В процессе выполнения тематических работ в 2007-2009 гг. получены следующие результаты.

А) рамках проекта НИР 7.5.2.2. совместными исследованиями сотрудников ИГХ СО РАН лабораторий рудообразования А.М. Спиридонова, Л.Д. Зориной, геохимии гранитоидного магматизма и метаморфизма В.Д. Козлова, химико-аналитической В.И. Меньшикова, физико-химического моделирования В.А. Бычинского на основе количественного экстракционно-атомно-абсорбционного анализа и метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на приборе ICP-MS Element-2 впервые определены средние концентрации золота и его элементов-примесей в породах ряда магматических комплексов Центральной и Юго-Западной части Восточного Забайкалья (Даурская, Агинская и Аргунская структурно-формационные зоны). Установлено, что повышенные концентрации элемента (0,0043 г/т в среднем) свойственны доминирующим по площади распространения в регионе роговообманково-биотитовым гранодиоритам и гранитам главных фаз батолитовых интрузий ундинского верхнепалеозойского комплекса в восточной части исследованной площади и кыринского триас-среднеюрского комплекса в ее западной части. Породы ранне-среднеюрского (сохондинского) и средне-верхнеюрских (шахтаминского, харалгинского и кукульбейского) комплексов характеризуются заметно более низкими концентрациями Au, составляющими в своем большинстве 0.0014–0,0030 г/т, причем самые низкие содержания свойственны образованиям шахтаминского комплекса. В процессе магматической дифференциации гранитоидных интрузий происходит снижение концентраций золота в поздних лейкогранитных дифференциатах, что подтверждает известное положение об изначальном генетическом антагонизме между золотым оруденением гидротермальной природы и редкометалльным пневматолито-гидротермальным оруденением, связанным с поздними лейкогранитными дифференциатами интрузий Уровни концентраций Au в исследованных комплексах не зависят от состава вмещающих разновозрастных терригенных пород, что свидетельствует о глубинной, эндогенной, природе выявленных различий в концентрациях Au в гранитоидах региона. Аномально-повышенные концентрации золота в небольшой части изученных проб связаны, как правило, с известными в регионе участками развития гидротермальной минерализации. Классификационным кластер-анализом R-типа установлено, что переменные исследованных магматических пород по степени корреляционных связей четко распадаются на три группы: оксифильную литофильную (Rb, Ga, Nb, Ge, Ta, Cs, Be, Sn, W, Mo, Nb, Ta, U, Zn, Pb), сидерофильную окси- и сульфурофильную (Ti, V, Cr, Co, Ni, Sr, Eu, Ba, Cu, Au), повышенной щелочности (Y, редкие земли, Th, Zr, Hf). Золото проявляет отчетливую тенденцию к корреляции с сидерофильной окси- и сульфурофильной группой металлов. Анализ Q-типа в главных чертах подтвердил правильность формационного расчленения гранитоидов региона.

Б) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. продолжены исследования в обоснование высказанного ранее мнения (работы 2000-2006 гг. ) о принадлежности месторождений Дарасунской рудно-магматической системы (Восточное Забайкалье) к золото-медно-порфировому типу. С использованием тонких минералогических и геохимических методов получены новые данные об особенностях оруденения Талатуйского месторождения, входящего в эту систему (совместные работы сотрудников ИГЕМ РАН В.Ю. Прокофьева, В.А. Коваленкера, Н.Н. Акинфиева, Н.В. Трубкина, ИГХ СО РАН Л.Д. Зориной, МГУ И.А. Бакшеева, ЦНИГРИ А.Н. Краснова, Института природных ресурсов, экологии и криологии Г.А. Юргенсона), и вкрапленных руд в эксплозивных брекчиях Дарасунского месторождения (совместные работы сотрудников ИГЕМ РАН В.Ю. Прокофьева, Н.С. Бортникова, А.В. Волкова, МГУ И.А. Бакшеева, ИГХ СО РАН Л.Д. Зориной), подтверждающие, что Талатуйское и Дарасунское месторождения формируются по порфировому типу. Вкрапленные золото-медно-порфировые руды классифицируются как новый тип промышленного оруденения Дарасунского золоторудного района. Изученные эксплозивные брекчии с вкрапленной минерализацией, образованной высокотемпературными и высокосолевыми хлоридными магматическими флюидами, очень похожи по минералогическим, термобарогеохимическим и изотопным характеристикам на эксплозивные брекчии месторождений порфирового типа [Sillitoe, 1985, 2000; Frikken, Cooke, Walshe, 2005]. Наличие на Дарасунском месторождении вкрапленных руд согласуется с точкой зрения о порфировой природе оруденения. Порфировые месторождения являются важным промышленным типом золотых руд и отличаются от жильных месторождений золота большими запасами бедных прожилково-вкрапленных руд, отработка которых может производиться более дешевым по сравнению с шахтной отработкой карьерным способом. Кроме минерализованных брекчиевидных пород, в пределах месторождения и вокруг него известны и другие типы минерализованных пород с бедным оруденением, ранее не рассматриваемых в качестве промышленных руд. Переоценка запасов месторождения с учетом сходства с порфировыми рудными системами и наличия значительных объемов прожилково-вкрапленных руд может подтвердить рентабельность карьерной разработки месторождения, что должно изменить экономическую ситуацию на руднике в лучшую сторону.

В) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. совместными исследованиями сотрудников ИГЕМ РАН В.Ю. Прокофьева и Н.С. Бортникова, МГУ И.А. Бакшеева, Института геологии и геохронологии докембрия Б.В. Беляцкого, ИГХ СО РАН Л.Д. Зориной с использованием Sm-Nd метода получены первые оценки абсолютного возраста золоторудных жил Дарасунского месторождения (Забайкалье), соответствующие 100±18 млн лет.

Г) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. в результате совместных исследований сотрудников ИГЕМ РАН В.Ю. Прокофьева, Н.С. Бортникова, В.А. Коваленкера, С.Ф. Винокурова, С.А. Горбачевой, ИГХ СО РАН Л.Д. Зориной, МГУ А.Д. Черновой, ЦНИГРИ С.Г. Кряжева, А.Н. Краснова изучены особенности состава и распределения редких земель и изотопов углерода и кислорода в карбонатах рудных жил золоторудного месторождения Дарасун (Восточное Забайкалье). Установлено увеличение концентраций лантаноидов в карбонатах месторождения от начала к концу рудообразующего процесса. Источником лантаноидов в рудах были вмещающие породы. Углерод и кислород участвуют в рудообразующем процессе из разных источников, отражающих смешение флюидов разной природы с магматическим флюидом в ходе рудоотложения. Выявлено зональное распределение лантаноидов, изотопного состава углерода и кислорода в карбонатах месторождения, согласующееся с ранее установленной минералого-геохимической и температурной зональностью.

Д) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. детально изучены (З.И. Куликова, А.М. Спиридонов, Л.Д. Зорина) геологические, минералогические и геохимические особенности метасоматитов Карийского рудного узла в Восточном Забайкалье: предрудных пропилитов и синрудных метасоматитов, связанных с разными стадиями минерализации. Выявлена тенденция увеличения содержаний золота с возрастанием роли калия.

Е) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. совместными исследованиями сотрудников ИГМ СО РАН С.М. Жмодика, Н.А. Рослякова, И.В. Козаченко, ИГХ СО РАН А.М. Спиридонова выявлен новый золото-порфировый тип оруденения в пределах Карийского рудного узла (Забайкалье).

