CC BY
45
УДК 553.242.4:553.444
ОКОЛОРУДНЫЕ МЕТАСОМАТИТЫ БАРИТ-ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗМЕИНОГОРСКОГО РУДНОГО РАЙОНА (РУДНЫЙ АЛТАЙ)
Бестемьянова Ксения Викторовна1,
Гринев Олег Михайлович1,
1 Национальный исследовательский Томский государственный университет, Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36.
Актуальность работы обусловлена необходимостью поиска новых скрытых объектов барит-полиметаллических руд в северозападной части Рудноалтайского региона в связи с истощением минеральных ресурсов района. Околорудноизмененные породы неотъемлемо сопровождают оруденение, в связи сэтим их выявление идетальное изучение позволит в определенной степени прогнозировать наличие скрытого полиметаллического оруденения в пределах Змеиногорского рудного района. Цель работы: выявление петрографических, минералогических и некоторых генетических характеристик околорудноизменен-ных пород Зареченского и Стрижковского барит-полиметаллических месторождений северо-западной части Змеиногорского рудного района (Рудный Алтай).
Методы исследования. Проведено комплексное исследование околорудноизмененных пород, включающее характеристику нерудной и рудной минерализации в поляризационном микроскопе, а также исследование пород и минералов рентгеновским энерго-дисперсионным микроанализом, рентгенолюминесцентным, рентгенофлуоресцентным (РФА), атомно-абсорбционным анализами.
Результаты. Изученные околорудноизмененные породы Зареченского и Стрижковского барит-полиметаллических месторождений имеют схожий минеральный состав и относятся к бескарбонатной фации березитов. Главными породообразующими минералами изученных пород являются кварц, хлорит, серицит; второстепенными - пирит, а также в малом количестве, преимущественно в виде прожилков, присутствуют сульфиды непосредственно рудного этапа (сфалерит, галенит, халькопирит); редкими минералами околорудных пород являются апатит, циркон, рутил, также установлено наличие редкоземельной минерализации.
Выявлены некоторые типоморфные особенности основных, второстепенных и редких минералов. Установлено наличие трех генераций кварца в исследуемых породах, выявлены центры свечения для кварца I в диапазоне 320...340 нм, 600...620 нм, для кварца II - 28о...300 нм. Хлорит изученных пород, относящийся к ряду клинохлор - пеннин, был использован в качестве природного геотермометра для определения примерного температурного интервала формирования изучаемых околорудных пород, расчетная температура образования которого составила для Зареченского месторождения - 210.240 °С, для Стрижковского месторождения - 220.230 °С. Промышленных содержаний золота и серебра в изученных породах не выявлено.
Ключевые слова:
Околорудноизмененные породы, метасоматиты, минеральный парагенезис, барит-полиметаллическое оруденение, Рудный Алтай.
Введение
Для изучения петрографических и минералогических характеристик околорудноизмененных пород были отобраны штуфные образцы двух барит-полиметаллических месторождений - Зареченского и Стрижковского, находящихся в северо-западной части Змеиногорского рудного района. Змеиногорский рудный район входит в состав северо-западной российской части Рудного Алтая и является старейшим горнорудным районом России, имеющим почти трехсотлетнюю историю исследования и освоения. Район крайне богат минеральными ресурсами, большая часть которых приходится на полиметаллические руды, преимущественно Си, РЬ, Zn, соотношение которых определяется как 1:4:7 [1].
В Змеиногорском рудном районе находятся месторождения сразу двух субформаций - колчедан-но-полиметаллической и барит-полиметаллической. Месторождения данных субформаций залегают в несколько различных геологических условиях (даже в пределах одной субформации) и име-
ют определенные отличия в минеральном составе. По запасам основных компонентов (Си, РЬ, Zn) преобладает колчеданно-полиметаллическая субформация, а по минеральному разнообразию и по содержанию благородных металлов (золота и серебра) - барит-полиметаллическая [2].
С 2011 г. в Змеиногорском рудном районе началась активная разработка одного из крупнейших месторождений Рудного Алтая - Корбали-хинского колчеданно-полиметаллического месторождения, в связи с чем к данному объекту было приковано внимание многих российских исследователей. В настоящее время месторождение довольно детально исследовано, в том числе изучены его околорудноизмененные породы, которые имеют разнообразный минеральный состав и невыдержанное распространение в пространстве. Их ассоциативный ряд и распределение по разрезу рассмотрены в работе [3].
Околорудноизмененные породы барит-полиметаллических месторождений, напротив, оставались до недавнего времени слабо изученными, хо-
тя играют немаловажную генетическую роль в рудном процессе, а также являются одним из поисковых признаков, указывающих на наличие скрытого оруденения.
Геологическая характеристика
исследуемых объектов
Змеиногорский рудный район (рис. 1) располагается в северо-западной части Рудноалтайского мегапрогиба, который в ряде работ рассматривается в ранге структурно-фациальной зоны (СФЗ) и характеризуется длительной историей развития и сложным геологическим строением. В региональном плане Рудноалтайский мегапрогиб граничит на юго-западе с Иртышской зоной смятия, отделяясь от нее Иртышско-Маркакольским глубинным разломом, а на северо-востоке - с Северо-Восточной зоной смятия, отделяясь от нее Локтевско-Маркакольским глубинным разломом. В свою очередь Иртышская зона смятия с запада обрамляется Калба-Нарымской СФЗ карбоновых черных сланцев, принадлежавших герцинской Обь-Зай-санской складчатой области и прорванных средне-, верхнепалеозойскими гранитоидами Калбин-ского батолитового пояса.
Северо-Восточная зона смятия с востока обрамляется СФЗ поздних каледонид Горного Алтая, представленных горноалтайской зеленосланцевой серией, а также динамометаморфитами байкалид Теректинского горста.
Структурный план Рудноалтайского мегапро-гиба определяется обрамляющими его наиболее древними северо-западными разломными зонами линеаментного типа, к которым приурочены при-бортовые девонские прогибы, ограничивающие мегапрогиб и зоны смятия. Внутренняя структура мегапрогиба предопределена совокупностью северо-западных линеаментов и сопряженными с ними субмеридиональными нарушениями, расположенными примерно на равных расстояниях друг от друга. К последним разломам приурочены длинные структурные оси основных антиклинори-ев и синклинориев мегапрогиба (Алейского, Си-нюшинского, Быструшинского, Белоубинского). Субмеридиональные разломы имеют 8-образные очертания и по совокупности данных имеют каледонский возраст заложения, отвечающий этапу формирования догерцинского позднекаледонского зеленосланцевого основания мегапрогиба. В совокупности обрамляющие северо-западные и внутренние субмеридиональные разломы определяют левосдвиговое дуплексное строение не только до-девонского цоколя, но и основных герцинских морфоструктур мегапрогиба (антиклинориев и синклинориев), что подтверждается их сопряженным характером, приуроченностью к ним основных зон динамометаморфизма и 8-образной геометрией субмеридиональных зон [4].
Прибортовые девонские вулканогенно-терри-генные депрессионные зоны мегапрогиба разделе-
ны субмеридиональными разломами на ряд сегментов, соответствующих частным прогибам де-прессионных зон - Змеиногорско-Быструшинско-му, Золотушинскому и другим. На эти структуры наложены прямолинейные субширотные и северовосточные разломы, развитые по типу регматиче-ской сети. Они заложены на герцинском этапе формирования мегапрогиба и получили подновление в неотектонический этап. Развитие этих прямолинейных разломов, по мнению Ю.А. Тур-кина [5], определяет правосдвиговое дуплексное строение ряда морфоструктур мегапрогиба, формировавшихся в позднем девоне - карбоне.
