Mineralogy of host rocks of the Osinovskoe gold-quartz deposit (Central Urals)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper describes the mineralogy of mica shales of the Osinovskoe gold deposit in the Central Urals. Our studies unraveled the role of dynamometamorphism in the transformation of primary rocks and allowed the characterization of their metasomatic alteration. We showed the relationship between plastic and brittle deformations and the formation of gold-bearing mineral assemblage with major pyrite, pyrrhotite and ilmenite and subordinate and rare sphalerite, chalcopyrite, marcasite, rutile, magnetite, molybdenum, galena, altaite, hessite, melonite, petzite, calaverite, volynskite, and sylvanite. The Ag content of native gold varies from 4 to 29 wt. %. Tellurides are associated with pyrite and pyrrhotite and also form monomineral grains and intergrowths in chlorite and mica with inclusions of REE minerals (xenotime-(Y), monazite-(Ce), hydroxylbastnesite-(Ce)), allanite-(Ce)), REE-bearing minerals (epidote, apatite, zircon), Th silicate (torite), and uraninite.

Full Text

Введение

Осиновское золоторудное месторождение находится на Среднем Урале в пределах Абрамовской лицензионной площади, расположенной в 40 км к юго-западу от г. Каменск-Уральского и в 20 км к юго-востоку от г. Сысерти. Кварцевые золотоносные жилы бывшего Осиновского рудника в центре Абрамовской площади были открыты и отрабатывались в период с 1898 г. до 1905 г. и во второй половине 1930-х годов. В послевоенные годы на месторождении была проведена ревизия балансовых запасов, в результате чего запасы Осиновского рудника переведены в забалансовые. В 1996 г. по результатам проведении ГДП 1 : 50 000 были оценены прогнозные ресурсы золота Осиновского рудопроявления по категории Р1 (Ведерников, Двоеглазов, 1997ф). В 2018–2020 гг. оценочные работы позволили расширить и изменить прежние представления о строении рудных тел и всего месторождения в целом.

В последнее время к месторождению появился интерес производственных организаций. В результате изучения образцов рудовмещающих пород, переданных ООО «Геопоиск», нами получены новые данные по распределению в них золото-теллуридной минерализации, уточнена пробность золота в различных минеральных ассоциациях, определены теллурид Au (калаверит) и теллурид Ni (мелонит), РЗЭ и РЗЭ-содержащие минералы: силикаты (эпидот, алланит, торит), карбонаты (гидроксилбастнезит-(Ce)), фосфаты (монацит, ксенотим) и минералы U (уранинит). В данной работе приведены результаты этих исследований.

Краткая характеристика объекта

Месторождение расположено в пределах Осиновского рудного поля Новоипатовского рудного узла (Коровко и др., 2015). Пространственно оно приурочено к юго-восточной краевой области развития пород Рефтинского габбро-диорит-плагиогранитового комплекса, протягивающегося в северо-восточном направлении практически через всю лицензионную площадь (рис. 1). Выявленные рудные тела Осиновского месторождения имеют согласное с Рефтинским комплексом простирание под углом 40–45° и, по имеющимся данным, генетически связаны с его формированием. Месторождение располагается среди метаморфитов, представленных кристаллическими сланцами, амфиболитами, гнейсами, гранитогнейсами и гранитоидами кварц-диоритового или гранодиоритового состава с маломощными до 10 см прослоями углеродисто-кремнистых и кремнистых сланцев вдоль зон рассланцевания и редкими линзами мраморов мощностью до 3 м. По среднему химическому сос-таву метаморфические породы рудовмещающей малорефтинской толщи (O3–S1mr) близки к островодужным толеитам базальт-риолитовой формации.

 

Рис. 1. Положение лицензионного участка на географической схеме (а) и геологической карте масштаба 1 : 200 000 (б) (Коровко и др., 2015). 1–3 – Петуховский монцонит-гранитовый комплекс: 1 – граниты, лейкограниты; 2 – кварцевые монцониты, сиениты, кварцевые сиениты; 3 – монцогаббро, монцониты; 4–6 – Рефтинский габбро-диорит-плагиогранитовый комплекс: 4 – плагиограниты, тоналиты; 5 – диориты, кварцевые диориты; 6 – габбро; 7 – дайки габбродолеритов, долеритов; 8 – базальты, андезибазальты, андезиты, дациты, песчаники, алевролиты с горизонтами известняков маминской толщи; 9 – базальт-дацитовая толща; 10 – слюдяно-кварцевые, графит-, гранат- и ставролитсодержащие, амфибол-полевошпатовые сланцы, кварцито-сланцы, мраморы колюткинской толщи; 11 –эпидот-амфиболовые, амфибол-плагиоклазовые, биотит-серицит-плагиоклаз-кварцевые сланцы, мраморы малорефтинской толщи; 12 – Златогоровский надвиг; 13 – надвиги; 14 – границы лицензионного участка.

Fig. 1. Position of the licensed area on geographical scheme (a) and geological map on a scale of 1 : 200 000 (б) (Korovko et al., 2015). 1–3 – Petukhovsky monzonite-granite complex: 1 – granite, leucogranite; 2 – quartz monzonite, syenite, quartz syenite; 3 – monzogabbro, monzonite; 4–6 – Reftinsky gabbro-diorite-plagiogranite complex: 4 – plagiogranite, tonalite; 5 – diorite, quartz diorite; 6 – gabbro; 7 – dikes of gabbrodolerite and dolerite; 8 – basalt, basaltic andesite, andesite, dacite, sandstone, siltstone with limestone horizons of the Maminskaya Sequence; 9 – basaltic-dacitic sequence; 10 – mica-quartz, graphite-, garnet- and staurolite-bearing, and amphibole-feldspar schist, quartzite schist, marl of the Kolyutkino Sequence; 11 – epidote-amphibole, amphibole-plagioclase, and biotite-sericite-plagioclase-quartz schist, Maloreftinsky Sequence; 12 – Zlatogorovsky Thrust, 13 – thrusts; 14 – boundaries of the licensed area.

 

Осиновское месторождение сложено тремя кварцево-жильными системами, объединенными в жилы Нагорная, Веселая и Красавица (Ведерников, Двоеглазов, 1997ф). Жильные системы представлены серией сближенных субпараллельных кварцевых прожилков (до 5 штук), расположенных в виде протяженных полос шириной 1–6 м, в среднем, 2 м. Содержание Au по простиранию неравномерное, при этом отмечаются отдельные обогащенные участки («рудные столбы») протяженностью первые десятки метров с содержаниями 120–150 г/т.

По данным бурения контуры рудных тел имеют те же элементы залегания, что и полосчатость и сланцеватость вмещающих пород. Общее падение рудных тел юго-восточное под углом от 65° до 80°. Все рудные тела располагаются в минерализованной золоторудной зоне, протягивающейся в пределах месторождения на 630 м. Ширина зоны колеблется от 70 до 100 м. Всего в пределах Осиновского месторождения по оптимальному борту 0.3 г/т выделено 13 рудных тел окисленных и полуокисленных руд.

Золоторудная минерализация представлена золото-кварцевым, преимущественно малосульфидным типом. Рудная вкрапленность, как правило, рассеянная, часто группирующаяся вдоль сланцеватости в виде цепочек, линз или маломощных прослоев, обогащенных сульфидами. Сульфидные агрегаты мелкие: до 1–3 мм, иногда 8–10 мм. В золотоносных кварцевых прожилках сульфиды встречаются крайне редко. Более 70 % золота образует пылеватую вкрапленность в околожильных метасоматитах. Основными рудными минералами являются пирит, пирротин и ильменит, второстепенными – сфалерит и халькопирит. Самородное золото обнаружено в пирите и в нерудной массе, характеризуется мелкими (не более 10 мкм) размерами выделений. Отмечены находки теллуридов Au, Ag, Pb и Bi.

Методы исследования

Из образцов минерализованных пород были изготовлены шлифы и аншлифы для оптических и электронно-микроскопических исследований. Все исследовательские работы проведены в Центре коллективного пользования ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН (г. Миасс). Оптико-микроскопическое изучение шлифов проводилось на микроскопе ПОЛАМ Р-312, аншлифов – на микроскопе Olympus BX51 с цифровой приставкой. Исследования в отраженных электронах, получение энергодисперсионных спектров и количественное определение состава минералов выполнено на сканирующем электронном микроскопе Tescan VEGA 3sbu с энергодисперсионным спектрометром (ЭДС) Oxford Instruments X-act. Условия анализа: ускоряющее напряжение 20 кВ, ток пучка 20 нА, диаметр электронного пучка 2–3 мкм, время набора каждого спектра 120 с. Количественный анализ проведен с использованием эталонов сертифицированного стандарта № 1362 (Microanalysis Consultants Ltd), MINM25-53 (Astimes Scientific Limited, серийный номер 01-044) и НЭРМА.ГЕО1.25.10.7417.

