Связанное с магмой происхождение приписывается золотоносной минерализации при гипабиссальных порфировых вторжениях и более мелководных эпитермических жилах. Магмы поставляют тепло, жидкости, лиганды и металлы в вышележащие породы, что может привести к образованию гидротермальных рудных залежей; первоначальный источник металлов - жидкости из слябов, плавление мантий и ассимиляция корковых пород.
Ограниченные данные о содержании предрудных металлов в материнских магмах и механизмах концентрации могут быть получены из жидких и расплавленных пород. Другим источником информации являются действующие вулканы, которые дают снимки концентрации и поведения металлов в расплавах и высокотемпературных флюидах; они также предоставляют информацию о породах, окружающих магматическую систему в виде ксенолитов.
Содержание золота в магме считается одним из факторов, влияющих на потенциальное образование рудных месторождений; концентрации золота могут сильно варьироваться, даже между интрузивными пластами одного и того же состава пород.
Вулкан Толбачик
Толбачик - базальтовый вулкан в северной Курило-Камчатской вулканической дуге. Вулкан расположен в Центрально-Камчатском понижении (ЦП), представляющем собой осадочный бассейн длиной 500 км, шириной около 100 км и глубиной до 8 км, заполненный меловыми вулкано-седиментарными породами и покрытый гнейсами и зеленовато-генными породами. Толбачик состоит из двух слившихся стратоконов: Острый Толбачик и Плоский Толбачик; последний активен.
Толбачик известен своими мощными эффузионными извержениями базальтовых и базальтовых андезитовых лав с низкой вязкостью, некоторые из которых содержат примитивные оливковые вкрапления. Последние три извержения произошли на юго-западе от главного здания Плоского Толбачика, в пределах рифтовой зоны, в 1941, 1975-76 и 2012-2013 годах.
Разнообразие проявлений золота на Толбачике
Лавы и скории Толбачика содержат природное золото или имеют концентрации золота в насыпных породах значительно выше фонового уровня. Все исследованные образцы с высоким содержанием золота связаны либо с 1975-76, либо с 2012-2013гг.
Собственное золото встречается в Толбачике в виде некогда жидких аэрозольных брызг золота размером до 200 мкм, разбросанных по измененным рассеяниям, в виде магнитотранспортированных электрических самородков размером до 900 мкм в массивных лавах и внутри лавин, а также в виде напыленных кристаллов на поверхности лапилл и внутри медных фумаролических инкрустаций.
Несколько золотосодержащих аэрозольных частиц было отложено на фильтры от эруптивных газов, выбрасываемых лавовым прудом.
Брызги золота в воздухе
Ранее неизвестное явление золота в виде некогда жидких капель золота было обнаружено в скореях эруптивных конусов 1975 г. Северного Вента.
В некоторых образцах скорий из конусов, измененных фумаролической активностью, соотношение Cu/Au <100 и Cu/Au ≥3500 в большинстве фумаролических инкрустаций, т.е. значительное обогащение золота произошло локально.
Эта скория содержит золотые зерна размером до 200 мкм, которые обычно прикрепляются к поверхностям измененных базальтовых лапилл. Формы таких зерен (не путать с хорошо сформированными кристаллами золота, осажденными фумаролическим паром) являются характерно сложными и представляют собой брызги или имеют червячные, спиральные и проволочные кольца (деформированные тороиды).
Электрические самородки, транспортируемые по магнитным полям
Пять самородков размером 0,1-0,9 мм были извлечены из базальтового лавового потока андезитового извержения 2012-2013 гг. и еще один самородок размером 0,5 мм был извлечен из базальтового лапиллуса эруптивного конуса 1975 г.
В результате эрупционного извержения в 1975 г. были получены три самородка. Местное происхождение камней стенок самородков поддерживается анклавами и поверхностными участками силикатных минералов, содержащих альбит и ортоклаз (по 5-10%), эпидотные, кварцевые и глинистые минералы.
Эпидот - типичный гидротермальный минерал, а в Толбачикских базальтах нет кварца, К-полевого шпата и альбита, хотя они являются основными минералами в фельсических магматических породах. К-фельдшпат в анклавах (Или 92-99) характерен для адюлярий, образующихся в эпитермических жилах менее чем на 300 ◦C Состав наггетсов (электрический ток, состоящий примерно из одинакового количества Au и Ag) также характерен для золота из эпитермических жил.
Прозрачное оранжевое покрытие на одном самородке представляет собой стекловидный алюмосиликатный материал, аналогичный "керамической глазури"; оно содержит высокий Pb (до 20 % массы PbO) и незначительный Zn и S, которые могут образоваться из расплавленной галены (PbS) + глинистых минералов. Сера, Zn, Cu, Te и Pb в количестве 0,1-2,5 % массы также присутствуют в электричестве, особенно вблизи зерновых поверхностей и на них. Такая связь силикатных минералов с электричеством и обогащением халькофильными металлами характерна для месторождений эпитермического золота на Камчатке.
Испаренные золотые кристаллы
Повышенное содержание золота в магмах Толбачика фиксируется прямым осаждением кристаллов чистого золота из паровой фазы (эруптивные и фумаролические газы).
Одиночные кристаллы золота и заполнители золота микронного размера наблюдались в богатых меди инкрустациях от раскаленных трещин и световых люков над лавовой трубкой, осушившей извергающийся кратер во время извержения 2012-2013 годов.
Такие кристаллы имеют хорошо развитые грани и заметно отличаются от проявлений самородков и капель золота. По составу δD-δ18O родительская паровая фаза, связанная с этим извержением, имеет первозданное магматическое происхождение и характеризуется высоким содержанием золота, максимум 8,1 ppb Au (в среднем 4,9 ppb).