Типоморфные особенности золота аллювиальных отложений Фроловского участка (Усть-Куломский район, Республика Коми)

В результате полевых наземных магнитометрических работ 2016—2017 гг. в районе Фроловского участка Усть-Куломского района Республики Коми были впервые обнаружены изометричные локальные магнитные аномалии с повышенными значениями магнитного поля. Также выявлена минерагеническая специфика Фроловской аномалии, связанная с многочисленными находками высо-кохромистых хромшпинелидов октаэдрического габитуса, на основании чего сделано предположение о присутствии здесь производных основных или щелочно-ультра-основных мантийных магм [6]. В ходе полевых работ 2017 г. на территории Фроловского участка при шлиховых исследованиях, выполненных с целью выявления алмазов и их спутников, в аллювиальных отложениях ручьев Пармаёль, Луктырнаёль и Седъёль (правые притоки среднего течения р. Прупт) нами установлены знаковые содержания золота. Ранее по данным производственных работ 1987—1989 гг. в современном русловом аллювии на изучаемом участке была установлена знаковая золотоносность [2]. Единичные знаки (от 1 до 5 на 10 л) встречены в шлиховых пробах аллювия реки Прупт и др. Однако на текущий момент коренные источники золота на изучаемой территории остаются неизвестными и их обнаружение является одной из важнейших задач для определения генезиса и условий залегания россыпей и уточнения перспектив территории. В данной работе приводятся результаты детального изучения типоморфных особенностей россыпного золота Фроловского участка с целью геолого-генетических реконструкций и прогнозирования коренных источников золотоносного оруденения.

Объект и методы исследования

Район работ находится в области сочленения Киро-во-Кажимского авлакогена и Коми-Пермяцкого свода Волго-Уральской антеклизы с Вычегодским прогибом Мезенской синеклизы, осложненной присутствием высо-конамагниченных пород Локчимского траппового поля в районе Зимстанского узла пересечения систем ортогональных глубинных разломов.

По данным А. К. Ивченко [2], в геологическом строении района принимают участие два структурно-формационных этажа. Нижний соответствует кристаллическому фундаменту платформы, сложен метаморфогенными породами архея и нижнего протерозоя. Верхний представлен образованиями осадочного чехла рифейско- вендского, девонского, каменноугольного и пермского возрастов, перекрытых покровом четвертичных отложений.

Шлиховые пробы отбирались путем отмывки до черного шлиха (объем пробы около 0.01 м3) примерно через 200 м снизу вверх по течению руч. Седъёль, Локтырнаёль и Пармаёль. Отобраны и промыты на месте 27 проб в 9 точках наблюдения (рис. 1). Выделанная тяжелая фракция шлихов подверглась электромагнитной сепарации и минералогическому анализу тяжелой немагнитной фракции. Из шлихов пяти точек наблюдения выделено 50 частиц золота. Размеры золотин измерялись при помощи программы ABViewer по изображениям сканирующей электронной микроскопии. Толщина частиц определялась с помощью оптического микроскопа Olympus BX-41, объектив X50, моторизованный столик для SD-сканирования Tango (Marzhauser Wetzlar). За толщину золотины принималась разница вертикальных отметок, возникающая при фокусировке оптического изображения на самом крупном участке золотины и на плоской площадке около золотины, точность фокусировки около 1 мкм. Масса частиц золота вычислялась произведением их объема и плотности. Границы классов крупности приняты в соответствии с классификацией ЦНИГРИ [7]. Коэффициент уплощен-ности (КУ) золотин рассчитывался как отношение среднегеометрического размера (квадратный корень из площади) к их толщине [3].

Изучение морфологии и химического состава золота, а также минеральных включений проводилось при помощи сканирующего электронного микроскопа Tescan Vega 3 LMH с энергодисперсионной приставкой Oxford Instruments X-Max (аналитик Е. М. Тропников) в ЦКП «Геонаука» (ИГ Коми НЦ УрО РАН). После изучения поверхности частиц золота несколько зерен было изучено в полированных срезах.

