Бакайское проявление золота (Южный Урал): минералогия руд и условия образования

Объект исследования. Бакайское проявление золота в морфологическом отношении представляет собой зону разлома и дробления субширотного простирания в гранитоидах Тургоякского массива (C1-2), которая вмещает кварцевые жилы, минерализованные сульфидами. Протяженность жильной зоны около 1.5 км. Тургоякский массив находится на границе Магнитогорской и Центрально-Уральской зон и является сателлитом Сыростанского массива.

Материал и методы. Опробование осуществлялось из старых выработок и “рудных складов”. Базовые методы изучения проб – оптическая и электронная микроскопия. Для жильного кварца выполнен анализ флюидных включений методом термокриометрии.

Результаты. Преобладающими рудными минералами являются пирит и галенит; редко в рудах встречаются халькопирит, тетраэдрит, сфалерит, сульфосоли и сульфотеллуриды висмута. Золото в изученных пробах присутствует как самородное (первичное и гипергенное), так и в форме теллуридов и сульфидов. Руды частично окислены. Средние арифметические и медианные значения температуры гомогенизации Tг первичных и первично-вторичных включений из “рудного” кварца составляют около 242–247°С. Средняя и медианная Tг кварца из сланцев немного ниже (222 и 215°С соответственно) при значительном разбросе значений. Концентрация солей в NaCl-эквиваленте, определенная по температуре плавления последнего кристаллика льда, варьируется от 1.4 до 13.0 мас. % во флюидных включениях из вмещающих сланцев и составляет 0.2–5.6 мас. % в “рудном” кварце. Такие широкие вариации солености во всех изученных случаях могут свидетельствовать об изменениях флюидных включений вторичными процессами.

1. Альбов М.Н. (1952) О формах миграции золота в зоне окисления рудных месторождений. Изв. АН СССР (сер. геол.), (4), 41-53.

2. Альбов М.Н. (1960) Вторичная зональность золоторудных месторождений Урала. М.: Госгеолтехиздат, 216 с.

3. Амосов Р.А., Васин С.Л. (1993) Микрофоссилии золота. Руды и металлы, (3-6). 101–107 Анисимова Г.С., Кондратьева Л.А., Лескова Н.В. (2008) Сульфидные соединения золота и серебра в золоторудных месторождениях Восточной Сибири. Отеч. геол., (5), 24-32.

4. Аулов Б.Н., Владимирцева Ю.А., Гвоздик Н.И., Королькова З.Г., Левин Ф.Д., Липаева А.В., Поташова М.Н., Самозванцев В.А. (2015) Государственная геологическая карта Российской Федерации. М-б 1 : 200 000. Изд-е второе. Сер. Южно-Уральская. Л. N-40-XII (Златоуст). Объяснит. записка. М.: МФ ВСЕГЕИ, 365 с.

5. Борисенко А.С. (1977) Изучение солевого состава растворов газово-жидких включений в минералах методом криометрии. Геология и геофизика, (8), 16-28.

6. Бортников Н.С. (2006) Геохимия и происхождение рудообразующих флюидов в гидротермально-магматических системах в тектонически активных зонах. Геол. руд. месторожд., 48(1), 3-28.

7. Вукалович М.П., Алтунин В.В. (1965) Теплофизические свойства двуокиси углерода. М.: Атомиздат, 455 с.

8. Ермаков Н.П., Долгов Ю.А. (1979) Термобарогеохимия. М.: Недра, 272 с.

9. Заботина М.В., Анкушева Н.Н., Шанина С.Н., Котляров В.А. (2018) Условия образования Ганеевского золоторудного месторождения, Учалинский рудный район: минералогическая термометрия и изучение флюидных включений. Минералогия, (4), 55-67.

10. Зайков В.В. (1988) Мелентьевское полиметаллическое месторождение Миасского района. Материалы к минералогии рудных районов Урала. (Ред. Б.В. Чесноков, Е.П. Макагонов). С. 74-79.