Рис. 1. Схематическая геологическая карта Рудноалтайского мегапрогиба: 1 - осадочные отложения бухтармин-ской свиты (C); 2 - метаморфические комплексы Иртышской складчатой зоны; 3 - вулканогенно-осадоч-ные отложения девона (мельничная, сосновская, заводская, каменевская свиты) D -D2-3; 4 - метаморфи-зованные отложения Корбалихинской толщи (Pz); 5 - Синюшинский гранодиорит-гранит-лейкограни-товый комплекс (P-T2); 6 - синкинематические пла-гиограниты Иртышской складчатой зоны (C3-P); 7 -Гилевский, Волчихинский габбро-тоналит-гранито-вый комплексы (C2-3); 8 - Змеиногорский габбро-плагиогранит-лейкогранитовый комплекс (D3); 9 -Алейский габбро-плагиогранитовый комплекс (D); 10 - разрывные нарушения; 11 - зоны смятия: СВЗС (Северо-восточная) и ИЗС (Иртышская); 12 - границы Змеиногорского рудного района; 13 - месторождения колчеданно-полиметаллической и барит-полиметаллической субформаций, располагающиеся в Змеиногорском рудном районе; непосредственно объекты изучения 1 - Зареченское месторождения, 2 - Стрижковское месторождение
Fig. 1. Schematic geological map of the Rudnoaltaiski mega-trough: 1 - sediments of bukhtarminskaya suite (C); 2 -metamorphic complexes of the Irtysh folded area; 3 -Devonian volcanic-sedimentary rocks (melnichnaya, so-snovskaya, zavodskaya, kamenevskaya suits) D-D2-3; 4 - metamorphosed rocks of Korbalikhinskaya series (Pz); 5 - Sinukhinski granodiorite-granite-leucogranite complex (P-T2); 6 - syntectonic plagiogranites of Irtysh folded area (C3-P); 7 - Gilevsk, Volchikhensk gabbro-tonalite-granite complexes (C2-3); 8 - Zmeinogorsk gab-bro-plagiogranite-leucogranites complex (D3); 9 - Aleisk gabbro-plagiogranites complex (D); 10 - faults; 11 - folded areas: СВЗС (North-east), ИЗС (Irtysh); 12 - boundaries of Zmeinogorsk ore district; 13 - deposits of pyrit-ic-polymetallicandbarite-polymetallicsubformation, located at Zmeinogorsk ore district; objects of the study 1 - Zarechensk deposit; 2 - Strizhkovsk deposit
Змеиногорский рудный район располагается в северо-западной части Змеиногрско-Быструшин-ского прибортового прогиба. В геологическом строении прогиба, как и в геологическом строении рудных полей изученных месторождений, принимают участие отложения двух структурных этажей - позднекаледонского и герцинского. При этом позднекаледонский структурный этаж представлен метаморфитами корбалихинской свиты, имеющей по разным оценкам возраст либо нижнепалеозойский (0-8) [6], либо среднепалеозойский [7]. Герцинский структурный этаж, в пределах Змеиногорско-Быструшинского прогиба, представлен вулканогенно-терригенными нижне-, среднедевонскими отложениями мельничной ф1-2шп) и сосновской ф^в) свит.
Стратифицированные стратоны рудных полей изученных месторождений кратко характеризуются следующим образом.
Корбалихинская свита (Pz) представлена ассоциацией неравномерно метаморфизованных осадочных образований зеленосланцевой фации, представленных кварц-серицит-хлоритовыми, кварц-хлоритовыми, кварц-эпидот-хлоритовыми, кварц-карбонатными, глинисто-хлоритовыми сланцами, метапесчаниками. Данные породы интенсивно дислоцированы и смяты в напряженные разнопорядковые складки и пронизаны сетью маломощных кварцевых жил и прожилков, пересекающихся в пространстве по типу альпийских жил.
Девонская система, нижний-средний отделы, эмский-живетский ярусы.
Мельничная свита ф1-2 тп). Свита сложена серыми, зелено-серыми, реже красноцветными поли-миктовыми и известковистыми алевролитами, глинистыми сланцами, разнозернистыми песчаниками, реже кремнистыми алевролитами, отдельными линзовидными горизонтами органогенных, органо-генно-обломочных и глинистых известняков. Относительно широко развиты вулканические породы, представленные преимущественно вулканокласти-ческими и вулканоосадочными отложениями, реже наблюдаются лавовые образования кислого, среднего и основного состава. Свита трансгрессивно с угловым несогласием и базальными конгломератами в основании залегает на породах корбалихин-ской толщи и несогласно перекрывается кислыми вулканитами сосновской свиты.
Сосновская свита ф2вв) представлена зеленовато- и буровато-серыми лавами, лавобрекчиями, игнимбритами, туфами, тефроидами риолитов, риодацитов, редко базальтов и андезибазальтов, линзами и прослоями алевролитов, известкови-стых и кремнистых аргиллитов, туфопесчаников, песчаников.
В пределах рудных полей месторождений руды имеют два типа рудных тел: секущие вмещающие толщи, а также штокверки и субпластовые залежи. Рудовмещающей толщей, как для Заречен-ского, так и для Стрижковского месторождений, является мельничная свита, главным образом
ее нижняя подсвита, где в основном прожилковое и вкрапленное оруденение приурочено к нижнему туфовому горизонту, а массивные и сплошные руды - к верхнему туфовому горизонту, либо к тер-ригенно - карбонатной пачке. В верхнемельничной подсвите объем оруденения существенно уменьшается и встречается в основном в ее нижней части. Незначительный объем оруденения (преимущественно вкрапленная медная руда) встречается ив нижнепалеозойской толще [8]. Рудные тела месторождений сопровождаются околорудноизме-ненными породами, принимающими непосредственное участие в структурах рудных полей рассматриваемых месторождений.
Методы исследования
Характеристика нерудной и рудной минерализации в прозрачных шлифах и аншлифах в около-рудноизмененных породах проводилась на поляризационном микроскопе Leica DM 2500P (К.В. Бестемьянова).
Анализ вещественного состава рудных и нерудных минералов, а также качественные изображения характера взаимоотношения минеральных ассоциаций и минеральных индивидов в режиме обратно рассеянных электронов (режим BSE) проводился методом рентгеноспектрального микроанализа на электронном сканирующем микроскопе Tescan Vega II LMU, оборудованном энергоди-сперссионным спектрометром (с детектором Si (Li) Standart) INCA Energy 350 (аналитик К.В. Бестемьянова). Для этого из отобранных образцов око-лорудноизмененных пород были изготовлены плоскопараллельные аншлифы толщиной 3...4 мм. Перед проведением аналитических работ на поверхность изучаемых образцов предварительно напылялся слой углерода толщиной 25.30 нм, по рекомендуемым методикам [9, 10].
Рентгенолюминесценция кварца изученных пород проводилась с помощью установки, собранной на базе монохроматора МДР-12 с компьютерным управлением. Источником возбуждения служила рентгеновская трубка БСВ-2 от аппарата УРС-55 с Мо-антикатодом. Спектральная область от 200 до 900 нм охватывалась благодаря использованию ФЭУ-100 и сменных дифракционных решеток с рабочими областями в диапазонах 200.500 и 350.1000 нм [11] (аналитики Н.Н. Бо-розновская, А.П. Корнева). Изучение минералов на растровом электронном микроскопе, а также рентгенолюминесценция образцов кварца выполнены в аналитическом центре коллективного пользования «Геохимия природных систем» НИ ТГУ (ЦКП «АЦГПС»), г. Томск.
Химический состав пород (оксидная форма компонентов) определялся рентгенофлуоресцентным методом на рентгенофлуоресцентном спектрометре ARL-9900 XL (аналитик Н.Г. Карманова).
Содержания золота и серебра в околорудноиз-мененных породах определялись атомно-абсорб-ционным методом (аналитик В.Н. Ильина)
на атомно-абсорбционном спектрофотометре Solaar M6 (чувствительность анализа 1-10-8мас. %). Рентгенофлуоресцентный и атомно-абсорбцион-ный анализ выполнены в аналитическом центре института Геологии и Минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской Академии наук (г. Новосибирск).
