Золоторудные жилы и связанная с ними минерализация

Минералогия

К экономически важным рудным минералам относятся самородное золото и теллуриды благородных металлов (например, сильванит, петцит AuAg3Te2, гессит Ag2Te, калаверит AuTe2, креннерит AuTe2); ассоциирующиеся рудные минералы, не имеющие экономического значения, могут быть представлены пиритом, марказитом, арсенопиритом, пирротином в больших количествах и второстепенными галенитом, сфалеритом, халькопиритом, антимонитом, тетраэдрит-теннантитом, реальгаром; среди жильных минералов преобладает кварц с второстепенными, местами встречающимися карбонатами (кальцитом, сидеритом, анкеритом, доломитом), полевыми шпатами, турмалином, флюоритом, баритом, эпидотом, графитом, аморфным углеродом или углеродистым веществом.

Условия нахождения

Золото встречается в различной геологической обстановке — от вулканических туфов и брекчий до скарнов и гидротермальных жил, непосредственно связанных и не связанных с интрузивами, и от рассеяния в сплошных сульфидах до россыпных и древнероссыпных месторождений. Жилы, в которых преобладают самородное золото и кварц, встречаются в древних сильно деформированных и метаморфизованных вулканических породах (особенно в докембрийских зеленокаменных поясах). Жилы, в которых преобладают теллуриды золота и серебра, а также кварц, встречаются в аналогичной обстановке и в молодых (третичных) вулканических породах Тихоокеанского пояса. В приводимом здесь кратком обзоре не предполагалось обсуждение формы, позиции и происхождения многих разнообразных по типу нахождения проявлений золота, а ставилась цель кратко рассмотреть рудную минералогию (в общем довольно сходную). Описание геохимии золота и происхождения его проявлений в мире было недавно представлено Бойлом.

Примеры

Золото-кварцевая жильная минерализация развита на месторождениях Йеллоунайф (Северо-Западные территории, Канада), Мазер-Лоуд (Калифорния, США) и Хомстек-Майн (Южная Дакота, США); теллуриды золота и серебра встречаются в докембрийских породах в Калгурли (Западная Австралия), Киркленд-Лейк и Поркьюпайн (Канада); теллуриды золота и серебра встречаются в третичных вулканитах на Фиджи, Филиппинах, в Японии и Калифорнии, Колорадо, Неваде, Нью-Мексико (США). Примерами россыпных месторождений золота могут служить месторождения Калифорнии, Аляски, США, Урала, Россия, района Отаго, Новая Зеландия.

Минеральные ассоциации и структуры. Во многих золотокварцевых жилах проявлена типичная для трещинных жил выполнения крустификация и развиты хорошо образованные кристаллы кварца и карбоната, хотя движения по трещинам могут разрушить многие из этих структур и привести к образованию зернистых руд. Золото в золото-кварцевых жилах встречается в кварце, пирите и арсенопирите или по периферии их зерен. Обычно оно весьма тонкозернистое (рис. 9.24). В жилах, содержащих теллуриды золота и серебра, последние образуют небольшие выделения неправильной формы в кварце и часто представляют собой сложные срастания многих минералов, включающих кроме уже перечисленных ряд теллуридов других металлов, самородный теллур и различные сульфиды и сульфосоли — все в очень небольших количествах. Минеральные ассоциации и последовательность минералообразования весьма сложные, Ho иногда возможны обобщения. Например, для руд Боулдер-Каунти, Колорадо, детально изучавшихся Келли и Годдардом, может быть дана генерализованная последовательность минералообразования, согласно которой за ранними кварцем и флюоритом следовали сульфиды, теллуриды, самородное золото и затем карбонаты и кварц. Изучение газово-жидких включений показывает, что гидротермальные растворы с соленостью от 20 до 30% отлагали ранний кварц и флюорит в интервале температур 250—375 °С. Отложение золота происходило из растворов с соленостью около 4% при 205—270 °C.