11. Знаменский С.Е., Анкушева Н.Н., Артемьев Д.А. (2020а) Вознесенское Cu-порфировое месторождение (Южный Урал): условия образования, элементы-примеси, изотопы серы и источники флюидов. Георесурсы, 22(3), 48-54. https://doi.org/10.18599/grs.2020.3.48-54

12. Знаменский С.Е., Анкушева Н.Н., Артемьев Д.А. (2020б) Условия образования, состав и источники рудообразующих флюидов золотопорфирового месторождения Большой Каран (Южный Урал). Литосфера, 20(3), 397-410. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2020-20-3-397-410

13. Знаменский С.Е., Пучков В.Н., Мичурин С.В. (2015) Источники рудообразующих флюидов и условия формирования орогенных месторождений золота зоны Главного Уральского разлома на Южном Урале. Докл. АН, 464(3), 313-316. https://doi.org/10.7868/S0869565215270237

14. Иванов К.С., Пучков В.Н. (2022) Структурно-формационные зоны Уральского складчатого пояса: обзор данных и развитие новых идей. Геотектоника, (6), 78-113. https://doi.org/10.31857/S0016853X22060030

15. Калинин Ю.А., Прудников С.Г., Росляков Н.А. (2006) Золотоносные коры выветривания юга Сибири. Новосибирск: Академическое издание Гео, 339 с.

16. Козлов В.И. и др. (2001) Геологическая карта Российской Федерации. М-б 1:1 000 000 (нов. сер.). Лист N-40 (41) – Уфа. Объяснит. записка. 568 с.

17. Крейтер В.М., Аристов В.В., Волынский И.С., Крестовников А.Н., Кувичинский В.В. (1958) Поведение золота в зоне окисления золото-сульфидных месторождений. М.: Госгеолтехиздат, 268 с.

18. Куимова Н.Г., Моисеенко В.Г. (2006) Биогенная минерализация золота в природе и эксперименте. Литосфера, (3), 83-95.

19. Кураев Н. (1941) Месторождения золота и других полезных ископаемых за оз. Тургояк. 24 с.

20. Мелекесцева И.Ю., Юминов А.М. (2015) Условия формирования золото-кварцевых жил Мечниковского и Алтын-Ташского месторождений, Южный Урал: результаты термобарогеохимических и изотопных исследований. Минералогия, (2), 58-67.

21. Мельников Ф.П., Прокофьев В.Ю., Шатагин Н.Н. (2008) Термобарогеохимия. М.: Академ. проект, 222 с.

22. Михайлов В.В., Степанов С.Ю., Паламарчук Р.С., Чебыкин Н.С. (2021) Золото-серебряное оруденение в гранодиоритах Тургоякского массива, Южный Урал. Металлогения древних и современных океанов – 2021. (Ред. В.В. Масленников, И.Ю. Мелекесцева). Миасс: ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН, 93-97.

23. Мурзин В.В., Малюгин А.А. (1987) Типоморфизм золота зоны гипергенеза (на примере Урала). Свердловск: Урал. НЦ АН СССР, 96 с.

24. Никифорова З.С., Калинин Ю.А., Макаров В.А. (2020) Эволюция самородного золота в экзогенных условиях. Геология и геофизика, 61(11), 1514-1534.

25. Пальянова Г.А., Савва Н.Е. (2009) Особенности генезиса сульфидов золота и серебра месторождения Юное (Магаданская область, Россия). Геология и геофизика, 50(7), 759-777.

