Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- 04.00.00: ХИМИЯ
- 05.00.00: НАУКИ О ЗЕМЛЕ
- 21.00.00: ПРИКЛАДНАЯ ГЕОЛОГИЯ, ГОРНОЕ ДЕЛО, НЕФТЕГАЗОВОЕ ДЕЛО И ГЕОДЕЗИЯ
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Российская академия наук ГЕОХИМИЯ Том 69 № 9 2024 Сентябрь Основан в январе 1956 г. академиком А.П. Виноградовым Выходит 12 раз в год ISSN 0016-7525 Журнал издается под руководством Отделения наук о Земле РАН Главный редактор Ю.А. Костицын академик РАН, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва Заместитель главного редактора Ответственный секретарь О.А. Луканин д.г.-м.н., Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва А.И. Буйкин к.г.-м.н., Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва Редакционный совет: Аллегре Клод Ж. – профессор, Институт физики Земли Парижского университета, Франция, Париж А. Т. Базилевский – доктор геол.-мин. наук, профессор, ГЕОХИ РАН, Москва Н. С. Бортников – академик РАН, ИГЕМ РАН, Москва А. Д. Гвишиани – академик РАН, ИФЗ РАН, Москва Л. Н. Когарко – академик РАН, ГЕОХИ РАН, Москва М. И. Кузьмин – академик РАН, Институт геохимии им. А.П.Виноградова СО РАН, Иркутск А. В. Соболев – академик РАН, Университет Гренобль-Альпы, Гренобль, Франция М. А. Федонкин – академик РАН, ГИН РАН, Москва Хед Джеймс В. – профессор, Университет им. Брауна, США, г. Провиденс И. В. Чернышев – академик РАН, ИГЕМ РАН, Москва Редакционная коллегия: Д. Д. Бадюков – кандидат геол.-мин. наук, ГЕОХИ РАН, Москва А. В. Бобров – д.г.-м.н., Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва А. Л. Верещака – член-корр. РАН, Институт океанологии РАН, Москва А. В. Гирнис – д.г.-м.н., Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва Е. О. Дубинина – член-корр. РАН, Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва В. В. Ермаков – д.б.н., Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва Ф. В. Каминский – член-корр. РАН, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва П. Картиньи – проф., Парижский университет (VI), Париж, Франция В. П. Колотов – член-корр. РАН, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва А. Б. Кузнецов – член-корр. РАН, Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург О. Л. Кусков – член-корр. РАН, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва М. А. Левитан – д.г.-м.н., Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва М. В. Мироненко – к.г.-м.н., Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва Т. И. Моисеенко – член-корр. РАН, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва А. Р . Оганов – д.ф.-м.н., профессор, Сколтех, Москва В. Б. Поляков – доктор хим. наук, ГЕОХИ РАН, Москва В. С. Севастьянов – д.техн.н., Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва Е. С. Сидкина – кандидат геол.-мин. наук, ГИН РАН, Москва С. А. Силантьев – д.г.-м.н., Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва Н. В. Сорохтина – кандидат геол.-мин. наук, ГЕОХИ РАН, Москва М. Ю. Спасенных – кандидат хим. наук, профессор, Сколтех, Москва Хернлунд Джон – профессор, Токийский Технологический Институт Зав. редакцией И.В. Корочанцева Адрес редакции: 119991 Москва, ГСП-1, ул. Косыгина, 19, ГЕОХИ РАН, тел.: (499)137-87-22; факс: (495) 938-20-54, e-mail: geokhimiya@geokhi.ru Москва ФГБУ «Издательство «Наука» © Российская академия наук, 2024 © Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, 2024
СОДЕРЖАНИЕ Том 69, номер 9, 2024 Золоторудные месторождения орогенного типа Северного Забайкалья (Россия): геологическое строение, возраст, источники вещества и генезис А. В. Чугаев 752 Кичанская структура архейского Тикшеозерского зеленокаменного пояса Фенноскандинавского щита в свете новых геохимических и геохронологических данных Т. А. Мыскова, А. С. Никонова, К. А. Никонов, И. А. Житникова, П. А. Львов 831 Газовый состав флюидов, формировавших рудные месторождения в разные геологические периоды (от архея до кайнозоя) О. Ф. Миронова, В. Б. Наумов, В. Ю. Прокофьев 857
