|
Золото и гидротермы Аркаима |
|
…Об Аркаиме как явлении археологическом
сказано немало, причем очень разного. Территория эта давно уже стала
объектом бурных дискуссий между классическими учеными и носителями так
называемого эзотерического знания. Но кроме исторических памятников,
вызывающих самые экстравагантные трактовки и реконструкции происхождения
человечества, район заповедника известен как арена древнего вулканизма и
рудообразования, то есть является интереснейшим объектом для геологов.
Именно поэтому вот уже больше пяти лет на практику сюда приезжают
студенческие экспедиции. О результатах их исследований — этот рассказ.
Практику на Аркаиме студенты первого курса
Южно-Уральского государственного университета проходят с 2001 года. Она
направлена на знакомство с геологией заповедника и его окрестностей, с
археологическим наследием прошлых эпох. При подготовке программы большое
значение имели полученные нами раньше сведения об учебном полигоне, рабочие
коллекции горных пород и минералов. Важную роль сыграл созданный недавно
Музей человека и природы, в котором древние общества показаны на
геологическом фоне. Проходит практика в конце мая — начале июня, группы
обычно состоят из 10–15 студентов, 2–3 аспирантов и руководителей; время
практики — одна неделя. Затем отряд перемещается в Ильмены и там
продолжается работа на местных геологических комплексах.
Студентами руководят Анатолий Юминов, Вячеслав
Муфтахов и автор этих строк; постоянные помощники — аспиранты Д. Артемьев,
Н. Анкушева. Наши задачи заключаются в демонстрации интересных и
показательных геологических объектов, обучении приемам документации
обнажений, составлении геологических схем. Конечно, уделяется внимание и
отбору разнообразных проб, работе с промывальным лотком, радиометрическим
наблюдениям. Особенно притягательны для студентов руины древних вулканов,
обнажения яшм и россыпь золота. Главная идея практики — показать молодежи
тесную взаимосвязь геологии и рудоносности, единство археологии с
геологической средой. Геология района
Подготовка практики потребовала много времени.
Наша группа начала работы на Аркаиме в 1991 году, после образования
Аркаимского филиала Ильменского государственного заповедника. Мы составили
геологическую карту района, использовав данные наших коллег из Челябинской
экспедиции и собственные данные, задокументировали действующие карьеры,
исследовали горные породы и минералы.
В районе Аркаима сочетаются три геологические
структуры, отличающиеся по истории развития. Наиболее древними в каменной
летописи являются вулканические сооружения девона, имеющие возраст 400–380
млн лет. Они слагают Восточно-Магнитогорскую зону, которая реконструируется
как древняя островная дуга. Извержения происходили в подводных условиях в
обстановке, подобной существующей сейчас на западной окраине Тихого океана.
Там известны протяженные гирлянды наземных и подводных вулканов, слагающие
Марианскую и Тонга-Кермадекскую островные дуги.
Лавы девонского времени не отличались особым
разнообразием, лицо вулканизма определяли андезиты — породы средней
кислотности с содержаниями кремнезема 55–60 %. С ними связаны золоторудные
проявления, пласты яшм и гидротермальные постройки в устьях подводных
источников.
Для учебных геологических маршрутов интерес
представляют обнажения на окраине поселка Александровского, расположенные
напротив названного музея. В этих скалах видны потоки лав и переход от них к
обломочному горизонту, образованному фрагментами андезитов и базальтов.
Цемент лавокластитов — так называются подобные породы — мелкообломочный, а
иногда пустоты между обломками заполнены кальцитом с примазками малахита. В
этих же скалах видна дайка редких пород — лампрофиров, перспективных на
коренные алмазы. Увидеть ее непросто, ведь это зеленоватое тело, рассекающее
лавы, имеет «мощность» всего 20–30 см, а по цвету не выделяется среди
андезитов.
На правом берегу реки Большая Караганка, ниже
по течению от Александровки, вскрыты брекчии вулканических пород,
напоминающие жерловые образования. Пока это обнажение еще детально не
исследовано и ждет своего героя.
Следующая к востоку структура охватывает
вулканические постройки каменноугольного возраста, извергавшиеся 360–320 млн
лет назад. Они сформировались в карбоновую эпоху над расколами земной коры
типа рифтов. На территории Аркаима к ним относится палеовулкан Огненный,
названный так за ночные огни последователей зороастризма на вершине сопки.
