CC BY
133
ИЗВЕСТИЯ УРАЛЬСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
2004 СЕРИЯ: ГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА Вып. 19
III. ГЕОЛОГИЯ, ПРОГНОЗИРОВАНИЕ, ПОИСКИ И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
УДК 550.42 +553.46 (571.11)
В.А. Елохиы, A.B. Внтов
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОКЛАНОВСКОГО ВОЛЬФРАМ-МОЛИБДЕНОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Коклановское (Кирдинскос) вольфрам-молибденовое месторождение находится в Катайском районе Курганской области, в 30 км нг юго-юго-запад от г. Катайска, и приурочено к сиалическому блоку земной коры, с интенсивным проявлением разновозрастного гранитного магматизма. В тектоническом отношении площадь месторождения расположена в Куровско-Улугушском антиклинорин Камышловского мегаблока Зауральской мсгазоны. С запала Куровско-Улугушский антиклинорий ограничен Бичурско-Ког.ейским глубинным разломом, по которому проходит граница Зауральской мсгазоны (поднятия) и Восточно-Уральского палеорифта [2] (прогиба).
Вольфрам-молибденовое оруденение связано с позднспалеозойско-мезозсйской тектоно-магмэтической активизацией и ко!ггролируется Коклановским граничным массивом гранит-лейкограиктовой формации. По гсолого-структурной позиции, характеру эпигенетического преобразования пород, морфологии рудных тел, минеральному составу руд, геохимической специализации месторождение относится к штокверковой вольфрам-молибденовой грейзеновой формации [1].
По данным С. И. Бнрючева (1988) и А. С. Конаныхина (1989), в геологическом строении месторождения выделяется два яруса: нижний - доюрский складчатый фундамент и верхний -рыхлые мезозойско-кайнозойскне платформенные отложения мощностью 120- 150 м.
В нижней части мезозойско-кайнозойского разреза в интервале глубин 103 - 113 м повсеместно картируется горизонт оолитовых осадочных железных руд аятского типа, представленных гидрогетитом, шамозитом и сидеритом.
Основным комплексом, слагающим доюрский складчатый фундамент, является толща метаморфических сланцев, образованных по вулканогенно-осадочным породам нижнего палеозоя и представленная биотит-кварц-полевошпатовыми, полсвошпат-кварцевыми, амфибол-полевошпатовыми, амфибол-кварц-полевошпатовыми, полевошпат-амфиболовыми породами, реже карбонатсодержашими сланцами, известняками и кварцитами (рис. 1). Этот комплекс метаморфических пород характеризуется хорошо выраженной сланцеватостью и полосчатостью.
Среди иижиепалеозойских сланцев отмечаются тела серпентинитов пластообразной формы, развивающихся по тектоническим зонам и занимающих как секущее, так и согласное положение.
Вольфрам-молибденовое оруденение приурочено к восточному крылу крупной антиклинальной структуры, в сводовой части которой расположен Коклановский массив лейкократовых гранитов. Рудная минерализация фиксируется в эндо- и экзоконтактах гранитов.
Наиболее молодые породы фундамента представлены габбро-долеритами и базальтами нижне-срсднстриасового возраста.
На площади месторождения установлено несколько пострудных тектонических нарушений, одно из которых имеет субширотнос простирание и практически ограничивает распространение оруденения в северном направлении.
331.2
БЕЗ.
ED. cm5
ШПь шь ЕЕЗ. EH
Рис. 1. Геологический разрез по линии 48 Коклановского месторождения, по A.C. Конаныхину, 1989:
1 - не расчлененные мсзокаЯноэойсхие отложения; 2 - сланцы амфиболовые. полевошпат-амфиболовые, хлорит-амфиболовые; 3 - сланцы слюдисто-полевошпаг-кварцевые, хлерит-полевошнат-кварцевые; 4 - сланцы амфибол-полевошпатовые. слюдисто-полевошпатовые. амфибол-кварц-полевошпатовые; 5 - скарны гранатовые, нироксен-гранаговые. амфибол-гранатовые, пироксеновыс; 6 - магнетитовые руды; 7 - граниты лейкократовые. 8 - серпентиниты; 9 -тектонические нарушения
К востоку от Коклановского массиЕа прослежена зона скарнов мощностью до 140 метров при протяженности 1,2 км. Небольшие маломощные -ела скарнов с магнетитовыми рудами зафиксированы непосредственно па вольфрам-молибденовом месторождении. Образование скарнов С. И. Бирючсв и А. С. Конаныхин связывают с внедрением диоритов, выявленных к востоку от месторождения. Основными минералами скарнов являются амфибол, гранат, пироксен. Рудная минерализация в скарнах представлена магнетитом, в меньшей степени пиритом, пирротином и халькопиритом.