Общая характеристика
околорудноизмененных пород
Кварц-хлорит-серицитовые, кварц-хлоритовые и кварц-серицитовые метасоматиты - породы светло-серые, иногда белесые с отдельными участками темно-зеленого цвета (за счет присутствия пластинчатых агрегатов хлорита темно-зеленого цвета) с порфиробластовой, гранобластовой, лепи-догранобластовой, неравномернозернистой (гете-робластовой) структурами; массивной и вкрапленной, местами прожилковой текстурами. Изученные породы имеют несколько неравномерное распределение в околорудном пространстве, мощность их развития варьирует от 20 до 150 м. Характер распределения данных пород контролировался положением зон развития трещинноватости и рассланцевания вмещающих нижнедевонских пород.
Ореол метасоматического изменения вмещающих пород распространяется на 70...100 м в стороны от рудных тел на Зареченском месторождении [12] и на 80.120 м на Стрижковском. При этом минеральный парагенезис метасоматических пород в значительной мере зависит от исходных вмещающих пород. Так, например, породы, образованные по кислым и основным вулканитам (преимущественно туфам кислого-, реже основного состава), а также по тонкозернистым терригенным породам, содержат кварц, серицит, хлорит. Мета-соматиты, образованные преимущественно по песчаникам и кремнистым породам, представляют собой микрокварциты, в которых основным минералом является кварц, при этом существенно снижается доля серицита, а хлорит исчезает полностью. Химический состав изученных пород представлен в табл. 1. Основными петрогенными окислами изученных пород являются SiO2, Al2O3, K2O и в меньшей степени Fe2O3, MgO.
При слабой степени гидротермального изменения (как правило, такие породы встречаются во внешних зонах метасоматического ореола) сохраняются весьма редкие реликты породообразующих минералов (калиевого полевого шпата, реже плагиоклаза), а также реликтовые микроструктуры замещаемых исходных пород (кристаллокла-стическая и порфировая), редко можно наблюдать флюидальность, весьма характерную для исходных вулканитов.
Главными породообразующими минералами изученных околорудных метасоматитов являются: кварц, хлорит, серицит; второстепенными -пирит, редкими - халькопирит, галенит, сфалерит; акцессорными - рутил, апатит, циркон,
а также отмечается присутствие редкоземельной минерализации (монацит и ксенотим).
Таблица 1. Химический состав околорудноизменных пород Стрижковского и Зареченского месторождений поданным РФА (мас. %%)
Table 1. Chemical composition of the wallrock-alterated rocks of Strizhkovsk and Zarechensk deposit according to XRF (wt. %)
Компонент Component Номер пробы Sample number
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
SiO2 77,4 77,6 81,0 81,3 71,3 71,2 46,0 78,3 45,7 45,9
TiO2 0,20 0,19 0,10 0,11 0,16 0,28 0,11 0,17 0,10 0,11
M2O3 12,57 12,88 6,96 10,02 11,92 13,50 8,83 11,08 8,90 8,89
FeA- 2,49 2,52 6,98 4,01 4,28 3,17 24,17 2,81 24,24 24,52
MnO 0,02 0,02 0,09 0,04 0,11 0,12 0,08 0,01 0,09 0,09
MgO 0,59 0,65 2,20 0,34 6,21 3,24 3,38 0,83 3,41 3,42
CaO 0,13 0,12 0,12 0,07 0,12 0,14 0,16 0,14 0,15 0,17
Na2O <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 0,09 0,06 <0,1 0,05 0,06
K2O 3,91 3,85 1,53 2,93 1,78 4,11 4,91 3,33 4,82 4,94
P2O5 0,05 0,05 0,03 0,02 0,04 0,04 0,04 0,05 0,03 0,03
BaO 0,11 0,13 0,04 0,07 0,13 0,17 0,64 0,12 0,69 0,65
SO3 0,19 0,18 0,21 0,09 0,50 0,37 0,31 0,23 0,37 0,34
V2O5 0,01 0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 0,01 <0,01 0,01 0,01
CrA <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01
NiO 0,02 0,02 <0,01 <0,01 <0,01 0,01 <0,01 0,01 <0,01 <0,01
Сум-маSum 99,61 100,21 100,05 100,54 99,84 99,42 100,24 99,61 99,78 100,52
*все железо как Fe2O3/all ferrum is as Fe2O3
Примечание: 1-5 - образцы околорудноизмененных пород Стрижковского месторождения; 6-10 - образцы околорудноизмененных пород Зареченского месторождения.
Note: 1-5 are the samples of wallrock-alterated rocks from Strizhkovsk deposit; 6-10 are the samples of wallrock-alterated rocks from Zarechensk deposit.
По результатам исследования содержаний благородных металлов в изученных околорудноизме-ненных породах, а именно вариаций содержаний золота и серебра, установлено, что изучаемые породы не представляют практического интереса, так как имеют низкие содержания этих металлов. Так, в кварц-серицитовых породах содержания золота варьируют в пределах 0,02.0,10 г/т; серебра 1,0.2,5 г/т; в кварц-хлорит-серицитовых породах содержания золота 0,12.0,38 г/т, серебра 0,49.2,1 г/т; в кварц-хлоритовых породах содержания золота 0,018.0,12 г/т, серебра 0,49.0,68 г/т. Золото и серебро, по видимому, находятся в рассеянном состоянии в сульфидных минералах, присутствующих в изученных породах.
Породообразующие минералы
околорудноизмененных пород
Главным породообразующим минералом изученных пород является кварц, который слагает до 70. 80 % общего объема пород. Образует мелко-, средне-, реже крупнозернистые, молочно-белые, бело-серые, реже бесцветные (прозрачные) агрегаты.
Рис. 2. Характер распределения и форма выделения кварца I, II, III генераций в изученных околорудноизмененных породах: а) порфировый обломок кварца I генерации; б) тонкий прожилок кварца III генерации в общей массе породы. Николи +. Qz - кварц, Ser - серицит
Fig. 2. Distribution character and shape of segregation of quartz I, II, III generations from wallrock-alterated rocks: a) porphyric fragment of quartz of the I generation; b) thin veinlet of quartz of the III generation in combined mass of rock. Nicols +. Qz -quartz, Ser - sericite
В изученных околорудноизмененных породах установлено три генерации кварца, первая из которых представляет собой первичный реликтовый кварц (кварц туфов), ко второй генерации относится непосредственно метасоматический кварц. Разделение на генерации было произведено на основании изучения форм выделения, характера взаимоотношений между предполагаемыми генерациями, а также с учетом полученных характеристик рентгенолюминесценции. С целью уточнения люминесцентных характеристик исследовались спектры исходных образцов кварца (РЛ-1), а также спектры после прокаливания до 500 °С (РЛ-2) [13].
Первый тип кварца (рис. 2, а) образует самостоятельные зерна (реликтовые обломки порфировых вкрапленников исходных вмещающих пород ювенильного происхождения), имеющие неравномерное распределение в общей массе породы. Как правило, это остроугольные обломки зерен, гораздо реже можно встретить идиоморфные зерна с угадываемым обликом гексагональной дипирами-ды в сечении. Размер зерен кварца I варьирует от 0,5.1,5 мм. На долю кварца I приходится 20.30 % общего объема породы.
Кварц II и III являются непосредственными генерациями метасоматического процесса.
Кварц II (рис. 2, а, б) находится в тонком срастании с серицитом, образуя кварц-серицитовый агрегат, выполняющий основную ткань изучаемых кварц-серицитовых пород (50.60 % общего объема породы). Размер выделений варьирует от 0,05.0,5 мм. Образование кварца II, вероятно, отвечает началу этапа гидротермально-метасома-тического преобразования вмещающих пород.
Кварц III является наименее распространенной генерацией. Выполняет небольшие прожилки, секущие кварц I и II, а также в некоторых случаях пирит. Размер выделений варьирует от 0,1.0,25 мм. Размер прожилков, как правило, не превышает 0,1-1.1,5 мм.
По данным рентгенолюминесцентного анализа изученные образцы кварца I и II из околорудноиз-мененных пород имеют несколько различную интенсивность свечения, а также характеризуются и различными центрами свечения.
