Геология и генезис месторождения Панимба (Енисейский кряж)

Актуальность. Месторождение Панимба, проявления Правобережное, Тавлик, Панимбинское и Шалокит, объединены в Панимбинский рудный узел, входящий в Ерудинский рудный район, который занимает лидирующее положение по запасам и добыче золота в России. В Панимбинском рудном узле ведутся геологоразведочные работы по проекту крупнейшего производителя золота в России и одной из десяти ведущих золотодобывающих компаний в мире ПАО «Полюс Золото». Месторождение Панимба (участки Михайловский и руч. Золотого) является одним из первоочередных объектов на эксплуатацию с оцененными ресурсами в 73,71 тонн золота.
Увеличение объемов добычи золота компанией «Полюс» диктует необходимость своевременного восполнения минерально-сырьевой базы региона, основывающейся на всестороннем изучении перспективных для отработки рудных объектов. Подобная информация позволит разрешить множество дискуссионных вопросов генезиса руд, в том числе источника золота и приуроченности его локализации к различным геологическим обстановкам, что, в свою очередь, даст возможность сформулировать новые поисковые признаки и критерии на благороднометалльное оруденение.
В настоящей работе рассмотрены геологическое строение месторождения Панимба, минералого-петрографические признаки локализации оруденения, особенности распределения золота в рудах и его источник. Результаты проведенных комплексных исследований минералов, пород и руд позволят расширить теоретические основы золоторудогенеза в углеродисто- терригенных толщах региона. Реализация цели и задач диссертационного исследования будет способствовать решению генезиса золотоносных руд, выделению и развитию прогнозно- поисковых критериев при разведке новых перспективных участков в рудном узле и месторождений золота в регионе, что диктуется необходимостью регулярного расширения минерально-сырьевой базы в России.
Цель и задачи. Целью работы является изучение особенностей геологического строения месторождения Панимба, вещественного состава руд, гидротермального флюида, условий формирования золоторудной минерализации и определение ее источника. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
1) охарактеризована петрография вмещающей толщи и уточнен литолого- стратиграфический разрез месторождения;
2) определен химический состав и установлена неоднородность состава типоморфных минералов гидротермально измененных пород и руд;
5
3) изучены особенности распределения элементов-примесей в сульфидах и самородном золоте;
4)определены РТХ-параметры рудообразующего флюида и условий формирования золотого оруденения на месторождении;
5)исследована структура углерода и особенности распределения его соединений в гидротермально измененных породах и рудах;
6) определен абсолютный возраст геологических событий на изучаемой территории и выполнена интерпретация их последовательности;
7) разработан авторский вариант генезиса месторождения;
8) проведен сравнительный анализ полученных результатов на месторождении с другими золоторудными объектами.
Фактический материал, методы исследования, личный вклад автора. Вариант литолого-стратиграфического разреза в опорных сечениях месторождения разработан коллективом кафедры геологии, минералогии и петрографии с участием автора при доизучении керна скважин геологоразведочного бурения (2 824,2 пог. м). Минералого- -петрографические исследования проведены автором на образцах коллекции научного руководителя и П. А. Тишина, доцента кафедры петрографии Томского государственного университета. Коллекция представлена образцами пород и руд, петрографическими шлифами и аншлифами с сокращенным описанием.
Лично автором сформулированы цель и задачи диссертационной работы, выполнены аналитические исследования и обработка их результатов в лабораториях Института минералогии СО РАН (г.Новосибирск), Томских политехнического и государственного университетов, ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург) при финансовой поддержке фонда М. Прохорова и безвозмездном содействии руководства и сотрудников лабораторий в организации работ, обучении методическим приемам исследования и предоставлении возможности работы на оборудовании. К проведенным автором экспериментальным исследованиям относятся: изучение газово-жидких включений в жильном кварце и сульфидах с использованием комплекса термобарогеохимических методов (термокриометрия, Рамановская спектроскопия, газовая хроматография, газовая хромато-масс-спектрометрия); Рамановская спектроскопия углеродистого вещества; люминесцентная микроскопия битумоидов; рентгеноспектральный флуоресцентный анализ; изучение изотопии серы в сульфидах; изучение вещественного состава методами оптической и электронной микроскопии; определение возраста методами U-Pb- и Ar-Ar-геохронологии. Сравнительный анализ полученных данных, их интерпретация и выводы сделаны автором на основании переработки материала восьми отчетов по результатам поисков,

