Россия
Россия
Обсуждаются результаты минералогических исследований типичного для Мурунтауского рудного поля (Центральные Кызылкумы) месторождения Бесапантау, относящегося к убогосульфидному золотокварцевому геолого-промышленному типу. Наиболее продуктивной на золото является раннесульфидная (пирит-арсенопиритовая) парагенетическая минеральная ассоциация (ПМА). В число минералов-спутников золота и серебра входят пирит, арсенопирит, галенит, блеклые руды, сульфоантимониды, теллуриды. Самородное золото варьируется по составу в диапазоне от электрума до весьма высокопробного. Серебро присутствует в формах: самородной, золотосодержащей, гессита, аргентита, стефанита, пираргирита. Эффективным поисковым признаком на золото в условиях Центральных Кызылкум может служить арсенопирит, а критерием степени обогащения золотом — содержание в рудах мышьяка.
Узбекистан, Центральные Кызылкумы, Мурунтауское рудное поле, месторождение Бесапантау, минералы золота и серебра
Введение
Узбекистан является одним из основных производителей золота и по разведанным запасам металла входит в первую десятку стран мира с 1 800 т запасов. В 2021 году он вошел в топ-10 стран мира и по производству золота (Minerals, 2022). К настоящему времени в Узбекистане открыты около сотни золоторудных месторождений — от мелких до гиганта мирового уровня Мурунтау.
Золоторудные месторождения Узбекистана приурочены к единому Кызылкумо-Кураминскому металлогеническому поясу, включающему Южно-Тяньшанский орогенический пояс и Бельтау-Кураминскую вулкано-плутоническую дугу (рис. 1), образованные в результате субдукции коры Туркестанского палеоокеана под Казахстано-Киргизский континент и коллизии последнего его с Каракумо-Таримским континентом (Далимов и др., 2004; Yakubchuk et al., 2005; Goldfarb et al., 2013).
Большое количество золоторудных объектов, включая крупные месторождения республики, такие как Мурунтау, Мютенбай, Кокпатас, Даугызтау, сосредоточены в Центральных Кызылкумах и локализованы в черносланцевых толщах (Мурунтау, Мютенбай), карбонатных, терригенных и вулканогенных породах (Кокпатас, Балпантау), в интрузивных образованиях в Зармитане (Конеев и др., 2019). Рудные тела в этих месторождениях представлены кварцево-жильными образованиями и метасоматически измененными зонами вмещающих пород (Цой и др., 2015). В Чаткало-Кураминских горах расположены известные месторождения Кызылалмасай и Кочбулак. В соответствии с зональностью, глубиной формирования на золоторудных месторождениях установлен единый последовательный ряд геохимических парагенезисов: Au-W / Au-As / Au-Te / Au-Ag / Au-Sb / Au-Hg (Koneev et al., 2005; Конеев и др., 2009). Запланировано масштабное увеличение добычи золота в ближайшие годы с привлечением новых собственно золоторудных объектов для отработки в известных горнорудных районах, а также увеличение объема перерабатываемых золотосодержащих медно-порфировых руд. В последние годы был построен гидрометаллургический завод № 5 (ГМЗ‑5) для переработки руд месторождения Амантай, продолжаются строительные работы ГМЗ-6 на базе месторождения Пистали в горах Нуратау, медно-обогатительной фабрики № 3 на базе месторождения Ёшлик, на которой будут извлекать золото попутно с медью.
Увеличение разведанных запасов золота за счет изучения флангов и глубоких горизонтов известных месторождений в регионах с развитой горнорудной промышленностью является приоритетным направлением экономического развития Узбекистана. В этой связи изучение месторождения Бесапантау, которое расположено в пределах Мурунтауского рудного поля, является актуальным.
Месторождение Бесапантау расположено в южной части гор Тамдытау, в пределах Мурунтауского рудного поля, в 5 км к северо-западу от месторождения Мурунтау (рис. 2). Административно входит в состав Тамдынского района Навоийской области. Рудные залежи месторождения локализованы в отложениях косманачинской толщи, которая является основной рудовмещающей для рудного поля (Рудные месторождения Узбекистана, 2001).
