CC BY
15
СТРОЕНИЕ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УДК 553.493'44 (575.1)
Редкометалльно-полиметаллическое оруденение Кошмансайского рудного поля (Восточный Узбекистан)
Rare metal-polymetallic mineralization of Koshmansay ore field (Eastern Uzbekistan)
Ежков Ю. Б., Рахимов Р. Р., Холиёров А. Т., Тошметов У. Х.
Кошмансайское рудное поле расположено в южной части гранитоидного Чаткальского батолита, в бассейне р. Кошмансай. Вмещающая среда гранитои-дов - карбонатные нижнекаменноугольные отложения, подвергнутые прежде всего интенсивному скар-нированию. В геологическом строении скарнового редкометалльно-полиметаллического месторождения Кошмансай принимают участие осадочно-метамор-фические породы, вулканиты и гранитоиды.
В распределении рудообразующих и сопутствующих элементов определённую роль играет их морфо-генетический тип. Так, в биметасоматических скарнах в минералах больше накапливаются Си, Zn, Те, Т1, Ge, в инфильтрационных скарнах - Ag, РЬ, В^ Cd, Sb, Со. Сульфидная полиметаллическая минерализация в скарнах ассоциирует с кварцем и кальцитом.
Кошмансайское рудное поле обладает отчётливой геохимической зональностью, подразделяясь на Кошмансайское редкометалльно-полиметаллическое месторождение на верхних уровнях и Нижнекош-мансайское редкометалльно-медное рудопроявление на нижних. Тем не менее рудные тела формировались в сходной термодинамической обстановке, что позволяет рассматривать рудное поле как единую геохимическую аномалию.
Вертикальная геохимическая зональность ореолов рудообразующих элементов позволяет предположить расширение перспектив месторождения на глубину.
Ключевые слова: свинец, цинк, медь, висмут, вольфрам, серебро, скарн, роговики, изоконцентра-ции элементов, месторождение Кошмансай.
Ezhkov Yu. B., Rahimov R. R., Holiyorov A. T., Toshmetov U. H.
The Koshmansai ore field is located in the southern part of the granitoid Chatkal batholith, in its apical ledge and exocontact zones, in the Koshmansai river basin. The host environment of the granitoids is Lower Carboniferous carbonate rocks, which were primarily affected by intensive skarnification. Sedimentary-metamorphic and volcanics rocks and granitoids constitute the geological structure of the skarn rare-metal-polymetallic Koshman-sai deposit.
In the distribution of ore-forming and associated elements in the mineral phases of skarn orebodies, their morphogenetic type plays a certain role. Thus, in bi-metasomatic skarns, minerals accumulate more Cu, Zn, Ni, Te, Tl, Ge. In infiltration skarns, these are Ag, Pb, Bi, Cd, Sb, Co. Sulfide polymetallic mineralization in skarns is associated with quartz and calcite.
The Koshmansai ore field has a distinct geochemical zoning, which can be subdivided into the Koshmansai ra-re-metal-polymetallic deposit at the upper levels of the ore field and the Nizhnekoshmansai rare-metal-copper ore occurrence at its lower levels. Nevertheless, orebo-dies formation proceeded in a similar thermodynamic environment, in the conditions of upper shielding at low temperature gradients, which makes it possible to consider the ore field as a single geochemical anomaly. The vertical geochemical zoning of ore-forming element halos determined by their concentration at the lower section levels of the Koshmansai deposit skarn orebodies suggests the expansion of its prospects in depth.
Keywords: lead, zinc, copper, bismuth, tungsten, silver, skarn, hornfelses, isoconcentrations of elements, Kosh-mansai deposit.
Для цитирования: Ежков Ю. Б., Рахимов Р. Р., Холиёров А. Т., Тошметов У. Х. Редкометалльно-полиметаллическое оруденение Кошмансайского рудного поля (Восточный Узбекистан). Руды и металлы. 2021. № 4. С. 60-74. DOI: 10.47765/08695997-2021-10028.
