Находка самородного аутигенного золота на Новобобровском редкометалльно-редкоземельном рудном поле (Четласский камень, Средний Тиман)

Самородное золото широко отмечается в древних и молодых фанерозойских отложениях Тимана [3, 5, 6]. Крупное золото встречается только на выступах докембрийского метаморфизованного фундамента (например, на Кыввожской площади), мелкое и тонкое аллотигенное золото характерно для его обрамления, где оно локализовано в аллювиальных и пролювиальных кварцевых псефитах осадочного чехла. Сведений о коренных источниках золота на Тимане на сегодня крайне мало. Их обнаружение представляет собой задачу, решение которой важно для понимания металлогенических процессов Тимана. Перспективность на коренное золото большого числа объектов в этом регионе основывалась, как правило, на данных валового химического опробования и при повторной заверке нередко не подтверждалась [6]. Находки самородных выделений золота непосредственно в рудах ввиду необычайной редкости представляют особый интерес. В данной работе мы приводим результаты изучения золота, обнаруженного в рудах из кварц-гематит-гётитовой жилы Новобобровского редкометалльно-редкоземельно-го месторождения.

Объект исследования

Руды Новобобровского рудного поля вскрыты горными выработками на правобережье долины р. Бобровой (Четласский Камень, Средний Тиман). Рудные зоны пространственно приурочены к тектоническим нарушениям северо-восточного простирания, развитым в рифейских слабометаморфизованных осадочных отложениях четлас-ской серии, прорванных породами ультраосновного дай-кового комплекса, входящего в состав четласской серии.

В рудном поле распространены измененные щелочные пикриты четласского комплекса, метасоматически измененные породы — фенитизированные (альбитизиро-ванные, калишпатизированные и эгиринизированные) метапесчаники позднерифейских светлинской и новобобровской свит четласской серии, а также породы жильного комплекса, представленные гидротермально-метасоматическими жилами и прожилками кварц-гётит-полево- шпатового и кварц-гётит-гематитового состава, в зальбандовых частях которых и в фенитизированных метапесчаниках сконцентрированы рудные минералы.

В состав рудных минералов фенитов и жильного комплекса входят колумбит, пирохлор, Th-монациты, Ce-, Nd-монациты и ксенотимы, REE-карбонаты, фтор- и гидрокарбонаты, алланиты; циркон, торит, торианит, фосфосиликаты тория, Mn-ильменит, рутил, лейкоксен и другие [7].

Типичными минералами гидротермальных жил являются кварц, альбит, калиевый полевой шпат, мусковит, карбонат, турмалин, эгирин, К-амфибол, апатит, оксиды и гидроксиды железа. Кварц характеризуется различной степенью зернистости, прозрачности и насыщенности включений минералов. Исходный флюид газово-жидких включений был гетерогенный. В большинстве случаев их состав водно-углекислотный, реже водно-солевой и углекислотный.

Единственная частица золота была обнаружена в протолочке пробы (G6а/15; масса ~ 3—5 кг), отобранной в магистральной канаве на Новобобровском месторождении, вскрывающей по простиранию главную протяжённую и мощную (до 2 м) гидротермальную жилу, сложенную кварцем различной окраски с гётит-гематитом в центральной части и полевошпат-карбонатной оторочкой.

Методы

Исследования проводились в ЦКП «Геонаука» Института геологии Коми НЦ УрО РАН. Микрозондовые — на растровом электронном микроскопе Tescan VEGA 3 LMN с энергодисперсионнным спектрометром INCA Energy 450

и приставкой EBSD (напряжение — 20 kV, углеродное напыление препаратов). В процессе препарирования было изготовлено два полированных среза золотины. Спектроскопия комбинационного рассеяния (КР) проводилась на спектрометре LabRam HR800 (Horiba, Jobin Yvon). Условия регистрации спектров: внешний Ar+ лазер (1_возб = 514.5 нм), решётка спектрометра — 600 ш/мм, щель спектрометра — 100 мкм, конфокальное отверстие 100—200 мкм (размер анализируемой области образца ~ 1—1.5 мкм), время накопления сигнала 3 сек (3—20 итераций), мощность лазера — 1.2 мВт (гётит) и 60 мВт (монацит). Спектры КР гётита получены на свежеспиленных препаратах, спектры КР монацита — на препаратах, напылённых углеродом.