26. Пальянова Г.А., Савва Н.Е., Журавкова Т.В., Колова Е.Е. (2016) Минералы золота и серебра в пиритах малосульфидных руд месторождения Джульетта (северо-восток России). Геология и геофизика, 57(8), 1488- 1510. https://doi.org/10.15372/GiG20160805

27. Петров В.И., Шалагинов А.Э., Пунегов Б.Н., Горлова Л.Г., Забелкина Т.Б., Григорова В.Ю., Никольский Т.И., Шалагинова Т.И., Петрова А.С., Середа В.В. (2015) Государственная геологическая карта Российской Федерации. М-б 1 : 200 000. Изд-е второе. Сер. ЮжноУральская. Лист N-41-VII. Объяснит. записка. М.: МФ ВСЕГЕИ, 167 с.

28. Петровская Н.В. (1973) Самородное золото. М.: Наука, 348 с.

29. Попова В.И. (2002) Месторождения золота Миасской долины. Металлогения древних и современных океанов – 2002. (Ред. В.В. Зайков, Е.В.Белогуб). Миасс: ИМин УрО РАН, 98-106.

30. Росляков Н.А. (1981) Геохимия золота в зоне гипергенеза. М.: Наука, 240 с.

31. Савва Н.Е., Пальянова Г.А. (2007) Генезис сульфидов золота и серебра на месторождении Улахан. Геология и геофизика, 48(10), 1028-1042.

32. Сазонов В.Н., Огородников В.Н., Коротеев В.А., Поленов Ю.А. (2001) Месторождения золота Урала. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 622 с.

33. Сергеев Н.Б., Бугельский Ю.Ю., Кузнецова О.Ю. (1996) Распределение золота в зоне окисления колчеданных месторождений Урала: влияние состава первичных руд и климата. Геол. руд. месторожд., 38(4), 321-333.

34. Смирнов С.С. (1951) Зона окисления сульфидных месторождений. Л.: Изд-во АН СССР, 335 с.

35. Сначев А.В., Сначев В.И., Романовская М.А. (2020) Геология, условия образования и рудоносность Тургоякского гранитного массива и углеродистых отложений его западного обрамления (Южный Урал). Вестн. МГУ. Сер. 4. Геол., (1), 12-20.

36. Таусон Л.В. (1961) Геохимия редких элементов в гранитоидах. М.: Изд-во АН СССР, 232 с.

37. Ферштатер Г.Б. (2013) Палеозойский интрузивный магматизм Среднего и Южного Урала. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 368 с.

38. Шагалов Е.С. (2002) Петрология и геохимия пород Сыростанско-Тургоякской группы гранитоидных массивов (Южный Урал). Дис. … канд. геол.-мин. наук. Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 188 с.

39. Afifi A.M., Kelly W.C., Essene E.J. (1988) Phase relations among tellurides, sulfides and oxides: I Thermochemical data and calculated equilibria. Econ. Geol., 83, 377-394.

40. Barton M.D., Kieft C., Burke E.A.J., Oen I.S. (1978) Uytenbogaardtite, a new silver-gold sulfide. Canad. Miner., 16(4), 651-657.

41. Bea F., Fershtater G.B., Montero P. (2002) Granitoids of the Uralides: Implications for the Evolution of the Orogen. Mountain Building in the Uralides: Pangea to the Present. Geophysical Monograph, 132, 211-232.

42. Belogub E., Melekestseva I., Novoselov K., Zabotina M., Tretyakov G., Zaykov V., Yuminov A. (2017) Listvenite-related gold deposits of the South Urals (Russia): a review. Ore Geol. Rev., 85, 247-270. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2016.11.008

43. Biagioni C., George L.L., Cook N.J., Makovicky E., Moelo Y., Pasero M., Sejkora J., Stanley C.J., Welch M.D., Bosi F. (2020) The tetrahedrite group: Nomenclature and classification. Amer. Miner., 105(1), 109-122. https://doi.org/10.2138/am-2020-7128

44. Bodnar R.J., Vityk M.O. (1994) Interpretation of microthermometric data for H2O-NaCl fluid inclusions. Fluid inclusions in minerals: methods and applications. Pontignana-Siena, 117-130.

