Delist.ru

Рудно-магматические системы скарново-шеелит-сульфидных месторождений Востока России (15.06.2007)

Автор: Гвоздев Виталий Иванович

Скарны позднего периода – мало распространены и наблюдались на Лермонтовском месторождении (зоны, секущие скарново-шеелит-сульфидные руды) и рудопроявлении Тисовом (зоны среди мраморов, контактирующих с гранитоидами Бисерного массива - Востоковская РМС). Они слагают зоны мощностью до 1 метра преимущественно гранат (андрадит до 80%) – пироксенового (геденбергит, до 5%) состава; карбонат и сульфиды в сумме составляют от 5 до 15%. Особенность скарнов - сопутствующая полиметаллическая (пирит, сфалерит, халькопирит и галенит) минерализация.

3.2. Полевошпатовые метасоматиты.

По данным автора, полевошпатовые метасоматиты занимают в схемах стадийности минералообразования изученных вольфрамовых месторождений промежуточное положение между формированием «средних» скарнов и грейзенов, что соответствует начальному периоду стадии кислотного выщелачивания по Д.С.Коржинскому (1969). Наиболее широко они распространены на Лермонтовском месторождении, менее – на месторождениях Восток-2 и Агылки. Их особенность – пространственная и временная совмещенность с грейзенами, ассоциирующими с кварц-шеелитовой и сульфидной минерализацией.

На Лермонтовском месторождении зоны полевошпатовых пород развиваются по контакту гранитов с пироксеновыми скарнами, замещая и те и другие. Основные минералы: плагиоклаз, апатит, шеелит, сульфиды (пирротин, халькопирит); реже встречаются кварц, слюды (биотит, мусковит), амфибол, эпидот, ортоклаз и др. Обращает на себя внимание текстурный рисунок пород: он такой же, как и у слабо измененных гранитов, но с гнездами (до 1,5 см) шеелита неравномерно распределенными по массе породы. Здесь содержание WO3 не превышает 1-5%. Центральные части зон полевошпатовых метасоматитов характеризуются «ураганными» содержаниями WO3 более 10-15%. Взаимоотношения минералов указывают на следующую последовательность их кристаллизации: апатит – плагиоклаз (до № 80-91) – шеелит – сульфиды (с кварцем, мусковитом, реже хлоритом).

В строении метасоматитов иногда наблюдаются элементы минералогической зональности. Типовые разрезы показывают, что на флангах месторождения рудные залежи с полевошпатовыми породами имеют относительно простое, а в центральной – более сложное строение. По минеральному составу выделены зоны: 1- плагиоклазовая (№ 25-38); 2- шеелит-плагиоклазовая (№ 49-59; с апатитом); 3- сульфидно-плагиоклаз-шеелитовая; 4- сульфидно-амфиболовая. Четких контактов между зонами не наблюдается, а их минералогический состав часто зависит от состава пород, по которым они развиваются (1-3 - зоны по гранитоидам; 4 – по пироксеновым скарнам).

Несколько иное строение имеет тело полевошпатовых метасоматитов в центральной части месторождения. Здесь наблюдаются следующие зоны: 1- шеелит-апатит-плагиоклазовая; 2- сульфидно-плагиоклаз-шеелит-биотитовая (биотитовые грейзены); 3- сульфидно-амфиболовая; 4 - сульфидно-амфибол-кварцевая; 5- сульфидно-кварцевая. Первая и вторая зоны развиваются по гранитоидам; третья, четвертая и пятая – по пироксеновым скарнам.

Обращает внимание одинаковый минеральный состав зон с шеелитом, апатитом и плагиоклазом; различие - только в количественном соотношении этих минералов: в центральных частях месторождения зоны полевошпатовых метасоматитов более обогащены апатитом. Это участки, гнезда до 7 мм практически мономинерального состава; шеелит - ксеноморфные вкрапленники и совместно с сульфидами выполняет интерстиции идиоморфных кристаллов апатита; количество сульфидов редко превышает 5%, а содержания WO3 - не более 1-2%. Похожее строение имеют зоны полевошпатовых метасоматитов на месторождении Восток-2 (эндоконтакт гранитоидов штока Центрального, 560 горизонт). Здесь грейзенизированные гранитоиды штока сменяются зоной плагиоклаз-апатитового (до 50% апатита), далее - шеелит-апатит-плагиоклазового и кварц-шеелитового (богатые руды до 40% шеелита) состава. Полевошпатовые метасоматиты иногда рассекаются зонами (контакт тектонический) биотитовых грейзенов с гнездами сплошных сульфидных руд.

