Низкотемпературные месторождения

Низкотемпературные (эпитермальные, вулканогенно-гидротермальные) месторождения формируются преимущественно в интервале температур 50-200 градусов. Характерны низкотемпературные руды Au, Ag, Sb, Hg, Sn, W, Be, U, барита, флюорита, исландского шпата. Глубина образования руд – от дневной поверхности до 600-1000 м. Для них сходен тип околорудных изменений – вторичные кварциты в породах кислого состава, аргиллизиты (каолинитовые и гидрослюдистые породы), пропилиты (кварц-хлорит-серицит-альбит-актинолит-карбонатные породы) в породах среднего и основного состава. Химическими агентами рудообразующих процессов являются пары, газы и растворы воды, CO₂, HCl, H₂, H₂S, HF, CO, NH₃, N₂, CH₄, NaCl, B(OH)₃, HCN, создающие весьма агрессивную среду. Как правило, они связаны с вулканическими аппаратами или невскрытыми близповерхностными магматическими очагами.

Низкотемпературные месторождения типичны для современных и древних вулканических поясов (островные дуги, активные континентальные окраины, зоны тектоно-магматической активизации фундамента и чехла щитов и платформ). Масштабы месторождений достигают уровня крупных и гигантских. Возраст их – от девонских до современных.

Золотые, серебряные и комплексные золото-серебряные (часто с теллуридами) месторождения развиты среди лав и туфов практически любого состава, но наиболее часто – в андезитах и более кислых породах. Рудоносными также являются субвулканы того же состава, игнимбриты, гипабиссальные интрузии гранит-порфиров, гранодиорит-порфиров (корни вулканов), нередко породы терригенно-осадочного обрамления или чехла вулканоструктур. Рудоконтролирующие структуры - вулкано-купольные, кальдерные постройки, жерловые каналы, радиально-концентрические разломы, зоны межформационных срывов, секущие сбросовые зоны, цилиндрические зоны брекчий в структурах обрушения и трубках взрыва, реже надвиги. Преобладают ветвящиеся, реже мощные плитообразные жилы, а также минерализованные зоны дробления, штокверки, иногда трубообразные тела. Вмещающие породы непосредственно на контакте обычно несут вкрапленность адуляра и выделяются высокими содержаниями калия (до 8-9% в пересчете на К₂О).

Общая мощность метасоматической колонки на месторождениях достигает десятков, иногда первых сотен метров. В ней выделяются каолин-кварцевые, монокварцевые, серицит-кварцевые, алунитовые, диаспоровые вторичные кварциты, серицит-хлорит-кварцевые и барит-кварцевые породы. Жильные минералы – белый и серый, до темно-серого халцедоновидный кварц, карбонаты (особенно марганцевый - родохрозит), адуляр, родонит, флюорит, исландский шпат, цеолиты, рудные – электрум, кюстелит, самородное серебро, сульфиды, сульфосоли, хлориды серебра (аргентит, прустит, пираргирит, кераргирит и др.), самородная сера, серебросодержащие блеклые руды (фрейбергит, матильдит, густавит, арамойит, андорит и др.), теллуриды золота и серебра (петцит, калаверит и др.), а также барит, пирит, марказит, окислы марганца, реальгар, аурипигмент, галенит, сфалерит, халькопирит, иногда минералы висмута, киноварь, антимонит. Нередко наблюдается вертикальная зональность с возрастанием с глубиной содержания сульфидов свинца, цинка, меди. В некоторых месторождениях характерны кристаллы рутила, в том числе в срастании с золотом (Бая-Сприе, Бая-Маре в Румынии).

Количество сульфидов в жилах колеблется от 1-2% до 10-20%. Золото в жилах обычно мелкое, не образующее россыпей, рядовое его содержание 3-10г/т. В то же время характерны бонанцы – ураганно богатые рудные гнезда и столбы с содержанием в сотни г/т, килограммы и даже десятки килограмм на тонну руды, насыщенные видимыми пленками золота. Среднее содержание серебра – сотни г/т, в рудных столбах – десятки и сотни кг/т.

Текстуры руд – полосчатая, пятнисто-брекчиевая (образуются метасоматическим путем), а также текстуры выполнения пустот – кокардовая, фестончатая, колломорфная и др.

Протяженность отдельных жил достигает 4 км по простиранию, 600-700 м по падению, мощность до 20-25 м (Купол на Чукотке), систем сближенных жил – первых десятков километров (Вета-Мадре в Мексике).

Возраст эпитермальных месторождений золота и серебра – от среднего палеозоя (Кубака на Омолонском срединном массиве в Магаданской области) до современного. Преобладают месторождения позднемезозойского и кайнозойского возраста. Для серебра эпитермальные месторождения являются главным источником в мировой добыче. Для золота этот тип также является одним из важнейших.