ГЕОХИМИЯ, 2024, том 69, № 9, с. 752–830 УДК 550.42 ЗОЛОТОРУДНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ОРОГЕННОГО ТИПА СЕВЕРНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ (РОССИЯ): ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ, ВОЗРАСТ, ИСТОЧНИКИ ВЕЩЕСТВА И ГЕНЕЗИС © 2024 г. А. В. Чугаев Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ) Российской Академии наук, Старомонетный пер., 35, Москва, 119017 Россия e-mail: vassachav@mail.ru Поступила в редакцию 04.04.2024 г. После доработки 28.04.2024 г. Принята к публикации 30.05.2024 г. В статье представлены новые и обобщены результаты предыдущих многолетних геохронологических и изотопно-геохимических исследований мезотермальных золоторудных месторождений орогенного типа крупнейшей в мире Ленской металлогенической провинции, а также дана оценка существующим представлениям об их генезисе. На основе геохронологических данных доказывается наличие трех рудообразующих событий, проявленных в регионе в палеозойское время. С ранним позднеордовикско-раннесилурийским (450–430 млн лет назад) событием связана крупномасштабная прожилково-вкрапленная золото-сульфидная минерализация в неопротерозойских углеродистых терригенно-карбонатных породах Байкало-Патомского складчатого пояса (БПП). По времени рудообразование совпадает с развитием в регионе метаморфических процессов. Возобновление гидротермальной деятельности в БПП, приведшей к формированию жильной золото-кварцевой минерализации, произошло в среднекаменноугольное (340–330 млн лет назад) время и была вызвана постколлизионным гранитоидным магматизмом. Наиболее позднее рудообразующее событие приходилось на раннепермское (290–280 млн лет назад) время и было проявлено исключительно в докембрийских структурах Байкало-Муйского складчатого пояса (БМП). Оно было синхронно с развитием в регионе внутриплитного щелочного и субщелочного магматизма. Новые, а также ранее опубликованные изотопно-геохимические данные (прежде всего, 87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd, Pb-Pb и δ34S) свидетельствуют о том, что мезотермальные рудообразующие системы Северного Забайкалья были неоднородны по своим изотопным характеристикам, что отличает их от рудномагматических (intrusion related type) систем. Сравнительный анализ изотопного состава Sr, Nd и Pb руд и пород региона, включая одновозрастные с золоторудной минерализацией магматические породы, доказывают ведущую роль докембрийской континентальной коры в поступлении минералообразующих компонентов в гидротермальные системы золоторудных месторождений. Участие магматического источника вещества в генезисе орогенной золоторудной минерализации носило ограниченный характер и устанавливается только для раннепермских рудообразующих систем БМП, для которых предполагается поступление металлов из щелочных расплавов базитового состава. Ключевые слова: Северное Забайкалье, орогенные месторождения золота, возраст, источники вещества, генезис DOI: 10.31857/S0016752524090015, EDN: IYSKZL ВВЕДЕНИЕ al., 2018; Vikentyev et al., 2019; Wilson et al., 2020a,b). В рамках этой проблемы наиболее острую дискуссию среди исследователей вызывает происхождение месторождений орогенного типа (Groves et al., 1998; 2020a,b; Goldfarb et al., 2001, 2014; de Boorder, 2012; Hronsky et al., 2012; Groves, Santosh, 2016; Gaboury, Генезис мезотермальных месторождений, играю - щих важную роль в общем балансе добычи золота в мире, относится к числу актуальных проблем современной рудной геологии (Hu et al., 2002; Бортников, 2006; Hart, 2007; Sillitoe, 2010, 2020; Su et
ЗОЛОТОРУДНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ОРОГЕННОГО ТИПА 753 ЗОЛОТОРУДНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ОРОГЕННОГО ТИПА Определение, геолого-геохимические особенности и экономическая значимость 2019; Meyer, 2023 и цитируемые в них работы). Они приурочены к разновозрас тным метаморфическим комплексам орогенных поясов и для них, как правило, отсутствуют прямые геологические свидетельства связи оруденения с магматизмом. В последние годы вопросы источников вещества орогенных месторождений золота, геотектонических условий их образования и временной корреляции рудообразующих процессов с магматизмом и метаморфизмом широко обсуждается на примере крупных рудных провинций мира (Mao et al., 2008; de Boorder, 2012; Hronsky et al., 2012; Fu et al., 2012; Tomkins, 2013a; Groves, Santosh, 2016; Liu et al., 2019; Wilson et al., 2020b; Groves et al., 2020a; Wang et al., 2022 и цитируемые в них работы). Существует большое