Многие исследователи связывают формирование золоторудных месторождений Узбекистана с гранитоидным магматизмом, возраст которого карбон—пермь. По данным Ю. А. Костицына граниты Мурунтауского рудного поля имеют возраст (287.2 ± 3.9) млн лет, сиенодиоритовые порфириты — (285.4 ± 5.1) и (284.4 ± 1.9) млн лет, адамеллиты — (286.2 ± 1.8) млн лет (Костицын, 1991). Результаты Re-Os-He изотопии арсенопирита показывают возраст 285.5 ± 1.7 млн лет (Morelli et al., 2007). Так как арсенопирит является минералом-спутником самородного золота в золоторудных месторождениях Центральных Кызылкумов, можно сделать заключение о взаимосвязи золотого оруденения именно с гранитоидным магматизмом. Данные U-Pb геохронологии также свидетельствуют о том, что золотоконтролирующий гранитоидный магматизм имеет преимущественно постколлизионный возраст в 270—290 млн лет (Koneev, Seltman, 2014). Золотое оруденение накладывалось здесь в течение 60—70 млн лет на осадочно-вулканогенные и магматические породы различного состава возрастом от докембрия до верхнего карбона — нижней перми (Конеев и др., 2009). Близкие результаты изотопных анализов сульфидов и гранитоидов также указывают на их генетическую связь и подтверждают выводы о синхронности золотого оруденения и гранитоидного магматизма (Хамрабаев, 1969).
Изучение минерального состава руд и определение форм нахождения ценных компонентов, выявление продуктивных парагенетических минеральных ассоциаций, расшифровка стадийности гипогенного минералообразования — все это помогает оценить рудный потенциал объекта, разработать технологические схемы обогащения руд и способы комплексного извлечения из них продуктивных компонентов. Примером таких исследований может служить наш опыт изучения месторождения Бесапантау.
Методы исследования
В процессе исследований были изучены рудные и минерализованные зоны, вскрытые скважинами и канавами. При полевых геологических работах были отобраны различные пробы для дальнейших минералого-петрографических и химико-аналитических исследований. Химический состав руд и рудовмещающих пород определялся классическим методом силикатного анализа. Для оценки содержаний элементов-примесей использовались спектральный полуколичественный, ИСП-МС и атомно-абсорбционный методы. Петро- и минераграфические исследования осуществлялись с использованием микроскопа Nikon Eclipse LV100 Pol. Фазовая диагностика проводилась рентгенодифрактометрическим методом на приборе ДРОН-3. Состав анализировался на сканирующем электронном микроскопе EVO MA 10 (Zeiss), оснащенном рентгеновским детектором Oxford Instrument NanoAnalysys, и на рентгеноспектральном микрозонде JXА -8800R Superprobe (JEOL).
Обсуждение результатов
Рудовмещающие терригенные породы представлены алевропесчаниками, псаммоалевролитами (с реликтами и хорошо сохранившейся обломочной структурой), алевросланцами, филлитовидными сланцами однотипного углисто-серицит-полевошпат-кварцевого и углисто-хлорит-серицит-полевошпат-кварцевого состава. По степени вторичного изменения эти породы не превышают стадию глубинного метагенеза. На месторождении Бесапантау также установлены дайковые и жильные образования. Жилы по составу подразделяются на кварц-полевошпатовые, кварцевые, кварц-карбонатные, часто с сульфидами. Редко отмечаются дайки лампрофиров. Внедрение даек произошло после формирования главного оруденения на месторождении.
Примерно 30—40 % месторождения составляют катаклазированные породы, насыщенные вторичными минералами. Генеральное направление простирания катаклазированных зон — западное и северо-западное, падение в северных румбах — под углом 10—60 градусов. Именно в них локализованы основные рудные тела, представленные кварцевыми жилами, прокварцованными катаклазитами и метасоматитами. Основным нерудным минералом выступает кварц. Содержание SiO2 и Al2O3 в рудах и рудовмещающих породах месторождения Бесапантау варьируется в пределах соответственно 52.2—88.24 и 5.01—17.29 мас. %. Общее содержание оксидов железа достигает 12 мас. %. Сера представлена в основном сульфидной формой с содержанием до 12.26 мас. %. Средний химический состав проанализированной 21 пробы оценивается следующим образом (мас. %): SiO2 — 66.93; TiO2 — 0.69; Al2O3 — 11.72; Fe2O3 — 2.26; FeO — 2.93; MnO — 0.04; MgO — 1.68; CaO — 2.09; Na2O — 2.18; K2O — 2.78; P2O5 — 0.22; Sобш 1.75; SO3 — 0.17; Sсульфидная — 1.68; ППП — 4.35; CO2 — 1.63; H2Oгигр — 0.13.
В результате рентгенофазового анализа содержание кварца в рудах Бесапантау составило 68.7—88.6 %. В подчиненном количестве отмечаются слоистые минералы — гидрослюды (4.9—11.4 %) и хлориты. Установлены также плагиоклазы и калиевые полевые шпаты. Суммарное содержание карбонатов, представленных в основном кальцитом и сидеритом, составляет до 4.2 %. Из рудных минералов установлены пирит, арсенопирит, анатаз, ильменит (табл. 1).
