Кимпеченское месторождение

Проведенные структурные исследования в пределах рудного поля Кимпиче  позволяют выделить основные этапы  формирования его структуры. На ранних стадиях происходит образование  брахиформной концентрической складчатости в условиях субширотного сжатия и  вертикального растяжения. Возникают  соскладчатые взбросы и надвиги, которые ограничивают коробчатый свод Имтанджинской горст-антиклинали. На более поздних стадиях формирования складчатости, в условиях сохраняющегося субширотного сжатия, происходит переориентация оси максимального растяжения в  горизонтальное направление, что связано  со значительной нагрузкой вышележащих  пород в ядре антиклинали, препятствующих деформации в поперечном сечении [Гзовский, 1975]. Вследствие этого образуются системы диагональных сдвигов, косо ориентированных по отношению к оси Имтанджинской антиклинали. Выделяется три стадии формирования зоны левосдвиговых деформаций в сохраняющемся поле напряжений. На начальной стадии сдвиговых деформаций в зоне рудовмещающего разлома образуются «опережающие» структуры, такие как эшелонированные трещины отрыва, выполненные жилами кварцевого состава с вкрапленностью пирита, арсенопирита. В дальнейшем в зоне разлома формируется магистральный шов, представленный кулисовидными зонами дробления, выполненными кварц-сидеритовой минерализацией. На заключительной стадии формируются оперяющие структуры в зоне рудовмещающего разлома: северо-западные левые и северо-восточные правые сдвиги, и одна система крутопадающих трещин отрыва, ориентированных поперек складки в субширотном направлении.

Глава 4. Вещественный состав руд

4.1 Минеральный состав  руд

Месторождение Кимпиче характеризуется  относительно простым минеральным  составом. Рудные тела сложены, главным  образом, сидеритом и блеклой  рудой. К второстепенным рудным минералам  относятся галенит, халькопирит, пирит; редкие рудные минералы: самородные серебро  и медь, сфалерит, пирит, арсенопирит, антимонит. Количество рудных минералов  в жилах на отдельных участках достигает 30%, составляя в среднем  около 1%. Второстепенные жильные минералы представлены кварцем, анкеритом. Руды месторождения интенсивно окислены. Среди гипергенных минералов  резко преобладают гидроксиды железа. Постоянно встречаются малахит, азурит, делафоссит, гематит. Минералами-концентраторами  серебра на месторождении являются блеклые руды и самородное серебро.

Блеклые руды распространены по всей площади месторождения, формируют  многочисленные гнезда, линзы, пунктирные прожилки и вкрапленность в сидеритовых  жилах. Состав блеклых руд на большей  части территории отвечает серебросодержащему железистому тетраэдриту, однако, на площади рудного узла представлены практически все члены ряда тетраэдрит-теннантит  как цинковые, так и железистые, а также фрейбергит. Содержания серебра  в блеклых рудах в среднем  составляют 5-7%.

Самородное серебро встречается  в виде микровключений внутри зерен  блеклой руды, а также в виде более крупных выделений в  агрегате гипергенных минералов. В  составе серебра выявлены примеси  ртути, железа, меди, сурьмы, что позволило  отнести самородное серебро к  гипогенным минералам, поскольку гипергенное  самородное серебро, как  правило, свободно от примесей [Двуреченская, 2001].

4.2 Стадийность минералообразования

Последовательность минералообразования  на месторождении установлена на основании документации горных выработок, скальных обнажений, изучения штуфов, прозрачных и полированных шлифов. Основными критериями при определении  последовательности минералообразования  являются: наличие пересечений агрегатов  ранних стадий минералообразования  поздними; наличие обломков образований ранних стадий в минеральных агрегатах поздних; метасоматическое замещение ранних минералов поздними. Особенностью жильно-прожилковой минерализации, обусловившей сложность расшифровки временных взаимоотношений, является локализация разностадийных образований в одних и тех же с труктурах. В связи с этим пересечения жил и прожилков редки, в то же время широко развиты процессы брекчирования, телескопирования и метасоматических замещений.

На месторождении выделено восемь стадий минералообразования, образованных в два этапа (рис.4). Каждому из выделенных этапов минералообразования  соответствуют этапы развития структуры  месторождения. Продуктивная минерализация  образовалась в течение серебро-блеклорудной стадии минералообразования.

В первый этап выделяются стадии белого и серого кварца. Формирование минеральных  ассоциаций происходило одновременно с образованием складчатости в условиях субширотного сжатия и вертикального  растяжения. В результате складкообразования минеральные агрегаты данного этапа  подверглись динамометаморфизму и  полностью перекристаллизованы. В  эти стадии образовывались прожилки белого и серого кварца, распространенные, но относительно маломощные. В зальбандах редких прожилков белого кварца встречаются  единичные мелкие (≤ 0.5мм) зерна пирита.

