CC BY
38
____________________________ © А.А. Федорова, Н.Е. Чернышова,
2009
А.А. Федорова, Н.Е. Чернышова
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАСОМАТИЧЕСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ И РУД НА ОДНОМ ИЗ ЗОЛОТО-ЖЕЛЕЗО-МЕДНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ
Существенную роль в добыче и ресурсном потенциале золота и меди в мире играют месторождения меднорудного профиля: медно-скарновые и медно-молибден-
порфировые. Задачи по выявлению и оценке месторождений этой группы становятся крайне актуальными и для Восточного Забайкалья, на территории которого они получили распространение. Применительно к Восточному Забайкалью, образование большинства месторождений данного профиля связывается с позднемезозойским этапом тектономагматической активности и орогенеза, в процессе которых были сформированы сложные вулканоплутонические комплексы и многочисленные (широкого спектра по составу) малые «порфировые» интрузии. На примере одного из типичных месторождений Восточного Забайкалья рассмотрим специфику и общие особенности формирования метасоматиче-ских образований и оруденения, связанных с развитием рудно-магма-тической системы.
Площадь месторождения находится в пределах Аргунской структурно-формационной зоны, приуроченной к МонголоОхотскому дислокационному поясу. Тектоническое положение рудного поля определяется приуроченностью к зоне пересечения глубинного Урюмкан-Будюмканского разлома с Нерченско-Сретенским скрытым разломом фундамента - важной рудоконтролирующей структуры.
Месторождение характеризуется сложностью становления, обусловленное длительностью магматической и связанной с ней гидротермально-метасоматической деятельностью.
Начальный этап формирования связан с внедрением массива диоритов первой фазы шахтаминского комплекса. В результате
контактового метаморфизма были ороговикованы вмещающие тер-ригенные породы; мраморизованы и скарнированы карбонатные толщи.
Дальнейшие преобразования связаны с внедрением «дополнительных» интрузий гранодиоритов второй фазы шахтаминского комплекса в уже раскристаллизовавшиеся диориты, что приводило к частичной (очаговой) метасоматической гранитизации диоритов.
Завершался магматический цикл формированием дайкового комплекса.
Рудообразование непосредственно связано с магматической деятельностью и поэтому протекало в течение длительного времени, определяясь различными факторами. Наиболее ранней рудогенерирующей стадией, генетически связанной с процессом гранитизации (с высокотемпературными субщелочными растворами, выделяющимися в ходе этого процесса), является фельдшпатолитиза-ция, несущая слабую молибденовую минерализацию. Основная масса рудно-метасоматических образований связана со становлением дайкового комплекса, и в меньшей степени с апофизами основного массива.
Массив, сложенный диоритами первой фазы, имеет очень сложное строение. Для него характерны многочисленные апофизы, образующие на отдельных участках сложно-построенные скопления. Апофизы несли небольшое количество гидротермальных растворов, в результате действия которых вмещающие карбонатные толщи были скарнированы с образованием высокотемпературных скарнов. Сами диориты на эндоконтакте также скарнируются.
Дайковая серия начинается внедрением даек диоритовых пор-фиритов, которые в рудогенезе играли ключевую роль. Их становление сопровождалось активной гидротермально-мета-соматической деятельностью, в результате которой интенсивному метасоматическому преобразованию были подвергнуты вмещающие породы экзоконтакта, эндоконтактовые части диоритов и самих диоритовых порфиритов. В конечном итоге, были сформированы разнообразные метасоматические породы: эндо- и экзоскар-ны, актинолитовые калишпатиты и альбититы.
Скарны на месторождении формировались в три стадии. В зависимости от температуры генерирующих гидротермальных растворов выделяются высоко-, средне- и низкотемпературные скарны.
Высокотемпературные скарны являются самыми распространёнными, они встречаются на больших площадях. Их состав во многом зависит от состава исходных пород. Основная масса высокотемпературных скарнов развивается по известнякам и доломитам. Экзоскарны, как правило, имеют почти мономинеральный состав и средне-крупнозернистую структуру. По известнякам образуются гранатовые скарны, в которых в незначительном количестве может присутствовать волластонит. По доломитам формируются существенно пироксеновые скарны, содержащие наложенное маг-нетитовое оруденение.
Высокотемпературные эндоскарны, образованные по силикатным породам, имеют более сложный состав и строение. Эндоскар-ны по магматической породе зачастую сохраняют псевдоморфный порфировый облик и состоят из пироксена, граната, скаполита, пренита. В них отмечается большое количество акцессорных минералов - сфена, апатита, присутствуют реликтовые минералы - калиевый полевой шпат, плагиоклаз, редко кварц. Эндоскарны по осадочным породам отличаются мелкозернистым строением и состоят, в основном, из пироксена, граната и небольшого количества акцессорных минералов.
