04.03.2021

Углеродистое вещество и золото в черных сланцах Енисейского кряжа


Эмпирически установленная связь промышленных концентраций цветных, редких и благородных металлов с углеродистыми породами определила повышенный интерес к черносланцевым толщам и стимулировала специальное их изучение. Целью наших исследований было распределение углеродистого вещества и золота в породах миогеосинклинального комплекса Енисейского кряжа, влияние на поведение этих компонентов различных геологических процессов в связи с образованием золоторудных скоплений. Широкое развитие в черносланцевых отложениях рассматриваемого региона разнотипной золоторудной минерализации делает актуальным подобное исследование.

Имеющиеся сведения о содержании золота в породах черносланцевых толщ Енисейского кряжа крайне противоречивы. К настоящему времени выполнено несколько сот определений содержания золота и органического углерода (Cорг) в породах. Содержание золота определялось нейтронно-активационным методом с чувствительностью 5*10в-8 % в Лаборатории ядерного анализа УТГУ, Cорг — газометрическим методом с чувствительностью 0,001% в лабораториях СНИИГГИМСа и КТГУ.

Енисейский кряж является областью завершенной байкальской складчатости. Сложен он образованиями геосинклинального рифейского комплекса, в отдельных блоках и ядрах антиклинориев вскрываются породы архейского и протерозойского основания. Отложения собственно геосинклинального этапа регионально преобразованы в условиях метагенеза и метаморфизма главным образом до фации зеленых сланцев, а частично и до эпидот-амфиболитовой фации. В осевой части кряжа находится Центральный антиклинорий, в ядре которого вскрываются глубоко метаморфизованные породы комплекса основания (свиты хр. Карпинского и пенченгинская). Они прорваны байкальскими сининверсионными гранитами батолитовой формации. К востоку от Центрального антиклинория располагается Ангаро-Питский, а к западу — Ангаро-Тисский и Вороговский синклинории.

На протяжении длительного времени регион входил в состав миогеосинклинальной области. Эвгеосинклинальный режим был характерен только для его западной части. Отложения собственно геосинклинального комплекса миогеосинклинальной структурно-формационной зоны подразделяются на свиты (снизу вверх): кординскую, горбилокскую, удерейскую, погорюйскую, сосновскую (сухопитская серия, суммарная мощность 4—6 км), потоскуйскую, шунтарскую и киргитейскую (тунгусикская серия, суммарная мощность до 7 км). Сухопитская серия принадлежит к углеродисто-терригенно-сланцевой формации, а тунгусик-ская — к углеродисто-карбонатно-сланцевой. Этим, вероятно, в значительной мере определяется их рудная специализация: сухопитской — на золото, сурьму и редкие металлы, тунгусикской — на полиметаллы.

Углеродистые сланцы широко распространены и занимают обширные площади во внутренней части миогеосинклинальной структурноформационной зоны (северо-восточное крыло и сводовая часть Центрального антиклинория). В то же время в разрезе тех или иных свит они распространены неравномерно. На долю этих пород приходится до 70—90% разреза удерейской и шунтарской свит, около 50% — кординской и лишь 10—20%—горбилокской, погорюйской, сосновской, потоскуйской и киргитейской свит. Максимумы накопления углеродистых осадков либо совпадали с эпохами максимального развития трансгрессий (удерейская свита), либо были приурочены во времени к периодам затухания вулканической активности (шунтарская свита и верхняя часть кординской свиты).

В региональном плане содержание углеродистых сланцев возрастает в юго-восточном направлении, что особенно характерно для кординской свиты. В удерейской и шунтарской свитах толщи однородных или слабополосчатых черных сланцев достигают мощности 600—700 м, в других свитах они имеют подчиненное значение, образуя горизонты мощностью до первых сотен метров. Такие же горизонты (30—200 м) известны и в верхней части пенченгинской свиты комплекса кристаллического основания.

