Разные поколения

Человеческая история отсчитывается эрами, тысячелетиями, веками...

Геологическая измеряется своими величинами, несравненно более продолжительными: эрами, периодами, эпохами, веками.

Образование руд также охватывает протяженные отрезки времени.

Геологи выделяют металлогенические эпохи, давшие начало многим месторождениям, часто непохожим на образования других эпох. Более кратковременные периоды формирования обстановок, благоприятных для возникновения месторождений - этапы. Они отличаются друг от друга временем проявления, геологическими условиями и характерными чертами оруденения. Существуют месторождения, образовавшиеся в течение одного, двух, а порою и более этапов. И, наконец, этап рудообразования разделяется на ряд стадий. Каждая из них характеризуется определенным, отложенным на данной стадии, комплексом минералов (Н. В. Петровская так и назвала его "одностадийным минеральным комплексом"). Он может быть представлен одной минеральной ассоциацией - сообществом минералов, - или рядом таких сообществ, отлагавшихся последовательно по мере изменения физико-химической обстановки. Каждая такая ассоциация (парагенезис) минералов выделяется по общности сонахождения и одинаковым или близким условиям их возникновения в один и тот же отрезок времени.

Длительное время существовали представления об одноактном отложении золота в одну самостоятельную, позднюю, стадию рудного процесса. Если бы это отвечало истине, речь золотинок свелась бы к единственной фразе: "Мы здесь, а сколько нас - узнаете, добыв и переработав руду".

Не выделяется ли золото на всем протяжении рудного процесса, как думает ряд исследователей?

Установлено, что золото отлагается из растворов в достаточно узком диапазоне температур и кислотно-щелочных условий, что и предопределяет его связь с ограниченным числом сообществ - продуктивных (золотоносных) минеральных ассоциаций.

А раз так - золотинки могут оказаться хорошими проводниками по рудным телам и рудоносным площадям.

Н. В. Петровская выделяет для золоторудных месторождений достаточно однотипные периоды минералообразования, отвечающие представлениям о стадийности рудного процесса.

Исследователи многих конкретных месторождений золота выделяют две или большее число продуктивных на золото рудных стадий, отмечая для каждой из них смену минеральных сообществ, свидетельствующую о кислотно-щелочной эволюции рудоносных растворов и периодичности этих изменений.

Соответственно, самородное золото может быть связано с несколькими продуктивными минеральными сообществами, относящимися к разным или одной и той же стадии.

Изучение минеральных сообществ самородного золота показало, что оно выделялось в основном в завершающие стадии рудного процесса, позднее, чем кварц, и лишь в малоглубинных месторождениях - одновременно с ним. Однако часть самородного золота - в одних месторождениях незначительная, в других, напротив, подавляющая, отлагалась в раннюю рудную стадию одновременно с пиритом и арсенопиритом.

Научиться различать золото, связанное с разными стадиями рудного процесса, - значит получить в руки чуткий инструмент, помогающий расшифровывать шаг за шагом историю формирования месторождения.

Чтобы выявить закономерные различия самородного золота, отлагавшегося на разных стадиях рудообразования, следовало предварительно посмотреть, в какой степени меняются его особенности в минеральных сообществах одной и той же стадии рудного процесса. Надо было знать, насколько похожи друг на друга золотинки одного поколения, а затем уже искать их отличия от частиц, родившихся в другое время.

Оказалось, что золото ранней рудной стадии представлено в основном невидимками и карликами - тонкодисперсными, пылевидными и весьма мелкими частицами, носителями которых являются в основном сульфиды ранних генераций.

О раннем (более старшем) поколении золотинок можно заключить, что в подавляющем большинстве случаев на одном и том же месторождении они характеризуются близкими особенностями строения и состава. Исключения составляют месторождения, где в раннюю рудную стадию отлагалось несколько разновременных минеральных сообществ, несущих золотинки.

Подобно семье, где дети различаются не только по возрасту, и золотинки одного поколения имеют присущие им черты, сохраняя, однако, нечто общее - семейное сходство.

Самородное золото, отлагавшееся в поздние рудные стадии, отличается меньшим постоянством признаков.

