CC BY
181
А
УДК 553.3 (571.55)
Федорова Анна Анатольевна
Fedorova Anna
Чернышова Надежда Евгеньевна
Chernyshova Nadezhda
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАСОМАТИЧЕСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ И РУД НА БЫСТРИНСКОМ ЗОЛОТО-ЖЕЛЕЗО-МЕДНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ
PECULIARITIES OF METASOMATIC BODIES AND ORES FORMATION AT GOLD-IRON-COPPER DEPOSIT BYSTRINSKOYE OF EASTERN TRANSBAIKALIA
Установлена последовательность формирования Быстринского месторождения золото-железо-медных руд. Показана связь рудно-метасоматических образований с магматизмом, определена роль даек в формировании основного золото-медного оруденения. Выделены типы ме-тасоматитов. Определен основной промышленный золото-железо-медный скарновый тип оруденения при незначительном развитии медно-порфирового
Sequence of formation of Bystrinskoyegold-iron-copper deposit is established. The article shows relation of ore metasomatic bodies with magmatic associations, the role of dykes in formation of the main gold-copper mineralization is defined. The types of metasomas are marked out. The main industrial gold-iron-copper skarn type of mineralization is defined under minor development of copper-porphyritic mineralization
Ключевые слова: магматизм, руднометасоматиче- Key words: magmatic association, ore metasomatic bodies, ские образования, скарны, золото-медное оруденение skarns, gold-copper mineralization
Существенную роль в добыче и ресурсном потенциале золота и меди в мире играют месторождения медно-рудного профиля: медно-молибден-порфировые и
медно-скарновые. Задачи по выявлению и оценке месторождений этой группы становятся крайне актуальными и для Восточного Забайкалья, на территории которого они получили распространение. Применительно к Восточ-
ному Забайкалью образование большинства месторождений данного профиля связывается с позднемезозойским этапом тектономагмати-ческой активизации и орогенеза, в процессе которых были сформированы сложные вулка-но-плутонические комплексы и многочисленные (широкого спектра по составу) малые «порфировые» интрузии. На примере Быст-ринского месторождения рассмотрим специ-
фику и общие особенности формирования метасоматических образований и оруденения, связанных с развитием рудно-магматической системы.
Площадь месторождения находится в пределах Аргунской структурно-формационной зоны, приуроченной к Монголо-Охотскому дислокационному поясу. Тектоническое положение рудного поля определяется приуроченностью к зоне пересечения глубинного Урюмкан-Будюмканского разлома с Нерзаводско-Сретенским скрытым разломом фундамента -важной рудоконтролирующей структуры.
Месторождение характеризуется сложностью становления, обусловлено длительностью магматической и связанной с ней гидро-термально-метасоматической деятельностью.
Начальный этап формирования связан с внедрением массива диоритов первой фазы шахтаминского комплекса р2-э). В результате контактового метаморфизма были ороговико-ваны вмещающие терригенные породы, мра-моризованы и скарнированы карбонатные толщи.
Дальнейшие преобразования связаны с внедрением «дополнительных» интрузий гра-нодиоритов второй фазы шахтаминского комплекса в уже раскристаллизовавшиеся диориты, что приводило к их частичной (очаговой) метасоматической гранитизации. Завершался магматический цикл формированием дайково-го комплекса.
Рудообразование непосредственно связано с магматической деятельностью и также протекало в течение длительного времени, определяясь различными факторами.
Ранней и довольно слабо проявленной на месторождении рудогенерирующей стадией является фельдшпатолитизация, несущая молибденовую минерализацию. Генетически она связана с процессом гранитизации и обусловлена высокотемпературными субщелочными растворами.
Основная масса рудно-метасоматичес-ких 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 скарни-руются.
Дайковая серия начинается внедрением даек диоритовых порфиритов, которые в рудо-генезе играли ключевую роль. Их становление сопровождалось активной гидротермально-метасоматической деятельностью, в результате которой интенсивному метасоматическому преобразованию были подвергнуты контактовые части вмещающих пород, а также эндо-контактовые части диоритов и самих диоритовых порфиритов. В конечном итоге, были сформированы разнообразные метасоматиче-ские породы: эндо- и экзоскарны, актинолито-вые калишпатиты и альбититы. Более поздние дайки, с которыми также связаны поздние этапы рудообразования, представлены гранодио-рит-порфирами и гранит-порфирами.