Результаты исследований

Петрографическая характеристика пород. Исследованные образцы представляют собой сланцы, состоящие из переменного количества полевых шпатов, кварца, слюды, карбонатов и содержащие рудную вкрапленность и кварцевые прожилки.

Полевошпат-слюдисто-кварцевые сланцы характеризуются сланцеватой, полосчатой, линзовидно-полосчатой, местами сланцевато-плойчатой и плойчатой текстурой (рис. 2а). Структура большей частью порфиробластовая, основная ткань лепидогранобластовая (рис. 2б, в). Порфиробласты плагиоклаза и ортоклаза образуют таблитчатые зерна, большей частью деформированные, серицитизированные, часто с корродированной границей зерен, частично или полностью замещенные карбонатом (рис. 2в). Отдельные обособления неправильной и линзовидной формы сложены карбонатом и биотитом в переменных количествах. В некоторых из них преобладает карбонат, в других – карбонат ассоциирует с биотитом, количество которого колеблется в пределах от 5 до 10 об. %, редко до 50 об. %. Рудные минералы (пирит, пирротин) в виде зерен различной формы размером до 100 мкм обычно приурочены к биотит-карбонатной или кварц-биотит-карбонатной ассоциации (рис. 2б). Местами пластинки биотита и зерна рудного минерала располагаются по спирали (рис. 2г). Слюдисто-кварцевый агрегат основной ткани состоит из зерен кварца разной формы и размера (10– 100 мкм), пластинок и чешуек биотита и мусковита, реже хлорита, зерен карбоната и рудного минерала, обычно ассоциирующего с хлоритизированным биотитом.

 

Рис. 2. Полевошпат-слюдисто-кварцевый сланец: а – линзовидно-полосчатая текстура породы, подчеркнутая вкрапленностью биотита (Bt) и пирита (Py); б, в – лепидогранобластовая структура основной ткани: порфиробласт ортоклаза (Fsp) с карбонатом (Ca), слюдой, кварцем (Q) и пиритом; г – тонкая вкрапленность рудных минералов и биотита в структуре, отражающей вращение под давлением. Поляризационный свет.

Fig. 2. Feldspar-mica-quartz schist: a – lenticular-banded texture emphasized by inclusions of biotite (Bt) and pyrite (Py); б, в – lepidogranoblastic structure of the matrix: porphyroblast of orthoclase (Fsp) with carbonate (Ca), mica, quartz (Q) and pyrite; г – thin dissemination of ore minerals and biotite in a structure reflecting pressure-related rotation. Polarized light.

 

При увеличении содержания хлорита возникает пятнистая текстура, обусловленная присутствием агрегатов неправильной формы преимущественно хлоритового состава местами с примесью кварца или кальцита. Встречаются линзовидные участки, сложенные серицитом с переменным количеством кварца, хлорита, карбоната и рудного минерала (рис. 3а, б). Такие участки часто деформированы, фрагментированы, со сдвигом фрагментов согласно сланцеватости породы. Отмечаются агрегаты хлорит-серицитового состава с реликтовыми зернами полевых шпатов (плагиоклаза или ортоклаза) в центре (рис. 3в). Рудные минералы приурочены к биотит-хлоритовой или хлорит-биотит-карбонатной ассоциациям обычно с небольшим содержанием кварца (рис. 3г). Именно в такой ассоциации установлены зерна самородного золота и теллуридов, расположенные вдоль спайности хлорита и слюды.

 

Рис. 3. Кварц-хлорит-слюдистый сланец: а – полосчатая текстура породы с линзовидными кварц-серицитовыми (Ser) агрегатами и пятнами карбоната (Ca) и хлорита (Chl); б – линзовидный агрегат серицита с лепидогранобластовой структурой; в – слюдисто-хлоритовый агрегат с реликтовым ортоклазом (Fsp) в центре; г – вкрапленность рудных минералов (Py) в хлорит-биотит-кальцитовой линзе; д – кварц-биотит-кальцитовый агрегат с хлоритовой каймой в слюдистой массе; е – сростки сдвойникованного клинохлора в ассоциации с кальцитом, содержащим мелкие пластинки биотита (Bt). Поляризационный свет.

Fig. 3. Quartz-chlorite-micaceous schist: a – banded texture with lenticular quartz-sericite (Ser) aggregates and carbonate (Ca) and chlorite (Chl) spots; б – lenticular sericite aggregate with lepidogranoblastic structure; в – micaceous-chlorite aggregate with relict orthoclase (Fsp) in the center; г – dissemination of ore minerals (Py) in chlorite-biotite-calcite lens; д – quartz-biotite-calcite aggregate with chlorite rim in micaceous matrix; е – intergrowths of twinned clinochlore in assemblage with calcite and small biotite (Bt) plates. Polarized light.

 

Хлорит слабо окрашен и по оптическим свойствам диагностируется как клинохлор. Представлен двумя генерациями: 1) мелкими чешуйчатыми агрегатами, замещающими биотит, и 2) более крупными идиоморфными таблитчатыми кристаллами размером до 1–3 мм. Таблитчатые кристаллы и сростки формируют прожилки и гнезда в породе. Сростки клинохлора размером до 1.5–2.0 мм располагаются незакономерно: иногда согласно сланцеватости породы, но часто под разными углами пересекают ее (рис. 3д). Пластинки деформированы с образованием механических двойников, появлением волнистого угасания. Хлорит обычно находится в ассоциации с биотитом и карбонатом в переменных соотношениях. В породе встречаются гнезда неправильной формы, состоящие из крупных пластинок хлорита размером до 2–3 мм, ассоциирующих с кальцитом, в котором находятся вростки мелких пластинок биотита (рис. 3е). Иногда крупнопластинчатый хлорит содержит иголки рутила-сагенита и редкие мелкие зерна эпидота.

Полевошпат-слюдисто-кварцевые сланцы содержат значительное количество кварцевых прожилков мощностью от долей миллиметра до нескольких сантиметров. Зерна кварца в прожилках имеют разную форму и размер и характеризуются гранобластовой структурой и катакластической текстурой. Хрупкая деформация в зернах кварца проявлена внутризерновыми трещинами, местами пересекающимися, часто залеченными гематитом. Пластическая деформация привела к волнистому погасанию (рис. 4а). Кварцевые зерна содержат флюидные включения размером 1–5 мкм, иногда образующие цепочки. Обычно в краевых частях зерен отмечаются следы растворения в виде щелевидных трещин, а также коррозионные границы и тени растворения (рис. 4б, в). В результате наложенных процессов формируются участки с микрогранобластовой структурой, состоящие из мелких зерен кварца без флюидных включений, с однородным погасанием и прямолинейными границами. В кварце с гранобластовой структурой в интерстициях развиваются мусковит и кальцит (рис. 4г).

 

Рис. 4. Кварцевый агрегат прожилка: а – кварцевые зерна (Q) с волнистым погасанием и зубчатой границей; б – щелевидные пустоты растворения в кварце; в – растворение зерен на границе и тени растворения в зернах; г – новообразованные мусковит (Mus) и кальцит (Ca) в кварцевом прожилке; д – милонитизированный кварцевый агрегат с зернами новообразованного кварца и рудным веществом (черное); е – трещины в кварце, залеченные биотитом (Bt), пиритом и рутилом (Rut). Поляризационный свет.

Fig. 4. Veinlet quartz aggregate: (a) quartz grains (Q) with wavy extinction and jagged boundary; б – slit-like dissolution cavities in quartz; в – dissolution of grains at the boundary and dissolution shadows in grains; г – newly formed muscovite (Mus) and calcite (Ca) in quartz veinlet; д – mylonitized quartz aggregate with grains of newly formed quartz and ore matter (black); е – fractures in quartz healed with biotite (Bt), pyrite, and rutile (Rut). Polarized light.

 

Основная ткань породы, в которой находятся кварцевые прожилки, также интенсивно деформирована, местами милонитизирована. В зернах плагиоклаза наблюдаются механические двойники, кварц рекристаллизован, местами перекристаллизован с образованием полиэдрических зерен новой генерации, трещины выполнены карбонатом, серицитом и рудным веществом (рис. 4д). Местами в таких деформированных участках отмечается биотит-хлоритовая ассоциация с рутилом (рис. 4е).

