книги из ГПНТБ / Шер, С. Д. Металлогения золота (Евразия, Африка, Южная Америка)

Они более древние, чем основные, и предшествуют оруденению. Ос­ новные дайки обычно послерудные, хотя встречаются указания на наличие дорудных (месторождение Гайка и Стамп в Южной Роде­ зии) и внутрирудных (месторождение Глоб-Феникс) даек основ­ ного состава.

Основные и кислые дайки рассекают смятые, рассланцованные и метаморфизованные эффузивные породы, а также частично пере­ крывающие их терригенные толщи. Вместе с тем нет оснований

Рис. 30. Размещение золоторудных полей и характер минерализации золотонос­ ных жил в рудном районе Гванда в Южной Родезии. По А. Э. Паупу.

рассматривать дайки в качестве наложенных, значительно оторванных во времени от эффузивной деятельности образований, по­ скольку нигде не упоминается о прорывании ими гранитоидных массивов.

Исходя из существенно плагиоклазового состава кислых даек и общей ассоциации эффузивных и жильных пород, наиболее ве­ роятно, что дайки и субвулканические тела кислого состава яв­ ляются продуктами дифференциации основной магмы, как это при­ нимает ряд исследователей для других древних щитов (Шер, 1972).

Таким образом, наиболее вероятно, что золоторудные месторо­ ждения Капско-Аравийского щита Африки, локализованные среди древних эффузивных толщ, генетически связаны с теми же глубин­ ными очагами основной магмы, которые дали эти толщи и сопро­ вождающие их жильные породы. Непременным условием форми­ рования золотоносности является, по-видимому, наличие наряду с основными вулканитами комагматичных с ними пород кислого состава.

140

А. Э. Пауп указывает на связь золотоносности Южной Родезии с гранитами, причем говорит о том, что месторождения размеща­ ются в 1,6 км в эндоконтакте и до 8—16 км в экзоконтакте. Он под­ черкивает, что месторождения формировались в уже застывшем граните после региональной складчатости, метаморфизма и завер­ шения интрузивной деятельности. В качестве доказательств связи золотого оруденения с гранитами им приводится «тесная связь ме­ сторождений золота с контактами гранитных тел, их общий состав, время формирования и т. д.»

1970), изучавшими золотоносный пояс Барбертон в ЮАР. На при­ мере очень небольшого месторождения Стейнсдорп (с общим коли­ чеством добытого золота около 70 кг) они считают, что золото первоначально выносилось из мантии в рассеянном виде с древ­ нейшими основными и ультраосновными породами, затем при их разрушении переотлагалось (возможно с участием биогенных про­ цессов) в туфах и далее концентрировалось в промышленные ме­ сторождения при гранитообразовании. Однако хотя карты, приве­ денные авторами, очень интересны, фактические данные для обос­ нования указанного генезиса золоторудных месторождений крайне скудные. Это только единичные (от 1 до 5) анализы отдельных

141

типов пород района, которые показали, что более высокие содер­ жания (до 0,075 г/т) золота характерны для туфов основного со­ става и метабазитов по сравнению с гранитами (менее 0,005 г/т). Процессы метаморфизма в районе не изучались. Р. П. Вильоен, оперируя литературными данными Р. Бойля, Ю. Г. Щербакова и других, часто интерпретирует их не вполне точно. Так, он ука­ зывает на то, что представления о связи золотого оруденения

сгранитами для докембрийских щитов основываются на аналогиях

сТихоокеанским поясом и Трансильванией, где такая связь якобы доказана. Вряд ли можно считать данный пример сколько-нибудь

удачным.

ЗОЛОТОНОСНОСТЬ МЕЗОХРОНА

К золотоносным провинциям мезохрона Африки наиболее опре­ деленно относится Южно-Африканская провинция, где главное зо­ лотое оруденение формировалось в протоплатформенных условиях. Прочие провинции отнесены к мезохрону с некоторой условностью, в основном как сформированные после образования зеленокамен­ ных ядер, но до развития типичных геосинклинально-складчатых систем.