Так, для кварца I свойственны отметки интенсивности свечения от 5.22 относительных единиц, в то время как для кварца II в среднем от 1.12 относительных единиц, такое различие интенсивности свечения, вероятно, связано с различными условиями образования, прежде всего с температурным режимом кристаллизации. Также, как было сказано выше, кварц I и II имеют различные центры свечения (рис. 3, а, б). Так, например, для кварца I весьма характерными являются полосы свечения в области 320.340 нм, а также в области 600.620 нм. Полоса свечения в области 320.340 нм отвечает наличию примесных элементов А1044-/Ма+, Li+, Н+[14]; в области 600.620 нм - наличию собственного центра экси-тонного типа (вакансия кислорода) [15].
Для кварца II наблюдается характерная полоса свечения лишь в области 280.300 нм, она характеризует наличие собственного центра экситонно-го типа (вакансия кислорода) [16, 17].
Серицит образует скрыточешуйчатые массы, находящиеся в тесном срастании с кварцем II генерации, и представляет собой кварц-серицито-вый агрегат, весьма редко образует самостоятельные выделения бледно-зеленого цвета. Также часто можно наблюдать случаи начинающегося замещения ранее образованных зерен хлорита серицитом, где в основном серицит замещает центральные части зерен хлорита, либо их периферию (рис. 4, а). Чешуйки серицита (также как и чешуйки хлорита), в основной массе пород, не имеют какой-либо ориентировки в распределении и распределены, как правило, хаотично. Размерность выделений колеблется от 0,001 до 0,05 мм. Минерал имеет широкое распространение и отмечается в кварц-серицитовых и кварц-хлорит-сери-
Рис. 3. Спектры РЛ-1 (исходных образцов) и РЛ-2 (после прокаливания) зерен кварца Стрижковского (083-1 РЛ-1, 083-1 РЛ-2, 083-2 РЛ-1, 083-2 РЛ-2) и Зареченского (016-1 РЛ-1, 028-1 РЛ-1, 016-1 РЛ-2, 028-1 РЛ-2, 016-2 РЛ-1, 028-2 РЛ-1, 016-2 РЛ-2, 028-2 РЛ-2) месторождений: а) спектры кварца I генерации; б) кварца второй генерации
Fig. 3. Spectrums of X-ray luminescence РЛ-1 (virgin samples) and РЛ-2 (after ignition) of quartz grains from Strizhkovsk deposit (083-1 РЛ-1, 083-1 РЛ-2, 083-2 РЛ-1, 083-2 РЛ-2) and Zarechensk deposit (016-1 РЛ-1, 028-1 РЛ-1, 016-1 РЛ-2, 028-1РЛ-2, 016-2РЛ-1, 028-2РЛ-1, 016-2РЛ-2, 028-2РЛ-2): a) spectrums of quartz of the I generation; b) spectrums of quartz of the II generation
цитовых породах как лежачего, так и висячего боков. Химический состав серицитов околорудноиз-мененных пород изученных месторождений довольно выдержанный, содержания основных окислов варьируют в следующих пределах: К20 7,92.8,79 мас. %, А1203 28,33.29,21 мас. %, 8Ю2 50,17.50,47 мас. %, М§0 2,90.3,13 мас. %, №20 0,33.0,48 мас. %.
Хлорит преимущественно распространен в породах лежачего бока. В околорудноизменных породах чешуйчатые и пластинчатые агрегаты хлорита размером от 0,0001 до 23 мм, особенно характерны для пород, образуемых по туфам кислого и основного состава, наименее распространен в метасоматитах висячего бока месторождений.
В исследуемых породах в основном наблюдаются зерна таблитчатого, реже призматического облика. Иногда по плоскостям спайности некоторых зерен хлорита можно наблюдать выделения
более поздних минералов, например, выделения рутила (рис. 4, б) или же единичные зерна сульфидов (сфалерита, халькопирита).
Согласно классификационной диаграмме [18], хлориты изученных околорудноизмененных пород (по соотношению Si к Feо6Щl/(Feо6Щl+Mg)) относятся к ряду клинохлор-пеннин (рис. 5). При этом хлориты Зареченского месторождения представлены переходной разностью ряда клинохлор-пеннин, в то время как хлориты Стрижковского месторождения представляют собой преимущественно чистый пеннин.
Для хлоритов околорудноизмененных пород Стрижковского и Зареченского месторождений был определен химический состав, рассчитаны кристаллохимические формулы и кристаллохи-мические характеристики [19]. Химический состав хлоритов изученных объектов весьма схож с химическим составом хлоритов околорудных по-
ШШГ{
4
> - %'
С hi
11
^ШШ я
" жх ■
4
Fjbf
Рис. 4. а) зерно хлорита с замещаемым по периферии и центру серицитом. Николи скрещены; б) хлорит с выделениями изо-метричных зерен рутила по плоскости спайности. Изображение BSE. Chl - хлорит; Ser - серицит; Qz I - кварц I генерации; Qz II - кварц II генерации
Fig. 4. а) the grain of chlorites with replaceable sericite on the periphery and in center. Nicols +; b) chlorite with secretions of isometric grains of rutile along the cleavage plane. BSE image. Chl - chlorite; Ser - sericite; Qz I - quartz of the I generation; Qz II -quartz of the II generation
род гидротермальных Си-РЬ^п месторождений в целом [20], где основными элементами в их составе являются М§, Fe, А1 и 81, а из примесных отмечается только Мп.
Рис. 5. Классификационная диаграмма хлоритов: 1 - Заре-ченского и 2 - Стрижковского месторождений. Составлена сучетом характеристик табл. 2
Fig. 5. Classification diagram of chlorites: 1 - from Zarechensk deposit and 2 - from Strizhkovsk deposit, composed together with characteristics from table 2
Таблица 2. Химический состав хлоритов околорудноизме-ненных пород Зареченского и Стрижковского месторождений, мас. % Table 2. Chemical composition of chlorites from wallrock-al-terated rocks of Zarechensk and Strizhkovsk deposits, wt. %
Компонент Component Хлориты (образцыl)/Сhlorites (samples)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
SiO2 33,20 33,06 33,54 33,85 33,25 33,15 32,96 32,82 32,52 32,76
AlA 17,91 19,19 18,27 20,11 20,55 17,78 17,71 17,73 17,68 17,70
FeO 3,64 3,61 3,61 4,94 4,24 11,40 11,41 11,39 11,37 11,42
MnO 0,36 0,42 0,48 0,53 0,31 0,57 0,60 0,58 0,59 0,61
MgO 33,94 33,63 31,17 30,02 30,15 27,65 27,5 27,48 27,46 27,63
Сумма Sum 89,05 89,97 87,07 89,18 88,5 90,55 90,18 90,00 89,62 90,12
Кристаллохимические формулы/Crystallochemical formulas
Si 6,34 6,36 6,27 6,60 6,30 6,61 6,55 6,52 6,44 6,51
Al (VIII) 0,35 0,53 0,29 0,86 0,60 0,70 0,63 0,59 0,50 0,59
Al (XII) 1,66 1,64 1,73 1,40 1,70 1,39 1,45 1,48 1,56 1,49
Fe 0,58 0,58 0,56 0,79 0,67 1,90 1,90 1,89 1,88 1,90
Mn 0,06 0,07 0,08 0,09 0,05 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10
Mg 9,66 9,64 8,69 8,25 8,52 8,22 8,15 8,13 8,10 8,19
Кристаллохимические характеристики/Crystallochemical characteristics
SAl 2,01 2,17 2,02 2,26 2,29 2,09 2,08 2,07 2,06 2,07
Fe/SFe+Mg 0,06 0,05 0,06 0,08 0,07 0,19 0,19 0,19 0,19 0,19
Fe+Mg 10,24 10,22 9,25 9,04 8,96 10,12 10,05 9,61 9,98 10,09
AlIVcor 1,70 1,68 1,77 1,46 1,75 1,52 1,57 1,61 1,69 1,62
T,°C 241 255 213 230 237 223 224 226 230 228
Примечание: расчет температур проводился по формуле McDowell, Elders, 1980 [23]. Образцы11-5 - хлориы околорудных метасоматитов Зареченского месторождения, 6-10 - хлориы околорудны:х метасоматитов Стрижковского месторождения.