В наиболее интенсивно деформированных сланцах с катакластической и брекчиевой текстурой полосчатость нарушена трещинами деформаций, изгибами некоторых линзовидных прослоев и незакономерной пятнистой карбонатизацией (рис. 5а). Основная ткань породы неравномерно-зернистая, с отдельными порфиробластами и порфирокластами плагиоклаза и ортоклаза, реже кварца размером 0.1–1.0 мм, обычно с деформированными и корродированными границами. Плагиоклаз серицитизирован, по трещинам плагиоклаз и ортоклаз карбонатизированы (рис. 5б). Структура основной ткани микрогранобластовая или лепидогранобластовая.

 

Рис. 5. Полевошпат-хлорит-слюдисто-кварцевый сланец: а – лепидогранобластовый матрикс с биотит (Bt)-карбонатными (Ca) и кварц (Q)-биотитовыми агрегатами и пиритом (Py); б – деформированные карбонатизированные порфиробласты плагиоклаза (Pl) среди кварца и слюды; в – скопления карбоната (Ca) и биотита в матриксе с элементами сланцеватой текстуры; г – пластинки хлорита (Chl) с плеохроичными двориками в ассоциации с кальцитом (Ca) и слюдой; д, е – деформированный кварцевый прожилок на контакте с вмещающей породой; ж, з – рудная жилка и вкрапленность пирита в биотит-карбонат-хлоритовом агрегате вмещающей породы. Поляризационный свет.

Fig. 5. Feldspar-chlorite-mica-quartz schist: а – lepidogranoblastic matrix with biotite (Bt)-carbonate (Ca) and quartz (Q)-biotite aggregates and pyrite (Py); б – deformed carbonatized plagioclase (Pl) porphyroblast among quartz and mica; в – carbonate (Ca) and biotite in matrix with elements of schistose texture; г – chlorite plates (Chl) with pleochroic courtyards in assemblages with calcite (Ca) and mica; д, е – deformed quartz veinlet at the contact with host rock; ж, з – ore vein and pyrite dissemination in the biotite-carbonate-chlorite aggregate of host rock. Polarized light.

 

На фоне основной массы выделяются округло-овальные и неправильной формы биотит-кальцитовые агрегаты размером от 0.5–1.0 до 2.0– 3.0 мм с переменным содержанием хлорита и кварца (рис. 5в, г). В них всегда преобладает кальцит, содержание биотита варьирует, расположение пластинок биотита большей частью хаотичное, кварц в виде мелких зерен обычно располагается в краевых частях. Присутствует редкая вкрапленность рудных минералов. Местами эти агрегаты согласны с общей сланцеватой структурой.

Породу пересекают прожилки кварца с включениями рудного вещества. Один из таких прожилков мощностью около 3 мм сложен неравномернозернистым агрегатом кварца с размером зерен от 10–50 мкм до 1–2 мм и следами хрупкой и пластической деформации. Перпендикулярно границами прожилка присутствуют трещины, выполненные рудным веществом. Многочисленные изогнутые, ветвящиеся, пересекающиеся трещины, заполненные пиритом и карбонатом в разных соотношениях, продолжаются во вмещающую породу (рис. 5д, е). Рудные жилки могут сливаться, на их пересечении встречаются идиоморфные или гипидиоморфные кристаллы пирита и пластинчатые зерна пирротина (рис. 5ж, з).

Слюдистые сланцы состоят из кварца, мусковита (серицита) и биотита и представлены кварцево-слюдистыми и слюдисто-кварцевыми разновидностями с рудными минералами. Слои, сложенные мусковитом или биотитом подвержены формированию микроплойчатости, развитию позднего биотита и рудной вкрапленности и заполнению микрокливажных трещин пластинчатым мусковитом (рис. 6а, б). Рудная вкрапленность приурочена к скоплениям биотита, особенно к участкам, где биотит хлоритизирован (рис. 6в, г). В некоторых линзах, наряду с вкрапленностью пирита и пирротина, отмечаются включения апатита и рутила. В интенсивно перекристаллизованных участках, где образовался метасоматический кварц, пластинки биотита, имеют более крупный размер (до 100 мкм) (рис. 6д), интенсивно деформированы, местами развернуты. Совместно с биотитом встречаются турмалин и пирит (рис. 6е).

 

Рис. 6. Кварцево-слюдистый сланец: а, б – полосчато-плойчатая текстура и лепидогранобластовая и микрогранобластовая структура породы: включения пирита (Py) и биотита (Bt) и смятые пластинки слюды в основной массе (Mus); в, г – полосчатая текстура и лепидогранобластовая и микрогранобластовая структура породы с рудной вкрапленностью, приуроченной к биотитовым слоям; д – существенно серицитовый прослой с линзами биотита и приуроченной к ним рудной вкрапленностью; е – деформированные слои с биотитом, турмалином (Tur) и пиритом. Поляризационный свет.

Fig. 6. Quartz-micaceous schist: a, б – banded-lamellar texture and lepidogranoblastic and microgranoblastic structure of rock: inclusions of pyrite (Py) and biotite (Bt) and folded mica plates (Mus) in the matrix; в, г – banded texture and lepidogranoblastic and microgranoblastic structure of rock with ore dissemination mostly associated with biotite layers; д – mostly sericite interlayer with lenses of biotite and associated ore dissemination; е – deformed layers with biotite, tourmaline (Tur), and pyrite. Polarized light.

 

Рудная минерализация. Количество рудных минералов в породе варьирует от единичных зерен до крупных (до 7 мм) скоплений угловатой формы, тонкой вкрапленности или прожилков. Главные рудные минералы пирит, пирротин и ильменит. Из второстепенных и акцессорных минералов установлены халькопирит, сфалерит, марказит, рутил, магнетит, гематит, молибденит и Ag-содержащий галенит. Гипергенные минералы представлены гидроксидами железа.

Среди сульфидов преобладает пирит, который образует три морфологические разновидности: 1) крупные (до первых миллиметров) пористые и трещиноватые субгедральные кристаллы (пирит-1) (рис. 7а), которые иногда характеризуются псевдографический структурой, обусловленной замещением кристаллов нерудными минералами по отдельности; 2) удлиненные агрегаты с пластинчатым строением, которые срастаются с пиритом-1 и по которым развиваются марказит (рис. 7б) и халькопирит; 2) относительно мелкие, массивные зерна (пирит-2) со скругленными краями и многочисленными включениями рудных (пирротин, халькопирит, сфалерит, ильменит, самородное золото, теллуриды, Ag-содержащий галенит) и нерудных (анкерит, эпидот, гидроксилбастнезит-(Ce), апатит) минералов (рис. 7в); 3) тонкодисперсный пирит-3 с так называемой структурой «птичьего глаза», скорее всего замещающий пирротин (Ярош, 1973), в виде округлых включений в пирите-2 (рис. 7г).

 

Рис. 7. Морфология и ассоциации основных рудных минералов в рудах Осиновского месторождения: а – субгедральные пористые кристаллы пирита-1 (py-1); б – сростки марказита (mcs) и пирита (py); в – изометричные зерна пирита-2 (py-2) с включениями пирротина (po) и ильменита (ilm), сфалерита (sph) также с включениями пирротина; г – округлое включение тонкодисперсного пирита-3 (py-3) в кристалле пирита-2; д – ильменит с вростками рутила (rut) в пирите; е – ориентированная вкрапленность рутила в нерудной массе. Отраженный свет.

Fig. 7. Morphology and assemblages of major ore minerals in ores of the Osinovskое deposit: a – subhedral porous pyrite-1 crystals (py-1); б – intergrowths of marcasite (mcs) and pyrite (py); в – isometric grains of pyrite-2 (py-2) with inclusions of pyrrhotite (po) and ilmenite (ilm), sphalerite (sph) also with pyrrhotite inclusions; г – rounded inclusion of finely dispersed pyrite-3 (py-3) in pyrite-2 crystal; д – ilmenite with rutile ingrowths (rut) in pyrite; e – oriented dissemination of rutile in matrix. Reflected light.

 

Пирротин встречается в виде крупных угловатых и пористых агрегатов в срастании с пиритом и халькопиритом в нерудной массе, а также многочисленных округлых включений в пирите. Размер включений пирротина достигает 100 мкм. С пирротином ассоциируют самородное золото и теллуриды Au и Ag. В единственном случае обнаружены мельчайшие включения пирротина в сфалерите (см. рис. 7в).

