Цинково-медное сульфидное оруденение в альпинотипных гипербазитах Восточной Камчатки
На Восточной Камчатке, на о-ве Карагинский и полуостровах Озерной и Кроноцкий, известны рудопроявления сульфидных цинково-медных руд, приуроченные к гипербазитовым массивам дунит-гарцбургитовой формации. По своим масштабам они могут представлять промышленное значение. Некоторыми исследователями они относятся к медно-никелевой сульфидной формации (Назимова, 1991). Однако геолого-структурная позиция, текстурно-структурные особенности и оригинальный минеральный состав руд этих объектов позволяют выделить их в группу цинково-медных сульфидных руд неясного генезиса, которые широко распространены в альпинотипных гипербазитах зоны перехода континентокеан.
Наиболее крупными и изученными на о-ве Карагинский являются рудопроявления Монолитное[1], Маркеловское и Железное. Рудопроявление Монолитное расположено в северо-восточной части острова и объединяет два участка. Участок Монолитный-I располагается в небольшом теле серпентинизированных гипербазитов протяженностью до 900 м. Главная рудная залежь представлена прожилково-вкрапленными, гнездово-вкрапленными и массивными сульфидными рудами и имеет размеры 200×50 м.
С поверхности руды окислены и выщелочены. Меди в них от 1 до 17,2 %. Для руд характерны высокие содержания цинка - до 5,26 %, никеля - 0,3 %, кобальта - 0,1 %, золота - 2,6 г/т, серебра - 36,8 г/т (Геология..., 1977).
Участок Монолитный-II расположен в непосредственной близости от первого и представлен серией сближенных минерализованных зон общей площадью около 0,25 км2. Руды прожилково-вкрапленные и гнездовые. Содержания меди в рудах достигают 4,6 %, цинка - до 0,78 %, никеля - до 0,5 %, кобальта - 0,1 %, золота - 4,0 г/т, серебра - 11,0 г/т (Геология..., 1977).
Рудопроявление Маркеловское расположено в 3,5 км к юго-западу от Монолитного и приурочено к блоку серпентинизированных гипербазитов размером 700×100 м. Оно представлено прожилково-вкрапленной сульфидной халькопирит-пирротиновой минерализацией, неравномерно развитой по всему блоку. Средние концентрации меди в рудах составляют 0,3 %, цинка - 1,0 %, никеля - 0,2 %, кобальта - 0,05 %, золота - 0,5 г/т и серебра - 5,0 г/т.
В одном километре к западу от Маркеловского рудопроявления известно рудопроявление Железное, которое локализовано в палеогеновых алевролитах, перекрывающих позднемеловые гипербазиты. Массивные и прожилково-вкрапленные пирит-халькопирит-кубанитовые руды, сильно окисленные и выщелоченные с поверхности, образуют редкие выходы площадью до 200 м. Под «железной шляпой» скважинами вскрыты окисленные слабовыщелоченные медно-сульфидные руды, содержащие медь - от 2 до 10 % , золото - до 1,6 г/т и серебро - до 4,6 г/т (Геология..., 1977).
По данным Е.А. Баженова с соавторами (1984), в рудах Монолитного и Маркеловского рудопроявлений обнаружены Pt (0,5 и 0,4 г/т) и Pd (1,5 и 0,4 г/т).
