Типоморфные особенности рудных минералов как индикатор

Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории
ТИПОМОРФНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РУДНЫХ МИНЕРАЛОВ КАК
ИНДИКАТОР ЭТАПНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НИЖНЕПАЛЕОЗОЙСКИХ
КОНГЛОБРЕКЧИЙ (Р. МАЛАЯ КАРА, ПОЛЯРНЫЙ УРАЛ)
Н.Ю. Никулова, В.Н. Филиппов, И.В. Швецова
Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, nikulova@geo.komisc.ru
Конлгобрекчии, маркирующие границу континетальных гравелитов алькесвожской
толщи (Є3 –О1al) и морских песчаников бадьяшорской свиты (Є3 –О1 bd), вскрываются в разрезе
в верховье р. Малая Кара (Полярный Урал). Конглобрекчии содержат до 20 об. % неокатанных
и слабоокатанных обломков кварца, роговиков и риолитов, а также ярко-зеленых обломков
мелкокристаллических метасоматитов с брошантитом. Описание разреза приводится на
основе полевого описания В.С. Озерова (2009), обнаружившего необычные брекчии и любезно
предоставившего нам для изучения каменный материал. Большинство обломков пород или
совсем не содержат или содержат единичные зерна рудных минералов, основная масса которых
сосредоточена в заполнителе конглобрекчии, а брошантит в обломке метасоматита развивается
в межзерновом пространстве по рудным минералам.
В составе тяжелых фракций преобладают устойчивые к выветриванию минералы:
циркон, рутил, лейкоксен, апатит, хромит, ильменит, гематит, магнетит. В знаковых количествах
отмечается титанит, эпидот, ковеллин, халькозин, брошантит и медистое золото. Из этого
минералогического спектра наиболее информативными индикаторами потсдиагенетических
процессов являются рудные минералы. Интерпретация таких преобразований на основе
стадиального анализа (Япаскурт, 2008) позволяет получить информацию о важном рубеже
в геологической истории региона, ознаменовавшимся его структурно-тектонической
перестройкой. Глобальные события и их механизмы нашли отражение во всех иерархических
уровнях организации и эволюции вещества, в том числе в составе минеральных парагенезов и
типоморфных особенностях отдельных минералов.
Гематит, встреченный во всех пробах, представлен таблитчатыми кристаллами и
зернами микрокристаллического строения со скульптурами растворения и примазками
слюды на поверхности, появившихся в результате гипергенных преобразований в древней
коре выветривания. В гематитах обоих морфотипов TiO2 составляет от 0,48 до 3,32 мас. %, что,
как и присутствие микровключений эпидота в новообразованных таблитчатых кристаллах,
указывает на их базитовый источник.
Хромит представлен в различной степени окатанными кристаллами и зернами со
скульптурами растворения на поверхности. Изучение состава поверхности хромитов показало,
что они содержат: Cr2O3 — 39,77–60,55; Fe2O3 — 15,43–35,85; Al2O3 — 3,35–18,08; ZnO — 4,33–
17,51; MnO — 1,10–5,52. Особенностью хромитов является то, что значительное содержание
цинка (до 15 мас. % ZnO) фиксируется лишь на поверхности и в микротрещинах, а в центральных
частях зерен он или отсутствует, или составляет не более 3,49 мас. %.
Мы полагаем, что исходный состав минерала — это центральные части зерен. Присутствие
следов растворения на поверхности и дифференциации состава внутри зерен хромитов
313
VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013
указывают на их преобразование в коре выветривания, куда они попали в виде в различной
степени окатанных зерен, уже высвобожденных из магматических пород. Источником
изученных хромитов могли быть вулканиты основного или ультраосновного состава.
Ильменит встречается в виде частично лейкоксенизированных черных пластинчатых
и таблитчатых кристаллов и зерен с выветрелой поверхностью и имеет следующий состав:
TiO2 — 30,70–48,54; Fe2O3 — 51,48–60,22; V2O5 — 0,0–0,8 мас. %.
Титаномагнетит представлен черными слабо окатанными часто искаженными октаэдрами
(до таблитчатых) с выщелоченными поверхностями граней. Проанализированное зерно
титаномагнетита имеет состав: TiO2 — 11,33; Fe2O3 — 84,93; Al2O3 — 2,99; SiO2 — 0,75 мас. %.