На месторождении широко проявлены процессы эпигенетического преобразования пород: региональный метаморфизм фации зеленых сланцев - автометасоматоз - дислокационный метаморфизм - контактовый метаморфизм - биметасоматоз - контактовый метаморфизм -постмагматический гидротермальный метасоматоз - дислокационный метаморфизм.
Постмагматические гидротермальные изменения выразились в образовании метасоматитов грейзеновой, берсзит-лиственитовой и аргиплизитовой формаций.
Грейзены с сопряженным вольфрам-молибденовым оруденением наложились на граниты Коклановского массива, на породы сланцевого комплекса, серпентиниты и скарны с магнетитовыми рудами.
Рудная минерализация представлена молибденитом, шеелитом, пиритом, пирротином, халькопиритом, магнетитом, реже вольфрамитом.
С целью определения геохимической специализации пород и руд Коклановского месторождения рассчи1аны кларки кинцешрации - оiношение среднею содержания в исследуемом объекге к кларковому содержанию по работе [3].
Граниты месторождения за пределами контура промышленных руд специализированы на молибден, висмут, вольфрам, бериллий, олово (табл. 1). Ванадий, титан, скандий, германий, барий, стронций, цирконий, иттрий, иттербий, цинк и литий находятся в количествах значительно ниже кларковых. Распределение основных петрогенных элементов в гранитах равномерное (коэффициент вариации не превышает 40 %), и только молибден, вольфрам, бериллий, висмут и олово характеризуются весьма и крайне неравномерным распределением (табл. 2).
Таблица 1
Геохимические спектры пород и руд Коклановского месторождения
Породы и рули Кларки концентрации
>000 >100 >50 >25 >15 >10 >5 >2
Г раниты ннс рудного контура (п-34) Висмут (45),* молибден(48) Вольфрам (18.5) Олово (2.96). бериллий (2.26)
Серпентиниты (п-28) Вольфрам (1404.33) Молибден (405.37). бериллий (188.5), литий (206.93) Висмут (48.71) Медь (19.25), олово (22) Ниобий (11,75) Серебро (2.98), цирконий (2,97), галлий (3.84), иттрий (2,55), иттербий (3.03). цинк (2,21)
Скарны (п-39) Висмут (103.16). вольфрам (542.7). бериллий (113.25) Свинец (15.22), молибден (20.23) Олово (1С.35) Серебро (6.59), цинк (5,48) Германий (3,53), медь (4.85). литий (3,95)
Магнстнтовыс руды (п-25) Молибден (33,69), бериллий (27,25). литий (49.52) Висмут (21.66), вольфрам (19,70) Свинец (5,13) Германий (3.27). медь (2.75). серебро (2,45), олово (4.45), галлий (2,24), цинк (3,91)
Молибденовые руды гранитного типа (п-35) Молибден (1454.67) Вольфрам (197,35) Серебро (10) Никель (3,14), медь (4.50). висмут (4.85). бериллий (4.29)
Молибденовые руды сланцевого типа (п-77) Молибден (1163,85), вольфрам (1088) Висмут (212) Бериллий (83.25) Серебро (18.1) Литий (6,05) Медь (2,57), свинец (3,77), олово (3,0)
* В скобках кларк концентрации.