Результаты исследований

На ручьях Седъёль и Локтырнаёль встречены единичные знаки золота (1 и 2 знака на 0.01 м3) размером 0.1— 0.2 мм. Шлиховые пробы с повышенным знаковым содержанием золота установлены на руч. Пармаёль (от 4 до 30 знаков на 0.01 м3). Обнаруженные концентрации золота варьируют в пределах от 0.33 до 179 мг/м3 (табл. 1).

Рис. 1. Схематические карты: а — административно-территориальная карта Республики Коми, b — геологическая схема района работ и отбора проб, составлена на основе листа P-39-XXX [2].

1—4 — четвертичные отложения: 1 — аллювиальные отложения пойм и первых надпойменных террас (пески, суглинки, прослои торфа), 2 — озерно-ледниковые отложения террас и аллювиальные отложения (пески, алевролиты, глины, прослои галечников), 3 — озерно-ледниковые отложения (пески, прослои гравийников, галечников, алевролитов), 4 — озерно-ледниковые отложения (пески, пески с галькой, прослои галечников); 5 — предполагаемые разломы; 6 — установленные разрывные нарушения;

7 — населенный пункт; 8 — точки отбора проб

Fig. 1. Schematic maps: a — administrative-territorial map of Komi Republic, b — geological map of the studied area, compiled on the basis of the geological map P-39-XXX [2].

1—4 — Quaternary deposits: 1 — alluvial deposits of floodplains and the first supra-floodplain terraces (sands, loams, peat interbedding), 2 — lacustrine-glacial deposits of terraces and alluvial deposits (sands, aleurolites, clays, pebble interbedding), 3 — lacustrine-glacial deposits (sands, interbeds of gravels, pebbles, aleurolites), 4 — lacustrine-glacial deposits (sands, sands with pebbles, interbeds of pebbles); 5 — suspected faults; 6 — established disjunctive dislocations; 7 — settlement; 8 — sampling points

Таблица 1. Золотоносность аллювиальных отложений Фроловского участка

Table 1. Gold concentrations of the alluvial deposits of the Frolovsky region

Номер пробы Sample No.	Район сбора Collection area	Количество знаков золота в 0.01 м3 Number of gold signs in 0.01 m3	Концентрация золота, мг/м3 Gold concentration, mg/m3
C-l	руч. Седъёль	1	0.33
JI-4	руч. Локтырнаёль	2	0.20
П-2	руч. Пармаёль	4	6.77
П-3	руч. Пармаёль	13	179.51
П-4	руч. Пармаёль	30	16.18

Гранулометрия. В соответствии с нормативами классов крупности преобладающая часть золотин (более 96 %) относится к весьма мелкому (0.1—0.25 мм) и мелкому (0.25—1.0 мм) классам. При этом большая часть золота (62 %) сосредоточена в гранулометрическом классе 0.1 — 0.25 мм. В единичных случаях частицы соответствуют тонкому (0.05—0.1 мм) и среднему (1.0—2.0 мм) классам крупности (рис. 2, a ). Иная картина по золоту наблюдается при учете массы частиц, 86 % от общей массы золота принадлежит одной золотине с массой 8.5 мг, остальные 24 % равномерно распределены по классам крупности от 0.15 до 0.50 мм.

Вариации частиц золота по гранулометрическим параметрам показаны на рис. 2 ( b—d) . Распределение частиц по максимальному размеру (длине) логнормальное с модой ~0.4—0.5 мм и характерным сильно вытянутым правым крылом. Аналогичное в целом распределение с модой ~0.2 мм имеют среднегеометрические значения размеров частиц золота. Используя диаграмму, выстроенную по степени уплощенности (КУ), все частицы золота условно можно подразделить на изометричные (КУ < 2, составляют 6 %), умеренно уплощенные (КУ от 2 до 10, составляют 92 %) и сильно уплощенные (КУ > 10, составляют 2 %). Такое же распределение частиц золота по геомет-

Рис. 2. Встречаемость золота разных классов крупности ( а ) и вариации золота по гранулометрическим параметрам: максимальному размеру (длине) ( b ), среднегеометрическому размеру ( с ), коэффициенту уплощенности ( d )

Fig. 2. Gold occurrences frequency of different sizes ( a ) and variations of gold particles by size parameters: maximum dimension (length) ( b ), general geometric dimension ( c ), flatness coefficient ( d)

рическим характеристикам в аллювиальных отложениях Среднекыввожского района (Средний Тиман) описывает Ю. В. Глухов с соавторами [3], делая вывод о ближних коренных источниках сноса.