Ильменит найден в виде субгедральных и эвгедральных кристаллов, реже сростков с рутилом (до 30 мкм), магнетитом или гематитом в нерудной массе или пирите (рис. 7д). Рутил в ильмените присутствует в виде тонких выклинивающихся пластинок. Скопления рутила, титанита и лейкоксена (?) образуют мелкие пластинчатые выделения в нерудной массе (рис. 7е).

Гидроксиды железа встречаются в породе локально, образуют прерывистые прожилки, пятна и каймы вокруг кристаллов пирита.

Золото-теллуридная ассоциация минералов представлена самородным золотом, теллуридами Ag (гессит) и Ag–Au (петцит), реже встречаются теллуриды Au (калаверит), Ag–Bi (волынскит ?) и Ni (мелонит). Минералы присутствуют в виде включений в пирите, пирротине, реже в виде гнездообразных скоплений в нерудной массе. В единственном случае в пирите обнаружено включение Ag-содержащего галенита. Все минералы образуют как отдельные индивиды, так и взаимные сростки.

Самородное золото (Au 70.63–95.70 мас. %) выявлено в пирит-пирротиновой и слюдисто-хлоритовой ассоциациях (рис. 8) в ассоциации с петцитом, гесситом и мелонитом в пирите и с алтаитом, калаверитом и мелонитом среди хлорита и слюды (рис. 9). Химический состав самородного золота характеризуется значительными вариациями содержаний Ag (4.26–29.37 мас.%) (табл. 1). Единственное зерно самородного золота размером 4 мкм, обнаруженное в пирите, отличается максимальными содержаниями Ag (табл. 1, ан. 1). Самородное золото в ассоциации с пирротином характеризуются небольшими вариациями содержаний Ag (6.24– 14.89 мас. %) (табл. 1, ан. 2–6, рис. 8а, б). Размер зерен варьирует от 5 до 25 мкм. В нерудной массе содержание Ag в самородном золоте понижается до 4.26 мас. % (табл. 1, ан. 7–10, рис. 8в–е). Размер зерен не более 10–12 мкм. Зерна самородного золота сглажено-угловатой, реже округлой формы также обнаружены в окисленных породах среди нерудных минералов с гидроксидами железа (рис. 8е).

 

Рис. 8. Взаимоотношения самородного золота, сульфидов и нерудных минералов в рудах Осиновского месторождения: а, б – самородное золото (au) в ассоциации с включениями пирротина (po) в пирите (рy), также содержащем включения ильменита (ilm) (а) и халькопирита (chp) (б); в – угловатое зерно самородного золота на контакте трещиноватого пирита и нерудной массы; г – зерна самородного золота в ассоциации с анкеритом (ca) в пирите; д, е – самородное золото в ассоциации с нерудными минералами: многочисленные включения самородного золота и теллуридов (te) в хлорит-слюдистой массе (д) и в ассоциации с гидроокислами железа (feox) (е). Отраженный свет.

Fig. 8. Relationships of native gold, sulfides and gangue minerals in ores of the Osinovskое deposit: a, б – native gold (au) in assemblage with pyrrhotite (po) inclusions in pyrite (py), which also contains ilmenite (ilm) (a) and chalcopyrite (chp) (б) inclusions; в – angular native gold grain at the contact between fractured pyrite and rock matrix; г – native gold grains in assemblage with ankerite (ca) in pyrite; д, е – native gold in assemblage with gangue minerals: numerous inclusions of native gold grains and tellurides (te) in chlorite-micaceous matrix (д) and in assemblage with iron hydroxides (feox) (e). Reflected light.

 

Таблица 1. Химический состав золота по данным электронной микроскопии (мас. %)
Table 1. SEM-EDS-based chemical composition of native gold (wt %)

№ п/п

Лабораторный номер

мас. ٪

Пробность

Формула

Примечание

Au

Ag

Сумма

1

23255b

70.63

29.37

100.00

706

Au0.57Ag0.43

Включение в py

2

23258e

92.32

7.68

100.00

923

Au0.87Ag0.13

Сросток с po

3

23258a

85.11

14.89

100.00

851

Au0.75Ag0.24

Сросток с po

4

23257c

93.50

6.50

100.00

935

Au0.88Ag0.11

Сросток с po

5

23257d

93.76

6.24

100.00

938

Au0.88Ag0.11

6

23257e

93.57

6.43

100.00

936

Au0.88Ag0.11

7

23255c

92.91

6.55

99.46

931

Au0.88Ag0.11

Сросток с alt и cv

8

23254g

94.38

5.24

99.61

938

Au0.91Ag0.09

Сросток с mln

9

23254f

95.70

4.26

99.96

957

Au0.94Ag0.05

Сросток с ca и py

10

23256a

88.49

11.51

100.00

885

Au0.80Ag0.20

Включение в chl

Примечание. Кристаллохимические формулы рассчитаны на S = 1; py – пирит, po – пирротин, alt – алтаит, cv – калаверитом, mln – мелонит, ca – карбонат, chl – хлорит.

Note. The formulas are recalculated to S = 1; py – pyrite, po – pyrrhotite, alt – altaite, cv – calaverite, mln – melonite, ca – carbonate, chl – chlorite.

 

Наибольшее разнообразие теллуридов установлено в слюдисто-хлоритовой ассоциации (рис. 9). Минералы находятся в тесном срастании с самородным золотом, друг с другом или образуют мономинеральные зерна. Химический состав минералов и формулы приведены в таблице 2.

 

Рис. 9. Морфология самородного золота и теллуридов в слюдисто-хлоритовой (ад) и пирит-пирротиновой (е–и) ассоциациях: а – сросток самородного золота (au), алтаита (alt) и калаверита (cv) среди нерудных минералов; б – сросток калаверита, петцита (ptz) и алтаита и включения петцита в хлорите и слюде (chl); в – включения волынскита (vln) по спайности в хлорите и слюде; г – включение самородного золота с каймой мелонита (mln) в хлорите; д – удлиненное зерно минерала Bi-Te-S на контакте пирита (py) и нерудной массы; е – вытянутые включения петцита и мелонита в пирите; ж – включения самородного золота, петцита и гессита (hes) по контурам овального включения пирротина (po) в пирите; з – угловатое включение петцита в пирите; и – сросток волынскита и минерала Bi-Te-S в пирите. BSE фото.

Fig. 9. Morphology of native gold and tellurides in micaceous-chlorite (aд) and pyrite-pyrrhotite (еи) assemblages: а – intergrowth of native gold (au), altaite (alt), and calaverite (cv) in gangue minerals; б – intergrowth of calaverite, petzite (ptz), and altaite and inclusions of petzite grains in chlorite and mica (chl); в – volynskite (vln) inclusions along cleavage in chlorite and mica; г – native gold inclusion with a melonite rim (mln) in chlorite; д – elongated grain of a Bi-Te-S mineral at the contact of pyrite and groundmass; е – elongated petzite and melonite inclusions in pyrite; ж – native gold and hessite (hes) inclusions along the contours of an oval pyrrhotite (po) inclusion in pyrite; з – angular petzite inclusion in pyrite; и – intergrowth of volynskite and Bi-Te-S mineral in pyrite. BSE photo.

 

Таблица 2. Химический состав теллуридов по данным электронной микроскопии (мас.%)
Table 2. SEM-EDS-based chemical composition of tellurides (wt.%)

№ п/п

Лабораторный номер

Минералы

Au

Ag

Pb

Te

Сумма

1

23255d

Алтаит

60.67

39.05

99.72

2

23255i

60.63

39.85

100.47

3

23258g

Гессит

61.55

38.45

100.00

4

23255e

Калаверит

42.43

58.05

100.48

5

23255g

42.73

57.01

99.73

6

23255f

Петцит

24.70

42.03

33.88

100.60

7

23255h

24.76

42.28

33.81

100.85

8

23258f

22.39

42.94

34.68

100.00

9

23258c

20.67

43.59

35.74

100.00

п/п

Лаб. номер

Минералы

Кристаллохимическая формула

1

23255d

Алтаит

Pb0.93Te1.00

2

23255i

Pb0.93Te1.00

3

23258g

Гессит

Ag1.9Te1.0

4

23255e

Калаверит

Au0.93Te2.00

5

23255g

Au0.95Te2.00

6

23255f

Петцит

Ag3.00Au0.92Te2.00

7

23255h

Ag3.00Au0.92Te2.00

8

23258f

Ag3.00Au0.81Te2.00

9

23258c

Ag3.00Au0.74Te2.00

Примечание. Кристаллохимические формулы рассчитаны на Te = 1 (алтаит, гессит) и Te = 2 (калаверит, петцит). Здесь и в табл. 3, прочерк – элемент не обнаружен.

