Золото и платина Урала

 Благодаря трудам  многих выдающихся исследователей (Н.К.Высоцкого, Л.Дю-парка, А.Н.Заварицкого, А.Г.Бетехтина, С.А.Кашина, А.А.Иванова, Н.В.Бутырина и др.), Урал является эталонным полигоном мирового значения при характеристике месторождений платиновых металлов в мафит-ультрамафитовых комплексах подвижных поясов. Кроме давно известных типов месторождений платины в дунитах (нижнетагильский, соловьевогорский тип), иридия и осмия в дунит-гарцбургитах (верхнейвинский тип), палладия в меденосных габбро (волковский тип), для Урала не менее характерны разнообразные платиносодержащие руды хрома, железа, меди, никеля и других металлов, в которых за последние десятилетия выявлены многочисленные новые типы платинометальной минерализации (Ю.А.Волченко, 1986; Ю.А.Волченко, К.К.Золоев,В.А.Коротеев и др., 1994; Ю.А.Волченко и др.,1998). Анализ геологических и геодинамических обстановок нахождения всех месторождений и проявлений платиновых металлов на Урале позволил нам выделить семь протяженных общеуральских платиноворудных поясов, характеризующих основные этапы развития складчатой системы (Ю.А.Волченко, В.А.Коротеев, 1998): Центрально-Уральский (Сарановский), Офиолитовый, Платиноносный, Палладиеносный, Главный вулканогенный, Вулкано-плутонический, Дайковый. Кратко охарактеризуем платиноносность каждого из выделенных поясов.  
        Сарановский пояс мафит-ультрамафитовых хромитоносных стратиформных комплексов расположен в пределах Центрально-Уральского поднятия. В  этом поясе выявлено осмиево-рутениевое (с иридием) оруденение, приуроченное к пластам хромитовых руд Главного Сарановского, Южного Сарановского, Промежуточного и других месторождений – сарановский тип минерализации (Ю.А.Волченко, 1986; Ю.А.Волченко и др., 1990). Разрезы стратиформных хромитоносных и платиноносных дунит-гарцбургитовых комплексов обладают отчетливыми признаками внутренней дифференциации и градиентностью по железу, титану, алюминию и другим элементам, включая металлы платиновой группы. Они вмещают многочисленные пластообразные тела хромитовых руд мощностью от 0,5–1 до 7–14 м. Главные особенности распределения платиноидов в изученных разрезах заключаются в однотипной геохимической специализации ультрамафитов и хромитовых руд на тугоплавкие платиновые металлы (рутений, осмий, иридий) и закономерном изменении содержаний платиноидов в рудах, ультрамафитах и собственных минералах по стратифицированному разрезу. Тугоплавкие платиноиды (осмий, рутений, иридий) с сумме составляют 70–90% в хромитовых рудах и 60–80% – в ультрамафитах от общего количества находящихся в них платиновых металлов. Среднее суммарное содержание платиноидов в хромитовых рудах наиболее крупных западного, центрального и восточного рудных тел соответственно составляет 350, 500 и 300 мг/т, увеличиваясь в отдельных их участках до 1000–2000 мг/т; в основных типах ультрамафитов, формирующих разрезы, данные характеристики равны 100–120 мг/т для дунитов, 100–150 – для энстатитовых дунитов и 75–100 мг/т для дунит-гарцбургитов с аномальными увеличениями в хромитоносных ультрамафитах до 200–300–400 мг/т. Содержания платиновых металлов по разрезам как в хромитовых рудах, так и в ультрамафитах изменяются закономерно: нижние части разрезов относительно обогащены осмием, рутением, иридием, а верхние – платиной, родием, палладием.         Максимальные концентрации осмия, рутения и иридия в хромитовых рудах приурочены к приконтактовым частям и зонам деформации внутри них, где наиболее сильно проявлен метаморфизм и выявлена повышенная и высокая степень окисления железа в рудообразующих хромшпинелидах.        