Note: temperatures were calculated by the McDowell, Elders formula, 1980 [23]. Samples 1-5 are the chlorites of wallrock-altera-ted rocks from Zarechensk deposit, 6-10 are the chlorites of wal-lrock-alterated rocks from Strizhkovsk deposit.
С использованием полученных кристаллохи-мических характеристик, прежде всего с учетом А1 в четверной координации [21], по предложенным расчетным методикам [22-24] была вычислена температура образования хлоритов околорудно-измененных пород изученных месторождений (табл. 2).
Значения вычисленных температур варьируют в среднем от 220.250 °С, что вполне соответствует температурам образования хлоритов околорудных метасоматитов подобных месторождений Змеино-горского и смежных рудных районов, где температура их образования была определена по результатам изучения газово-жидких включений [25].
Рудная минерализация
Рудные минералы в изученных породах развиты незначительно, представлены пиритом, галенитом, сфалеритом, халькопиритом, при этом большее распространение среди них имеет пирит.
Пирит слагает 5.20 % от объема пород. Наибольшее его распространение отмечается в около-рудноизмененных породах лежачего бока месторождений, а максимальное характерно для пород, подвергшихся наименьшему изменению, и сохранивших реликтовый структурно-текстурный облик вмещающих пород - мелко-, среднезерни-стых туфов. Размер выделений зерен пирита варьирует от 0,025 до 0,2 мм.
Облик встречающихся кристаллов пирита несколько различен для Стрижковского и Заречен-ского месторождений. Так, для околорудноизме-ненных пород Стрижковского месторождения характерны пириты преимущественно кубического габитуса, реже, и в основном ближе к рудной части разреза, отмечаются кристаллы пентагондоде-каэдрического габитуса. В околорудноизменен-ных породах Зареченского месторождения встречаются пириты кубического габитуса, реже кристаллы, характеризующиеся комбинацией куба и октаэдра, а также комбинацией пентагондоде-каэдра с кубом [26]. Почти для всех кристаллов пирита изученных околорудноизмененных пород характерна параллельная штриховка, однако иногда можно встретить и штриховку послойного роста граней, которая отмечается в основном для кристаллов комбинации куба и октаэдра, реже для пентагондодекаэдрических кристаллов.
Часто пирит интенсивно раздроблен и разбит прожилками позднего кварца (кварца третьей генерации), также довольно часто можно наблюдать случаи замещения пирита более поздними сульфидами (преимущественно сфалеритом и галенитом).
Галенит и остальные сульфидные минералы (сфалерит и халькопирит) образуют редкую рассеянную вкрапленность преимущественно в кварц-серицитовых породах, слагают, как правило, 3.10 % объема пород. Размер выделения сульфидов варьирует от 0,001.0,15 мм. Они имеют свойственный им химический состав, однако отмечаются и некоторые особенности. Так, для сфалерита
Зареченского месторождения отмечается примесь Cd 0,8.1,1 вес. %, а для пирита Стрижковского месторождения - примесь N1 до 0,3 мас. %.
Барит имеет крайне ограниченное распространение и отмечен лишь в метасоматитах лежачего бока, образованных по туфам кислого состава [27]. Размер выделений колеблется от 0,003 до 0,025 мм. Отмечается в ассоциации с кварцем II. В химическом составе установлено наличие примеси Со до 0,12 мас. %.
Акцессорные минералы
Акцессорные минералы представлены цирконом, апатитом и рутилом. Встречаются эти акцессорные минералы во всех разновидностях около-рудноизмененных пород, представленных на изучаемых месторождениях, а именно в кварц-хло-рит-серицитовых, в кварц-серицитовых и кварц-хлоритовых разностях.
Циркон отмечается в виде короткостолбчатых, реже изометричных кристаллов (рис. 6, а) или их обломков, размером от 0,0002 до 0,35 мм. Для цирконов отмечена примесь НГО2: для Зареченско-го месторождения от 1,3 до 1,5 мас. %, для Стрижковского от 1,4 до 1,65 мас. %.
Апатит встречается в основном в виде мелких зернистых масс, реже в виде хорошо образованных одиночных призматических кристаллов в кварц-серицитовом агрегате (рис. 6, б). Размер зерен апатита 0,0001 до 0,2 мм. По химическому составу апатиты Зареченского и Стрижковского месторождений относятся к фторапатиту, с содержанием F 5,10.5,32 вес. %.
Рутил в виде столбчатых, часто изогнутых кристаллов, размером от 0,001 до 0,02 мм, зачастую образует плотные зернистые агрегаты в ассоциации с апатитом и кварцем II. Также зерна рутила были отмечены в ассоциации с апатитом по плоскостям деформационной отдельности в зернах хлорита. Для рутила Зареченского месторождения отмечается примесь Fe203 до 0,6 мас. %, для рутила Стрижковского месторождения отмечается примесь №205 до 1,5 мас. %.
Редкоземельная минерализация
Развита редкоземельная минерализация, минеральной формой которой являются монацит и ксенотим, в кварц-серицитовых и кварц-хло-рит-серицитовых породах, микрокварцитах, и менее всего в кварц-хлоритовых породах. Наибольшее распространение минералов редких земель отмечается в кварц-серицитовых породах. Монацит образует таблитчатые, призматические, реже изометрические кристаллы и сплошные зернистые агрегаты. В некоторых образцах можно встретить сростки короткопризматических кристаллов, образующих подобие игольчатых или звездчатых агрегатов (рис. 7, а). Ксенотим образует в основном сплошные мелкозернистые массы (рис. 7, б), и весьма редко единичные кристаллы призматического облика. Размер выделений монацита и ксенотима колеблется в пределах 0,001.0,05 мм.
В химическом составе монацита и ксенотима околорудноизмененных пород (табл. 3) Заречен-ского и Стрижковского месторождений наблюдаются некоторые отличия. Так, для монацитов За-реченского месторождения отмечается присутствие примеси ТЪ02 от 11,35 до 22,50 % (среднее 16,9 мас. %) и отсутствие примеси А1203, в то время как для монацитов Стрижковского месторождения примесь ТЪ02 не характерна, а А1203 варьирует от 0,8 до 1,86 мас. %, со средним содержанием 1,3 мас. %.
В химическом составе ксенотима Стрижков-ского месторождения в малых количествах присутствуют оксиды тория, урана и гольмия, в то время как для ксенотима Зареченского месторождения содержаний этих оксидов не установлены.
Распределение монацита и ксенотима неравномерное, их агрегатные скопления, а также единичные зерна отмечаются как в межзерновом пространстве кварц-серицитового агрегата, так и по границе между зернами пирита и кварц-сери-цитового агрегата, а также в виде тонких прожилков, разбивающих ранее образованные отдельные зерна и агрегаты апатита.