Текстура руд в основном вкрапленная, прожилковая, гнездовая, спорадически массивная. Структура — гипиди- и аллотриоморфная тонко-мелкозернистая. Рудные минералы развиваются по трещинам пород или в межзерновых промежутках нерудных минералов, образуя вкрапленность и гнездообразные скопления.
Самородное золото является основным продуктивным минералом в составе руд. Отмечается в виде единичных свободных зерен в кварце, в сростках с сульфидами, чаще всего с арсенопиритом, в котором развивается по трещинам и интерстициям. Установлены также включения самородного золота в пирите (рис. 3—7). Изредка золото наблюдается в сростках с галенитом и блеклой рудой, которые развиваются по краям золотин, что указывает на более раннее образование золота. Форма золотин изометричная, ксеноморфная, вытянутая, проволоковидная. Часто эти формы повторяют межзерновые пространства сульфидов. Размеры золотин составляют <0.01–0.6 мм. Включения золота в пирите и арсенопирите более мелкие по размеру.
Состав самородного золота установлен рентгеноспектральным локальным анализом на сканирующем электронном микроскопе. По результатам 67 замеров состав этого минерала соответствует интервалам (мас. %): Au = 60.87—100; Ag = 0—39.13 (электрум – весьма высокопробное золото). В среднем по данным 67 замеров средний состав самородного золота составляет Au — 83.60, Ag — 22.28 мас. % (среднепробное золото). В единичных зернах самородного золота установлены примеси железа, мышьяка, тантала, кобальта. Это может быть за счет вмещающих минералов.
Наиболее ранняя пирит-арсенопиритовая с золотом парагенетическая минеральная ассоциация (ПМА) является наиболее продуктивной. Более поздние — халькопирит-пирротиновая и сфалерит-халькопирит-галенитовая ПМА — проявились в меньшей степени. Кюстелит, золотосодержащее самородное серебро, серебряные сульфиды, сульфоантимониды и теллуриды (табл. 2; рис. 8) являются продуктом наиболее поздней золотосеребряной стадии минерализации. Все это указывает на многостадийную историю образования месторождения Бесапантау, что обычно характерно для наиболее масштабных по запасам рудных объектов (Цой и др., 2020).
Валовое содержание золота в рудах колеблется от 0.08 до 20 г/т, составляя в среднем 2.7 г/т. Полученные результаты ИСП-МС показали, что кларки концентраций (КК) для Ag, Ni, W, Sb, V составляют десятки единиц, для Au, U, Bi, Re, Se, REE — сотни единиц, для Te и Мо — тысячи единиц. Геохимический ряд степени обогащения основными рудогенными элементами месторождения Бесапантау и других золоторудных объектов малосульфидно-золотокварцевого типа в Центральных Кызылкумах имеет вид: W < Ag < Re < Au < Mo. Корреляционный анализ выявил особенно сильную прямую связь между золотом и мышьяком (рис. 9), что подтверждает вывод о наибольшей продуктивности золото-пирит-арсенопиритовой ПМА. Также установлена прямая корреляция между золотом, серебром и вольфрамом, указывающая на некоторую продуктивность и дорудной альбит-шеелитовой ПМА.
Заключение
Результаты проведенных исследований дают основания отнести месторождение Бесапантау к убогосульфидному золотокварцевому геолого-промышленному типу, весьма характерному именно для Мурунтауского рудного поля. К основным сульфидам относятся пирит и арсенопирит. Примесью выступают пирротин, халькопирит, сфалерит, галенит, ковеллин, блеклые руды, висмутин, ильменит, рутил, шеелит, антимонит, молибденит, оксигидроксиды железа, магнетит, гематит и др. Золото и серебро представлены собственными минералами. Самородное золото варьируется по составу в диапазоне от электрума до весьма высокопробного. Серебро присутствует в самородной золотосодержащей форме, а также в виде сульфидов, сульфоантимонидов, теллуридов.
На основе изучения минерального состава руд можно заключить, что пирит-арсенопиритовая с золотом парагенетическая минеральная ассоциация, отвечающая раннесульфидной стадии минерализации, является наиболее продуктивной в части золотого оруденения. Это подтверждается сильной прямой корреляцией (r = 0.74) между валовым содержанием золота и содержанием мышьяка. Таким образом, присутствие арсенопирита может служить в Центральных Кызылкумах поисковым признаком золотого оруденения.
