Введение

Золотопалладиевое месторождение Чудное, находящееся на западном склоне Приполярного Урала, представлено минерализованными прожилковыми зонами в трещиноватых и брекчированных риолитах рифей-вендского возраста. Месторождение заметно отличается от других золотопалладиевых или золоторудных месторождений, что было установлено в начальной стадии его изучения (Тарбаев и др., 1996). При дальнейших исследованиях получены дополнительные сведения о закономерностях развития золотопалладиевой минерализации; особенностях морфологии, состава и строения золота; характере срастаний золота с минералами палладия, жильными и породообразующими минералами; выявлены существенные различия в составе золота отдельных рудных зон (Кузнецов и др., 1999; Шумилов, Остащенко, 2000; Моралев и др., 2005; Palyanova еt al., 2021; Онищенко, Кузнецов, 2023).

Специфические черты месторождения заключаются в необычной ассоциации Cu-Pd-содержащего золота и минералов палладия с Cr-содержащим мусковитом (фукситом) при практически полном отсутствии сульфидов. Присутствие в породах кислого состава прожилков, сложенных Cr-содержащими минералами, обусловливает дискуссионность генетических вопросов, касающихся, в частности, источников Cr, Au и Pd.

Самородное золото и минералы палладия приурочены главным образом к прожилкам фуксита, в которых в подчиненном количестве присутствует алланит (в том числе Cr-содержащий), отмечаются кварц, альбит, кальцит, калиевый полевой шпат, титанит, апатит, цинкохромит и другие минералы.

Кроме фукситовых прожилков в рудных зонах встречаются прожилки альбит-кварцевого, гематит-алланит-кварцевого состава, в некоторых случаях содержащие обильные выделения фуксита. В задачи наших исследований входило изучение строения и минерального состава таких прожилков, взаимоотношений кварц-альбитовых агрегатов с фукситом, установление последовательности и условий минералообразования.

Геологическое строение месторождения

Золотопалладиевое месторождение Чудное находится в пределах Центрально-Уральского поднятия и приурочено к осевой зоне Малдинской антиклинали, осложненной разрывными нарушениями. Ядро антиклинали сложено рифей-вендскими вулканогенными породами эффузивной и субвулканической фаций кислого и основного состава, а крылья — нижнепалеозойскими терригенными отложениями алькесвожской, обеизской и саледской свит нижнего-среднего ордовика. Все породы претерпели метаморфизм зеленосланцевой фации, проявившийся в послеордовикское время.

Площадь месторождения Чудное сложена риолитами и породами основного состава рифей-вендского возраста, среди которых преобладают базальты, реже долериты (рис. 1). В виде самостоятельных тел отмечены андезиты, присутствующие как в базитах, так и риолитах. Разрывные нарушения имеют преобладающее северо-восточное простирание и крутое северо-западное падение, совпадающее со сланцеватостью пород. Вдоль разрывных нарушений риолиты преобразованы в кварц-серицитовые и серицитовые метасоматиты. В зонах контакта риолитов с базитами развиты породы альбит-кварцевого, альбит-кварц-серицитового и хлорит-серицитового состава. В риолитах распространена мелкая вкрапленность гематита.

Промышленное золотое оруденение приурочено к минерализованным прожилковым зонам в трещиноватых и брекчированных риолитах. Риолиты характеризуются относительно стабильными содержаниями SiO₂ (73—79 мас. %) и Al₂O₃ (10—13 мас. %) при значительных вариациях в содержании щелочей, при этом K₂O чаще всего преобладает над Na₂O. Второстепенным компонентом риолитов является железо, содержание Fe₂O₃ в среднем составляет 1.8 мас. %, FeO — около 1 мас. %.

В пределах месторождения выделяются три золоторудные зоны, имеющие северо-восточное простирание и крутое (50—70°) северо-западное падение. Зоны Славная и Лидер протягиваются в центральной части месторождения, сменяя друг друга, на расстояние около 900 м при ширине выходов до 60 м. На глубину эти зоны прослежены до 200 м без признаков выклинивания. Вблизи  контакта риолитов с базитами расположена маломощная (до 5 м) зона Людная длиной около 80 м. Золото в рудных зонах распределено неравномерно, образуя линзовидные, чередующиеся между собой и расщепляющиеся рудные тела, которые разделяются некондиционными рудами или безрудными интервалами. Золотоносные риолиты по составу незначительно отличаются от безрудных, что свидетельствует о малой роли объемных метасоматических процессов при образовании руд (Онищенко и др., 2014).

Самородное золото и минералы палладия приурочены главным образом к прожилкам Cr-содержащего мусковита (фуксита) в риолитах. Толщина фукситовых прожилков колеблется от долей миллиметра до 1—1.5 см, риолиты вдоль зальбандов часто осветлены в зоне шириной 3—5 мм. Количество прожилков в рудных интервалах составляет 3—10 на погонный метр. Фуксит представлен тонкочешуйчатыми агрегатами изумрудно-зеленого цвета, содержание Cr₂O₃ обычно составляет 1—7 мас. %. Самородное золото образует в фуксите выделения чешуйчатой, уплощенной и неправильной формы, размер их варьирует от 1—2 мкм до 2 мм, крайне редко до 8 мм.