На месторождении Агылки полевошпатовые метасоматиты автором не встречены, но, судя по присутствию в рудах локальных участков серицит-мусковит-шеелитового состава, и пространственно сопряженных с ними более поздних ассоциаций биотитовых грейзенов (с альбитом, олигоклазом) их наличие возможно на глубоких горизонтах месторождения в зоне эндоконтакта не вскрытого эрозией штока гранитоидов.

3.3. Грейзены.

Грейзены широко распространены на всех изученных месторождениях. В них сосредоточено более 30% запасов вольфрама, а руды характеризуются высокими (часто более 2 %) концентрациями WO3. Основными минералами грейзенов являются кварц, слюды, апатит, шеелит и сульфиды; в небольшом количестве присутствуют плагиоклаз, калишпат, хлорит, сфен, турмалин, флюорит, сульфиды и др. По условиям залегания, вещественному составу и рудоносности выделяются две группы грейзенов: 1 – грейзены контактовой зоны магматичесих пород (распространены по всей площади рудного поля); 2 – околожильные грейзены (локальное распространение).

К первой группе относятся грейзенизированные породы гранитоидов (штоки и дайки месторождений) и примыкающих к ним биотитовых роговиков. Они приурочены к тектоническим структурам (разломы, зоны повышенной трещиноватости). В некоторых пробах подобных грейзенов содержания WO3 превышают 40 г/т и часто наблюдаются кварцевые прожилки, не содержащие промышленных концентраций шеелита.

Ко второй группе (околожильные грейзены) отнесены метасоматические породы, вдоль кварцевых жил с шеелитовой минерализацией. По составу слюд в этой группе можно выделить три типа грейзенов: 1 - мусковитовые, 2 – биотитовые, 3 - флогопитовые. Согласно наблюдаемым взаимоотношениям грейзенов с другими метасоматическими породами, они формируются после полевошпатовых метасоматитов, с которыми часто пространственно совмещены.

Мусковитовые грейзены распространены наиболее широко и слагают метасоматические зоны вдоль кварцево-шеелитовых прожилков, локализованных преимущественно в апикальной части штоков гранитоидов. Реже встречаются крутопадающие (60-75о) зоны грейзенов с кварц-шеелитовой минерализацией (до 1 м) среди роговиков или скарнов. Выделены следующие фации грейзенов (от центра к периферии): кварц-мусковитовая, кварц-альбит-мусковитовая, кварц-альбит-мусковит-хлоритовая. Во всех фациях присутствует шеелит, максимальные концентрации которого сосредоточены в кварц-мусковитовой и кварц-альбит-мусковитовой фациях. Четких границ между фациями не наблюдается. На Лермонтовском месторождении в этих грейзенах сконцентрировано максимальное количество шеелита и арсенопирита.

Биотитовые грейзены, по сравнению с мусковитовыми, менее распространены. На всех изученных месторождениях они наблюдались вдоль кварц-апатитовых, кварц-апатит-шеелитовых и кварц-апатит-мусковитовых прожилков, локализованных среди «вольфрамоносных» гранитоидов или ассоциирующих с ними биотитовых роговиков.

На месторождении Восток-2 одна из зон биотитовых грейзенов примыкает к зоне полевошпатовых метасоматитов, имеющих облик пегматитов; реже встречаются зоны грейзенов по биотитовым роговикам и пироксеновым (?) скарнам (фации с биотитом и амфиболом). Минеральный состав грейзенов вырьирует в широком диапазоне и во многом зависит от состава пород, по которым они сформировались: преобладает биотит (до 85%); постоянно присутствуют плагиоклаз (до 20%, преобладают альбит и олигоклаз), кварц (до 40%), апатит (до 10%), шеелит (до 45%), хлорит (пеннин, до 40%); редко встречаются – сфен, сагенит, стильпномелан, серицит, турмалин, мусковит, карбонат.

Флогопитовые грейзены встречены только на Лермонтовском месторождении, где они развиваются по зонам пироксеновых скарнов диопсидового состава. Породы имеют темно-зеленый (до черного) цвет и сложены флогопитом (от 10 до 60 %, часто хлоритизирован), арсенопиритом (20-30, в гнездах до 75%), сфалеритом (3-5, в гнездах до 20%), шеелитом (до 15%), кварцем (5-65%), апатитом (до 5%); присутствуют – пирротин, сфалерит, халькопирит, сфен, мусковит, амфибол, турмалин; реже наблюдаются реликтовые биотит и плагиоклаз (до 10 и 20% соответственно). Флогопит выполняет промежутки между идиоморфными кристаллами арсенопирита и шеелита, образуя чешуйчатые агрегаты с размером пластинок от 0,1 до 1,2 мм.