Note. The formulas are recalculated to Te = 1 (altaite, hessite) and Te = 2 (calaverite, petzite). Here and in Table 3, dash – element not found.

 

Алтаит PbTe обычно встречается в ассоциации с самородным золотом и калаверитом или калаверитом и петцитом (рис. 9а, б). Сростки минералов (~25 мкм) располагаются вдоль спайности пластинчатых агрегатов слюды и хлорита. В отраженном свете алтаит диагностируется по высокой отражательной способности. В сравнении с петцитом он ярко-белый с отчетливо зеленоватым оттенком.

Калаверит AuTe2 обнаружен в тесном срастании с самородным золотом и алтаитом или петцитом (рис. 9а, б), редко минерал образует мелкие включения (1–2 мкм) в пирите. В отраженном свете калаверит диагностируется по бледно-желтоватому оттенку и наличию четкой анизотропии в розово-желтых, коричневатых и синих тонах.

Теллурид Bi и Ag (волынскит AgBiTe2) образует удлиненные ксеноморфные зерна (до 25 мкм) по спайности хлорита и слюды, а также угловатые сростки с минералом Bi-Te-S или Bi-Тe (до 2 мкм) в пирите (рис. 9в, и). В отраженном свете волынскит имеет характерный розоватый цвет; он существенно темнее сосуществующего минерала Bi. Минерал диагностирован по характерным оптическим свойствам и энергодисперсионному спектру, который содержит линии Bi, Ag и Te (рис. 10а).

 

Рис. 10. Энергодисперсионные спектры волынскита среди нерудных минералов (а), мелонита в нерудной массе (б) и в пирите (в) и минерала Bi-Te-S (г) среди нерудных минералов.

Fig. 10. Energy-dispersive spectra of volynskite in gangue minerals (а), melonite in gangue minerals (б) and pyrite (в), and a Bi-Te-S mineral (г) in gangue minerals.

 

Мелонит NiTe2 наблюдается в виде угловатого зерна (2–3 мкм) на контакте самородного золота и анкерита, заключенных в пирите (рис. 9г). Иногда мономинеральные пластинчатые зерна мелонита наблюдаются в пирите (рис. 9е). Размер таких зерен по удлинению может достигать 6 мкм. Минерал определен на основании энергодисперсионных спектров, которые содержат линии Ni и Te (рис. 10б, в). Присутствие на спектрах линий Ca, Fe, Mg и Al обязано нерудной матрице (рис. 10б), а S и Fe – пириту (рис. 10в).

Минерал Bi-Te-S встречен в виде пластинчатого зерна (2 мкм по удлинению) на контакте пирита и нерудной массы (рис. 9д), а также в срастании с волынскитом в пирите (рис. 9и). Мелкий размер зерен позволил получить только энергодисперсионные спектры. Учитывая, что зерна находятся в ассоциации с пиритом, однозначно сказать, что это Bi-Te-S или Bi-Te минерал, невозможно.

Петцит Ag3AuTe2, гессит Ag2Te и Ag-содержащий галенит установлены в пирите в ассоциации с самородным золотом и в виде самостоятельных зерен. Зерна петцита, гессита и самородного золота располагаются по контурам овальных включений пирротина в пирите, формируя включения размером до 5 мкм или кайму мощностью не более 2 мкм (рис. 9ж). Также петцит встречается в виде мономинеральных угловатых включений (до 5 мкм) в пирите или удлиненных зерен (до 30 мкм) среди нерудных минералов (рис. 9з). В ассоциации с петцитом встречено пластинчатое зерно мелонита (рис. 9е). Петцит имеет умеренную отражательную способность, близкую к гесситу, но хорошо отличим от последнего благодаря изотропности. Гессит встречается в виде округлых мономинеральных включений (3–4 мкм) в пирите. Оптически гессит хорошо отличается от соседствующих с ним рудных минералов по цветным эффектам анизотропии (коричневатые и сине-фиолетовые тона). Ag-содержащий галенит найден в виде единственного вытянутого включения в пирите. По удлинению минерал достигает 10 мкм, в ширину менее 2 мкм. Примесь Ag в минерале диагностирована по энергодисперсионному спектру.

Торий-уран-редкоземельная минерализация представлена разнообразными по составу минералами РЗЭ, Th и U (рис. 11). В слюдистых сланцах установлены гидроксилбастнезит-(Ce), монацит-(Ce) и ксенотим-(Y), алланит-(Се), РЗЭ-содержащие эпидот, циркон и апатит, торит и уранинит. Перечисленные минералы тесно ассоциируют с пиритом и пирротином.

 

Рис. 11. Торий-уран-редкоземельная минерализация в рудовмещающих отложениях Осиновского месторождения: а – кристалл эпидота (Ep) с каймой гидроксилбастнезита-(Сe) (Bst); б – сростки эпидота и гидроксилбастнезита-(Се) между кристаллами плагиоклаза (Pl) и биотита (Bt); в – РЗЭ-минералы (Mnz) и РЗЭ-содержащие минералы (Urn, To) в окружении эпидота, пирита (Py) и хлорита (черное); г – включение монацита-(Се) в срастании с плагиоклазом в пирите; д – сросток монацита-(Се) и эпидота в окружении слюды и хлорита; е – включение ксенотима-(Y) (Ks) в пирите. BSE фото.

Fig. 11. Th-U-REE mineralization in host rocks of the Osinovskoe deposit: a – epidote crystal (Ep) with a hydroxylbasnäsite-(Сe) rim (Bst); б – intergrowths of epidote and hydroxylbasnäsite-(Ce) between plagioclase (Pl) and biotite (Bt) crystals; в – REE minerals (Mnz) and REE-bearing minerals (Urn, To) surrounded by epidote, pyrite (Py) and chlorite (black); г – monazite-(Ce) inclusion intergrown with plagioclase in pyrite; д – monazite-(Ce) and epidote intergrowth surrounded by mica and chlorite; e – xenotime-(Y) (Ks) inclusion in pyrite. BSE photo.

 

РЗЭ-содержащий эпидот – распространенный минерал изученных пород. Он образует зерна размером до 100–120 мкм среди плагиоклаза, хлорита, слюды и пирита (рис. 11а–в, д). В тесной ассоциации с эпидотом всегда встречается гидроксилбастнезит-(Ce), реже – монацит и торит. Эпидот образует зональные и неоднородные в отраженных электронах кристаллы с гексагональным сечением (размер до 100 мкм) (рис. 11а), а также пористые ксеноморфные зерна иногда тонкопластинчатого строения (рис. 11д). Эпидот, как правило, замещается гидроксилбастнезитом-(Ce) по внешним контурам. В центральной части эпидота встречаются хлорит и слюда. В составе эпидота диагностированы легкие РЗЭ (ЛРЗЭ) и Th (0.55–1.22 мас. % ThO2) (табл. 3). В одном из анализов содержание РЗЭ + Th достигает 0.58 формульных единиц (ф.е.) (табл. 3, ан. 4), что позволяет отнести минерал к алланиту-(Се) (>0.5 ф.е. (Giere, Sorensen, 2004)).

 

Таблица 3. Химический состав РЗЭ минералов, РЗЭ-содержащих минералов и минерала Th (мас. %)
Table 3. Chemical composition of REE minerals, REE-bearing minerals and Th mineral (wt. %)

Минерал

Эпидот

Алланит

Гидроксилбастнезит

Торит

Монацит

Ксенотим

Лабораторный номер

23255l

23254e

23254c

23256e

23256d

23256f

23255n

23257j

23255k

23255o

23256f

Оксиды

№ анализа

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

MgO

0.53

Al2O3

21.65

24.38

20.97

20.05

SiO2

35.11

37.15

34.36

33.44

14.73

FeO

10.64

9.73

12.16

12.33

1.05

P2O5

2.94

30.48

30.44

30.85

34.73

CaO

12.64

15.92

14.33

13.61

7.58

7.39

1.78

0.52

0.87

0.66

SO3

1.68

Y2O3

3.32

44.30

La2O3

2.48

1.97

3.68

3.98

10.00

9.53

13.64

13.56

13.74

Ce2O3

6.49

4.91

7.63

8.19

24.68

26.15

0.58

29.70

28.99

30.38

Pr2O3

0.90

0.25

0.57

0.89

2.59

2.88

2.81

3.12

3.48

Nd2O3

3.82

1.99

3.99

4.07

10.93

10.61

1.44

14.73

14.29

13.88

Sm2O3

0.36

0.78

0.95

0.74

1.83

2.44

2.21

Gd2O3

2.47

3.19

3.32

2.67

1.66

Dy2O3

2.87

Ho2O

1.37

Er2O3

4.72

Tm2O3

0.70

Yb2O3

8.97

ThO2

1.22

0.55

1.55

60.29

2.98

3.46

2.55

PbO

0.69

UO2

0.87

SrO

2.81

3.16

СO2расч.