6
разведки и доразведки месторождения Панимба, а также обзора опубликованных работ по теме исследования.
Аналитическую базу исследования составили:
– термобарогеохимия флюидных включений в кварце: определение температур гомогенизации – 375 анализов, температур растворения кристалла – 29 анализов, температур эвтектики – 69 анализов, температур плавления льда – 72 анализа, солености водного раствора – 42 анализа, температур плавления СО2±СН4 ±N2 – 112 анализов, температур частичной гомогенизации – 54 анализа; расчет давления – 63 определения; газовая хроматография – 34 анализа; Рамановская спектроскопия: флюидных включений в кварце – 138 включений, углеродистого вещества – 48 анализов; хромато-масс-спектрометрия газово-жидких включений: в жильном кварце – 10 анализов, в сульфидах – 7 анализов;
– люминесцентная микроскопия битумоидов – 7 препаратов;
– рентгеноспектральный флуоресцентный анализ – 2 анализа;
– микрорентгеноспектральные определения химического состава минералов:
породообразующих – 106 анализов, рудных – 405 анализов;
– микроскопия: оптическая – 420 шлифов, электронная – 21 анализ;
– изучение отражательной способности арсенопирита – 26 анализов;
– изучение изотопии серы в сульфидах – 27 анализов;
– определение абсолютного возраста: U-Pb – метод по циркону – 2 пробы, Ar-Ar – по
мусковиту – 2 пробы.
Обработка материалов осуществлялась автором лично с использованием компьютерных
программ: MS Word, Excel, Access, Autodesk AutoCAD, CorelDraw, Statistica и Origin Pro. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения (6 с.), пяти глав (153 с.), заключения (2 с.) и списка литературы, включающего 137 наименований (8 с.). Общий объем
работы 171 с., диссертация содержит 63 иллюстрации и 33 таблицы.
В первой главе рассмотрено геологическое строение района месторождения Панимба,
частично обосновывается первое защищаемое положение.
Вторая глава посвящена изучению петрографии литолого-стратиграфического разреза
месторождения и гидротермально измененных пород минерализованных зон и руд, приведена типизация и оценка РТ-параметров метаморфизма. Глава содержит материал, обосновывающий первое, второе и третье защищаемые положения.
В третьей главе изучен вещественный состав руд, охарактеризованы распределение в рудах и химический состав золото-сульфидной минерализации, последовательность минералообразования, определены изотопный состав серы сульфидов и особенности

7
распределения элементов-примесей в сульфидах и золоте. В главе приводится частичное обоснование второго и третьего защищаемых положений.
Четвертая глава посвящена термобарогеохимическим исследованиям газово-жидких включений в жильном кварце и пирротине. На основании экспериментов моделируются состав гидротермального флюида и его РТХ-параметры в дорудный и рудный этапы формирования месторождения. Глава содержит материалы, обосновывающие третье защищаемое положение.
В пятой главе приведены результаты абсолютной геохронологии и обобщены данные предыдущих глав диссертации в виде выводов об условиях формирования месторождения. Материалы главы использованы при обосновании третьего защищаемого положения.
Защищаемые положения:
1.Рудное поле месторождения Панимба приурочено к восточному крылу гранито- сланцевого купола, сложенного полиметаморфическими породами кординской свиты. Минерализованные зоны приурочены к узловатым ороговикованным милонитам. Рудные тела представлены гидротермально измененными породами с кварцевыми жилами и импрегнациями сульфидов и золота.
2.В минерализованных зонах гидротермально измененных сланцев распространены стадийные парагенезисы: кварц-графит-пирит-пирротиновый; кварц-пирротин-лѐллингит- арсенопиритовый; кварц-пирит-халькопирит-сфалеритовый; теллуридно-висмут- -золотосодержащий и кварц-пирит-карбонатный. Сульфиды характеризуются неоднородным химическим и изотопным составом.
3. Обоснованы этапы формирования рудного поля месторождения Панимба в связи с байкальским тектоногенезом, проявленным в виде: 1) динамотермального метаморфизма зеленосланцевой фации (1006,0±48,8 – 996,0±32,9 млн лет); 2) гранитоидно-контактового метаморфизма мусковит-роговиковой фации (889,0±26,6 – 868,9±6,5 млн лет; 3) гидротермального высоко- и среднетемпературного процесса (817,2±5,3 – 744,0±17,0 млнлет), с отложением золотосульфидной минерализации из гетерогенного хлоридно- -углекислотного магний-кальций-натриевого водно-солевого флюида с газовой фазой азот-углеводород-углекислотного состава.
Научная новизна. Впервые приведены результаты комплексного исследования петрографии, минералогии и геохимии пород и руд, на основании которых разработаны представления об особенностях геологического строения, структуры, геохимии элементов- примесей в сульфидах и самородном золоте, РТХ-параметрах гидротермального флюида и условиях локализации руд и рудообразования месторождения Панимба. Определен абсолютный возраст (U-Pb, Ar-Ar) геологических событий, проявленных в пределах рудного поля. Впервые применен комплексный подход к изучению углерода и его соединений во вмещающих породах

