Delist.ru

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

Автор: Гвоздев Виталий Иванович

Сфалерит – второстепенный минерал, основные концентрации которого сосредоточены в кварцевосодержащих участках грейзенов биотитового, мусковитового и флогопитового типов. Как и халькопирит, сфалерит содержит разную по минеральному составу эмульсионную вкрапленность: халькопирит - в сфалеритах из скарнов, полевошпатовых метасоматитов и мусковитовых грейзенов; станнин и халькопирит – в сфалеритах из биотитовых грейзенов с арсенопиритом; пирротин – в сфалеритах из флогопитовых грейзенов и поздних кварцевых прожилков с галенитом неясного генезиса на флангах месторождений. Сфалериты относится к разностям с вариациями железа от 7,85 до 16,76 мас.% Fe; исключение - сфалериты из кварц-сульфидных прожилков локализованных в роговиках на флангах месторождения Агылки (3,55-4,50 мас.% Fe) и сфалериты из прожилков с сурьмяной минерализацией Лермонтовского месторождения (5-6 мас.% Fe). Типоморфной примесью сфалеритов типовых скарново-шеелит-сульфидных месторождений является кадмий. На всех месторождениях его количество закономерно возрастает от ранних генераций (менее 0,25 - 0,33 мас.% Cd) к поздним (1,32 - 1,46 мас.% Cd). В поздних генерациях сфалеритов Лермонтовского месторождения установлена примесь индия (до 0,02 мас.% In). По данным спектального анализа в сфалеритах отмечаются повышенные концентрации Cu, Bi, Sb, Pb, Ag и др. элементов.

4.2.2. Сопутствующие.

Руды изученных скарново-шеелит-сульфидных месторождений - комплексные. В них установлены: самородный висмут, висмутин, икунолит, хедлейит, гессит, сульфотеллуриды висмута, лиллианит, кобеллит, висмутовый джемсонит яскульскиит, бурнонит, Ag-тетраэдрит и др. (Найбородин, 1959; Дорофеев, 1961; Флеров и др., 1974; Нечелюстов и др., 1968; 1973; Степанов и др., 1980; Гвоздев, 1984; Гвоздев и др., 2002; 2005). Наблюдались следующие ассоциации сопутствующих минералов: 1 – сложных Pb-Bi сульфосолей; 2 – висмутино-висмутовая; 3 – галенит-сульфовисмутитовая; 4 – Pb-Sb сульфосолей (ассоциации 1-3 – на всех месторождениях; 4 – только на Лермонтовском). Установлено, что эти ассоциации характеризуют разные типы метасоматических пород, а их минералы имеют разные типоморфные особенности.

Ассоциация сложных Pb-Bi сульфосолей имеет подчиненное распространение и наблюдалась в кварцево-шеелитовых рудах и кварц-полевошпатовых прожилках с молибденитом (Лермонтовское, Восток-2), характеризующих стадию полевошпатовых метасоматитов. В ней присутствуют пирротин, молибденит и халькопирит; редко арсенопирит, сфалерит; из минералов висмута - преобладают козалит и самородный висмут, а мало распространены сульфотеллуриды висмута, галенит, икунолит и сложные Pb-Bi сульфосоли (реликты: беегерит - распадается на галенобисмутит с висмутином и самородным висмутом или на козалит с галенитом и самородным висмутом (Лермонтовское) или лиллианит с козалитом и жозеитом (Восток-2). Отчетливо прослеживается следующая последовательность кристаллизации висмутовых минералов: сложные Pb-Bi сульфосоли (беегерит, далее - лиллианит, галенобисмутит) – простые Pb-Bi сульфосоли (козалит, бурсаит) с галенитом - сульфиды (висмутин, икунолит) и сульфотеллуриды (ингодит, жозеиты) висмута - теллуриды висмута и самородный висмут.

Типоморфными особенностями минералов ассоциации являются присутствие повышенных концентраций в Pb-Bi сульфосолях сурьмы (до 3,7 мас.%) и серебра (до 1,91 мас.%); в сульфотеллуридах – свинца (до 13 мас.% ингодит Восток-2; до 18 мас.% ингодит Агылки); пониженных концентраций селена во всех минералах (обычно менее 0,3 мас.% Se) и кадмия (не более 0,33 мас.%) в сфалеритах.