Ко второму этапу отнесены 6 стадий: гребенчатого кварца, кварц-пиритовая, кварц-арсенопиритовая, кварц-сидеритовая, сфалерит-галенитовая, серебро-блеклорудная. В отличие от минеральных образований  первого этапа минеральные агрегаты этого этапа неперекристаллизованы. Образование минеральных ассоциаций второго этапа сопоставляется с  формированием левосдвиговой зоны. Так, минеральные агрегаты стадии гребенчатого кварца, кварц-пиритовой и кварц-арсенопиритовой  стадий выполняют эшелонированные  жилы начальной стадии формирования сдвиговой зоны. Формирование кварц-сидеритовой  ассоциации отвечает стадии формирования основного магистрального шва, а  поздние галенит-сфалеритовая и  серебро-блеклорудная ассоциации представлены в структурах оперения.

Наибольшим распространением пользуются образования кварц-сидеритовой стадии, выполняющие основной объем жил  и прожилков. Минеральные агрегаты стадии слагают жилы мощностью до 30 – 40 см, которые часто бывают окружены зонами тонких (1 – 20 мм) прожилков. Основной объем жил и прожилков сложен крупнокристаллическим сидеритом, в котором лишь изредка отмечаются отдельные кварцевые кристаллы. Минеральные образования кварц-сидеритовой  стадии устанавливаются в прожилках  и в наиболее просто построенных  участках жил в зальбандах и вокруг обломков, где обычно отмечается кварцевая  кайма мощностью 1 – 20 мм. Здесь кварц  отлагается одновременно с сидеритом, и между ними возникают индукционные поверхности. Кварц-сидеритовые прожилки часто пересекают крупнокристаллические  сидеритовые жилы.

В сфалерит-галенитовую стадию выделены многочисленные линзы и пунктирные прожилки крупнокристаллического галенита, метасоматически развивающиеся  по сидеритовым жилам, на рудопроявлении Скрытное. Сфалерит установлен на юго-восточном  фланге рудной зоны 1, где его замещает цинковая блеклая руда, единичные  зерна отмечаются в центральной  части рудной зоны 1 и на рудопроявлении Скрытное.

Продуктивная минерализация отлагается в ходе серебро-блеклорудной стадии, когда формируются многочисленные гнезда, линзы, пунктирные прожилки и  вкрапленность блеклой руды. Выделения  блеклой руды встречены только в  пределах сидеритовых жил. В крупных  жилах она приурочена преимущественно  к призальбандовым участкам или  к субпараллельным зальбандам трещинам. Все гнезда, линзы и прожилки блеклой руды сформированы метасоматическим путем в результате замещения сидерита. В конце стадии образовались немногочисленные линзы и гнезда халькопирита, также наложенные на сидеритовые жилы. В отдельных участках отмечаются халькопирит-тетраэдритовые гнезда с преобладанием того или иного минерала.

4.3. Рудная зональность

В распределении рудной минерализации  Кимпиче-Берелехского рудного узла установлена латеральная зональность. Зональность проявлена как в  распределении минеральных ассоциаций и отдельных минералов, так и  в составе блеклых руд.

В составе серебро-блеклорудной ассоциации от центра месторождения в северном направлении значительно возрастает роль халькопирита: от единичных прожилков  до 5%. В этом же направлении значительно  увеличивается роль кварц-пиритовой  и кварц-арсенопиритовой ассоциаций. В центральной части месторождения  встречаются единичные реликтовые зерна пирита и арсенопирита, тогда  как на рудопроявлении Верхнеберелехское  их количество достигает первых процентов.

Галенит-сфалеритовая ассоциация установлена  в восточной части месторождения, на юго-западном фланге рудной зоны 1 и  рудопроявлении Скрытное. На юго-западном фланге рудной зоны 1 она развита  ограниченно и представлена, главным  образом, сфалеритом. Галенит здесь  устанавливается только предположительно по вторичным изменениям. На рудопроявлении Скрытное ситуация обратная: здесь  отмечается широкое развитие галенита, тогда как сфалерит установлен только в протолочных пробах. В восточной  части месторождения их количество примерно одинаково.

Скрытая латеральная зональность  проявлена в составе блеклых  руд, в соотношении изоморфно  замещающих друг друга элементов: Сu-Ag, Fe-Zn, Sb-As. В целом, в пределах рудного  узла наблюдается тенденция к  уменьшению содержаний серебра от центральных  частей узла к периферии. Исключением  является наличие фрейбергита на рудопроявлении Верхнеберелехское. В  распределении железистости-цинковости блеклых руд наблюдается, хоть и  менее отчетливо, та же тенденция: содержание железа уменьшается, а содержание цинка, соответственно, увеличивается в  направлении от центра к периферии.