Последовательность кристаллизации минералов и их взаимоотношения во всех типах грейзенов одинаковые: плагиоклаз и апатит ? шеелит и слюды ? кварц, хлорит и сульфиды.

Сопоставляя полученные материалы с теоретическими разработками и экспериметальными данными (Коржинский, 1982; Жариков, 1982; Зарайский, 1989) можно прийти к выводам, что стадии кислотного выщелачивания соответствуют фации мусковитовых грейзенов и кварцево-шеелитовых руд, а биотитовые и флогопитовые грейзены – следует относить к позднещелочной стадии.

3.4. Сульфидные руды.

На всех типовых месторождениях разные минеральные типы сульфидных руд ассоциируют с разными метасоматическими породами и различаются по геохимической специализации. Среди сульфидных руд выделены минеральные типы: арсенопиритовый, пирротин-халькопиритовый и пирит-сфалерит-галенитовый (полиметаллический). Большинство арсенопиритовых руд пространственно совмещено с фациями мусковитовых и менее - биотитовых грейзенов. Пирротин-халькопиритовые руды характерны для шеелитсодержащих геденбергитовых скарнов «среднего периода», ассоциаций полевошпатовых метасоматитов, биотитовых грейзенов и сопряженных с ними амфиболовых метасоматитов (в случаях наложения на пироксеновые скарны). Полиметаллическая минерализация в рудах изученных месторождений имеет подчиненное распространение и наблюдается в кварцево-пирит-сфалерит-галенитовых (с карбонатом) прожилках кварц-альбит-мусковит-хлоритовой фации мусковитовых грейзенов.

В большинстве случаев для скарнов и околоскарновых пород (практически без вкрапленности сульфидных минералов) характерны повышенные концентрации Cu; для полевошпатовых метасоматитов, биотитовых грейзенов и окварцованных пироксеновых скарнов (вкрапленные пирротин-халькопиритовые руды) – Cu, Bi, реже As, Te и Au. Более широкий спектр элементов-примесей установлен для мусковитовых грейзенов, арсенопиритовых, пирротин-халькопиритовых и полиметаллических руд – Cu, Bi, Pb, Ag, As, Sn. Повышенные концентрации перечисленных элементов в породах и рудах обусловлены присутствием в них разных «сопутствующих» минеральных ассоциаций (галенит-сульфовисмутитовой, висмутино-висмутовой и др.), в состав которых входят халькопирит, сфалерит, станнин, самородные висмут и золото, галенит, серебросодержащие блеклые руды, гессит, сульфотеллуриды висмута, свинцово-сурьмяно-висмутовые сульфосоли и др. (Степанов и др., 1980; 1983; 1985; 1987; Гвоздев, 1979; 1984; 2002; Гвоздев и др., 1982; 2005).

II.4. Минералогия скарново-шеелит-сульфидных месторождений.

Все изученные месторождения имеют похожий набор породообразующих и рудных минералов, но различаются их количественным соотношением, обусловленным главным образом, степенью распространения тех или иных типов метасоматических пород (скарнов, грейзенов и др.), сопряженной с ними рудной минерализацией, а так же типоморфными признаками самих минералов (Гвоздев, 1984; 1987; 2006) .

4.1. Типоморфизм породообразующих минералов.

К числу главных породообразующих минералов отнесены: в скарнах - пироксен, гранат, везувиан, волластонит, в околоскарновых породах – амфибол и плагиоклаз; в полевошпатовых метасоматитах и грейзенах - кварц, плагиоклазы, слюды; в сульфидных рудах – хлорит, эпидот, карбонаты.

Пироксен – в скарнах разных временных периодов варьирует по составу от диопсида до геденбергита. В «ранних» скарнах установлены пироксены от диопсида до ферросалита. Наиболее магнезиальные (диопсид-салит) - типичны для безгранатовых парагенезисов в скарнах, представляющих собой реликты среди кварцево-шеелитовых руд (Лермонтовское, Тисовое). Пироксены салит-ферросалитового состава на всех месторождениях характеризуют гранатсодержащие скарны и пироксен-плагиоклазовые околоскарновые породы. Пироксены из скарнов «среднего» и «позднего» периодов по химическому составу соответствуют геденбергиту, но различаются по содержанию иогансенитовой составляющей, количество которой в вольфрамоносных скарнах не превышает 10%, а в «поздних» (с полиметаллической минерализацией; Лермонтовское, Тисовое) - достигают 18%.