Среднетемпературные скарны образуются при понижении температуры скарнирующих растворов. Пространственно они совпадают с высокотемпературными скарнами, накладываясь на них. Новообразованные минералы замещают минералы первичных скарнов, зачастую формируя породу с полностью новым составом. Наибольшее значение на этой стадии имеют такие минералы как актинолит и флогопит, часто образующие мономинеральные скарны. Эпидот менее значим, он редко даёт мономинеральные породы. Он часто входит в состав среднетемпературных скарнов, наряду с такими минералами как ортит и клиноцоизит.
Низкотемпературные скарны образуются в тектонических зонах и разломах секущих высоко- и среднетемпературные скарны. Мощность этих зон варьирует от первых сантиметров до первых десятков метров. Главным минералом низкотемпературных скарнов является серпентин. Он характеризуется разнообразием форм выделения и их размерами: наиболее часто встречается мелкочешуйчатый и мелкопетельчатый, редко крупнопластинчатый. Из других нерудных минералов в низкотемпературных скарнах отмечаются в незначительных количествах тальк и хлорит.
Актинолитовые калишпатиты развиваются по алюмосиликат-ным породам, включая и магматические. Формируются они в результате действия тех же субщелочных растворов, что вызывали скарнирование, поэтому эти два типа метасоматитов пространственно совмещены.
Полно проявленные метасоматиты образуются в местах интенсивной тектонической проработки, где исходный материал был существенно дезинтегрирован.
Площадное распространение метасоматитов наблюдается также и в породах слабо или совсем не затронутых тектоникой (в результате действия диффузионного метасоматоза), где развито частичное замещение первичных минералах новообразованными.
В состав актинолитовых калишпатитов входят калиевый полевой шпат и актинолит, в качестве акцессорных минералов присутствуют сфен и апатит. Количественные соотношения главных минералов и их распределение в породе варьирует в значительных пределах.
Альбитизация проявлена в терригенных образованиях и вулканогенных породах. Она вызывается субщелочными растворами, имеющими натровый уклон и меньшую температуру, чем растворы актинолитовой калишпатизации. Альбититы часто развиваются по зонам катаклаза и милонитизации в уже изменённых породах, чаще в актинолит-калишпатизированных. В состав альбититов входят альбит (преобладает), хлорит, сфен-лейкоксен, иногда может присутствовать эпидот.
Все выше перечисленные изменения вызывались растворами, сопровождавшими внедрение даек диоритовых порфиритов.
Растворы, сопутствующие дайкам гранодиорит-порфиров носили иной характер, отличаясь температурой и щёлочностью. Они являлись кислыми (близкими к нейтральным), средне- и высокотемпературными. Эти растворы вызывали изменения пород, выражающиеся в березитизации. Кроме того, они содержали повышенные количества летучих компонентов, поэтому внедрение даек гранодиорит-порфиров сопровождалось активной пневматолитовой деятельностью, приводящей иногда к образованию взрывных брекчий, цементом которых служили высокотемпературные березиты.
Березитизация затрагивает как вмещающие породы, так и сами гранодиорит-порфиры. Максимальные её проявления наблюдаются в тектонически ослабленных зонах. Березитизация носила зональ-
ный характер: внешние зоны обогащены мелкочешуйчатым зелёным биотитом и калишпатом, внутренние сложены серицит-мусковитом, кварцем, турмалином и карбонатом. Формированием березитов завершается рудный этап месторождения.
В пострудную стадию проявлены процессы пропилитизации, низкотемпературной березитизации и аргиллизации. Эти изменения обусловлены действием низкотемпературных гидротермальных растворов, смешанных с метеорными (поровыми и трещинными) водами.
На характеризуемом месторождении отмечается непрерывно-пульсационный характер рудоотложения, начавшийся, согласно выше изложенному, главным образом, с периода скарнообразова-ния и завершившийся низкотемпературными процессами периода аргиллизации и гипергенеза. Образование руд месторождения является следствием многостадийного пульсационного поступления рудообразующих растворов с выделением разновременных парагенезисов. Рудообразующие растворы шли значительно позднее скарнирующих, и руды отлагались после формирования основной массы скарнов в благоприятных в структурном отношении участках. Распределение рудообразующих минералов в пределах месторождения отвечает метасоматической зональности в обобщенном виде.
Рудная зональность хотя и сопоставима с метасоматической зональностью, но не подчиняется последней полностью. В отличие от продуктов гидротермально-метасоматических изменений, рудообразующие минеральные ассоциации телескопируются друг на друга, что выражено, в частности, в широком развитии переходных парагенезисов рудных минералов. При этом устанавливается как наложенность той или иной ассоциации на определенный тип ме-тасоматических изменений, так и сопряженное их развитие в одних и тех же участках. В действительности наблюдается неоднократное переотложение рудного вещества, связанное с наложением относительно низкотемпературных и поздних ассоциаций на более высокотемпературные и ранние с нарастанием концентраций. На поздних этапах формирования рудно-метасоматической системы происходит перераспределение рудного вещества.
