УДК 553.411:551.263(234.852)

 
Введение. Березовское золоторудное поле,расположенное в 12–15 км на СВ от г. Екатеринбурга (рис. 1), было открыто в 1745 г. Это крупнейший на Урале золоторудный объект, где добыто почти 170 т золота, оставшиеся запасы металла составляют 89 т. Прогнозные ресурсы Au составляют около 280 т. Глубина отработки месторождения достигла 520 м. Руды месторождения состоят из минерализованных (сульфидами, редко – самородным золотом) кварцевых жил и сопряженных метасоматитов березит-лиственитовой формации. Золотое оруденение, судя по материалам, полученным проходкой структурных скважин, сохранится, как минимум до глубины 1–1.2 км.
До конца 50-х годов ХХ в. Березовское месторождение было крупнейшим в СССР по запасам собственно золоторудным объектом. Открытие Мурунтау (запасы и ресурсы Au составляют 5.5 тыс. т, добыто 2 тыс. т), а затем ряда месторождений в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке РФ сильно поколебало значимость Урала как золоторудной провинции [Крупные …, 2004]. Однако и сейчас роль Березовского месторождения в минерально-сырьевом балансе золотодобывающей промышленности страны заметна.
Березовское рудное поле рассматривается как классический золоторудный объект кварц-жильного типа во всех курсах «Геологии месторождений полезных ископаемых». Во многих музеях геологического и минералогического профилей обычной является встреча с березовскими минералами, в особенности с пиритом, крокоитом, а также с метасоматитами – березитами, лиственитами и пирофиллитами. Ввод Березовского месторождения в эксплуатацию в 1748 г. определил начало золотодобывающей промышленности Урала, а затем и других регионов России. На месте находки золота на северном фланге Березовского месторождения Е. Марковым был заложен Первоначальный золотой рудник, сохранившийся до сих пор. Экскурсией предполагается провести геологические наблюдения на 12 объектах, которые на рис. 1 обозначены как пункты наблюдений.
Краткий геологический очерк. Геологическое строение Березовского рудного поля определяется дайками гранитоид-порфиров (более 300), а также Большим Шарташским гранитным плутоном, с которым эти дайки имеют как пространственную, так и генетическую связь (рис. 1). Плутон имеет размер вышедшей на поверхность части 3.5 ´ 4.0 км; он полого погружается на север под Березовское месторождение. Южный и западный его контакты имеют крутое падение: к востоку от обнаженной его части, по геофизическим  данным, вблизи от поверхности располагаются  апофизы. Дайки, как правило, имеют субмеридиональное простирание и крутое падение. Дайки вмещают лестничные (ориентированы поперек простирания даек) и диагональные кварцевые жилы. Кроме того, в рудном поле имеются красичные жилы, вышедшие за пределы даек, а также их разности, приуроченные к субширотным разломам.  
Березовское месторождение локализуется в надинтрузивной зоне Большого Шарташского раннеколлизионного гранитного плутона [Sazonov, Smirnov, 2000; Месторождения …, 2001] (риc. 2). Изотопный возраст гранитов 328 ± 18 млн лет [Штейнберг и др., 1989], даек гранитоид-порфиров 317 ± 20 и 218 ± млн лет. Район Березовского месторождения сложен тремя комплексами пород: океаническим, в котором представлены  гарцбургиты,  габбро, примитивные высокотитанистые долериты,  туффиты и кремнистые образования (перечислены от основания разреза к его кровле (О–S1)); островодужным с толеитовыми вулканитами (О3–S1); двумя коллизионными с гранитами и дайками (С1, Р) [Сазонов, 1975; Месторождения…, 2001].Основные околорудные метасоматиты Березовского рудного поля относятся к березит-лиственитовой формации. Среди них выделяются две разности – ранне- и позднеколлизионные. В работе [Месторождения…, 2001] показано, что развитые в северной части Березовского месторождения пирофиллитсодержащие метасоматиты [Юминов, 2001] являются позднеколлизионными.
В отмеченных выше кремнистых породах найдены плохой сохранности граптолиты, весьма напоминающие отдельными элементами строения их ордовикские разности. Вулканогенные и вулканогенно-осадочные породы в пределах Березовского месторождения имеют моноклинальное залегание, пологое падение на север.
Породы вулканогенно-осадочного комплекса подразделяются на две толщи: нижнюю (чередование базальтов, туфобрекчий, туффитов и др.) и верхнюю (долериты).
Общая мощность этих толщ 1.2 км.