Ж) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. на основе комплексного изучения флюидных включений в кварцах разных стадий и этапов гидротермального процесса рассмотрены (А.М. Спиридонов, Л.Д. Зорина, сотрудники Иркутского университета С.П. Летунов и ИГЕМ РАН В.Ю. Прокофьев)физико-химические условия образования эпитермальных руд (K1) месторождений Балейского рудного поля (Восточное Забайкалье). Установлены граничные параметры гидротермального процесса: температура 353-131^°С, давление 150-30 бар, концентрация солей 7.6-0.5 мас.%-экв.NaCl. Особенность рудообразующего процесса на месторождениях Балейского района – быстрое падение температуры и давления, что характерно для открытых гидротермальных систем. Повышение температуры в начале каждой стадии свидетельствует о пульсирующем характере процесса рудообразования. Продуктивный этап совпадает с началом резкого уменьшения температуры (ниже 225^°С) и концентрации солей в растворе. Формирование месторождений является результатом функционирования в раннемеловой рифтогенный этап единой Балейской рудно-магматической системы в условиях малых глубин и хорошей проницаемости вмещающих пород. Учитывая генетическую связь процесса куполообразования с внедрением штока высококалиевых лейкократовых гранитов, согласованность пологих концентрических зон, вмещающих золотоносные жилы и геохимические поля концентрирования золота, с его конфигурацией, расположение зоны рудообразования над интрузивными телами вблизи их кровли, источником золотого оруденения могла быть высококалиевая известково-щелочная магма. Не исключено, что часть балейского золота была заимствована из производных ранних циклов (J_2-3) золотого рудообразования и из вмещающих пород.

З) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. полученные в результате совместных исследований сотрудников ИГЕМ РАН (В.Ю. Прокофьев, Н.С. Бортников, В.А. Коваленкер), ЦНИГРИ А.Н. Краснов), СибГЕОХИ (Л.Д. Зорина, А.М. Спиридонов), МГУ (И.А. Бакшеев, Д.В. Гричук) материалы по изучению флюидного режима, минерального состава, возрастных характеристик все большее подтверждение получают представления о формировании исследованных мезозойских золоторудных месторождений Забайкалья на разных глубинах единой порфирово-эпитермальной флюидно-магматической системы: на более глубоких уровнях – высокотемпературных магнетит-пирит-турмалиновых руд Талатуйского и Карийского месторождений, на средних глубинах – среднетемпературных руд Дарасунского, Теремкинского, Среднеголготайского, на малых глубинах – низкотемпературных руд Балейского и Тасеевского месторождений. Уровень между Дарасунским и Балейским месторождениями занимает месторождение Погромное.

И) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. с использованием современных методов хромато-масс-спектроскопии, рентгено-структурного, термического, изотопного, ИК-спектроскопии, определения элементного, группового и углеводородного состава исследовано (сотрудниками ИГХ СО РАН академиком М.И. Кузьминым, Ю.П. Трошиным, Э.А. Развозжаевой, Л.Д. Зориной, Д.Х. Мартихаевой и Лимнологического института СО РАН С.М. Бойко,) углеродистое вещество, заполняющее полости в сульфидно-кварцевых жилах Курултыкенского гидротермального полиметаллического месторождения (Хапчерангинский рудный узел) в Забайкалье. Установлена принадлежность этого вещества к классу мальт. Мальты месторождения представлены полициклическими ароматическими углеводородами, в составе которых обнаружены хризен, пирен, бензперилен – продукты, свидетельствующие о гидротермальном генезисе мальт исходного углеродистого вещества. Синтез основной массы углеродистого вещества месторождения происходил в восстановительных условиях при низких температурах, т.е. на заключительных стадиях формирования полиметаллических руд. Вместе с тем, часть углеродистых соединений могла образоваться и на высокотемпературной стадии постмагматического процесса при температуре 480^°С, что подтверждается термометрическими данными. Заимствование углеродистого вещества из вмещающих пород было минимальным. Характерно, что в составе углеродистого вещества Курултыкенского полиметаллического месторождения присутствует золото в количестве до 0.35 г/т. Золото установлено и в сульфидных минералах месторождения: в арсенопирите – 2 г/т, в пирите – 0.03-0.06 г/т, в сфалерите – 0.04 г/т, в галените – 0.01-0.04 г/т (Ю.П. Трошин, С.М. Бойко, М.Е. Маркова, З.И. Михеева, Н.Н. Алексеева, О.В. Курдин, 1970). Учитывая, что вблизи к востоку от Курултыкенского месторождения в зоне Тарбальджейского разлома расположено Тарбальджейское золоторудное месторождение, а кварц первой (дорудной) стадии рассматриваемого месторождения образовался в золоторудный этап процесса рудообразования, углеродистое вещество, несущее золото, скорее всего, поступало в систему с гидротермами из магматического очага. Нахождение микроэлементов, включая марганец (230 г/т), в исследованном веществе подтверждает возможность транспорта металлов гидротермами совместно с углеродистым веществом.

Й) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. на основе изучения (Р.Г. Кравцова) региональных (рудный район) и локальных (месторождения) рудообразующих систем с позиций их возникновения и развития в рамках длительно существующей единой рудно-магматической системы (РМС), с использованием методологии широкомасштабных комплексных исследований были проведены систематизация, анализ и обобщение геологических, минералогических, геохимических, экспериментальных и расчетных данных по Au-Ag РМС и месторождениям Северного Приохотья. Установлено, что рудная минерализация Северного Приохотья сформировалась в два этапа. Первый этап ознаменовался возникновением вулканогенных Au-Ag РМС и месторождений, тесно связанных с субдукционной андезит-гранодиоритовой ассоциацией пород. Первоисточником Au и Ag была глубинная андезитовая магма. Второй этап связан с постсубдукционной риодацит-лейкогранитной ассоциацией. Образуются полихронные вулкано-плутоногенные рудно-магматические системы, специализированные на Ag, Sn, редкие металлы, и уникальное оруденение (месторождение Дукат), возникшее как результат реювенации первичных Au-Ag руд под воздействием гранитоидного расплава. Показано, что Au-Ag минерализация и связанные с ней эндогенные геохимические поля (ГХП) имеют однонаправленный вектор развития и иерархическое строение. Локальные ГХП месторождений развиваются на фоне интегрированного многоэлементного поля Au-Ag рудно-магматической системы в целом и являются предельным выражением процесса привноса и перераспределения вещества. Подчеркивается, что зональное строение полей, повторение и сохранение позиций основных элементов-индикаторов оруденения в обобщенных рядах зональности не зависят от масштабов геологических образований. Это общее свойство изученных локальных и региональных рудообразующих систем.

К) Установлено (совместные работы Р.Г. Кравцовой, В.Ю. Прокофьева и лаборатории физико-химического моделирования К.В. Чудненко), что развитие Au-Ag рудно-магматических систем начиналось в малоглубинных (T=435^°C, P=390 бар) и заканчивалось в приповерхностных условиях (T=175^°C, P=20 бар). Размах гидротермальной постройки составляет не более 1.5 км. Независимо от типа системы, формирование Au-Ag руд происходило в сходных физико-химических условиях – на глубине до 1000 м, из близких по составу флюидов низкой концентрации (6.4-0.4 мас. %), относящихся к водно-солевой системе MgCl₂+NaCl (KCl)+H₂O, при Т-режиме 375-175^°C и давлении 170-20 бар. Основной растворимой формой золота является гидросульфид – Au(HS)₂^-. Серебро находится и в виде гидросульфидов, и в виде хлоридов. Существенная роль принадлежит щелочно- и гидросульфидным комплексам этих металлов.

Л) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. определены (совместные работы Р.Г. Кравцовой и сотрудницы лаборатории рентгеновских методов анализа Л.А. Павловой) основные формы нахождения Au и Ag в рудах и ореолах Au-Ag месторождений: тонкодисперсное самородное золото, электрум, аргентит (акантит) и сульфосоли серебра. Незначительное количество Au и Ag (1-5 %) связано с сульфидами Fe, Pb, Zn – примесная форма. Распределение форм Au и Ag по падению рудных зон контрастно зональное: тонкодисперсное золото, сульфосоли серебра → сульфиды серебра, самородное серебро, электрум, кюстелит → примесные Au и Ag в сульфидных минералах, в основном в пирите.

