых к высококалиевой известково-щелочной и шошонитовой сериям и сопровождаемых W(-Mo-Cu-Au) оруденением. Хотя непосредственную связь данного месторождения с этими интрузиями подтвердить трудно, она не исключена. Характерно, что в рудном поле этого месторождения, в контурах геохимических ореолов золота и вольфрама, установлены дайки щелочных сиенитов (бостонитов), вероятно, раннепермского возраста, а также более основных пород (Кудрин и др., 1990; Шевкунов и др., 2023). На месторождении Мурунтау в Узбекистане выявлены признаки пространственного совмещения магматических пород разных комплексов, представляющих широкий возрастной интервал постколлизионного магматизма, проявленного в регионе (Костицын, 1996; Соловьев и др., 2023). Такие комплексы могут включать раннюю монцодиорит-гранодиорит-гранитную и позднюю монцодиорит-гранит-лейкогранитную интрузивные серии, причем последняя обнаруживает черты близости с одновозрастными комплексами, сопровождаемыми молибден-вольфрамовым оруденением на сопредельных территориях. Зарождение и начальное развитие магматических очагов в районе месторождения Мурунтау могли протекать в субдукционной обстановке, однако финальная дифференциация гранитоидной магмы в рудоносном очаге и ее кристаллизация завершились уже на постколлизионном этапе (Rb–Sr-возраст 286.2 ±1.8 млн лет, 289.5 ±4.9 млн лет, U–Pb-возраст по циркону) (Костицын, 1996; Соловьев и др., 2023).

Данный выпуск “Геологии рудных месторождений” открывается статьей М.В. Кудрина и др. (2024), посвященной золоторудному месторождению Хангалас, которое расположено в центральной части Яно-Колымского металлогенического пояса. Структура месторождения определяется протяженными минерализованными зонами дробления мощностью до 70 м, осложняющими свод и крыло антиклинальной складки, которая образована верхнепермскими терригенными породами. Рудные минералы представлены пиритом и арсенопиритом; встречаются также галенит, сфалерит, халькопирит, самородное золото, Fe-герсдорфит, тетраэдрит, аргентотеннантит. Минералообразование происходило в два этапа – золото-сульфидно-кварцевый и серебро-кварцевый. Au-кварцевые жилы формировались с участием умеренно концентрированных (~ 5 мас.%-экв. NaCl) гидрокарбонатных CO₂-содержащих флюидов, при Т ~ 330–280 °C и Р ~ 0.8 кбар. Изотопный состав кислорода во флюиде δ¹⁸O_H2O (от +8.4 до +9.2‰), серы δ³⁴S сульфидов (от –2.1 до 0.6‰); изотопные отношения ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os (от 0.2212 до 0.2338) в самородном золоте и Pb в галените (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.0214, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.5356, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.2216), а также геохимические особенности пирита и арсенопирита позволяют предположить участие в рудообразовании источников из субконтинентальной литосферной мантии и в меньшей мере – коровых резервуаров. Формирование золоторудных тел месторождения связано с завершением прогрессивных взбросо-надвиговых деформаций, происходивших ~ 137 млн лет назад в ходе позднеорогенных процессов.

В статье В.М. Саватенкова с соавторами (Саватенков и др., 2024) приведены результаты изучения Верхнекаралонского золоторудного месторождения в Муйском районе Байкало-Витимского складчатого пояса в Забайкалье. За прошлый век в долине реки Каралон было добыто не менее 17 т золота. Детально рассмотрены Pb–Pb и Rb–Sr изотопные системы Верхнекаралонского золото-кварцевого и ряда других золоторудных месторождений. Для каждой из выявленных групп рудной минерализации установлен различный вклад мантийного и древнекорового источников. Установлены перестройка Rb–Sr системы в изученных породах и минералах Верхнекаралонского месторождения и перераспределение изотопов Pb в галените Водораздельной рудной зоны Каралонского рудного поля на рубеже 290–250 млн лет. Изотопные характеристики Pb в галените месторождения указывают на его генетическую связь с рудовмещающими гранитами, возраст которых ~ 600 млн лет может быть близок возрасту наиболее раннего этапа формирования золото-кварцевой минерализации. Сделан важный вывод, что древнекоровый источник является общим для ведущих золоторудных месторождений Северного Забайкалья; он характеризуется параметрами континентальной коры Сибирского кратона на период 500–600 млн лет.