Есть месторождения, где в пределах одной стадии - поколения мирно уживаются с карликами и золотинками среднего роста невидимки и гиганты. Однако преобладают месторождения, в которых пределы колебаний крупности золотин гораздо меньше. Среди глубинных образований известны руды с преимущественным развитием золотин средней крупности или пылевидного и мелкого золота на поздних стадиях рудного процесса; напротив, в большом числе малоглубинных месторождений в поздних сообществах золотинки крупнее 1 мм встречаются редко.

Размеры золотинок одного поколения существенно зависят от того, претерпели они метаморфизм или нет.

В неметаморфизованных рудах распределение частот встречаемости золотинок различной крупности, принадлежащих к одному поколению, можно представить в виде кривой с одним "пиком" - максимумом. Дополнительные максимумы появляются, если рассматривать совместно золотинки одного поколения, взятые как из неизмененных, так и из преобразованных руд.

Самородное золото, отлагавшееся в составе минеральных ассоциаций одной стадии рудного процесса, обычно обладает одинаковым комплексом форм. Среди них различаются преобладающие и сопутствующие им.

Более однозначными признаками отложения самородного золота в течение одной и той же стадии рудного процесса служат особенности состава и строения золотинок.

На месторождении для золотинок, относящихся к одному поколению, типично нормальное распределение содержаний в них серебра, а также ряда других примесей, главным образом свинца, сурьмы, висмута, железа. Это значит, что на диаграмме, где по вертикальной оси отложены частоты встречаемости определенных содержаний, а по горизонтальной - содержания примесей, распределение примет вид достаточно симметричной кривой с одним максимумом. Исключения из этой закономерности наблюдаются достаточно редко, несколько возрастая в числе от глубинных к малоглубинным месторождениям.

Распределение содержаний меди, по-видимому, вследствие того, что форма ее вхождения в самородное золото может быть двойственной - в виде изоморфной примеси в кристаллической структуре и дисперсных включений собственных минералов меди, нередко оказывается с двумя максимумами даже в золотинках одного поколения.

Средние содержания малых примесей в золоте одного поколения, так же как и серебра, часто не имеют значимых различий, однако это носит характер четко выраженной тенденции, но не закономерности. Что касается концентраций серебра, то закономерность существует, но ее нарушают такие явления как метаморфизм, местные изменения условий рудообразования и т.п.

Имеется тенденция равенства содержаний элементов-примесей в золотинках одного поколения.

Наибольшим постоянством характеризуются содержания серебра и проба золота в месторождениях больших глубин.

Некоторые вариации состава и внутреннего строения золотинок-ровесниц наблюдаются опять-таки в местах проявления внутри- и послерудных преобразований.

Если подобные изменения происходят в контактовом ореоле крупного магматического тела, проба золота всего поколения повышается. Если же прогрев местный, например, в зоне проникновения новых порций горячих глубинных растворов, изменения пробы большей частью проявляются нерезко и захватывают только отдельные золотины или все золото, но в ограниченных участках. Средняя проба в таком случае отличается от средней пробы неизмененного золота для месторождения в целом.

В условиях средних глубин вариации состава золотинок одного поколения в местах метаморфических преобразований бывают заметнее.

В месторождениях малых глубин золото поздних поколений так же, как правило, не очень изменчиво. Однако отклонения от стандарта, свойственного поколению, наблюдаются чаще.

Характерный пример. Видимые золотинки в малоглубинном месторождении связаны с двумя продуктивными стадиями. В первой они отлагались в составе золото-халькопирит-блеклорудной, во второй - золото-сфалерит-теллуридной минеральной ассоциации. Проба золотинок первого поколения в среднем 850 (размах колебаний 750-910), а второго - 710 (500-750). Средняя проба золота, испытавшего в разной степени проявленные гидротермальные и контактовые метаморфические преобразования, составляет соответственно 900 и 750 при максимальных значениях 940 и 800.

Отклонения от средних значений содержаний ряда элементов-примесей - меди, сурьмы, мышьяка и других - также отмечены в интенсивно метаморфизованном золоте.

Внутренняя структура золотинок одного поколения в сообществах поздних рудных стадий характеризуется одинаковыми особенностями. Это подтверждено наблюдениями даже над наиболее неоднородными по строению выделениями самородного золота малоглубинных месторождений.

Еще более однотипны структуры золотинок одного поколения в глубинных и среднеглубинных месторождениях.