Висмутино-висмутовая ассоциация имеет подчиненное распространение на месторождении Восток-2 и более широко представлена в рудах месторождений Лермонтовского и Агылки. Она встречается преимущественно во вкрапленных сульфидных рудах, развивающихся по пироксеновым скарнам, и грейзенах биотитового типа; иногда – в кварцевых прожилках с халькопиритом, образовавшихся в кварцево-шеелитовую стадию минерализации. Висмутовые минералы представлены преимущественно висмутином и самородным висмутом, а хедлейит, жозеит, тетрадимит, козалит и самородное золото мало распространены; из других рудных минералов в небольшом количестве присутствуют арсенопирит, пирротин, сфалерит, галенит и халькопирит. Повышенные концентрации свинца отмечаются в висмутине (до 2.0 мас.%), жозеите (до 3,62 мас.%) и тетрадимите (до 4,99 мас.%); серебра и сурьмы – в козалите (соответственно до 3,46 и 4,68 мас.%); в галените присутствуют примеси висмута (до 2,16 мас.%) и серебра (до 0,85 мас.%); самородное золото - высокой пробности (до 13 мас.% Ag - Лермонтовское; до 16,7 мас.% Ag -Агылки). По типоморфным особенностям минералов ассоциации висмутино-висмутовую и сложных Pb-Bi сульфосолей следует считать членами единого эволюционного ряда формирования руд.

Галенит-сульфовисмутитовая ассоциация преобладает в рудах изученных месторождений. На месторождении Восток-2 и Лермонтовском она пространственно тяготеет к участкам грейзенов мусковитового типа, с которыми ассоциируют богатые кварцево-шеелитовые и сульфидные (арсенопиритовые, пирротин-халькопиритовые) руды, часто имеющие массивную текстуру; на месторождении Агылки - это кварцевые прожилки мощностью от 0.1 см до 0.2 м, секущие скарны, кварц-шеелитовые и сульфидные руды. Прожилки на 90 - 99 % сложены кварцем; нередко в них присутствуют хлорит, карбонат (кальцит, сидерит), шеелит, слюды, сульфиды (халькопирит, пирротин, пирит, арсенопирит, галенит, сфалерит, станнин). Висмутовые минералы неравномерно распределены по массе прожилков, а в гнездах (до 1 см) составляют не более 1-2 % от их объема. Преобладают свинцово-сурьмяно-висмутовые сульфосоли (кобеллит-?, висмутовый джемсонит, козалит), бурнонит; менее распространены жозеит-В, тетрадимит, гессит, самородное золото, блеклая руда. С этой ассоциацией связаны основные концентрации висмута, золота, серебра и теллура в рудах месторождений.

Наблюдается следующая последовательность формирования сульфидных минералов: 1 - близкоодновременно кристаллизуются арсенопирит, Pb-Sb-Bi сульфосоли (кобеллит, Sb-козалит, яскульскиит, Bi-джемсонит, бурнонит; 2 - позднее (выполняют микротрещины, секущие арсенопирит) – пирротин, халькопирит, станин, сфалерит и галенит с включениями самородного висмута, сульфотеллуридов висмута, Ag-тетраэдритом, гесситом, штютцитом; 3 - еще позднее – пирит, висмутин, икунолит, сульфотеллуриды и теллуриды висмута (хедлейит), самородные висмут и золото. Типоморфные признаки минералов этой ассоциации следующие: сфалериты - содержат максимальные концентрации кадмия (1,3-1,46 мас.% Cd – Агылки) по сравнению со сфалеритами из ассоциаций Pb-Bi-сульфосолей и висмутино-висмутовой; концентрации висмута и серебра в галенитах часто превышают 2 и 1 мас.% соответственно (до 1,81 мас.% Вi и до 0,34 мас.% Ag – Лермонтовское; до 6,08 мас.% Bi и до 1,40 мас.% Ag - Восток-2; до 4,57 мас.% Bi и до 2,48 мас.% Ag - Агылки).