Сульфиды — ковеллин и халькозин — часто встречаются в виде сростков таблитчатых и
пластинчатых кристаллов. Ковеллин (CuS) представлен черными, иногда с синеватым оттенком
пластинчатыми зернами, часто слоистого строения за счет совершенной спайности по {001}.
Халькозин (CuS2) слагает таблитчатые кристаллы и пластинчатые зерна черного цвета, часто
развивающиеся по поверхности зерен ковеллина. В зернах сульфидов отмечаются включения
брошантита (CuSO4 3(OH)2), который встречается и в виде бледно- и серовато-зеленых зерен.
По данным рентгеноструктурного анализа, межплоскостные расстояния (d) на рентгенограмме
6,40; 5,37; 3,91; 3,20; 2,68; 2,52 (ДРОН, аналитик к.г.-м.н. Б.А. Макеев) соответствуют эталонным.
Брошатнит широко распространен в обломках метасоматитов.
Золото из конглобрекчий представлено разнообразными сростками плоских удлиненнопластинчатых, пластинчатых тетрагональных и треугольных кристаллов (рис. 1, 2). Поверхность
золотин часто ступенчатая, выщелоченная кавернозная и мелкоямчатая, иногда с отпечатками
слюды и микровключениями кварца, гематита, эпидота и ксенотима (рис. 2б). Включения
несколько утоплены в приповерхностной зоне, что свидетельствует об одновременном
аутигенном происхождении. Вне зависимости от формы, по составу примесей выделяются три
разновидности золота. Самую многочисленную группу (15 зерен из 21) составляют золотины,
содержащие от 7,61 до 21,33 мас. % меди при отсутствии или малом содержании (до 1,61 мас.  %)
серебра (рис. 2в, г). Второй тип содержит медь и серебро примерно в равных количествах (до
3,0 мас. %). Одно зерно представлено высокопробным золотом с примесью только серебра
(обр. 03–2–7).
Для золота из коренных нижнепалеозойских золотопроявлений Приполярного и
Полярного Урала такое содержание меди не типично. В нем медь составляет, как правило,
до 2 (редко до 4,55) мас. %, часто отмечаются также серебро, ртуть и палладий (Тарбаев
и др., 1996; Ефанова и др., 1999; Ефанова, 2001; Кузнецов и др., 2001; Никулова и др., 2003;
Никулова и др., 2006; Жарков, Степанов, 2007). Все случаи обнаружения золота с примесью
более 3 мас. % Cu связаны с метасоматитами по ультраосновным породам. Ближайшие
места находки медистого золота описаны А.М. Пыстиным с соавторами в докембрийских
пироксенитах Войкаро-Сыненского массива,
где минерализация связана с внедрением
габбровых интрузий в клинопироксениты
докембрийского
основания
уралид
и
последующей серпентинизацией (Пыстин
и др., 2007; Пыстин и др., 2010). По мнению
В.С. Озерова и соавторов, «на роль коренных
источников терригенного золота могут
претендовать золото-медные рудопроявления
гидротермально-метасоматического
типа,
связанные
со
становлением
интрузий
диоритов кызыгейского (RF3 –Vkz) комплекса»
(Озеров и др., 2010).
Золото
из
подстилающих
Рис. 1. Хромит с цинкистой каймой (светлое),
алькесвожскийх гравелитов по морфологии и
обр. 243–03–1, изображение в упругоотраженных
электронах, цифрами обозначены точки, в которых составу сходно с золотом из брекчий — 8 из
18 изученных золотин медистые (Cu от 9,48
сделаны замеры
314
Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории
а
б
в
г
Рис. 2. Золото из конглобрекчий: а — зерно, сложенное субпараллельными пластинчатыми
микрокристаллами, обр. 09–03–3; б — зерно с включением ксенотима (P2O5 29.93, Y2O3 53.93, Dy2O3 2.32,
Er2O3 2.38, Yb2O3 2.53, CuO 0.83), обр. 09–03–4 (изображение в режиме упругоотраженных электронов);
г — удлиненно-пластинчатое зерно с плоскими субиндивидами на поверхности, обр. 09–04–12; д —
внутреннее строение обр. 09-04-12. Цифрами обозначены точки, в которых были проведены замеры
до 19,44 мас. %). В трех зернах содержится медь (до 2,89 мас. %) и серебро (до 4,83 мас. %), в
пяти — только серебро (до 9,96 мас. %). Одно зерно с непостоянным составом содержит серебро
(7,75–12,01 мас. %), медь (0–1,15 мас. %) и палладий (0–1,83 мас. %).