Сколько-нибудь заметные различия структуры выделений золота одной генерации встречались, когда можно было прийти к заключению об изменении условий отложения минералов или о послекристаллизационных преобразованиях.

Таким образом, для золотинок одного поколения, раннего или позднего, смотря по времени его формирования в рудах, типичны одинаковая средняя проба, ее нормальное распределение; одномодальное (с одним максимумом) распределение других примесей и часто - равенство их средних содержаний, идентичные или весьма близкие внутренние структуры.

Однако самородное золото, отлагавшееся в составе минеральных ассоциаций одной стадии рудного процесса, характеризуется и некоторой изменчивостью. Вариации особенностей золотинок обусловлены внутри- и послерудными изменениями, неоднократным отложением золота на протяжении одной стадии, местными изменениями условий рудообразования.

Особенности самородного золота, связанного с разными стадиями рудного процесса, объясняются неодинаковыми условиями кристаллизации и последующими преобразованиями.

Известные прежде признаки разновременного образования самородного золота были немногочисленными. Предполагалось, что для ранней рудной стадии всегда типично равномерное распределение золота в сульфидах. Однако A. M. Гаврилов доказал, что образованное одновременно с ранними пиритом и арсенопиритом субмикроскопическое золото сосредоточено в центральных частях кристаллов сульфидов. Содержания золота закономерно понижаются к периферии кристаллов в результате быстрого падения концентрации золота в растворах во время кристаллизации сульфидов. Также неравномерна золотоносность сульфидов и в целом на месторождениях - она убывает по мере удаления от так называемых рудоконтролирующих геологических структур - зон смятия, разломов и т.п., с которыми связано оруденение. Такие признаки, как укрупнение раннего золота при выделении в тех же участках более поздней золотой минерализации, обрастание поздним золотом кварцево-золотых агрегатов ранней рудной стадии, наблюдаются далеко не всегда.

В чем же проявляются различия золота разных поколений? Для видимых золотинок разного возраста обычны определенные пределы колебаний крупности. Так, для одного малоглубинного месторождения размеры золотинок ранней стадии изменяются от 0,001 до 0,05 мм, а поздней - от 0,04 до 0,3 мм. На другом месторождении золотины первого поколения имеют размеры 0,03-2,5 мм, второго - 0,01-0,2, редко до 1 мм. Но бывают случаи, когда пределы колебаний крупности одинаковы. Различия заключаются в распределении частот встречаемости золотинок определенных размеров: например, для первого поколения наибольшее число частиц (пик на кривой распределения) попадает на 0,06 мм, а для второго поколения - на 0,12 мм.

Золотинки, отлагавшиеся на разных стадиях рудного процесса, отличаются также по своей морфологии - иногда существенно, а порой различия состоят лишь в преобладании тех или иных форм.

Увидев одну золотинку, мы не решимся на основании только размеров и формы отнести ее к определенному поколению. А особенности крупности и морфологии небольшого скопления золотин уже могут служить хотя не однозначным, но дополнительным признаком при изучении стадийности образования минералов.

Более явные различия обнаруживает состав золотинок. Академик А. Е. Ферсман отмечал тенденцию очищения золота от примесей по мере перехода от ранних генераций к поздним. Впоследствии этот вывод подтвердился для ряда месторождений. Однако установлены случаи и обратной закономерности. Известно также, что изменение пробы во времени происходит далеко не всегда.

В месторождениях с невысокими (не более 5%) содержаниями сульфидов проба золота обычно понижается в золотинках позднего поколения или изменяется незакономерно в зависимости от состава минеральных сообществ, с которыми золото связано.

Возрастание пробы золота от ранних его генераций к поздним отмечалось преимущественно в месторождениях с повышенными содержаниями сульфидов, концентрирующих серебро, и в месторождениях с развитием поздних, содержащих теллуриды, продуктивных минеральных сообществ.

В месторождениях, где формирование оруденения протекало в два различных этапа, золотинки, связанные с последним из них, обычно имеют более низкую пробу. Это объясняется тем, что во всех изученных до сих пор случаях оруденение второго этапа формировалось в менее глубинных условиях. Однако не исключена возможность образования высокосеребристого золота и в глубинных условиях, если количество серебра в рудоносных растворах будет достаточно большим.

