Введение. Золото-колчеданно-полиметаллическое месторождение Нурукава находится на северо-восточной границе района Хокуроко (северо-восток Японии), в области, где сконцентрированы месторождения куроко типа. Месторождение является единственным объектом района Хокуроко, обогащенным золотом. Среднее содержание золота в типичных месторождениях куроко типа в районе Хокуроко – 1.3 г/т [Tanimura et al., 1983]. Тоннаж руды месторождения Нурукава – около 1 млн т, а среднее содержание золота – 6.8 г/т [Yamada et al., 1988], что гораздо выше, чем в типичных месторождениях куроко типа. В статье рассматриваются геологические условия залегания руд, геохимические характеристики золота и свинцово-цинковой минерализации месторождения Нурукава, а также условия образования гидротермальной системы, сформировавшей это месторождение.

Краткий геологический очерк. Месторождение Нурукава было сформировано в среднем миоцене [MMAJ, 1988]. На месторождении обнаружены 5 рудных тел, наиболее крупное из которых – рудное тело № 5, залегающее в верхней части кислых туфовых брекчий низов формации Хаясемори и покрытое сверху пемзовыми туфами верхов этой формации [Nishitani et al., 1986]. Некоторые дацитовые криптолавовые купола, прорвавшие кислые туфовые брекчии низов формации Хаясемори, найдены над рудным телом № 5 [Yamada, 1988]. Рудное тело № 5 снизу вверх состоит из: 1) золотосодержащего штокверкообразного кремнистого тела воронкообразной формы, 2) золотосодержащего пластового кремнистого тела тарелкообразной формы и 3) массивного сульфидного пластового тела небольшой мощности и ленточной формы, сложенного сульфидами цветных металлов.

Руды и минеральные ассоциации. Руды тела № 5 подразделены на 4 типа: золотосодержащие кремнистые, Pb-Zn-содержащие кремнистые, массивные черные
и брекчированные черные. Золотосодержащий штокверк и пластовые рудные тела состоят из золотосодержащих и Pb-Zn-содержащих кремнистых руд. Массивные тела, сложенные сульфидами цветных металлов, состоят из массивных и брекчированных черных руд. Золотосодержащие кремнистые руды рассечены Pb-Zn-содержа­щими кремнистыми рудами, создавая сетчатую текстуру. Золотая минерализация является более ранней, чем свинцово-цинковая, которая формировалась с Pb-Zn-со­держащими кремнистыми и компактными и брекчированными черными рудами.

Золотосодержащие кремнистые руды состоят из пирита, халькопирита и кварца с подчиненным количеством электрума, сфалерита, гематита, каолина и серицита. Pb-Zn-содержащие кремнистые руды включают сфалерит, галенит и кварц (главные минералы) и небольшие количества халькопирита, пирита и серицита. Главными минералами массивных и брекчированных черных руд являются сфалерит, галенит, пирит, халькопирит и барит, второстепенными – тетраэдрит, пирсеит, пираргирит, серицит и редкими – электрум и борнит. В рудном теле брекчированных черных руд наблюдаются слои, обогащенные баритом, слои каолинита и смешаннослойных силикатов (серицита/смектита). Слои с глиной характеризуются ленточными текстурами. Поскольку каолин присутствует в измененных золотосодержащих кремнистых рудах и глинистых слоях в брекчированных черных рудах, предполагается, что кислая гидротермальная деятельность периодически происходила во время отложения золота и цветных металлов.

Температуры гомогенизации и соленость флюидных включений. Кварц из золотосодержащих кремнистых руд и сфалерит + барит из брекчированных черных руд содержат двухфазовые флюидные включения. Температуры гомогенизации и соленость флюидных включений составляют: для кварца – 253–286 °C (пик – 280 °C) и 3.3–5.3 мас. % NaCl-экв., для сфалерита – 210–252 °C со слабым бимодальным распределением и 2.7–4.1 мас. % NaCl-экв., и для барита – 145–262 °C и 1.5–2.7 мас. % NaCl-экв. Как видно, температуры и соленость растворов включений в кварце из золотосодержащих кремнистых руд выше, чем во включениях в минералах из брекчированных черных руд, где соленость растворов наиболее близка солености морской воды.

Изотопные отношения O и H в гидротермальных растворах. Изотопные отношения кислорода в кварце золотосодержащих кремнистых руд и Pb-Zn-содержа­щих кремнистых руд составляют +9.2 – +10.2 и +9.0 – +10.0 ‰ соответственно.
Изотопное отношение кислорода в кварце из друз брекчированных черных руд равно +10.5 ‰ [Yamada et al., 1988]. Таким образом, существенных различий в этих значениях не отмечается.

Изотопные отношения кислорода во флюиде, ответственном за образование золотосодержащих кремнистых и черных руд, были определены на базе изотопных отношений кислорода в кварце, рассмотренных выше, температур образования и фактора фракционирования кварца-воды [Matsuhisa et al., 1979]. Диапазоны изотопных отношений кислорода гидротермального раствора, ответственного за образование золотосодержащих кремнистых и брекчированных черных руд, составляют +0.4 – +2.8 ‰ и –0.5 – +1.7 ‰ соответственно.