Бойл обобщил данные геотермометрических исследований, проведенных на эпигенетических месторождениях золота, и пришел к выводу, что основная часть кварца и сульфидной минерализации образовалась в интервале температур 500—150°С, при этом значительная часть золота была перераспределена при более низких температурах. Он приводит также детальное обсуждение последовательности минералообразования и зональности эпигенетических месторождений золота.

Исследования фазовых соотношений в системе Au—Ag—Te позволили более надежно интерпретировать ассоциации и структуры теллуридов золота и серебра. Маркхем и Кабри установили фазовые соотношения при температурах 300 и 290 °C соответственно (см. рис. 9.25); различия между этими диаграммами, возможно, обусловлены применявшейся Кабри методикой быстрой закалки; его результаты ближе к действительным соотношениям при 290 °С. Ассоциации, полученные Маркхемом, свидетельствуют о некотором приспособлении составов к более низким температурам и заметно приближаются к конечным продуктам охлаждения в природных рудах. Сопоставление синтетических и природных ассоциаций показывает, что явления плавления или теллуридные расплавы (которые могут существовать при температурах до 304 °С) не играли существенной роли в образовании наблюдаемых ассоциаций, большая часть которых возникла при субсолидусных процессах и приходила в равновесное состояние при относительно низких температурах (ниже -250 °C),

Происхождение руд. He подлежит сомнению, что руды образовались путем отложения из гидротермальных растворов в открытых трещинных системах. Отсутствие материнских интрузивов и обширное гидротермальное изменение привели Уортингтона и Киффа к предположению, что многие месторождения золота образовались при затухании вулканизма. Относительно золото-кварцевых жил в сильно деформированных и метаморфизованных вулканитах и осадочных породах широко распространено мнение, что источником золота могли быть вмещающие породы, а его концентрация могла осуществляться с помощью циркулирующих растворов при метаморфизме. Вероятность такого механизма рассматривалась Файфом и Хенли. Для третичных месторождений имеются четкие указания на вулканический источник рудоносных гидротермальных растворов, хотя в случае теллуридных золоторудных месторождений в древних породах роль вулканических и интрузивных изверженных пород как источников гидротермальных флюидов значительно менее определенна. Вопрос о составе этих гидротермальных растворов и о переносе золота в виде золото-серных или золото-хлоридных комплексов также является дискуссионным.

Вторичные образования золота — россыпные месторождения. Эрозия золотоносных жил и сульфидных руд привела во многих случаях к образованию россыпных месторождений. Природа золота в таких россыпях зависит от состава, размера зерен и его содержания в коренных породах. Золото в россыпных месторождениях рассеивается вдоль русла потока в связи с процессами эрозии и переноса, но оно концентрируется благодаря своему очень большому удельному весу. Седиментологические исследования, целью которых являлось моделирование отложения золота, показали, что участки его естественной концентрации располагаются на слиянии потоков, в заводях под водопадами и т. п.

Зерна золота («самородки») характеризуются большим разнообразием размеров и форм, но особенно часто встречаются уплощенные и чешуйчатые до грубосферических. Непосредственно после высвобождения в зернах выявляется морфология огранки, обусловленная окружающими кристаллами силикатов или карбонатов при первичном нахождении золота в жилах. Перенос зерен приводит к их истиранию, уплощению и выщелачиванию. Поверхностное выщелачивание зерен золота выражается в обеднении их серебром (большая часть зерен первоначально имеет почти равные содержания золота и серебра) и образовании узкой (обычно менее 10—15 мкм) каймы чистого золота. Эти каемки и зонки вдоль трещин, около которых также происходило (выщелачивание, часто можно наблюдать в шлифах благодаря их более желтому цвету по сравнению с цветом внутренней части зерен. Кристаллические грани на самородках, находящихся далеко от источника сноса, привели к предположению, что самородки могли расти in situ путем медленного отложения золота из вод речных потоков.