Минералы более ранних (оксидная, вольфраматовая) и более поздних (полиметаллическая, золотосеребряная, сурьмяная) стадий минерализации отмечаются редко или в единичных зернах. Тем не менее выявляющийся широкий диапазон стадий — от оксидной до сурьмяной — свидетельствует о длительности рудного процесса и значительных перспективах месторождения Бесапантау на благородно-металльное оруденение.
Самородное золото является основным продуктивным минералом. Наблюдается в виде единичных свободных зерен в кварце, в сростках с арсенопиритом, пиритом. Развивается по трещинам и межзерновым интерстициям в пирит-арсенопиритовых агрегатах, обрастает галенитом и блеклыми рудами, что указывает на более позднее образование последних. Форма золотин изометричная, ксеноморфная, проволоковидная. Размеры золотин варьируются в диапазоне от 10 до 600 мкм. Особой формой золотоносности является тонкодисперсное насыщение зерен пирита и арсенопирита частицами нанометровой размерности.
1. Далимов Т. Н., Конеев Р. И., Ганиев И. Н., Ишбаев Х. Д. Металлогения золота и геодинамика северной окраины Туркестанского палеоокеанического бассейна // Современные проблемы металлогении: Материалы научной конференции, посвященной 90-летию академика Х. М. Абдуллаева. Ташкент: АН РУзб, 2004. С. 142-144.
2. Конеев Р. И., Холматов Р. А., Кривошеева А. Н. Нахождения и микронаноансамбли золота - индикаторы условий образования, размещения и типизации орогенных месторождений Узбекистана (Южный Тянь-Шань) // Записки РМО. 2019. № 4. С. 30-45.
3. Конеев Р. И., Халматов Р. А., Мун Ю. С. Золоторудные месторождения Узбекистана: минерально-геохимический стиль, закономерности размещения и формирования // Геология и минеральные ресурсы. 2009. № 4. С. 11-24.
4. Костицын Ю. А. Rb-Sr изотопные исследования месторождения Мурунтау. Рудоносные метасоматиты // Геохимия. 1994. № 4. С. 486-497.
5. Рудные месторождения Узбекистана / Отв. ред. Н. А. Ахмедов. Ташкент: ИМР, 2001. 661 с.
6. Хамрабаев И. Х. Петролого-геохимические критерии рудоносности магматических комплексов (на примере Узбекистана). Ташкент: Фан, 1969. 471 с.
7. Цой В. Д., Королева И. В., Алимов Ш. П. Природные типы руд золоторудных месторождений Узбекистана. Ташкент: ГП «НИИМР», 2015. 156 с.
8. Цой В. Д., Королева И. В., Сайитов С. С., Булин С. Е. Стадийность гипогенного минералообразования рудных месторождений Узбекистана и её значение при оценке перспективности разведуемых объектов // Геология и минеральные ресурсы. 2020. № 1. С. 15-18.
9. Goldfarb R. J., Taylor R. D., Collins G. S., Goryachev N. A., Orlandini O. F. Phanerozoic continental growth and gold metallogeny of Asia // Gondvana Rearch. 2013. V. 25. № 1. Р. 48-102.
10. Koneev R., Ignatikov E., Turesebekov A., Aripov U., Khalmatov R., Kodirov O., Usmanov M. Gold ore deposits of Uzbekistan: geochemistry and nanomineralogy of tellurium and selenium // Geochemistry, mineralogy and petrology. 43. Sofia. 2005. Р. 102-107.
11. Koneev R. I., Seltmann R. South Tien Shan orogenic belt: structure, magmatism and gold mineralization (Uzbekistan) // Geophysical Research Abstracts. 2014. V. 16. EGU2014-7384-1.
12. Minerals Commodity Summaries, U.S. Geological Survey. Reston, Virginia. 2022. P. 202. https://doi.org/10.3133/mcs2022.
13. Morelli R., Creaser R., Seltmann R., Stuart F., Selby D., Graupner T. Age and source constraints for the giant Muruntau gold deposits, Uzbekistan, from coupled Re-Os-He isotopes in arsenopyrite // Geological Society of America. Geology. 2007. V. 35. № 9. P. 795-798.
14. Yakubchuk A. S., Shatov V. V., Kirwin D., Edwards A. Tomurtogoo O., Bardach G., Buryak V. A. Gold and Base Metal Metallogeny of the Central Asian Orogenic Supercollage: Society of Economic Geology // Economic Geology 100th Anniversary Volume. 2005. P. 1035-1068.