Южно-Африканская провинция

Южно-Африканская провинция мезохрона соответствует пло­ щади развития протоплатформенного чехла нижнепротерозойской платформы. Чехол этот размещен на архейском фундаменте Транс­ ваальского массива, описанном выше как одна из провинций археохрона. Обнажается фундамент восточнее и севернее Южно-Аф­ риканской провинции (рис. 32). С юга последняя перекрыта более молодыми платформенными отложениями системы Карру (Р—Т), но оруденение в значительной части прослежено под этими отложе­ ниями. Значение провинции огромно, так как общее количество до­ бытого в ней золота составляет не менее 35 тыс. т, т. е. около по­ ловины всего золота, добытого за рубежом. Почти все это количе­ ство получено из одного гигантского, хорошо известного рудного поля Витватерсранд, относящегося к типу древних золотоносных конгломератов. Около 150 т золота добыто из коренных месторо­ ждений группы Пилгримсрест и десятки тонн — из отдельных не­ больших месторождений в других частях провинции.

Нижнепротерозойские отложения, в средней части разреза ко­ торых расположена система Витватерсранд, имеют суммарную мощность до 20 тыс. м и представлены наряду с конгломератами кварцитами и сланцами, отдельными горизонтами основных и кис­ лых эффузивов, а в верхней части разреза — также слоями доло­ митов и известняков.

Геологическое строение провинции определяется наличием муль­ дообразной синклинальной структуры, имеющей в поперечнике около 500 км и осложненной несколькими куполообразными зы-

142

ступами фундамента — Вредефортским, Кругерсдорпским, Хайдель­ бергским и другими (см. рис. 32). По сравнению с чехлом послерифейских платформ нижнепротерозойские протоплатформенные от­ ложения Витватерсранда значительно интенсивнее дислоцированы.

Рис. 32. Схема размещения золоторудных месторождений Южно-Африканской провинции и ее обрамления. Геологическая основа по карте А. Л. Дю Тойта схе­ матизирована. Отложения систем Ватерберг и более молодых, частично перекры­ вающие бушвельдский массив, сняты. Месторождения золота и платины по карте полезных ископаемых Государственного атласа ЮАР.

1 — горизонтально залегающие палеозойские и более молодые отложения; 2 — отложения Трансваальской системы; 3 — отложения системы Вентерсдорп и Витватерсранд, 4 —граниты и гнейсы архейского фундамента; 5 — площади, сложенные зеленокаменными породами в пре­

143

Они разбиты многочисленными разломами, сопровождаемыми приразломной складчатостью.

Характерна также значительная интенсивность магматической деятельности. Вся центральная часть синклинальной структуры выполнена образованиями бушвельдского магматического комп­ лекса— огромным стратифицированным интрузивом, сложенным породами от ультраосновных до гранитоидов. Описанию бушвельд­ ского комплекса посвящена специальная весьма обширная литера­ тура. Время формирования комплекса определяется интервалом

1830—2100 млн. лет.

Наряду с Бушвельдским интрузивом в пределах провинции рас­ пространены многочисленные интрузивные породы, частично пред­ ставляющие собой корни эффузивных покровов.

В пределах Южно-Африканской провинции известны следующие типы золотого оруденения:

1) древние золотоносные конгломераты, давшие главное коли­ чество золота. Они приурочены ко всем четырем системам протоплатформенного чехла, но резко сконцентрированы в свите МейнБёрд;

2)согласные кварц-сульфидные жилы и золотоносные зоны окварцевания в доломитах Трансваальской системы (рудный район Пилгримсрест);

3)проявления золотой минерализации в интрузивных породах бушвельдского комплекса: в Рифе Меренского — платиновом ме­ сторождении типа магматической сегрегации, где содержание золота по разным данным составляет от 0,1 до 5 г/т, в медно-нике­ левых рудах (содержание золота 0,67 г/т — «Nickel-copper occu­ rence...», 1935), в виде магматической сегрегации в крупнокри­ сталлическом габбро (месторождение Вайкраал, по В. Эммонсу).

М ест орож ден и е В и т ват ерсран д

Месторождение-гигант Витватерсранд, разрабатывающееся с 1886 г., дало к 1972 г. около 30 тыс. т золота. Слои золотоносных конгломератов, из которых главными являются Мейн-Риф, Мейн- Риф-Лидер, Сауз-Риф, Карбон-Лидер и другие, в основном сосре­ доточенные в свите Мейн-Бёрд, прослежены по простиранию при­

начаты разработки. Слои конгломератов здесь падают к югу, в верхней части под углами до 70—80°, в нижней-—25—30°. Они отработаны до глубины более 3000 м. К востоку от Центрального Ранда находятся участки Восточный Ранд и Хейдельберг, а к за­ паду— Дальний Западный Ранд, Клерксдорп, Одендалсрест. В по­ следнем нижнепротерозойская толща перекрыта горизонтально за­ легающими отложениями системы Карру мощностью более 300 м.