разнообразие классификаций мезотермальных золоторудных месторождений, обзоры которых приведены в работах (Hagemann, Cassidy, 2000; Bierlein, Crowe 2000; Константинов, 2010б; Хомич, Борискина, 2011; Викентьев и др., 2016; Sillitoe, 2020). При их разработке исследователи использовали различные подходы и основывались на геологических, минералогических, геохимических, генетических и геодинамических особенностях золоторудных месторождений. В России наиболее широкое использование получил рудно-формационный подход (Петровская и др., 1976; Сопко, 1977; Сафонов, 1997, 2010; Соболев, 2008; Викентьев и др., 2016). Каждая из предложенных классификаций имеет как свои преимущества, так и недостатки. В настоящей работе при типизации изученных месторождений Северного Забайкалья использовалась классификация, разработанная для мезотермальных месторождений золота D.I. Groves и R.J. Goldfarb. Этими исследователями было выделено два основных типа: золоторудные месторождения, генезис которых непосредственно связан с магматическими системами (intrusion related type) и орогенные (oroginic type) месторождения золота, происхождение которых является одним из наиболее обсуждаемых проблем в современной геологии (de Booder et al., 2012; Hronsky et al., 2012; Tomkins, 2013a; Gaboury, 2019; Groves et al., 2020a,b; Goldfarb, Pitcairn, 2023). Ленская провинция, охватывающая территорию Северного Забайкалья (Россия), является одной из крупнейших золоторудных провинций мира (Константинов, 2010а). В ее пределах известно более трех десятков орогенных месторождений золота крупного и среднего масштаба, включая месторождение мирового класса Сухой Лог (Goldfarb et al., 2001, 2014). Изучение их геологического строения, минерального состава руд, возраста, геохимических и изотопно-геохимических характеристик продолжается на протяжении более полувека, что привело к появлению среди исследователей разных взглядов на их генезис (Буряк, 1965, 1982; Митрофанов и др., 1983; Рундквист и др., 1992; Дистлер и др., 1995; Лаверов и др., 2000; Distler et al., 2004; Ланда и др., 2006; Кучеренко, 2004, 2007, 2014; Корольков, 2007; Large et al., 2007; Русинов и др., 2008; Юдовская и др., 2011; Иванов, 2014; Кучеренко, 2016; Попов и др., 2017; Кряжев, 2017; Тарасова и др., 2016; Tarasova et al., 2020, 2022; Chugaev et al., 2022a,b). Цели настоящей работы состояли: 1) в представлении новых и в обобщении ранее опубликованных результатов многолетних геохронологических и изотопно-геохимических исследований орогенных месторождений золота Северного Забайкалья; 2) в обсуждении на их основе вопросов корреляции рудообразующих, магматических и метаморфических процессов, проявленных в палеозойское время в регионе; 3) в обосновании источников минералообразующих компонентов, включая золото. Используя возрастные и изотопно-геохимические критерии, выполнена ревизия существующих представлений об образовании золоторудной минерализации в Северном Забайкалье. Проведено их согласование с современными данными о геотектоническом развитии региона и, в более широком контексте, с разработанными к настоящему времени концепциями генезиса орогенных месторождений. Термин «орогенный» применительно к мезотермальным золоторудным месторождениям впервые был использован J.K. Bohlke (1982) при описании золотоносных кварцевых жил, пространственно приуроченных к докембрийским породам метаморфических поясов. В дальнейшем, благодаря работам D.I. Groves и R.J. Goldfarb (например, Groves, 1993; Groves et al., 1995, 1998, 2003, 2020a,b; Goldfarb et al., 2001, 2005, 2014, 2019; Goldfarb, Groves, 2015; Groves, Santosh, 2016) этот термин получил широкое распространение в современной зарубежной научной литературе. Во многом этому способствовало то обстоятельство, что из-за разнообразия существующих классификаций мезотермальных месторождений (например, Hagemann, Cassidy, 2000; Bierlein, Crowe 2000) возникали трудности для исследователей при их описании и сопоставлении, а также при разработке генетических моделей. Предложенный в работах D.I. Groves с соавторами (Groves, 1993; Groves et al., 1995, 1998) подход имеет генетическую ГЕОХИМИЯ том 69 № 9 2024