For citation: Ezhkov Yu. B., Rahimov R. R., Holiyorov A. T., Toshmetov U. H. Rare metal-polymetallic mineralization of Koshmansay ore field (Eastern Uzbekistan). Ores and metals, 2021, № 4, pp. 60-74. DOI: 10.47765/0869-5997-2021-10028.
Кошмансайское рудное поле расположено в южной части гранитоидного Чаткальского батолита, в его апикальном выступе и экзо-контактовых зонах, в бассейне р. Кошмансай (рис. 1). Вмещающая среда гранитоидов - карбонатные нижнекаменноугольные отложения, подвергнутые в первую очередь интенсивному скарнированию. Рудное поле вытянуто более чем на 10 км в северо-западном направлении, с размещением на его юго-восточном фланге скарново-рудных тел месторождения Кошман-сай, а на северо-западном - подобных же тел Нижнекошмансайского рудопроявления.
Геолого-структурное положение и кон-тактово-метасоматические преобразования. Геология рудного поля и вещественный состав руд ранее изучались В. Н. Пузиковым, В. Н. Аполлоновым, А. Я. Лаухиным [3], Т. М. Ма-цокиной [4] и др. В настоящем же исследовании мы освещаем результаты проведённого ми-нералого-геохимического опробования практически всего Кошмансайского рудного поля, а данные по изучению эндогенных ореолов рассеяния рудных и редких элементов приведены главным образом в пределах собственно скарнового редкометалльно-полиметалличе-ского месторождения Кошмансай.
Анализ распределения свинцово-цинково-го оруденения в рудном поле показывает снижение интенсивности оруденения от месторождения Кошмансай к Нижнекошмансай-скому рудопроявлению. Считается, что при почти полной идентичности состава вмещающих пород на всём протяжении рудного поля наиболее вероятная причина этого явления в скарнах - различные масштабы рудообразую-щих процессов на разных глубинах его формирования: месторождение Кошмансай расположено на отметках 2400-2600 м, а Нижне-кошмансайское рудопроявление - 1500-1600 м. В связи с естественными условиями рельефа рудное поле оказалось обнажено на глубину около 1000 м, что подтверждается сменой отложений верхней части разреза, вскрытых на месторождении Кошмансай, отложениями его нижней части на площади Нижнекошмансай-ского рудопроявления. В геологическом строении скарнового редкометалльно-полиметал-
лического месторождения Кошмансай принимают участие осадочно-метаморфические породы, вулканиты и гранитоиды. Серые и светло-серые, средне- и толстослоистые относительно чистые мраморизованные известняки визейского яруса нижнего карбона слагают в основном левый борт р. Кошмансай и в виде провесов кровли интрузии размещаются на водоразделе между реками Кошмансай и Ар-папая. Суммарная мощность известняков не превышает 350-450 м. В средней части разреза залегает горизонт зеленовато-серых тонкослоистых кремнистых известняков с маломощными, до 5-6 см, прослойками волласто-нита. Мощность горизонта 90-100 м.
Вулканиты С1п-С2Ь1 (видимо, их покровная часть) несогласно перекрывают известняки и слагают водораздельную часть хребта Ташкес-кен и его северные склоны. В составе вулканитов известны туфы, тёмно-серые порфириты, фельзит-порфиры, диабазовые и плагиокла-зовые порфириты.
Крупно- и среднезернистые адамеллиты, мелкозернистые лейкократовые граниты, гра-носиениты и сиенодиориты - эндоконтактовые фации и дополнительные интрузии кислых гранитоидных дифференциатов Чаткальско-го интрузива. Среди жильных пород известны диоритовые порфириты, гранит-гранодиорит-и адамеллит-порфиры, лампрофиры, диабазовые порфириты и фельзит-порфиры.
Простирание даек в основном северо-западное, падение северо-восточное (75-85°), реже наблюдаются дайки с северо-восточным простиранием и крутым падением на северо-запад (85-90°).