Основу сооружения слагают трахириолиты с отдельными потоками базальтов и
прослоями алевролитов. Вулканические породы, в отличие от девонских,
субщелочные, с высокими содержаниями калия. В проране, вскрывающем вершину
постройки, обнажены бомбовые туфы, сложенные обрывками лав различной
морфологии размером до 1 метра. Эти обнажения привлекают внимание не только
студентов, но и вулканологов. Очень уж редко в древних отложениях можно
видеть бомбы из подводных вулканов. На эту тему мы много дискутировали с
профессором Масленниковым и, кажется, убедили его в том, что в карбоне
существовали мелководные извержения с бомбами. Такие явления отмечены в
современных вулканах и даже выделен особый «сёртсейский» тип извержений,
названный по подводному вулкану вблизи Исландии.
С дайками диабазов, по которым поступала магма,
связаны жилы барита и галенита, которые давно являются
достопримечательностью района и посещаются любознательными гостями
заповедника. Жила сложена белым и розовым баритом, который имеет высокий
удельный вес, проще говоря, тяжелый. Кроме того, барит вместе с кальцитом
заполняет миндалины в центре вулканических бомб. Изучение взаимоотношений
между агрегатами барита показало, что его разновидности в жиле относятся к
двум различным генерациям — белый барит образовался раньше, так как он
слагает широкую периферийную часть жилы, а розовый барит — позднее,
поскольку он слагает центральную часть, нарастая на белый.
Самой крайней структурой района является
Восточно-Уральское поднятие, в котором главенствуют гранитные массивы. Они
слагают Урало-Тобольский водораздел, где в отдельных карьерах вскрыты
разнообразные магматические породы, в том числе пегматиты, подобные
ильменским. Но наряду с глубинными породами здесь развиты и девонские
осадочно-вулканогенные комплексы, вмещающие Амурское месторождение цинка.
Поражает интенсивная дислоцированность пород месторождения, смятых в сжатые
складки, в том числе и рудных прослоев. По сложению руд определено, что
среди них присутствуют окатанные песчинки сульфидных минералов, а значит,
образование руд происходило на морском дне. Золоторудная минерализация
Золоторудная минерализация в районе отмечалась
и нашими предшественниками, но масштаб ее проявлений считался
незначительным. Были найдены обычные кварцевые жилы, в которых отмечены
следы золота и серебра. В ходе наших работ, связанных с исследованием
геологии заповедника и студенческими практиками, были установлены два
перспективных участка: Лисьи горы и Эпидозитовый. Первый расположен к северу
от заповедника и был назван так из-за обилия лисьих нор в невысоких холмах
на западе золотоносной площади. Второй находится в южной части заповедника и
отличается присутствием эпидотизированных желтовато-зеленых пород. С ними мы
первоначально связывали находки крупных кристаллов лимонита и зерен золота в
рыхлых отложениях. Оказалось, это совсем не так, но название участка
осталось в истории. Участок «Лисьи горы»
Первая информация о золоте в западной части
района была получена от местных жителей лет пятнадцать назад. В то время там
действовала общественная баня, куда мы заглядывали после жарких маршрутов. В
ней мне рассказали, что в начале 20 века близ деревни бельгийская компания
добывала золото из мелких шурфов. Деревня даже называлась одно время Катанга
— с намеком на сходство с известным рудным районом в африканском Конго.
Найти следы разработок не составило особого труда, так как они выделялись на
местности характерным строением. Сотни выработок нарушили рельеф пологого
увала, создавая неудобицу для посевов (см. фото).
Следующим шагом было определение контуров
участка, который включил в себя вулканическую постройку и перекрывающие
осадки. В этих работах принимали участие Е. Зайкова, А. Юминов, К.
Новоселов, Н. Анкушева, Н. Михайлова, общее руководство было за мной. Нам
помогали Г.Б. Зданович, А.М. Кисленко и многие сотрудники заповедника Аркаим.
По результатам картирования оказалось, что на этой территории существуют три
зоны с признаками окисления прожилково-вкрапленных руд. Особенно впечатляла
одна из зон, лишенная растительности и выделяющаяся охристым цветом. Сначала
Константин Новоселов дал ей экзотическое название «Тырло», но затем сошлись
на стандартном — «Центральная зона». Ведь наши результаты могут участвовать
в различных аукционах, а здесь не до шуток...