Морфология и химический состив золоти. Анализ морфологии золота Усть- Куломского района позволяет предположить аллотигенную природу большинства частиц. Признаками дальнего переноса предположительно можно считать уплощенные, пластинчатые и дисковидные формы золотин со сглаженными очертаниями (рис. 3, а—р) и нередко торцевыми валиками (рис. 3, а, c, f—k, n), приобретаемыми золотом в результате механического вальцевания при эоловой деятельности [13] и в водотоках [12]. Частицы золота в основном овальные и округлые, реже пря моугольные и треугольные. Вместе с тем встречаются угловато-округлые частицы, сохранившие неровности и микрорельеф ростовых поверхностей, среди них и редкие частицы крупного золота (рис. 3, m, h), вероятно, указывающие на близко расположенные коренные источники или свидетельствующие о более позднем поступлении золота в аллювий. Частицы золота характеризуются следами механического воздействия, нередко наличием борозд, а также сквозных отверстий.

Несмотря на то, что оптически золотины характеризуются однородным желтым цветом и ярким блеском, их поверхность испещрена субмикронными порами, часто корродирована и содержит примазки минеральных включений. С помощью микрозондового анализа при исследо-

Рис. 3. Морфология и характер поверхности золота из аллювиальных отложений Усть-Куломского района ( a—r , t — изображения во вторичных электронах, s — в отраженных электронах): формы россыпного золота ( а—р ), минеральные включения в золоте ( q—t ): q — кристаллы эпидота в алюмосиликатной массе; r — включение кварца; s, t — включения алюмосиликатов в трещинах и порах ( s — на поверхности, t — в срезе золотины)

Fig. 3. Morphology and features of particles surface for gold from alluvial deposits of the Ust‘-Kulom district ( a—r , t — images in secondary electrons, s — in back scattered electrons): morphology of placer gold parities ( a—p ), mineral inclusions in gold ( q—t ): q — crystals of epidote in aluminosilicate mass; r — inclusion of quartz; s, t — inclusions of aluminosilicates in fractures and pores ( s — on surface, t — in section of a gold particle)

вании поверхности золота были диагностированы включения породообразующих и акцессорных минералов, в том числе кварца, эпидота и рутила, возможно полевого шпата и биотита (рис. 3, q—t ).

Согласно данным микрозондового анализа, пришлифованные срезы частиц золота имеют неоднородный состав, при этом внутренние участки частиц характеризуются неравномерным распределением примеси Ag (до 14.83 мас. %), а приповерхностные зоны являются высокопробными, достигая 1000 %о (табл. 2). Распределение Au и Ag в пришлифованных золотинах указывает на наличие высокопробных каём (рис. 4). Кроме того, внутри частиц золота отмечено присутствие микроминеральных включений, представленных кварцем и алюмосиликатами (табл. 3, анализ 28; рис. 3, t ).

При исследовании естественной поверхности золотин выявлено, что самый поверхностный слой является исключительно высокопробным, достигая 1000 %о, лишь в редких случаях в его составе выявлена небольшая примесь Ag (до 3.28 мас. %), еще реже Al (до 0.27 мас. %) и в единичном случае была обнаружена примесь Cu (0.80 мас. %) (табл. 2). На поверхности частиц золота при микрозондовых наблюдениях в режиме упругоотраженных электронов нередко наблюдаются примазки Са-K-Mg-Fe-содержащих алюмосиликатов, редко карбонатов с органическим материалом илистой фракции, вероятно захваченных в водном потоке (табл. 3).

