Проявления самородной серы на колчеданных месторождениях

C http://ai-malyshev.narod.ru/GasFactor/GasFactorsFigs.html#Fig027 - Малышев А.И

Аналоги серно-кварцевых отложений Гайского месторождения известны на месторождениях Майкаин “С” , Блява и Западно-Озерное. Во всех случаях наблюдается однотипное изменение степени окисления серы в разрезе месторождений от сульфидной к самородной и затем к сульфатной: S2– -- > [S2]2– -- > S0 -- > S4+ -- > S6+, а максимальное содержание самородной серы приурочено к контакту колчеданной и кремнисто-гипсовой сыпучек.

В частности в верхней части залежи Майкаин “С” подзона кварц-баритовой сыпучки с самородной серой залегает между ярозитизированной и колчеданной сыпучками. В ее составе установлены барит, кварц, сера, самородное золото, галогениды серебра, реже ярозит, аргентит, магнетит. Самородная сера, цементирующая остаточные зерна барита и кварца, в отдельных участках образует линзовидные горизонтально лежащие скопления мощностью до нескольких десятков сантиметров при длине до 1.5 м. Характерная черта строения сыпучки этой подзоны — ее слоистость, обусловленная чередованием слоев разного состава – существенно баритовых, кремнистых, самородной серы и др. Горизонтальная слоистость подчеркивается наличием тончайших прослоек темно-зеленого или черного цвета, в которых концентрируется золото и галогениды серебра. На контакте описываемой сыпучки с сульфидной сыпучкой появляются прослои пирита и ковеллина. Среднее содержание золота в рудах зоны окисления в целом для залежи “С” в 7 раз выше, чем в первичных рудах.

Проявления самородной серы в разрезе месторождения Блява Т.Н. Шадлун характеризует следующим образом. Основной областью распространения самородной серы являются нижние горизонты зоны кремнисто-гипсовой сыпучки, главным образом, граница кремни¬сто-гипсовой сыпучки с колчеданной сыпучкой.

Сплошные плотные массы серы, в виде более или менее горизонтально залегающих прослоев различной мощности или линз встречены как на границе колчеданной сыпучки с кремнисто-гипсовой сыпучкой, так и среди самой кремнисто-гипсовой сыпучки, а также на границе последней с вышележащим ярозитом. Редким случаем является нахождение линзочек серы внутри колчеданной сыпучки. Частным случаем – залегание прослоев по контакту с ковеллином, отделяющим серу от кремнисто-гипсовой или колчеданной сыпучки, или от колчеданной руды.

Мощность прослоев колеблется от нескольких санти¬метров до 30–50 см, длина по простиранию от 1–2 до 15–20 м, контакты резкие. Помимо сплошных масс или обособленных скоплений серы,наблюдается тонкое слоистое чередование ее с кремнисто-гипсовой сыпучкой.

Отмечались участки серы с подчи¬ненной примесью в ней кремнисто-гипсовой сыпучки в виде скоплений, обломков или тонких прослоев.
Cера яв¬ляется составной частью кремнисто-гипсовой сыпучки с другими ком¬понентами. Она наблю¬дается микроскопически в виде отдельных зерен или скоплений в ассоциации с кварцем или гипсом. Очень часто темная кремнисто-гипсовая сыпучка состоит преимущественно из серы.

Kристаллики и сростки зерен серы, несмотря на наличие ромбических сечений, имеют додекаэдрический габитус; прозрачные, иногда мутные, светло-желтые или серовато-зеленоватые, иногда окрашены окислами железа в розоватый или красноватый цвет, иногда темные. Размеры зерен или кристалликов – сотые и десятые доли миллиметра.
Среди сплошных масс серы можно выделить две разно¬видности – светлую и темную. Как та, так и другая могут обладать либо массивной, либо слоистой текстурой, выражающейся в различной окраске отдельных слоев, обусловленной полосчатым распределением примесей. Под микроскопом обнаруживается мелко- или тонкозернистая структура агрегата. Зерна изометричны.
Изучение сплошных масс серы в проходящем и отраженном свете показало, что наряду с серой присутствуют гипс и кварц/опал; в наиболее чистых разностях мелкие зерна и скопления их единичны, в других они составляют до 40–50% всей массы. Наблюдается замещение серой гипса.