Золото с примесью меди, меди и серебра, меди серебра и палладия аналогично
алькесвожскому золоту Кожимского рудного узла (Тарбаев и др., 1996; Ефанова и др., 1999;
Ефанова, 2001; Кузнецов и др., 2001; Никулова и др., 2003; Никулова и др., 2006), Тельпосского
района (Жарков, Сепанов, 2007) и проявлению в междуречье рр. Мал. Кара и Мал. Уса,
в 10 км к югу (Никулова, Сиванова, 2008; Никулова, 2010). Источником такого золота
считаются субинтрузивные тела риолитов ранневендского возраста. Таким образом, во время
формирования как гравелитов, так и конглобрекчий существовало как минимум два источника
первичного кластогенного золота.
По характеру распределения примесей внутри зерен также выделяются три разновидности
золота: 1 — состав примесей в центральной и краевой частях зерна одинаковый (4 зерна);
2 — незначительное увеличение содержания золота и, соответственно, уменьшение меди в
приповерхностной зоне (2 зерна); 3 — содержание меди заметно увеличивается от центра к
краю (4 зерна).
Наличие у золотин высокопробных кайм является признаком гипергенного
преобразования, поэтому можно предположить, что золотины, состав которых не изменяется
от центра к краю, находились в составе обломков пород. Часть золотин высвободилась из
обломков в ходе их дезинтеграции в диагенезе и претерпела незначительные изменения
состава, а еще одна часть, у которой наблюдается увеличение содержания меди на поверхности,
попала в породу после того, как побывала в кембрийской коре выветривания. Можно
315
VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013
предположить, что состав таких зерен формировался в два этапа. На первом этапе из зерен, уже
высвобожденных из рудоносных метасоматитов, за время их пребывания в коре выветривания
были вынесены медь и серебро и образовалась высокопробная кайма. Затем, в результате
воздействия гидротермальных растворов, произошло обогащение медью поверхностной зоны
золотин. Одновременно происходило образование ассоциирующих с золотом сульфидов меди
— ковеллина и халькозина. По мнению В.С. Озерова, возраст рудоносных гидротерм среднеи позднепалеозойский (Озеров и др., 2011). Предположение о среднепалеозойском возрасте
совпадает с нашими представлениями о возрасте Cu-Au оруденения, полученном по результатам
U-Pb датирования детритных цирконов для кряжа Манитанырд. Мы полагаем, что повышенное,
по сравнению с алькесвожскими гравелитами, содержание золота в конглобрекчиевом горизонте
объясняется вкладом т.н. «контейнерного» золота из неразрушенных обломков пород, редких в
гравелитах. Алькесвожские гравелиты, подстилающие конглобрекчии, сульфитов не содержат.
Рудные минералы представлены в них хромитом, ильменитом, лейкоксеном и золотом.
В составе конглобрекчий, слагающих пограничные слои между континентальными и
морскими отложениями в основании палеозойского разреза, выявлено присутствие минералов
трех генераций. К первой относятся оксиды, получившие изменения внешнего облика и состава
в гипергенных условиях: хромит, ильменит, магнетит, часть гематита и золота. Во вторую
группу входят сульфиды: халькозин и ковеллин — и часть гематита. В третью — брошантит.
Гидротермальные постседиментационные изменения привели к значительному изменению
исходных составов терригенных минералов и образованию новых. Основным источником
терригенных рудных минералов и источником вещества для новообразованных сульфидов
являются серпентинизированные основные поздневендские интрузиии, располагающиеся
в поле рифейских основных вулканитов бедамельской серии. Образование конглобрекчий,
маркирующих окончание континентального развития территории, происходило в основании
приподнятых блоков при локальных малоамплитудных тектонических подвижках,
сопровождавших перестройку общего структурного плана территории подвижной
континентальной окраины. Выявленные типоморфные особенности рудных минералов
позволяют говорить о многоэтапных преобразованиях, определивших современный облик
пород, а присутствие хромитов с цинковой каймой можно рассматривать как один из
диагностических признаков потенциальной золотоносности терригенных нижнепалеозойских
отложений.
Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований УрО
РАН № 12-У-5-1008 «Редко- и благороднометальная минерализация осадочного генезиса в
нижнепалеозойских толщах севера Урала».
Литература
Ефанова Л.И. Алькесвожская толща на севере Урала. Стратиграфия, литология, металлоносность:
Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Сыктывкар: Геопринт, 2001. 24 с.
Ефанова Л.И., Повонская Н.В., Швецова И.В. Золотоносность и типоморфные особенности
минералов алькесвожской толщи на участке Нестеровский // Геология Европейского севера России.
Сыктывкар. 1999. № 4. С. 102–125.
Жарков В.А., Степанов О.А. Золото района горы Маяк (Приполярный Урал) // Структура,
вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента. Информационные материалы 16-й
научной конференции. Сыктывкар: Геопринт, 2007. С. 56–58.
Кузнецов С.К., Тарбаев М.Б., Ефанова Л.И., Чупров Г.В. Золото коренных проявлений в Кожимском
районе Приполярного Урала // Сыктывкарский минералог. сборник № 31. Сыктывкар, 2001. С. 1–133.
Макеев А.Б., Ефанова Л.И., Филиппов В.Н. Манганоцинкохромит и манганоцинкоалюмохромит
Приполярного Урала // Сыктывкарский минералогический сборник № 28. Сыктывкар, 1999. С. 165–171.
Никулова Н.Ю. Минералы палладия в золоте из базальных горизонтов уралид на хр. Саури-Пэ
(Полярный Урал) // Геоматериалы для высоких технологий, алмазы, благородные металлы, самоцветы
Тимано-Североуральского региона: Мат-лы Всероссийск. Минералогич. Семинара с международн.
участием. Сыктывкар: Геопринт, 2010. С. 6–7.
Никулова Н.Ю., Ефанова Л.И., Швецова И.В., Казачкин М.Ю. Золото в нижнеордовикских
терригенных породах на Приполярном Урале // Уральский геологический журнал. 2003. № 5 (35).
С. 77–90.
316
Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории
Никулова Н.Ю., Филиппов В.Н., Швецова И.В., Боброва Ю.А. Золото-редкоземельная минерализация
в алькесвожских псефитах участка «Руины» (Приполярный Урал) // Вестник ин-та геологии Коми НЦ
УрО РАН. 2006. № 12 (144). С. 2–6.
Никулова Н.Ю., Сиванова Л.М. Геохимические особенности пород зоны межформационного
контакта уралид/доуралид на хребте Саури-Пэ (Полярный Урал) // Вестник ин-та геологии Коми НЦ
УрО РАН. 2008. № 3. С. 12–15.
Озеров В.С., Озерова Э.Н., Игнатович О.О. Новые данные по геологии раннепалеозойских
метаморфизованных россыпей золота на Севере Урала // Уральский геологический журнал. 2011. № 6.
С. 21–28.
Пыстин А.М., Пыстина Ю.И., Генералов В.И., Потапов И.Л. Новый тип золото-платинометального
оруденения на Полярном Урале // Известия Коми НЦ УрО РАН. 2010. № 2 (2). Сыктывкар. С. 48–53.
Пыстин А.М., Пыстина Ю.И., Потапов И.Л., Ронкин Ю.А. Медно-благороднометальная
минерализация в докембрийских клинопироксенитах на Полярном Урале // Геодинамика, магматизм,
седиментогенез и минерагения северо-запада России. Петрозаводск, 2007. С. 329–331.
Тарбаев М.Б., Кузнецов С.К., Моралев Г.В. и др. Новый золото-палладиевый тип минерализации в
Кожимском районе Приполярного Урала (Россия) // Геология рудных месторождений. 1996. Т. 38, № 1.
С. 15–30.
Япаскурт О.В. Генетическая минералогия и стадиальный анализ процессов осадочного породо- и
рудообразования. Учебное пособие. М.: ЭСЛАН, 2008. 356 с.
317