На п-ове Озерной расположены рудопроявления Рыцарь и Гребень, которые приурочены к выходам позднемеловых гипербазитов. Рудные тела сложены массивными и прожилково-вкрапленными сульфидными пирротин-халькопирит-кубанитовыми рудами. Рудоносны зоны гидротермально измененных пород, состоящие из серпентинизированных, карбонатизированных и оталькованных гипербазитов с убогой вкрапленной сульфидной минерализацией. На рудопроявлении Рыцарь известны две зоны, ориентированные в северо-восточном и северо-западном направлениях, контролируемые системой разломов такого же простирания. По данным Б.И. Сляднева (1970), Северная зона имеет протяженность 210-240 м при средней мощности 16 м. Простирание зоны северо-восточное, угол падения 60-70°. Содержание меди в рудах от 0,3 до 5,1 %, никеля - 0,2-0,3 %, золота - 0,6-80 г/т, серебра - до 14,4 г/т (А. Ф. Литвинов, 1988 г.). Южная зона, протягивающаяся в северо-восточном направлении на расстояние до 120 м при средней мощности 8 м, сложена интенсивно катаклазированными и обохренными серпентинитами с карбонатом и тальком. Сульфидная минерализация обеих зон представлена двумя минеральными типами: 1) рассеянная вкрапленность пирротина, кубанита и халькопирита, 2) линзовидные скопления сплошных руд. Мощность сплошных сульфидных руд достигает 1,8 м при протяженности до 20 м. Руды сложены, в основном пирротином, халькопиритом, кубанитом, пентландитом, сфалеритом и золотом. Средние содержания золота по зонам от 1,8 до 15 г/т, а в зонах дробления серпентинизированных гипербазитов с прожилково-вкрапленной халькопирит-пирротиновой минерализацией достигают 80 г/т (Петренко, Охрицкий, 2001).
Кроноцкий гипербазитовый массив площадью около 12 км расположен в восточной части одноименного полуострова. Эта часть полуострова имеет покровное строение (Разницин и др., 1985). Ультрабазиты и вмещающие их эффузивно-пирокластические отложения образуют пакет пластин, полого падающих на юг. Верхняя часть массива сложена массивными и катаклазированными серпентинизированными гарцбургитами, с характерными структурами дробления и смятия. На отдельных участках породы интенсивно хлоритизированы, амфиболизиро- ваны и родингитизированы. В основании массива находится зона серпентинитового меланжа, в которой включены глыбы перидотитов, габброидов, плагиогранитов, родингитов и базальтов. Меловые гипербазиты прорваны эоценовыми габброидами. Возраст становления покровной структуры и тектонического перемещения пластин предположительно эоценовый (Бояринова и др., 2001).
В гипербазитах Кроноцкого массива известно одно рудопроявление и пять точек медной минерализации. Наиболее крупное проявление открыто А.М. Садреевым в 1968 г. (Бояринова и др., 2001). Оно расположено вблизи тектонического контакта гипербазитов с эоценовыми габброидами и представляет собой зону прожилково-вкрапленной сульфидной минерализации в серпентинизированных брекчированных гипербазитах. Протяженность минерализованной зоны около 200 м, мощность до 2,5 м. Наиболее обогащенные участки имеют размеры до 2,5×8 м, мощность рудных прожилков до 0,4 м при длине 1-2 м. Содержание меди в рудах (в %) от 4,29 до 11,01, никеля - 0,1, кобальта - до 0,1, цинка - 0,03-0,15, золота - 0,03-1,39 (Бояринова и др., 2001).
Все рудопроявления слабо изучены, и их основные параметры определены лишь в ходе геологосъемочных работ.
Минеральный состав руд представлен сульфидами, сульфоарсенидами, оксидами и гидроксидами Ni, Co, Fe и Cu (табл. 7.17). При общей схожести минерального состава для каждого отдельного рудопроявления характерны свои ассоциации. Химический состав главных рудных минералов приведен в табл. 7.18.