4.4 Минералого-геохимические  особенности руд

Для определения возможных условий  рудообразования были изучены изотопный  состав серы сульфидов (блеклой руды, а также пирита, халькопирита, галенита) изотопный состав углерода и кислорода  главного жильного минерала месторождения  – сидерита. Для оценки температур и давлений при формировании руд, определения состава гидротермальных  растворов было проведено изучение газово-жидких включений.

Изотопный состав серы изучался в  монофракциях блеклой руды, халькопирита, пирита. Анализ проводился по стандартным  методикам. Изотопный состав серы сульфидов  ранних ассоциаций второго этапа  минералообразования характеризуют  значения d³⁴>S пиритов кварц-пиритовой ассоциации. Значения d³⁴S пиритов составляют +1,1 – +6,7‰. Величины d³⁴S сульфидов поздних минеральных ассоциаций: сфалерит-галенитовой, серебро-блеклорудной несколько  ниже, общий диапазон значений невелик. d³⁴S галенита составляет -3,2 – +1,2‰; халькопирита -0,5 – -0,6‰; блеклой руды -3,8 – +1,3‰. Полученные данные не противоречат гипотезе о присутствии магматогенной составляющей в составе гидротермальных растворов.

Изотопный состав углерода и кислорода  позволяет разделить изученные  карбонаты на две группы. Первой отвечают значения δ¹³C между –7,5 и –3,2‰ и δ¹⁸O_(SMOW) от+11 до +20,5‰, второй - значения δ¹³C от –1 до +2,8‰ и δ¹⁸O_(SMOW) от +17 до +23‰. Для первого типа источники углерода карбонатов, вероятно, магматогенные, источники кислорода смешанные. Для второго типа – источниками углерода могут являться осадочные карбонатные породы кембрийско-девонского структурного этажа, источниками кислорода являются активизированные формационные или океанические воды.

Проведен анализ газово-жидких включений  в кварце с целью определения  характера солености флюидов  и оценки давления рудообразования (аналитик С.Г. Кряжев). Изучение индивидуальных флюидных включений в кварце проводилось  с использованием универсальной  криотермокамеры по общепринятой методике. Анализ полученных данных показывает, что растворы, формирующие ранние дорудные ассоциации, характеризуются  относительно невысокой соленостью, 11-20 мас.% NaCl_экв. и хлоридно-натриевым составом, повышенными содержаниями углекислого газа (до 3-4 моль.%). Температуры гомогенизации колеблются от 150 до 240?С (средняя 200?С). Давление, оцененное по диаграммам состояния системы H₂O-CO₂-NaCl и по плотности СО₂  при 150-240°С составляет 0,6-1,5 кбар. Растворы, из которых происходило отложение основного жильного выполнения, характеризуются повышенной соленостью 26-35 мас.% NaCl_экв. Состав растворов – хлоридно-кальциевый и хлоридно-натриевый. Температуры гомогенизации варьируют от 185 до 240° С. Минимальное давление образования включений, определенное по разнице между температурами частичной (газ—жидкость) и полной (растворение галита) гомогенизации, составляет 200-400 бар при 210-240°С.

Руды месторождения Кимпиче  отличаются от руд других серебряных месторождений Верхоянской провинции  относительно простым минеральным  составом и специфической геохимической  ассоциацией. Главными рудными минералами на месторождении являются блеклые  руды различного состава, а галенит-сфалеритовая ассоциация проявлена в значимых количествах лишь на флангах рудного  поля, но и там суммарное количество этих минералов значительно уступает блеклым рудам. Серебро-сурьмяные  и серебро-свинцовые сульфосоли, характерные для Мангазейского  месторождения, месторождения Прогноз, здесь не развиты. В составе жильных  минералов на месторождении Кимпиче  преобладает сидерит, значительно  меньше развит кварц, что объединяет его с большинством серебряных объектов Верхоянья. В геохимическом поле месторождение Кимпиче проявлено  положительными аномалиями серебра, меди, сурьмы, висмута, установлена отрицательная  корреляция серебра с  цинком, свинцом, что отличает месторождение Кимпиче от других серебряных месторождений Верхоянья.

С целью сравнения минералого-геохимических  особенностей руд месторождения  Кимпиче с таковыми на других серебряных месторождениях Верхоянья, нами были рассмотрены данные о составе блеклых руд из основных серебряных месторождений и рудопроявлений Верхоянской металлогенической провинции, как олово-серебряных, так и серебро-свинцовых, и предполагаемых месторождений-аналогов Северной Монголии (Асхатин, Толбонур), а также колчеданно-полиметаллических месторождений как Северо-Востока России, так и Юго-Восточного Алтая (рис. 5).