Гранат – представлен гроссуряром и андрадитом. Гроссуляр (14-25% андрадитового минала) - широко распространен в «ранних», реже «средних» вольфрамоносных скарнах; андрадит – в скарнах с полиметаллическим оруденением. Гранаты из высокотемпературных (с волластонитом) парагенезисов имеют малую долю альмандин-спессартитовой составляющей (не более 10%); в гранатах из пироксен-гранатового (без волластонитового) парагенезиса месторождения Агылки - достигают 20%. Из элементов-примесей следует отметить присутствие в гроссулярах примеси титана, максимальное количество которого (до 1,05% TiO2) установлено в гранатах Лермонтовского месторождения.

Амфибол - установлено две группы: 1 – роговые обманки; 2 – амфиболы тремолит-актинолитового и куммингтонит-грюнеритового рядов.

Первая группа (роговых обманок) наблюдалась только в магматических породах. Близкие к ним по составу амфиболы встречаются в биотитовых роговиках месторождений Лермонтовского и Восток-2. В них установлены повышенные содержания титана (более 1 мас.% TiO2), а в отдельных случаях, марганца (до 10,21 мас.% MnO - габбро-монцониты Самуро-Бикинского комплекса). Максимальные концентрации глинозема (до 11,55 мас.% Al2O3) отмечаются в роговой обманке из даек спессартитов месторождения Агылки.

Во второй группе (амфиболов) наиболее распространены амфиболы тремолит-актинолитового ряда метасоматических пород. Их состав зависит от состава пород, по которым они развиваются: тремолит - в метасоматитах вдоль кварцево-шеелитовых прожилков, локализованных среди диопсидовых скарнов (Лермонтовское); актинолит – в метасоматитах по геденбергитовым скарнам и околоскарновых породах; ферроактинолит - в сульфидных (пирротиновых; Лермонтовское, Агылки) рудах, реже в пироксен-гранатовых скарнах (Восток-2) и роговиках (Лермонтовское).

Установлено, что в направлении от ранних генераций (безрудные скарны) к поздним (шеелит-амфиболовые и шеелит-амфибол-сульфидные метасоматиты) в амфиболах, закономерно уменьшаются содержания кобальта, никеля, молибдена и вольфрама при увеличении концентраций ванадия, скандия, олова, меди, висмута и др. Наиболее высокими концентрациями халькофильных элементов характеризуются амфиболы стадий кислотного выщелачивания и позднещелочной (биотитовые и флогопитовые грейзены; Гордукалов и др., 1991).

Амфиболы куммингтонит-грюнеритового ряда встречается редко. По данным Г.Н.Степанова (1977) они распространены в метасоматических породах (амфибол-биотитовых роговиках, околоскарновых породах) и сплошных сульфидных рудах верхних горизонтов месторождения Восток-2.

Полевые шпаты - представлены калиевой (микроклин, ортоклаз) и натровой (плагиоклазы) группами. Состав плагиоклазов варьирует от альбита до анортита: в гранитоидах рудогенерирующих штоков и даек преобладают олигоклаз-андезин (в центральных частях крупных кристаллов - лабрадор); в околоскарновых породах - состав варьирует от олигоклаза (22% An) до битовнита (88% An), причем, более кислые (22-42% An) типичны для амфибол-плагиоклазовых, а более основные (53-88% An) – для пироксен-плагиоклазовых пород; в полевошпатовых метасоматитах с шеелитовой минерализацией плагиоклаз соответствует лабрадору-битовниту (49-63% до 82 %An), реже анортиту (91-92% An); в фациях биотитовых и мусковитовых грейзенов, сформировавшихся по гранодиоритам и роговикам - альбит (5-10% An), реже олигоклаз (исключение – биотитовые грейзены по полевошпатовым метасоматитам Лермонтовского месторождения - лабрадор 55% An).