Скарны на месторождении формировались в три стадии. В зависимости от температуры генерирующих гидротермальных растворов выделяются высоко-, средне- и низкотемпературные скарны. Высокотемпературные скарны являются слабо рудоносными, основная масса руды приурочена к средне- и низкотемпературным скарнам и актинолитовым ка-лишпатитам.
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 скар-
ны, в которых в незначительном количестве может присутствовать волластонит. По доломитам формируются существенно пироксено-вые скарны, содержащие незначительное 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, пре-нита. 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
3 (с-103, 26 м)
основном, из пироксена, граната и небольшого количества акцессорных минералов.
Среднетемпературные скарны (рис. 1) образуются при понижении температуры скар-нирующих растворов. Пространственно они совпадают с высокотемпературными скарнами, часто 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, а чаще входит в состав среднетемпературных скарнов, наряду с такими минералами, как ортит и клиноцоизит.
2 (с-106, 90 м)
4 (с-103, 18 м)
5 (с-408, 36,2 м) 6 (к-62, 187 м)
Рис. 1. Метасоматиты рудного этапа минералообразования:
1-6 - метасоматиты рудного этапа: 1 - фельдшпатолитизированный гранодиорит, замещение вторичным калишпатом (а) раннего плагиоклаза (в). Увеличение 15, николи +; 2 - альбитит с вкрапленностью халькопирита (чёрное), альбит (а), эпидот (в). Увеличение 120, николи +; 3-4 - актинолитовые калишпатиты с вкрапленностью пирита и халькопирита (чёрное), калишпат (а), актинолит (в), сфен (с). 3 - увеличение 30, николи //; 4 - увеличение 30, николи +; 5 - березит высокотемпературный; 6 - турмалинсодержащий высокотемпературный березит, кварц (а), серицит-карбонатный агрегат (в), турмалин (с). Увеличение 30, николи +
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 крупно пластинчатый. Из других нерудных минералов в низкотемпературных скарнах отмечаются в незначительных количествах тальк и хлорит.
Актинолитовые калишпатиты развиваются по алюмосиликатным породам, включая и магматические. Формируются они в результате действия тех же субщелочных растворов, что вызывали среднетемпературное скарнирова-ние, поэтому эти два типа метасоматитов пространственно совмещены. В состав актиноли-товых калишпатитов входят калиевый полевой шпат и актинолит, в качестве акцессорных ми-
нералов присутствуют сфен и апатит. Количественные соотношения главных минералов и их распределение в породе варьируют в значительных пределах.
Полнопроявленные метасоматиты этого типа образуются в местах интенсивной тектонической проработки, где исходный материал, предварительно дезинтегрированный, обильно прорабатывался растворами. Благодаря этому, они содержат значительные количества продуктивных рудных минералов. При площадном распространении этих метасоматиче-ских изменений, где первичные минералы лишь частично замещены новообразованными, рудная минерализация практически отсутствует.
Альбитизация проявлена в терригенных образованиях и вулканогенных породах. Она вызывается субщелочными растворами,
имеющими натровый уклон и меньшую температуру, чем растворы актинолитовой калишпа-тизации. Альбититы часто развиваются по зо-
нам катаклаза и милонитизации в уже изменённых породах, чаще в актинолит-кали-шпатизированных. В состав альбититов входят альбит (преобладает), хлорит, сфен-лейкоксен, иногда может присутствовать эпи-дот. Содержание рудных минералов в них варьирует от богатого до полного отсутствия.
Перечисленные изменения вызывались растворами, сопровождавшими внедрение даек диоритовых порфиритов.
Растворы, сопутствующие дайкам гра-нодиорит-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 грано-диорит-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 зональный характер: внешние зоны обогащены мелкочешуйчатым зелёным биотитом и калишпатом, внутренние сложены серицит-мусковитом, кварцем, турмалином и карбонатом. Формированием бере-зитов 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 изложенному, главным образом, с периода скар-нообразования и завершившийся низкотемпе-
ратурными 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, но не подчиняется последней полностью. В отличие от продуктов гидротермально-метасоматических изменений, рудообразующие минеральные ассоциации телескопируются, что выражено, в частности, в широком развитии переходных парагенезисов рудных минералов. При этом устанавливается как наложенность той или иной ассоциации на определенный тип метасоматических 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-метасоматичес-кой 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:
- флогопит-серпентин-(борнит-пирротин-халькопирит-)-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);
- кварц- карбонатной с пиритом и марказитом.