Результаты исследования

Золото . Размер золотины 0.3 х 0.2 х 0.1 мм. Гранулометрически частица относится к классу мелкого золота. Морфологически золотина представляет собой уплощённую неокатанную угловатую (ангедральную) частицу характерного «свежего» рудного облика с сохранившимися ростовыми поверхностями (рис. 1, а).

При больших увеличениях под электронным микроскопом видны ступенчатые участки индукционной поверхности и отпечатки граней минералов (рис. 1, c). Поверхность золотины имеет следы растворения и местами неровная. При этом в целом она монолитная, не пористая. Визуально поверхность золотины примерно на треть покрыта коркоподобными пятнами коричневого цвета. По данным микрозондового анализа и спектроскопии комбинационного рассеяния, эти налёты представлены главным образом гётитом (рис. 1, b).

Рис. 1. Угловатое уплощённое самородное золото из руд редкометалльно-редкоземельного Новобобровского месторождения: a — общий вид; b, d — выделения минералов рудной ассоциации (Ght — гётит, Mnz — монацит, Qz — кварц); c — отпечатки поверхностей рудных минералов. Tescan VEGA 3 LMN: a, c — вторичные электроны; b, d — обратнорассеянные электроны

Fig. 1. Angular flattened native gold from ores of rare- and rare earth metallic Novobobrovskoe deposit: a — general view; b, d — depositions minerals of ore associations (Ght — goethite, Mnz — monazite, Qz — quartz); c — surface imprints of ore minerals. Tescan VEGA 3 LMN mode: a, c — secondary electrons; b, d — back-scattered electrons

В режиме контраста атомной плотности сканирующего электронного микроскопа на поверхности золотины помимо гетита хорошо различимы ещё два минерала рудной ассоциации, которые находятся в срастании с гетитом и друг с другом (рис. 1, d). Фаза с наименьшей плотностью (на снимке — чёрное) — кварц. На поверхности золотины видно несколько угловатых выделений этого минерала размером в несколько микрон. Вторая фаза с атомной плотностью меньшей, чем у золота, но большей, чем у гётита (на снимке — серое), — монацит.

Строение частицы золота в целом однородное. Серебро — основная примесь в золоте. Распределение серебра неравномерное (рис. 2, c, d). Общий диапазон варьирования содержаний золота простирается от 17 до 31 мас. % Ag (табл. 1).

Наименьшие содержания серебра характерны для центральной части (ядра), где локализовано номенклатурно умеренно высокопробное золото, или золото средней пробы (согласно классификации ЦНИГРИ это диапазон 899—800 %% [4]. В направлении к краям золотины концентрации серебра плавно увеличиваются, достигая максимума в её периферии, что примерно в 2 раза больше по уровню концентрирования серебра, чем в ядре золотины. Металлический сплав в этом случае можно охарактеризовать как относительно низкопробное золото (диапазон пробности — 799—700 %). Ещё один состав оказался даже в группе низкопробного золота (диапазон пробности — 699—600 %). Средняя пробность золота находится на границе между умеренно высокопробным и относительно низкопробным золотом.

Рис. 2. Точки микрозондового анализа на пришлифованной поверхности золота: a — срез-2, b — срез-1. Распределение элементов по профилю: c — золото, d — серебро

Fig. 2. Points of microprobe analyses on polished surface ofgold: a — cut-2, b — cut-1. Distribution of elements on profile: c — gold, d — silver

Таблица 1. Состав золота Новобобровского месторождения (данные микрозондового анализа), мас. %

Table 1. Contents of gold of Novobobrovskoe deposit (data of microprobe analyses), wt. %

Проба Probe	Au	Ag	Сумма Sum	Пробность Fineness
Срез-1 / cut-1
1	24.86	74.61	99.47	750
2	18.09	82.82	100.91	821
3	17.10	83.23	100.33	830
4	16.90	82.86	99.76	831
5	16.83	84.13	100.96	833
6	18.66	82.87	101.53	816
7	20.49	78.24	98.73	792
8	18.51	81.24	99.75	814
9	18.33	82.39	100.72	818
10	18.76	77.54	96.30	805
11	25.21	75.51	100.72	750
12	19.68	80.46	100.14	803
Срез-2 / cut-2
13	30.94	68.34	99.28	688
14	17.14	82.96	100.10	829
15	16.88	82.22	99.10	830
16	26.41	72.72	99.13	734
17	27.24	68.30	95.54	715

Примечание. Точки пробоанализа показаны на рис. 2, a, b.