На площади месторождения известняки образуют асимметричную складку северо-восточного простирания с пологопадающим северо-восточным крылом (10-15°) и крутопадающим северо-западным (70-90°). Свод антиклинали обнажён в верховьях сухого Скального сая.
Дизъюнктивные нарушения проявляются главным образом в виде небольших разломов и трещин, маркируются дайками, полосами гидротермальных изменений и зонами брек-чированных пород.
Руды и металлы № 4/2021, с. 60-74 / Ores and metals № 4/2021, р. 60-74 DOI: 10.47765/0869-5997-2021-10028
1
'¡11
13 14
Е1
5 15
6 7 * x X 8 + + 9 + +
10
Рис. 1. Геологическая карта редкометалльно-полиметаллического месторождения Кош-мансай:
1 - четвертичные отложения (<3); нижнекаменноугольные отложения: 2 - средне- и крупнозернистые мраморы (С^г), 3 - мраморизованные слоистые известняки с кремнистыми желваками и прослоями волластонита (С1и3ак), 4 - доломитизированные известняки и доломиты (С^ы^), 5 - эпидот-кварц-вол-ластонитовые роговики (С-1_и3Щ2); интрузивные образования: 6 - фельзит-порфиры (УС35), 7 - диабазовые порфириты (6С34), 8 - гранодиорит-адамеллит-порфиры (У6рС33), 9 - мелкозернистые граниты и гранит-порфиры (УС32), 10 - крупнозернистые биотитовые граниты (УС3Х); 11 - скарновые тела безрудные; 12 - скарново-рудные тела; 13 - разрывные нарушения; 14 - штольня; 15 - скважины
Fig. 1. Geological map of the Koshmansai rare-metal-polymetallic deposit:
1 - Quaternary deposits (Q); Lower Carboniferous deposits: 2 - medium- to coarse-grained marbles (C1v2it), 3 -marbled laminated limestone with siliceous nodules and wollastonite bands (CjV3ak), 4 - dolomitized limestone
and dolomite (C1v3ug1), 5 - epidote-quartz-wollastonite hornfels (C1v3ug2); intrusive rocks: 6 - felsic porphyries
(YC35), 7 - diabase porphyrites (8C34), 8 - granodiorite-adamellite porphyries (Y8pC33), 9 - fine-grained granite
and granite porphyries (YC32), 10 - coarse-grained biotite granites (YC31); 11 - barren skarn bodies; 12 - skarn
orebodies; 13 - faults; 14 - adit; 15 - drillholes
3
4
Руды и металлы № 4/2021, с. 60-74 / Ores and metals № 4/2021, р. 60-74
DOI: 10.47765/0869-5997-2021-10028
В пределах месторождения выделяются контактово-биметасоматические и инфильтра-ционно-метасоматические типы известковых скарнов. Биметасоматические скарны размещаются: на контактах мраморов и мраморизо-ванных известняков с гранитоидами; дайками гранодиорит- и гранит-порфиров в межфор-мационных нарушениях на контакте мрамо-ризованных известняков с кислыми вулканитами. Инфильтрационные скарны развиваются вдоль зон тектонических нарушений (жи-лоподобные тела) и на участках пересечения различных систем трещин или небольших разломов (трубчатые тела).
Рудовмещающие породы - пироксеновые и гранат-пироксеновые скарны, тогда как гранатовые, эпидотовые и волластонитовые практически безрудны; слабо минерализованы из-вестково-силикатные роговики. Форма оруде-нелых скарнов разнообразна и определяется рудолокализующими структурами. Размеры изменяются в широких пределах: длина от 22 м до 1 км, мощность от 1 до 60 м. У трубчатых тел площадь выхода от 50 до 200 м2.