Конгломераты Витватерсранда характеризуются почти исклю­ чительно кварцевым составом галек, которые составляют около

144

70%. Гальки, как правило, безрудные. Цемент, несущий главное зо­ лотое и урановое оруденение, имеет сложный состав, несколько различный в разных слоях конгломератов. В цементе преобладают кварц, серицит, хлорит, пирофиллит, пирит; в меньшем количестве встречаются другие рудные, а также акцессорные минералы гранитоидов (циркон, рутил, монацит и др.). Золото в конгломератах имеет средние размеры 5—100 мк. В очень небольшом количестве

Рис. 33. Схема размещения главных золотоносных площадей Витватерсранда.

По Р. А. Пеллетье.

1 — породы, перекрывающие систему Витватерсранд (нерасчлененные); 2—3 — отложения си­

встречаются кластогенные окатанные золотины. Большей частью золото выделяется, замещая различные минералы, в микротрещин­ ках или в виде неправильных сростков. Проба золота высокая —

906—935.

Относительно генезиса месторождения Витватерсранд с самого начала его отработки до настоящего времени проходит то затухаю­ щая, то вновь обостряющаяся дискуссия, в ходе которой в основ­ ном обсуждается относительное значение седиментационных

и наложенных гидротермальных процессов для генезиса промыш­ ленного оруденения.

Начиная с 1955 г., дискуссия обострилась в связи с многочис­ ленными выступлениями К. Ф. Дэвидсона, энергично отстаиваю­ щего гидротермальный генезис как урана, так и золота. Им были привлечены данные об абсолютном возрасте геологических обра­ зований. (Davidson, 1957; Дэвидсон, 1960.) В своих работах он указывает на исключительно высокую сходимость цифр возраста, определенных различными методами и разными исследователями, следующих геологических образований: бушвельдских интрузивных пород, возраст которых колеблется от 1870± 100 млн. до 2050± ±50 млн. лет; золото-урановых руд Витватерсранда, которые по ураниниту дают возраст в среднем 2000 млн. лет (с отклонениями от 1300 до 2230 млн. лет); новообразованного монацита в тех же рудах, имеющего возраст 2010± 50 млн. — 2180 + 30 млн. лет; га­ ленитов из доломитов Трансваальской системы, возраст которых около 2000 млн. лет. На основании приведенных цифр К. Ф. Дэ­ видсон делает вывод о гидротермальном, эпигенетическом происхо­ ждении минерализации в конгломератах и связи ее с бушвельдским магматизмом.

Сторонники россыпного происхождения полезных компонентов Витватерсранда не оспаривают приведенных цифр. Однако они ука­ зывают на ряд весьма существенных дополнительных обстоя­ тельств, которые необходимо учитывать при их интерпретации. Так А. Дж. Бургером (Burger е. а., 1962) установлено, что в многочис­ ленных кварцевых и кварц-кальцитовых жилах, рассекающих кон­ гломераты Витватерсранда, в галените имеется значительная при­ месь радиогенного свинца. Расчеты показывают, что уранинит, дав­ ший этот свинец, мог иметь минимальный возраст 2550 млн., а максимальный — 3850 млн. лет. Полученная для уранинита Вит­ ватерсранда цифра 2040± 100 млн. лет считается не возрастом ис­ ходного уранинита, а временем отделения галенита от своего «ра­ диоактивного хозяина». При этом вычисленный возраст исходного уранинита равен 2980 млн. лет, что соответствует времени форми­ рования конгломератов. Процессы отделения радиогенного свинца от уранинита и, следовательно, формирования рассекающих кон­ гломератов кварцевых жил с галенитом авторы связывают не с бушвельдским магматизмом, а с более ранней вентерсдорпской вулканической деятельностью.

Приводятся также данные о возрасте уранинита из богатых ураном, хотя и слабо золотоносных конгломератов системы Доми­ нион-Риф (Nicolaysen е. а., 1962). Возраст этих конгломератов, оп­ ределенный по породе, где широко развит уранинит, равен 3100— 3200 млн. лет, что не согласуется с точкой зрения о связи урано­ вой минерализации с бушвельдским комплексом.