В рудах месторождения установлено более 60 рудных минералов, в том числе 46 первичных. Первичные руды месторождения образованы следующими парагенетическими ассоциациями: фло-
гопит- серпентин- (борнит- пирротин-халькопи-рит-) -магнетитовой; кварц-калишпатовой (с молибденитом и шеелитом); актинолит-халькопиритовой с золотом (промышленного значения); кварц- халькопиритовой золотосодержащей (промышленного значения); кварц-пиритовой (имеющей площадное распространение); кварц-полисульфидной (пирит, арсенопирит, халькопирит, блеклые руды, галенит, сфалерит, антимонит, сульфосоли свинца и висмута, самородное золото) и кварц- карбонатной с пиритом и марказитом.
Общая последовательность рудообразования месторождения включает в себя следующие стадии (от ранних к поздним):
1) кварц-калишпат-молибденитовая (MdI);
2) гематит-магнетитовая;
3) шеелит-молибденитовая (MdИ);
4) халькопирит (Ср1) -(борнит)- пирротиновая с золотом (Аи1);
5) золото (АиИ)-халькопиритовая (Ср11)- основная продуктивная;
6) золото (АиШ)- полисульфидная (СрШ)-продуктивная;
7) золото (Аи1У)—полиметаллическая с халькопиритом (Ср1У);
8) марказит-пиритовая.
Многогенерационность халькопирита (Ср1 - СрГУ), золота (Аи1 - АиГУ), молибденита и особенно пирита, постоянно присутствующего во всех стадиях, связана с процессами неоднократного отложения и переотложения. Медь и золото, выносимые из ранее образованных рудных тел, по всей видимости, неоднократно переотла-гались в других местах.
Основной объем руд месторождения образован минералами магнетитового и халькопиритового парагенезиса. Промышленное золото-железо-медное оруденение пространственно связано с разнотемпературными скарнами.
В зависимости от характера метасоматических процессов, образуются те или иные типы оруденения.
С кварц-полевошпатовым метасоматитами связаны вкрапленные и прожилково-вкрапленные руды шеелит-молибдени-тового состава.
Участки, выделенные в пределах месторождени являются примером вовлечения скарновых магнетитовых руд в процесс становления рудно-магматической системы. Магнетитовое оруденение накладывается на высокотемпературные скарны, при этом про-
исходит отложение основной массы магнетита, гематита и части пирита. Размещение магнетитовых руд в пределах скарновых зон определяется предпочтительной приуроченностью к экзоскарно-вым зонам, где образуются массивные руды. Эндоскарны и около-скарновые породы менее благоприятны, поэтому содержат бедные магнетитовые руды вкрапленной и прожилково-вкрапленной текстуры.
Основной продуктивной минеральной ассоциацией в рудах является золото-халькопиритовая. Наиболее богатое оруденение, давшее промышленные скопления меди и золота, отмечается в магнетитовых, средне- и низкотемпературных скарнах.
С высокотемпературными березитами связаны преимущественно золото-халькопиритовая, золото-полисульфидная и золотополиметаллическая минеральные ассоциации. При пространственном совмещении этих ассоциаций образуются руды с содержаниями таких полезных компонентов как мед, золото и серебро.
В общем виде вертикальная зональность руд месторождения в диапазоне глубин более 500 м характеризуется сменой снизу вверх руд халькопирит-пирротин-магнетитового состава, халькопирит-пирротиновыми и пирит-халькопиритовыми.
Признаки развития процессов гипергенеза отмечаются на всех участках месторождения. Интенсивность и глубина развития гипергенеза в пределах каждого участка различна, что обусловлено по всей видимости их блоковым строением, индивидуальной историей развития после формирования оруденения.
Рудно-метасоматическая зональность на месторождении в обобщенном виде заключается в приуроченности наиболее богатых вкрапленных и гнездово-вкрапленных золото-медных руд к магне-титовым скарнам и, в меньшей степени, высокотемпературным бе-резитам, в постепенном увеличении количества пирита и снижении содержания халькопирита во внешних зонах месторождения.
Общая структура месторождения и его зональность осложнена разломами и зонами милонитизации, часть из которых имеет до-рудное заложение. Рудная минерализация месторождения контролируется трещинной тектоникой. В пределах тектонически нарушенных зон, совпадающих с интенсивной метасоматической проработкой пород, сконцентрировано промышленное золото-железомедное оруденение. При этом золото-медное оруденение преимущественно развито в скарнах, меньше в березитах (гранодиорит-
порфирах и гидротермальных брекчиях по гранодиорит-порфирам). Изложенные выше факты свидетельствуют о том, что основным промышленным типом руд месторождения является железомедный золотосодержащий скарновый. Однако, не исключена возможность обнаружения в пределах описанного месторождения участков с промышленным медно-порфировым оруденением, признаки которого присутствуют, что подтверждается также установленной рудно-метасоматической зональностью.
В заключение отметим, что охарактеризованное месторождение относится к сложной рудно-магматической системе, содержащей промышленный золото-железо-медный скарновый тип оруденения, а также пользующийся незначительным развитием меднопорфировый. ПТШ
— Коротко об авторах ----------------------------------
Федорова А.А., Чернышова Н.Е. - аспиранты,
Читинский государственный университет, [email protected]