В работе [Штейнберг и др., 1989] на основании величины 87Sr/86Sr, равной 0.7034, сделан вывод об участии базальтоидов в формировании магмы, породившей шарташские граниты. В последнее время это подтвердилось работами Г. Б. Фер­шта­тера и др., показавшими, что плутоны, подобные Шарташскому (раннеколлизион­ные), сформировались на габброидной «подложке» в результате неоднократного анатексиса. Приведенные на рис. 3 спектры распределения REE в шарташских гранитах различных фаз свидетельствуют о том, что они (фазы) сформировались из единого источника, и что последующий во времени становился более кислым. Это подтверждается также увеличением с переходом от более древних гранитов к более молодым  содержаний не только REE, но также Zr, Hf, Ba, Sr [Sazonov, Smirnov,2000]. Отметим также, что в пределах Шарташского плутона довольно широко распространены дайки аплитов, которые рассекаются пегматитами. В Сибирском гранитном карьере наблюдаются двойственные взаимоотношения пегматитов с лампрофирами: очень часто первые рассекают последние; однако, наблюдались также случаи пересечения лампрофирами пегматитов. Объяснение этим фактам мы видим в том, что формирование и эволюция гранитов разных фаций протекает по единому сценарию.
Экскурсия включает два маршрута: наземный (осмотр естественных и искусственных – карьеры и отвалы шахт – обнажений горных пород, руд и др.) и второй – подземный (знакомство с элементами геологического строения рудного поля, а также с рудными телами и сопряженными метасоматитами, база – шахта Северная).
Наземная часть экскурсии
ТН-1. Здесь в скальном обнажении под названием «Каменные палатки» представлены шарташские граниты, разбитые разноориентированными трещинами, характерными для Шарташского плутона. Субгоризонтальными трещинами обусловлена матрацевидная отдельность в гранитах. Разнообразные фигуры на «Каменных палатках» являются результатом физического выветривания, также видны «следы» дефляции и коррозии.
ТН-2. Шарташский гранитный карьер, расположенный в центральной части Шарташского массива (рис. 4). Здесь представлены граниты средне- и мелкозернистые, дайки лампрофиров, пегматиты, гумбеиты, березиты и серицитсодержащие гумбеиты. В западном борту карьера наблюдались биметасоматиты, сформировавшиеся на контакте даек лампрофиров с гранитами [Месторождения …, 2001]. В карьере выделены две генерации даек лампрофиров: дайки первой генерации сопряжены со среднезернистыми гранитами (вторая фаза) и сформировались до аплитов и пегматитов; дайки второй генерации установлены в мелкозернистых гранитах (третья фаза), они рассекают пегматиты первой генерации. Подчеркнем, что контакт между отмеченными фазами гранитов резкий, и что со стороны более кислых гранитов отмечается резкое увеличение количества биотита. Изредка в карьере фиксируются кварц-полевошпатовые жилы, минерализованные пиритом, очень редко шеелитом и блеклыми рудами. Отметим, что в Шарташском и Изоплитском (см. ниже) карьерах установлены сульфидно-кварцевые жилы, выполняющие сколовые трещины субширотной ориентировки. По данным работ Л. В. Михайловой и др., С. В. При­бавкина и др. выделяются четыре стадии развития минералообразования в жилах (от ранней к поздней): пиритовая с шеелитом, золотосульфидная (тетраэдрит, сфалерит, бурнонит, золото и др.), халькопиритовая, барит-кальцитовая с витеритом. По представлениям ряда исследователей (Н. И. и М. Б. Бородаевские, Б. В. Чесноков и др.), в Березовском золоторудном районе существует единое кварц-жильное поле, центральную часть которого представляет Березовское месторождение, южную – Шарташский массив, а северную – Благодатский гранитоидный массив.
ТН-3. Изоплитский гранитный карьер расположен недалеко от СВ контакта Шарташского плутона (рис. 4). В гранитах (представлены 1 и 2 фазами внедрения) фиксируются дайки лампрофиров, гранодиорит- и гранит-порфиров, аплитов, пегматитов. В южном и юго-западном бортах карьера вскрыты две зоны гумбеитизации гранитов; в 180–250 м от них (непосредственно в карьере) наблюдались эйситы, которые образуют оторочки около маломощных (до 5 см) кварцевых жил с пиритом и блеклой рудой. В СЗ борту карьера в 2003 г. была вскрыта сульфидно-кварцевая жила, минерализованная пиритом, блеклыми рудами, халькопиритом и галенитом и сопровождающаяся ореолом березитизации.