Выделения гипса и кварца загрязнены рудной пылью,встречаются пирит или марказит, ковеллин, англезит, барит, галогениды серебра, мельчайшие выделения аргентита (?).

Kварц встречается в виде мельчайших призматических кристаллов. Тонкораспыленные частицы пирита или марказита имеют размеры менее 0.005 мм и приурочены к отдельным полосам слоистых масс серы, обусловливая их темную окраску.

Eсли исходить из закономерностей развития газогидротермального процесса, приводящего к образованию как самих колчеданных месторождений, так и полного профиля их первичного (сингенетического) окисления, можно проанализировать весь спектр условий прекращения действия метасоматического рудообразующего процесса:

1. Массовый сброс конденсата серы из флюидного потока и сопутствующее ему сульфидообразование могут прекратиться до выхода флюидного потока на PT-барьер водной нейтрализации.

В этом случае на выходе флюидного потока из зоны рудообразования будут присутствовать те же пропилиты, что и на входе.

Однако в зависимости от направленности вектора эволюции флюида на PT-диаграмме в точке выхода флюида из зоны рудообразования возможны следующие варианты:

1a. Сброс давления соответствует сбросу температуры – вектор эволюции в точке выхода направлен по касательной к изолинии предельно допустимых концентраций серы на выход из области сброса конденсата серы. Наиболее примитивный случай выклинивания колчеданного тела в пропилитах.

1б. Сброс давления доминирует над сбросом температуры – вектор эволюции в точке выхода направлен более круто по отношению к касательной к изолинии предельно допустимых концентраций серы на выход из области сброса конденсата серы. В этом случае на выклинивании рудного тела может происходить частичный отжиг сульфидных соединений высокотемпературными парами воды с выносом серы образованием постсульфидной оксидной минерализации типа магнетита.

1в. Сброс температуры доминирует над сбросом давления – вектор эволюции в точке выхода направлен более полого по отношению к касательной к изолинии предельно допустимых концентраций серы вглубь области сброса конденсата серы, однако потенциал последней практически исчерпан. Рудное тело при выходе флюидного потока из области рудообразования будет выклиниваться с образованием шлейфа рассеянной сульфидной (преимущественно пиритовой) минерализации.

2. Массовый сброс конденсата серы из флюидного потока и сопутствующее ему сульфидообразование продолжаются вплоть до выхода флюидного потока на PT-барьер водной нейтрализации. Этот случай по сравнению с предыдущим требует более низких давлений (малоглубинных условий), что приближает PT-область сульфидообразования к PT-области сброса водного конденсата. Здесь тоже возможны три варианта.

2а. Вариант “черных курильщиков” – контакт с внешним водным конденсатом, обеспечивающий действие рудной ловушки “водного контакта”. Формирование полного профиля окисления серы невозможно. На месторождении Яман-Касы имеются все признаки образования месторождения по типу “черных курильщиков”, что позволяет причислить его именно к этому варианту.
2б. Вариант массового сброса водного конденсата. Реализуется в условиях высоких давлений (глубин) на линии критической температуры воды. Массовый сброс водного конденсата приводит к быстрому формированию волны кислотности, зона нейтрализации редуцируется вплоть до полного исчезновения. В геологической обстановке этот вариант выражается в выклинивании рудного тела в кремнисто-сульфатных или (при возможности выноса сульфатов) в чисто кремнистых отложениях.

2в. Вариант постепенного сброса водного конденсата в условиях низких давлений (малых глубин) при температурах, более низких по сравнению с критической температурой воды. Именно в этом варианте обеспечивается постепенное формирование полнопрофильного разреза окислительно-восстановительной активности серы: S2– -- > [S2]2– -- > S0 -- > S4+ -- > S6+. Hизкие температуры газо-гидротермального процесса и возможность потери части водного конденсата в более высокобарических условиях обусловливают мофетную направленность газогидротермального процесса. Рост парциального давления диоксида серы относительно давления водных паров, играет роль масштабирующего фактора, пропорционально отношению давлений расширяющего область действия барьера водной нейтрализации по вертикали. Dля того, чтобы проявления профиля окислительно-восстановительной активности серы не потерялись во вмещающих породах, необходимо поддержание дебита газогидротермального процесса в течение времени, что естественно для Гайскогo месторождения.

Гайскоe месторождениe