На месторождении выделяются следующие типы минерализации:
• безводные алюмосиликаты (гранаты, пи-роксены, волластонит, родонит, шеелит);
• гидротермально-метасоматические преобразования скарнов (амфиболы, эпидоты, др.);
• железооксидная (магнетит, гематит);
• кварцево-карбонатно-сульфидная. Текстура руд вкрапленная, прожилково-
вкрапленная и прожилковая с переходами в петельчатую и такситовую. Структура интер-стиционная, аллотриоморфнозернистая и гип-пидиоморфнозернистая. Почти во всех скар-ново-рудных телах преобладают алюмосиликаты, объём которых не превышает 60-70 % от общей массы, а также карбонат и кварц, объём которых обычно достигает 20 %.
Состав и характер минерализации определяются минералого-геохимическими особенностями вмещающей среды - в известняках образуются известковые скарны (Мп-диопсид-салит, Мп-геденбергит, гроссуляр-андрадит и др.), для алюмосиликатов и некоторых сульфидов характерна повышенная примесь мар-
ганца и железа; иногда наблюдается марганцовистый минерал - родонит. В мезотермаль-ном диапазоне формирования сульфидного и оксидного оруденения характерный жильный минерал - кварц.
Сульфидная полиметаллическая минерализация в скарнах ассоциирует с кварцем и кальцитом, она наиболее обильна и разнообразна в рудах собственно месторождения Кош-мансай. Здесь возникают скопления сплошных сульфидов типа колчеданных руд, для которых характерны также различные суль-фосоли. Геохимия руд выделяется примерно равным соотношением свинца и цинка. Сфалерита и галенита обычно больше, чем дисульфидов железа. Медь, отчасти висмут образуют повышенные концентрации только в единичных рудных телах, иногда в них отмечается также довольно высокая концентрация серебра (вплоть до образования его самостоятельных минералов - акантита и др.).
Гранитоидные породы, включая и жильные образования, весьма незначительно затронуты контактово-метасоматическими процессами, которые, как правило, представлены маломощными зонками скарнированных пород. В них фиксируются эпидот, гранат и тремолит, из вторичных - обильные кварц, карбонат, хлорит.
Собственно контактовые изменения существенно чистых известняков состоят лишь в их интенсивной перекристаллизации с изменением текстурно-структурных особенностей. Вблизи контактов и зон трещиноватости это кристаллические мраморы, обычно осветлённые, обладающие гранобластовой структурой; с удалением от контактов породы слабо мра-моризованы и представлены часто неравно-мернозернистыми известняками. Метаморфи-зованные в различной степени карбонатные породы характеризуются магнезиальной новообразованной ассоциацией: форстерит, хонд-родит, гумит (клиногумит), диопсид, шпинель, тремолит, тальк, флогопит. Среди них устойчиво оформляются в пространстве ассоциации: форстерит, хондродит, диопсид, тальк; диопсид, хондродит, форстерит (шпинель), тальк; форстерит, тремолит, кварц (доломит).
Наиболее внешние части ореола контактового метаморфизма отличаются наличием единичных тремолита, гидромусковита, флогопита, кварца и доломита. Прослои мергелистых и кремнистых известняков преобразованы в полосчатые силикатные и извест-няково-силикатные роговики. Они слагают достаточно широкую зону отчётливо полосчатых роговиков, состоящих из тонкозернистых, тонкополосчатых, часто перемежающихся прослоев различного состава: кальцит-эпидот-волластонит-кварцевого, волластонит-пирок-сен-кварцевого, эпидот-волластонитового и эпидот-гранат-кварцевого. Изредка с кварц-волластонитовыми роговиками ассоциирует единичный крупнокристаллический флюорит.
Указанные роговики переслаиваются с маломощными линзовидными телами волласто-нит-кальцитовых и чисто волластонитовых мраморов. Последние представляют собой белые плотные крупнокристаллические образования, сложенные в основном крупношесто-ватым (спутанно-лучистым) волластонитом. Волластонит часто замещается (по ветвящейся трещиноватости и в виде пятен) мелкоагрегатными скоплениями эпидота, кальцита и тремолита. Роговики в той или иной степени затронуты процессами скарнообразования, приводящими в отдельных участках к появлению пород типа скарноидов [1].