| О-в Карагинский | П-ов Кроноцкий | П-ов Озерной | |
| Главные | Халькопирит, кубанит I, кубанит II, пирит, сфалерит, магнетит | Халькопирит, кубанит, пентландит, пирит, магнетит, гематит | Пирротин, халькопирит, кубанит, магнетит |
| Второстепенные | Пирротин, Co-пентландит, виоларит, бравоит, борнит, ковеллин, азурит, малахит, гидроксиды Fe | Сфалерит, Co-пентландит, кобальтин, пирротин, борнит, идаит, ковеллин, халькозин, тенорит, куприт, азурит, малахит, эритрин, гидроксиды Fe | Пентландит, никелин, сфалерит, марказит |
| Редкие | Макинавит, золото | Виоларит, флетчерит(?) | Золото, борнит, валлериит |
| № п/п | Минерал | Ni | Co | Fe | As | Zn | Cu | Bi | Pb | S | Au | Сумма |
| 1 | Халькопирит | - | - | 31,63 | - | - | 33,90 | - | - | 34,56 | - | 100,12 |
| 2 | CuFeS2 | - | - | 26,90 | - | - | 38,10 | 1,00 | - | 32,51 | - | 98,50 |
| 3 | -»- | 1,13 | - | 32,38 | - | - | 32,01 | - | - | 35,18 | - | 100,70 |
| 4 | -»- | - | - | 31,87 | - | - | 34,17 | - | 1,32 | 34,60 | - | 101,96 |
| 5 | -»- | - | - | 32,89 | - | - | 33,93 | - | 33,59 | 0,15 | 100,55 | |
| 6 | -»- | - | - | 31,22 | - | - | 34,41 | - | 34,76 | 0,11 | 100,50 | |
| 7 | Сфалерит | - | - | 9,62 | - | 54,64 | 1,25 | - | - | 33,45 | - | 98,96 |
| 8 | ZnS | - | 0,34 | 14,15 | - | 48,90 | 3,31 | - | - | 34,02 | - | 100,72 |
| 9 | КубанитI | - | - | 41,09 | - | - | 22,96 | - | - | 35,53 | - | 99,58 |
| 10 | CuFe2S3 | - | - | 42,32 | - | - | 22,14 | - | 1,20 | 35,99 | - | 101,65 |
| 11 | -»- | - | - | 41,37 | - | - | 22,94 | - | - | 35,77 | - | 100,08 |
| 12 | -»- | - | - | 41,30 | - | - | 23,04 | - | 35,31 | 0,15 | 99,80 | |
| 13 | Пирротин | - | - | 62,13 | - | - | - | - | - | 36,16 | - | 98,30 |
| 14 | Fe1-xS | - | - | 59,76 | - | - | - | - | - | 38,11 | - | 97,87 |
| 15 | -»- | - | - | 62,22 | - | - | - | 0,70 | - | 36,27 | - | 99,18 |
| 16 | -»- | - | - | 61,67 | - | - | - | - | 1,51 | 36,60 | - | 99,79 |
| 17 | Пентландит | 30,00 | 5,62 | 32,20 | - | - | - | - | - | 31,64 | - | 99,47 |
| 18 | Кобальтпентландит | 25,65 | 10,99 | 29,18 | - | - | - | - | - | 33,54 | - | 99,44 |
| 19 | 19,56 | 28,22 | 19,59 | - | - | - | - | - | 32,62 | - | 100,02 | |
| 20 | (Co,Ni,Fe)9S8 | 33,87 | 1,65 | 31,01 | - | - | - | - | 33,23 | - | 99,75 | |
| 21 | -»- | 29,29 | 13,23 | 24,51 | - | - | - | - | 33,31 | - | 100,37 | |
| 22 | -»- | 19,25 | 27,31 | 18,99 | - | - | 0,47 | - | 32,84 | - | 98,86 | |
| 23 | Виоларит | 19,84 | 14,90 | 18,21 | - | - | 5,90 | - | 42,11 | - | 100,94 | |
| 24 | FeNi2S4 | 26,21 | 12,28 | 16,37 | - | - | 4,95 | - | 41,20 | - | 101,01 | |
| 25 | Флетчерит(?) | 13,24 | 9,19 | 14,49 | - | - | 23,48 | - | 37,73 | - | 98,15 | |
| 26 | Cu(Ni,Co)2S4 | 11,76 | 8,31 | 13,18 | - | - | 29,08 | - | 36,47 | - | 98,79 | |
| 27 | Кобальтин | 8,67 | 23,99 | 3,12 | 44,70 | - | - | - | 18,63 | - | 99,13 | |
| 28 | (Co,Ni,Fe)AsS | 2,44 | 32,72 | 1,69 | 44,01 | - | - | - | 19,73 | - | 100,59 | |
| 29 | -»- | 3,24 | 23,77 | 23,16 | 33,60 | - | - | - | 15,21 | 0,11 | 99,09 | |
| 30 | Пирит FeS2 | - | - | 47,13 | - | - | - | - | - | 53,46 | - | 100,58 |