Таблица 2
Распределение химических элементов в породах и рудах Коклановского месторождения
Породы и руды Характер распределения элементов
равномерный неравномерный весьма неравномерный крайне неравномерный
Граниты вне рудного контура N1 (21)'. Сг (21), Мп (11), V (35), "Л (5), Бс (19), ве (24), Си (32), РЬ (27), Ва (29), 2> (14), У (15), УЬ (20), №(19) Со (89). ва (52), и (94) Мо (110)^ (148), Ве (145) В« (212). Бп (152)
Орпемтммиты 7г(40) N1 (89). Со (70), Сг (80), Мп (70), Яс (83), Ое (86). РЬ (52), 7л (90), Оа (69), У (95), УЬ (90), 7л\ (63) Т| (107), А8 (121), В! 1123), 5п (139), В« (145), N6(115) V (175). Си (177), Мо (203), W (181), У(166)
Скарны N1 (62), Со (8IX Сг (56), Мп (41), V (58), "П (74), Эс (70), Р (76), бе (91), Эп (88),ве(50).0а(42), У ( 53), УЬ (55) № (125;| Си (160), РЬ (524), А8(152), В« (322), Мо (251), \У(168). и (197), 7л (342)
Магнститовые руды Мп (39), Ос (31) N1(51), Со (65), Сг (55), V (50), Т| (90), Р (75), Си (57), РЬ (70), А* (82). В1 (82), (72), ва (54), У (81), УЬ (80), №(69) (138), Бп (104), Ве (110), 1д (101) Мо(168),гп(234)
Молибденовые руды 1 р£11И1 кого типа Мп (31), Т| (24), 8с (28), Г (21). Бп (20), 7л (39) Со (99), Сг (95). <3е (56), РЬ (44), Мо (98), Ва (61), Оа (61), У (51), УЬ (47), № (54) N. (! 34), Си (130), Пс (120), Ы (115) V (234), Ав(175), В. (181), (229)
Молибденовые рулы сланцевого типа Бп (27). ва (36) N4 (77), Со (68), Сг (73), Мп (52), V (80), Т| (61), Бс (72), Р (49), ве (62), Си (94). РЬ (88). Ва (8IX Я» (72), Ве (68), 2л (46), У (48), УЬ (50), 1ч'Ь (47), 7л\ (80) Мо (106), V/ (127), и (111) А8(204), В< (224)
* В скобках коэффициенты вариации.
Типоморфными элементами серпентинитов в пределах Коклановского месторождения являются вольфрам, молибден, бериллий, литий, висмут, медь, олово, ниобий, галлий, иттербий, серебро, цирконий, иттрий, цинк. Обращает на себя внимание высокий кларк концентрации в серпентинитах лития, содержание которого в отдельных интервалах достигает промышленных концентраций. Содержание скандия в пять раз ниже кларкового. Барий и стронций находятся в количествах ниже чувствительности анапиза. Распределение основных элементов неравномерное (коэффициент вариации < 100 %). Цирконий при повышенных концентрациях характеризуется равномерным распределением. Титан, серебро, висмут, олово, бериллий, ниобий распределены в серпентинитах весьма неравномерно. Ванадию, меди, молибдену, вольфраму и литию свойственно крайне неравномерное распределение.
В скарнах отмечаются высские содержания вольфрама, бериллия, висмута, молибдена свинца, олова, серебра, цинка, меди, лития и германия. Никель, кобальт, хром, ванадий, титан, скандий в скарнах находятся в количествах в несколько раз ниже кларковых. Значительная часть химических элементов распределена в скарнах неравномерно. Ниобий характеризуется весьма неравномерным распределением, в то время как медь, свинец, серебро, висмут, молибден, вольфрам, литий и цинк распределены крайне неравномерно, причем распределение свинца характеризуется самым высоким коэффициентом вариации - 524 %.
Магнетитовые руды Коклановского месторождения специализированы на литий, молибден, бериллий, висмут, вольфрам, свинец, олово, цинк, германий, медь, серебро и гаплий. Содержания никеля, хрома, ванадия, плана, скандия, циркония, иттрия и иттербия значительно ниже кларковых. Вольфрам, бериллий, олово, литий распределены в магнетитовых рудах весьма неравномерно. Молибдену и цинку свойственно крайне неравномерное распределение. Остальные элементы распределены неравномерно, за исключением марганца и германия.
