For the first time, original data from the Tunantza deposit, located in the Cordillera del Cóndor in the Sub-Andean zone of southeastern Ecuador, are presented. The study includes a geological map, descriptions of host rocks and mineralized structures, which serve as the basis for the preliminary classification of the deposit and understanding its origin. Geological materials and documentation from surface outcrops and underground workings at the Tunantza deposit are used; the petrographic study involves the analysis of 96 thin sections. Literature data on similar deposits are used. Important characteristics of the deposit and similar objects are obtained. A classification of these deposits based on the position of mineralization relative to the pipe is proposed. The results demonstrate the relationship between the deposit and the type of mineralized structures and should be used as a tool in the exploration and classification of epithermal and porphyry deposits.
breccia-pipe, classification, gold, epithermal, Cordillera del Condor
Введение
Порфировые и эпитермальные месторождения представляют собой значимые источники меди и золота — двух металлов, ключевая роль которых в современной экономике обусловлена их промышленными свойствами, экономической ценностью и исторической значимостью, определяя их статус стратегических ресурсов и активов глобальной финансовой системы. Крупные месторождения данного генетического типа ассоциированы с брекчиевыми трубками магматическо-гидротермального или фреатомагматического генезиса, как, например, медно-молибденовое порфировое месторождение El Teniente (Чили) с ресурсами свыше 94 млн т меди (Séguret и др. 2013) либо эпитермальные месторождения Acupan (Филиппины) с добычей более 200 т золота (Figueroa и др., 2022) и Криппл-Крик (США) с более чем 810 т извлеченного золота (Kadel-Harder и др., 2020), пространственно ассоциированные с Тихоокеанским рудным поясом, так же, как и месторождение Тунанца. Вместе с тем рудовмещающие брекчии отличаются значительной сложностью, что определяет их недостаточную изученность. В этой связи детальное изучение таких брекчий достаточно важно. Полученные данные позволили уточнить классификацию месторождений брекчий, предложенную Corbett (2017) и Sillitoe и др. (2005).
Объект исследования
Золоторудное месторождение Тунанца, ранее известное как Пиунца, разрабатываемое по лицензии горного общества «Питука II», расположено на юге Эквадора, в провинции Самора-Чинчипе, в 9 км к юго-востоку от города Самора (78°53' в. д., 4°07' ю. ш.), в Кордильере-дель-Кондор. В этом же регионе находятся эпитермальное месторождение Фрута-дель-Норте, с запасами 9.91 млн унций золота и 15.0 млн унций серебра (Leary и др., 2016), медно-порфировый объект Мирадор с ресурсами 609 млн метрических тонн при содержании 0.58 % Cu, 3.2 млн унций золота и 22 млн унций серебра (Drobe и др., 2013), скарновое месторождение Намбиха и другие практически не изученные золотоносные зоны. К ним относится и месторождение Тунанца, которое представляет собой мелко-среднее эпитермальное месторождение, локализованное в трубе фреатомагматической брекчии.
Цель настоящего исследования — установить основные характеристики месторождения Тунанца для определения его типа. Для этого приведены геологическое описание объекта, характеристики минерализованных структур, результаты петрографических и минераграфических исследований. Также собрана информация по основным месторождениям золота и меди, связанным с брекчиевыми трубками, для их классификации.
Методы
Исследование основано на данных геолого-структурного анализа и изучения более чем 500 проб пород, руд и метасоматитов, отобранных из поверхностных выходов коренных пород, и на документации более чем 3000 погонных метров горных выработок месторождения золота Тунанца.
Библиографический обзор выполнен по месторождениям золота и меди, в которых основная минерализация связана с брекчиевыми трубками, ассоциированными с магматическими гидротермальными системами.
Петрографические и минералогические исследования включали макроскопическое изучение и диагностику текстур и структур пород и руд 315 образцов, отобранных на месторождении Тунанца.
Оптическая микроскопия. Изучено 96 образцов, из которых 47 прозрачных шлифов и 10 аншлифов соответствовали фрагментам руды и пробам из обогащенной зоны; остальные 39 прозрачных шлифов — по породам и метасоматитам. Исследования проводились на микроскопе Axioscope-5, оборудованном цифровой камерой и компьютером с программным обеспечением SIAMS, на кафедре геологии месторождений полезных ископаемых геологоразведочного факультета Российского государственного геологоразведочного университета имени Серго Орджоникидзе РГГРУ — МГРИ.