| 31 | -»- | - | - | 47,83 | - | - | - | - | 52,51 | 0,20 | 100,53 | |
| 32 | Марказит | - | - | 51,67 | - | - | - | - | 1,43 | 42,33 | - | 95,48 |
| 33 | FeS2 | 0,37 | - | 45,29 | - | - | - | 0,44 | - | 49,64 | - | 95,74 |
| 34 | -»- | 1,19 | - | 47,53 | - | - | - | - | - | 46,32 | - | 95,03 |
| 35 | Борнит | - | - | 12,27 | - | - | 62,99 | - | 24,99 | - | 100,26 | |
| 36 | Cu5FeS4 | - | - | 12,06 | - | - | 60,79 | - | 27,13 | - | 99,98 | |
| 37 | Идаит | - | - | 9,67 | - | - | 57,09 | - | 29,09 | - | 95,86 | |
| 38 | Cu5FeS6 | - | - | 7,43 | - | - | 57,47 | - | 30,15 | - | 95,06 | |
| 39 | Ковеллин | - | - | 3,18 | - | - | 66,08 | - | 30,15 | - | 99,41 | |
| 40 | CuS | - | - | 0,65 | - | - | 67,54 | - | 31,45 | - | 99,65 | |
| 41 | Халькозин | - | - | 0,55 | - | - | 76,35 | - | 21,64 | - | 98,55 | |
| 42 | Cu2S | - | - | - | - | - | 76,68 | - | 22,49 | - | 99,16 |
Для рудопроявлений о-ва Карагинский основным и наиболее широко распространенным сульфидным минералом является халькопирит, который образует вкрапленность, гнезда и прожилки в метосоматически измененных гипребазитах. Ему свойственны решетчатые структуры распада с кубанитом (кубанит I) и срастания со сфалеритом. Из существенных примесей халькопирит иногда содержит Zn (до 0,13 %) и Bi (до 1,00 %). Кубанит II образует изометричные зерна до 1 мм, развивающиеся по халькопириту или кубаниту I (Назимова, 1992). Сфалерит, как правило, содержит эмульсионную вкрапленность халькопирита. По своему составу это высокожелезистые разности, содержащие до 10-16 мас.% Fe. В них присутствуют Cu - до 5,42 % и Co - до 0,34 %. Пирротин встречается в незначительном количестве в виде неправильных удлиненных мономинеральных обособлений в основной массе либо находится в срастании с халькопиритом или обрастает зерна кобальтпентландита. Он, как правило, имеет «рыхлую» структуру и часто замещается магнетитом. Из примесей отмечается Cu - до 0,44 %. Кобальтпентладит образует выделения угловатой и неправильной формы, отличается высокими концентрациями Co - до 27,31 % - и часто замещен магнетитом. Пирит встречается редко в виде как мелких зерен среди скоплений магнетита, так и мелких единичных выделений неправильной формы в основной массе. Все сульфиды секутся прожилками магнетита. Кроме вышеотмеченных минералов установлены виоларит, бравоит, макинавит и борнит (Назимова, 1992). Из гипергенных минералов присутствуют ковеллин, малахит, азурит и гидроксиды железа. Из редких минералов встречаются единичные выделения золота размером 0,01-0,1 мм в виде прожилков в сфалерите и на границе зерен халькопирита и магнетита (Сидоров, 1987).
Сульфидная минерализация в серпентинизированных гипербазитах п-ова Кроноцкий образована тремя основными парагенетическими минеральными ассоциациями, вероятно, отражающими различные стадии рудоотложения. Первая - пентландит-халькопиритовая - представлена убогой вкрапленностью мелких (< 2 мм) аллотриоморфных выделений халькопирита в срастании с пентландитом. Эти минералы замещаются гидроксидами железа, иногда ковеллином.