Общая последовательность рудообра-зования месторождения включает в себя следующие стадии (от ранних к поздним):
1) кварц-калишпат-молибденитовая (MdI);
2) гематит-магнетитовая;
3) шеелит-молибденитовая (MdII);
4) халькопирит (CpI) -(борнит)- пирроти-новая с золотом (AuI);
5) золото (АиИ)-халькопиритовая (CpII)-основная продуктивная;
6) золото (АиШ)-полисупьфидная (CpIII)-продуктивная;
7) золото (AuIV)—полиметаллическая с халькопиритом (CpIV);
8) марказит-пиритовая.
Многогенерационность халькопирита
(CpI- CpIV), золота (AuI- AuIV), 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 переотлагались в других местах.
Основной объем руд месторождения об-
1 (с-309, 56 м; *60)
разован минералами магнетитового и халько-пиритового парагенезиса. Промышленное зо-лото-железо-медное оруденение пространственно связано с разнотемпературными скарнами.
В зависимости от характера метасома-тических процессов образуются те или иные типы оруденения.
С кварц-полевошпатовыми метасомати-тами связаны вкрапленные и прожилково-вкрапленные руды шеелит-молибденитового состава.
Участки, выделенные в пределах месторождения, являются примером вовлечения скарновых магнетитовых руд в процесс становления рудно-магматической системы. Маг-нетитовое оруденение накладывается на высокотемпературные скарны, при этом происходит отложение основной массы магнетита, гематита и части пирита. Размещение магнети-товых руд в пределах скарновых зон определяется предпочтительной приуроченностью к экзоскарновым зонам, где образуются массивные руды. Эндоскарны и околоскарновые породы менее благоприятны, поэтому содержат бедные магнетитовые руды вкрапленной и прожилково-вкрапленной текстуры.
Основной продуктивной минеральной ассоциацией в рудах является золото-халькопиритовая (рис. 2). Наиболее богатое оруденение, давшее промышленные скопления меди и золота, отмечается в магнетито-вых, средне- и низкотемпературных скарнах.
2 (опытный карьер; *60)
3 (с-138, 407,5 м; х120)
5 (с-319, 284 м; х120)
4 (с-103, 163 м; х180)
6 (с-401, 59,6 м; х120)
Рис. 2. Типичные минеральные ассоциации и последовательность минералообразования в первичных рудах Быстринского месторождения:
1 - халькопирит-магнетитовая; 2-4 - пирит-халькопирит-магнетитовая золотосодержащая; 5 - пирит-халькопиритовая золотосодержащая; 6 - халькопирит-борнит-магнетитовая (ярко-желтое - золото, желтое - халькопирит, светло-желтое - пирит, желто-коричневое - борнит, серое - магнетит)
С высокотемпературными березитами связаны преимущественно золото-халькопири-товая, золото-полисульфидная и золото-полиметаллическая минеральные ассоциации. При пространственном совмещении этих ассоциаций образуются руды с содержаниями таких полезных компонентов, как медь, 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-халькопи-ритовыми.
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 золотомедных руд к магнетитовым 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 осложнены разломами и зонами милонитиза-ции, часть из которых имеет дорудное заложение. Рудная минерализация месторождения контролируется трещинной тектоникой. В пределах тектонически нарушенных зон, совпадающих с интенсивной метасоматической проработкой пород, сконцентрировано промышленное золото-железо-медное оруденение. При этом золото-медное оруденение преиму-
Коротко об авторах_______________________________
Федорова А.А., аспирантка, Читинский государственный университет (ЧитГУ) служ. тел.: 233-159, 353-158
Научные интересы: минералогия руд Забайкалья
Чернышова Н.Е., аспирантка, Читинский государственный университет (ЧитГУ) служ. тел. 233-159, 351-208.
щественно развито в скарнах, меньше - в бе-резитах (гранодиорит-порфирах и гидротермальных брекчиях по гранодиорит-порфирам). Изложенные факты свидетельствуют о том, что основным промышленным типом руд месторождения является железо-медный 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-метасомати-ческой зональностью.
В заключение отметим, что охарактеризованное месторождение относится к сложной рудно-магматической системе, содержащей промышленный золото-железо-медный скар-новый тип оруденения, а также пользующийся незначительным развитием медно-порфировый.
_____________________________Briefly about authors
Fedorova A., graduate, Chita State University (ChSU)
Scientific interests: mineralogy of Trans-Baikal ores
Tchernyshova N, graduate, Chita State University (ChSU)
Научные интересы: магматизм, метасоматоз рудных Scientific interests: magmatism, metasomatism of ore deposits месторождений