Минеральный состав тяжелой фракции. Сопутствующие минералы из аллювиальных отложений Усть-Кулом-ского района можно разделить на три основные группы:

Таблица 2. Химический состав золота в центральных частях срезов и на естественной поверхности по данным микрозондового анализа, мас. %

Table 2. Chemical composition of gold in the central parts of sections and of the natural surface, microprobe analysis data, wt. %

№ обр. Sample No.	В срезах / In sections			На поверхности / On surface
	Ag min/max	Au min/max	Пробы ость (%) Fineness (%r)	Al min/max	Cu min/max	Ag min/max	Au min/max	Пробность (%) Fineness (%«)
C-l	_	—	—			—	100.00	1000
Л-4	_	—		0.25/0.27	—	1.14/3.22	96.78/99.74	968—997
П-2	1.35/14.83	85.17/98.65	852-987	—-	—	—	100.00	1000
П-3	0.67/13.05	86.95/99.33	870-993	0.17/0.23	0.00/0.80	0.60/3.28	95.92/100.00	959-1000
П-4	0.00/12.85	87.15/100.00	872-1000	—	—	—	100.00	1000

Au Mal

100 mkm

500 mkm

AgZal

Профиль

Рис. 4. Распределение Au и Ag в золоте (обр. П-3): а — микроизображение золота в срезе в отраженных электронах; b — распределение Au и Ag по профилю; с — изображение области картирования пришлифованной поверхности золотины в отраженных электронах (фрагмент участка на рис. a ); d, e — данные поэлементного картирования по золоту ( d) и серебру ( e )

Fig. 4. Distribution of Au and Ag within a gold particle (sample П-3): a — microimage of gold particle in polished section, reflected electrons image; b — distribution of Au and Ag in profile on the fig. a ; c — an image of mapping area, a back scattered electron image (fragment of the area in a ); d, e — data of element mapping for gold ( d) and silver ( e )

Таблица 3. Химический состав минеральных включений на поверхности и в срезе золотин по данным микрозондового анализа, мас. %

Table 3. Chemical composition of mineral inclusions on the natural and cut surfaces of the gold particles, microprobe analysis data, wt. %

п	№ обр. Sample No.	Na2O	MgO	А120з	SiO2	SO3	к2о	СаО	тю2	МпО	Ре2О3
1	Л-4/1-3	2.03	6.07	23.98	47.40	—	2.81	2.75	1.90	—	13.06
2	Л-4/1-5	3.14	2.09	29.74	51.42	—	2.08	1.36	0.57	—	9.60
3	Л-4/2-3	—	—	—	98.88	—	—	—	—	—	1.12
4	Л-4/2-4	—	—	30.96	50.61	—	2.06	5.21	1.69	—	9.47
5	П-3/2-3	—	—	4.79	86.64	—	0.49	0.22	5.35	—	2.51
6	П-3/2-4	—	—	—	100.00	—	—	—	—	—	—
7	П-3/2-5	—	—	—	100.00	—	—	—	—	—	—
8	п-з/з-з	—	—	0.91	99.09	—	—	—	—	—	—
9	П-3/3-4	—	0.84	34.33	56.67	—	0.35	0.72	0.29	—	6.79
10	П-3/3-5	—	2.31	28.97	56.97	—	1.45	1.04	0.33	—	8.93
11	П-3/4-3	—	—	1.78	97.21	—	—	—	—	—	1.01
12	П-3/4-4	—	—	—	100.00	—	—	—	—	—	—
13	П-3/5-3	—	—	1.72	96.48	—	—	—	0.76	—	1.05
14	П-3/5-4	—	—	1.45	97.07	—	—	—	0.00	—	1.48
15	П-3/5-5	—	—	—	—	—	1.23	2.42	81.37	—	14.98
16	П-2/1-2	—	—	—	100.00	—	—	—	—	—	—
17	П-2/1-3	—	2.23	19.48	64.73	—	1.85	1.50	0.73	—	9.48
18	П-2/1-4	—	—	38.41	49.50	—	—	—	—	—	12.10
19	П-2/2-3	—	0.66	4.92	92.08	—	0.39	0.39	0.20	—	1.36
20	П-2/2-4	0.86	3.67	28.65	57.03	—	3.51	0.90	0.67	—	4.71
21	П-2-2-5	—	—	0.80	98.93	—	—	—	—	—	0.27
22	П-2/4-3	—	—	—	97.89	—	—	—	2.11	—	0.00
23	П-4/8-3	—	—	29.97	52.03	—	2.41	1.71	—	—	13.89
24	П-4/8-4	—	—	41.31	41.65	—	—	—	—	—	17.04
25	П-4/3-3	0.98	3.19	22.59	55.62	—	2.07	1.31	0.57	—	13.67
26	П-4/3-4	1.17	1.31	9.21	81.73	1.13	0.75	1.31	0.44	—	2.95
27	П-4/3-5	—	—	—	99.51	—	—	—	—	—	0.49
28	П-3/11-6	—	0.61	12.00	74.18	—	0.38	1.16	3.11	0.33	8.23