М) В рамках проекта НИР 7.5.2.2., Интеграционного проекта № 96 и проекта РФФИ №06-05-64171 проведены исследования Au в пиритах эпитермальных Au-Ag месторождений (совместные работы Р.Г. Кравцовой и сотрудников лаборатории экспериментальной геохимии В.Л. Таусона, И.Ю. Пархоменко, Д.Н. Бабкина, С.В. Липко и Э.Е. Лустенберг). Преобладает поверхностно-связанное Au – сорбционная форма и производные от нее (90-99 %). Количество структурной примеси Au в пирите, по которой можно оценить его концентрации в рудоносном растворе, составляет от 1 до 10%.

Н) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. изучены (Р.Г. Кравцова, Я.А. Алмаз) особенности поведения РЗЭ в рудах эпитермальных Au-Ag месторождений. В спектрах РЗЭ всех типов Au-Ag руд вулканогенного класса преобладают лёгкие лантаноиды. Среднее соотношение групп лантаноидов в Ag-сульфидных рудах равно 88Ce10Y2Sc, в Au-Ag кварц-адуляр-сульфидных – 84Ce14Y2Sc, Au-Ag кварц-адуляровых – 81Ce17Y2Sc и схоже с таковыми в андезитах – 81Ce13Y6Sc-84Ce14Y2Sc. На графиках содержаний РЗЭ типы Au-Ag руд отчетливо выделяются по конфигурации кривых . Спектры РЗЭ Au-Ag руд схожи со спектрами РЗЭ пород андезитового ряда, имеющими сродство с родоначальными андезитами, производными мантийных базальтоидных магм. Схожесть кривых на графиках не случайна. Для сравнения, на этом же рисунке, как пример минерализации тесно связанной с гранитоидами, даны графики содержаний РЗЭ в Sn-Ag рудах и кривая средних содержаний по лейкогранитам (Дукатская рудный район). Идентичность этих кривых очевидна. Таким образом, РЗЭ являются чувствительным индикатором, прямо указывающим на глубинные родоначальные андезитовые магмы, как источник рудоносных растворов и первоисточник Au и Ag.

О) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. проведена (совместные работы Р.Г. Кравцовой, Я.А. Алмаз и сотрудников лаборатории геохимии изотопов С.И. Дриля, С.А. Татарникова, Т.А. Владимировой) первая оценка Rb-Sr изотопного возраста эпитермальных Au-Ag руд (на примере месторождения Дальнего, Эвенский рудный район). Установленное значение (80±5 МА) соответствует позднемеловому времени и хорошо согласуется с изотопными датировками (82.5±0.2 и 80.5±0.2 MA), выявленными ранее по адулярам Ar-Ar методом для рудных жил двух других Au-Ag месторождений этого района – Кварцевой Сопки и Ирбычана. Полученные данные хорошо согласуются с возрастом вмещающих пород: K-Ar возраст вмещающих оруденение позднемеловых средних и кислых по составу эффузивов (андезитов и дацитов) – 92±2-81±2 MA, K-Ar возраст гранодиоритов и гранитов – 83±2-74±2 MA. Именно в этот, наиболее значительный по времени период – 92±2-74±2 MA (примерно 18±2 MA), происходило формирование вулканогенных РМС и связанных с ними Au-Ag месторождений. Особенности изотопного состава Sr и Pb указывают на мантийный источник рудного вещества. Установлена тесная генетическая связь между проявленными рудными и магматическими процессами. Подтверждением тому являются близкие величины первичных отношений ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(0) в рудах (0.7055±3), околорудных метасоматитах (0.7033-0.7082) и неизмененных вмещающих породах (0.7045-0.7048), а также, положение точек составов рудных свинцов на эволюционной диаграмме ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb – ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb . Предполагается, что эта связь опосредованно обусловлена функционированием единого мантийного базальтоидного очага – источника металлоносных флюидов и, по всей вероятности, первоисточника Au и Ag.

П) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. и проекта РФФИ № 08-05-00272 по результатам съемки по литохимическим потокам рассеяния (ЛПР) 1:200 000 м-ба были выявлены (Р.Г. Кравцова, А.С. Макшаков) экзогенные геохимические поля (ГП) всех известных в рамках Дукатской Au-Ag рудообразующей системы и за ее пределами типов минерализации. Геохимические поля имеют закономерный характер распределения в пространстве. В направлении от менее эродированных зон к более эродированным прослеживается характерная горизонтальная зональность: относительно локальные Au-Ag и Ag ГП (Дукат) сменяются более значительными по размерам Ag-Pb, на флангах и сопряженных площадях появляются Sn-Ag, Sn-W и Sn ГП. На всей территории широко проявлены зоны рассеянной сульфидной минерализации (Pb-Zn). Экзогенные ГП хорошо согласуются и с особенностями строения дренируемого объекта, а установленная по потокам рассеяния экзогенная зональность в целом является отражением эндогенной зональности. В то же время, значительная часть выявленных по литохимическим потокам полей имеет относительно общий характер развития, более бедный компонентный состав и низкую контрастность. На территории Северо-Востока России для большинства Au-Ag месторождений, в том числе и в нашем случае, отсутствие или низкие содержания характерны для такого основного элемента, как Au. Например, ГП Au по ряду водотоков, дренирующих Дукатское месторождение, либо не выявлены, либо практически ничем не отличаются от аномалий, которые дают мелкие Au-Ag проявления, а также зоны, вообще с этим типом минерализации не связанные. Очевидно, что использование только качественных и количественных параметров при оценке слабоконтрастных аномалий является малоэффективным. Нужны дополнительные критерии.

Р) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. и проекта РФФИ № 08-05-00272 проведенное изучение руд и связанных с ними эндогенных геохимических полей показал, что таким дополнительным критерием являются формы нахождения элементов-индикаторов оруденения. В отношении экзогенных ГП, выявленных по потокам рассеяния, такая работа проведена впервые на примере Дукатского Au-Ag месторождения (совместные исследования сотрудников лаборатории рудообразования… Р.Г. Кравцовой, А.С. Макшакова, Ю.И. Рогозиной, лаборатории рентгеновских методов анализа Л.А. Павловой и лаборатории экспериментальной геохимии В.Л. Таусона). Разработана методика определения состава гипергенных образований (минералов), содержащих Au и Ag (метод РСМА). Изучена их устойчивость под действием электронного зонда. Выбраны оптимальные условия возбуждения и регистрации аналитического сигнала, а также способ пересчета относительных интенсивностей регистрируемого рентгеновского излучения в концентрации. Показано, что методом РСМА количественное определение элементного состава гипергенных серебросодержащих образований возможно при поверхностной плотности потока электронов, не превышающей 2.55 мкВт/мкм². Метрологические характеристики методики оценены на серебросодержащих образцах. Установлено, что формы нахождения элементов-индикаторов оруденения, по крайней мере, в головной части потока, теснейшим образом связаны с особенностями состава первичных руд. Микроминеральный и элементный состав золото- и серебросодержащих образцов, отобранных из рыхлых отложений водотоков, дренирующих месторождение, отражает особенности вещественного состава изученных зон и в достаточной степени идентифицируется с первичными рудами. В рыхлых отложениях литохимических потоков рассеяния различаются участки (образования) с хорошо сохранившимися, близкими к первичным, рудными минералами, такими, как сульфиды и сульфосоли Ag (аргентит, акантит, штернбергит, пираргирит), самородное Ag, электрум, галенит, сфалерит, пирит, халькопирит, магнетит .

