Золоторудные и золотосодержащие пластово-колчеданные месторождения Центральной Кубы

Вулканогенно-осадочные сульфидные руды (VMS) включают минерализацию меди, цинка, золота и серебра. Месторождения формировались в разные геологические эпохи [2][5]. Одна из них реализована в меловых отложениях Кубы, где месторождения различаются по минеральному и элементному составу, строению руд, вмещающим породам и особенностям синрудного вулканизма [3][9].

Породы вулканической дуги площадью около 2200 км² с возрастом от раннего (неокома) до позднего мела (кампан) занимают бóльшую часть Центральной Кубы (рис. 1). Имеющиеся данные позволяют выделить два вулканоплутонических комплекса, сформированных в соответствующие этапы, разделенные перерывом предположительно между коньякским и сантонским веками (рис. 2, 3). Нижний комплекс характеризуется толеитовыми
бимодальными вулканитами, сформировавшимисяв раннюю стадию примитивной островной дуги. Помимо вулканитов, в нем полно представлена плутоническая ассоциация в виде гранитов (гранодиорит — гранит) Маникарагуа. Верхний комплекс сложен породами свит Ла Вруха, Аримао, Ла Рана, Которро, Пелао и Иларио (базальты, туфы, туффиты, лавобрекчии, агломераты, андезиты, дациты, конгломераты, песчаники и известняки).

Рис. 1. Геологическая карта Центральной Кубы. Расположение месторождений Центральной Кубы [9, с изменениями]: 1 — комплекс метаморфических пород Эскамбрай (хлоритовые сланцы, сланец голубой и лавсонит; J1-K); 2 — энсиматический метаморфизованный комплекс Мабухина (преимущественно амфиболиты и кристаллические сланцы; J1-K); 3 — нижняя подсвита Лос-Пасос (с туфо-брекчия и лапиллиевые туфы риолитов, в верхней части кремнистая порода, туфы андезидацитов, риолитодациты; K1); 4 — верхняя подсвита Лос-Пасос (базальты, туфы, туффиты, лавобрекчии, агломераты, андезиты, дациты, конгломераты, песчаники и извесняки; K1—K2); 5 — интрузии гранитов Маникарагуа (ɣK2); 6 — осадочный чехол Багамской платформы (N-Q); 7 — месторождения: 1 — Сан-Фернандо; 2 — Индэпэндэнсиа; 3 — Антонио; 4 — Лос-Серрос; рудопроявления: 5 — Эль-Соль; 6 — Бока-дель-Торо; 8 — линия разреза
Fig. 1. Geological map of Central Cuba. Location of deposits in Central Cuba [9, with changes]: 1 — complex of metamorphic rocks Escambray (chlorite shale, blue shale and lavsonite; J1-K); 2 — the ensimatic metamorphosed complex of Mabukhin (mainly amphibolites and crystalline schists; J1-K); 3 — lower subformation of Los Pasos (with tuff-breccias and lapillian rhyolite tuffs, siliceous rock in the upper part, andesidacite tuffs, rhyolitodacites; K1); 4 — upper subformation of Los Pasos (basalts, tuffs, tuffites, lava breccias, agglomerates, andesites, dacites, conglomerates, sandstones and limestones; K1 — K2); 5 — intrusions of granites of Manicaragua (ɣK2); 6 — sedimentary cover of the Bahamas platform (N-Q); 7 — deposits: 1 — San Fernando; 2 — Independance; 3 — Antonio; 4 — Los Cerros; ore occurrences: 5 — El Salt; 6 — Boca del Toro; 8 — cut line

Рис. 3. Схематическая стратиграфическая колонка Центральной Кубы [7, с изменениями]: 1— конгломераты, 2 — песчаники, 3 — известняки, 4 — мергели, 5 — риолиты, 6 — дациты, 7 — андезиты, 8 — базальты,
9 — туфы, 10 — туффиты, 11 — рудоносные зоны
Fig. 3. Shematic stratigraphic column of Central Cuba [7, as amended]: 1 — conglomerates, 2 — sandstones, 3 — limestones, 4 — marls, 5 — rhyolites, 6 — dacites, 7 — andesites, 8 — basalts, 9 — tuffs, 10 — tuffites, 11 — ore-bearing zones

Он включают интрузии гранитов с золото-медно-порфировыми объектами.