20.02

20.78

H2Oрасч.

1.90

2.03

1.85

1.81

7.73

8.03

Сумма

97.38

99.23

99.55

99.15

86.34

94.03

91.73

99.87

100.48

100.41

100.22

Кристаллохимические формулы

1. (Ca1.16Ce0.20Nd0.12La0.08Mg0.07Pr0.03Th0.02)1.67(Al2.18Fe0.76)2.93[Si2O7] [SiO4]O[OH]

2. (Ca1.38Ce0.15La0.06Nd0.06Pr0.01Sm0.01Th0.01)1.67(Al2.32Fe0.66)2.97[Si2O7] [SiO4]O[OH]

3. (Ca1.34Ce0.24La0.12Nd0.12Pr0.02)1.85(Al2.15Fe0.88)3.04[Si2O7] [SiO4]O[OH]

4. (Ca1.31Ce0.27La0.13Nd0.13Pr0.03Sm0.02)1.89(Al2.12Fe0.92)3.04[Si2O7] [SiO4]O[OH]

5. (Сe0.33Ca0.30Nd0.14La0.13Sr0.06Pr0.03)1.00(CO3)(OH)

6. (Се0.34Ca0.28Nd0.13La0.12Sr0.06Pr0.04Sm0.01Th0.01)1.00(CO3)(OH)

7. (Th0.73Ca0.10Fe0.05Gd0.04Nd0.03Ce0.01Pb0.01)1.07(Si0.78P0.13S0.07)0.98O4.00

8. (Ce0.43Nd0.21La0.20Gd0.04Pr0.04Th0.03Ca0.02Sm0.02)0.98P1.01O4.00

9. (Ce0.41Nd0.20La0.19Gd0.04Pr0.04Ca0.04Sm0.03Th0.03)1.00P1.00O4.00

10. (Сe0.43La0.20Nd0.19Pr0.05Ca0.03Sm0.03Gd0.03Th0.02)0.98P1.01O4.00

11. (Y0.79Yb0.09Er0.05Dy0.03Gd0.02Ho0.01Tm0.01U0.01)1.01P0.99O4.00

Примечание. Кристаллохимические формулы эпидота, алланита рассчитана с нормализацией на анион (сумма анионов = 3), добавочный кислород и ОН – теоретические; формулы гидроксилбастнезита рассчитана с нормализацией на катион (сумма = 1), анион (СО3) и добавочный анион (ОН) – теоретические; формулы для монацита, ксенотима и торита рассчитаны по зарядам, количество кислорода = 4.

Note. The formulas of epidote are recalculated with normalization for anion (anion sum of 3), additional oxygen and OH are theoretical; the formulas of hydroxylbastnäsite-(Ce) are recalculated with normalization for cation (sum of 1), anion (CO3) and additional anion (OH) are theoretical; the formulas for monazite, xenotime and thorite are recalculated to charges, the amount of oxygen = 4.

 

Гидроксилбастнезит-(Ce) встречается всегда в виде кайм обрастания мощностью до 4 мкм вокруг эпидота (рис. 11а, б). В одном из образцов гидроксилбастнезит-(Ce) почти полностью замещает эпидот. Минерал содержит 2.81–3.16 мас. % SrO и 1.55 мас. % ThO2 (табл. 3).

Торит встречен в виде субгедральных кристаллов размером до 40 мкм в ассоциации с эпидотом, монацитом и пиритом (рис. 11в). В химическом составе торита установлены примеси Y, ЛРЗЭ и Pb (табл. 3).

Монацит-(Ce) встречается часто в составе сложных сростков с эпидотом, торитом, хлоритом и пиритом (рис. 11в), реже – в срастании с округлыми зернами плагиоклаза в пирите (рис. 11г, д). В первом случае минерал образует хорошо оформленные кристаллы размером 30–35 мкм, во втором – сглажено-угловатые зерна размером 12 мкм. Несмотря на различные минеральные ассоциации и морфологию химический состав монацита не отличается. Минерал содержит примеси РЗЭ, ThO2 (2.55– 3.46 мас. %) и CaO (0.52–0.87 мас. %) (табл. 3).

Ксенотим-(Y) встречается крайне редко, образуя сглажено-угловатые зерна размером до 30 мкм в пирите (рис. 11е). В химическом составе ксенотима обнаружены примеси преимущественно тяжелых РЗЭ и U (0.87 мас. % UO2) (табл. 3).

Редкие циркон и уранинит образуют мелкие включения в эпидоте, не превышающие 2–5 мкм.

Обсуждение результатов и выводы

Проведенные исследования показывают, что вмещающие сланцы Осиновского золото-кварцевого месторождения на Среднем Урале интенсивно изменены под действием динамометаморфизма и последующего метасоматического преобразования. Среди этих процессов на первое место следует поставить процессы пластических деформаций, которые сопровождаются физико-химическими преобразованиями.

Пластическая деформация минералов с сохранением кристаллического состояния в условиях относительно небольших температур и давлений осуществляется тремя главными способами (Вернон, 1980; Николя, 1992): «1 – дислокационным скольжением, при котором некоторый слой кристаллической решетки смещается по отношению к другому слою на расстояние кратное параметрам элементарной ячейки (в шлифах отражается волнистым погасанием зерен); 2 – двойниковым скольжением, или механическим двойникованием, при котором происходит сдвиг каждого слоя кристаллической решетки на расстояние, обеспечивающее точное зеркальное отображение исходного кристалла (появление механических двойников в зернах плагиоклаза); 3 – образованием полос излома, возникающих при существенном изгибе решетки (изгибы в зернах кварца, наблюдаемые в зернах кварца при исследовании с анализатором)». Воздействие давления проявлялось по-разному и зависело не только от интенсивности и длительности процесса, но и от температурного режима и состава исходных пород (Маркс, 1969; Маракушев, Бобров, 2005).

Типичные полосчатые текстуры и порфиробластовые структуры исходных пород под действием давления превращались в катакластические, брекчиевые, линзовидно-полосчатые, плойчатые, пятнистые. Возникали ослабленные зоны в виде трещин и зон дробления. Минералы в породах также претерпели интенсивные деформации, как хрупкие, так и пластические. Особенно чувствительным в этом отношении является кварц, зерна которого чутко реагируют на тектоническое воздействие. Для кварца при температуре до 300 °С наиболее характерны структуры дробления зерен и структуры растворения под давлением (Елисеев, 1959; Кирмасов, 2011). Хрупкое разрушение проявляется при высоких скоростях деформации. Кварц без флюидных включений или с их небольшим содержанием рекристаллизуется с образованием новой генерации мелких кварцевых зерен с однородным погасанием и без примесей. Местами формируется псевдопорфиробластовая структура. При наличии флюидных включений и низкой скорости деформации в низкотемпературных условиях признаками растворения в кварце являются тени растворения, пустоты и щелевидные трещины (Кирмасов, 2011; Граменицкий, 2012). Плагиоклаз под воздействием давления ведет себя по-разному. В низкотемпературных условиях преобладает дробление (Флинн, 1967), при высоких температурах и умеренных деформациях отмечаются механические двойники и волнистое погасание фрагментированных зерен, часто окруженных рекристаллизованными мелкими зернами (Елисеев, 1959; Кирмасов, 2011; Граменицкий, 2012). Слюды деформируются с образованием структур фрагментации, микрокливажной плойчатости и микроскладок. Кальцит и хлорит, которые образовались в процессе метасоматоза, также содержат признаки воздействия давления. При растворении кальцита на границах зерен могут возникать микростилолитовые швы, а дислокационное скольжение и фрагментация зерен отмечается в условиях низких и средних ступеней метаморфизма (Елисеев, 1959). При низких температурах и давлении в зернах кальцита и клинохлора нередко возникает двойникование. Все эти «ослабленные» зоны являются путями для проникновения рудообразующих флюидов. Кристаллизация новых минералов в процессе метаморфизма происходила в условиях одностороннего давления, о чем свидетельствует интенсивная деформация новообразованных минералов (мусковита, биотита, хлорита, кальцита, турмалина, апатита), иногда с элементами вращения, с микрокливажными зонами и следами растворения. В наиболее интенсивно деформированных участках сформировались сульфидно-кварцевые, сульфидно-кварц-карбонатные и сульфидно-слюдисто-хлоритовые минеральные ассоциации. Именно к таким участкам и ассоциациям приурочены находки минералов Au и Te.