Кроме фукситовых прожилков золото присутствует также в пятнах осветления — зонах локального (5—10 см) метасоматического изменения риолитов, в которых отсутствует пигментирующий породу гематит (Кузнецов, Онищенко, 2018). Бедная Au-Рd-минерализация, расположенная ниже по падению рудных тел, выявлена в сульфидсодержащих андезитах (Онищенко, Кузнецов, 2019).

Самородное золото месторождения Чудное характеризуется значительными вариациями состава и строения. Содержание Au заключено в интервале от 65.8 до 92.7 мас. % (51.5—85.7 ат. %), Ag — от 0.4 до 33.8 мас. % (0.6—47.7 ат. %), почти всегда присутствует Cu — до 12.7 мас. % (30.6 ат. %) и Pd — до 2.9 мас. %, отмечается Hg (Онищенко, Кузнецов, 2023). Самородное золото формировалось в виде твердого гомогенного Au-Ag-Cu-раствора при высокой температуре, при понижении которой в зависимости от исходного состава твердый раствор остается гомогенным, или при содержании Cu, превышающем 1.1—2.5 мас. %, распадается на две или три фазы. Матрица в пластинчато-решетчатых и таблитчатых структурах распада имеет Ag-Au-состав, пластинки или таблички соответствуют фазам Au₃Cu и AuCu. Процесс распада твердого раствора сопровождался собирательной перекристаллизацией золота с образованием зернистых структур (Онищенко, Кузнецов, 2022).

Материал и методы исследования

Образцы для исследований отобраны из керна скважин, полотна траншей  и элювиальных развалов в двух рудных зонах месторождения — Славной и Людной. Текстурно-структурные особенности и минеральный состав пород изучались в керне скважин, пришлифованных образцах, прозрачных препаратах, петрографических и полированных шлифах. Детально изучено 10 образцов руд с фукситсодержащими кварц-альбитовыми прожилками.  Лабораторные исследования проведены в Институте геологии Коми НЦ УрО РАН с использованием оптического микроскопа Nikon Eclipse LV 100 ND. Состав минералов определялся на электронном микроскопе Tescan Vega 3 LMH с энергодисперсионным спектрометром X-Max 50 Oxford Instruments (операторы Е. М. Тропников, А. А. Кряжев, А. С. Шуйский и С. С. Шевчук). Напряжение 20 кВ, диаметр электронного зонда 1 мкм. Время набора спектров составляло 60—80 сек (600 тыс. импульсов). Эталоны — чистые металлы для Au, Ag, Fe, Cr, Ti, Mn и Y, KBr — для K, альбит — для Na, GaP — для P, InAs — для As, LaB₆ — для La, CeO₂ — для Ce, волластонит — для Ca, SrF₂ — для Sr и F, Al₂O₃ — для Al, SiO₂ — для Si. Выполнено 250 определений состава минералов.

Изучение флюидных включений в минералах проведено в двусторонне полированных пластинах методами гомогенизации и криометрии с использованием термокриостолика THMSG600 фирмы Linkam. Погрешность измерений: ± 0.2 °С при отрицательных температурах и ± 0.5 °С при положительных. Всего изучено 10 пластинок толщиной 0.3—0.5 мм. Соленость растворов во включениях измерялась по температуре плавления льда (Bodnar, Vityk, 1994). Солевой состав включений определялся по температуре эвтектики водно-солевой системы (Борисенко, 1977). Газовый состав индивидуальных включений изучался на высокоразрешающем рамановском спектрометре LabRam HR800 (Horiba Jobin Yvon) при комнатной температуре. Для регистрации спектров применялась решетка спектрометра 600 ш/мм, размер конфокального отверстия составлял 300 и 500 мкм, щель — 100 мкм, мощность возбуждающего излучения He-Ne-лазера (длина волны 632.8 нм) — 20 мВт, Ar⁺-лазера — 120 мВт (514.5 нм).

Кварц-альбит-алланит-фукситовые прожилки

На месторождении присутствуют кварцевые и серицит-кварцевые жилы, а также прожилки кварцевого, альбит-кварцевого, алланит-кварцевого, гематит-алланит-кварцевого и гематит-кварцевого состава, которые отмечаются как в рудных зонах, так и за их пределами. Толщина прожилков обычно не превышает 5—10 см, но в зонах тектонических нарушений кварцевые и серицит-кварцевые жилы достигают мощности 2.6 м. Для рудных зон характерны фукситовые прожилки толщиной до 1.5 см, с которыми связаны самородное золото и минералы палладия. Кроме того, в рудных зонах встречаются фукситсодержащие прожилки в основном кварц-альбит-алланит-фукситового состава, иногда с заметным количеством гематита и кальцита. Прожилки характеризуются различными количественными соотношениями между фукситом и остальной жильной массой, в которой обычно преобладает кварц и альбит. Фукситсодержащие прожилки  имеют мощность от 2—3 мм до 3—5 см, длина их не превышает 15—20 см, форма прямолинейная, линзовидная или неправильная. Отмечается субпараллельное расположение фукситовых и кварц-альбитовых прожилков, но часто кварц-альбитовые прожилки развиваются по трещинам, образующимся вдоль прожилков фуксита.