Примечание: составы микроминеральных включений нормированы на 100 % в связи с полученными некорректными суммами из-за неровности поверхности частиц золота. Анализ 28 — включение полифазного минерального агрегата (предположительно алюмосиликатной породы) в срезе частицы золота.

Note: compositions of micromineral inclusions are normalized to 100 %, due to incorrect amounts because of surface roughness of the gold particles. Analysis 28 — an inclusion of a polyphase mineral aggregate (presumably aluminosilicate rock) in a polished section of the gold particle.

— обломочные минералы, представленные магнитной фракцией в виде магнетита. Минерал имеет хорошую сохранность и слабую окатанность.

— обломочные минералы, относящиеся к электромагнитной фракции, главные из которых гранат, эпидот, ильменит, ставролит, хромшпинелиды, амфиболы, в единичных количествах встречается пироксен, турмалин и гидроксиды Fe. Гранат в основном имеет пироп-альманди-новый, спессартин-альмандиновый и андрадит-альманди-новый состав. Хромшпинелиды являются высокохроми-стыми (от 39.40 до 56.56 мас. % Cr2O3), представлены в различной степени окатанными зернами, а также их об- ломками.

— минералы немагнитной фракции, среди которых встречены циркон, кианит, рутил, лейкоксен, силлиманит. В единичных зернах — титанит, анатаз, корунд, шпинель, апатит, лопарит и брукит.

Минеральный состав тяжелой фракции (хрошпине-лид-ставролит-ильменит-эпидот-гранатовый) из аллювиальных отложений Фроловского участка Усть-Куломско-го района показан на круговых диаграммах (рис. 5).

Анализируя в целом минеральный состав проб, можно отметить широкое представительство характерных минералов метаморфических и магматических пород. Боль-

Рис. 5. Минеральный состав тяжелой фракции из аллювиальных отложений Фроловского участка Усть-Куломского района (об. %)

Fig. 5. Mineral composition of heavy fraction from alluvial deposits of the Frolovsky ragion of the Ust‘-Kulom district (vol. %)

шинство минералов, таких как гранат, кианит, ставролит, амфиболы, а также силлиманит, относятся к минералам метаморфической ассоциации и могут быть связаны со Фенноскандинавской питающей провинцией и ее докембрийскими метаморфическими комплексами [4]. Присутствие эпидота в осадках кайнозоя Восточно- Европейской платформы обычно связывают с влиянием Уральской питающей провинции [1]. Важной особенностью россыпей Усть-Куломского района является постоянное присутствие хромшпинелидов, содержание которых достигает в тяжелой фракции 11 %, а также наличие ильменита, единичных знаков корунда и шпинели. Наличие хромшпинелидов и ильменита обычно объясняют ультрабазитовыми источниками [5]. Поступление этих минералов уместно связывать с размывом протяженных региональных поднятий, в которых широко развиты не только метаморфические, но и магматические комплексы пород.

Как видно из представленных данных, ведущие шлиховые минералы непосредственно связь с золотом не отражают. Обращает на себя внимание наличие в шлихах единичных знаков корунда и шпинели, указывающее на некоторую аналогию с золотоносными юрскими базальными отложениями Сысольской структуры [5]. По минеральному составу тяжелой фракции проб для исследуемого района можно предположить наличие двух разных питающих провинций.