ЧУГАЕВ 754 основу, связывая образование орогенных золоторудных месторождений с конкретными этапами тектонического развития, геологическими процессами, а также обосновывая источники флюидов и рудных компонентов. Согласно представлениям, изложенным в работах (Groves et al., 2003, 2020a), формирование золоторудных месторождений орогенного типа происходило практически на протяжении всей (от позднего архея до кайнозоя) геологической истории Земли на конвергентных границах в различных (например, активная континентальная окраина, посторогенная обстановка (decratonization)) геотектонических обстановках на финальных стадиях эволюции орогена. Рудообразующий процесс протекает в условиях регионального метаморфизма при температурах 350 ± 50°С в широком диапазоне глубин (от 2 до 15 км) с участием водно-углекислого (± CH4 ± N2) флюида, характеризующегося относительно низкой соленостью. Au), золотоносные кварцевые жилы которого локализованы в неоархейском зеленокаменном поясе в пределах Дарварского кратона Индийского щита (Сафонов, 1988; Balakrishnan et al., 1990; Goldfarb et al., 2001; Chugaev et al., 2001), пале опротерозойское месторождение Хоумстейк (~1200 т, Au), приуроченное к железистым кварцитам архейского Вайомингского кратона (Frimmel, 2008; Frei et al., 2009; Steadman, Large, 2016), а также близкое к нему по возрасту месторождение Ашанти (≥2000 т, Au), рудная минерализация которого расположена среди палеопротерозойских метаосадочных пород зеленокаменного пояса Ашанти (Западно-Африканский кратон) и представленная прожилково-вкрапленными рудами и крутопадающими кварцевыми жилами (Mumin et al., 1994; Berge, 2011; Oliver et al., 2020). Самым крупным из известных в настоящее время орогенных месторождений золота является Мурунтау (Узбекистан). Добытые, разведанные и прогнозные запасы золота на этом месторождении оцениваются почти в 5300 т (Goldfarb et al., 2014). Раннепермская золоторудная минерализация на месторождении образует крупномасштабные штокверковые зоны среди метаосадочных пород раннего палеозоя (Золоторудное месторождение Мурунтау, 1998; Morelli et al., 2007; Seltmann et al., 2020) На основе обобщения имеющихся литературных данных по месторождениям крупнейших золоторудных провинций мира D.I. Groves и R.J. Goldfarb, а также другие исследователи (Kerrich, Cassidy, 1994; Hagemann, Cassidy, 2000; Groves et al., 1998, 2003; Goldfarb et al., 2001, 2005) выделили ряд общих геологических, минералогических и геохимических черт, характерных для орогенных золоторудных месторождений. Среди них: 1) приуроченность орогенных месторождений к региональным глубинным (транслитосферного заложения) тектоническим зонам и наличие структурного контроля в расположении рудных тел; 2) отсутствие вертикальной и горизонтальной геохимической зональности как в пределах отдельных рудных тел, так и рудных полей в целом; 3) рудные тела на месторождениях представлены кварцевыми жилами и прожилково-вкрапленными минерализованными зонами; 4) пространственная ассоциация рудной минерализации с дайками лампрофиров и гранит-порфиров; 5) золото присутствует в самородной форме и имеет высокую пробность, а сами руды характеризуются высоким (обычно ≥5) Au/Ag отношением; 6) помимо золота и серебра, руды могут обладать повышенным содержанием As ± B ± Bi ± Sb ± Te ± W. В России месторождения орогенного типа также являются важной частью ее золотодобывающей отрасли. К их числу относятся, например, суперкрупные месторождения Сухой Лог (~1900 т, Au) в Байкало-Патомском поясе (Северное Забайкалье), Наталкинское (~1500 т, Au) в Яно-Колымском поясе (Магаданская область), Олимпиада (~950 т, Au) на Енисейском Кряже (Красноярский край) и Нежданинское (630 т, Au) в Южном Верхоянье (Якутия) (Савчук, Волков, 2019). Эти месторождения приурочены к разновозрастным (от неопротерозоя до мезозоя) орогенным поясам, в которых рудная минерализация (прожилково- вкрапленные руды, жильные тела) локализована среди метаморфизованных (включая высокоуглеродистые) осадочных пород, а ее положение контролируется тектоническими структурами (Буряк, Бакулин, 1998; Вуд, Попов, 2006; Гамянин и др., 2000; Бортников и др., 2007; Горячев и др., 2008; Голубев, 2008; Чугаев и др., 2010а; Чернышев и др., 2011; Волков и др., 2016; Сазонов и др., 2019; Sazonov et al., 2020; Vursiy et al., 2020). Орогенные месторождения золота России В