Относительно простым строением обладают прожилки, в которых фукситом сложена периферическая часть, тогда как центральная часть выполнена кварцем, альбитом, кальцитом и алланитом (рис. 2, а). Нередко кварц, альбит и кальцит образуют в фукситсодержащих риолитах гнезда и раздувы, при этом фуксит распространен в зальбанде прожилков, и только отдельные фрагменты фукситовых прожилков отмечаются в альбит-кварцевом жильном агрегате (рис. 2, b). В прожилках брекчиевидного строения обломки фукситсодержаших риолитов и обломки фукситовых прожилков цементируются кварцевым, альбит-кварцевым или кальцит-кварцевым жильным материалом (рис. 2, c, d). Самородное золото заключено в фуксите. Ксенолиты фукситсодержащих риолитов отмечаются и в мощных кварцевых жилах. Так, по данным разведочных работ¹, в приконтактовой части кварцевой жилы мощностью 2.6 м (канава 183) зафиксированы ксенолиты фукситсодержащих риолитов размером до 10 см.

Для кварц-альбит-алланит-фукситовых  прожилков характерно зональное строение, позволяющее определить последовательность минералообразования. На стенки трещин, сложенных риолитом или фукситовым прожилком, нарастает полоса белого пластинчатого альбита, которая сменяется серым среднекрупнозернистым кварцем (рис. 3). Радиально-лучистые агрегаты темно-коричневого алланита обычно приурочены к границе между альбитовой и кварцевой зонами, но нередко развиваются в зернистом кварце. В прожилках брекчиевидного строения на обломки фукситсодержащих риолитов и фукситовых прожилков также нарастают крустификационные каймы альбита, алланита и кварца, иногда присутствуют зерна калиевого полевого шпата. Фукситовые обломки в одних случаях имеют четко очерченные контуры, но нередко они образуют облачные размытые скопления в альбит-кварцевом агрегате. В образце (рис. 3, a) фуксит малохромистый (0.4—0.9 мас. % Cr₂O₃), в образцах (рис. 3, b, c)  содержание Cr₂O₃ в фуксите заключено в интервале 0.5—3.9 мас. %. Самородное золото в кварц-альбит-алланит-фукситовых прожилках приурочено к фукситу, в обр. 722416 (рис. 3, b) присутствуют частицы золота размером 10—30 мкм, содержащие 2.4—3.7 мас. % Cu и 9.5—9.8 мас. % Ag, в них отмечаются структуры распада твердого раствора.

Жильный кварц присутствует в прожилках разнообразного состава, что обусловлено его неоднократным отложением, но роль кварца в минеральном выполнении прожилков значительно варьирует. Жильный кварц в подчиненном количестве участвует в строении фукситовых прожилков, при этом отмечено, что относительно крупные частицы золота приурочены к алланит-кварцевым линзам и обособлениям в фукситовом агрегате, содержащем 1—2 мас. % Cr₂O₃ (рис. 4, а). Самородное золото содержит 4.0 мас. % Cu, имеет двухфазную структуру распада твердого раствора: в Au-Ag-матрице заключены пластинки Au₃Cu. Характерно, что выделения золота в срастании с кварцем и алланитом имеют изометричную и неправильную форму, в то время как для золота, заключенного в фуксите, типичны уплощенные формы.

Взаимоотношения золотофукситовых и кварц-альбитовых прожилков видны на рис. 4, где представлены два сечения одного образца из рудной зоны Людной. В первом сечении (рис. 4, b) золотофукситовый и кварц-альбитовый прожилки в общем параллельны между собой, во втором сечении (рис. 4, c) кварц-альбитовый прожилок содержит обломки золотофукситового прожилка и вмещающего риолита. Мелкие обломки фуксита подвергаются перекристаллизации с образованием идиоморфных пластинок фуксита в кварце (рис. 4, d). Золото, заключенное в фуксите, низкопробное, состав варьирует в небольших пределах: Au — 66.8—72.6, Ag — 26.9—30.7 мас. %, Cu и Pd не обнаружены. В срастании с золотом присутствует мертиит состава Pd_7.84Sb_2.63As_0.53. Содержание Cr₂O₃
в фуксите заключено в интервале 1—5 мас. %, в перекристаллизованных агрегатах фуксита (рис. 4, d) содержание Cr₂O₃ составляет 2 мас. %. В кварц-альбитовом прожилке находятся веерообразные агрегаты пластинчатого гематита и сноповидные сростки алланита, самородное золото не обнаружено, но выявлены единичные выделения минерала Pd-Ag-S-состава. В пластинчатом гематите содержится 0.5 мас. % Cr₂O₃; в мелких зернах гематита, распространенных в риолите,  хром не обнаружен. В риолите в зальбандах прожилка и на удалении от него присутствуют струйчатые агрегаты  мусковита, хром в них также не обнаружен.