Результаты и обсуждение
Геология месторождения Тунанца. Оно расположено на юго-востоке Эквадора, в Субандийской зоне, в пределах полимиктовой брекчиевой трубки взрывного происхождения типа фреатомагматической. Брекчиевое тело прорывает в гранитные породы батолита Самора (рис. 1). Метаморфические породы неопротерозойско-палеозойского возраста образуют останцы кровли над батолитом, который на западе граничит с метаморфическими поясами, включающими триасовые породы, принадлежащие к Кордильере-Реаль (Leary и др., 2016). Данная зона интерпретируется как возможная область рифтогенеза пермско-триасового возраста, в которой происходило накопление осадочных пород, перекрытых щелочными вулканитами, которые несогласно залегают на морских карбонатных породах формации Сантьяго позднетриасового-раннеюрского возраста (Leary и др., 2016).
Юрский калиево-щелочной вулканический пояс, простирающийся от севера Перу до Колумбии, включает батолит Самора длиной 200 км и шириной 50 км, имеющий северо-северо-восточное простирание. Он состоит из двух различных интрузивных комплексов: преимущественно однородных пластовых плутонов, представленных в основном среднезернистыми гранодиоритами, диоритами и тоналитами (Drobe и др., 2013; Leary и др., 2016), которые обнажаются на юго-западе в контакте с брекчиями, и субвулканических интрузий, даек и штоков, образующих пробки, обычно промежуточного (до фельзитового) состава, которые пересекают батолит в нескольких местах (Drobe и др., 2013; Leary и др., 2016) и выделяются своей связью с зонами медно-золотой минерализации (Drobe и др., 2013). Данный тип пород относится к риолитовым кварц-полевошпатовым порфирам, присутствующим внутри брекчии в виде обломков и неправильных блоков размером более 5 м, представляющих собой реликты гипабиссального тела, которое внедрилось в плутонические породы батолита Самора до образования брекчий (рис. 2).
Брекчии слагают неправильное тело с диаметром на поверхности около 1.4 км, с крутопадающими к центру контактами, указывающими на обратноконическую форму. Преимущественно это брекчии, содержащие хаотично распределённые обломки различного размера, включающие: риолитовый порфир, базальты, андезиты, гранодиорит, кварциты, гнейсы и в меньшей степени железистые туфы. Пересекаются гидротермальными брекчиями в виде субвертикальных жил, беспорядочно распределенных в теле брекчии. По комплексу признаков брекчии отнесены к фреатомагматическим.
Минерализация. Обогащённые зоны золоторудного месторождения Тунанца находятся в центральной части тела брекчий. Идентифицированы два типа минерализованных структур: 1 — минерализованные брекчии с сульфидной матрицей и обломками самой брекчии, образующие неправильные тела в виде удлинённых субвертикальных блоков, обычно около 20 м в поперечном сечении; 2 — тонкие, ~2 см, зигзагообразные сульфидно-кварцевые жилы с почти вертикальным падением и протяжённостью до 30 м. По отношению к первому типу минерализации они располагаются радиально, и отмечается незначительное увеличение их мощности вблизи него.
Рудные минералы включают пирит, сфалерит, галенит, халькопирит, арсенопирит и в меньших количествах другие сульфиды, которые в совокупности составляют более 60 %. Жильные минералы представлены кварцем и поздними карбонатами. Самородное золото присутствует в виде зёрен размером 20–80 мкм. Концентрация золота сильно варьирует в соотношении Ag/Au: 0.5, 1.0, 5.0.
Другие месторождения в брекчиях-трубках. Месторождения золота и меди, связанные с брекчиевыми трубками и ассоциированные с магматическими гидротермальными системами, включают в основном порфировые месторождения, такие как Эль-Теньенте в Чили (Séguret и др., 2013), и эпитермальные, как Акупан на Филиппинах (Figueroa и др., 2022). В них проявлены сложные процессы геологической эволюции, включая наложение на порфировые месторождения. Запасы золота в рассматриваемых объектах варьируют от 15 т, как в Дяньфан в Китае (Tian и др., 2017), до более чем 1400 т в Ладолам, Папуа-Новая Гвинея (Blackwell и др., 2014). Почти все они расположены в Циркум-Тихоокеанском поясе (рис. 3).