Распределение Cорг в породах рифейского разреза миогеосинклинали Енисейского кряжа приведено в табл. 1, куда включены также данные по пенченгинской свите среднего протерозоя. Наиболее обогащены органическим веществом (OB) сланцы шунтарской (0,35 вес.%), кординской (0,30%) и удерейской (0,2%) свит. Региональное распространение OB определяется особенностями литологического состава пород. По данным А.Е. Мирошникова с соавторами, углеродистое вещество относится к сапропелевому типу, т. е. в основном оно автохтонно вмещающим породам. Зависимость характера его проявления от степени метаморфизма пород позволяет выделить все морфогенетические типы, предложенные в классификации Св.А. Сидоренко. В глинистых сланцах оно имеет пятнисто-слоистое распределение и представлено бесформенными битумоподобными выделениями. При сохранении послойного типа распределения на уровне зеленосланцевой фации появляются пелитоморфные частицы угловатой формы, тонкодисперсные налеты на других минералах и скопления в тонких жилках. В сланцах эпидот-амфиболитовой и амфиболитовой фаций углеродистое вещество графитизировано, распределение его подчиняется не только первичной слоистости, но и метаморфической полосчатости, что указывает на значительное перераспределение в условиях метаморфизма высокотемпературных фаций.

При сопоставлении данных содержания Cорг в породах разнофациальных метаморфических комплексов обнаруживается понижение его почти в 2 раза в ряду от глинистых сланцев к кристаллическим сланцам амфиболитовой фации. Своеобразное распределение Cорг наблюдается в зонах контактового метаморфизма: вокруг гранитоидных массивов батолитовой формации, слагающих ядро Центрального антиклинория, выделяются участки пород шириной до 1 км, лишенные углеродистой составляющей. Возникновение их связано с выгоранием и выносом углеродистого вещества из зон высокотемпературного воздействия гранитоидов.

В зонах же дислокационного метаморфизма, где проявились гидротермальные процессы, фиксируется заметное повышение содержания Cорг. Влияние тектонических и гидротермальных процессов на распределение Cорг проявилось по-разному на разных уровнях разреза: если в нижней его части в породах из зон интенсивных тектонических деформаций содержание Cорг вдвое больше, чем в окварцованных и сульфидизированных образованиях, то в верхней части наблюдаются обратные соотношения.

Оценка перераспределения Cорг в измененных породах кординской свиты по сравнению с фоновыми в соответствии со статистическими критериями Стьюдента и Фишера показала значимость различий как для средних содержаний, так и для их дисперсии (при 5%-ном уровне значимости), что может свидетельствовать сб аллохтонной природе части Cорг. Для углеродистых сланцев удерейской свиты аналогичные расчеты выявили значимые различия дисперсий и незначимые — средних содержаний, из чего можно предположить, что обогащение Cорг удерейских сланцев в тектонических зонах возможно за счет перераспределения OB, заключенного в самих этих сланцах.

В зонах более крупных разломов картина несколько иная. Обогащение в 3—5 раз характерно лишь для филлитов из приразломных зон смятия на участках мощностью до 300—500 м; породы же непосредственно зон разломов, представленные тектоническими брекчиями и милонитами, захваченными явлениями окварцеЕэния и карбонатизации (мощность до 50—80 м), несколько обеднены Cорг по сравнению с углеродистыми сланцами (0,15 и 0,18 вес.% Cорг соответственно).

При изучении распределения золота в различных типах пород установлено отсутствие обогащения этим элементом непосредственно углеродистых сланцев; наибольшие его концентрации отмечаются в терригенных разностях (табл. 2). Именно присутствием терригенного материала объясняется, по всей вероятности, то обстоятельство, что вмещающие породы сухопитской серии по содержанию золота практически не отличаются от вышележащих безрудных. Высокометаморфизированные разности углеродистых сланцев обладают более низким содержанием золота. В гидротермально измененных углеродистых сланцах содержание золота возрастает, при этом проявляется положительная корреляционная связь золота с мышьяком.