Коренные источники россыпного золота в Усть-Ку-ломском районе до настоящего времени не известны. Подобное исследованному золото было описано в чет вертичных аллювиальных отложениях на северо-востоке Северо-Восточной платформы, источниками которого предположительно являются разные осадочные коллекторы в широком возрастном диапазоне — от докембрия до палеозоя [4], а также в отложениях чехла Сибирской платформы [11]. Крупное золото по гранулометрическим характеристикам описывалось на Среднем Кыв-воже (Средний Тиман) в работе [3], в которой авторы делают выводы о непосредственной близости коренных источников. Однако на Тимане под чехлом маломощных четвертичных отложений залегают породы рифея, в которых могут быть локализованы коренные проявления золота. Фроловский же участок принадлежит к области развития платформенного чехла, причем под покровом четвертичных отложений залегают пермские осадочные породы, в которых в качестве возможного источника золота могут присутствовать промежуточные коллекторы в виде базальных конгломератов [4]. Отмеченные признаки вдавливания на поверхности золотин микромине-ральных включений и алюмосиликатных минералов, а также наличие борозд и сквозных отверстий, возникших, вероятно, в результате литостатического давления вышележащих толщ [8], позволяют сделать предположение о поступлении золота из древнего коллектора пермского возраста.

Анализ морфогенетических особенностей, минеральных включений, пробности и примесного состава золота из аллювиальных отложений Фроловского участка указывают на то, что его коренной источник относится к золотокварцевой формации, о чем свидетельствуют микро- включения кварца, однообразное распределение серебра в золоте и отсутствие других примесей. Присутствие высокопробных каём у золотин может указывать на его преобразование золота в корах выветривания, наложенных на зоны гидротермальной минерализации, либо непосредственно в россыпи [10; 11].

Несмотря на предполагаемое наличие разных питающих источников минеральной ассоциации исследованных россыпей, золото Фроловского участка, скорее всего, можно отнести к одному источнику, учитывая его единообразный химический состав и внутреннее строение. Плохая сортировка золотин по гранулометрическому составу, а также присутствие весьма крупного золота указывает на близость источника. Наличие валиков по периферии частиц свидетельствует о том, что золото подвергалось механическому преобразованию в эоловых условиях или в водотоках. Влияние эоловых процессов на преобразование и формирование россыпей в других областях детально рассмотрено в статье 3. С. Никифоровой с соавторами [9]. На основании имеющегося относительно ограниченного фактического материала судить уверенно о дальности/близости коренного источника пока затруднительно. И все же имеющиеся данные позволяют сделать некоторые предположения.

В настоящее время сведения о достоверно установленных магматических и гидротермальных образованиях для исследованной территории отсутствуют [4]. Однако данные космо- и аэрофотосъемки, а также геофизические исследования [2, 6] свидетельствуют о наличии в районе долгоживущих зон тектонических нарушений северо-восточного простирания и ортогональных разломов, которые могли служить рудоподводящими каналами для золотоносного оруденения.

Заключение

В результате детального изучения россыпного золота Фроловского участка Усть-Куломского района выявлен ряд типоморфных особенностей: высокая пробность, отсутствие элементов-примесей, высокопробные каймы всех частиц золота, плохая гранулометрическая сортировка, присутствие весьма крупного золота, микровключения кварца и алюмосиликатных минералов, морфология частиц (уплощенные, пластинчатые и дисковидные формы золотин) со сглаженными очертаниями и нередко торцевыми валиками, а также наличие борозд и сквозных отверстий.

Совокупность имеющихся морфогенетических признаков указывает на близость россыпного золота к коренному источнику и его связь с малосульфидной золотокварцевой формацией, а также позволяет сделать предположение о поступлении золота в аллювиальную россыпь Фроловского участка из древнего коллектора пермского возраста.

Полученные данные о типоморфных особенностях россыпного золота аллювиальных отложений Фроловского участка имеют значение для анализа золотоносности южных районов Республики Коми.