2

Пирит гидротермальных рудных месторождений, как один из основных рудообразующих минералов, описан в большом количестве работ. Пирит в современных гидротермальных системах отлагается на всех стадиях развития систем, поэтому многие исследователи считают его малоинформативным. Неоднократные попытки оценить те или другие свойства пирита для решения генетических вопросов современного вулканогенного рудообразования, как правило, заключались лишь в определении состава и структуры минерала. Тем не менее, выполнено много определений содержания Au, Ag, As, Sb и др. элементов в сульфидах ряда геотермальных месторождений Камчатки и Курильских островов (118, 151, 152). Проведенные нами исследования на примере гидротермально-магматических систем Баранского, Северо-Парамуширской, Паужетской, Мутновской, Паратунской и др. показали, что особенности морфологии, состава включений и распределения микропримесей в пирите отражают изменение термодинамических параметров и состав эндогенного флюида, а также структурную обстановку в недрах систем (153). Рассмотрим состав, условия образования и др. характеристики пирита на примере, в основном, двух систем – Баранского и Паужетской, находящихся на противоположных этапах своего развития (прогрессивном и регрессивном).

Исследованный пирит имеет гидротермально-метасоматическое происхождение. Он образует рассеянную вкрапленность во всех типах пропилитов и аргиллизированных разностях пород, а также скопления кристаллов в термальных глинах и осадках в грязевых котлах. Максимальное количество пирита образуется в “синих глинах” в пределах зоны сернокислотного выщелачивания на интервале 0-100 м (система Баранского) и 0-2 м (Паужетская) от дневной поверхности и на глубине более 500-900 м в кварц-эпидозитах (монокварцитах). Кровля зоны кварц-эпидозитов находится на различной глубине в связи с блоковым строением гидротермальных систем: на 500 м и ниже в горстах и на 900 м и ниже – в пределах опущенных блоков. Согласно анализу пирита гидротермально-магматической системы Баранского на микрозонде Camebax, содержания элементов-примесей в микровключениях составляют: Au - до 0,22%; Ag - 0,05; As - 3,2; Pb – 0,24; Cu – 0,51; Zn – до 0,04%. Содержание многих рудных элементов-примесей в валовых пробах пирита Паужетской системы в среднем на порядок выше (118).

Проанализировано поведение микропримесей в пирите в двух случаях, принципиально отличающихся своими термодинамическими параметрами: в разрезе опущенного блока или в зоне питания гидротермальной системы (скважины 54 и 55) и в разрезе горста или в зоне восходящего высокотемпературного теплового потока (скважины 64 и 65), рис. 34. Скважина 72 пробурена в краевой части горста в обстановке интенсивного смешения восходящих термальных и нисходящих метеорных вод, что по многим термодинамическим и гидрохимическим параметрам соответствует таковым опущенного блока. На рис. 34 видно, что область восходящего потока гидротерм существенно отличается от зоны питания распределением элементов-примесей в пирите. Пирит метасоматитов в зоне восходящего потока гидротерм “обогащен” As, Pb, Ag, Mg, Si, Al, а также, возможно, Cu, V и некоторыми другими элементами; в зоне нисходящего потока – Mn, Mo, Co, Ni, Zr, Al.

1-5 – распределение микрокомпонентов в пирите: Au, 2 – Pb, 3 – As, 4 – Cu, 5 – Zn; 6 – преобладающее направление движения вод.

“Рис. 34”

Au характерно как микропримесь в пирите для верхних горизонтов гидротермально-магматической системы, где его содержание достигает 0,22%. Наиболее значимы содержания и устойчиво распределение Pb в нижней части опущенного блока и в пределах всего разреза горста. As характерен для средней и верхней частей разреза горста (0-800 м) и отмечен только в единичных зернах пирита в опущенном блоке. Зафиксированы также на различных глубинах отдельные, но высокие по содержаниям (до 0,5%), включения Cu.