Ассоциация свинцово-сурьмяных сульфосолей наблюдалась только в рудах Центральной залежи месторождения Лермонтовского. Это кварц-карбонатные прожилки, рассекающие скарны и кварцево-шеелитовые руды. Из рудных минералов в прожилках присутствуют гудмундит, пирротин, сфалерит, халькопирит, галенит, станнин, менегинит, джемсонит, блеклые руды (Ag-тетраэдрит, фрейбергит), пираргирит и миаргирит.

Блеклые руды с разными концентрациями серебра подразделены на две группы парагенезисов: к первой - отнесен парагенезис Ag-тетраэдрита (до 22 мас.% Ag) со сфалеритом (менее 5 мас.% Fe), галенитом, джемсонитом и менегинитом; ко второй - парагенезис фрейбергита (28-49 мас.% Ag) с халькопиритом, миаргиритом и пираргиритом (Степанов Г.Н., Гвоздев В.И., и др., 1985). Судя по минеральному составу и типоморфным особенностям слагающих минералов (отсутствие примесей висмута, теллура и селена), эту ассоциацию, вероятно, следует связывать с другим, не вольфрамовым, этапом минерализации.

Такая временная разобщенность Pb-Bi и Pb-Sb минерализации на Лермонтовском и совмещенность на месторождениях Восток-2 и Агылки может быть объяснена более высокой степенью дифференциации расплавов S-типа в условиях относительно «закрытых» РМС или взаимодействием расплавов I-S-типа в процессе эволюции «открытых» РМС с глубинным источником.

II.5. Генезис типовых скарново-шеелит-сульфидных месторождений.

5.1. Геохимические и термобарометрические параметры магматических комплексов.

Рудно-магматические системы (РМС) скарново-щеелит-сульфидных месторождений ДВ региона на всех этапах эволюции (магматическом и постмагматическом) характеризуются восстановительными (на уровне кварц-фаялит-магнетитового буфера и ниже) условиями формирования (см. рис. 7-Б). По соотношению окисленности магматических пород и их кремнекислотности (Мишин, 1994) все вольфрамоносные комплексы попадают в область оловоносных РМС, имеющих «восстановленную», корово-мантийную природу расплавов. Это согласуется с авторскими данными по изучению включений в кварце (Хетчиков, Пахомова, Гвоздев и др., 1991; 1999) и с комплексом признаков, предложенных М.Т.Энауди и др., (1984) и Р.Дж.Ньюберри (1991), согласно которым: продуктивные магматические породы - восстановленная, ильменитовая серия; постмагматические метасоматиты - парагенезис гроссуляра с геденбергитом в скарнах; преобладание в сульфидных рудах пирротина.

> по составу и количеству солями. Наиболее детально был изучен кварц магматических пород месторождений Восток-2 и Лермонтовского. Наблюдались расплавные, минеральные, кристаллофлюидные, флюидные, газово-жидкие и газовые включения. Причем, расплавные и минеральные включения более часто встречаются в породах крупных массивов и относительно редко - в рудогенерирующих штоках (полностью отсутствуют в плагиогранитах краевой фации штока Центрального).

Расплавные включения состоят из преобладающей по объему слабо раскристаллизованной силикатной части и флюидной фазы, представленной одним или несколькими пузырьками; в некоторых из них удается различать жидкую и газовую составляющие (криометрическим методом иногда определяется углекислота). Включения в кварце гомогенизируются при температуре 910-9200С (гранитоиды Лермонтовского штока), реже 930-9600С (гранодиориты Дальнинского и краевая фация биотит-роговообманковых гранитов Бисерного массивов). Это заметно выше температур (860-9100С), полученных для включений из гранодиоритов Центрального штока. Установленные температуры гомогенизации расплавных включений, вероятно, завышены и заметно превышают расчетные по термометрам (Трошин и др., 1981), что согласуется с наблюдениями Ф.Г.Рейфа (1990) на примере гранитоидов Забайкалья.

Минеральные включения в кварце вольфрамоносных гранитоидов представлены цирконом, апатитом в ранних и апатитом, цирконом, биотитом и полевым шпатом – в поздних фациях пород.