Типоморфными химическими элементами молибденовых руд в гранитах (гранитный тип) являются молибден, вольфрам, серебро, висмут, медь, бериллий, никель. Концентрация марганца ванадия, фосфора, титана, скандия, бария, стронция, иттрия, иттербия, лития, цинка в 2,5-4,0 раза ниже кларковых содержаний. Крайне неравномерно распределены в рудах ванадий, серебро, вольфрам, висмут. Весьма неравномерное распределение характерно для никеля, меди, бериллия и лития.
В молибденовых рудах в сланцах (сланцевый тип) фиксируются высокие кларки концентрации молибдена вольфрама, висмута, бериллия, серебра, лития, свинца, олова и меди. Низкие кларки концентрации свойственны марганцу. ванадию, титану, скандию, фосфору, стронцию, при неравномерном их распределении. Серебро и висмут распределены в сланцевом типе руд крайне неравномерно, а молибден, вольфрам и литий - весьма неравномерно.
Из анализа геохимических спектров пород и руд Коклановского месторождения следует, что их геохимические спектры близки, т. е. все породы и руды в той или иной степени обогащены молибденом, вольфрамом, висмутом, бериллием, оловом, литием, что свидетельствует о наложенное™ процесса грейзенизации на скарны и .магнетитовые руды. Более высокая концентрация вольфрама в сланцевом типе руд по сравнению с гранитным типом руд говорит о геохимической зональности.
На рис. 2 показаны корреляционные связи между парами химических элементов в породах и рудах месторождения, где сплошная линия свидетельствует о наличии прямой положительной связи, пунктирная линия соответствует отрицательной связи. Рассмотрим взаимоотношения типоморфных элементов.
Молибден в гранитах, вне рудного контура, обнаруживает связь с кобальтом и литием. Вольфрам имеет положительную связь с висмутом, который, в свою очередь, связан с оловом и литием. Бериллий связан с медью.
В серпентинитах молибден связан с литием и галлием, а вольфрам имеет положительную связь с иттрием, иттербием, галлием и отрицательную - с никелем, кобальтом и хромом. Литий кроме молибдена связан с серебром, свинцом и германием, а бериллий - с оловом, скандием, германием и медью. Олову свойственна связь с медью, скандием, германием, цинком, серебром. Висмут связан с серебром и цирконием.
В скарнах молибден обнаруживает связь с никелем и иттрием, а вольфрам с иттрием, иттербием, кобальтом и бериллием, который, в свою очередь, связан с оловом и имеет отрицательную связь с марганцем и германием. Висмут коррелируется с серебром, иттрием и иттербием. Свинцу свойственна связь с серебром, цинком и ниобием.
Рис. 2. Диаграммы коэффициентов парной корреляции: кзрны; 6 -"мГ^Гр^Г 2 ' РУЛЫ ГТаНКП1010 3 " сланцевого типа; 4 - серпентиниты.
I
t
X
±Q
S
П
Jib
/V/ Ä7 Mo Li Ag W PS Be So Cu Ge Sc S¿ YS Y Ir Ti V In Мл Cr Со Ni
1
—1— 1
■ J L -
H г -- ^ JL - 4—
i
i
n
Sn Ge Mff Be W âi Си Со NS Af PS In U YS Y TC Ga Se Cr P V Zr Me Ni
-
1 1
—1 JL, 1 pL
JL _L ñ П
L 1 г s
Zr Yê Y П Ge Cf & Se V W Mo P Li Go PS Co NS Sn In Mo Си Ni
-0.6 4 -ол
аг м 06 0.8 М
-1 —
1 _ 1 И 1 _______ ———
г 1 т~ рЦ
ве Со У 2г УЗ N6 7? 8а Сг V/ В1 Мп Са Ое 5с Мо Со и Зп V Р6 А/с
1
1
1 Г
г 1 1 1
П(6аЪ-Т1 У/ у Р V/ 5 с & • 81 бе Ас Си Сг Со Са мо Р6 И N1
46 У Зп $г 1г За 72 $с V И Р Сг N64 Мо во Си Ое 1л Мп Ве Со Р6 N1
Рис. 3. Дендрограммы парных коэффициентов корреляции:
I - серпентиниты; 2 - скарны; 3 - магиетитовые руды; 4 - граниты вне рудного контура; 5 - руды гранитного типа; б - руды сланцевого типа
Молибден в магнетитовых рудах связан с вольфрамом, висмутом, галлием, титаном и фосфором. Вольфрам, в свою очередь, связан с иттрием, литием, титаном, фосфором и имеет отрицательную связь с марганцем. Литий связан с галлием и хромом. Для висмута характерно наличие связей с серебром, бериллием, галлием, иттрием, иттербием, ванадием, титаном и отрицательной связи с ниобием. Олово связано с цинком. Между свинцом и цирконием фиксируется отрицательная связь.