Вторая - кобальтин-кубанит-халькопиритовая минеральная ассоциация - характерна для массивных и вкрапленных руд. Массивные руды сложены преимущественно халькопиритом. В халькопирите в качестве продуктов распада присутствует кубанит в виде тончайших параллельных пластинок, которые образуются вдоль трещин, образовавшихся в результате динамических напряжений. Существенных различий в составе халькопирита из вкрапленных и массивных руд нет. По трещинам в халькопирите отложился пирит, который также выполняет трещины в кобальтине или нарастает на его гранях. Пирит и халькопирит вдоль трещин замещен магнетитом, который в свою очередь окисляем до гематита. В основной массе породы встречаются идиоморфные вкрапленники кобальтина, а некоторые содержат значительное количество Ni (до 8,7 %), что позволяет отнести их к никелькобальтинам. В единичных случаях вкрапленники кобальтина имеют кайму с повышенным содержанием железа (Fe-кобальтин). Сульфиды и сульфоарсениды содержат примесь Au: кубанит - до 0,15 %, пирит - до 0,20 %, кобальтин - до 0,11 % и халькопирит - до 0,15 %.
Третья - сфалерит-борнит-халькопиритовая минеральная ассоциация - с более сложным взаимоотношением минералов, связана с процессами тектонического воздействия на прожилково-вкрапленные руды. Рудные минералы представлены халькоприритом, кобальтпентландитом, виоларитом, флетчеритом(?), сфалеритом, борнитом, идаитом, ковеллином, халькозином, а также оксидами Fe и Cu. Более ранним минералом является кобальтпентландит, который встречается в виде вкрапленных гипидиоморфных образований в основной массе породы.Они, как правило, катаклазированы и часто замещаются виоларитом и флетчеритом (?). Сфалерит образует выделения сложной формы среди нерудных минералов и часто находится в срастании с халькопиритом и борнитом. Характерны структуры распада твердых растворов с эмульсионной вкрапленностью халькопирита. Борнит образует неправильные выделения, в которых часты халькопирит - идаитовые структуры распада. Ковеллин представлен двумя генерациями. Ковеллин I образует самостоятельные выделения, имеет таблитчатое строение и развит в интерстициях игольчатых кристаллов амфибола. Ковеллин I, как правило, обрастает теноритом. Ковеллин II развит по борниту и другим сульфидным минералам. Халькозин образован позже всех сульфидов, заполняя трещины, секущие ранее образованные сульфиды, в некоторых местах частично замещает ковеллин. В рудопроявлениях также широко распространены азурит, малахит, эритрин и гидроксиды железа.
Массивные сульфидные руды проявления Рыцарь (п-ов Озерной) сложены преимущественно пирротином (70-90 %), марказитом, халькопиритом, кубанитом и магнетитом. Пирротин - главный минерал, слагающий массивные руды. Ему свойственны искривленные двойниковые пластинки, обусловленные динамическими напряжениями, вдоль которых он часто замещается марказитом. Пирротин представлен двумя разновидностями - моноклинный (магнитный) и преобладающий гексагональный (немагнитный). При микрозондовых исследованиях элементов-примесей в них не обнаружено. Такими же особенностями обладают пирротины, образующие убогую вкрапленность в черносланцевых толщах камчатской серии в зонах контакта с рудоносными габбро-норит-кортландитовыми комплексами медно-никелевого рудного поля Шануч (Срединный массив Камчатки). Сходные пирротины установлены в зонах пирротинизации на контактах диортовых массивов Мутновского и Родникового золоторудных полей. Из примесей в пирротине содержится Bi (до 0,70 %) и Pb (1,51 %). Марказит, замещающий пирротин, содержит примеси Ni (0,37-1,86 %), Bi (0,10-0,14 %) и Pb (1,43 %). Халькопирит и кубанит совместно отлагаются в интерстициях массивного пирротина, образуя структуры распада. Из существенных примесей в халькопирите установлены Ni (1,13 %) и Pb (1,32 %), а в кубаните - Bi (0,31 %) и Pb (1,20 %). В подчиненном количестве в рудах присутствуют пентландит, никелин, сфалерит, золото и минералы группы валлериита. Валлериит, как правило, образует включения в халькопирите и кубаните.