Платиноидная минерализация представлена сульфидами, сульфоарсенидами и интерметаллидами тугоплавких платиновых металлов. Минералы ряда лаурит (Ru,Os)S2 – эрликманит (Os,Ru)S2, ирарсит IrAsS, иридосмин OsIr и другие образуют идиоморфные включения размером от 5–10 до 50–80 мкм и более в хромшпинелидах и силикатном цементе. Отметим, что включения минералов платиновых металлов, находящиеся в катаклазированных и метаморфизованных хромитовых рудах, обладают морфоструктурными признаками метаобразований и не несут на себе следов хрупких деформаций и резорбции, находясь при этом в трещиноватых зернах хромшпинелида и внутри эпигенетических сульфидов никеля, железа, кобальта.  
      Приуроченность концентрированного платинометального оруденения сарановского типа к участкам сильного метаморфизма хромитовых руд и хромитоносных ультрамафит-пегматитов, парагенезис с метаморфогенными сульфидами и сульфоарсенидами никеля, железа, кобальта позволяют рассматривать его как продукт метаморфогенно-гидротермальных преобразований стратиформных хромитоносных дунит-гарцбургитовых комплексов, сопровождавшихся локальной мобилизацией и сбросом платиновых металлов, первично рассеянных в той или иной форме в хромшпинелидах.  
        Офиолитовый пояс включает многочисленные кулисообразно расположенные цепочки мафит-ультрамафитовых альпинотипных комплексов, фиксирующих собой зону Главного Уральского Глубинного разлома и оперяющих ее с востока структурных элементов. Длительная история формирования и преобразования мафит-ультрамафитовых комплексов пояса в различных геодинамических обстановках (океанической и островодужной), предопределила типы распределения платиновых металлов, позицию и состав связанной с ними хромит-платиноидной минерализации. Установлено, что платинометальное оруденение присутствует в связи с хромитовыми рудами всех частей разреза альпинотипных комплексов пояса. При этом выделяются четыре типа геологических обстановок и, соответственно, четыре типа сопряженной хромовой и платиноидной минерализации: кракинский, кемпирсайский, верхнейвинский и шандашинский (Ю.А.Волченко, К.К.Золоев, В.А.Коротеев и др., 1994; Ю.А.Волченко  и др., 1998). Более детально охарактеризуем вторую, приводящую к образованию наиболее масштабного хромит-платинометального оруденения. Кемпирсайский тип рутениево-иридиево-осмиевых руд выявлен в хромитоносных дунит-гарцбургитовых комплексах, вмещающих месторождения высокохромистых низкоглиноземистых маложелезистых хромовых руд. Основная особенность распределения платиновых металлов в рудах этого типа заключается в контрастной геохимической специализации руд и ультрамафитов, свидетельствующей о сильном фракционировании платиноидов в процессах хромитообразования. Рудовмещающие ультрамафиты специализированы на легкоплавкие платиноиды – платину и палладий, а хромитовые руды – на тугоплавкие, в первую очередь  осмий, образуя следующий устойчивый ряд убывания содержаний платиновых металлов: осмий, иридий, рутений, платина, родий, палладий. Установлена взаимосвязь процессов накопления хрома и тугоплавких платиноидов в рудах: по мере увеличения густоты вкрапленности и железистости хромшпинелида возрастает содержание хрома и падает – глинозема; одновременно с этим повышается суммарное содержание осмия, иридия, рутения. Общее содержание