С) В рамках проекта НИР 7.5.2.2. и проекта РФФИ № 05-05-64466 с учетом геохимических характеристик неопротерозойских углеродистых осадков Олокитской структурно-формационной зоны оценено (В.К. Немеров, А.Е. Будяк, А.М. Спиридонов) влияние древней эксгаляционной деятельности на металлогенические особенности черных сланцев Байкало-Патомского палеобассейна (БПП). Установлено, что аномальное концентрирование рудных элементов в осадках морского бассейна возможно только при наличии, кроме морской воды, дополнительных источников (гидротермы, вулканическая деятельность, апвеллинг и др.). Наиболее рудопродуктивные в разрезе неопротерозойских углеродсодержащих толщ юга Сибирского кратона дальнетайгинский и жуинский горизонты обладают повышенной меланократовостью и надкларковыми содержаниями Au, Ag, Pb, Zn, Cu, P, Mn, к ним приурочено более 90 % всех известных в пределах БПП месторождений и рудопроявлений золота, полиметаллов, фосфора, марганца, среди которых такие гиганты, как Холоднинское полиметаллическое и Сухой Лог золоторудное. Согласно распределению значений эксгалятивного модуля выделена протяженная зона активной гидротермальной деятельности от северного окончания оз. Байкал (Олокитская зона), через Бодайбинский синклинорий и далее на восток вдоль сочленения Алданского щита и Становой складчатой области. Для исследований влияния подводной гидротермальной деятельности на геохимические особенности рифейских углеродсодержащих осадков БПП, изучалась Олокитская зона, в которой сосредоточены полиметаллические месторождения и рудопроявления, в том числе и гигантское Холоднинское месторождение колчеданно-полиметаллических руд. Олокитская зона, по представлению авторов, является фрагментом спрединговой зоны задугового бассейна. Для выяснения масштабов распространения ореола подводной гидротермальной деятельности, его геохимической зональности и влияния на геохимические особенности углеродсодержащих отложений, нами было осуществлено опробование черносланцевых образований ондокской свиты, являющихся рудовмещающими для Холоднинского месторождения. Полученные данные указывают на то, что гидротермы, сформировавшие рудную залежь Холоднинского месторождения, несли в своем составе в повышенных количествах сидеро-халькофильную ассоциацию компонентов, в том числе и благородные металлы Некоторые элементы из состава гидротерм в повышенных содержаниях распространяются за пределы рудной залежи . Они представлены Fe, Mn, P, Cr, Zn, Hg, As. Благородные металлы также имеют тенденцию к формированию обширных площадных ореолов. Как видно из графика, вещество подводных эксгаляций в основной своей массе выпадает в осадок вблизи центра гидротермальной деятельности, формируя рудные залежи. Оставшиеся в гидротермальном плюме более подвижные элементы (в виде истинных растворов или взвеси) мигрируют под влиянием течений на довольно большие расстояния. Нашими исследованиями в пределах Олокитской структуры устанавливается влияние гидротермального вещества на осадки ондокской свиты на расстояние более 30 км. Вероятно, гидротермальная деятельность имела распространение и дальше, обуславливая тем самым сидеро-халькофильную геохимическую специализацию пород (хомолхинская, аунакитская свиты) в пределах Байкало-Патомского региона. Седиментогенное накопление продуктов гидротермальной деятельности являлось первым этапом формирования месторождений и рудопроявлений в Байкало-Патомском задуговом палеобассейне [Немеров и др., 2005]. При дальнейшей эволюции специализированных углеродистых осадков происходила их постседиментационная трансформация с перераспределением и концентрированием рудных компонентов, вплоть до образования месторождений. Полученные за отчетный период с 2007 по 2009 годы результаты подтверждают влияние эксплозивной и эксгаляционной деятельности южной Байкало-Муйской зоны на формирование черносланцевых толщ, имеющих сидеро-халкофильную специализацию амагматичных отложений Бодайбинской, Приленской и Прибайкальской зон. В отчетах 2007 и 2008 годов, авторы дополняют новыми данными предложенные ранее модели гидротермального (месторождение Погромное) и катагенетического (месторождение Удокан) типов образования золоторудных месторождений, приуроченных к черносланцевым формациям в пределах Южной окраины Сибирской платформы.

Т) В рамках проекта НИР 7.5.2.2., Интеграционного проекта № 29 и проекта РФФИ № 05-05-64466 в пределах Байкальской горной области (БГО) выделено (исполнители В.К. Немеров, А.М. Спиридонов, А.Е. Будяк, Э.А. Развозжаева, З.И. Куликова, Е.М. Гранина) несколько углеродистых толщ раннепротерозойского возраста, которые, по сути, являются единой углеродисто-терригенной формацией, возникшей, скорее всего, в условиях эпикратонного рифтогенного морского бассейна. Эти отложения , которые на Тонодском поднятии представлены албазинской и михайловской свитами, на Нечерском – чуйской толщей и ходоканской свитой, а в Кодаро-Удоканской структурно-формационной зоне – отложениями кодарской серии (икабийская, аянская и, по-видимому (?), инырская свиты). относятся нами к кевактинской углеродисто-терригенной формации. Следует подчеркнуть, что разрез кевактинской формации в пределах Тонодского и Нечерского поднятий характеризует ее как ритмично построенную толщу с трансгрессивным (в начале) и регрессивным (в конце) направлением развития осадконакопления. В соответствии с характером строения толщи, она подразделяется на три подформации: нижнюю - углеродисто-сланцево-песчаниковую (с участием вулканитов основного состава) мощностью 1200-2000 м, среднюю – углеродисто-песчано-сланцевую мощностью 1000-1100 м и верхнюю – углеродисто-карбонатно-песчаниковую мощностью более 200 м. Общая мощность отложений формации составляет 3000 м. С палеотектонических позиций рассматриваемые образования довольно уверенно можно отнести к формации заполнения рифтогенных эпикратонных прогибов. Осадки формации изменены в условиях слабого и умеренного метаморфизма, сложно дислоцированы вплоть до складчатости высших порядков, прорываются нижнепротерозойскими гранитоидами и, совместно с последними, несогласно перекрываются кварцито-сланцевой толщей нижнего рифея (пурпольская свита) с корой выветривания в основании. Наиболее характерной геохимической чертой отложений этой формации является высокое содержание глинозема в сланцах (Al₂O₃ в среднем 19 мас.%, с максимумами до 27 мас.% и K2O 4-6 мас.%), которое объясняется влиянием палеоклиматических условий, по-видимому, существовавших в раннем докембрии на главной питающей провинции – Сибирском континенте (жаркий гумидный климат) и специфическим агрессивным составом атмосферы на Земле в тот период. Концентрации Сорг в отложениях этих формаций варьируют от 0,5 до 10 мас.%. В них повышены содержания Fe, Mg, Ca, Mn и многих халькофильных элементов (Cu, Ni, Zn, Pb, Au, Ag, U). Изучение геохимических особенностей углеродисто-терригенной формации показало, что формирование толщи контролировалось вулканизмом основного состава, проявленным преимущественно на ранних этапах формирования рифтогенной зоны, чем, в определенной мере, и обусловлена ее металлогеническая специализация. Имеющиеся платинометалльные проявления, так или иначе связанные с углеродистыми образованиями Тонодского и Нечерского поднятий, свидетельствуют о наличии потенциала на элементы платиновой группы (ЭПГ) у рассматриваемой толщи (Немеров и др., 2005). Углеродистое вещество в пределах черносланцевых уровней отмечается в песчаниках, алевролитах и сланцах, но чаще концентрируется в более тонкозернистых породах. Углеродсодержащие породы по минеральному составу мало отличаются от остальных пород. Аутигенные минералы, присутствующие в них, представлены кварцем, серицитом, мелкочешуйчатым мусковитом и хлоритом, обломочная часть – кварцем, плагиоклазом и калишпатом. Углеродистое вещество находится либо в дисперсном состоянии и довольно равномерно рассеяно в породе, либо концентрируется в пятнах и маломощных прерывистых слойках.