Важной минералогической особенностью сульфидной минерализации является наличие обнаруженного в рудах самородного золота. Оно отличается разнообразием форм выделения, размерами, химическим составом и стуктурной позицией. Уверенно различаются две разновидности золота по времени образования и структурной позиции. Золото I (раннее) образует очень мелкие (0,005-0,1 мм) единичные обособления в массивных агрегатах халькопирита, кубанита и пирротина. Оно однородное по составу и обладает высокой пробностью (795-915). Золото II (позднее) приурочено к прожилкам сфалерита, магнетита и в особенности гидроокислов железа, которые секут пирротин, халькопирит, пентландит, арсениды и сульфорасениды кобальта и никеля. Размер зерен от 0,01 до 0,15-0,25 мм, а отдельные выделения достигают 0,3-0,5 мм. Как правило, это изометричные обособления различного цвета - от серебристо-белого до желто-оранжевого, что обусловлено различиями химического состава. По данным микрозондового анализа самородное золото отличается крайне примитивным составом и практически не содержит никаких элементов-примесей, кроме единичных определений сурьмы и меди на пределе чувствительности метода. Исключение составляет ртуть, которая достигает в отдельных случаях 1,0—1,5 мас.%. Цветовые различия обусловлены вариациями главных компонентов - золота и серебра. Концентрации серебра меняются от 5,5 до 37,5 мас.%.
Массивные сульфидные руды секутся многочисленными прожилками магнетита и гидроксидов железа.
Гипербазиты Восточной Камчатки тесно сопряжены с вулканогенно-осадочными толщами позднего мела (Луцкина, 1976; Велинский, 1979; Сидоров, 1987). Ультраосновные породы слагают пластины различной мощности, падение которых определяется углами падений разрывных нарушений, контролирующих их размещение. Часто эти пластины маркируют крупные надвиговые структуры или глубинные разломы, по которым совмещены разновозрастные комплексы. В массивах ведущие гарц- бургиты и дуниты. Среди метасоматических изменений гипербазитов характерны серпентинизация, лиственитизация и родингитизация.
Рудопроявления, установленные в гипербазитовых массивах Восточной Камчатки, характеризуются общей структурно-геологической позицией, все они приурочены к наиболее серпентинизированным, тектонизированным частям массивов гипербазитов и в большей части тяготеют к лежачим контактам гипербазитовых тел. Рудные тела образуют линейно вытянутые зоны, которые приурочены к участкам интенсивной серпентинизации, дробления и рассланцевания гипербазитов. Зоны локализации руд контролируются относительно поздними тектоническими нарушениями, в которых создаются благоприятные условия для миграции гидротермальных растворов. Гипербазиты играли экранирующую роль для гидротермальных растворов, содержащих серу и хлор, а зоны интенсивной серпентинизации и дробления являлись зонами их разгрузки, в которых падение температуры и давления приводило к образованию сульфидов. Часть рудных компонентов (Ni, Co и Cu) была экстрагирована из вмещающих серпентинизированных гипербазитов. Сульфидное оруденение эпигенетическое по отношению к вмещающим гипербазитам, причем кобальтовые минералы отлагались одними из первых. Структуры распада свидетельствуют о высоко-среднетемпературном образовании оруденения; минералы систем Cu-Fe-S и Ni-Co-Fe отлагались преимущественно в интервале 600-100 °С (Костов, Минчева-Стефанова, 1984; Воган, Крейг, 1981).
Минеральный состав руд рассматриваемых рудопроявлений, при всей схожести ассоциаций рудообразующих минералов, отличается от руд типичных медно-никелевых сульфидных месторождений. Рудам гипербазитовых массивов Восточной Камчатки свойственна общая медная специализация при резко подчиненном значении никеля и кобальта. Они содержат аномальное количество цинка, золото и элементы платиновой группы.
Изучение минеральных парагенезисов свидетельствует о том, что рудоотложение носило многостадийный пульсационный характер, связанный с тектоническими подвижками, колебанием температуры рудоносных растворов и соотношением в них рудообразующих элементов. Образование рудных тел продолжалось со времени выведения гипербазитовых массивов в верхние горизонты земной коры, их активной серпентинизации, тектонизации и последующей гидротермально-метасоматической проработки.
--Boris 11:20, 17 мая 2016 (VLAT) Е.Г. Сидоров, Е.И. Сандимирова, Д.П. Савельев, С.В. Москалева, В.М. Округин
Монография "Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России"