Кристаллофлюидные и флюидные включения более характерны для гранитоидов рудогенерирующих штоков Центрального и Лермонтовского; реже они встречаются в биотитовых и лейкократовых гранитах (главные фазы) Бисерного и Шивкинского массивов. В их составе преобладают анизотропные твердые фазы и менее распространены кубические кристаллики (галита-?, сильвина -?); флюидная фаза в виде газового пузырька и солевого раствора занимает до 20% объема вакуолей. Температура гомогенизации флюидной составляющей таких включений (в зависимости от % соотношения фаз) лежит в диапазоне 280 - 5000С; при более высоких температурах – происходит их разгерметизация. Судя по количеству флюидных включений и их характеристикам, можно сделать вывод, что формирование рудогенерирующих гранодиоритов происходило из расплавов с высокой флюидонасыщенностью и высоким флюидным давлением (Хетчиков и др., 1996; 1999), подтверждением чего может быть трубообразное тело эксплозивной брекчии (с обломками гранодиоритов, гранит-порфиров, биотитовых роговиков и скарнов) в штоке Центральном (Восток-2). Образование таких брекчий, вероятно, обусловлено накоплением флюидов в магматической камере в процессе кристаллизации гранодиоритов и ее взрывной разгрузкой при достижении критического флюидного давления (Степанов, 1977; Хетчиков и др., 1996; 1999).

Газово-жидкие включения широко распространены в кварце гранитоидов рудоносных штоков. Наблюдались включения: 1 – двухфазовые, с содержанием газа от 40 до 60% объема вакуолей; 2 – многофазовые, содержащие кроме солевого раствора и газа 1-2 и более твердых фаз (иногда третья фаза представлена жидкой углекислотой).

Газовые включения в кварце гранитоидов Лермонтовского штока встречаются сравнительно редко, по сравнению с кварцами плагиогранитов штока месторождения Восток-2 (краевая фация участками содержит до 90% от общего количества включений). На всех месторождениях большинство газовых и газово-жидких включений не достигают гомогенизации и разгерметизируются при температурах от менее 240 до 2650С.

Изучение включений криометрическим методом показало, что магматические комплексы, продуцирующие однотипное (вольфрамовое) оруденение, характеризуются включениями одинаковыми по набору элементов, но разными по количеству и составу солей. Так, в кварце гранитоидов вольфрамоносных штоков (Лермонтовского и Восток-2) включения содержат хлорид кальция и изредка хлорид калия, а углекислота во включениях иногда содержит примеси более низкотемпературных газов.

Особо нужно подчеркнуть различия по количеству и солевому составу флюидных включений в кварце гранитов крупных массивов (с непромышленным оруденением) и гранитов штоков (с промышленной минерализацией). Эти различия выражаются в отсутствии во включениях в кварце гранитоидов вольфрамоносных штоков солей магния и преобладание включений с карбонатными солями, в то время как в крупных массивах – наблюдаются обратные соотношения. В целом кварц гранитов штока Лермонтовского месторождения отличается заметно более разнообразным составом включений, по сравнению с кварцем гранитов, близко расположенного крупного массива.

Таким образом, перечисленные термобаро-геохимические особенности магматических флюидов в совокупности с петрохимическими характеристиками гранитоидов свидетельствуют о высокотемпературных параметрах пород вольфрамоносных комплексов, подтверждая глубинную природу их продуцирующих расплавов.

5.2. Стадийность и изотопно-геохимические параметры рудообразования.

Постмагматические процессы эталонных вольфрамоносных РМС наследуют природу и свойства их продуцирующих расплавов на всех этапах минерализации, характеризуя восстановительные условия формирования, на что указывают минеральный состав метасоматических пород и руд, типоморфные особенности минералов, данные термобарогеохимических и изотопных исследований (Малахов и др., 1989; Хетчиков, Пахомова, Гвоздев, 1991; Гвоздев и др., 1998; 1999; Гвоздев, 1984; 2001).

На всех месторождениях рудные тела сложены минеральными ассоциациями роговиков, скарнов, полевошпатовых метасоматитов, грейзенов и сульфидов, формирование которых соответствует четырем этапам минерализации: 1 – контактового метаморфизма, 2 – скарновому, 3 – рудному, 4 – пострудному.