Современное золотое оруденение наблюдается в отложениях гейзеров и вдоль каналов дренажа вулканических газов (фумарол и сольфатаров) горячих минеральных источников в западных штатах США (Анаконда в штате Монтана), на Камчатке (кальдера вулкана Узон), Курильских островах (Кунашир). В кальдере Таупо в Новой Зеландии оно достигает параметров среднемасштабного промышленного месторождения.

Помимо вышеназванных месторождений к таковым относятся Дукат и Карамкен в Магаданской области, Аметистовое, Кумрочское, Агинское на Камчатке, Кочбулак, Чармитан и Канимансур в Средней Азии, Балей и Тасеевское в Забайкалье, Многовершинное в Хабаровском крае, Криппл-Крик, Голдсфилд, Комсток в США, Янакоча в Перу, Пуэбла-Вьеха в Доминиканской республике.

В геологическом разрезе некоторых месторождений наблюдается сопряжение богатых секущих штокверковых и жильных зон в вулканоструктурах с более бедными, но всё же промышленными по содержанию стратиформными межпластовыми залежами кварцитов с полосчатой гематит-сульфидной минерализацией и содержанием золота 1-3 г/т в обрамляющих вулканогенно-осадочных породах (Кочбулак), что придает разрезу рудных зон сложный рисунок: (розовое - руда).

В некоторых эпитермальных месторождениях серебра вместо золота в значительном количестве присутствует олово, иногда выходящее на первое место по значимости в промышленном балансе металлов (Потоси, Ляллагуа, Оруро и другие гигантские месторождения Боливии).

Выделяются и собственно оловянные низкотемпературные месторождения (касситерит-сульфидная, или олово-риолитовая формация), связанные с мезокайнозойским кислым вулканизмом. В них наряду с касситеритом велика доля сульфида олова – станина. Сульфиды здесь представлены пиритом, халькопиритом, галенитом, сфалеритом, блеклыми рудами. На примере Дукатского рудного узла можно показать зональное расположение олово-сульфидного оруденения (месторождение Галимое) и золото-серебряного (Дукат, в котором запасы серебра более 20 тыс. т при значительном количестве попутного золота).

Некоторые месторождения в вулканоструктурах отличаются низкими, непромышленными содержаниями золота в первичных рудах, но оруденение достигает значительного размаха и промышленного значения в корах выветривания по ним (Пионерское, Покровское, Белая Гора в Амурской области).

Своеобразными эпитермальными месторождениями золота являются многочисленные объекты в штате Невада (Карлин, Кортец, Голд-Квори и др.), локализованные в карбонатных породах силура, девона, реже карбона, перми и триаса, слагающих полого залегающий чехол активизированного докембрийского щита. Суммарные запасы золота в месторождениях данной рудоносной зоны («Тренд Карлин») достигают 4 тыс. т. Осадочные породы нарушены надвигами, как правило, межфациальными (на границе карбонатов и терригенных пород, карбонатов и кремнистых отложений), местами прорваны миоценовыми штоками субвулканических пород умеренно кислых пород субщелочного состава. В некоторых штоках локализованы известные золото-серебряные месторождения. Именно с этими штоками ряд геологов (Радек и др.) пытаются связать генезис стратиформных месторождений в карбонатах, хотя прямой пространственной и иной связи оруденение в карбонатах с конкретными магматическими телами не обнаруживает.

Рудные тела представляют собой мощные залежи окремненных по массе известняков, мергелей, доломитов (так называемых джаспероидов). Рудные минералы - субмикроскопические (не различимые визуально) зерна пирита в ассоциации с твердыми битумами, реальгаром, аурипигментом, баритом, целестином, киноварью, также микроскопическими. Месторождения сопровождаются крупными аномалиями золота, мышьяка, бария, стронция, ртути. Самородное золото имеет микронный размер частиц. Среднее содержание золота в месторождениях – от 1,5-2,5 г/т до 10-12 г/т. Годовая добыча золота в невадийских месторождениях – до 300 т.

Ртутные и сурьмяно-ртутные месторождения в вулканитах и осадочных породах связаны с наиболее низкотемпературными гидротермами. Жильные минералы – халцедон, опал, кальцит, флюорит, минералы группы каолина, рудные – киноварь, реальгар, аурипигмент, антимонит, марказит, иногда самородная ртуть. Околожильные породы окремнены, иногда доломитизированы, баритизированы. Примеры месторождений – Пламенное на Чукотке, Монте-Амиато в Италии. В районе активности гейзеров Стимбот-Спрингс и Салфэр-Бэнк в штате Калифорния, Нгава и Пухи-Пухи в Новой Зеландии наблюдается современное накопление киновари, самородной серы, антимонита, флюорита, сопровождаемое повышенными количествами золота и серебра.

Низкотемпературными являются крупные месторождения барита в Закавказье и Туркмении, исландского шпата на Сибирской платформе (бассейны рек Нижняя Тунгуска и Вилюй) и в Исландии, флюорита (Калангуевское в Забайкалье).