45. Brown P.E., Lamb W.M. (1989) PVT properties of fluids in the system H2O ± CO2 ± NaCl: New graphical presentations and implications for fluid inclusion studies. Geochim. Cosmochim. Acta, 53(6), 1209-1221.

46. Butt C.R.M. (1998) Supergene gold deposits. AGSO J. Austral. Geol. Geophys., 17(4), 89-96.

47. Castor S.B., Sjoberg J.J. (1993) Uytenbogaardtite, Ag3AuS2, in the Bullfrog mining district, Nevada. Canad. Miner., 31, 89-98.

48. Chen H.-S. (1972) The properties of carbon dioxide Hydrate. Office of saline water, research and development progress report, 830, 1-55.

49. Ciobanu C., Cook N., Damian G., Damian F. (2006) A review of recent data on occurrences of Bi-sulphosalts and -tellurides in Romania and genetic implications for gold deposition. Au-Ag-Te-Se deposits. Proceedings of the 2006 Field Workshop. (Eds N. Cook, I. Ozgenc, T. Oyman). P. 30-41

50. Cloke P., Kelly W. (1964) Solubility of gold under inorganic supergene conditions. Econ. Geol., 59(2), 259-270.

51. Cook N., Ciobanu C. (2004) Bismuth tellurides and sulphosalts from the Larga hydrothermal system, Metaliferi Mts., Romania: Paragenesis and genetic significance. Miner. Mag., 68(2), 301-321. https://doi.org/10.1180/0026461046820188

52. Darling R. (1991) An extended equation to calculate NaCl content from final clathrate melting temperatures in H2O-CO2-NaCl fluid inclusions: implication for P-T isochore location. Geochem. Cosmochem. Acta, 55, 3869-3871.

53. Darling L. (2003) Introduction to gas-bearing, aqueous fluid inclusions. In: Fluid inclusions: analysis and interpretation. (Eds A. Anderson, D. Marshall). Mineralogical association of Canada short course serie, 32.

54. Diamond L. (2003) Introduction to gas-bearing, aqueous fluid inclusions. Fluid inclusions: analysis and interpretation. (Eds I. Samson, A. Anderson, D. Marshall). (Mineralogical association of Canada short course serie, 32, 101-158).

55. Goldfarb R.J., Baker T., Dube B., Groves D.I., Hart C., Gosselin P. (2005) Distribution, character, and genesis of gold deposits in metamorphic terranes / Economic Geology 100th Anniversary Volume. (Eds J. Hedenquist, J. Thompson, R. Goldfarb, J. Richards). P. 407-450.

56. Greffié C., Bailly L., Milési J.-P. (2002) Supergene alteration of primary ore assemblages from low-sulfidation Au-Ag epithermal deposits at Pongkor, Indonesia, and Nazareño, Perú. Econ. Geol., 97(3), 561-571.

57. Groves D., Goldfarb R., F. Robert, Hart C. (2003) Gold deposits in metamorphic belts: overview of current understanding, outstanding problems, future research, and exploration significance. Econ. Geol., 98. 1-29

58. Hart C. (2005) Classifying, distinguishing and exploring for intrusion-related gold systems. Gangue, 87, 3-9.

59. Herrington R., Zaykov V., Maslennikov V., Brown D., Puchkov V. (2005) Mineral deposits of the Urals and links to geodynamic evolution / Economic Geology 100th Anniversary Volume. (Еds J. Hedenquist, J. Thompson, R. Goldfarb, J. Richards). P. 1069-1095.

60. Ishihara Sh. (1977) The Magnetite-series and Ilmenite-series Granitic Rocks. Min. Geol., 27(145), 293-305.

61. Kalinin A., Savchenko Y., Selivanova E. (2019) Mustard Gold in the Oleninskoe Gold Deposit, Kolmozero–Voronya Greenstone Belt, Kola Peninsula, Russia. Minerals, 9(12). https://doi.org/10.3390/min9120786

62. Kisters A.F.M., Meyer F.M., Seravkin I.B., Znamensky S.E., Kosarev A.M., Ertl R.G.W. (1999) The geological setting of lode-gold deposits in the central southern Urals: a review. Geologische Rundschau, 87, 603-616.