Отметим, что в обоих рассмотренных карьерах добывают гранит с целью получения щебня и отсева для строительных и дорожных работ. Эксплуатация ведется частными предприятиями, поэтому без предварительного разрешения эти выработки нельзя посетить.
ТН-4. Крокоитовый шурф. Крокоит на Березовском месторождении встречен в четырех местах. Он наиболее широко развит и хорошо изучен в районе дайки Платоновской. Здесь этот минерал установлен в золоторудных кварцевых жи­лах, рассекающих Платоновскую дайку лампрофиров, локализованную в тальк-карбонатных породах. Дайка интенсивно березитизирована, на контакте ее с тальк-карбонатными породами проявлен процесс березитизации-лиственити­за­ции. Крокоит, как правило,  фиксируется  в  широтных кварцевых жилах, обогащенных галенитом. Минерал развит в кварце и в виде корочек на галените. Крокоитовый шурф в настоящее время перекрыт на поверхности бетонной плитой. Однако его мелкие кристаллы легко можно намыть из отвала шурфа. Описание крокоита и других минералов опубликованы в [Сазонов, 1975;  Месторождения …, 2001; Юминов, 2001; Березовское …, 2005].
ТН-5. В отвале шахты № 4 сохранились отдельные обломки даек гранит-порфиров (Андреевская), лампрофиров, микродиоритов, тальк-карбонатных пород, минерализованных кварцевых жил в гранит-порфирах, долеритов и тальк-карбонат­ных пород, биметасоматитов березит-лиственитовой формации, развитых на контакте гранит-порфиров с долеритами и тальк-карбонатными породами.
ТН-6. В отвалах шахты № 1 можно собрать коллекцию образцов плагиогранит-порфиров, лиственитов по тальк-карбонатным породам, долеритам, сульфидно-квар­це­вых жил, сопряженных с березитами-лиственитами, пирита, галенита, блеклых руд.
ТН-7. В отвалах шахты Северная можно отобрать образцы плагиогранит- и гранит-порфиров II цикла, аподайковых березитов, минерализованных лестничных кварцевых жил. В обломках кварцевых жил с гор. 162 м могут встретиться небольшие друзы горного хрусталя.
ТН-8. Ушаковский карьер, которым вскрыты тальк-карбонатные породы, реликты антигоритовых серпентинитов, дайки габбро-долеритов и гранитоид-порфи­ров. На контакте даек с тальк-карбонатными породами развиты хлоритовые и тальк-хлоритовые (с тем или иным количеством карбоната) метасоматиты, сформировавшиеся до березитов-лиственитов [Месторождения …, 2001]. В некоторых дайках развиты лестничные кварцевые жилы. В 60-е гг. ХХ в. они оценивались на Au.
По масштабам и содержанию металла объект оказался некондиционным.
ТН-9. Щебеночный карьер, расположенный около пос. 44 квартал, вблизи тракта Екатеринбург–Реж, в котором развит серпентинитовый (антигоритовый) меланж. В крупных блоках змеевика серовато-зеленого цвета выделяются «пятна» зеленого цвета – это поделочный материал для облицовки хорошего качества.
Этот объект меланжа, пожалуй, лучший из известных на Среднем Урале.
ТН-10. Здесь установлена стела – памятник на отвале рудника Первоначального, откуда «пошло» уральское, да и российское золото. В указанном руднике отрабатывались «сгустки» минерализованных лестничных жил, заключенных в дайке плагиогранит-порфиров. Последние вмещаются тальк-карбонатными породами, на контакте дайки с ними развиты биметасоматиты березит-лиственитовой формации [Сазонов, 1975; Месторождения…, 2001].
ТН-11. Кремлевский рудник. Здесь известны кварцевые жилы, сопряженные с парагонитовыми апогаббровыми лиственитами и пирофиллитсодержащими метасоматитами (рис. 5). Они достаточно полно охарактеризованы в [Юминов, 2001].
Из этой работы следует, что последние моложе лиственитов. Возникает вопрос: когда произошло наложение пирофиллитсодержащих метасоматитов на листвениты?
Абсолютный возраст последних по данным K-Аr метода по серициту не менее
320 млн лет [Сазонов, 1975]. Для березитов по одной из кремлевских даек гранитоидов абсолютный возраст составляет 230–220 млн лет [там же]. Из этого следует, что листвениты являются раннеколлизионными образованиями, сформированными из кислых близких к нейтральным растворов, а пирофиллитсодержащие метасоматиты являются позднеколлизионными, образовавшимися в связи с более кислым, чем листвениты,  флюидом.