Работы на участке проводились в несколько
этапов по мере развития поисковых работ и студенческих практик. Сначала мы
провели геохимическое опробование почв и выделили аномалии серебра, которые
указывали на близость руд. Вскрыть аномалии поручили школьникам, которые
рыли шурфы в районе старой россыпи, но результата не получили: оказалось,
это им «не по зубам». Уже спустя годы достали бульдозер, которым вскрыли
Восточную зону в двух сечениях. Впрочем, легко сказать — «достали». Это
потребовало незаурядной настойчивости и убежденности в своей правоте,
доказательности предположений. В бульдозерных траншеях мы смогли разобраться
в строении россыпи. Оказалось, добывали золото из мелких шурфов, выгребая
золотоносный слой из ближайшего окружения поперечником 2–3 метра... После
этого зарезали новый шурф и так прощупали всю округу. Затем начались регулярные поисковые работы с экскаватором и были вскрыты Центральная и Западная зоны (см. фото).
Нам
удалось установить критерии золотоносности, и сейчас перед студентами стоит
задача проследить, насколько широко простираются зоны. Сложность в оценке
участка заключается в том, что на этой территории развита кора выветривания
мощностью несколько метров и находится зона окисления сульфидных руд. То
есть все породы выветрены, превращены в глины, и их рудная природа
установлена по обилию ржавого лимонита, развитого по сульфидам цветных
металлов — железа, меди, цинка и других. Нам пришлось надеяться на
результаты опробования рыхлых отложений, для чего было отобрано много
полновесных проб (см. фото).
Восточная зона, расположенная в основании
вулканогенной толщи, имеет длину около 1 км, ширину — 150–300 м. Вмещающими
породами являются андезиты, подверженные лимонитизации и окварцеванию. К
зоне приурочена россыпь золота, в которой присутствуют золотины размером до
9 мм. Особенности морфологии золотин, значительное преобладание неокатанных
форм, отсутствие высокопробной каймы свидетельствует о близком нахождении
коренного источника. Индикаторами золотоносных отложений являются округлые
кварц-гетитовые обособления («бобовины») размером до 1 см и остроугольные
либо слабо сглаженные обломки бурых железняков и кварца.
Центральная зона представлена
лимонитизированными породами в кровле вулканогенной толщи. Здесь отмечены
глинистые породы с пестроцветными охрами и линзами бурых баритсодержащих
железняков рудной природы. Это дает основание предполагать присутствие ниже
зоны окисления интенсивной сульфидной минерализации. По результатам анализа
в бурых железняках установлены рудные концентрации золота, а также
повышенные содержания меди и цинка. Зона окисления, вскрытая канавами,
представлена красноцветными глинами с железистым и марганцовистым
обохриванием. В кварце наблюдается рассеянная вкрапленность халькопирита и
примазки медной зелени.
Западная зона занимает самую верхнюю позицию в
стратиграфическом разрезе. Это положение является перспективным для
формирования промышленного оруденения за счет активизации гидротермальной
деятельности после прекращения вулканизма. Зона приурочена к песчаникам и
яшмам. Она имеет мощность 150–300 м и длину 4 км, в основании развиты
серицит-кварцевые метасоматиты с телами бурых железняков. Яшмы включают
лимонитовые одиночные и групповые конкреции поперечником до 50 см. Мощность
кварцевых жил достигает 50 см, протяженность 10–15 м. Мелкие жилки
сгруппированы в отдельные субпараллельные рои, находящиеся на удалении 10–15
м друг от друга.
Главный интерес студентов, конечно, вызывает
самородное золото. Но добыть его достаточно сложно, это требует отбора
больших проб и промывки материала в лотках. Хорошо, что у меня сохранились
эти немудреные изделия из кедра, которые я привез из Тувы; там я работал на
настоящих россыпях. Сначала нужно правильно отобрать материал, главное,
чтобы он вмещал плотик — так называют основание обогащенного золотом слоя,
залегающего на пустой породе. Отобрав пробы весом 30–50 кг, начинали
промывку в реке или ближайшем плесе. С одной стороны, это азартное дело,
когда «фартит» и в лотке появляются блестящие золотины. С другой стороны,
бывает, что лоток за лотком пустой, и энтузиазм студентов гаснет. Помню один
сезон, когда золото было найдено буквально в последней пробе, когда студенты
и аспиранты уже отчаялись. Умение работать с лотком дается не всем. В нашей
последней команде большие успехи сделал Максим Анкушев, который вымыл
несколько золотин. Восторгу не было предела!
При изучении самородного золота обычно
указывают степень его окатанности. Ведь одна из главных проблем — выйти от
россыпи к коренному источнику. Это — мечта каждого геолога. Так вот, в
россыпи Восточной зоны резко преобладает неокатанное золото, к которому
относятся зерна угловатой и слабо уплощенной формы с комковатым строением.