платиноидов в рудах закономерно увеличивается от 0,2–0,3 г/т в редковкрапленных до 0,7–1,0–2,0 г/т в густовкрапленных и сплошных рудах. Максимальные концентрации платиноидов приурочены к фронтальным зонам рудных тел, внутрирудным дунитам, участкам обогащения руд паргаситом, эденитом, флогопитом. Тугоплавкие платиноиды, составляющие более 90% от общего количества платиновых металлов в рудах, на 80% и более заключены в хромшпинелидах, содержащих весьма мелкие и тонкие включения собственных минералов платиновых металлов и сульфидов цветных металлов. Собственные минералы платиновых металлов в рудах кемпирсайского типа представлены сульфидами, сульфоарсенидами и твердыми растворами тугоплавких платиноидов. Наиболее распространены минералы ряда лаурит (Ru,Os)S2 – эрликманит (Os,Ru)S2, содержащие до 3–4 % мышьяка. Обычны иридосмин OsIr и осмирид IrOs. Встречены ирарсит IrAsS, осарсит Os AsS и ксингцхонгит (Ir,Rh,Cu,Ni)S, в том числе – резко обогащенный никелем. Все эти минералы присутствуют в виде моно- и полифазных выделений размером от 1–50 до 100 мкм. Развиваемая модель флюидно-метасоматического происхождения платинометально-хромитовых руд кемпирсайского типа (И.С.Чащухин, и др., 1991) предполагает трансформацию в низах океанической литосферы практически нехромитоносных реститогенных дунит-гарцбургитовых серий со слабо дифференцированным (субхондритовым) типом распределения платиноидов под воздействием восходящих потоков нагретых восстановленных флюидов.  
        Платиноносный пояс расположен в западной части Тагильской структурно-формационной зоны. Он образован цепочкой мафит-ультрамафитовых массивов овальной и серповидной формы, имеющих зональное строение.  
        Еще в 70-е гг., после выявления в зональных комплексах Платиноносного пояса новых типов сульфидного и теллуридного платино-палладиевого оруденения (Ю.А.Волченко, 1975), делались попытки обосновать гетерогенность и полизональность этих образований на основе анализа степени неоднородности их геологических, геохимических и рудных полей. Были откартированы и выделены два генетически различных типа естественных ассоциаций горных пород и руд, формирование которых протекало, соответственно, в мантийных и мантийно-коровых условиях. Дальнейшее геологическое изучение зональных комплексов позволило получить новую информацию о дискретности процессов породо- и рудообразования в мафит-ультрамафитовых комплексах Платиноносного пояса и привело к пониманию возможности и необходимости выделения в его составе двух самостоятельных поясов: собственно Платиноносного и Палладиеносного.  
        Нижнетагильский (соловьевогорский) тип платиновых (с иридием, рутением, родием, осмием) руд локализован в мафит-ультрамафитовых комплексах собственно Платиноносного пояса. Для дунит-верлит-клинопироксенит-тылаитовой ассоциации, формирующей пояс, установлена сквозная геохимическая специализация на платину при следующем устойчивом ряде убывания содержаний благородных металлов: платина, рутений, осмий, палладий, родий, иридий, золото. Выявлено закономерное возрастание средних содержаний платины от тылаитов (троктолитов) к оливиновым клинопироксенитам, верлитам и дунитам – от 5–10 до 20–30 и 50–60 мг/т, соответственно. Наиболее концентрированное платиновое оруденение связано с дунитовыми членами серий.        