63. Krupp R., Weiser T. (1992) On the stability of gold-silver alloys in the weathering environment. Mineral. Depos., 27, 268-275.

64. Lang J., Baker T. (2001) Intrusion-related gold systems: the present level of understanding. Mineral. Depos., 36, 477-489.

65. Li J.L., Makovicky E. (2001) New studies on mustard gold from the Dongping Mines, Hebei Province, China: The tellurian, plumbian, manganoan and mixed varieties. Neues Jahrbuch fur Mineralogie – Abhandlungen, 176(3), 269-297. https://doi.org/10.1127/njma/176/2001/269

66. Pearce J., Harris N., Tindle A. (1984) Trace Element Discrimination Diagrams for the Tectonic Interpretation of Granitic Rocks. J. Petrol., 25(4), 956-983.

67. Petersen S., Makovicky E., Li J., Rose-Hansen J. (1999) Mustard gold from the Dongping Au-Te deposit, Hebei Province, Peoples Republic of China. Neues Jahrbuch fur Mineralogie – Monatshefte, 8(8), 337-357.

68. Puchkov V.N. (2017) General features relating to the occurrence of mineral deposits in the Urals: What, where, when and why. Ore Geol. Rev., 85, 4-29. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2016.01.005

69. Reith F., Lengke M.F., Falconer D., Craw D., Southam G. (2007) The geomicrobiology of gold. ISME J., (1), 567-584.

70. Reith F., Stewart L., Wakelin S.A. (2012) Supergene gold transformation: Secondary and nano-particulate gold from southern New Zealand. Chem. Geol., 320-321, 32-45. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2012.05.021

71. Ridley J., Diamond L. (2000) Fluid chemistry of orogenic lode gold deposits and implications for genetic models. Gold in 2000. Rev. Econ. Geol., 13, 141-162.

72. Sillitoe R., Thompson J. (1998) Intrusion-related vein gold deposits: types, tectono-magmatic settings and difficulties of distinction from orogenic gold deposits. Res. Geol., 48(4), 237-250.

73. Tolstykh N.D., Palyanova G.A., Bobrova O.V., Sidorov E.G. (2019) Mustard gold of the Gaching Ore Deposit (Maletoyvayam Ore Field, Kamchatka, Russia). Minerals, 9. https://doi.org/10.3390/min9080489

74. Voudouris P., Spry P.G., Melfos V., Alfieris D. (2007) Tellurides and bismuth sulfosalts in gold occurrences of Greece: mineralogical and genetic considerations. Au-Ag telluride-selenide deposits. Field Workshop of IGCP-486, Espoo, Finland 26-31st August 2007. Proceedings volume. (Eds K. Kojonen, N. Cook, V.J. Ojala). 85-94

75. Warmada I.W., Lehmann B., Simandjuntak M. (2003) Polymetallic sulfides and sulfosalts of the Pongkor epithermal gold-silver deposit, West Java, Indonesia. Canad. Miner., 41, 185-200.

76. Wilkinson J.J. (2001) Fluid inclusions in hydrothermal ore deposits. Lithos, 55, 229-272. https://doi.org/10.1016/S0024-4937(00)00047-5

77. Zen E-an (1986) Aluminum Enrichment in Silicate Melts by Fractional Crystallization: Some Mineralogic and Petrographic Constraints. J. Petrol., 27, 1095-117.

78. Zhang Zh., Mao J. (1995) Geology and Geochemistry of the Dongping Gold Telluride Deposit, Heibei Province, North China. Int. Geol. Rev., 37, 1094-1108. https://doi.org/10.1080/00206819509465441.