Некоторые из них имеют рельефное кристалломорфное сложение, а в западинах
отмечены отпечатки мелких кристаллов сульфидных минералов, ныне
растворенных. Рассматривая морфологические признаки и геологические
особенности территории, мы сделали вывод, что золото имеет делювиальную
природу, то есть оно было перемещено на незначительное расстояние. Осталась
одна задача: вскрыть скважинами предполагаемые золотоносные зоны и
опробовать их. Я уверен: успех будет обеспечен! Участок Эпидозитовый На этом участке наличие золота установлено в рыхлых отложениях сухого лога в южной части заповедника. Интерес к ним вызван тем, что здесь в изобилии находились кристаллы лимонита размером до 4 см. Точнее, это были, как говорят геологи, псевдоморфозы оксидов железа, развитые по пириту. Меня поразило сходство найденных кристаллов с минералами в районе Березовского золоторудного месторождения на Среднем Урале. Возникло предположение, что и здесь может быть подобная ситуация. Прошли несколько шурфов, промыли грунт и — о радость! — в нескольких пробах увидели золотины (см. фото).
Описание найденных зерен сделали А. Юминов и С. Масленникова, которые выполнили полный анализ минералов из
рыхлых отложений. Они описали 11 характерных минералов: золото, пирит,
эпидот, гематит, ильменит, барит, анатаз, сфен, гранат, хромит, клинохлор.
Золотины Эпидозитового участка имеют разную
степень окатанности. На слабоокатанных золотинах — многочисленные выступы,
их поверхность осложнена отпечатками минеральных зерен. На части золотин
фиксируются отпечатки кубических кристаллов пирита с четкими индукционными
поверхностями совместного роста (см. фото вверху). Золотины средней степени окатанности являются наиболее распространенными.
Среди них преобладают чешуйчатые и пластинчатые формы, которые, как правило,
имеют обмятые и загнутые выступы. Поверхность золотин слабо выровнена,
местами волнисто-ступенчатая, грубошагреневая. Наименьшим размером
отличаются хорошо окатанные золотины, они имеют округленную конфигурацию с
ровными и сглаженными краями и выровненной поверхностью.
Пробность золота колеблется в пределах 90–99 %.
Распределение серебра неравномерное: для окатанных форм характерна тонкая
высокопробная кайма, практически полностью лишенная примесей, что
свойственно золоту из зрелых россыпей. Наличие в россыпи слабо- и
среднеокатанных форм может свидетельствовать о близости коренного источника
золота.
Следующей нашей задачей было установление
источника псевдоморфоз. Первоначально мы считали, что кристаллы находились в
эпидотизированных породах — лавах и песчаниках. Но это оказалось
заблуждением. Совершенно неожиданно в шурфах были выявлены псевдоморфозы в
выветренных породах, напоминающих граносиенит-порфиры даек. В коренном
залегании такие дайки были установлены в трахириолитах восточного фланга
палеовулкана. При последующих исследованиях в обрамлении кристаллов был
найден монацит — минерал, содержащий церий, лантан, ниобий и другие
редкоземельные элементы. Эта информация дополняет минералогическую картину
Аркаима, она опубликована в нашей совместной с Юминовым статье.
Но самую важную задачу — найти золото в этих
псевдоморфозах — мы не решили. Все наши старания обнаружить золотины в
лимонитах успехом не увенчались. Потребуется дополнительное опробование,
чтобы выйти на золотоносные породы. Такими могут быть кварцевые жилы в
вершине сухого лога в западной части заповедника. Гидротермы Аркаима
С проблемой аркаимского золота связан вопрос о
гидротермальной деятельности в прошлые эпохи. Гидротермы, горячие
минерализованные воды, характерны для всех вулканических областей, и район
Аркаима не является исключением. С ними связано наличие в устьях подводных
источников специфических отложений, превращенных в процессе геологической
истории в гематито-кварцевые. Интерес к ним был вызван тем, что в ряде
районов джаспериты — так называются эти породы — содержат промышленное
золото.
Признаки гидротермальной деятельности в
вулканических сооружениях девонского возраста установлены по постройкам
красных гематито-кварцевых пород, ассоциирующих с яшмами. Постройки залегают
на двух уровнях в кремнисто-алевролитовых отложениях, перекрывающих
вулканогенные породы, и образуют тела холмообразной формы мощностью 3–15 м.