Среди дунитов с фоновыми содержаниями платины  30–50 мг/т впервые выявлены отрицательные геохимические аномалии, на площади которых содержание платины уменьшается в 3–10 раз (район "Госшахты", Крутого и Сыркова Лога). Именно к ним часто приурочены хромит-платиновые рудные столбы и гнезда с резко повышенными и высокими содержаниями платины – 0,5–10 –50 г/т и более, которые и являлись объектами добычи коренной платины на площади Соловьевогорского рудного поля. Крупнейший рудный столб в дунитах горы Соловьевой вскрыт “Госшахтой” до глубины 183 м. Крутопадающее (60–70°) рудное тело представляет собой зону прожилково-сетчатой хромит-платиновой минерализации с овальным сечением от 10 до 20 м2 при содержании от 5 до 500 г/т. Вкрапленная в хромите платина имела размеры от 20–50 мкм до 1–2 см.       

 Из трех присутствующих  в дунитах парагенетических ассоциаций  минералов платиновых металлов  наиболее характерна и распространена ассоциация в различной степени упорядоченных железоплатиновых сплавов с рутений-иридий- и осмийсодержащими минералами – ферроплатиновый тип. Выделения платиновых минералов находятся в тесном взаимопрорастании с хромшпинелидами и имеют как идиоморфную, так и ксеноморфную формы. Размеры их варьируются от 20–50–100 до 200–500 мкм и более. Они представлены изоферроплатиной Pt3Fe, тетраферроплатиной PtFe с включениями платинистого осмирида IrOs, иридия Ir, осмия Os, холлингвортита (Rh,Pt,Ir)AsS, ирарсита IrAsS, туламинита Pt2FeCu и др. Содержание в матричной ферроплатине примесей других платиноидов в сумме составляет 2–4 до 10 мас.%, меди и никеля в сумме до 1.5–9 мас.%. Парагенные сульфиды – пентландит, миллерит, пирротин.  
       Изотопно-геохимические и минералого-геохимические данные по ферроплатиновому типу оруденения указывают на мантийный источник генерации платиноидных элементов. Конечная реализация их в виде конкретного парагенезиса собственных минералов происходила в условиях закрытой системы из концентрированного водно-щелочного флюида. Таким образом, есть основания для отнесения эпигенетических хромит-платиновых руд нижнетагильского типа к флюидно-метаморфогенным образованиям.  
Палладиеносный пояс расположен в западной части Тагильской зоны, непосредственно рядом с Платиноносным и восточнее его. Он охватывает многочисленные массивы Главного габбрового пояса Урала.  
Для оливинит-ферроклинопироксенит-горнблендит-габбровой (габбро-норитовой) ассоциации, формирующей Палладиеносный пояс, установлена сквозная палладиевая (золото-платино-палладиевая) специализация руд и горных пород при характерном ряде убывания содержаний благородных металлов: палладий, платина, золото, рутений, осмий, родий, иридий. В магнетитовых оливинитах, магнетитовых клинопироксенитах и горнблендитах присутствует сульфидный палладиевый (высоцкитовый) тип оруденения – качканарский тип. В клинопироксен-амфиболовом и двупироксеновом габбро в связи с высокосульфидной минерализацией волковского типа присутствует меренскиитовый тип палладиевого оруденения, а в низах разреза дифференцированного рудоносного габбро в связи с апатитовыми оливинитами и апатитовыми клинопироксенитами – малосульфидный котульскитовый тип палладиевого оруденения с золотом – баронский тип.       

3.Волковский и баронский типы золото-

платино-палладиевых  руд.

Сложно дифференцированный (псевдостратифицированный) Волковский рудоносный комплекс на Среднем  Урале вмещает одноименное крупное  месторождение медно-сульфидно-апатит-титаномагнетитовых руд, содержащих палладий, платину, золото и другие благородные металлы. Специализация высокосульфидных руд волковского типа определяется резким преобладанием палладия и золота над платиной и весьма низкими содержаниями остальных благородных металлов. Распределение этих элементов в медно-сульфидно-апатит-титаномагнетитовых и апатит-титаномагнетитовых рудах средних и нижних частей разреза комплекса характеризуется выдержанными низкими суммарными содержаниями (от 50 до 200 мг/т) и отсутствием значимой корреляционной связи между содержаниями платиноидов, золота, с одной стороны, и основных рудообразующих компонентов (железа, титана, ванадия, фосфора, меди), с другой. Высокое суммарное содержание благородных металлов (до 1–7 г/т) при неравномерном распределении платиноидов и золота в высокосульфидных рудах верхней части разреза комплекса обусловлено присутствием разнообразных форм их нахождения: меренскиит PdTe2, самородное палладиесодержащее золото, гессит Ag2Te и др.  
Малосульфидное золото-платино-палладиевое оруденение баронского типа связано с зоной перехода от такситовых амфибол-пироксеновых и оливиновых габбро к плагиоклазовым и оливиновым клинопироксенитам и верлитам. В этой зоне выявлен и прослежен на сотни метров маломощный от 0,5–2,0 до 8 м прерывистый горизонт тектонизированных и зеленокаменно-измененных апатитовых оливинитов и апатитовых оливиновых клинопироксенитов, несущий вкрапленность халькопирита, борнита, карролита, пирита и содержащий высокие количества платиновых металлов, а также золота и серебра. Суммарное содержание платиноидов – 5–10–20 г/т и более, при этом палладий резко преобладает над платиной при ничтожных содержаниях остальных платиноидов. Золото содержится в количествах от 0,5 до 9 г/т. Максимальные концентрации палладия, платины и золота связаны с локальными зонами антигоритизации, хлоритизации и ослюденения в апатитовых оливинитах и апатитовых оливиновых клинопироксенитах. Размеры выделений палладиевых минералов и золота составляют 10–20 мкм; иногда встречаются их кристаллические сростки и прожилки размером до 50–100 мкм и более. Продуктивный парагенезис представлен борнитом, халькопиритом, никелевым карролитом, магнетитом, меренскиитом PdTe2, котульскитом PdTe, кейтконнитом Pd3Te, палладий содержащим золотом.  
       