Метаморфическая ремобилизация подтверждается наложенными деформациями и появлением пирита с псевдографической структурой, обусловленной замещением его нерудными минералами или халькопиритом местами по отдельности. Такие структуры, характерны для регенерированных колчеданных руд, например, Западного медно-скарнового проявления на Полярном Урале (Сафина и др., 2015а). Пиритовые агрегаты со структурой «птичьего глаза» широко распространены в пирротинсодержащих рудах колчеданных месторождений, метаморфизованных в различных условиях (Маукское, Тарньерское, Ишкининское и др.), и медно-скарновых объектах (Западное) (Ярош, 1973; Буслаев и др., 1988; Мелекесцева, 2007; Сафина и др., 2010; Cафина и др., 2015б). Пластинчатое строение некоторых кристаллов пирита, вероятно, унаследовано от пирротина.

Особенностью вмещающих пород Осиновского месторождения является присутствие многочисленных минералов РЗЭ в тесной ассоциации с минералами U и Th. Подобные ассоциации известны в метаосадках (черных сланцах), претерпевших диагенетические и начальные метаморфические изменения в пределах Бодайбинского рудного района (Шепель и др., 2021; Паленова и др., 2022), Удоканских железистых песчаниках (Belogub et al., 2022; Novoselov et al., 2023), тонкослоистых сульфидных рудах Талганского колчеданного месторождения (Аюпова и др., 2019), рудовмещающей толще Сафьяновского колчеданного месторождения (Сорока и др., 2023). Отличием Осиновского месторождения является то, что минералы РЗЭ и Th обнаружены в интенсивно измененных в условиях метаморфизма (от зеленокаменной фации до эпидот-амфиболитовой и амфиболитовой фаций) вулканических породах. Замещение эпидота гидроксилбастнезитом-(Ce), вероятно, приводило к высвобождению элементов и формированию торита и уранинита (Сердюченко и др., 1967; Gieré, Sorensen, 2004; Паленова и др., 2022).

Таким образом, проведенные оптико-минералогические исследования позволили установить генетическую связь золотого оруденения с процессами динамометаморфизма и сопряженного метасоматоза, выявить особенности минерального состава вмещающих пород Осиновского месторождения, установить новые для объекта минералы и минеральные ассоциации благородных металлов. Полученные данные могут быть полезны при разработке золоторудных месторождений и разведке многочисленных рудопроявлений золота.

Авторы благодарны сотрудникам ООО «Геопоиск» за предоставленные материалы, а также рецензенту, Е.В. Белогуб и И.Ю. Мелекесцевой за замечания, которые были учтены при подготовке окончательного варианта статьи. Часть аналитических работ и обобщение результатов выполнено в рамках государственного задания ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН (темы № 122031600292-6, № 122040600006-1).

×

About the authors

N. P. Safina

South Urals Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology UB RAS

Author for correspondence.
Email: natali-safina2015@yandex.ru

Institute of Mineralogy

Russian Federation, Miass, Chelyabinsk district, 456317

L. Ya. Kabanova

South Urals Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology UB RAS

Email: natali-safina2015@yandex.ru

Institute of Mineralogy

Russian Federation, Miass, Chelyabinsk district, 456317

I. A. Blinov

South Urals Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology UB RAS

Email: natali-safina2015@yandex.ru

Institute of Mineralogy

Russian Federation, Miass, Chelyabinsk district, 456317

References

  1. Ayupova N.R., Maslennikov V.V., Filippova K.A. (2019) REE geochemistry and mineralogy in ores of the Talgan Cu-Zn massive sulfide deposit, Southern Urals. Doklady Earth Sciences, 487, 973–975.
  2. Belogub, E.V., Novoselov, K.A., Shilovskikh, V.V., Blinov, I.A., Palenova, E.E. (2022) Rare-earth elements and Th minerals in the metasandstones of the Udokan Basin (Russia). Geology of Ore Deposits, 64(7), 125–140.
  3. Buslaev F.P., Marx V.A., Prakhova E.V. (1988) [Mauk deposit] In: Mednokolchedannye mestorozhdeniya Urala:Geologicheskoe stroenie [Massive sulfide deposits of the Urals: Geological structure]. Sverdlovsk, UNTs AN USSR, 164–171. (in Russian)
  4. Eliseev N.A. (1959) [Metamorphism]. Moscow, MGU, 415 p. (in Russian)
  5. Flynn D. (1967) [Deformations under metamorphism]. In: Priroda metamorphizma [The Nature of Metamorphism]. Moscow, Mir, 49–78. (in Russian)
  6. Galkin V.N. (1993) The role of fluids in formation of structural assemblages. Vestnik MGU. Geologiya [Bulletin of Moscow State University. Geology], (5), 59-70 (in Russian)
  7. Gieré R., Sorensen S.S. (2004) Allanite and other REE-rich epidote-group minerals. Reviews in Mineralogy & Geochemistry, 56, 431–493.
  8. Gramenitsky E.N. (2012) [Petrology of metasomatic rocks]. Moscow, INFRA-M, 221 p. (in Russian)
  9. Kirmasov A.B. (2011) [Basics of structural analysis]. Moscow, Nauchny mir, 368 p. (in Russian)
  10. Korovko A.V., Dvoeglazov D.A., Kuzovkov G.N. et al. (2015) [State Geological Map of the Russian Federation. Scale 1 : 200000. Second edition. Central Urals Series. Sheet O-41-XXXII. Explanatory note]. Moscow, VSEGEI, 274 p. (in Russian)
  11. Marakushev A.A., Bobrov A.V. (2005) [Metamorphic petrology]. Moscow, Nauka, 256 p. (in Russian)
  12. Marx V.A. (1969) [Metamorphism of albiteepidote-amphibolite facies of rocks of the greenstone zone in the Verkhny Ufaley district in the Central Urals]. In: Metamorphizm gornykh porod glavnoy vulkanogennoy zony Urala [Metamorphism of Rocks of the Main Volcanic Zone of the Urals]. Moscow, Nauka, 120–207. (in Russian)
  13. Melekestseva I.Yu. (2007) [Heterogeneous Cobearing massive sulfide deposits in ultramafic rocks of paleoisland-arc structures]. Moscow, Nauka, 245 p. (in Russian)
  14. Nicolas A. (1992) [Basics of rock deformations]. Moscow, Mir, 167 p. (in Russian)
  15. Novoselov K., Belogub E., Shilovskikh V., Blinov I., Filippova K. (2023) Origin of ironstones of the Udokan Cu deposit (Siberia, Russia): A key study using SEM and LA-ICP-MS. Journal of Geochemical Exploration, 249, 107–221.
  16. Palenova E.E., Rozhkova E.A., Belogub E.V., Rassomakhin M.A. (2022) [REE minerals in black shales of the Paleoproterozoic Mikhailovka Formation (BaikalPatom Highland, Siberia)]. Mineralogiya [Mineralogy], 8(3), 47–66. (in Russian)
  17. Safina N.P., Maslennikov V.V., Maslennikova S.P., Glushkov A.N. (2010) [Mineralogical and geochemical features of sulfide ores of the Zapadnoye ore occurrence, Subpolar Urals]. Materialy of XIII nauchno-prakticheskoy konferentsii “Puti realizatsii neftegazovogo i rudnogo potentsiala KHMAO-Yugry” [“Materials of the XIII Scientific-Practical Conference Ways to Implement the Petroleum and Ore Potential of KhMAO-Ugra“], KhantyMansiysk, 492–501. (in Russian)
  18. Safina N.P., Maslennikov V.V., Maslennikova S.P., Kotlyarov V.A., Danyushevsky L.V., Large R.R., Blinov I.A. (2015) Banded sulfide-magnetite ores of Mauk copper massive sulfide deposit, Central Urals: composition and genesis. Geology of Ore Deposits, 57, 191–212.
  19. Safina N.P., Kabanova L.Ya., Kuznetsov D.A., Blinov I.A. (2015) [Metamorphosed sulfide ores of the Luchistoye Cu occurrence, South Urals]. Mineralogiya [Mineralogy], (4), 79–90. (in Russian)
  20. Serdyuchenko D.P., Lutz B.G., Mineev D.A., Kochetkov O.S., Pavlov V.A. (1967) [Rare elements in rocks of various metamorphic facies]. Moscow, Nauka, 199 p. (in Russian)
  21. Shepel E.V., Ayupova N.R., Rassomakhin M.A., Khvorov P.V. (2021) [Thorium, uranium and rare-earth mineralization of the Ugakhan gold deposit, Bodaibo ore region]. Mineralogiya [Mineralogy], 7(3), 78–93. (in Russian)
  22. Soroka E.I., Pritchin M.E., Leonova L.V., Bulatov V.A. (2022) Rare-earth fluorocarbonates in rocks of the Saf’yanovka Cu–Zn massive sulfide deposit, Middle Urals. Doklady Earth Sciences, 507, S262–S268.
  23. Vedernikov V.V., Dvoeglazov D.A. (1997) [Unpublished report on advanced geophysical and geochemical works and additional geological exploration on a scale of 1 : 50 000 with a general search for gold and copper within the Sosnovskaya area (topographic sheets O-41-123-A, B, C, D and O-41-135-A) for 1987–1995)]. Verkhnyaya Pyshma, 1474 p. (in Russian)
  24. Vernon R.H. (1980) [Metamorphic processes]. Moscow, Nedra, 226 p. (in Russian)
  25. Yarosh P.Ya. (1973) [Diagenesis and metamorphism of sulfide ores in the Urals]. Moscow, Nauka, 240 p. (in Russian)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Position of the licensed area on geographical scheme (a) and geological map on a scale of 1 : 200 000 (б) (Korovko et al., 2015). 1–3 – Petukhovsky monzonite-granite complex: 1 – granite, leucogranite; 2 – quartz monzonite, syenite, quartz syenite; 3 – monzogabbro, monzonite; 4–6 – Reftinsky gabbro-diorite-plagiogranite complex: 4 – plagiogranite, tonalite; 5 – diorite, quartz diorite; 6 – gabbro; 7 – dikes of gabbrodolerite and dolerite; 8 – basalt, basaltic andesite, andesite, dacite, sandstone, siltstone with limestone horizons of the Maminskaya Sequence; 9 – basaltic-dacitic sequence; 10 – mica-quartz, graphite-, garnet- and staurolite-bearing, and amphibole-feldspar schist, quartzite schist, marl of the Kolyutkino Sequence; 11 – epidote-amphibole, amphibole-plagioclase, and biotite-sericite-plagioclase-quartz schist, Maloreftinsky Sequence; 12 – Zlatogorovsky Thrust, 13 – thrusts; 14 – boundaries of the licensed area.