В подошве наиболее крупных тел обнаружены зоны гематит-кварцевого состава,
залегающие поперек напластования вмещающих алевролитов и имеющие мощность
3–5 м. Они интерпретированы как подводящие каналы в структуре
гидротермальной гематит-кварцевой постройки. Важным компонентом этих построек являются обособления и прожилки кварца, которые составляют от 5 до 30 % объема тел. Наиболее распространены изогнутые «птигматитовые», гнездообразные, ветвистые и сетчатые гематитсодержащие зональные жилки мощностью 1–30 мм (см. рис.).
Гематит в сростках с кварцем образует ритмичные зоны, параллельные
контактам, а также выделения в осевой части жил. Морфология жил
свидетельствует об их формировании в слаболитифицированной гематит-кварцевой
массе. В подводящих каналах гематит-кварцевые породы часто превращены в
кварциты, в которых сохранились тени первичных глобулярных и микрококардовых
текстур с пылевидным гематитом. В перекрывающих осадках присутствуют
маломощные прослои гравелитов с обломками гематит-кварцевых пород и кварца.
Это свидетельствует о формировании данных сооружений с кварцевыми жилками в
придонных условиях и их подводной эрозии в период накопления перекрывающих
осадочных пород.
Изучение гидротермальных отложений потребовало
применить термобарогеохимический метод. Он заключается в выявлении флюидных
включений, образованных законсервированными в жилах пузырьками
гидротермальной жидкости, изучении на микротермостоликах их первичных
температур и состава. Это очень трудоемкая операция, так как размеры
включений ничтожны, редкие из них достигают 20 микрон. Такие исследования в
Институте минералогии были поставлены профессором В.А. Симоновым из
Новосибирского академгородка, у которого проходил стажировку Анатолий Юминов.
Позднее к этим работам подключилась Наталья Анкушева, которая работала на
микротермостоликах в научных центрах Екатеринбурга, Москвы и Лондона. Сейчас
нам удалось приобрести современную аппаратуру за счет Российского фонда
фундаментальных исследований (РФФИ) и гранта Министерства образования и
науки РФ, так что теперь наши возможности значительно возросли и в
студенческих дипломах фигурируют термобарогеохимические данные.
В результате выполненных исследований получена
убедительная информация о формировании построек из гидротерм. Флюидные
включения изучены в кварце из жил в кровле, подошве и подводящих каналах, а
также из секущих субгоризонтальных жил в гематит-кварцевых породах. Согласно
полученным данным в солевом составе гидротермальных растворов преобладает
NaCl. В подошве и подводящем канале гематит-кварцевой постройки значения
концентраций солей в растворах устойчивые (2.9–3.5 мас. %). В кровле
постройки наблюдается более широкий разброс значений солености (1.5–6.5 мас.
%). Максимальные температуры растворов установлены в подводящем канале — 290
°С, по направлению к кровле значения температур уменьшаются до 180 °С.
Получив такие сведения, нужно было сравнить их
с физико-химическими параметрами различных жил, развитых в отложениях
древних и современных океанов. Оказалось, что наши данные соответствуют
составу гидротерм на золото-колчеданно-полиметаллических месторождениях
палеоостровных дуг Урала и океанических рифтов Тихого океана. И наоборот —
они резко отличаются от растворов золоторудных месторождений,
формировавшихся в карбоне на Березовском и Кочкарском золоторудных полях.
Это говорит о различной природе рудоносных растворов, давших два типа
месторождений полезных ископаемых. Краткие выводы
1. Сравнивая значение золота участков Лисьи
горы и Эпидозитовый, приходится констатировать, что в практическом отношении
первый выглядит более перспективным. Во-первых, он находится за пределами
охранной зоны заповедника, во-вторых, здесь развиты более мощные
золотоносные зоны. Правда, еще нет данных о содержании золота в коренных
породах. Для этого требуется геолого-геохимические и геофизические
исследования, бурение. Постановка такой деятельности — вопрос специфический,
связанный с получением лицензии на производство оценочных работ. А пока
можно использовать делювиальную россыпь как объект научного туризма — можно
обеспечить желающих высокосортным материалом для промывки и добычи золотин.
Очень увлекательное дело!
2. Гидротермальные постройки могут
рассматриваться как полигон для проведения экскурсий по дну древнего океана.
Красивые выходы яшм, гематито-кварцевых пород и марганцевых руд могут
служить познавательным примером гидротермально-осадочного рудогенеза. Эти
горные породы могут быть использованы для изготовления разнообразных учебных
коллекций и сувениров. Ясно одно: материалы не должны лежать втуне, они
достойны использования, предназначены приносить людям радость.
|