3.1. Типы платино-содержащих руд.

Различные геологические обстановки концентрации платиновых металлов и  золота в пределах Палладиеносного  пояса обусловили возникновение  нескольких разных типов платиносодержащих  руд – качканарского, волковского, баронского. Но в целом формирование благороднометального оруденения этого пояса происходило как элемент развития рудообразующей системы островодужных габбро (высокоглиноземистых базальтов).        

 Колчеданные месторождения  Урала приурочены к палеовулканическим  поясам Тагильской и Магнитогорской структур, обладающим принципиально сходным характером строения и развития,  имеющим общую тенденцию к омоложению в восточном и южном направлениях и формирующим главный вулканогенный пояс.        

 Платиноносность всех  типов колчеданных руд Урала  изучена недостаточно, хотя многие исследователи указывали на присутствие платины и платиноидов в медно-цинковых колчеданных рудах ряда уральских месторождений (Н.К.Высоцкий, 1923; О.Е.Звягинцев, 1936; О.Е.Юшко-Захарова, 1975; М.И.Новгородова, 1976). Нами на примере ряда колчеданных месторождений – Гайского, Учалинского, Левихинского и других исследована платиноносность основного для Урала типа медно-цинковых колчеданных руд, формирующих крупнейшие залежи “уральского типа” и выделен новый для Урала тип платиносодержащих рудных формаций, или Гайский тип золото-палладиево-платиновой (с родием) минерализации. Установлено, что в колчеданных рудах уральского типа присутствуют все металлы платиновой группы, за исключением иридия, при этом ряд их убывания выглядит следующим образом: платина, палладий, рутений, осмий, родий. Постоянно присутствует золото. Палладиево-платиновая специализация, как и присутствие ощутимых количеств родия и рутения, характерны для всех типов этих руд. Однако уровень содержаний ведущих элементов и суммарные концентрации платиноидов резко варьируют. Минимальные содержания палладия и суммы платиноидов характерны для серно-колчеданных руд, максимальные содержания платины и суммы платиноидов – для медно-колчеданных руд. Повышенные концентрации палладия присутствуют как в медно-цинковых колчеданных, так и в цинковых рудах. Суммарные содержания платиновых металлов в рудах и концентратах изменяются от 0,1 до 1 г/т, однако наиболее обычными для колчеданных руд уральского типа являются содержания 0,3–0,5 г/т. Степень платиноносности колчеданных руд пропорциональна их золотоносности. Максимальные содержания платины около 1 г/т выявлены в концентратах и технологических продуктах с очень высокими содержаниями золота, что косвенно предполагает наличие общих форм нахождения этих металлов.

3.2. Рудные формации  Урала.