8
и рудах. По показателям, характеризующим особенности состава рудообразующего флюида, выполнен сравнительный анализ вещественных комплексов рудных тел месторождения с другими золоторудными объектами Енисейского кряжа. Разработан авторский вариант генезиса месторождения Панимба.
Практическая значимость. На основе данных, полученных экспериментальным путем, расширяется возможность выделения критериев при прогнозно-поисковых работах и, как следствие, эффективность разведки месторождений золота. Признаки повышенных концентраций золота позволят на начальных этапах разведки месторождений золота выявлять продуктивные участки и оконтуривать рудные тела. К таким признакам отнесены: приуроченность рудных тел к узловатым кордиерит-андалузитовым роговикам в зонах милонитизации, неоднородность химического состава минералов руд, присутствие аморфного углерода и углерода с высокой степенью разупорядочения в кварце и сланцах, наличие битумоидов маслянисто-смолистого состава, обедненность тяжелым изотопом серы сульфидов из сланца, присутствие в кварце флюидных включений с углекислотой и восстановленными газами.
Апробация работы. Автором опубликовано 29 работ, 17 – по теме диссертации, из них пять – в журналах, входящих в перечень ВАК. Материалы работы докладывались на конференциях студентов и аспирантов, семинарах, симпозиумах и конгрессах (21 публичное выступление): с международным участием – «Молодежь и наука» (Красноярск, 2013, 2014), «Цветные металлы и минералы» (Красноярск, 2013, 2014), «Им. ак. М. А. Усова» (Томск, 2014), «Геология, геофизика и минеральное сырье Сибири» (Новосибирск, 2015), «Новое в познании процессов рудообразования» (Москва, 2015, 2017), «Проспект Свободный» (Красноярск, 2016), «Мельниковские чтения» (Благовещенск, 2016), «Памяти ак. А. П. Карпинского (С-Петербург, 2017), «Спектроскопия комбинационного рассеяния света» (Красноярск, 2017); национальные – «Уральская минералогическая школа – 2015» (Екатеринбург, 2015), III Всероссийская молодежная научная конференция (Улан-Удэ, 2015), «Геология, геоэкология и ресурсный потенциал Урала и сопредельных территорий» (Санкт-Петербург, 2018), Всероссийский семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (Москва, 2018).
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю, д-ру геол.-минерал. наук, профессору А. М. Сазонову за организацию исследований и конструктивную помощь на всех этапах обучения в аспирантуре.
За организацию и помощь в реализации исследований автор благодарен: заведующему лабораторией термобарогеохимии, д-ру г.-м. н. А. А. Томиленко и старшему научному сотруднику, к. г.-м. н. Н. А. Гибшер, а также сотрудникам лаборатории термобарогеохимии ИГМ СО РАН (г. Новосибирск); доценту Томского государственного университета, к. г.-м. н.

9
П. А. Тишину; д-ру г.-м. н., зав. отделом региональной геологии и полезных ископаемых восточных районов России ВСЕГЕИ В. Ф. Проскурнину (г. Санкт-Петербург); д-ру пед. наук, профессору, руководителю департамента реализации проектов развития СФУ Н. В. Гафуровой; ведущему геологу Геологического отдела АО «Сибирское ПГО», к. г.-м. н. Н. Н. Поповой; Т. Е. Юрьевой – музей геологии Средней Сибири, г. Красноярск; к. г.-м. н. М. И. Шаминовой (НИТПУ, г. Томск); коллегам аспирантам С. А. Сильянову и М.А. Рябухе.
Автор выражает искреннюю признательность коллегам-геологам СФУ и АО «Сибирское ПГО» за активное участие в обсуждении результатов исследований и конструктивную помощь в формулировке защищаемых положений. За сопровождение и реализацию проектов на тревел- гранты автор благодарен центру грантовой поддержки СФУ влице Ю.Э.Степановой и С. Е. Груздевой.
Автор считает своей обязанностью выразить уважение профессионализму геологов Красноярского геологического управления М. В. Крысину, Р. Г. Шарипову, А. Й. Вызу, АО «Полюс-Красноярск» А. А. Плеханову, И. Г. Звездину, Р. Е. Волгину, С. И. Савушкиной, благодаря работам которых точки минерализации в районе Панимбинского рудного узла были переведены в статус месторождения. Знакомство с геологическими отчетами этих геологов способствовало формированию представления о геологии региона, рудного района и месторождения.