Рис. 6. Акцессорные минералыi околорудноизмененны:х пород: а) дипирамидальное зерно циркона в кварц-серицитовом агрегате; б) призматическое зерно апатита в кварц-серицитовом агрегате. Николи +
Fig. 6. Accessory minerals of wallrock-alterated rocks a) bipyramidal grain of zircon at quartz-sericite aggregate; b) prismatic grain of apatite at quartz-sericite aggregate. Nicols +
Рис. 7. Распределение редкоземельной минерализации в кварц-серицитовых породах: а) игольчатые выделения монацита между зерен кварца I и II генераций; б) выделения монацита и ксенотима между зернистыми агрегатами апатита и сфалерита. Изображение BSE. Ap - апатит, Mnz - монацит; Qz - кварц; Ser - серицит; Sp - сфалерит; Xtm - ксенотим
Fig. 7. Distribution of REE mineralization at quartz-sericite rocks: a) needle-like precipitate of monazite between quartz of the I and II generation; b) segregation of monazite and xenotime between granular aggregate of apatite and sphalerite. BSE image. Ap -apatite, Mnz - monazite; Qz - quartz; Ser - sericite; Sp - sphalerite; Xtm - xenotime
Таблица 3. Средний химический состав монацита и ксенотима околорудноизмененных пород Зареченского и Стрижковского месторождений, мас. % Table 3. The average chemical composition of monazite and xenotime of wallrock-alterated rocks from Za-rechensk and Strizhkovsk deposits, wt. %
Компонент Зареченское Стрижковское
Component месторождение Zarechensk deposit месторождение Strigkovsk deposit
Минерал Mineral Монацит Monazite Ксенотим Xenotime Монацит Monazite Ксенотим Xenotime
CeA 27,4 - 35,09 -
LaA 12,4 - 19,23 -
NdA 9,3 - 10,13 -
Y2O3 - 48,8 - 52,49
YbA - 2,7 - 3,07
P2O5 28,5 32,2 31,43 27,42
Gd2O3 - 3,9 - 3,21
DyA - 5,8 - 5,12
Sm2O3 - 0-2,0 - 0,77
Er2O3 - 0-3,9 - 3,48
ThO2 16,9 - - 1,81
UO3 - - - 1,59
Ho2O3 - - - 0,97
AlA - - 1,3 -
SO3 1,52 - 0,8 -
CaO 1,9 0-1,2 0,7 -
CoO - 0-0,45 - -
SiO2 3,09 - 1,84 -
Сумма/Sum 100,21 99,70 99,62 99,89
Детальное изучение минерального парагенезиса околорудных метасоматитов Стрижковского и Зареченского барит-полиметаллических месторождений, позволило сформировать представление о последовательности выделения минералов, слагающих эти породы. Так, на этапе формирования вмещающих пород нижнемельничной свиты (магматический этап) происходило выделение
кварца I генерации, циркона и апатита. В дальнейшем на сформированные вмещающие породы произошло наложение процесса метасоматическо-го замещения (с доминантой окварцевания), вызванного воздействием гидротермальных растворов (гидротермально-метасоматический этап). В результате чего происходило выделение кварца II генерации, хлорита, рутила, серицита, пирита, а также редкоземельной минерализации. В последующем, в ходе эволюции гидротермальных растворов, постепенно приобретавших металлогени-ческую нагрузку, происходило выделение сульфидных минералов (халькопирита, галенита, сфалерита, барита) а также, вероятно, и кварца III генерации.
Заключение
Анализ полученных данных позволяет сделать следующие выводы, в целом характеризующие околорудные метасоматиты Стрижковского и За-реченского месторождений. Изученные околорудные метасоматиты являются раннедевонскими до-рудными, гидротермальноизмененными породами, сформировавшимися в результате воздействия углекислотных растворов на вмещающие слаболитифицированные нижнедевонские вулка-ногенно-осадочные породы. Зоны их развития контролируются субширотными и субмеридиональными разрывными нарушениями, а также зонами рассланцевания.
Согласно классификационным признакам, разработанным В.А. Жариковым и др., изученные околорудноизмененные породы по их минеральному парагенезису ^+СЫ+8ег+Ру) можно отнести к бескарбонатной фации березитов [28]. Хотя иногда такие кварц-серицитовые метасоматиты выделяют в особую формацию, весьма характерную главным образом для колчеданных и колчеданно-полиметаллических месторождений [29].
Отсутствие же карбонатов в данных породах, вероятно, можно объяснить изначальной обеднен-ностью Са и М§ исходных замещаемых вулканитов, а также интенсивным выносом этих компонентов в процессе метасоматоза.
Изученные околорудноизмененные породы месторождений имеют нечетко выраженное зональное строение, где внутреннюю часть метасоматиче-ского ореола выполняют кварц-серицитовые породы, а внешнюю - кварц-хлорит-серицитовые и кварц-хлоритовые породы. Минеральный парагенезис околорудных пород изученных месторождений однотипный, основные минералы - кварц, хлорит, серицит и пирит, второстепенные - циркон, апатит, рутил, редкие - халькопирит, галенит, сфалерит, барит, а также монацит и ксено-тим. Проведенный комплекс исследований позволил выявить некоторые типоморфные особенности минералов изученных околорудных пород, в том числе и сходства и различия в химическом составе одних и тех же минеральных видов для ис-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чекалин В.М., Черных А.Ф., Беляев А.П. Морфология, генезис и закономерности размещения полиметаллических месторождений северо-западной части Рудного Алтая // Морфология, генезис и закономерности размещения минеральных образований Алтае-Саянской складчатой области и Сибирской платформы. - Новосибирск: Изд-во Наука, 1985. - С. 56-65.
2. Гаськов И.В. Особенности развития колчеданных рудномагма-тических систем в островодужных обстановках Рудного Алтая и Южного Урала. // Литосфера. - 2015. - № 2. - С. 17-39.
3. Кашин С.В., Молчанов А.В., Шатов В.В. Гидротермальные ме-тасоматические формации регионального распространения и их использование для прогнозирования скрытого колчедан-но - полиметаллического оруденения (на примере Змеиногорского рудного района, Рудный Алтай) // Региональная геология и металлогения. - 2013. - № 56. - С. 65-77.
4. Сравнительная морфотектоника внешних и внутренних структур Рудно-Алтайского мегапрогиба / О.М. Гринев, А.А. Страхов, К.В. Бестемьянова, Р.О. Гринев // Петрология магматических и метаморфических комплексов: Материалы VIII Всероссийской петрографической конференции с Международным участием. - Томск, 2016. - С. 118-132.
5. Туркин Ю.А. Особенности тектонического строения и геотектоническая позиция Рудного Алтая // Природные ресурсы Гонного Алтая: сборник научных трудов. - 2010. - Вып. 2. -C. 55-70.
6. Большой Алтай (геология и металлогения). Геологическое строение. Кн. 1 / под ред. Г.Н. Щерба. - Алма-Ата: РИО ВАК РК, 1998. - 304 с.
7. Гутак Я.М., Валиева Ф.Л., Мурзин О.В. Корбалихинская свита Рудного Алтая и проблема возраста Алейского метаморфического комплекса // 300 лет горно-геологической службе России: история горнорудного дела, геологическое строение и полезные ископаемые Алтая. - Барнаул: Изд-во АГУ, 2000. -С. 200-205.
8. Бестемьянова К.В., Гринев О.М. Минералого-геохимическая характеристика вкрапленных медных руд Западно-Стрижков-ского барит-полиметаллического месторождения (Рудный Алтай) // Вопросы естествознания. - 2015.- № 3 (7). - С. 13-16.
9. Reed S.J.B. Electron microprobe analysis and scanning electron microscopy in geology. - N.Y.: Cambridge University Press, 2005. - 189 p.
следуемых Зареченского и Стрижковского месторождения.
Температурный интервал формирования околорудных пород соответствует 220.250 °С, что вполне согласуется с теоретическими температурами формирования околорудных пород такой формации [28].
Таким образом, наличие подобных пород в исследуемом рудном поле или в смежных рудных полях и имеющих весьма близкие петрографо-минералоги-ческие характеристики к изученным авторами породам, могут являться поисковым признаком, указывающим на присутствие невскрытого барит-полиметаллического оруденения, наложенного на терриген-но-осадочно-туфогенные толщи девона. Пространственная локализация зон околорудных метасомати-тов в основном определяется разрывной тектоникой района, что упрощает поиск перспективных площадей с развитием скрытого оруденения.
Результаты получены в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки России.
10. Taylor C.M., Radtke A.S. Preparation and polishing of ores and mill products for microscopic examination and electron microprobe analysis // Econ. Geol. - 1965. - № 65. - P. 1306-1319.
11. Борозновская Н.Н., Быдтаева Н.Г., Корнева А.П. Люминесцентный анализ качества кварцевого сырья. - Томск: ЦНТИ, 2015. - 101 с.
12. Горжевский Д.И., Чекваидзе В.Б., Исакович И.З. Типы полиметаллических месторождений Рудного Алтая и их происхождение и методы поисков. - М.: Недра, 1977. - 197 с.