Оруденение рассматриваемых объектов представлено колчеданными рудами. Месторождения расположены: Сан-Фернандо в западной части рудного района в провинции Вилья-Клара, Антонио — на востоке в провинции Вилья-Клара, Лос-Серрос находится восточнее в провинции Санкти-Спиритус, Индэпэндэнсиа — в 7 км к западу от месторождения Антонио. Месторождения имеют черты сходства и отличия, что важно для их геолого-экономический оценки, прогноза колчеданного и сопутствующего оруденения.

Фактический материал и методы исследования

В основу положены материалы геолого-разведочных работ по районам месторождений Сан-Фернандо, Антонио, Индэпэндэнсиа и Лос-Серрос, в которых авторы принимали участие, осуществляя полевые и лабораторные исследования. Отбор проб проводился из рудных тел, околорудных метасоматитов и вмещающих пород, в основном из керна разведочных скважин и естественных обнажений, изученных во время полевых маршрутов, проводимых с целью определения геологических аспектов и связей с минерализацией.

Количество образцов, использованных для исследований, на месторождениях Сан-Фернандо, Антонио, Индэпэндэнсиа и Лос-Серрос, показано в таблице 1.

Анализы выполнены методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICPMS). Подготовка проб и бóльшая часть химических анализов проведены в Центральной лаборатории Хосе И. дель Коррала на Кубе.

Геохимические связи рудных компонентов установлены методом многомерного статистического корреляционного анализа в программном пакете «Statistica» (рис. 4, табл. 1, 2).

Рис. 4. Характеристики колчеданных руд Центральной Кубы: а — месторождение Сан-Фернандо: сфалеритовые звездочки в халькопирите; б — месторождение Индэпэндэнсиа: типичная структура сульфидных руд, состоящих из сфалерита, халькопирита и пирита; в — месторождение Антонио: халькопирит цементирует пирит (колломорфная текстура); г — месторождение Лос-Серрос: в рудах, имеющих вкрапленную структуру, сфалерит цементирует халькопирит и галенит; пи — пирит, хп —халькопирит, сф — сфалерит, га — галенит
Fig. 4. Characteristics of pyrite ores of Central Cuba. а — San Fernando deposit: sphalerite stars in chalcopyrite; б — Independencia deposit: typical structure of sulfide ores consisting of sphalerite, chalcopyrite and pyrite; в — Antonio deposit: chalcopyrite cements pyrite (collomorphic texture); г — Los Cerros deposit: in disseminated ores, sphalerite cements chalcopyrite and galena; пи — pyrite, хп — chalcopyrite, сф — sphalerite, га — galena

По рудопроявлениям Бока-дель-Торо и Эль-Соль использованы материалы геологических отчетов из архивов Национального управления минеральных ресурсов Кубы.

Основные черты геологического строения района Центральной Кубы

Вулканогенный комплекс нижнего мела распространен в южных провинциях Сьенфуэгос, Вилья-Клара и Санкти-Спиритус в центральной зоне Кубы (рис. 1, 2). Он объединен в свиту Лос-Пасос и отнесен к готеривскому ярусу [7].

Район основных выходов свиты Лос-Пасос, около 100 км², занимает субширотную дугу протяженностью 35—40 км и шириной 4—6 км. (рис. 1). Ее условный центр расположен примерно в 5 км к северу от города Маникарагуа в провинции Вилья-Клара.