В первый этап вмещающие терригенные породы (алевролиты, сланцы, песчаники) в контакте с массивами и штоками гранитоидов были интенсивно ороговикованы, а известняки преобразованы в мраморы. На месторождениях Лермонтовское и Восток-2 карбонатные породы по периферии контактового ореола представлены разностями темно-серого (известняки) и серого (слабо мраморизованные известняки), а в контактовой зоне – белого (мраморы) цвета. Значения (13С и (18О (Гвоздев и др., 1998; 1999), полученные для известняков этих месторождений (от 2.8 до 3.6‰ и от 23.1 до 23.8‰ соответственно), свидетельствуют об их морском генезисе. Близкие значения имеют серые и белые мраморы, наблюдаемые в контакте массивов и штоков гранитоидов (от 2.4 до 3.1‰ и от 22.0 до 24.1‰ соответственно). Это указывает на подчиненную роль гидротермального флюида при фракционировании изотопов углерода и кислорода в процессе контактного метаморфизма, а так же (узкий диапазон вариаций ?18O и ?13C) на относительную закрытость рудо-магматической системы в этот этап и отсутствие какого-либо значительного водообмена с окружающей средой.

Более значительные вариации изотопного состава этих элементов получены для пород, измененных при скарнировании. Кальциты из мраморов контакта со скарнами имеют значение (13С от +1.9 до -0.5, а (18О от 19.0 до 15 ‰, что указывает на возрастающую роль гидротермального флюида в период скарнообразования. Кальциты, выполняющие пустоты среди скарновых и рудных минералов, а также кальциты из пострудных прожилков имеют значение (13С от -0.5 до -13.0‰ и (18О от 17.0 до 3.0‰ соответственно (Гвоздев и др., 1999).

На месторождении Агылки мраморы, локализованные на периферии рудных тел, не только контактово-метаморфизованы, но и гидротермально изменены, на что указывают значения (13С и (18О (от -4,6 до -6,4 ‰ и 10,2 до 12,8 ‰ соответственно) близкие к значениям перекристаллизованных мраморов из контакта с пироксеновыми скарнами (от -3,9 до -4,0 ‰ и от 12,7 до 13,8 ‰ соответственно) и гидротермально измененных карбонатов месторождений Лермонтовского и Восток-2. По данным спектрального анализа примеси вольфрама в мраморах контактовых ореолов не установлено.

Во второй этап на всех месторождениях сформировались скарны нескольких временных периодов (стадий): ранний, средний и поздний.

«Ранние» скарны пространственно ассоциируют с меланократовыми породами гранодиоритового, тоналитового состава и наблюдаются в роговиках экзоконтактового обрамления крупных массивов (гранитоиды S- и I-S типов). Исключение - Лермонтовская РМС, где они встречаются и в контакте «рудогенерирующего» штока, который не выходит за пределы контактового ореола Шивкинского массива.

На Лермонтовской и Востоковской РМС эти скарны относятся к инфильтрационному типу и характеризуются более высокими, относительно средних и поздних скарнов, температурами формирования (пироксен-гранат-волластонитовая, пироксен-гранатовая фации; 750-5000С по В.А.Жарикову, 1968) и повышенной магнезиальностью, что отражается в их минеральном составе (преобладают пироксены диопсид-салитового состава, гранат – гроссуляр, везувиан, волластонит).

На Агылкинской РМС ранние скарны представлены более низкотемпературной пироксен-эпидотовой фацией (400-3500С; пироксен салит-ферросалитового состава; эпидот – цоизит-клиноцоизит; волластонит – не наблюдался). Промышленных содержаний вольфрама в «ранних» скарнах не установлено.

Скарны «среднего» временного периода наблюдаются непосредственно в контактах рудогенерирующих штоков и даек плагиогранитов и гранодиоритов (породы S-типа или I- S типа, обогащенные сиалическим материалом). Шеелитовую минерализацию этих скарнов согласно представлениям В.А.Жарикова (1968), следует подразделять на «сопутствующую» и «наложенную». «Сопутствующая» минерализация представлена гнездами (до нескольких сантиметров) кварц – плагиоклазового состава с мелкими идиоморфными кристаллами пироксена поздней генерации, шеелита, амфибола и сульфидами (пирротин, халькопирит). Взаимоотношения перечисленных минералов (отсутствуют структуры замещения и перекристаллизации) указывают на их последовательную кристаллизацию. Температура кристаллизации кварца из таких гнезд на всех месторождениях варьирует в диапазоне 300-350оС. На месторождении Восток-2 скарны и околоскарновые метасоматиты с сопутствующей минерализацией содержат повышенные (30-1000 г/т W), иногда промышленные (до 1,2% WO3) концентрации вольфрама. «Наложенная» минерализация связана с окварцеванием, амфиболизацией и сульфидизацией пироксеновых скарнов (преобладают структуры замещения, катаклаза и др.). Пространственно участки таких скарнов тяготеют к зонам полевошпатовых метасоматитов или грейзенов и обычно содержат промышленные концентрации вольфрама (от 0,1 до более 2,0% WO3).