В работе (Колпаков и др., 2024) проведен сравнительный анализ россыпей и коренных месторождений золото-сульфидно-кварцевой и золотосодержащей Mo-порфировой формаций Давенда-Ключевского рудного узла. Судя по морфологии золота, преобладают россыпи ближнего сноса; пробности россыпного и рудного золота близки. В россыпях, образующих ореол вокруг Ключевского месторождения, преобладает золото с пробностью 900–950; оно часто содержит включения пирита, галенита и минералов Bi (тетрадимит, теллуриды Bi, Bi-содержащие сульфосоли, самородный Bi, висмутин), реже – арсенопирита, халькопирита, блеклой руды, образуя с ними сростки. В автохтонных россыпях, расположенных вокруг месторождения Давенда, преобладает золото с пробностью более 950. Третий тип золота (пробность 850–900) менее распространен в вышеупомянутых россыпях, но зачастую преобладает в россыпях иных рек.

Статья (Кудаева и др., 2024) посвящена необычному Au-Te-Se эпитермальному вулканогенному типу, представленному Озерновским месторождением на Камчатке, где к настоящему времени наблюдается “эпитермальный бум” – начата золотодобыча и идет переоценка многих рудопроявлений (Бортников, Толстых, 2023). Руды располагаются в линейных зонах вторичных кварцитов в вулканитах неогена и представлены трубками гидротермальных кварцевых брекчий и линейными штокверками с вкрапленностью рудных минералов – сульфидов, теллуридов и селенидов. На верхнем горизонте месторождения обнаружен новый тип золотых руд. Основным минералом золота в рудной ассоциации является малетойваямит (Au₃Se₄Te₆), образующий мелкие включения в селенистом самородном теллуре. С ними ассоциируют редкие минералы – бамболлаит (Cu_1-x(Se, S, Te)₂), сульфосоли подгрупп голдфилдита и усталечита. Рудная минерализация могла образоваться в верхней части кипящей гидротермальной системы в результате смешения восходящего потока гетерогенного водно-парового флюида с обогащенными кислородом поверхностными водами.

В статье М.Е. Притчина и др. (2024) приведены первые ⁴⁰Ar/³⁹Ar датировки слюд и амфибола из околорудных и рудных минеральных ассоциаций Светлинского и Кочкарского золоторудных месторождений – крупнейших на Урале (уступают только Березовскому). Многие детали генезиса для них остаются дискуссионными, поэтому возрастные ограничения для продуктивных минеральных ассоциаций являются ключевыми. Кочкарское и Светлинское месторождения расположены в Восточно-Уральской мегазоне недалеко друг от друга, но имеют ряд отличий (Бортников, 2006; Bortnikov, Vikentyev, 2013; Vikent’eva, Bortnikov, 2015): первое представлено в основном высокомышьяковистыми кварц-сульфидными жилами, а второе – прожилково-вкрапленными зонами золото-теллуридной минерализации. Оценки возраста соотнесены с периодами активизации тектонических и тектоно-магматических процессов, реконструированных на Урале (Vikentyev et al., 2017). Наиболее интенсивное деформационное событие на Урале, коллизия континент/континент, произошло в интервале 313–288 млн лет назад, вблизи границы карбона и перми. Оно охватывает различные геологические события, включая внедрение синорогенных гранитов (Sazonov et al., 2001), перерыв в осадконакоплении и формирование регионально распространенных на Урале кор выветривания (напр., Новоселов и др., 2019). Коллизия на Урале сопровождалась массовым гранитообразованием. Средневзвешенное значение возраста для Светлинского месторождения составляет 276 ±2 млн лет, для Кочкарского 284 ±2 млн лет, отвечая начальным фазам постколлизионного этапа. Предполагается, что становление обоих месторождений является следствием процессов гранитизации при формировании Кочкарского антиклинория.