Обращает на себя внимание резкое уменьшение содержаний микропримесей в пирите метасоматитов опущенного блока на интервале 400-700 м. Кроме Hg, содержание которой в нижней части интервала, наоборот, резко возрастает (рис. 35). Пирит этого интервала отчетливо выделяется и своими морфометрическими параметрами – частым чередованием форм зерен,

их размеров, габитусом кристаллов. Согласно геологическому строению, к этому интервалу приурочена граница двух стратиграфических толщ. Породы интервала интенсивно трещиноваты и полностью замещены агрегатом кварц-адулярового и кварц-адуляр-пренит-вайракитового состава с эпидотом. Это свидетельствует о существовании здесь мощной зоны кипения гидротерм и формировании в ее пределах и на границах геохимических барьеров на SiO₂, K, Au, As, Li, Rb и другие компоненты. Вместе с тем, пирит этой зоны либо не накапливает, либо теряет микрокомпоненты в обстановке резких колебаний давления и температуры минералообразующих растворов (от 300-250 до 200-170⁰С и ниже). Эта особенность распределения микропримесей характерна и

для пирита зон перехода жидкость-пар в области восходящего потока гидротерм. Пирит на границах зон вскипания, наоборот, содержит высокие концентрации Au, Ag, As, Pb, Hg и др., подтверждая тем самым факт формирования здесь геохимических барьеров.

Таким образом, анализ морфологии пирита, состава в нем микропримесей и их распределения, согласно сложившимся представлениям о геологическом строении гидротермально-магматических систем, показал следующее. Пирит систем, находящихся как на этапе прогрессивного развития (Северо-Парамуширская и Баранского), так и на регрессивном этапе (Паужетская и Паратунская), содержит микропримеси многих рудных и нерудных элементов (Au, Ag, As, Sb, Hg, Pb, Ca, Mg, Mn, Mo, V, Co, Ni, Zr, Si, Al и др.) в количестве от 0,00001 до 3,2%, что согласуется с составом растворов. Содержания микропримесей в пирите Паужетской системы в целом на порядок выше, чем в системе Баранского. Микропримесями “заражен” гидротермально-метасоматический пирит, рассеянный по всему объему гидротермальной системы. Есть и характерные особенности в распределении отдельных элементов. Так, Au в качестве микропримеси в пирите обнаружено только на интервале 0-400 м от дневной поверхности, As характерен для средних горизонтов (400-800 м), Pb образует устойчивые содержания по всему разрезу геологических блоков в зоне восходящего потока гидротерм и в нижней части блоков в области питания гидротермальной системы. Ртутью обогащен пирит в целом по всему разрезу системы, находящейся на этапе прогрессивного развития, с заметной тенденцией повышения содержаний к нижним горизонтам; фактически лишен Hg пирит глубоких разрезов остывающей гидротермальной системы. Эта тенденция (обогащение многими микропримесями пирита вмещающих пород от этапа прогрессивного развития гидротермально-магматических систем к этапу остывания, т.е. с течением геологического времени) подтверждается исследованиями пирита низкотемпературной Паратунской гидротермальной системы (температура растворов не превышает 110⁰С). Кроме существенно более высоких содержаний здесь Au, As, Co, Hg и др. элементов (в 5-10 раз выше, чем на Паужетке), необходимо отметить равномерное обогащение пирита микропримесями по всей глубине системы (распределение изучено до глубины 1500 м) и ровное распределение микропримесей в пределах самих зерен. Пириты метасоматитов Паужетской системы и особенно системы Баранского обогащены микропримесями лишь в краевых частях зерен. Это подтверждает вывод об устойчивом постепенном (?) насыщении минералов-концентраторов в структуре гидротермально-магматической системы многими рудными и нерудными элементами. Характер распределения микропримесей в пирите служит также индикатором геологической и гидрогеологической структуры гидротермально-магматической системы: выделяются зоны восходящего потока гидротермального флюида и зоны инфильтрации холодных поверхностных вод, крупные области перехода жидкость-пар и их границы.