Обычно самородное золото в кварц-альбит-алланит-фукситовых прожилках находится в фуксите, а в кварце и альбите отсутствует, но при документации канав и керна скважин в единичных случаях фиксировалось видимое самородное золото в жильных минералах (рис. 5).

В линзе фуксит-альбит-алланит-кварцевого состава (рис. 5, a) доминирующим жильным минералом является полупрозрачный крупнозернистый кварц. В кварце находятся агрегатные скопления альбита и алланита. Белый альбит образует пластинчатые зерна размером 2—3 мм, часто отмечаются простые двойники. Для темно-коричневого алланита характерны радиально-лучистые сростки. Зона контакта между вмещающим риолитом и кварцево-жильной массой выполнена тонкочешуйчатым фукситом. Среди жильной массы находится обломок риолита размером около 1 см, окаймлённый агрегатами фуксита, альбита и грязно-желтого титанита. Частицы золота размером 0.1—0.4 мм заключены в фуксите, альбите, алланите и кварце.

В керне скв. 41 (рис. 5, b) многочисленные частицы золота размером до 0.5 мм заключены в линзе серого и светло-серого кварца, в зальбандах которой находятся  фрагменты фукситового прожилка. В кварцево-жильной массе присутствуют единичные обломки риолита.

Минералы кварц-альбит-алланит-фукситовых прожилков

В составе прожилков преобладают кварц и альбит, почти всегда отмечается алланит, реже кальцит, гематит и калиевый полевой шпат. Фуксит обычно присутствует в зальбандах прожилков, но нередко отмечается виде ксеногенных обломков в жильной массе. Второстепенные и редкие минералы прожилков представлены апатитом, титанитом, кайсикхитом-(Y), монацитом, ксенотимом, молибдошеелитом, лантанитом и неидентифицированным минералом Pd-Ag-S-состава.

Алланит в альбит-кварцевой массе обычно образует шестоватые и радиально-лучистые агрегаты (рис. 6, a), реже создает скопления призматических кристаллов (рис. 6, c). Алланит имеет неоднородное, иногда зональное строение (рис. 6, b), хорошо заметное в отраженных электронах. Состав алланита в зональных кристаллах изменяется в значительных пределах. Содержание редкоземельных элементов (REE) от центра к периферии закономерно уменьшается, а содержание железа и CaO последовательно возрастает, причем если в ядерной части преобладает двухвалентное железо, то в краевой зоне — железо в трехвалентной форме (табл. 1). Таким образом, от ядерной части к периферии кристаллов содержание  алланитовой составляющей уменьшается, а эпидотовой — увеличивается. Наличие хрома для алланитов в альбит-кварцевых прожилках не характерно, но в единичном случае отмечено 0.5 мас. % Cr₂O₃ в периферической части алланита зонального строения.

Для алланита в фукситовых прожилках также характерно неоднородное, иногда зональное строение; причем для внешних зон, в отличие от алланита в альбит-кварцевых прожилках, более характерны повышенные содержания редкоземельных элементов. В целом распределение хрома в алланите фукситовых прожилков неравномерно и неоднотипно. Так, в обр. 722413 (рис. 4, a) в алланите преобладает Cr-содержащая разновидность (2.0—2.7 мас. % Cr₂O₃) с высоким содержанием REE, в которой присутствуют более темные пятна или ядра с пониженным содержанием REE, хром в них не обнаружен. Более четко зональное строение проявлено в обр. К-14-1 (врезка на рис. 4, b), где алланит в центральной части содержит около 4 мас. % REE₂O₃, хром не обнаружен, а во внешней части при содержании 14.6 мас. % REE₂O₃ фиксируется 2.6 мас. % Cr₂O₃. Иная ситуация наблюдается в ксенолитах фуксита, заключенных в кварц-кальцитовом прожилке (рис. 2, с). В фуксите присутствует цепочка мелких (15—20 мкм) идиоморфных кристаллов алланита зонального строения с внешней зоной, обогащенной, как и в предыдущих случаях, редкоземельными элементами, но хром (до 1.8 мас. % Cr₂O₃) концентрируется преимущественно в центральной части кристаллов (табл. 1, ан. 9—10).