Изотопное отношение водорода серицита из брекчированных черных руд варьирует от –37 до –41 ‰ и очень близко к таковому из серицита других месторождений типа куроко в Японии. Изотопные отношения водорода гидротермальных растворов, ответственных за образование брекчированных черных руд, были оценены, основываясь на изотопном отношении водорода серицита, температурах образования и факторе фракционирования серицит-вода [Marumo et al., 1980]. Оцененные изотопные отношения водорода изменяются от –14 до –10 ‰.

Изотопное отношение водорода каолина золотосодержащих кремнистых руд составляет –62 – –53 ‰, что ниже на 30 ‰, чем отношение водорода в каолине других месторождений типа куроко в Японии. Изотопные отношения водорода также отличаются от такового из каолинитов, находящихся в равновесии с метеорными водами из жильного типа месторождений и современных геотермальных областей Японии. Изотопные отношения водорода гидротермальных растворов, ответственных за образование золотосодержащих кремнистых руд, были также подсчитаны, используя изотопное отношение водорода каолина, температуры образования и фактор фракционирования каолинит-вода [Sheppard, Gilg, 1996]. Изотопное отношение водорода составляет –47 – –33 ‰. Изотопные отношения водорода гидротермального раствора, непосредственно извлеченного из флюидных включений в кварце золотосодержащих кремнистых руд, варьируют от –55 до –45 ‰. Изотопные отношения водорода гидротермального раствора, сформировавшего золотосодержащие кремнистые руды, отчетливо ниже, чем из растворов, образовавших брекчированные черные руды, хотя и существует различие около 10 ‰ между подсчитанным изотопным отношением во флюиде и измеренным в извлеченном из флюидных включений в кварце флюиде.

Учитывая более высокую соленость флюидных включений золотосодержащих кремнистых руд и взаимоотношения между изотопными отношениями кислорода и водорода в гидротермальном растворе, предполагается, что золотосодержащие кремнистые руды тела № 5 месторождения Нурукава были образованы гидротермальными растворами с флюидом магматического происхождения. На базе геологических наблюдений предполагается, что образование флюида магматического происхождения было обусловлено становлением дацитового криптолавого купола над месторождением. После формирования золотосодержащих кремнистых руд, вклад флюида магматического происхождения в гидротермальный раствор морской воды мог быть большим. Гидротермальный раствор на месторождении эволюционировал от гидротермальной системы с большим вкладом магматической воды до системы с доминирующей морской водой во флюиде в соответствии с затуханием дацитового магматизма.

 

1.    Marumo K., Nagasawa K., Kuroda Y. Mineralogy and hydrogen isotope geochemistry of clay minerals in the Ohnuma geothermal area, northeastern Japan // Earth Planet. Sci. Let., 1980. Vol. 47. P. 255–262.

2.    Matsubaya O., Marumo K. Hydrogen isotopic evidence for conservation of water in clay minerals // Fifth Interanatinal Symposium on Water-Rock Interaction Extended Abstract, 1986. P. 382–385.

3.    Matsuhisa Y., Goldsmith J. R., Clayton R. N. Oxygen isotopic fractionation in the system quartz-albite-anorthite-water // Geochim. et Cosmochim. Acta, 1979. Vol. 43.
P. 1131–1140.

4.    Metal Mining Agency of Japan (MMAJ). Report of detailed geological survey. Hokuroku-Kita (north) area // 1987 fiscal year, 1988. 102 p.

5.    Nishitani Y., Tanimura S., Konishi N., Yamada R., Sato M. Exploration for the Nurukawa deposits – A summary of prospecting to the discovery of ores, the geology and the ore deposits // Mining Geology, 1986. Vol. 36. P. 149–161.

6.    Sheppard S. M. F., Gilg H. A. Stable isotope geochemistry of clay minerals // Clay Minerals, 1996. Vol. 31. P. 1–24.

7.    Tanimura S., Date J., Takahashi T., Ohmoto H. Geologic setting of the Kuroko deposits, Japan. Part II. Stratigraphy and structure of the Hokuroku district // Econ. Geol. Monograph, 1983. Vol. 5. P. 24–38.

8.    Taylor H. P. Jr. Oxygen and hydrogen isotope relationships in hydrothermal mineral deposits // In H. L. Barnes (ed), Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits, 2^nd. New York: John Wiley & Sons Inc., 1979. P. 236–277.

9.    Yamada R. Geology of the Au-Ag-Rich Kuroko Deposit at Nurukawa, Aomori Prefecture // Society of Mining Geologists of Japan, Guidebook (Kuroko Deposits and Geothermal Fields in Northern Honshu), 1988. Vol. 3. P. 26–38.

10.     Yamada R., Nishitani Y., Tanimura S., Konishi N. Recent development and geologic characteristics of the Nurukawa Kuroko deposit // Mining Geology, 1988. Vol. 38. P. 309–322.