Download (312KB)
3. Fig. 2. Feldspar-mica-quartz schist: a – lenticular-banded texture emphasized by inclusions of biotite (Bt) and pyrite (Py); б, в – lepidogranoblastic structure of the matrix: porphyroblast of orthoclase (Fsp) with carbonate (Ca), mica, quartz (Q) and pyrite; г – thin dissemination of ore minerals and biotite in a structure reflecting pressure-related rotation. Polarized light.

Download (976KB)
4. Fig. 3. Quartz-chlorite-micaceous schist: a – banded texture with lenticular quartz-sericite (Ser) aggregates and carbonate (Ca) and chlorite (Chl) spots; б – lenticular sericite aggregate with lepidogranoblastic structure; в – micaceous-chlorite aggregate with relict orthoclase (Fsp) in the center; г – dissemination of ore minerals (Py) in chlorite-biotite-calcite lens; д – quartz-biotite-calcite aggregate with chlorite rim in micaceous matrix; е – intergrowths of twinned clinochlore in assemblage with calcite and small biotite (Bt) plates. Polarized light.

Download (1MB)
5. Fig. 4. Veinlet quartz aggregate: (a) quartz grains (Q) with wavy extinction and jagged boundary; б – slit-like dissolution cavities in quartz; в – dissolution of grains at the boundary and dissolution shadows in grains; г – newly formed muscovite (Mus) and calcite (Ca) in quartz veinlet; д – mylonitized quartz aggregate with grains of newly formed quartz and ore matter (black); е – fractures in quartz healed with biotite (Bt), pyrite, and rutile (Rut). Polarized light.

Download (926KB)
6. Fig. 5. Feldspar-chlorite-mica-quartz schist: а – lepidogranoblastic matrix with biotite (Bt)-carbonate (Ca) and quartz (Q)-biotite aggregates and pyrite (Py); б – deformed carbonatized plagioclase (Pl) porphyroblast among quartz and mica; в – carbonate (Ca) and biotite in matrix with elements of schistose texture; г – chlorite plates (Chl) with pleochroic courtyards in assemblages with calcite (Ca) and mica; д, е – deformed quartz veinlet at the contact with host rock; ж, з – ore vein and pyrite dissemination in the biotite-carbonate-chlorite aggregate of host rock. Polarized light.

Download (1MB)
7. Fig. 6. Quartz-micaceous schist: a, б – banded-lamellar texture and lepidogranoblastic and microgranoblastic structure of rock: inclusions of pyrite (Py) and biotite (Bt) and folded mica plates (Mus) in the matrix; в, г – banded texture and lepidogranoblastic and microgranoblastic structure of rock with ore dissemination mostly associated with biotite layers; д – mostly sericite interlayer with lenses of biotite and associated ore dissemination; е – deformed layers with biotite, tourmaline (Tur), and pyrite. Polarized light.

Download (1MB)
8. Fig. 7. Morphology and assemblages of major ore minerals in ores of the Osinovskое deposit: a – subhedral porous pyrite-1 crystals (py-1); б – intergrowths of marcasite (mcs) and pyrite (py); в – isometric grains of pyrite-2 (py-2) with inclusions of pyrrhotite (po) and ilmenite (ilm), sphalerite (sph) also with pyrrhotite inclusions; г – rounded inclusion of finely dispersed pyrite-3 (py-3) in pyrite-2 crystal; д – ilmenite with rutile ingrowths (rut) in pyrite; e – oriented dissemination of rutile in matrix. Reflected light.

Download (601KB)
9. Fig. 8. Relationships of native gold, sulfides and gangue minerals in ores of the Osinovskое deposit: a, б – native gold (au) in assemblage with pyrrhotite (po) inclusions in pyrite (py), which also contains ilmenite (ilm) (a) and chalcopyrite (chp) (б) inclusions; в – angular native gold grain at the contact between fractured pyrite and rock matrix; г – native gold grains in assemblage with ankerite (ca) in pyrite; д, е – native gold in assemblage with gangue minerals: numerous inclusions of native gold grains and tellurides (te) in chlorite-micaceous matrix (д) and in assemblage with iron hydroxides (feox) (e). Reflected light.

Download (499KB)
10. Fig. 9. Morphology of native gold and tellurides in micaceous-chlorite (a–д) and pyrite-pyrrhotite (е–и) assemblages: а – intergrowth of native gold (au), altaite (alt), and calaverite (cv) in gangue minerals; б – intergrowth of calaverite, petzite (ptz), and altaite and inclusions of petzite grains in chlorite and mica (chl); в – volynskite (vln) inclusions along cleavage in chlorite and mica; г – native gold inclusion with a melonite rim (mln) in chlorite; д – elongated grain of a Bi-Te-S mineral at the contact of pyrite and groundmass; е – elongated petzite and melonite inclusions in pyrite; ж – native gold and hessite (hes) inclusions along the contours of an oval pyrrhotite (po) inclusion in pyrite; з – angular petzite inclusion in pyrite; и – intergrowth of volynskite and Bi-Te-S mineral in pyrite. BSE photo.

Download (294KB)
11. Fig. 10. Energy-dispersive spectra of volynskite in gangue minerals (а), melonite in gangue minerals (б) and pyrite (в), and a Bi-Te-S mineral (г) in gangue minerals.

Download (166KB)
12. Fig. 11. Th-U-REE mineralization in host rocks of the Osinovskoe deposit: a – epidote crystal (Ep) with a hydroxylbasnäsite-(Сe) rim (Bst); б – intergrowths of epidote and hydroxylbasnäsite-(Ce) between plagioclase (Pl) and biotite (Bt) crystals; в – REE minerals (Mnz) and REE-bearing minerals (Urn, To) surrounded by epidote, pyrite (Py) and chlorite (black); г – monazite-(Ce) inclusion intergrown with plagioclase in pyrite; д – monazite-(Ce) and epidote intergrowth surrounded by mica and chlorite; e – xenotime-(Y) (Ks) inclusion in pyrite. BSE photo.

Download (266KB)


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».