Апатит в кварц-альбит-алланит-фукситовых прожилках обычно встречается в фукситовой их части, в том числе во фрагментах фуксита в кварц-альбитовой массе, отмечен также в альбит-кварцевом прожилке совместно с призматическими кристаллами алланита (рис. 6, с). Многочисленные зерна апатита наблюдаются в фуксите, окружающем  обломок риолита в альбитовой жильной массе (рис. 7, a). В некоторых случаях, как отмечено в скв. 21 на глубине 96.0 м, обломки риолитов в брекчии окаймляются широкими (до 4 мм) полосами апатитового состава. В качестве второстепенных минералов в апатитовых полосах присутствуют алланит и альбит. Апатит по составу является фторапатитом, содержание фтора составляет 3.2—5.9 мас. %, часто отмечается примесь мышьяка (до 1.2 мас. % As₂O₅), замещающего фосфор в структуре минерала. Типичный состав апатита (обр. 51235, мас. %): CaO — 54.57, P₂O₅ — 41.18, As₂O₅ — 0.35, F — 4.13, сумма — 100.23, поправка О = F — 1.74, сумма — 98.49.

Монацит встречается в кварц-альбитовых прожилках среди пятен фуксита в виде двух разновидностей, резко различающихся по составу. Монацит-(Ce) образует агрегатные выделения размером до 0.3 мм, развивающиеся между зернами альбита и цементирующие идиоморфные пластинки фуксита (рис. 7, b). Состав монацита-(Ce) (мас. %): Ce₂O₃ — 36.5, La₂O₃ — 13.5, Nd₂O₃ — 10.9, Pr₂O₃ — 2.7, Sm₂O₃ — 1.2, P₂O₅ — 27.8, SO₃ — 2.3, As₂O₅ — 1.8. Монацит-(Nd) образует в альбит-фукситовом агрегате выделения размером до 50 мкм, в составе минерала заметную роль играют иттрий и тяжелые лантаноиды (мас. %): Nd₂O₃ — 18.3, La₂O₃ — 17.2, Ce₂O₃ — 9.6,Y₂O₃ — 6.9, Pr₂O₃ — 4.4, Sm₂O₃ — 4.6, Gd₂O₃ — 2.7,  Dy₂O₃ — 1.8, CaO — 1.0, FeO — 1.1, P₂O₅ — 32.9, SO₃ — 1.1, SiO₂ — 1_.1.

Ксенотим образует в кварц-кальцит-фукситовом прожилке удлиненные скопления, как мономинеральные, так и в срастании с алланитом, в последнем присутствуют многочисленные очень мелкие включения монацита (рис. 7, с). Состав ксенотима (мас. %): Y₂O₃ — 47.3, Dy₂O₃ — 5.2, Er₂O₃ — 3.6, Yb₂O₃ — 3.3, Gd₂O₃ — 2.3, Ho₂O₃ — 1.1, P₂O₅ — 32.3, As₂O₅ — 3.7, сумма — 98.8, формула (Y_0.85Dy_0.06Er_0.04Yb_0.03Gd_0.03Ho_0.01)_1.02(P_0.92As_0.06)_0.98O_4.00.

В алланите (обр. 722414, рис. 3, с) отмечены скопления мелких (до 20 мкм) зерен As-содержащего ксенотима, в котором черновитовый минал (YAsO₄) составляет 25 мол. %: (Y_0.86Dy_0.05Er_0.03Yb_0.03Gd_0.02´´Ho_0.01)_1.00(P_0.74As_0.25)_0.99O_4.00. В кварц-фукситовом агрегате, в кварце и альбите отмечены мелкие зерна еще одного фосфата иттрия, отличающегося наличием кремния, кальция и урана. Типичный анализ минерала (обр. К-14, мас. %): Y₂O₃ — 31.9, Dy₂O₃ — 3.9, Er₂O₃ — 2.5, Yb₂O₃ — 2.0, Gd₂O₃ — 2.2, Ho₂O₃ — 1.0, Nd₂O₃ — 1.5, Sm₂O₃ — 1.0, Ce₂O₃ — 0.5, P₂O₅ — 24.6, SiO₂ — 5.7, CaO — 3.2, UO₂ — 9.4, F — 1.2, сумма — 90.6, поправка О = F — 0.5, сумма — 90.1.

Кайсикхит-(Y), иттриевый карбосиликат, в виде мелких зерен обнаружен в альбит-кварцевом прожилке совместно с призматическими кристаллами алланита, но чаще встречается на контакте прожилков с риолитовой матрицей (рис. 7, d). Кайсикхит-(Y) имеет неоднородное строение, на темные в отраженных электронах центральные части нарастают более светлые зоны, отличающиеся более высоким содержанием Y₂O₃. Состав темной разности (мас. %): SiO₂ — 29.2,  CaO — 8.8, MnO — 0.6, FeO — 2.1, Y₂O₃ — 24.9, Ce₂O₃ — 1.6, Nd₂O₃ — 2.2, Sm₂O₃ — 2.1, Gd₂O₃ — 3.7, Tb₂O₃ — 0.7,  Dy₂O₃ — 3.5, Er₂O₃ — 1.4, Yb₂O₃ — 1.1, сумма — 81.9. Состав светлой разности (мас. %): SiO₂ — 27.4, CaO — 3.8, FeO — 2.4, Y₂O₃ — 35.2, Sm₂O₃ — 1.0, Gd₂O₃ — 3.8, Dy₂O₃ — 4.9, Ho₂O₃ — 0. 9, Er₂O₃ — 2.9, Yb₂O₃ — 1.6,  сумма — 83.9.