Свита Лос-Пасос представлена бимодальным вулканическим комплексом в основном подводного типа с геохимическими характеристиками, аналогичными толеитам островных дуг или образованиям примитивных островных систем, включающих более кислые разности (риолиты, дациты) или промежуточные между более кислыми и основными породами [7].

Свита Лос-Пасос перекрыта породами свиты Матагуа (рис. 3). Прямой контакт между ними не наблюдается, но отмечены элементы согласного залегания. Большинство авторов считают, что свита Матагуа имеет постепенный переход с породами свиты Лос-Пасос [7].

Свита Матагуа представлена лавами, лавобрекчиями и туфами андезитов, андезит-базальтов и базальтов, а также туффитами, известняками, песчаниками и алевролитами. Палеонтологических остатков в породах свиты не обнаружено. Вулканитам условно присвоен возраст нижнего мела. Они перекрыты известняками свиты Провинциаль, датированными биостратиграфически как альб-сеноман [7] (рис. 3).

Во многих обнажениях отмечено, что породы свиты Лос-Пасос метасоматически изменены. Обычно это новообразования аморфного кремнезема мелкозернистого кварца с примесью эпидота, хлорита, гематита, серицита икаолинита.

В метасоматитах локализованы месторождения и рудопроявления колчеданных руд. Они в основном сосредоточены в районе Лос-Пасос. Рудные объекты относятся к месторождениям типа Куроко (рис. 1, 2) [3][7].

Характеристики колчеданных месторождений

Месторождения имеют разную степень изученности, что обусловлено их разным экономическим значением. Сан-Фернандо и Антонио наиболее изучены (табл. 1) [8].

Таблица 1. Основные характеристики минерального состав руд колчеданных месторождения Центральной Кубы
Table 1. Main characteristics of the mineral composition of the pyrite ores of the Central Cuban deposit

Рудные тела месторождения Сан-Фернандо имеют чечевицеобразную форму и сложены сульфидными рудами с массивными вкрапленными и прожилковыми текстурами [9]. Широко распространены пирит, сфалерит, халькопирит, галенит, тетраэдрит, теннантит, борнит, марказит и арсенопирит. Присутствует самородное золото, электрум, аргентит и гессит. Благороднометалльная минерализация наблюдается в виде прожилков и вкрапленности в основном в халькопирите и сосредоточена в так называемой прожилковой зоне.

Пирит является наиболее распространенным сульфидом. Его структура изменяется в зависимости от степени перекристаллизации. Первичные структуры не сохранились. Он слагает концентрические, катакластические и зонально-зернистые агрегаты.

Сфалерит проявлен выделениями, заполняющими интерстиции в пирите, а также в виде эмульсии в халькопирите (рис. 3а).

На месторождении преобладают цинково-медные руды. Они локализованы на верхнем уровне. Минимальное содержание цинка составляет 0,7%, достигая значения 41,20%, содержание меди колеблется от 0,5 до 13,50%.

Жильные минералы представлены кварцем, серицитом и хлоритом. Наиболее часто встречаются структуры руд: порфировая, гипидиоморфнозернистая, аллотриоморфнозернистая, коррозионная и замещения. В западном направлении густо вкраплены и пятнистые текстуры руд сменяются редковкрапленными.

Собственно, медные руды локализованы в андезит-дацитовых порфирах. Минимальное содержание меди составляет 3%, достигая 14,4%. Характерными минералами являются халькопирит и пирит, реже тетраэдрит и сфалерит. Жильные минералы также представлены кварцем, серицитом и хлоритом. Характерными текстурами являются массивные, густо вкрапленные и пятнистые. Структуры аллотриоморфнозернистая, коррозионная и цементная.

Пиритовые руды сосредоточены в нижних горизонтах месторождения. Пирит является компонентом руд с содержаниями от 2 до 80%, реже встречается марказит, сфалерит, халькопирит, тетраэдрит и галенит. Содержания Zn и Cu низкие (Zn <0,5% и Cu 0,5%). Преобладающими текстурами руд являются вкрапленная и прожилковая. Структуры бывают идиоморфнозернистые и аллотриоморфнозернистые.