13. Gaft M., Reisfeld R., Panczer G. Modern luminescence spectroscopy of minerals and materials. - Berlin; New York: Springer, 2005. - 356 p.
14. Cathodoluminescence of quartz from sandstones: interpretation of the UV range by determination of trace element distribution and fluid-inclusion P-T-X properties in authigenic quartz / C. Demars, M. Pagel, E. Deloule, P. Blanc // Amer. Miner. - 1996. -V. 81. - P. 891-901.
15. Борозновская Н.Н., Быдтаева Н.Г. Люминесценция как индикатор микродефектности при оценке качества кварцевого сырья // Рудные месторождения, минералогия, геохимия. -Томск: ТГУ, 2003. - С. 12-27.
16. Cathodoluminescence and trace element zoning in quartz phenocrysts and xenocrysts / G.R. Watt, P. Wright, S. Galloway, C. McLean // Geochim Cosmochim Acta. - 1997. - № 61 (5). - P. 4337-4348.
17. Pagel M. Cathodoluminescence in geosciences. - Berlin; New York: Springer, 2000. - 514 p.
18. Hey M.H. A new review of the chlorites // Mineralogical magazine. - 1954. - № 30. - P. 277-292.
19. Кепежинскас К.Б. Статистический анализ хлоритов и их па-рагенетические типы. - М.: Акад. наук СССР, Институт геологии и геофизики. Сибирское отделение Наука, 1965. - 135 с.
20. Shikazono N., Kawahata H. Compositional differences in chlorite from hydrothermally altered rocks and hydrothermal ore deposit // Canadian Mineralogist. - 1987. - № 25. - P. 465-474.
21. Jiang W., Peacor D.R., Buseck P.R. Chlorite geothermometry-contamination and apparent octahedral vacancies // Clays and clay minerals. - 1994. - № 5. - P. 593-605.
22. De Caritat P., Hutcheon J., Walshe Jh.L. Chlorite geothermome-try // Clays and Minerals. -1993. - V.41. - № 2. - P. 219-239.
23. McDowell S.D., Elders W.A. Authigenic layer silicate minerals in borehole Elmore, Salton Sea geothermal field, California, USA // Contrib. Mineral. Petrol. - 1980. - V. 74. P. 293-310.
24. Kranidiotis P., MacLean W.H. Systematics of chlorite alteration at the Phelps Dodge massive sulfide deposit, Matagami, Quebec // Econ. Geol. - 1987. - V. 82. - P. 1898-1911.
25. Авдонин В.В. Структурно-морфологические типы и околорудные породы колчеданно-полиметаллических месторождений северо-западной части Рудного Алтая // Геология рудных месторождений. - 1980. - № 2. - С. 49-66.
26. Бестемьянова К.В. Околорудноизмененные породы барит-полиметаллических месторождений Змеиногорского рудного района (Рудный Алтай) // Байкальская молодежная научная конференция по геологии и геофизике. - Горячинск, 2015. -С. 190-194.
27. Бестемьянова К.В., Гринев О.М. Минеральный состав околорудных метасоматитов барит-полиметаллических месторож-
дений Змеиногорского рудного района (Рудный Алтай) // Новое в познании процессов рудообразования: Четвертая Российская молодежная школа с международным участием. - М.: ИГЕМ РАН, 2014. - С. 67-72.
28. Жариков В.А., Русинов В.Л., Маракушев А.А. Метасоматизм и метасоматические породы. - М.: Научный мир, 1998. -492 с.
29. Жариков В.А., Омельяненко Б.И. Некоторые проблемы изучения изменений вмещающих пород в связи с металлогениче-скими исследованиями // Изучение закономерностей минерализации при металлогенических исследованиях. - М.: Недра, 1965. - С. 119-124.
Поступила 01.07.2017 г.
Информация об авторах
Бестемьянова К.В., младший научный сотрудник лаборатории геохронологии и геодинамики Геолого-географического факультета Национального исследовательского Томского государственного университета.
Гринев О.М., кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры палеонтологии и исторической геологии Геолого-географического факультета Национального исследовательского Томского государственного университета.
UDC 553.242.4: 553.444
WALLROCK METASOMATITES OF BARITE-POLYMETALLIC DEPOSITS OF ZMEINOGORSK ORE DISTRICT (RUDNY ALTAI)
Ksenia V. Bestemianova1,
Oleg M. Grinev1,
1 National Research Tomsk State University, 36, Lenin Avenue Tomsk, 634050, Russia.
The relevance of the research is caused by depletion of mineral resources of the north-western part of Rudny Altai region. In this relation it is necessary to find new hidden objects of barite-polymetallic ores in this region. As wallrock-alterated rocks accompany inherently mineralization, their detailed study will allow predicting the presence of hidden polymetallic mineralization within Zmeinogorsk ore region. The main aim of the study is to determine petrographic, mineralogical and some genetic characteristics of the wallrock-alterated rocks from Zarechensk and Strizhkovsk barite-polymetallic deposits in the north-western part of Zmeinogorsk ore region (Rudny Altai). Research methods. The authors have carried out the comprehensive study of wallrock-alterated rocks, including characteristics of non-metal and ore mineralization on the polarizing microscope, besides the study of rocks and minerals by X-ray energy-dispersive microanalysis, X-ray luminescence, X-ray fluorescence (XRF) and atomic absorption analysis were investigated.
The results. The studied wallrock-alterated rocks from Zarechensk and Strizhkovsk barite-polymetallic deposits have similar mineral composition and belong to noncalcareous facies of beresites. The main rock-forming minerals are quartz, chlorite, sericite; secondary minerals include pyrite and in small amounts sulfides of ore step (sphalerite, galena, chalcopyrite), preferably in the form of veinlets; rare minerals are apatite, zircon, and rutile. The presence of rare earth mineralization was found out as well. Some typomorphic features of major, minor and rare minerals were fixed. The existence of three generations of quartz in the studied rocks and their luminescence centers were determined. Chlorite of the studied rocks, belonging to the range clinochlore - pennine, was used as a natural geothermo-meter for determining the approximate temperature range of wallrock-alterated rocks formation. The calculated temperature for chlo-rites from Zarechensk deposit was 210...240 °C and from those from Strizhkovsk deposit - 220...230 °C. Industrial contents of gold and silver were not identified in the studied rocks.
Key words:
Wallrock-alterated rocks, metasomatites, mineral assemblage, barite-polymetallic mineralization, Rudny Altai.
The research was carried out according to the government task of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation.
REFERENCES
1. Chekalin V.M., Chernykch A.F., Belyaev A.P. Morfologiya, genesis i zakonomernosti razmeshcheniya polimetallicheskikkh mes-torogdeny severo-zapadnoy chasti Rudnogo Altaya [Morphology, genesis and patterns of polymetallic deposits distributions in the northwestern part of the Rudny Altai]. Morfologiya, genesis i zakonomernosti razmescheniya mineralnyh obrazovanij Altae-Sa-yanskoj skladchatoi oblasti i Sibirskojplatform [Morphology, genesis and location regularites of mineral formation of the Altai-Sayan region and Siberian platform]. Novosibirsk, Nauka Publ., 1985. pp. 56-65.
2. Gaskov I.V. Specific features of pyrite ore-magmatic systems development in the island arc environments of Rudny Altai and Southern Urals. Litosfera, 2015, no. 2, pp. 17-39. In Rus.
3. Kashin S.V., Molchanov A.V., Shatov V.V. Gidrotermalnye meta-somaticheskie formatsii regionalnogo rasprostraneniya i ikh is-polzovanie dlya prognozirovaniya skrytogo kolchedanno-polime-tallicheskogo orudeneniya (na primere Zmeinogorskogo rudnogo raiona, Rudny Altay [Hydrothermal metasomatic formation of the regional distribution and their application to predict hidden pyrite-polymetallic mineralization (for example, Zmeinogorsk ore district, Rudny Altai)]. Regionalnaya geologiya i metallogeni-ya, 2013, no. 56, pp. 65-77.