Лантанит, редкоземельный карбонат, наблюдается в кварц-альбит-алланит-фукситовых прожилках в виде тонких прожилков в алланите и кальците. Состав минерала очень сильно варьирует даже в пределах одного образца. В образце 33135 лантанит образует тонкие прожилки в алланите, в одном случае состав минерала соответствует лантаниту-(Nd) (мас. %): Nd₂O₃ — 23.2, La₂O₃ — 17.4, Ce₂O₃ — не обн., Pr₂O₃ — 3.8, Sm₂O₃ — 5.7, Gd₂O₃ — 4.2, Y₂O₃ — 1.6, CaO — 5.2, в другом — лантаниту-(Nd, Ce) (рис. 7, e, мас. %):  Nd₂O₃ — 15.2, La₂O₃ — 9.3, Ce₂O₃ — 14.1, Pr₂O₃ — 2.4, Sm₂O₃ — 5.1, Gd₂O₃ — 5.6, Dy₂O₃ — 1.8, Y₂O₃ — 3.0, CaO — 5.5, SrO — 1.1. В образце 21102 лантанит образует прожилковидные выделения в кальците, состав минерала отвечает лантаниту-(La) (мас. %):  La₂O₃ — 27.8, Nd₂O₃ —13.0, Ce₂O₃ — не обн., Pr₂O₃ —1.9, Sm₂O₃ — 3.4, Gd₂O₃ — 3.3, Y₂O₃ — 2.8, CaO —1.2.

Молибдошеелит в альбит-кварцевых прожилках образует зерна размером до 0.15 мм, которые находятся в срастании с кварцем, альбитом, титанитом, алланитом и гематитом. В полированных срезах руд минерал наблюдается редко, чаще отмечается при изучении концентратов тяжелых минералов в монтированных полированных шлифах (рис. 7, f). Содержание повеллитового минала в молибдошеелите составляет 22—45 %. Формула минерала — Ca_1.00–1.02´(W_0.55–0.76Mo_0.22–0.45)O₄. В молибдошеелите отмечаются каймы и отдельные выделения практически чистого шеелита, почти не содержащего молибдена, состав шеелита — Ca_1.03(W_0.94Mo_0.03)O₄. В шеелитах возможна примесь стронция, замещающего кальций, но в связи с наложением линий Sr и W в энегодисперсионном спектре его содержание не может быть определено.

Минерал Pd-Ag-S отмечен в альбит-кварцевом прожилке в виде межзерновых натечных образований в кварцевом агрегате (рис. 8). Наиболее качественный анализ (мас. %): Pd — 66.9, Ag — 8.8, S — 9.0, Fe — 0.6, U — 1.6, Si — 6.7, Al — 0.5, сумма — 94.1. Следует отметить схожий характер локализации минерала Pd-Ag-S и ранее обнаруженного самородного палладия². Оба минерала выполняют интерстиции между зернами кварца, их образование отражает, вероятно, наиболее поздний эпизод благороднометалльной минерализации на месторождении.

Флюидные включения в жильных минералах

Флюидные включения присутствуют в кварц-альбит-алланит-фукситовых прожилках в алланите, кварце, альбите и кальците во всех изученных образцах (рис. 2—4). Для определения условий минералообразования нами изучены первичные двухфазовые флюидные включения в алланите, кварце, альбите и кальците. К первичным отнесены те включения, которые встречаются поодиночке, небольшими группами или имеют площадное распространение. Размер флюидных включений обычно не превышает 10—15 мкм, форма неправильная, угловатая, иногда с элементами огранки (рис. 9).

Двухфазовые включения в алланите имеют газовую фазу до 5, редко до 10 об. % (рис. 9, а). Температура гомогенизации изменяется в пределах 123—168 °С, гомогенизация этих и всех нижеописанных включений происходит в жидкую фазу. Температура эвтектики водно-солевого раствора (–42…–57), вероятно, свидетельствует о присутствии в жидкой фазе хлоридов кальция с примесями. Концентрация солей варьирует от 12.2 до 22.5 мас. %-экв. NaCl (рис. 10).

Двухфазовые включения в альбите содержат газовую фазу до 5, редко до 10 об. % (рис. 9, b). Гомогенизация происходит при температурах 110—147 °С. По температуре эвтектики водно-солевого раствора (–37…–55 °С) определили присутствие хлоридов кальция с примесями. Концентрация солей  варьирует от 16.1 до 19.0 мас. %-экв. NaCl.