На характеризуемом руднике с использованием легких горных работ можно получить прекрасные образцы пирофиллита.
ТН-12. Сибирский гранитный карьер. Здесь ведется отработка крупных гранитных блоков для облицовки зданий и сооружений различного назначения, а также для создания архитектурных изделий. Карьер заложен в гранитах третьей фазы.
Кроме гранитов, в нем можно наблюдать большое количество даек лампрофиров, имеющих субмеридиональное простирание и приуроченных к трещинам скола.
В бортах карьера широко развиты дайки гранит-порфиров, аплитов, жилы пегматитов. Последние рассекают все перечисленные породы. Любопытным является пересечение дайкой лампрофира жилы пегматитов. На верхнем горизонте карьера (0–6 м) можно видеть «следы» воздействия на граниты процесса десквамации, обусловившего образование подушковидных гранитных блоков.
Подземная часть экскурсии.
ТН-7. По стволу шахты Северной опускаемся на гор. 462 м и по западному квершлагу доходим до Второ-Павловской дайки гранит-порфиров. Здесь на западной кулисе дайки наблюдаются лестничные жилы и сопряженные березиты. Изучаем рудную минерализацию жил и метасоматитов. Затем переходим на восточную кулису, где в кварцевых жилах наблюдается шеелит, вместо березитов развиваются гумбеиты, продуктивность по Au кварцевых жил резко падает. При желании далее можно пройти в 112 геологический блок (Перво-Павловская дайка) и увидеть результат воздействия на породы горного давления – округлые сечения разведочных буровых скважин превращаются в эллипсовидные.
Музей русского золота расположен в центре города. Здесь представлены разнообразные материалы, характеризующие зарождение и развитие золотой промышленности Урала и России, минералы и горные породы Березовского рудного поля. Особый интерес представляет коллекция золотых самородков. В музее можно увидеть оборудование для добычных работ и технологические схемы обогащения руд и получения золота дражным методом. Во дворе музея представлена экспозиция современного горного оборудования.
В заключениеотметим главное, чем полезна экскурсия. Во-первых, возможностью увидеть геологические образования различных геодинамических обстановок. Во-вторых, хорошо показано, что золотая минерализация связана генетически с раннеколлизионными гранитами, и что типоморфными метасоматитами для продуктивных кварцевых жил являются березиты-листвениты. В-третьих, гумбеиты, эйситы и пирофиллитсодержащие метасоматиты сопряжены со слабозолотоносными или с «безрудными» (пирофиллиты) кварцевыми жилами. В-четвертых, показано, что в Березовском рудном поле полезным ископаемым является не только золото. Представляется, что граниты, эксплуатирующиеся в 3 карьерах, имеют не меньшую экономическую значимость.
Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки (РНП.2.1.1.1840).
 

Литература

1.    Березовское золоторудное месторождение / Д. А. Клейменов, В. Г. Альбрехт, Ю. В. Ерохин и др. Екатеринбург: ВГУИПП «Уральский рабочий», 2005. 200 с.
2.    Бородаевский Н. И., Бородаевская М. Б. Березовское рудное поле. М.: Металлургиздат, 1947. 264 с.
3.    Крупные и суперкрупные месторождения. Закономерности размещения и условия образования. М.: ИГЕМ РАН, 2004. 430 с.
4.    Куруленко Р. С. История формирования Шарташского плутона. Ежегодник-1976. Свердловск: ИГГ УрО АН СССР, 1977. С. 39–41.
5.    Месторождения золота Урала / В. Н. Сазонов, В. Н. Огородников, В. А. Коротеев и др. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН – УГГГА, 2001. 622 с.
6.    Сазонов В. Н. Лиственитизация и оруденение. М.: Наука, 1975. 172 с.
7.    Сазонов В. Н., Огородников В. Н., Баталин А. С. Золото Екатеринбуржья. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН – ИГЕМ РАН. 83 с.
8.     Штейнберг Д. С., Ронкин Ю. Л., Куруленко Р. С. и др. Rb-Sr возраст Шарташского интрузивно-дайкового комплекса. Ежегодник-1988. Екатеринбург ИГГ УрО АН СССР, 1989. С. 110–112.
9.    Юминов А. М. Типы и условия образования пирофиллитовой минерализации на Березовском золоторудном поле. Дис. … канд. геол.-мин. наук. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2001. 246 с.
 Sazonov V. N., Smirnov V. N. The Shartash granitic pluton and the Berezovsky gold deposit // The eroded Uralian Paleozoic ocean to continent transition zone: granitoids and related ore deposits. London, 2000.P. 20–31.