В молибденовых рудах гранитного типа молибден связан с вольфрамом, галлием, марганцем, фосфором и имеет отрицательную связь с ниобием, барием и титаном. Вольфраму свойственна связь с бериллием, иттрием, кобальтом, хремом, марганцем, фосфором и отрицательная связь с титаном. Олово обнаруживает связь с галлием, литием, никелем, германием и висмутом. Для бериллия характерна положительная связь с кобальтом, хромом, марганцем, ванадием, серебром и отрицательная - с галлием, ниобием и свинцом. Висмут связан с серебром и германием.
Сланцевый тип руд по характеру связей между элементами отличается от гранитного типа. Здесь у молибдена наблюдается отрицательная связь с барием, а вольфрам имеет положительную связь с медью и отрицательные связи с цирконием, ванадием, титаном, скандием. Висмут имеет связь с серебром, свинцом, бериллием, галлием, германием, никелем, кобальтом и отрицательную связь с ванадием. Для олова характерна связь с германием и медью. Бериллию свойственна положительная связь с кобальтом, свинцом и отрицательная - с титаном и фосфором.
Выполненный кластерный анализ позволил сгруппировать химические элементы по силе связей и построить дендрограммы.
Так, в серпентинитах все химические элементы разделились на несколько ветвей (рис. 3). Первая ветвь объединила такие элементы, как галлий, молибден, литий, серебро и ниобий. В этой группе молибден связан с галлием, а литий с серебром. Эти две пары связаны между собой, и все вместе имеют незначительную связь с ниобием. Вторая ветвь включила в себя вольфрам и свинец. В третью группу элементов вошли бериллий, олово, медь, германий и скандий. В этой группе олово и медь имеют наиболее сильную связь и вместе коррслируются с германием. Бериллий, в свою очередь, связан с оловом, медью и германием, которые вместе связаны со скандием. Элементы третьей группы незначительно связаны с элеме»ггами второй группы. Четвертая группа элементов объединила висмут, иттрий, иттербий, цирконий, титан и ванадий. Наиболее сильные связи в этой группе свойственны иттрию и иттербию, цирконию и титану. В последнюю ветвь вошли цинк, марганец, хром, кобальт и никель, которые вместе имеют значимую отрицательную связь со всеми остальными элементами.
В скарнах наиболее сильная связь отмечается между свинцом и цинком, которые, в свою очередь, связаны с серебром (см. рис. 3). Вольфрам связан с бериллием, и вместе они имеют незначительную связь с висмутом. Олово связано с германием, и оба элемента незначительно связаны с марганцем. Молибдену свойственна связь с никелем. Иттрий и иттербий связаны с титаном.
Для магнетитовых руд характерно наличие связи между молибденом и вольфрамом. Германий, хром, серебро, висмут, бериллий и ванадий образуют самостоятельную ветвь, в которой бериллий связан с ванадием. Эти два элемента, в свою очередь, связаны с висмутом, а все вместе - с серебром. Другую ветвь составляют цирконий, иттрий, иттербий, титан. Следует отметить, что данная ассоциация эле.мс»гтов характерна для серпентинитов и скарнов.
В гранитах месторождения вне контура промышленных руд молибден связан с кобальтом, вольфрам с висмутом, олово с литием, свинец с никелем, титан с ниобием, итгрий с цирконием, а берилллий с медью (см. рис. 3).
Молибден в рудах гранитного типа связан с галлием, вольфрам с марганцем, бериллий с ванадием, олово с германием, серебро с медью, литий с никелем.