экономическом отношении золоторудные месторождения орогенного типа играют ведущую роль. Согласно имеющимся оценкам (Frimmel, 2008; Phillips 2013; Lipson, 2014; Goldfarb et al., 2014) на этот тип коренных месторождений приходится около 40% добычи золота в мире (рис. 1). К орогенному типу принадлежат более двух десятков объектов мирового класса с запасами более 500 т золота (Goldfarb et al., 2001, 2014; Савчук, Волков, 2019). Среди них известные месторождения Колар (~850 т, Орогенные месторождения золота присутствуют в большинстве известных металлогенических провинций России. Наиболее древние (палеопротерозойского возраста) небольшие по своему масштабу месторождения и рудопроявления ГЕОХИМИЯ том 69 № 9 2024
ЗОЛОТОРУДНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ОРОГЕННОГО ТИПА 755 Другие (3%) Карлинский тип, скарновые (10%) Магматогенные (intrusion-related) месторождения (3%) Колчеданные месторождения (4%) Орогенные месторождения (40%) Au-Ag-эпитермальные месторождения (20%) Сu-Аu-порфировые месторождения (20%) Рис. 1. На диаграмме приведены оценки вкладов в общемировую добычу золота разных геолого-промышленных типов месторождений. Данные заимствованы из работ (Frimmel, 2008; Phillips 2013; Lipson, 2014; Goldfarb et al., 2014) без учета вклада россыпных месторождений и месторождения Витватерсранд (ЮАР). них, например, месторождения Ганеевское, Орловское, Среднеубалинское, Малый Каран и Миндяк (Знаменский, Знаменская, 2011; Знаменский и др., 2015; Чугаев, Знаменский, 2018). Мезозойские орогенные месторождения золота представлены в нескольких провинциях России. В Буреинско-Ханкайской (Монголо-Охотский пояс) провинции расположены, например, раннемеловые месторождения Маломыр, Токур, Угличкан и Эльгинское (Goldfarb et al., 2014; Кадашникова и др., 2022; Sorokin et al., 2023), золото-кварцевая минерализация которых локализована среди метаосадочных пород. В Верхоянской провинции (Верхоянский складчато-надвиговый пояс) находятся упомянутое выше суперкрупное месторождение Нежданинское с возрастом около 130 млн лет, а также несколько более мелких раннемеловых месторождений и рудопроявлений, например, Булар, Кузминична, Дуэт, Юр и Финн (Гамянин и др., 2000; Гамянин, 2001; Горячев, 2003; Nokleberg et al., 2005; Бортников, 2006; Бортников и др., 2007; Чугаев и др., 2010b; Чернышев и др., 2018). К ним по возрасту близки орогенные месторождения в Яно-Колымском поясе. К их числу относятся суперкрупное месторождение Наталкинское и крупное месторождение Кучус, а также меньшие по своим масштабам оруденения (например, Талловейс, Фаддейн-Келья, Майское) известны в архейских зеленокаменных поясах Карело-Кольской провинции (Сафонов и др., 2003; Ларионова и др., 2013). Месторождения неопротерозойского возраста находятся на территории Енисейского Кряжа Саяно-Енисейской золоторудной провинции, ресурсный потенциал которой оценивается примерно в 1500 т золота. Здесь помимо месторождения Олимпиада, также известны крупные и средние месторождения орогенного типа: Эльдорадо, Советское, Благодатное и Ведуга (Чугаев и др., 2001; Гибшер и др., 2019; Sazonov et al., 2020). В этой же провинции в Восточном Саяне находится крупное месторождение Зун-Холбинское (Константинов, 2010в; Гордиенко и др., 2016; Томиленко и др., 2018; Damdinov et al., 2022; Чугаев и др., 2024). В пределах Уральской провинции, для которой основные ресурсы (≥2000 т, Au) связаны с магматогенными (колчеданными и мезотермальными) месторождениями (Сазонов и др., 1999; Vikentyev et al., 2021), известны многочисленные, как правило, мелкие позднепалеозойские золото-кварцевые месторождения, расположенные вблизи или непосредственно в зоне Главного Уральского разлома в тектонизированных и метасоматизированных породах различного состава и возраста. Среди ГЕОХИМИЯ том 69 № 9 2024