Двухфазовые включения в кварце обычно имеют газовую фазу до 5 об. %. Температура гомогенизации изменяется в пределах 96—168 °С (рис. 9, с, d), температура эвтектики водно-солевого раствора заключена в интервале –31…–55 °С, что указывает на присутствие в жидкой фазе хлоридов магния и кальция с примесями. Концентрация солей  изменяется от 8.5 до 17.6 мас. %-экв. NaCl. Кроме того, в образцах К-14 и 1373б встречаются единичные включения с более высокими температурами гомогенизации до 520 °С (рис. 9, e; 10) и соленостью жидкой фазы до 19.7 мас. %-экв. NaCl.

Двухфазовые включения в кальците содержат газовую фазу до 5, реже до 10 об. % (рис. 9, f). Гомогенизация происходит при температурах 122—140 °С, эвтектика водно-солевого раствора наблюдается при –32…–50 °С, что указывает на присутствие хлоридов магния и кальция с примесями. Концентрация солей  изменяется от 13.6 до 17.5  мас. %-экв. NaCl.

Методом рамановской спектроскопии проведено исследование газовой фазы флюидных включений в алланите, кварце, кальците и альбите (12 анализов). Часто в полученных спектрах отмечается повышенный фон, но пики индивидуальных газов (например, CO₂, N₂ или CH₄) на спектрах не проявлены даже при слабом фоне.

Обсуждение результатов

Строение фукситсодержащих прожилков (кварц-альбит-алланит-фукситовых или гематит-кварц-альбит-алланит-фукситовых) показывает, что их образование обусловлено сочетанием как минимум двух стадий минералообразования. На первой стадии были сформированы золотофукситовые прожилки, содержащие некоторое количество алланита, на второй стадии — альбит-кварц-алланитовые, содержащие также гематит, кальцит и другие минералы. Образование таких комбинированных прожилков обусловлено тектоническими подвижками, при которых происходит образование трещин вдоль фукситовых прожилков с последующим заполнением полостей кварцем, альбитом, алланитом и другими минералами (рис. 2—5). Кварцевые и кварц-альбитовые прожилки выполняют вновь образованные трещины, а также накладываются на золотофукситовые прожилки, при этом фрагменты последних частично заключены в кварц-альбитовом жильном материале в виде ксенолитов (рис. 2—5).

Обломки фукситовых прожилков не являются пассивным субстратом для отложения кварца и альбита, напротив, фукситовый материал активно преобразуется, подвергается перекристаллизации с образованием идиоморфных пластинок (рис. 4, d и 7, b). При этом основная часть хрома наследуется перекристаллизованным фукситом, а некоторая часть изредка фиксируется во внешних зонах кристаллов алланита и жильном гематите. Формирование кварц-альбитовых прожилков сопровождалось миграцией редкоземельных и ряда других элементов, о чем свидетельствует изменение состава алланита, а также отложение апатита, монацита, ксенотима, кайсикхита-(Y), молибдошеелита.

Золото, как указывалось, в основном связано с первой (золотофукситовой) стадией рудообразования и в составе кварц-альбит-алланит-фукситовых или гематит-кварц-альбит-алланит-фукситовых прожилков заключено в их фукситовой части. Вместе с тем достоверно задокументированы включения золота в альбит-кварцевых и кварцевых внутренних частях прожилков (рис. 5). Эти наблюдения свидетельствуют, что золото подвергалось локальному переотложению или, что менее вероятно, некоторая часть альбит-кварцевых и кварцевых прожилков формировалась на фоне продолжающегося привноса золота гидротермальными флюидами.

Следует отметить, что сотрудниками ИГЕМ РАН Г. В. Моралевым, А. В. Борисовым², С. В. Суренковым³ последовательность минералообразования представляется иначе. Ксенолиты фукситового материала в кварц-альбитовых прожилках интерпретировались ими как новые (вторая и третья) генерации фуксита, образовавшиеся в кварц-альбитовых прожилках. При этом золотопалладиевое оруденение связывается с наиболее поздним гидротермальным событием.

Изучение флюидных включений в жильных минералах показало, что температура гомогенизации в них составляет в основном 96—168 °С, что в целом соответствует ранее полученным данным³ (Palyanova et al., 2021). Газовая составляющая флюидов представлена водяным паром, другие газы не обнаружены. Таким образом, флюид, из которого сформировалась основная масса жильных минералов, представлен водным раствором соленостью от 8.5 до 22.5 мас. %-экв. NaCl.

Присутствие в кварце единичных первичных включений (рис. 9, e; 10) с более высокой температурой гомогенизации (до 520 °С) и соленостью жидкой фазы до 19.7 мас. %-экв. NaCl может указывать на существование реликтов его более ранней генерации. Это согласуется с ранее полученными данными³ о том, что в раннем жильном кварце температура гомогенизации псевдопервичных и первичных включений варьирует от 230 до 400 °С, концентрация солей — от 2.1 до 17 мас. %-экв. NaCl.