К низкотемпературным относят также необычные вольфрам-марганец-сурьмяные месторождения гюбнерит-пиролюзит-псиломелан-антимонитового состава с киноварью, аурипигментом, реальгаром, киноварью, минералами серебра (Боулдер Каунти в США, Барун-Шивея в Забайкалье, отложения современных горячих источников Голконда в США и Унсия в Боливии).

Урановые эпитермальные месторождения, связанные с мезокайнозойским вулканизмом (обычно субщелочным кислым), относятся к уран-флюоритовой, уран-молибденовой рудным формациям. Некоторые урановые месторождения такого типа в Мексике содержат также золото. Они локализованы в брекчированных эффузивах, субвулканах, а также во вмещающих их терригенных породах и прорывающих гранитоидах. Околорудные породы на этих месторождениях сформированы в две стадии – карбонат-гидрослюдистую (аргиллизитовую) и кварц-альбитовую. Жильные и рудные минералы сформированы в 3 стадии – 1) кварц-карбонат-сульфидную, 2) иордизит-настурановую (иордизит – тонкочешуйчатый, скрытозернистый сульфид молибдена), 3) карбонат-флюоритовую. Пример – месторождения Стрельцовского рудного узла в Забайкалье, главного источника урана в России. Здесь рудные тела – крутопадающие минерализованные зоны дробления значительной протяженности и мощности.

Бериллиевые месторождения низкотемпературного типа представлены объектами 1) кальцит-флюоритового состава в известняках, вмещающих вулканоструктуры и 2) халцедон-монтмориллонит-флюоритового состава в туфах щелочных литий-фтористых риолитов (онгонитов). Главный минерал бериллия в них – бертрандит. Оба типа выявлены в областях кайнозойской вулканической активности в Северной Америке. Первый тип известен в Мексике и приурочен к зонам брекчий в известняках на контактах с субвулканическими телами. Минеральный состав руд – флюорит, кальцит, кварц, адуляр, каолин, арагонит, бертрандит, литиевый серицит. Второй тип выявлен в штате Юта (месторождение Спор-Маунтин в хребте Томас). Рудоносными являются гидротермально измененные пепловые туфы миоцен-плиоценовых риолитов, переотложенных водными потоками с образованием высокопористых пород. Эффузивы перекрывают терригенно-карбонатные толщи палеозоя. Рудные тела – весьма крупные межпластовые стратиформные залежи, содержащие вкрапленность бертрандита, среднее содержание ВеО -0,5 % (половина мировых запасов бериллия). Руды содержат также литий, цезий (в светлой слюде), цинк (в тонкой вкрапленности сфалерита).

Возможно, сходный генезис (в связи с невскрытыми субвулканами) имеют месторождения изумрудов в карбонатных породах Колумбии и Афганистана.

Недавно открыт в кальдере современного вулкана на острове Кунашир (Курильские о-ва) необычный тип рениевого оруденения, с образованием вкрапленности сульфидов рения в измененных базальтах и андезибазальтах. Рений – чрезвычайно редкий и дорогой металл, обычно присутствует в виде рассеянной микропримеси в молибдените, который сам по себе встречается в малой концентрации (обычно не более 0,1-0,2 %). На Кунашире сульфид рения образует визуально различимые зерна и прожилки и, несомненно, связан с современными эксгалациями (испарениями) вулкана.

Для эпитермальных месторождений весьма характерно телескопирование разнотипного оруденения с совмещением в разрезе ранних высокотермальных и среднетермальных и поздних, наиболее продуктивных низкотемпературных. Нередко наблюдается обратная зональность со сменой сверху вниз, по падению рудных зон, высокотемпературного оруденения низкотемпературным (месторождение Бутыгычаг на Колыме и др.).

В группе гидротермальных месторождений с учетом условий формирования выделяется три класса: плутоногенный, вулканогенный и телетермальный. Плутоногенные гидротермальные месторождения формируются в тесной связи с кислыми, умеренно кислыми и умеренно щелочными гипабиссальными изверженными породами. Вулканогенные гидротермальные месторождения связаны главным образом с наземным преимущественно андезит-дацитовым вулканизмом, а также щелочными и трапповыми магматическими формациями. Телетермальные гидротермальные месторождения находятся на площадях развития осадочных формаций и иначе называются термином «стратиформные месторождения». Гидротермальные месторождения содержат промышленные запасы цветных, редких, благородных, и радиоактивных элементов. Из месторождений гидротермального генезиса извлекается наибольшая часть меди, свинца, цинка, сурьмы, молибдена, ртути, серебра, кадмия, лития, золота, урана, кобальта, олова и вольфрама. Такой же генезис имеет большинство месторождений хризотил-асбеста, магнезита, флюорита и барита, а также месторождения горного хрусталя, исландского шпата, флогопита, графита и апатита.