У) В рамках проекта НИР 7.5.2.2., Интеграционного проекта № 29 и проекта РФФИ № 05-05-64466 установлено, что широкое развитие нижнепротерозойские образования получили в пределах Удоканского синклинория (А.Е. Будяк), относящегося к крупной Кодаро-Удоканской структурно-формационной зоне, где главная роль принадлежит карбонатно-терригенному удоканскому комплексу, занимающему основную часть территории. Образования комплекса разделяются на четыре крупные литолого-стратиграфические единицы (серии): джялтуктинскую, кодарскую, чинейскую и кеменскую. Среди них лишь кодарская может быть отнесена к углеродистым формациям как по литолого-фациальным характеристикам, так и по стратиграфическому положению, коррелируя с отложениями кевактинской серии. Кодарская серия развита преимущественно в южных частях прогиба. Соотношения ее с джялтуктинской серией тектонические. В разрезе серии выделяются икабийская, аянская и инырская свиты. Эти отложения формировались в условиях дистального шельфа и материкового склона. Икабийская свита сложена метапесчаниками и метаалевролитами темно-серой до черной окраски с тонкораспыленным графитом и сульфидной минерализацией. Мощность 1000 м. Аянская представлена тонким ритмичным переслаиванием темно-серых алевролитов, песчаников и черных филлитовидных сланцев. Характерно присутствие текстур взмучивания и подводных оползней. Мощность 500-1100 м. В составе инырской свиты преобладают песчаники серые, лиловато-серые, иногда черные. Мощность 120-600 м. В пределах Урага-Холболокской структурно-фациальной зоны, являющейся северным фрагментом Кодаро-Удоканского конседиментационного прогиба, отложения кодарской серии развиты в той части разреза, которая соответствует уровню икабийской и аянской свит. Они простираются в виде полосы шириной 4–5 км, проследывающейся на протяжении более 30 км в север-северо-восточном направлении. Разрез этих образований представлен кварцитовидными песчаниками, углеродистыми и высокоуглеродистыми (шунгитсодержащими) метаалевролитами, метааргиллитами и апатитоносными карбонатными породами, образуя в совокупности специфическую высокоуглеродистую фосфатоносную глинисто-карбонатно-кремнистую подформацию, которая образовалась в обстановке дистального морского шельфа на этапе завершения трансгрессивного цикла осадконакопления. Фосфоритоносные породы выделяются в виде пачки, где образуют тела пластовой и линзовидно-пластовой формы мощностью от первых метров до 30-40 м. Количество тел от 1-2 в южной части до 4-6 на севере. По составу – это кварцевые и карбонатные апатитовые породы. Содержания фосфора колеблются в широких пределах и достигают 10% и более. Часто апатитсодержащие породы и черные сланцы характеризуются повышенной радиоактивностью. Углеродистые породы, как правило, содержат рудные минералы: пирит, халькопирит, пирротин, молибденит, сульфид никеля. Для них характерны такие элементы, как Cu, Co, Ni, V, Mo, Ag, As. Шунгитсодержащие графитовые метаалевролиты и метааргиллиты обладают повышенной платиноносностью, с содержаниями ЭПГ от n?0,01 до n?0,1 г/т. Шунгитсодержащие графитовые породы удоканского комплекса выделяются как один из платиноносных уровней Урага-Холболокского рудного узла, с которым связаны Холболокское, Графитовое, Бортовое и другие Pd-Ir-Pt проявления (Макарьев, 1994; 1995). Описанные на участке образования по многим параметрам весьма сходны с медь-благороднометалльными черными сланцами формации купфершифер (Любинское месторождение, Польша). Расположенные на одном стратиграфическом уровне с отложениями кодарской серии, а также находящиеся выше по стратиграфической вертикали терригенные и карбонатно-терригенные красноцветные отложения прибрежных и дельтовых фаций, часто являются меденосными. Наряду с медно-полиметаллическим оруденением возможны залежи благородных и радиоактивных металлов с высокими их содержаниями. В этой связи представляется целесообразным кратко охарактеризовать толщи, вмещающие медное оруденение на Удоканском месторождении. Чинейская серия залегает на отложениях кодарской серии и распространена значительно шире последней. Она расчленена на читкандинскую, александровскую и бутунскую свиты. Читкандинская свита сложена зеленоватыми известковистыми, слюдистыми и светло-серыми до белых кварцитовидными метапесчаниками. Отмечаются медистые песчаники, а также вкрапленность пирита и пирротина. Мощность от 95-300 до 1000-1500 м. Главными породами александровской свиты являются лиловато-серые и серые тонко-, реже мелкозернистые метапесчаники, обладающие повышенной известковистостью, с выдержанным горизонтом кварцитов в кровле. Среди кварцитов и песчаников отмечаются стратифицированные слои и линзы мощностью до 1-2 м, обогащенные углеродистым веществом. Мощность свиты 160-220 м. Бутунская свита отличается от александровской наличием мраморизованных известняков и альбитсодержащих пород, являющихся, скорее всего, метаморфизованными соленосными отложениями. Мощность 220 м и более. В александровской и бутунской свитах также отмечаются горизонты медистых песчаников и алевролитов. Кеменская серия, имеющая наибольшее распространение и слагающая крупные синклинальные структуры прогиба, представлена талаканской, сакуканской и намингинской свитами. Главной чертой талаканской свиты является ее алевролит-аргиллит-песчаниковый состав и мелководные структурно-текстурные признаки. Песчаники светло-серого и серого цвета, нередко с розовым оттенком. Иногда они известковые. В низах свиты выделяется песчанико-гравелито-конгломератовый горизонт. Мощность свиты от 400 до 1600 м. Сакуканская свита характеризуется наличием горизонтально- и косослоистых песчаников, нередко известковистых и часто содержащих тонкие мартитовые прослойки. Цвет песчаников серый. Лишь отдельные прослойки среди них обладают розовым, вишневым и фиолетовым оттенком. Подчиненное значение в разрезе имеют аргиллиты, алевролиты, гравелистые песчаники и брекчии, образующие маломощные прослои и линзы, а также “пуддинги” с плавающей галькой. Мощность свиты 2000-3000 м. Намингинская свита представлена в нижней части песчаниками с прослоями алевролито-песчаников и алевролитов, количество которых увеличивается вверх по разрезу, в верхней – алевролитами с прослоями аргиллитов. Мощность свиты до 1600 м. Во всех свитах кеменской серии отмечается медная минерализация, но наиболее ярко она выражена в сакуканской свите, к которой приурочено Удоканское месторождение. Суммарная мощность удоканского комплекса до 8000-10000 м. Проведено опробование одного из разрезов месторождения с пересечением рудных и вмещающих пород. Корреляционный анализ позволил выделить рудную ассоциацию [Cu, Ag, Mo] 0.95 Cорг] 0.8 Sb] 06 Hg] 0.4 , в которой Сорг характеризуется высокими положительными связями с основными рудными компонентами. Увеличение содержания Mo от 1,42 г/т во вмещающих породах до 7,8 г/т в руде свидетельствует о возможном участии органического вещества в процессе рудообразования.