Биотит. В грейзенах Лермонтовского месторождения биотиты имеют железистость (fо = 56,0-59,6%), близкую к железистости биотитов из магматических пород и биотитовых роговиков (fо = 46,9-60,5%), в то же время их глиноземистость (lо) более низкая (22%), по сравнению с биотитами из гранитоидов (23-25%). На месторождении Восток-2 биотиты из грейзенов имеют более низкую железистость (fо = 32-46%) по сравнению с биотитами магматических пород (fо = 42-50%) при близких значениях глиноземистости (lо =19-25%). Такая же закономерность в вариациях состава биотитов отмечается на месторождении Агылки. По комплексу свойств, все рассмотренные биотиты относятся к магнезиальным разностям флогопит-аннитового ряда и характеризуются постоянным присутствием в их составе фтора, часто более 0,45 мас.%.

4.2. Типоморфизм рудных минералов.

4.2.1. Главные.

Шеелит - месторождений Лермонтовского и Восток-2 по химическому составу близок к теоретическому. Для него характерны низкие содержания примеси молибдена, по сравнению с шеелитами месторождений вольфрам-молибденовой и вольфрам-оловянной формаций (Апельцин и др., 1980; 1985; Ивакин и др., 1965; Чернов и др., 1965; 1967; Иванов, 1974; Барабанов, 1975; Руб и др., 1977; Кудрина, 1985). В шеелитах отмечаются повышенные концентрации редкоземельных элементов иттриевой (до 0,055 мас.% - Лермонтовское) и лантан-цериевой (до 0,197 мас.% - Восток-2) групп; иногда - бериллия и скандия (в шеелитах из кварцевых жил и грейзенов мусковитового типа).

Пирротин – преобладает в рудах всех месторождений. По данным рентгено-структурного анализа установлено две его модификации: гексагональная и моноклинная. В скарнах и полевошпатовых метасоматитах преобладает гексагональный (до 65%), а в грейзенах и сульфидных рудах моноклинный (более 80%) пирротин. Химический состав - близок к теоретическому; по данным спектральных анализов отмечаются примеси висмута, меди, серебра, свинца, золота и др., обусловленные присутствием микровключений минералов этих элементов: самородных золота и висмута, халькопирита, висмутина, галенита, гессита, тетраэдрита и др. Установлено, что ранние (гексагональный) генерации пирротина, по сравнению с поздними (моноклинный) обогащены кобальтом, никелем, ванадием и титаном, (Гордукалов и др., 1991).

Халькопирит – один из главных сульфидных минералов в рудах месторождения Агылки; менее распространен в рудах месторождений Восток-2 и Лермонтовском. Максимальные концентрации халькопирита (до 40% от всего объема – Восток-2; более 70% - Агылки) сосредоточены в зонах биотитовых грейзенов с арсенопиритом, сформировавшихся по полевошпатовым метасоматитам или в зонах амфиболовых метасоматитов, образовавшихся по пироксеновым скарнам. Установлено, что халькопириты из разных ассоциаций содержат разную по составу эмульсионную вкрапленность: сфалерит и пирротин – в халькопиритах из скарнов и полевошпатовых метасоматитов; кубанит, валериит, станнин – из мусковитовых и биотитовых грейзенов. В халькопиритах, как и в пирротине, отмечаются повышенные концентрации висмута, серебра, золота и др. элементов.

Арсенопирит – наиболее распространен в рудах Лермонтовского месторождения, менее – Востока-2, редко встречается на Агылках; максимальные концентрации – в биотитовых, мусковитовых и флогопитовых грейзенах. Химический состав - близок к теоретическому (Гвоздев, 1984; Гордукалов и др., 1991). По отношению As:Fe арсенопириты подразделены на три группы: первая группа (As:Fe = 0,91-1,05) - арсенопириты из биотитовых и мусковитовых грейзенов, в которых установлены наиболее высокие концентрации кобальта (до 1520 г/т); вторая группа (As:Fe = 1,10-1,14) - арсенопириты из флогопитовых грейзенов и кварцево-шеелитовых прожилков, локализованных среди гранодиоритов штока месторождения; третья группа (As:Fe = 1.21-1,24) – мелкозернистые арсенопириты из прожилков или кварцево-шеелитовых руд с полиметаллической (сфалерит, галенит и др.) минерализацией. По отношению As:Fe = 0.91-1,05 арсенопириты из грейзенов и кварцево-шеелитовых прожилков месторождений Восток-2 и Агылки попадают в первую, относительно более высокотемпературную (по Кречмару и др., 1976) группу, что согласуется с данными, полученными по термобарометрии кварца, сингенетичного арсенопириту. В целом, высокотемпературные генерации арсенопирита характеризуются повышенными концентрациями титана, кобальта и никеля, а низкотемпературные – висмута, серебра и золота.

Страницы: 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10