Месторождение Индэпэндэнсиа (Independencia) имеет протяженность 1 км. Оно локализовано на контакте интенсивно силицитизированных, лимонитизированных и серицитизированных риолит-порфиров со слабо измененными риолитовыми лавобрекчиями. Рудная минерализация представлена вкраплениями халькопирита, сфалерита и пирита (рис. 3б) в интенсивно окремненных и рыхлых породах. Содержание полезных компонентов показано в таблице 1. Единичные скважины пересекли рудную зону мощностью 3 м на глубине 97 м со значительным содержанием Cu — 3,5%, Zn — 7%, серебра — 166 г/т и золота — 3г/т.

Месторождение Антонио (Antonio) имеет протяженность 350 м по простиранию, 250 м по падению и средней мощностью 11 м, состоит из двух рудных тел. Первое сложено массивным пиритом, второе включает участки, обогащенные халькопиритом и сфалеритом, с меньшим количеством теннантита, галенита и небольшими включениями электрума, гессита, кварца, карбоната и барита [3].

Выделяются две стадии отложения сульфидов; ранняя, когда кристаллизовался мелкозернистый пирит, и поздняя метасоматическая, во время которой отлагалась ассоциация пирит — халькопирит — сфалерит.

Отличительной особенностью этого месторождения является то, что в нем наблюдается присутствие колломорфного пирита (рис. 3в).

На месторождении Антонио установлена вертикальность зональности оруденения. На нижнем уровне преобладают серно-колчеданные руды с содержаниями Zn <0,5% и Cu <0,3%. Выше залегают медно-цинковые колчеданные руды с содержанием Cu 1 —12% и Zn от 1% до более чем 10%. На самом верхнем уровне расположены существенно медные руды с содержанием Cu 0,3—2% и Zn <0,5%. Мощность зон составляет примерно первый десятки метров. Границы зон постепенные.

Оруденение месторождения Лос-Серрос (Los Cerros) главным образом связано с силицификацией вулканических пород. Месторождение состоит из двух массивных сульфидных залежей мощностью 1—3 м, длиной 100 м по простиранию и 80 м по падению. Для месторождения характерен галенит и вкрапленные структуры руд (рис. 3г).

На месторождении распространены покровы и силлы кислых и основных пород. Центральная зона представлена покровами базальтов и лавобрекчий. Породы гидротермально изменены и представлены серицитовыми, пиритовыми, гематитовыми и баритовыми метасоматитами. Наибольшая рудоносность намечается для вкрапленных руд, в зоне которых пройдена шахта Лос-Серрос. Оруденение имеет местное значение.

Рудопроявление Эль-Соль (El Sol) мало изучено, хотя известно, что в 1927 году американская компания вела здесь добычу меди. Территория охватывает 3,2 км². В 1997 г. геолого-разведочные работы провела канадская компания «Holmer Gold Mines Limited». Были пробурены три скважины и получены рудные содержания меди (0,74%), цинка (10%) и серебра (0,3 г/т).

На рудопроявления Бока-дель-Торо (Boca del Toro) описаны покровы базальтов и андезитодацитов и дайки кислого и основного состава [6]. В центре участка отмечена интрузия гранодиорит-порфиров. Выделена зона метасоматитов, которая пересекает весь участок с общим направлением север-северо-запад. Отмечены малахит, азурит и барит. Максимальные содержания меди (0,8%), цинка (1,05%) и золота (0,6 г/т).

Приведенные данные показывают, что колчеданные руды рассмотренных объектов имеют сходный минеральный состав и текстуры. Отдельно стоит отметить кристаллические зернистые пиритовые руды месторождения Сан-Фернандо и колломорфные — Антонио.