Возраст этих месторождений изменяется от пермокарбонового до плейстоценового. На поверхности брекчиевые трубки образуют тела неправильной формы с диаметрами от 200 до 5000 м, но обычно между 600 и 1600 м.
О классификации месторождений в брекчиях-трубках. Анализ собранных данных позволяет дифференцировать месторождения в зависимости от положения и формы рудных залежей. На этой основе предлагается выделять четыре типа месторождений:
1 — внутреннего заполнения, когда оруденение в виде жил, вкрапленности или их сочетаний распространено по всему объёму брекчиевого тела;
2 — центральный, когда прожилково-вкрапленная минерализованная матрица расположена в центральной части брекчиевых трубок, обычно в сопровождении окружающих жил. К этой группе относится месторождение Тунанца;
3 — периферический, когда рудные жилы и вкрапленная минерализация локализованы в зонах контакта между трубкой и вмещающими породами;
4 — комбинированный, который включает два или более из вышеперечисленных типов. Может сочетаться с минерализацией за пределами брекчии в виде жил, пересекающих тело брекчиевой трубки с обогащенными зонами внутри брекчии, а также в виде жил, обогащённых блоков, вкрапленной минерализации во вмещающих породах и минерализованных порфиров за пределами трубки.
Выделено пять месторождений центрального типа, включая Тунанца. Они характеризуются центральным оруденением, представляющим собой брекчиевые тела с сульфидной матрицей. Их характеристики суммированы в таблице 1. Все месторождения возраста эоцена или моложе, минерализация обычно включает пирит, халькопирит, галенит, сфалерит и самородное золото. Они ассоциированы с гранитоидными массивами. В случае месторождения Тунанца его возраст не установлен, но предварительно оценивается как позднеюрско-раннемеловой в соответствии с возрастом вмещающих пород.
Выводы
Золоторудное месторождение Тунанца залегает в сложном теле фреатомагматических брекчий. Оно классифицируется как эпитермальное в брекчиевой трубке, центрального типа и характеризуется минерализацией в виде обогащённых брекчий с сульфидной матрицей и концентрическими зигзагообразными жилами, расположенными в центральной зоне тела брекчиевой трубки. Другие месторождения данного типа характеризуются эоценовым или более молодым возрастом и связью с гранитными интрузиями и медно-порфировыми месторождениями, поэтому не исключено, что Тунанца также с ними связана.
Классификация месторождений в брекчиевых трубках, предложенная в данном исследовании, дополняет известные классификации, предложенные Sillitoe и др. (2005) для сульфидных эпитермальных и порфировых объектов, а также классификацию брекчий с этих месторождений, предложенную Corbett (2017). Она может быть использована при прогнозно-поисковых работах на ранних стадиях, обеспечивая основу для выявления обогащённых зон и оценки потенциальных ресурсов месторождений.
Полученные результаты целесообразно использовать при поисках месторождений в качестве дополнения при классификации и характеристике эпитермальных и порфировых месторождений.
1. Blackwell J. L., Cooke D. R., McPhie J., Simpson K. A. Lithofacies Associations and Evolution of the Volcanic Host Succession to the Minifie Ore Zone: Ladolam Gold Deposit, Lihir Island, Papua New Guinea. Economic Geology. 2014. V. 109 (4). P. 1137–1160. DOI: https://doi.org/10.2113/econgeo.109.4.1137
2. Chouinard A., Williams-Jones A. E., Leonardson R. W., Hodgson C. J., Silva P., Téllez C., Vega J., Rojas F. Geology and Genesis of the Multistage High-Sulfidation Epithermal Pascua Au-Ag-Cu Deposit, Chile and Argentina. Economic Geology. 2005; 100 (3). P. 463–490. DOI: https://doi.org/10.2113/gsecongeo.100.3.463
3. Corbett G. Epithermal Au-Ag and porphyry Cu-Au exploration — short course manual. Sept 2017. Online version. URL: www.corbettgeology.com
4. Drobe J., Lindsay D., Stein H., Gabites J. Geology, Mineralization, and Geochronological Constraints of the Mirador Cu-Au Porphyry District, Southeast Ecuador. Economic Geology. 2013. V. 108. P. 11–35. DOI: https://doi.org/10.2113/econgeo.108.1.11
5. Figueroa A. J., Gabo-Ratio J. A., Manalo P. C. Takahashi R., Sato H., Ramos A.B. Breccia and vein mineralization of the Balatoc Diatreme, Acupan gold deposit, Baguio Mineral District: An example of a diatreme-hosted epithermal deposit in the Philippines. Ore Geology Reviews, 2022, Volume 144, 104826. DOI: https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2022.104826
6. Gammons C., Korzeb S., Hargrave P. Metallic ore deposit of Montana. MBMG Special Publication 122: Geology of Montana. 2020. Vol. 2: Special Topics. DOI: https://doi.org/10.59691/LTWO3427
7. INEMIN. Gobierno del Ecuador. Geological and metal occurrence maps of the southern cordillera Real and El Oro metamorphic belts. Escala 1:500 000. Instituto Ecuatoriano de Mineria - INEMIN. Producción Cartográfica, British Geological Survey, Keyworth, Nottingham, UK. Ecuador. 1994.