Параллельное определение концентраций золота и Cорг в углеродистых сланцах и корреляционный анализ полученных результатов не выявили связи между содержаниями этих элементов. Коэффициент парной корреляции исследуемых компонентов 76 парных проб углеродистых сланцев составляет только 0,018 (r0,05=0,222), а сланцев без учета гидротермально измененных разностей — 0,028 (r0,05=0,262; 55 проб). В сланцах удерейской свиты на удалении от минерализованных участков (35 проб) корреляционная связь между золотом и Cорг также незначимая (-0,156 при r0,05=0,325). И лишь при исследовании выборки, включающей как фоновые, так и гидротермально измененные углеродистые сланцы удерейской свиты (45 проб), между золотом и Cорг устанавливается слабая корреляционная связь (0,291 при r0,05=0,287), несомненно обусловленная присутствием измененных пород (рисунок).

Таким образом, при воздействии гидротермальных процессов на углеродистые сланцы между золотом и Cорг появляется корреляционная зависимость. Данный факт находится в противоречии с утверждением В.Г. Петрова об осадочном происхождении кларковых концентраций золота в рифейских породах Енисейского кряжа. В то же время этот факт дополняет представления А.В. Сидоренко с соавторами, по данным которых «метаморфизм приводит к разрушению металлоорганических комплексов и сорбционных связей при трансформации органического вещества». По всей вероятности, следует четко разграничить влияние регионального и локального гидротермального метаморфизма. Если первый приводит к нарушению указанных связей, то при втором возникают новые, вероятно качественно отличные, связи, свидетельствующие о близкой геохимической судьбе углеродистого вещества и золота в гидротермальном процессе. Последнее согласуется с данными Е.М. Захаровой, установившей, что в золотосодержащих кварцевых жилах в ряде районов Енисейского кряжа OB, представленное антраксолитом и керитом, ассоциирует с типично гидротермальными минералами.
Углеродистое вещество и золото в черных сланцах Енисейского кряжа

В углеродистых толщах Енисейского кряжа широко проявлена вкрапленная и прожилково-вкрапленная сульфидная минерализация. Распространение ее связано как с отдельными стратиграфическими уровнями (горизонт сульфидных конкреций в удерейской свите), так и с локальными зонами дробления, сильного смятия и интенсивного рассланцевания. Основному рудному минералу — пириту сопутствуют небольшие количества арсенопирита, галенита, сфалерита, халькопирита и др. Наряду с вкрапленностью кристаллов и прожилками, сопровождающимися обычно выделениями кварца, пирит нередко представлен сплошными мелкозернистыми выделениями линзовидной формы. В зонах наиболее гидротермального метаморфизма пирит замещается пирротином, что дает возможность изучать эти зоны геофизическими методами. Пириты участков, стерильных в отношении наложенной гидротермальной минерализации, в том числе и пиритовые диагенетические конкреции в углеродистых толщах, характеризуются такими же содержаниями золота, как и сланцы. Приведенные данные показывают, что поступление золота с гидротермальными растворами, несомненно, имело место. Локализация же его обусловлена благоприятным сочетанием структурных, литологостратиграфических и магматических факторов.

Выводы. 1. Углеродистые сланцы Енисейского кряжа относятся к породам с низким содержанием Cорг. По содержанию золота они также не выделяются среди других пород рифейского разреза. Корреляционная связь между содержаниями золота и Cорг на фоновом уровне отсутствует.

2. Обогащение углеродистых сланцев Cорг и золотом связано с воздействием гидротермальных процессов. Статистические расчеты показывают возможность увеличения содержания Cорг в этих породах как в результате перераспределения, так и за счет привноса вещества. Повышение содержания золота в зонах локального метаморфизма, таким образом, связано с гидротермальным процессом.





Яндекс.Метрика