ЧУГАЕВ 756 месторождения Хангалас, Школьное и Ветренское (Goldfarb et al., 2014; Савчук, Волков, 2019; Kudrin et al., 2021). Чернышев и др., 2014) обосновывается генетическая связь золоторудной минерализации с юрским гранитоидным магматизмом и принадлежность месторождения к типу объектов магматогенного происхождения (intrusion related). Проблема генезиса орогенных золоторудных месторождений В отношении генезиса золоторудных месторождений орогенного типа в настоящее время разрабатывается две основные концепции: корового метаморфизма (crustal metamorphic model) и магматогенно-гидротермальная рудообразования (magmatic-hydrothermal model). Наиболее популярной из них является метаморфогенная концепция, которая наиболее полно изложена в работах (Tomkins, 2013a; Goldfarb, Groves, 2015; Groves et al., 2020). В соответствие с этой концепцией формирование мезотермальных месторождений золота орогенного типа связано с внутрикоровыми метаморфическими процессами, протекавшими на глубинах менее 20–25 км. В качестве главного источника как рудообразующих растворов, так и металлов, включая золото, рассматриваются супракристаллические породы (как правило, осадочного происхождения), дегидратация которых происходила при P-T условиях, отвечающих зеленосланцевой или амфиболитовой фациям метаморфизма (рис. 2). В качестве флюидоподводящих и рудоконтролирующих структур предполагаются транскоровые тектонические зоны и оперяющие их разломы. Самой крупной в России является Ленская золоторудная провинция, которая также входит в число крупнейших золоторудных провинций мира. За почти 200-летнюю историю освоения здесь было добыто более 2000 т золота. В настоящее время ее ресурсный потенциал оценивается примерно в 4000 т, а ежегодная добыча золота составляет более 20 т (https://nedradv.ru/nedradv/ ru/resources/?obj=ab05b068239ede80d3dd35cf40638 bd2). Долгое время главным источником металла здесь являлись россыпные месторождения. Однако по мере их истощения все больший вклад в общий баланс добычи золота в регионе стали вносить коренные месторождения, локализованные среди докембрийских метаморфических пород (Буряк, Бакулин, 1998; Константинов, 2010а и др.). В регионе известно более двух десятков месторождений различного масштаба (например, Чертово Корыто, Ходокан, Истанах, Вернинское, Голец Высочайший, Угахан, Красное, Ирокинда, Кедровское и другие), включая месторождение- гигант Сухой Лог. Золоторудная минерализация представлена двумя основными типами: золотосульфидными прожилково-вкрапленными рудами и золото-кварцевыми жильными телами. В геологическом отношении месторождения приурочены к двум крупным тектоническим структурам: Байкало-Патомскому и Байкало-Муйскому докембрийским складчатым поясам. Согласно работам (Goldfarb et al., 2014; Бондарь и др., 2018; Тарасова и др., 2016; Tarasova et al., 2020, 2022; Chugaev et al., 2022 а,b; Будяк и др., 2024 а,б), большинство расположенных в этом регионе месторождений отнесены к орогенному типу. Результаты термодинамического моделирования показывают, что наибольший объем водного флюида отделяется от кристаллических пород при температурах 500–550°C, тогда как при температурах выше 650°C как отделение, так и миграция в породах флюидов затруднено (Connolly, 2010; Tomkins, 2010). Метаморфогенная модель позволяет объяснить: пространственную связь золоторудной минерализации с метаморфическими породами, которая устанавливается на многих орогенных месторождениях, структурный контроль месторождений и рудных тел, относительно низкую соленость и водно-углекислотный состав флюида, а также присутствие в газово-жидких включениях CH4 и N2, повышенное содержание As в рудах и, напротив, присутствие лишь в незначительных количествах других металлов (Cu, Mo, Sb, Bi, W, Pb, Zn, Te) (Goldfarb et al., 2005; Phillips, Powell, 2010). Концепция метаморфогенного происхождения орогенных месторождений золота доминировала в рудной геологии на протяжении почти 20 лет. Однако в последнее время отмечается существенный сдвиг в сторону магматогенно-гидротермальной модели. Это выражается, с одной Приведенный выше обзор по орогенным месторождениям России нельзя рассматривать как исчерпывающий. В российской научной среде понятие «орогенные» не получило столь широкого распространения, как зарубежом. Вследствие этого зачастую затруднительно определить, к какому типу принадлежит то или иное месторождение только на основании геологического описания, приводимого в научной литературе. Сложность добавляет и то обстоятельство, что для многих месторождений существуют противоположные точки зрения как на их происхождение, так и на их принадлежность к тому или иному типу. В качестве примера можно привести крупное месторождение Дарасун, расположенное в Восточном Забайкалье. Согласно обзорной работе (Goldfarb et al., 2014), оно является представителем месторождений орогенного типа. Напротив, в работах (Прокофьев и др., 2000; Prokof’ev et al., 2010; Чугаев и др., 2013; ГЕОХИМИЯ том 69 № 9 2024
ЗОЛОТОРУДНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ОРОГЕННОГО ТИПА 757 Глубина 0 км T, °C Золото-кварцевые жильные месторождения Зона хрупких деформаций 300°C Au+As месторождения 10 км 470°C Метаморфогенный флюид Зона пластических деформаций 20 км Зона глубинного транскорового разлома Гранулитизация пород нижней коры и частичное их плавление Граница МОХО Рис. 2. Схема формирования орогенных золоторудных месторождений согласно метаморфогенной концепции. Составлена по (Groves et al., 2020a,b; Goldfarb et al., 2023) с изменениями. стороны, в том, что ряд месторождений, классифицируемых ранее как орогенные, в последнее время были отнесены к intrusion related типу (например, упомянутое выше месторождение Дарасун), или их метаморфогенное происхождение (например, Голден Майл (Австралия), Цзяодун (Китай), Хоумстейк (США)) результате новых исследований было поставлено под сомнение (de Booder, 2012; Sillitoe, 2020). Так, для суперкрупного месторождения Хоумстейк на основе комплекса новых геохронологических и изотопно-геохимических данных (в первую очередь, результатов изучение изотопного состава Pb) были показаны синхронность развития магматизма и рудообразования, а также участие магматического источника в его генезисе (Frei et al., 2009). Во-вторых, существует целый ряд геологических фактов, которые затруднительно объяснить в рамках метаморфогенной концепции. К их числу относится пространственная и временная сопряженность золоторудной минерализации месторождений орогенных поясов с лампрофировыми и гранит-порфировыми телами, что неоднократно было отмечено исследователями (McNeil, Kerrich, 1986; Rock et al., 1987; Robert, 2001; Бортников, 2006; Mao et al., 2008; Vielreicher ГЕОХИМИЯ том 69 № 9 2024
ЧУГАЕВ 758 et al., 2010; de Boorder, 2012). Кроме того, для некоторых золоторудных провинций мира (например, Цзяодунская провинция (Китай), Варисциды (Центральная Европа)) существует значительный (в десятки — сотни миллионов лет) разрыв между возрастом золоторудной минерализации и пиком регионального метаморфизма, что, по мнению некоторых исследователей, свидетельствует о генетической связи рудообразования с глубинными магматическими процессами (Mao et al., 2008; de Boorder, 2012; Hronsky et al., 2012). Кроме того, ряд месторождений (например, Mouther Lode, Мурунтау), отнесенные к орогенному типу (Goldfarb et al., 2001), обладают повышенными содержаниями таких элементов как Pb, Zn, W, Bi и Te (Weir et al., 1987; Kempe et al., 2001), что сближает их с месторождениями, образование которых связано с магматогенными гидротермальными системами (Sillitoe, 2020). более высокой емкостью по сравнению с восстановленными расплавами в отношении серы и некоторых халькофильных и сидерофильных элементов, к числу последних относится золото. Транскоровые глубинные разломы в этих моделях рассматриваются как каналы, по которым происходит подъем рудоносных магм от источника и циркуляция гидротермальных растворов, преимущественно магматогенного происхождения. Возможность обогащения золотом щелочных мафических и кислых расплавов (вплоть до 100 ppb) подтверждено результатами прямых определений содержания этого элемента в породах и ксенолитах (Arima, Kerrich, 1988; Zheng et al., 2005; Wang et al., 2022). К ключевым процессам, при которых золото ведет себя как несовместимый элемент, отнесены метасоматическое преобразование литосферной мантии и низкие степени плавления ее вещества при формировании рудоносных щелочных и субщелочных магм. Более подробное геохимическое обоснование этого механизма приведено в работе (Tassara et al., 2020). ТЕКТОНИЧЕСКАЯ И ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ ОРОГЕННЫХ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕВЕРНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ Тектоническая позиция золоторудных месторождений Северного Забайкалья Золоторудные месторождения орогенного типа локализованы в пределах двух крупных структурных зон южного обрамления Сибирской платформы: Байкало-Патомского и Байкало-Муйского складчатых поясов (рис. 4). Байкало-Патомский пояс (БПП) расположен на южной окраине Сибирского кратона. Он образован сложно деформированными и метаморфизованными осадочными комплексами. С запада, севера и востока Байкало-Патомский пояс отделен от Сибирской платформы системой глубинных разломов, представленных преимущественно надвигами с северной вергентностью. Южной границей БПП является неопротерозойская сутурная зона, отделяющая его от структур Байкало-Муйский складчатого пояса (Зоненшайн и др., 1990; Гусев, Хаин, 1995; Зорин и др., 1997, 2009; Хоментовский, Постников, 2001; Гордиенко, 2006; Кузмин и др., 2006; Немеров и др., 2010; Станевич и др., 2010; Юдовская и др., 2011; Гладкочуб и др., 2013; Powerman et al., 2015; Чугаев и др., 2017а, 2018). Учитывая эти особенности, ряд исследователей в своих работах (Бортников, 2006; Mao et al., 2008; Hronsky et al., 2012; de Boorder, 2012; Webber et al., 2013; Чугаев и др., 2024) обосновывают магматогенно-гидротермальное образование золоторудной минерализации орогенного типа (рис. 3). В этих моделях важная роль, по крайней мере, для части металлов (включая и золото), а также других компонентов (CO2, S) рудоносных флюидов отводится глубинному источнику. В качестве такового, как правило, рассматривается подкоровая литосферная мантия (Hronsky et al., 2012; González-Jiménez et al., 2020; Wang et al., 2022; Chugaev et al., 2022b; Чугаев и др., 2024) или мантийный плюм, обладающий повышенным содержанием золота (Bierlein, Pisarevsky, 2008; Mao et al., 2008; de Boorder, 2012; Webber et al., 2013). В работе (Hronsky et al. 2012) предполагается существование долгоживущих (>100 млн лет) региональных областей в подкоровой литосферной мантии, обогащенных золотом. Их активизация за счет магматических процессов в различное геологическое время, по мнению этих авторов, позволяет объяснить формирование крупных рудных провинций, объединяющих золоторудные месторождения различного типа. Перенос рудных компонентов от глубинного источника на верхнекоровые уровни осуществлялся за счет магматических расплавов (кислого или основного состава) и отделившиеся от них флюидов. При этом предполагается, что магматические расплавы имеют преимущественно окисленное состояние, т.е. ΔQFM (кварц–фаялит-магнетитовый буфер), отражающий химический потенциал кислорода, превышает 1 (Hronsky et al., 2012; Рябчиков и др., 2016). Согласно (Richards, 2011), окисленные магматические расплавы обладают существенно Байкало-Муйский складчатый пояс (БМП) расположен к югу от Байкало-Патомского пояса. Он выделяется в составе северо-восточной части Центрально-Азиатского орогенного пояса (ЦАОП) — крупной аккреционно-коллизионой струкГЕОХИМИЯ том 69 № 9 2024
ЗОЛОТОРУДНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ОРОГЕННОГО ТИПА 759 Глубина 0 км T, °C Золото-кварцевые жильные месторождения Зона хрупких деформаций 300°C Au+As–W–Te месторождения 10 км Магматогенный флюид Au+As месторождения 470°C Зона пластических деформаций Субщелочные щелочные породы 20 км Зона глубинного транскорового разлома Внутрикоровые гранитоидные расплавы Граница МОХО Лампофировые расплавы Грубинный тепловой поток Рис. 3. Схема формирования орогенных золоторудных месторождений согласно магматогенной концепции. Составлена по (Hronsky et al., 2012; de Boorder, 2012; Goldfarb et al., 2023) с изменениями. вых тектонических зон с выходами докембрийского основания Сибирского кратона. С юга он соседствует с Баргузино-Витимским супертеррейном, образованного неопротерозойскими и раннепалеозойкими блоками континентальной коры, интенсивно переработанными в позднепалеозойское время (Добрецов, 1983; Рыцк и др., 2007а; Зорин и др., 2009; Ярмолюк и др., 2012; Kröner et al., 2014; Ярмолюк, Дегтярев, 2019). туры, имеющей протяженность около 5 тыс. км и характеризующаяся длительной историей развития (от неопротерозоя до мезозоя) (Ярмолюк и др., 2012; Добрецов и др., 2013; Kröner et al., 2014; Safonova et al., 2017). Байкало-Муйский складчатый пояс состоит из разнородных блоков докембрийской коры, интенсивно переработанной в каледонский и герцинский этапы развития ЦАОП. С запада и востока БМП граничит через систему надвиговых и сдвигоГЕОХИМИЯ том 69 № 9 2024