Таким образом, вопрос, поставленный К. Ф. Дэвидсоном, ока­ зывается значительно сложнее, чем это можно судить по его статьям. Однако и приводимые оппонентами К. Ф. Дэвидсона дан­

146

ные содержат некоторые противоречия. Аналогичные содержания радиогенного свинца получены не только для галенитов из жил, рассекающих конгломераты Витватерсранда, но и для галенитов из жил, расположенных среди более молодых конгломератов системы Блэк-Риф. В этом случае для получения согласующихся с первыми цифр необходимо признать механическое переотложение галенита из конгломератов одной системы в конгломераты другой. Однако слабая устойчивость галенита в экзогенных условиях делает воз­ можность такого переотложения маловероятной.

С другой стороны, данные А. Дж. Бургера указывают на нали­ чие крупных геологических событий, датируемых 2040±100 млн. лет, т. е. довольно близко к принимаемому всеми исследователями возрасту бушвельдского комплекса. К сожалению, определения аб­ солютного возраста могут быть выполнены только по ограничен­ ному числу минералов конгломератов, и, в частности, этим путем невозможно установить возраст золота.

Большая роль при объяснении генезиса полезных компонентов в конгломератах Витватерсранда справедливо отводится петрогра­ фическим и минераграфическим исследованиям. П. Рамдор (Ramdohr, 1955, 1958), активно защищающий россыпную гипотезу, при­ водит многочисленные прекрасно выполненные микрофотографии, где, в частности, отчетливо видна окатанность многих выделений пирита, который он считает сингенетичным с конгломератами. Од­ нако как ни убедительны эти фотографии, необходимо указать на следующее противоречие в построениях сторонников россыпной ги­ потезы. Хорошо известно, что как витватерсрандские, так и все другие золотоносные конгломераты Африки характеризуются мономиктным кварцевым составом гальки, что указывает на наличие интенсивных процессов химического выветривания, предшествовав­ шего их накоплению. Вместе с тем для доказательства возможно­ сти сохранения обломочного пирита делаются ссылки на нахожде­ ние такого пирита в россыпях на территории Юкон (Либенберг, 1959) или на Северном Урале (Ramdohr, 1958), где химическое выветривание почти не происходит. Совместить факты интенсив­ ного химического выветривания, несомненно происходившего перед формированием витватерсрандских конгломератов, и сохранения обломочного неокисленного пирита затруднительно. Объяснить это явление можно специфичностью докембрийской атмосферы, кото­ рая по предположению ряда исследователей состояла из метана, водорода и углекислого газа (Davidson, Rutten, 1963). Не исклю­ чено, что «окатанные» пириты являются псевдоморфозами по ранее существовавшим зернам других минералов, или формирование их связано с условиями роста. Не следует также забывать, что раз­ меры «окатанного» пирита, как правило, измеряются долями мил­ лиметра.

Кажется также трудно совместимым полное переотложение зо­ лота, признаваемое всеми исследователями, с сохранением значи­ тельной части кластогенного пирита.

Интересны и, по-видимому, недостаточно детально разобраны вопросы, связанные с метаморфизмом пирита и переходом его в пирротин под влиянием даек и силлов основного состава.

К- Ф. Дэвидсон считает невозможным метаморфический генезис пирротина за счет пирита, указывая на очень высокую темпера­ туру, необходимую для этого процесса. Однако литературные дан­ ные, а также личные наблюдения автора в Ленском золотоносном районе показывают, что переход пирита в пирротин при контакто­ вом метаморфизме довольно обычен, причем не всегда даже со­ провождается заметной метаморфической переработкой пород, включающих сульфиды.

Детальные исследования могли бы, очевидно, доказать также наличие или отсутствие воздействия основных даек на самородное золото, что должно было выражаться не столько в увеличении его содержания, сколько в укрупнении золотин, повышении их пробы, изменении структуры кристаллического агрегата, перераспределе­ нии примесей и т. д. Надо, однако, иметь в виду возможность на­ личия в Витватерсранде не только вентерсдорпских, но и значи­ тельно более молодых основных даек и силлов, принадлежащих к формации Карру, которые не всегда легко отличить от древних на участках отсутствия молодых пород.