4. Grinev O.M., Strahov A.A., Bestemyanova K.V., Grinev R.O. Sravnitelnaya morfotektonika vneshnikh i vnutrennkh struktur Rudno-Altayskogo megaprogiba [Comparative morphotectonics of external and internal structures of the Rudny Altai mega-
trough]. Petrologiya magmaticheskikh i metamorficheskikh kom-pleksov. Materialy VIII vserossiyskoy konferetsii s mezhdunarod-nym uchastiem [Proc. 8th science meeting. Petrology of magmatic and metamorphic complexes]. Tomsk, 2016. pp. 118-132.
5. Turkin Yu.A. Osobennosti tektonicheskogo stroeniya i geotekto-nicheskaya pozitsiya Rudnogo Altaya [The features of tectonic structure and geotectonic position of Rudny Altai]. Prirodnye res-ursy Gornogo Altaya, 2010. no. 2, pp. 55-70.
6. Scherba G.N. Bolshoy Altay [Great Altai (Geology and metalloge-ny)]. Book 1. Almaty, Gylym Publ., 1998, 304 p.
7. Gutak Ya.M, Valieva F.L., Murzin O.V. Korbolokhinskaya svita Rudnogo Altaya i problemy vozrasta Aleyskogo metamorfiche-skogo komplexa [Korbalikhinskaya suite of Rudny Altai and problem of the age of Aleisk metamorphic complex]. 300 let gorno-ge-ologicheskoj slugbe Rossii: istoriya gornorudnogo dela, geolo-gicheskoe stroenije ipoleznye iskopaemye Altaya [300 years of mi-ning-and-geological service of Russia: history of mining, geological structure and minerals of Altai]. Barnaul, 2000. pp. 200-205.
8. Bestemianova K.V., Grinev O.M. Mineralogical and geochemical characteristics of disseminated cooperish ores of the west-Strig-kovskoe barite-polymetallic deposit (Rudny Altai). The question of natural science, 2015, no. 3 (7), pp. 13-16. In Rus.
9. Reed S.J.B. Electron microprobe analysis and scanning electron microscopy in geology. N.Y., Cambridge University Press, 2005. 189 p.
10. Taylor C.M., Radtke A.S. Preparation and polishing of ores and mill products for microscopic examination and electron microprobe analysis. Econ. Geol., 1965, no. 65, pp. 1306-1319.
11. Boroznovskaya N.N., Bydtaeva N.G., Korneva A.P. Lyuminest-sentny analiz kachestva kvartsevogo syr'ya [Luminescent analysis of quality of raw quartz]. Tomsk, TsNTI Publ., 2015. 101 p.
12. Gorgevski D.I., Chekvaidze V.B., Isakovich I.Z. Tipy polimetal-licheskikh mestorozhdeny Rudnogo Altaya i ikh proiskhozhdenie i metody poiskov [Types of polymetallic deposits of Rudny Altai and their origin and research methods]. Moscow, Nedra Publ., 1977.197 p.
13. Gaft M., Reisfeld R., Panczer G. Modern luminescence spectroscopy of minerals and materials. Berlin; New York, Springer Publ., 2005. 356 p.
14. Demars C., Pagel M., Deloule E., Blanc P. Cathodoluminescence of quartz from sandstones: interpretation of the UV range by determination of trace element distribution and fluid-inclusion P-T-X properties in authigenic quartz. American Mineralogist, 1996, vol. 81, pp. 891-901.
15. Boroznovskaya N.N., Bydtaeva N.G. Luministsentsiya kak indikator mikrodefektnosti pri otsenke kachestva kvartsevogo syrya [Luminescence as micro defect structures indicator in assessing the quality of quartz]. Rudnye mestorozhdeniya, mineralogiya, geokhimiya. Tomsk, TGU Publ., 2003. pp.12-27.
16. Watt G.R., Wright P., Galloway S., McLean C. Cathodoluminescence and trace element zoning in quartz phenocrysts and xenoc-rysts. Geochimica and Cosmochimica Acta, 1997, vol. 61, no. 20, pp. 4337-4348.
17. Pagel M. Cathodoluminescence in geosciences. Berlin, Springer, 2000.514 p.
18. Hey M.H. A new review of the chlorites. Mineralogical magazine, 1954, no. 30, pp. 277-292.
19. Kepeginskas K.B. Statistichesky analiz khloritov i ikh paragenet-icheskie tipy [Statistical analysis of chlorite and its paragenetic types]. Moscow, Nauka Publ., 1965. 135 p.
20. Shikazono N., Kawahata H. Compositional differences in chlorite from hydrothermally altered rocks and hydrothermal ore deposit. Canadian Mineralogist, 1987, no. 25, pp. 465-474.
21. Jiang W., Peacor D.R., Buseck P.R. Chlorite geothermometry-contamination and apparent octahedral vacancies. Clays and clay minerals, 1994, no. 5, pp. 593-605.
22. De Caritat P., Hutcheon J., Walshe Jh.L. Chlorite geothermome-try. Clays and Minerals, 1993, vol. 41, pp. 219-239.
23. McDowell S.D., Elders W.A. Authigenic layer silicate minerals in borehole Elmore, Salton Sea geothermal field, California, USA. Contrib. Mineral. Petrol., 1980, vol. 74, pp. 293-310.
24. Kranidiotis P., MacLean W.H. Systematics of chlorite alteration at the Phelps Dodge massive sulfide deposit, Matagami, Quebec. Econ. Geol, 1987, vol. 82, pp. 1898-1911.
25. Avdonin V.V. Strukturno-morfologicheskie tipy i okolorudnye porody kolchedanno-polimetallicheskikkh mestorozhdeny severo-zapadnoy chasti Rudnogo Altaya [Structural -morphological types and wallrock-alterated rocks of pyrite-polymetallic deposits in the northwestern part of the Rudny Altai]. Geologiya rudnykh mestorozhdeny, 1980, no. 2, pp. 49-66.
26. Bestemyanova K.V., Grinev O.M. Okolorudnoizmenennye porody barit-polimetallicheskikh mestirogdeny Zmeinogorskogo rudnogo raiona (Rudny Altai) [Wallrock-alterated rocks from barite-polymetallic deposits of Zmeinogorsk ore district (Rudny Altai)]. Baikalskaya molodezhnaya nauchnaya konferentsiya po geologii i geofizike [Baikal Youth Scientific Conference on Geology and Geophysics]. Goryachinsk, 2015. pp. 190-194.
27. Bestemyanova K.V., Grinev O.M. Mineralny sostav okolorydnykh metasomatitov barit-polymetallicheskikh mestorozhdeny Zmei-nogorskogo rudnogo raiona (Rudny Altai) [Mineralogical composition of wallrock-alterated rocks of barite-polymetallic deposits at Zmeinogorsk ore district]. Novoe vpoznaniiprotsessov rudoob-razovaniya: Materialy chetvertoy rossyskoy molodezhnoy shkoly s mezhdynarodnym uchstiem [New knowledge in mineralization. Proc. of the Fourth Russian Youth School with international participation]. Moscow, 2014. pp. 67-72.
28. Zharikov V.A., Rusinov V.L., Marakushev A.A. Metasomatizm i metasomaticheskie porody [Metasomatism and metasomatic rocks]. Moscow, Nauchny mir Publ., 1998. 492 p.
29. Zharikov V.A., Omelyanenko B.I. Nekotorye problemy izucheni-ya izmeneny vmeshchayushchikh porod v svyazi s metalloge-nicheskimi issledovaniyami [Some problems of studying changes in the host rocks in relation to metallogenic studies]. Izuchenie zakonomernostei mineralizatsii pri metallogenicheskikh issledo-vaniyakh [The research of mineralization regularities in metallogenic studies]. Moscow, Nedra Publ., 1965. pp. 119-124.
Received: 1 July 2017.
Information about the authors
Ksenia V. Bestemianova, junior researcher, National Research Tomsk State University. Oleg M. Grinev, Cand. Sc., associate professor, National Research Tomsk State University.