Также есть существенные различия в сравниваемых объектах по содержанию основных и попутных компонентов Cu, Zn, Au и Ag. Для рудопроявлений характерны низкие содержания благородных металлов, составляющие до 1 г/т Ag и Au и бедные руды Cu и Zn. Для месторождения Антонио и Индэпэндэнсиа характерны средние содержания серебра и низкие концентрации золота.

Необходимо отметить заметные колебания Au/Ag для разных объектов (табл. 2). Закономерно, что для Сан-Фернандо и Индэпэндэнсиа Au/Ag близкие и относительно высокие, а для Антонио и Лос-Серрос на порядок меньше.

Таблица 2. Средние значения содержания компонентов месторождения Центральной Кубы [4]
Table 2. Average values of the content of the components of the deposit in Central Cuba [4]

Для сравнения проведен корреляционный анализ (рис. 5), на рисунке показана корреляционная матрица медь-цинк-свинец-золото-серебро.

Рис. 5. Соотношение содержаний меди, цинка и свинца в колчеданных рудах Центральной Кубы
Fig. 5. Ratio of copper, zinc and lead contents in pyrite ores of Central Cuba

Несмотря на небольшое число определений по Индэпэндэнсиа и Лос-Серрос, можно отметить некоторые геохимические закономерности. На месторождениях Сан-Фернандо, Антонио и Лос-Серрос установлена высокая положительная корреляция Pb и Zn (Кк 0,7), а для Сан-Фернандо, Индэпэндэнсиа и Антонио также высокая положительная связь Zn и Au (Кк 0,7) (табл. 3). Руды Индэпэндэнсиа отличаются практически отсутствием и даже обратными связями Zn и Pb с Au. Для других объектов имеется положительная связь Zn с Au.

Относительно высокое Au/Ag отношение и отсутствие корреляции Au с Zn на месторождениях Сан-Фернандо и Антонио, возможно, указывают на перераспределение и концентрацию благородных металлов после формирования колчеданных руд. В какой-то мере Au и Ag минерализация напоминает месторождения Венесуэлы [1].

В целом распределение свинца, цинка, меди, золота, серебра в районе Центральной Кубы отражает широтную металлогеническую зональность. С запада на восток имеет место замещение цинково-медных колчеданных месторождений на медно-свинцово-цинковые. Присутствие барита на востоке, существенно разные Au/Ag отношения в рудах Сан-Фернандо, Индэпэндэнсиа (западная и центральная части района), Антонио и Лос-Серрос (восточный фланг) указывают на разный эрозионный срез блоков района. Отсутствие связей благородных металлов и халькофильных металлов в Сан-Фернандо, Антонио и Лос-Серрос, приуроченность золотой минерализации к тектоническим зонам в Сан-Фернандо, присутствие на этом объекте жильных и штокверковых меднорудных тел явно указывают на присутствие самостоятельных золоторудных объектов. Следовательно, в районе можно предполагать наличие скрытого благороднометалльного оруденения.

Выводы

1. Намечена широтная зональность колчеданного и благородного метального оруденения рудного района Центральной Кубы. На западе преобладают медно-колчеданные месторождения с сопутствующими золоторудными объектами. На востоке распространены медно-цинковые колчеданные месторождения с баритом и золото-серебряными объектами.

2. Необходимо предполагать соответствующий различный эрозионный срез блоков меловой вулканической дуги Центральной Кубы. На западе он больше, на востоке меньше.

3. На основании прожилковых руд золота, приуроченности их к тектоническим зонам и отсутствия корреляции между благородными и халькофильными металлами на месторождении Сан-Фернандо, а также существенно разными золото-серебряными отношениями в рассмотренных рудных объектах, можно предположить, что часть золото-серебряных руд формировалась после колчеданных. Отмечается отношение Au/Ag для руд типа high sulfidation (высокосульфидные руды) сходных рудных районов Венесуэлы и Курильской островной дуги [1]. В этой связи можно ожидать скрытые месторождения золота на западе и золото-серебряные на востоке исследованного района.