Петрографические исследования конгломератов также дают ин­ тересный материал для выяснения вопросов генезиса минерализа­ ции. Данные А. Фуллера (Fuller, 1958) свидетельствуют о широком развитии пирофиллита в золотоносных конгломератах, что несом­ ненно указывает на их значительную гидротермально-метасомати- ческую переработку. Следует детально изучить возрастные соотно­ шения пирофиллита с рудными минералами и золотом, а также распределение его на более широких площадях. В целом петрогра­ фические и минераграфические данные не дают пока однозначного ответа на вопрос о генезисе минерализации конгломератов.

Материалы по региональной геологии и сопоставлениям с ана­ логичными образованиями используются для решения проблемы генезиса золотоносных конгломератов недостаточно. Очевидно, это объясняется тем, что полевые геологи связаны в своей работе ис­ ключительно с самим месторождением, а наиболее активные уча­ стники дискуссии о генезисе конгломератов, такие, как П. Рамдор

иК. Ф- Дэвидсон, оперируют в основном с образцами руд.

Всвязи с затрагиваемым кругом вопросов важно, по-видимому, подчеркнуть следующее обстоятельство. Какой бы точки зрения на генезис Витватерсранда не придерживаться, нельзя не учитывать факт несомненного наличия в Южной Африке эндогенной золотой минерализации, по времени более поздней, чем формирование витватерсрандских слоев, и связанной, вероятно, со становлением сложно дифференцированного бушвельдского интрузивного мас­ сива.

Со структурных позиций связь части оруденения Витватерс­ ранда с бушвельдской интрузией вполне вероятна.

148

Интересно сопоставить особенности конгломератов главной зо­ лотоносной площади с теми же породами, расположенными в дру­ гих местах и занимающими различные геолого-структурные пози­ ции. А. Л. Дю Тойт (1957) указывает наличие золота в конгломе­ ратах витватерсрандской системы примерно в 250 км восточнее месторождения Витватерсранд в бассейне р. Панголы. Однако мас­ штабы золотоносности там не сопоставимы с таковыми в централь­ ных частях провинции. Неясен также характер конгломератов и причины их слабой золотоносности в выходах, окружающих Вестерфортский купол и т. д.

В последние годы появилось значительное количество работ, подтверждающих как исходный россыпной генезис золотой минера­ лизации Витватерсранда, так и большое значение переотложения рудного материала.

По мнению Р. Гринберга (Greenberg, 1963), хотя отложение

в замках антиклинальных складок, в то время как синклинальные структуры обычно характеризуются низкими содержаниями. По­ скольку складки «вторичные», а не конседиментационные, это мо­ жет указывать на большую роль перераспределения золота в пре­ делах слоев конгломератов.

На существенную роль перераспределения вещества после его отложения указывают и данные по отношению содержаний сере­ бра к золоту в конгломератах. Р. Б. Харгрейве (Hargraves, 1963) в результате статистической обработки содержания серебра в «шли­ ховом» золоте, добытом из конгломератов, отмечает обратную за­ висимость между содержанием серебра в золотинах и их разме­ рами, что резко противоречит подобной зависимости в россыпях. Кроме того, наблюдается снижение содержания серебра в золоте с глубиной во всех слоях конгломератов, а также зависимость от­ ношения A g: Au от структурного положения слоев. Вдоль предпо­ лагаемого направления перемещений древних осадков изменения этих соотношений отсутствуют. В более молодых слоях конгломе­ ратов по сравнению с нижележащими серебристость золота возра­ стает, что также противоречит предположениям о его механическом переотложении из слоя в слой.

К выводу в первичноосадочном генезисе и последующем пере­ отложении золота в Витватерсранде пришел на основании изуче­ ния золотосеребряного отношения в рудах также X. Рэх (Reh, 1964).

Детальные минералогические исследования конгломератов Вит­ ватерсранда были проведены Р. Загером и др. (Saager, 1968, 1970; Saager, Esselaar, 1969). Им описано большое количество разновид­ ностей пирита, в том числе микросферические формы типа «мине­ рализованных бактерий», которые раньше описывались как ока­ танные. Предполагается биогенный генезис части пирита в ана­ эробных условиях бассейна витватерсрандского времени. Р. Загер

1 4 9