Ф) Изучение в рамках Интеграционного проекта № 29 поведения группы редкоземельных элементов (REE) месторождения Удокан показало: Σ REE вмещающих пород месторождений составляет 196,6 г/т, в породах с бортовыми содержаниями Cu 171 г/т, в пробах с рудными содержаниями отмечается минимальная Σ REE, равная 83,9 г/т. Значения LREE/HREE в пределах месторождения практически не меняется – от 39 во вмещающих породах до 42 г/т в породах с бортовыми содержаниями и рудах месторождения. Для графического представления результатов применялось нормирование по хондриту (Wakita et. al., 1971). Однотипные кривые фракционирования REE по породам с различной степенью обогащенности медью свидетельствуют об отсутствии какого либо аномального перераспределения элементов в рудном процессе. Снижение общей концентрации редкоземельных элементов от безрудных к рудным породам может быть обусловлено разбавлением их рудными компонентами. La/Yb так же имеет тенденцию к незначительному увеличению от вмещающих пород через породы с бортовыми содержаниями к рудным телам месторождения (15,3 → 17,1). На графике , отражающем корреляционную связь REE с рудными и сопутствующими рудообразованию компонентами, отчетливо наблюдается более отрицательная корреляция тяжелых редких земель с сопутствующими элементами, особенно это заметно по связи с Сорг. Это может объяснить некоторое общее незначительное облегчение состава REE. Отрицательная европиевая аномалия во вмещающих породах равна 0,68, в пробах с бортовыми содержаниями (от 0,55 до 0,87) среднее – 0,70, в пробах с рудными содержаниями (от 0,72 до 0,84) среднее – 0,77. Изменения величины Eu/Eu* в процессе рудообразования в сторону увеличения свидетельствует о том, что рудный флюид вероятнее всего имеет коровую природу с Eu/Eu^*, приближающимся к 1. Интересным также является то, что вся группа редких земель имеет яркую положительную корреляционную связь с литофильными элементами (Rb, Cs, Ba). Учитывая, что концентрации перечисленных элементов от безрудных к рудным породам резко снижаются (Rb – 252→179→53 г/т; Cs – 7,75→4,9→0,6 г/т; Ba - 1521→1330→476 г/т), а отношения Rb/Sr, Rb/Mo, Ba/Sr, Ba/Mo снижаются тем сильнее, чем более порода обогащена рудным компонентом, можно говорить об отсутствии влияния глубинного флюида на рудообразование.

Х) В соответствии с представлениями авторов Интеграционного проекта № 29 Удоканское месторождение меди сформировалось по следующему сценарию (Немеров и др., 2005): «Генерирующиеся в условиях катагенетических преобразований углеродистых отложений флюиды (нафтиды и элизионные воды) в значительной мере наследуют металлогенический потенциал нефтематеринской углеродистой толщи. Металлоносность природных нафтидов при этом обусловливается сорбцией металлов углеродистым веществом, а также наличием тяжелых неуглеводородных фракций, которые в своих молекулах обычно содержат электродонорные атомы серы, кислорода, азота, фосфора, способные образовывать с металлами химические связи. Формирование руд происходит при встрече восходящих (по пластам) катагенных потоков металлоносных флюидов, обладающих восстановительным потенциалом, с кислородсодержащими средами (инфильтрационные воды, красноцветные отложения), характеризующимися высоким окислительным потенциалом. На геохимическом барьере осаждаются рудные компоненты: Cu, Zn, Pb, U, Ni, Au, Ag, Pt, Pd и др., образуя характерную рудно-геохимическую зональность ореольного типа (от центра): (Au, Pt, Pd) → Cu, Ag → Zn +Pb. Участие раннепротерозойской углеродисто-терригенной формации, обладающей характерной геохимической специализацией, в сложном эволюционном развитии региона с широко проявленными на разных этапах процессами мобилизации и перераспределения рудных элементов позволяет рассматривать ее в качестве одного из важных геологических объектов в оценке источника рудного вещества и перспектив возможного благородно- и редкометалльного оруденения. Подтверждением этому является металлогеническая специализация раннепротерозойской углеродистой формации БГО, которая свидетельствует о характерных для черносланцевых провинций рудных ассоциациях : (U – Туюкан, Натали и др.; Au (Pt) – Ходоканская группа месторождений, Au - Чертово Корыто; Cu – Удокан и др.; Pd, Ir, Pt – Урага-Холболок и др.).

Ц) В рамках проекта НИР 7.5.2.2., Интеграционного проекта № 96 и проекта РФФИ № 06-05-64171 с помощью статистического метода, позволяющего получать количественную информацию о распределении форм золота в минералах, изучено состояние золота в пиритах месторождения Сухой Лог (совместные работы сотрудников лабораторий рудообразования В.К. Немерова, А.М. Спиридонова, А.Е. Будяка, Э.А. Развозжаевой и экспериментальной геохимии В.Л. Таусона, С.В. Липко). Статистически достоверно выделяются три формы нахождения Au, причем структурная форма присутствует в довольно высокой концентрации – 0.9 г/т. Скорее всего, мы имеем дело с некоторым ультрадисперсным носителем золота, осевшим одновременно с пиритом и поэтому равномерно распределенным в нем. Это могут быть кластерные соединения золота с углеродом и другими органогенными элементами. Изучение пиритов Сухого Лога, являющихся главным носителем золота на месторождении, показало сингенетичность углеродистых фаз, пирита и золота. Были впервые выявлены необычные для эндогенных месторождений и экспериментальных условий наноструктуры на поверхности и другие особенности, указывающие на особые условия формирования пиритов Сухого Лога, как результата совместной эволюции с органическим веществом, сопровождавшейся захватом органогенных элементов (С, N) объемом кристаллов, ячеистыми структурами роста, признаками бактериальной активности на поверхности. Углерод является основным примесным элементом внутри кристалла пирита. Установлено необычное распределение углерода, который, в отличие от его поведения в пиритах других типов месторождений, распространяется вглубь от поверхности кристалла. Ионное травление не освобождает от углерода, отмечается даже некоторое его начальное повышение в подповерхностном слое. СЗМ-исследование поверхности скола обнаруживает частицы, которые, скорее всего, являются фазами углеродистых соединений. Размер частиц составляет примерно от 10 до 100 нм, причем форма частиц уплощенная (высота не более 10 нм). Таким образом, мы обнаруживаем внутри кристаллов пирита типичную наносистему (размер элементов <100 нм). Более того, на многих участках сканов видны характерные структуры типа «цветка», когда вокруг крупной («поедающей») частицы группируются более мелкие («поедаемые»). Это типичная ситуация Оствальдова механизма созревания системы, которая свидетельствует о совместной эволюции сульфидного и углеродистого вещества, о захвате углеродистых соединений в процессе образования кристаллов. Представленная информация не оставляет сомнения в синхронном и взаимообусловленном осаждении сульфидов, золота и углеродистых фаз, претерпевших затем совместную эволюцию в твердом состоянии под воздействием последующих процессов катагенеза, метаморфизма, магматизма и метасоматоза. Установлено, что на минералах, кристаллизующихся при повышенных температурах и давлениях, в пределах полумикронного поверхностного слоя, присутствуют наноразмерные неавтономные фазы, химически и физически отличающиеся от объема кристалла и отражающие его взаимодействие со средой и условия образования. Неавтономные фазы обладают способностью поглощать элементы-примеси в сверхвысоких концентрациях, что приводит к значительным различиям поверхностных и объемных коэффициентов распределения, достигающих трех порядков величины и более. Этот эффект является важной причиной существования зависимости содержания элемента от размера кристалла. Данные по синтезу золотосодержащих пирита и магнетита показывают, что при уменьшении размера кристалла от 1 до ~0.3 мм среднее содержание золота возрастает примерно на порядок величины. На базе современных методов спектроскопии и микроскопии поверхности и изучения сосуществующих минералов обоснован принцип непрерывности фазообразования на минеральных поверхностях, согласно которому составы поверхностей минералов изменяются непрерывно и закономерно с изменением параметров состояния системы в направлении полей устойчивости соседних на диаграмме состояния фаз. Фрагменты "соседних" объемных фаз присутствуют в поверхностном слое растущего кристалла, причем степень их развития на поверхности и близость к химическому составу объемной фазы определяются параметрами состояния и составом системы. Следствие принципа непрерывности – соответствие форм нахождения химических компонентов на поверхностях сосуществующих минералов – позволяет подтвердить синхронность их образования и принадлежность к одному минеральному парагенезису.