Сопоставление пробы самородного золота, связанного с минеральными сообществами разных стадий рудного процесса, показало, что, в каком бы направлении ни изменялась проба, средние ее значения, как правило, имеют статистически значимые различия.

Распределение серебра в золотинках, относящихся к двум или более стадиям рудного процесса, не соответствует нормальной модели.

Комплекс и содержание малых элементов-примесей в золоте различных стадий рудоотложения в месторождениях больших и средних глубин в некоторых случаях существенно не различаются. Это особенно характерно для месторождений, в которых минеральный состав в течение всего процесса рудообразования оставался одинаковым или близким. Известны обширные золотоносные провинции с очень однообразной минерализацией. Один этап рудообразования от другого практически не отличается по вещественному составу золоторудных месторождений, а других руд на этих территориях нет. Естественно, что и элементы-примеси в золотинках разных этапов, а тем более отдельных стадий одного этапа, не различаются.

В других районах в глубинных месторождениях, где различия примесей в разновозрастном золоте существуют, они обычно заключаются в появлении в позднем золоте элементов, характерных для простых и сложных сульфидов (сульфосолей), реже - теллуридов - цинка, сурьмы, теллура, и в повышенных содержаниях свинца.

Напротив, в средне- и малоглубинных месторождениях золотинки различных стадий заметно отличаются по составу примесей и их содержаниям: наличию или отсутствию ртути, мышьяка, марганца, цинка, средним содержаниям этих элементов, свинца, сурьмы.

Там, где формирование оруденения было многостадийным, распределение содержаний некоторых элементов, входящих в золотинки, в виде тонких минеральных примесей (свинец, висмут и др.), не подчиняется нормальному и логнормальному законам, так как происходит искусственное объединение различных распределений. Кривая распределения содержаний получается с несколькими максимумами.

Еще более отчетливо эта тенденция прослеживается при двухэтапном формировании золотого оруденения.

Следовательно, особенности состава примесей в самородном золоте нередко могут служить показателями его многократного отложения в рудах. Но в целом эти признаки несут меньше сведений, чем распределение содержаний серебра.

Структура выделений самородного золота, отлагавшегося на разных стадиях рудного процесса, как правило, хорошо различается по ряду признаков - зернистости, зональности, проявлениям послекристаллизационных преобразований.

Особенно четко своеобразие внутренних структур и взаимоотношения выделений разновозрастных золотинок устанавливаются в месторождениях, где разные поколения образуют как самостоятельные рудные тела, так и руды, сложенные сообществами минералов нескольких стадий.

На целом ряде месторождений позднее золото нередко нарастает на ранние золотинки, образуя сплошные или прерывистые зоны. При этом более ранние низкопробные выделения в малоглубинных месторождениях имеют нетипичные для них незональные или прерывисто зональные структуры и неоднородное строение. В них отмечены обособления другого состава, обычно весьма высокопробные в виде дендри-тов, округлых и неправильных частиц.

Широко распространено опережающее растворение более раннего золота по его ослабленным участкам - границам зон роста, межзерновым границам, - с последующим отложением позднего золота в образовавшихся полостях (рис. 35).

Рис. 35. Выделение позднего более низкопробного зонального золота (темно-серое) по зонам роста раннего золота (белое), сохранившимся в виде фрагментов (серое). Полированный срез, протравленный раствором хромового ангидрида в соляной кислоте. Увел. 130

Другой вид взаимоотношений золотинок разных поколений - выделение позднего золота по межзерновым промежуткам в дезинтегрированных агрегатах раннего (см. рис. 25). В нем вдоль границ с поздним золотом нередко образуется узкая зона промежуточного состава с расплывчатой внутренней и резкой наружной границами. Это можно объяснить диффузионным проникновением серебра из более серебристого позднего золота в раннее.

Иногда межзерновые промежутки дезинтегрированных золотин не целиком заполняются более поздним золотом: в них располагаются только отдельные зерна разной конфигурации.

Итак, многочисленные признаки позволяют отнести золотинки к одному или разным поколениям. Эти признаки были бы совсем точными, если бы на отдельных участках не вмешивались неожиданные явления - местные изменения условий образования минералов, метаморфизм... Они несколько усложняют расшифровку кода, записанного в золотинках, но, как мы потом убедимся, не могут помешать его прочтению.