Note. Microprobe points are displayed on Fig. 2, a, b.

При микрозондовом анализе в золоте нередко фиксировались следовые количества палладия и меди. Значения концентраций во всех примерах находились за пределами доверительного интервала (±2 п ) и нуждаются в заверке с применением микрозондового анализа на волновом спектрометре.

Минералы рудной ассоциации (монацит, кварц, гётит). Монацит представлен локальными бесформенными обильно-трещиноватыми выделениями на поверхности золота, обрамляющими его ровные участки и заполняющие имеющиеся отрицательные формы микрорельефа — впадины, каверны, микротрещины и т. п. (рис. 1, d). Размеры выделений монацита изменяются в диапазоне от нескольких единиц до нескольких десятков микрометров.

Для монацита характерны несколько меньшие в среднем по размеру агрегатные вростки угловатых ангедральных частиц кварца, варьирующие по размеру от единиц до первых десятков микрометров. У монацита и кварца наблюдаются тесные парагенные структурные взаимоотношения. На рис. 1, b, d в центре справа расположено крупное агрегатное пятно, где коркообразный гётит частично перекрывает выделения монацита с вростками кварца. На полированных препаратах взаимоотношения между золотом и минералами рудной ассоциации видны ещё более отчётливо (рис. 3). Судя по изображениям электронного микроскопа, золото, монацит и кварц — минералы единого рудного парагенезиса, кристаллизовавшиеся субсинхронно и впоследствии обраставшие гётитом.

В химическом составе монацита церий является преобладающим элементом-катионом (около двух десятков мас. % Ce2O3) (табл. 2). Следующими по уровню содержаний среди элементов-лантаноидов являются неодим, лантан и празеодим (первый десяток мас. % Nd2O3, а также единицы мас. %

Рис. 3. Рудные включения и распределения элементов-примесей в золоте. Tescan VEGA 3 LMN: обратнорассеянные электроны (a); характеристическое излучение — золото (b), серебро (c), церий (d), железо (e), кремний (f)

• Fig. 3.    Inclusions of ore minerals and distributions of impurity elements in the gold. Modes of Tescan VEGA 3 LMN: back-scattered electrons (a); characteristic radiation — gold, (b), silver (c), cerium (d), ferrum (e), silicium (f)

Таблица 2. Состав монацитов Новобобровского месторождения (данные микрозондового анализа), мае. %

Table 2. Contents of monazites of Novobobrovskoe deposit (data of microprobe analyses), wt. %

Проба Probe	Ьа2О3	Се2О3	Рг2О3	Nd2O3	Sm2O3	ThO2	CaO	SrO	Fe2O3	Au2O3	Ag2O	P2O5	SiO2	Сумма Sum
1	6.64	21.93	3.36	11.00	—	6.03	0.29	2.34	0.23*	4.25**	1.22**	19.6	3.58*	80.47
2	7.46	23.35	3.21	11.36	1.22	7.54	0.44	2.66	—	5.9**	0.21**	20.3	2.16*	85.81

Примечание. « — » — отсутствие данных; « * » — содержание элемента предположительно связано с присутствием посторонних минеральных фаз в зоне анализа,« ** » — содержание элемента, относящееся к золотосеребряному сплаву. Жирным выделены значения, выходящие за пределы доверительного интервала (±2 ст ).

Note. « — » — absence of data, « * » — concentrations of element presumably relate with presence of extrinsic mineral phases in the zone of the analyses, « ** » — concentrations of element, having relation to the gold-silver alloy. Bold font — off-analysis values that fall outside confidential interval (±2 o ).

La2O3 и Pr2O3 соответственно). На границе микрозондовой чувствительности зафиксировано присутствие самария (около 1 мас. % Sm2O3). Для монацита оказалось характерным повышенное содержание тория (6—8 мас. % ThO2). Специфической особенностью состава является присутствие небольшого количества стронция (2—3 мас. % SrO). Отмеча ются следовые содержания кальция (десятые доли мас. % CaO). Практически у всех составов монацитов наблюдался дефицит суммы анализов, который воспроизводился также и при использовании другой микрозондовой аппаратуры. В спектре комбинационного рассеяния монацита (рис. 4) помимо пиков, принадлежащих минералу (412, 462, 967, 1059