Ч) В соответствии с планом НИР (проект 7.5.2.2.) методом физико-химического моделирования (ФХМ) путем решения прямой и обратной задачи продолжено исследование рудообразующей сульфоарсенидной системы «арсенопирит (АПИ) + пирит (ПИ) + гидротермальный раствор», имеющей состав As – Fe – S – Na – Cl – H – O (совместные работы Н.В. Вилора и сотрудника лаборатории физико-химического моделирования Л.А. Казьмина). Исследование включало: 1. Уточнение и расчет термодинамических констант зависимых компонентов системы – твердых фаз и частиц раствора для включения в базу термодинамических данных путем использования ранее разработанного алгоритма решения обратной задачи ФХМ; 2. На основании уточненных и рассчитанных термодинамических констант зависимых компонентов в методе прямой задачи ФХМ получены последовательности формирования парагенезисов с участием АПИ в зависимости от рН гидротермальных растворов с интервалом 1–10 при температурах 100–300^°С и давлении от величин упругости насыщенного пара воды до 300 бар; 3. С применением модели последовательно расположенных резервуаров в прямой задаче ФХМ рассчитана эволюция состава гидротермального раствора, насыщенного по отношению к АПИ при 300^°С, в равновесии с парагенезисами выделяющихся твердых сульфидов; 4. По этой же методике рассчитана физико-химическая модель образования мышьяковистого пирита ПИ_As при инфильтрации данного раствора через пиритовую матрицу ранней рудной стадии для месторождения Верный Бодайбинского рудно-россыпного района. При выполнении расчетов в алгоритме решения обратной задачи ФХМ с использованием экспериментальных работ Г.Р. Колонина с соавторами (1988) и Б.Г. Покровского с соавторами (2002) впервые получены ранее неизвестные величины термодинамических констант для арсенидов и арсенатов железа, тиосульфатов железа (II) и (III), арсенатов натрия. Существенно уточнены константы для базы данных у АПИ и леллингита (ЛЕ). Впервые рассчитана регулярная смена парагенезисов с участием сульфидов мышьяка, железа и оксида – магнетита в зависимости от температуры, давления и состава гидротермального раствора. Установлены широкие поля инконгруэнтной растворимости арсенопирита. Показано, что при изменениях состава раствора с увеличением его щелочности на фоне возрастания температуры формируется последовательность парагенезисов: арсенопирит + реальгар (± мышьяк) → арсенопирит → арсенопирит + магнетит→ арсенопирит + магнетит + леллингит. С увеличением концентрации серы (возрастание содержания сероводорода) при умеренной кислотности выделяются ассоциации: аурипигмент + пирит и пирит с арсенопиритом, прослеживаемые не более, чем до 200^°С. Без дополнительной серы в растворе расширяются поля устойчивости мышьяка и магнетита в кислотной и щелочной областях, соответственно, ассоциирующих с арсенопиритом. При расчетном анализе эволюции раствора, насыщенного компонентами АПИ (300^°С, 300 бар, 0.01 m Н₂S) в последовательности резервуаров с температурами, понижающимися от 275 до 100^°С с шагом через 25^°С, установлена смена парагенезисов в сильной зависимости от параметра кислотности-щелочности рН. В интервале рН ? 3 парагенезис АПИ с МЫ (мышьяк) и РЕ (реальгаром) ниже 150^°С сменяется ассоциацией сульфидов мышьяка РЕ и АУП (аурипигмента). В близнейтральной области устойчив мономинеральный АПИ, ниже 150^°С сосуществующий с ПИ и АУП. Из насыщенного щелочного раствора (рН ? 6) выделяется 2-я относительно высокотемпературная ассоциация МЫ и АПИ, сменяющая последний с увеличением рН вследствие дефицита растворенного железа. При температурах менее 225^°С твердые фазы из раствора не выделяются. Это – область выщелачивания. Взаимодействие при инфильтрации данного насыщенного раствора через пиритовую матрицу предшествующей рудной стадии, как наблюдается в золоторудном месторождении Верный, воспроизведено путем расчета состава парагенезисов в координатах рН–температура. Использована та же последовательность резервуаров с изобарическим снижением температуры на 300 барах от 300 до 100^°С с шагом 25^°. Термодинамические функции ПИ_As впервые рассчитаны на основании свойств серии составов данной фазы, приведенных в работе (Blanchard et al., 2007), для которой учтены 3 стехиометрических минала: ПИ_As1 Fe_0.96875 S₂ As_0.03125 (1 As замещает 1 Fe), ПИ_As2 FeS_1.96785 As_0.03125 (1 AsS замещает 1 S2), ПИ_As3 FeS_1.9375 As_0.03125 (1 As замещает 1 S₂ + 1 S вакансия). В последовательности резервуаров в зависимости от рН формируются четыре основные поля парагенезисов: 1) мономинеральный ПИ устойчив до 175^°С независимо от кислотности – щелочности; 2) ассоциация ПИ+АУП располагается при более низкой температуре от 175^°С в кислом–слабокислом интервале; 3) он сменяется сосуществующими ПИ и ПИ_As1 иногда с участием серы, где АУП появляется около 100^°С в близнейтральном интервале; 4) парагенезис ПИ+МГ+ПИ_As3 находится от 275^°С и выше при увеличении щелочности исходного раствора. На уровне появления ПИ_As1 содержание железа в растворе становится крайне низким, менее 1х(10-7)–1х(10-8) m. Преобладающей формой переноса мышьяка являются тиоарсениты, среди которых доминирует Н3AsS3 и его диссоциаты. При увеличении щелочности возрастает роль арсенатов и арсенитов. Однако на 100^°С изотерме существенно главенствуют тиоарсениты. В кислотном и слабо щелочном растворах железо находится в форме гидросульфида FeНS⁺, которому на 1 порядок уступает концентрация акваиона Fe²⁺. На уровне 150^°С и ниже увеличивается значение Fe(НS)₂^o и Fe(НS)₃^-. Fe и As переносятся раздельно. К преобладающим в растворе гидросульфиду НS^- и сероводороду добавляются с увеличением щелочности ион сульфата натрия NaSО₄^- и сульфат-ион SО₄ ^2-, уступающие первым на 1-2 порядка концентрации. В проведенных исследованиях впервые с высокой детальностью рассмотрено минералообразование в железистой сульфоарсенидной системе и выявлены составы и условия формирования парагенезисов с участием АПИ, ПИ и ПИ_As при участии сульфидов мышьяка, имеющие важнейшее значение на всех золоторудных месторождениях, особенно крупномасштабных. Рассчитанные термодинамические константы компонентов гидротермального раствора и твердых фаз – АПИ, ЛЕ и ПИ_As включены в базу термодинамических данных и предназначены для использования в исследованиях 3-го этапа состояния рудной сульфоарсенидной системы при формировании мышьяковистых гидротермальных растворов, содержащих золото и взаимодействующих с сульфидами мышьяка и железа.