В важной сводке (Тагиров и др., 2024) приведены результаты критической оценки экспериментальных данных по устойчивости гидроксо- и хлоридных комплексов Au(I). На основании полученных значений энергии Гиббса AuOH_(p-p), AuCl_(p-p) и AuCl₂ определены стандартные значения термодинамических свойств и параметры модели HKF (Хелгесон–Киркхэм–Флауэрс) этих комплексов. Рассчитана растворимость Au в хлоридных флюидах вплоть до 1000 °C, 5000 бар. В качестве геологического приложения полученных данных выполнен модельный расчет отложения самородного золота остывающим хлоридно-сульфидным флюидом с оценкой изменения состава флюида, последовательности образования твердых фаз и изменения пробности золота. Надо отметить, что рост начального отношения (W/R)₀ (скорости просачивания) приводит к снижению температуры отложения самородного золота. Например, результатом роста (W/R)₀ с 10 до 10⁴ является снижение температуры отложения самородного золота на 100 °C. Таким образом, при высоких значениях отношения (W/R)₀ (высокие скорости подъема флюида) Au дольше удерживается в растворенной форме, и отложение минералов золота происходит при более низких температурах. Такой режим отвечает подъему флюида в открытых трещинах. Другим фактором, приводящим к снижению температуры образования собственных минералов Au, может служить его захват отлагающимися сульфидами. В настоящее время установлены формы нахождения и предельные содержания “невидимого” золота в сульфидах разного состава в широком диапазоне температуры (напр., Викентьев и др., 2015; Trigub et al., 2017; Filimonova et al., 2020 – пирит, Kovalchuk et al., 2024 – мышьяковистый пирит и марказит, Filimonova et al., 2019 – сфалерит, Tagirov et al., 2023 – минералы системы Cu-Fe-S).

Таким образом, на большинстве из рассмотренных золоторудных месторождений или предполагается тесная связь минерализации с интрузивным магматизмом (чаще гранитоидным), или она не исключена, поскольку устанавливается пространственная близость золотых проявлений к гранитоидным штокам, а возраст минерализации является несколько более поздним, чем сами интрузивы.

Действительно, по совокупности признаков многие золоторудные, а также W–Au, W–Mo–Au, Bi–Au, Te–Au месторождения Центральной и Северной Азии относятся к плутоногенному (intrusion-related) постколлизионному типу. Обычно для большинства золоторудных месторождений геохимическими и изотопно-геохимическими подходами получаются смешанные признаки их резервуаров, а во многих случаях устанавливается их тесная пространственная и временная связь с орогенным (коллизионным) гранитоидным магматизмом. Но под влиянием современного общемирового тренда, своего рода увлечением, большинство золоторудных месторождений в литературе обозначаются как “орогенные”, при этом вклад в их образование магматических источников, даже если он просматривается, не афишируется.

В главном фокусе настоящего тематического выпуска оказались плутоногенные золоторудные месторождения, или золотые рудопроявления, связь которых с интрузивными телами весьма вероятна. Внести ясность могло бы знание временных соотношений разных геологических событий. Но, к сожалению, надо констатировать, что возможности датирования рудных процессов изотопно-геохимическими методами пока еще имеют существенные ограничения: 1) разработанные методы в основном применимы к минералам (мусковит, кальцит, пирит, арсенопирит и нек. др.), синхронность которых с самородным золотом и Au-Ag теллуридами – основными носителями золота – не доказана, а лишь предполагается; 2) определяемые этими способами возрасты имеют значительную ошибку (первые млн лет, иногда > 10 млн лет). В связи с этим при генетических, особенно возрастных, интерпретациях, по-прежнему остаются главными детальные геологические наблюдения, без которых проведение дорогостоящих изотопно-геохимических работ является зачастую малооправданным.

About the authors

I. V. Vikentyev

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry RAS

Author for correspondence.
Email: viken@igem.ru
Russian Federation, Staromonetnyi per., 35, Moscow, 119017

N. S. Bortnikov

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry RAS

Email: viken@igem.ru
Russian Federation, Staromonetnyi per., 35, Moscow, 119017

References

Supplementary files