Важную информацию об эволюции температурных условий минералообразования дает изучение структур распада твердых растворов в самородном золоте в фукситовых прожилках. Температура распада первичного твердого раствора Au-Ag-Cu с содержанием Cu около 25 ат. % составляет примерно 220 °С (Онищенко, Кузнецов, 2022). Видимо, оценка нижнего предела температуры формирования самородного золота может быть распространена на золото любого состава, локализующегося в фукситовых прожилках. Таким образом, золотофукситовые прожилки формировались при заметно более высокой температуре, чем основная часть прожилков кварц-альбитового состава.

Заключение

В истории развития гидротермальных процессов на месторождении Чудное нами рассмотрены закономерности формирования фукситсодержащих кварц-альбитовых прожилков, в образовании которых выделяются две стадии. На первой стадии были сформированы золотофукситовые прожилки. Температура отложения золота в фукситовых прожилках превышала 220 °С. На второй стадии развивались кварцевые и кварц-альбитовые прожилки, выполняя вновь образованные трещины, а также накладываясь на золотофукситовые прожилки. Кварц-альбитовый жильный материал выполняет центральные части комбинированных прожилков и цементирует обломки (ксенолиты) фуксита. При этом в некоторых случаях часть золота переотлагалась и фиксировалась не только в фукситовой, но и кварц-альбитовой части прожилков. В целом температура гидротермальных процессов с течением времени снижалась. Температура гомогенизации флюидных включений в жильных минералах кварц-альбит-алланитовых или гематит-кварц-альбит-алланитовых прожилков в основном заключена в интервале 96—168 °С. В этих условиях формировались и переотлагались алланит, апатит, монацит, ксенотим, молибдошеелит, происходила перекристаллизация фуксита.

1. Борисенко А. С. Изучение солевого состава растворов газово-жидких включений в минералах методом криометрии // Геология и геофизика. 1977. № 8. С. 16—27.

2. Кузнецов С. К., Тарбаев М. Б., Соболева А. А. Минералого-геохимические особенности золотофукситовых прожилков в риолитах хребта Малдынырд // Сыктывкарский минералогический сборник № 28. Сыктывкар, 1999. С. 146—154.

3. Кузнецов С. К., Онищенко С. А. Золотоносность локальных участков метасоматического изменения риолитов месторождения Чудное (Приполярный Урал) // Вестник Ин-та геологии Коми НЦ УрО РАН. 2018. № 12. С. 39—45. DOI:https://doi.org/10.19110/2221-1381-2018-12-39-45

4. Моралев Г. В., Борисов A. B., Суренков C. B., Нагаева С. П., Тарбаев М. Б, Кузнецов С. К., Онищенко С. А., Ефанова Л. И. Соболева А. А. Распределение и формы нахождения редкоземельных элементов на Au-Pd-REE-рудопроявлениях Чудное и Нестеровское (хребет Малдынырд, Приполярный Урал) // Геохимия. 2005. № 11. С. 1175—1195.

5. Онищенко С. А., Кузнецов С. К. Палладий-золотосульфидная минерализация в андезитах на месторождении Чудное (Приполярный Урал) // Вестник Ин-та геологии Коми НЦ УрО РАН. 2019. № 6. С. 20—27. DOI:https://doi.org/10.19110/2221-1381-2019-6-20-27

6. Онищенко С. А., Онищенко Л. В., Ефанова Л. И., Артеева Т. А. Золоторудное месторождение Чудное на Приполярном Урале // Геология и минеральные ресурсы Европейского Северо-Востока России: Материалы XVI съезда Республики Коми. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2014. Т. III. С. 172—175.

7. Онищенко С. А., Кузнецов С. К. Распад твердого раствора в системе Au-Ag-Cu в богатой золотом области // Геохимия. 2022. № 7. С. 639—654. DOI:https://doi.org/10.31857/S0016752522060061

8. Онищенко С. А., Кузнецов С. К. Самородное золото Au-Pd-месторождения Чудное (Приполярный Урал, Россия) // Геология и геофизика. 2023. № 2. С. 233—254. DOI:https://doi.org/10.15372/GiG2022122

9. Тарбаев М. Б., Кузнецов С. К., Моралев Г. В., Соболева А. А., Лапутина И. П. Новый золотопалладиевый тип минерализации в Кожимском районе Приполярного Урала (Россия) // Геология рудн. месторождений. 1996. № 1. С. 15—30.

10. Шумилов И. Х., Остащенко Б. А. Минералого-технологические особенности Au-Pd-TR-оруденения на Приполярном Урале. Сыктывкар: Геопринт, 2000. 104 с.

11. Bodnar R. J., Vityk M. O. Interpretation of microterhrmometric data for H2O-NaCl fluid inclusions. Fluid inclusions in minerals: methods and applications. Pontignano: Siena. 1994. pp. 117—130.

12. Palyanova G., Murzin V., Borovikov A., Karmanov N., Kuznetsov S. Native gold in the Chudnoe Au-Pd-REE deposit (Subpolar Urals, Russia): Composition, minerals in intergrowth and genesis. Minerals. 2021. v. 11. 451.