Ш) Продолжались интенсивные исследования в соответствии с планом 2 и 3- го этапов выполнения заданий по проекту РФФИ 06-05-65140-а «Исследование методами дистанционного спутникового зондирования эмиссии потока инфракрасного излучения (ИК) элементов структуры земной поверхности и его соотношение с глубинной энергетикой Земли». (совместные исследования Н.В. Вилора, Н.А. Абушенко, С.А. Тащилина, А.В. Ключевского, В.М. Демьяновича, В.А. Русанова, Д.Ю. Шарпинского, О.В. Зарубиной, Л.Д. Андрулайтис, Е.В. Чупариной). Установлено, что контрастное распределение интенсивности собственного уходящего поверхностного ИК излучения на Тункинском, Баргузинском разломах и юго-западной части краевого шва Сибирской платформы сопровождается повышенными значениями теплового потока и месторождениями минеральных и термальных вод. Порядок содержаний рудных элементов в поверхностных образованиях зон динамического влияния разломов (ЗДВР) разделяет их на три группы: 1) с концентрациями, равными десяткам г/т, выделяющими отдельные разломы (Zn, Cu, Pb, B), 2) с практически неизменным уровнем содержаний 1–3 г/т (Mo, Ag, Sn, Ge) и 3) природных летучих токсикантов с высокими дисперсиями распределения (Hg, Tl и As). Установлено, что вариации содержаний элементов-индикаторов (ЭИ) рыхлого чехла на ЗДВР сопровождаются сохранением первичных и появлением новых концентрационных связей. В приразломных рудных лимонитах краевого шва Сибирской платформы остается устойчивой ассоциация Tl–Mo с коэффициентом корреляции Ккор, равным 0.611. Она сохраняется также и в Тункинском разломе, на котором образуется почвенная ассоциация Hg-Cорг , имеющая Ккор , равный 0.751. Кроме того, на краевом шве возникает ассоциация Hg–ΣFe в ожелезненных грунтах. Тенденция к взаимной обусловленности содержаний Mo и Ag проявляется здесь также в рудных лимонитах. Концентрации ЭИ, пониженные в коренных породах ЗДВР у Hg, более, чем двукратно, повышаются на Тункинском разломе, а в рудных лимонитах на краевом шве приближаются к промышленным. Аномалии взаимно зависящих содержаний ртути и радиоактивных газов в почвах и грунтах присутствуют на всех исследованных разломах, независимо от их кинематических характеристик. Корреляционые соотношения между ЭИ становятся статистически значимыми в почвах, обогащенных гумусом, и ожелезненных грунтах, содержащих гумины и гидроокись Fe. На фоне выноса и рассеяния рудных компонентов из коренных пород ЗДВР возникают локальные поверхностные комбинированные сорбционно-испарительные геохимические барьеры, концентрирующие As, Tl, Hg и частично Mo. В сульфидизированных приразломных метасоматитах на краевом шве, реликты которых представлены рудными лимонитами, устойчива ассоциация As, Tl, Hg, Mo, сложившаяся на первичном термодинамическом геохимическом барьере. Таким образом, важнейшая генетическая особенность активных региональных разломов с контрастным уходящим поверхностным ИК потоком, в частности в рифтовых зонах, заключается в совмещении приразломной эмиссии ИК излучения и привноса высоко мобильных рудных элементов и радиоактивных газов, сопряженные с конвективным тепломассобменом. Устанавливается прямая корреляция приразломных геохимических потоков с интегральной мощностью уходящего ИК потока, отражающая прямую зависимость эмиссии летучих рудных элементов и интенсивности тектогенного электромагнитного излучения в тепловом диапазоне, проявляющуюся на сейсмоактивных элементах геоструктуры земной поверхности и обусловленную современным тепломассопереносом в ЗДВР.

Продолжено исследование геохимических индикаторов - ЭИ тепломассообмена на сейсмоактивных разломах Байкальской рифтовой зоны Тункинском и Баргузинском. Геохимическое опробование рыхлых отложений на их сместителях впервые сопровождалось изучением газовых ореолов. Установлен повышенный газопоток СО₂ (более 1 об.%) на Тункинском разломе. Вдоль Баргузинского разлома формируются повышенные современные поверхностные концентрации ртути (до 1 г/т) в торфоилах при разгрузке приразломных горячих вод в торфяники с высоким сопутствующим газопотоком сложного состава (более 1 об.%): СО₂ , СО, Н₂S, SО₂, СН₄. На сместителе Тункинского разлома обнаружено повышение уровня ионизации (концентрации положительных ионов) в приземном слое воздуха.

Щ) В рамках Международного интеграционного проекта № 37 проведены исследования изотопного состава свинца в гранитоидах амуджикано-сретенского комплекса, одного из типичных представителей постаккреционных (внутриплитных) магматических образований Монголо-Охотского пояса (МОП), с которыми связаны многие золоторудные месторождения, в том числе и Карийского рудного узла, выбранного в качестве объекта исследования (совместные работы сотрудников лабораторий геохимии изотопов С.И. Дриля и рудообразования А.М. Спиридонова). Для выяснения источников вещества этих гранитоидов исследован изотопный состав свинца во вкрапленниках калиевого полевого шпата (КПШ). Радиогенные изотопы свинца традиционно используются в качестве генетических меток, указывающих на происхождение изучаемых пород из источников, характеризующихся определенными отношениями материнского элемента к дочернему (U/Pb, Th/Pb). Знание особенностей геохимического поведения элементов, образующих перечисленные пары, позволяет по данным об изотопном составе дочернего элемента в момент формирования пород делать выводы о возможном вкладе мантийного или корового вещества в источник исследуемого геологического объекта. Калиевые и K-Na полевые шпаты являются важнейшими минералами, несущими информацию о первичном изотопном составе свинца гранитоидов, который является незаменимым при построении изотопно-геохимических моделей формирования кислых коровых расплавов. Процессы изотопного обмена между исследуемым минералом и его окружением могут привести к смешению Pb различного изотопного состава и генезиса, что существенно затрудняет интерпретацию изотопных данных. Для выяснения форм нахождения Pb в структуре КПШ была проведена серия экспериментов методом термической атомно-абсорбционной спектрометрии (Таусон и др., 2000). Они показали, что вкрапленники КПШ, отобранные для изотопных исследований, содержат только прочно связанную структурную форму Pb, а сорбированные формы этого элемента в них отсутствуют. Изотопный анализ свинца производился на семиколлекторном термо-ионизационном масс-спектрометре Finnigan MAT262 (Байкальский ЦКП СО РАН) c одновременной регистрацией ионных токов изотопов свинца. Измеренные данные корректировались по многократно измеренному стандарту NBS-981 (206Pb / 204Pb = 16,903 ± 0,003, 207Pb / 204Pb = 15,445 ± 0,003, 208Pb / 204Pb = 36,557 ± 0,007). Данные изотопных исследований КПШ представлены. Изотопный состав Pb КПШ оказывается менее радиогенным по сравнению с таковым в валовых пробах гранитоидов внутриплитной природы, а также известково-щелочных палингенных гранитоидов, формирующих батолитообразные массивы и связанных, по крайне мере в пермское время (ундинский комплекс), с субдукционными процессами. Главной особенностью изотопного состава Pb КПШ из внутриплитных гранитоидов является то, что он заметно менее радиогенный по сравнению с таковым в валовых пробах внутриплитных и палингенных гранитоидов, но составляет совместно с ними единый эволюционный тренд. Большая часть составов (КПШ и гранитоидов), формирующих этот тренд, лежит ниже кривой эволюции среднекорового свинца в двухстадийной модели Стейси-Крамерса. Параметры μ (238U/204Pb) и k (232Th/204Pb) в КПШ исследованных гранитов изменяются от 9,361 до 9,654 для μ и от 3,65 до 3,73 для k, существенно отличаясь тем самым от значений 9,74 и 3,78, принятых в модели Стейси-Крамерса для среднекорового свинца. В связи с этим можно предполагать, что источник свинца исследованных внутриплитных гранитоидов амуджикано-сретенского (а также борщевочного) комплексов обладал более низкими величинами U/Pb и Th/Pb отношений, по сравнению со средним составом коры (U/Pb=0,11; Th/U=0,43; Тейлор, Макленнан, 1988). Таким источником могла быть нижняя континентальная кора (U/Pb»0,7; Th/Pb=016-0,26; Rudnick, Taylor, 1987, Тейлор, Макленнан, 1988; Kempton et al.,1990) или широко распространенные в пределах Монголо-Охотского складчатого пояса палеозойские метатерригенные толщи аккреционного клина пояса, которые могли быть погружены на уровни корового магмообразования в результате коллизионных событий, сопровождавших закрытие Монголо-Охотского палеоокена.