Значительные вариации в изотопном составе (?18O и ?13C  от 20.0 до 15.0‰ и от 2.0 до 0.0‰ соответственно) перекристаллизованных карбонатов вдоль зон «ранних» и «средних» скарнов указывают на увеличение роли гидротермального флюида в этом процессе и могут косвенно свидетельствовать о неравномерном прогреве разных участков рудо-магматической системы, находя объяснение в инфильтрационно-биметасоматической природе скарново-рудных тел, при относительно высокой (более 500оС) начальной температуре скарнирующего флюида (Гвоздев и др., 1991; 1999; 2006). Значения ?13C в переотложенных карбонатах из центральных участков «средних» скарнов достигают -5.0‰. Такое обогащение карбонатов легким изотопом углерода подтверждает привнос скарнирующим флюидом магматогенного углерода со значениями ?13C = -7‰. Мощность зон изменений вдоль скарновых тел не превышает первых сантиметров, что, вероятно, обусловлено резким падением температуры скарнирующего флюида.

Оценка параметров скарнообразования по константе равновесия (Кр) сосуществующих пироксенов и гранатов (по методике В.А.Жарикова, 1966) позволила установить, что «ранние» скарны Лермонтовского месторождения имеют узкий диапазон вариаций значений Кр от 1.0 до 10.2.; значения близкие к единице типичны для скарновых тел расположенных в контакте с гранитоидами, а близкие к 10.2 - на удалении от него. (Гвоздев, 1984; 2000; 2001). Следует отметить, что диапазон вариаций Кр не зависит от места локализации скарнов: в контакте штока или крупного массива гранитоидов. Незначительные колебания этого параметра могут косвенно указывать на относительно постоянный температурный градиент в контактовом ореоле этого месторождения. Скарны с полиметаллической минерализацией имеют константу равновесия от 0.47 до 1.5

Константы равновесия для скарнов месторождения Восток-2 (от 10.9 до 25.0), а также скарнов на сопряженной с ним территории рудопроявления Тисовое (от 25.3 до 47.3) изменяются в более широком диапазоне и имеют более высокие значения. С увеличением глубины залегания скарновых тел, наблюдается закономерное понижение значений константы равновесия до 9-16 (против 10-25 на верхних горизонтах). Если предположить, что месторождение Восток-2 и рудопроявление Тисовое имеют один и тот же рудогенерирующий источник, то на глубоких горизонтах первого, следует ожидать скарны с Кр меньше 9 (такие же, как и на Лермонтовском).

Для скарнов месторождения Агылки установлен интервал вариаций Кр от 2.3 до 40.4 и более. Первые значения Кр типичны для скарнов, локализованных в контакте с дайками, а вторые – для скарнов на небольшом (10-20 м) удалении от них. Этот факт, в совокупности с данными по петрологии роговиков, может свидетельствовать о крайне неравномерном температурном градиенте в поле контактового ореола, создаваемого серией субпараллельных даек гранитоидов.

В целом, в пределах каждого месторождения (Восток-2, Лермонтовское) намечается тенденция понижения кислотности скарнирующих растворов по мере их продвижения (удаления) от интрузивного контакта и от «ранних» типов скарнов к «поздним». В этом же направлении более высокотемпературные ассоциации с волластонитом (750-500оС), сменяются относительно низкотемпературными – пироксен-гранатовыми (650-450оС) и пироксен-эпидотовыми (менее 500оС).

В третий (рудный) этап формировались рудные тела с промышленным вольфрамовым оруденением. Они представляют собой метасоматические залежи, сложенные минеральными ассоциациями полевошпатовых метасоматитов, грейзенов, кварцево-шеелитовых и сульфидных руд, наложенных на скарны.

загрузка...