Рудам сланцевого типа свойственно отсутствие связей молибдена и вольфрама с другими химическими элементами. В то же время между молибденом и вольфрамом отмечается незначительная связь. Висмут, серебро, свинец и никель образуют самостоятельную группу элементов, имеющих незначительную связь с бериллием и кобальтом. Еше одну ветвь составляют галлий, медь, германий, цинк, марганец. В другую группу вошли скандий, ванадий, титан, барий, цирконий и стронций.
Таким образом, из корреляционного и кластерного анализов следует, что породы и руды месторождения по характеру корреляционных связей достаточно хорошо различаются. Это обусловлено следующими основными причинами: исходным составом вмещающих оруденение
пород, геохимической зональностью в распределении элементов и полигенностью и полихронностью эпигенетических процессов.
Проведенный факторный анализ (Я - метод) позволил выделить несколько факторов, влияющих на распределение химических элементов в породах и рудах Коклановского месторождения. Одним из основных факторов является фактор исходного состава пород. Наибольший вклад в этот фактор внесли: для серпентинитов - иттрий, титан, иттербий, никель, хром, кобальт, ванадий, цинк; для скарнов - титан, литий, хром; для гранитов - ниобий, титан, иттербий, цирконий; для магнетитовых руд - ванадий, титан, галлий, бериллий, серебро, висмут; для рудных сланцев - скандий, ванадий, цирконий, титан, барий; для рудных гранитов - кобальт, хром, ниобий. Обращает на себя внимание обратное действие этого фактора на поведение вольфрама в рудных сланцах.
Следующие два фактора, вероятно, отражают собственно грейзеновый процесс с сопряженным вольфрам-молибденовым эруденением. Эти факторы фиксируют различные стадии данного процесса. В один из факторов существенный вклад вносят висмут, серебро, олово, отчасти вольфрам, в другой - молибден, вольфрам, галлий.
Для рудных сланцев и рудных гранитов выделяется еще один фактор, наибольший вклад в который вносят молибден и галлий. Действие этого фактора проявляется в противоположном направлении, и, по-видимому, этим фактором является пострудный дислокационный метаморфизм.
Следует отметить, что часть элементов участвовала в нескольких процессах.
Полученные результаты работы могут быть использованы при проведении поисковых работ, а также при прогнозных исследованиях.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Елохни В.А. Молибденоворудные объекты в региональных структурах Урала // Изв. УП ГА. Вып. 13. Сер.: Геология и геофизика, 2001. С. 131 - 136
2. Зол ос в К.К., Попов Б.А., Рапопорт М.С. Глубинное строение и металлогения подвижных поясов. М.: Недра. 1990. 190 с.
3. Требование к производству и результатам многоцелевого геохимического картирования масштаба 1:1000000. Приложение. М.: ИМГРЭ, 1999.
УДК 550.8 (553.24)
Г.П. Дворни к
МЕТАСОМАТИТЫ И ЗОЛОТОРУДНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ТОММОТСКОГО ЩЕЛОЧНОГО МАССИВА И ЕГО БЛИЖАЙШЕГО ОБРАМЛЕНИЯ
(АЛДАНСКИЙ ЩИТ)
Томмотский щелочной массив размещается в северо-западной части Юхтино-Пуриканской рудной зоны в пределах Нимгсрканского рудного узла.
В 1992-1994 гг. нами были изучены серицит-микроклиновыс мегасоматиты и сопровождающая их золоторудная минерализация в западной части Томмотского щелочного массива [7]. Наши исследования пород массива продолжились в 2000-2001 гг. В )тот период в восточной части Томмотского массива и его ближайшем обрамлении в зоне развития микроклинизированных и серицитизированных щелочных сиенитов, магнезиальных скарнов были проведены поисковые маршруты, минералого-геохимическое картирование пород и шлиховое опробование элювильно-делювиальных стложений по сети 100x200 м (рис. 1). В геологическом строении Нимгерканского рудного узла принимают участие архейские метаморфические и магматические породы кристаллического фундамента, вендские карбонатные отложения платформенного чехла, мезозойские щелочные и субщелочные эффузивы, их интружвные аналоги и разнообразные позднемезозойские рудоносные метасоматиты.