8. INIGEMM. Hoja geológica Zamora. Instituto Nacional de Investigación Geológico Minero Metalúrgico del Ecuador. Proyecto de investigación geológica y disponibilidad de ocurrencias de recursos minerales en el territorio ecuatoriano. República del Ecuador. Hoja 77, escala 1:100000. 2017.
9. Kadel-Harder I.M., Spry P.G., Dan Layton-Matthews, Voinot A., Von der Handt A., McCombs A.L. Paragenetic relationships between low- and high-grade gold mineralization in the Cripple Creek Au-Te deposit, Colorado: Trace element studies of pyrite. Ore Geology Reviews. 2020. Volume 127. DOI: https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2020.103847.
10. Leary S., Sillitoe R., Stewart P., Roa K., Nicolson B. Discovery, Geology, and Origin of the Fruta del Norte Epithermal Gold-Silver Deposit, Southeastern Ecuador. Economic Geology. 2016. V. 111. No. 5. P. 1043–1072. DOI: https://doi.org/10.2113/econgeo.111.5.1043
11. Müller D., Kaminski K., Uhlig S., Graupner T., Herzig P., Hunt S. The transition from porphyry- to epithermal-style gold mineralization at Ladolam, Lihir Island, Papua New Guinea: a reconnaissance study. Mineralium Deposita. 2002. V. 37. P. 61–74. DOI: https://doi.org/10.1007/s00126-001-0230-y
12. Müller D., Pettke T., Heinrich C.A. Characteristic features of alkaline rocks hosting the Ladolam gold deposit, Lihir Island, Papua New Guinea. Conference: Mineral Exploration and Sustainable Development; Millpress, Rotterdam, Athens, Greece, 2003.
13. Séguret S. A., Celhay F. Geometric modeling of a Breccia pipe - comparing five approaches. Apcom - Application of Computers and Operations research in the Mineral Industry, 2013, 1. P. 257–266. URL: https://minesparis-psl.hal.science/hal-00906751v1
14. Sillitoe R., Hedenquist J. W. Linkages between Volcanotectonic Settings, Ore-Fluid Compositions, and Epithermal Precious Metal Deposits. Special Publication: Volcanic, Geothermal, and Ore-Forming Fluids: Rulers and Witnesses of Processes within the Earth, Stuart F. Simmons, Ian Graham. 2005. Volume 10. DOI: https://doi.org/10.5382/SP.10.16
15. Sillitoe R. H., Grauberger G. L, Elliott J. E. A diatreme-hosted gold deposit at Montana Tunnels, Montana. Economic Geology. 1985. V. 80 (6). P. 1707–1721. DOI: https://doi.org/10.2113/gsecongeo.80.6.1707
16. Skewes M. A., Holmgren C., Stern C.R. The Donoso copper-rich, tourmaline-bearing breccia pipe in central Chile: petrologic, fluid inclusion and stable isotope evidence for an origin from magmatic fluids. Miner Deposita. 2003, V. 38. P. 2–21. DOI: https://doi.org/10.1007/s00126-002-0264-9
17. Tian Y., Sun J., Ye H., Mao J., Wang X., Bi M., Xia X. Genesis of the Dianfang breccia-hosted gold deposit, western Henan Province, China: Constraints from geology, geochronology and geochemistry. Ore Geology Reviews, 2017, Volume 91, P. 963-980. DOI: https://doi.org/10.1016/j.oregeorev. 2017.08. 011.