Рис. 4. Спектры комбинационного рассеяния монацита: a — сросток с золотом (Новобобровское месторождение), b — спектр из базы данных

Рис. 5. Спектры комбинационного рассеяния гетита: a — сросток с золотом (Новобобровское месторождение); спектры из базы данных: b — гетит, c — гематит

• Fig. 4.    Raman spectra of monazite: a — aggregation with gold (Novobobrovskoe deposit), b — etalon spectrum from data-base

Fig. 5. Raman spectra ofgothite: a — aggregation with gold (Novobobrovskoe deposit); etalon spectra from data-base: b — gothite, c — hematite см-1), присутствуют колебательные моды, обусловленные присутствием углеродсодержащего вещества. К сожалению, препараты к моменту регистрации спектров КР монацита поступили уже после микрозондового анализа, где применялось напыление углеродом.

Монациты идентичны по своему химическому составу монацитам, изученным в этой пробе (О6а/15) и на этом месторождении, особенностью является резкое преобладание в составе церия, высокое содержание неодима и постоянное присутствие тория [7, 8].

Гётит ( a -FeOOH) диагностирован при помощи спектроскопии комбинационного рассеяния (рис. 5). Характерные для минерала зарегистрированные относительно интенсивные линии спектров КР — 301, 386, 552, 684 см^-1. В общем спектре гётита в высокочастотной области выделяется уширенный относительно интенсивный компонент (1306 см^-1), которого нет в спектрах эталонов. Схожий пик (1303 см^-1), по данным работы [9], имеется в другом структурном полиморфе — лепидокроките ( Y -FeOOH). В этой же работе появление данной полосы объясняется возможным образованием гематита (как результат дегидратации гётита) под воздействием высокоэнергетичного пучка лазера.

Обсуждение результатов

Полученные результаты указывают на то, что изученное самородное золото, извлечённое из руд кварцевой жилы редкометалльно-редкоземельного Новобобровского месторождения, является аутигенным золотом, сформировавшимся in situ, не имеющим признаков пребывания в механических потоках. Для золота оказались характерными повышенные содержания серебра (низкая пробность), обычное для рудного золота неоднородное распределение серебра с увеличением концентраций к периферии. Обнаруженные на поверхности и на срезах золота минералы — монацит, кварц, гётит — являются типичными минералами жильного комплекса, развитого на Новобобровском рудном поле. Цериевый максимум в спектре лантаноидов в составе монацита, его повышенная ториевость и присутствие стронция также весьма характерны для этого минерала из руд Новобобровского рудного поля. Одна из возможных причин обнаруженного дефицита суммы в составах монацита при микрозондовом анализе — естественная региональная импрегнация минералов углеводородами, которую мы ранее обнаруживали в монацитах (в том числе в кула-ритах), в золоте и эпигенных каймах хромшпинелей из золото-алмаз-редкометалльного Ичетьюского россыпного поля Среднего Тимана [1], в скопления которого поступали акцессорные минералы из рудных месторождений того же самого формационного ряда. Обнаруженный нами в рудах Новобобровского месторождения тип серебросодержащего золота, генетически связанного с щелочными ме-тасоматитами, богатыми редкоземельными и редкими металлами (в особенности ниобием и торием), согласуется со сведениями об общей повышенной золотоносности этих руд [5, 6]. В отношении объектов сравнения для данного типа золотоносного оруденения уместно упомянуть результаты работы Г. П. Дворника [2], которые показали, что золотоносность характерна для калиевых щелочных метасо-матитов. Последние приурочены обычно к зонам тектоно-магматической активизации (рифтогенеза) земной коры с различными типами её строения (платформы, щиты и консолидированные складчатые области).

Выводы

Кварцевые жилы с гематитом и гётитом редкометалльно-редкоземельного Новобобровского месторождения содержат самородное серебросодержащее золото мелких классов крупности. Для данного типа оруденения целе-собразно проведение детального минералогического изучения минерального золоторудного парагенезиса. Золото из подобных редкометалльно-редкоземельных объектов, имеющих достаточно широкое распространение на Среднем Тимане, очевидно, попадает в механические потоки и может встречаться в россыпях.

Исследования выполнены при частичной финансовой поддержке проекта УрО РАН № 15-18-5-46 «Минерагения севера Урала и Тимана в связи с закономерностями их геологического развития, основные эпохи рудообразования».