Из постмагматических процессов, проявленных во вмещающих карбонатных породах месторождения, наиболее широко представлена доломитизация. Доломит распределяется в мраморах неравномерно, от незначительной (5-15 %) вкрапленности до локальных насыщенных участков (50-80 %). Зёрна новообразованного доломита значительно более светлые и чистые (свободные от пигментаций), овально-ромбической формы, с неправильными очертаниями. Часто кристаллы доломита почти полностью замещают зёрна и скопления форстерита, хондродита и др. Выделенные наиболее интенсивные участки доломитизации в общем повторяют контуры зон магнезиальной минералого-парагенетической ассоциации.
Таким образом, завершая изучение кон-тактово-метасоматических преобразований на
месторождении Кошмансай и привлекая при этом результаты микроисследований скарно-во-рудных тел, можно выделить среди них эталонный (типовой) объект - рудное тело № 2, представленное пироксен-геденбергитовым скарном (рис. 2). Пироксен (от 10 до 25 % породы) преимущественно реликтовый. Замещён в кристаллах серпентино-тальковыми и карбонатными (реже с хлоритом) образованиями от трещинного заполнения по спайности до полных псевдоморфоз как отдельных зёрен и скоплений, так и участков скарна (серпенти-низированная порода). Серпентин и карбонат (до 6 % скарна) присутствуют в агрегатных скоплениях и микропрожилках (совместно или раздельно). В участках наиболее интенсивных серпентино-карбонатных преобразований скарнов наблюдается насыщение рудной минерализацией (до 30 %). Также отмечены обильные скопления гидроксидов железа (гематит, лимонит и др.).
В целом участки контактов с крутым погружением кровли гранитоидного массива вмещают более крупные скарново-рудные залежи, а карбонатные породы при этом несут следы слабого метаморфизма. В местах пологого залегания кровли интрузии карбонатные породы выделяются по более широким и интенсивным преобразованиям, но скарновые тела обычно маломощные, хотя и сравнительно выдержанные по простиранию.
Минералого-геохимические особенности рудного процесса. В Кошмансайском рудном поле вещественный состав скарново-рудных тел изучался по 83 минералого-геохимиче-ским пробам, в которых были установлены 65 минералов. Этапы и стадии минералообразо-вания наиболее интересных из них приведены в табл. 1. При отборе протолочек на месторождении Кошмансай в карбонатных породах выявлены кварц-кальцит-гематитовые жилы с медно-висмутовой минерализацией, выполняющие зоны дробления в секущих тектонических трещинах, в 100 м западнее рудного тела № 2. Эти образования интересны тем, что в них впервые для месторождения Кошман-сай был установлен теллурид висмута - жо-зеит-В (проба 12105). Позднее жозеит-В был
Рис. 2. Геологический разрез через скарново-рудное тело № 2 Кошмансайского редко-металльно-полиметаллического месторождения:
усл. обозн. см. рис. 1
Fig. 2. Geological section across the skarn orebody #2 of the rare metal-polymetallic Koshmansai deposit:
see Fig. 1 for legend
обнаружен ещё в 11 протолочках практически во всех частях рудного поля. Кроме того, жо-зеит является одним из основных рудных минералов на близрасположенном шеелит-висмутовом рудопроявлении Кошмансай-П (пробы 10148 - 531 г/т, 10149 - 11 722 г/т).
Почти всегда в минералого-геохимических пробах присутствует шеелит, но самые большие его содержания отмечены только на ру-допроявлениях Нижнекошмансайское (про-толочка 11134 - 40 072 г/т) и Кошмансай-П, где шеелит является ведущим рудным минералом (протолочки 10148 - 10 706 г/т, 10149 -4313 г/т). На месторождении Кошмансай только на водоразделе рек Кошмансай и Арпапая в протолочке 10131 шеелит отмечен в количестве 5297 г/т. В протолочках, отобранных из
рудных тел №№ 2, 3, 4 и 13, шеелит установлен в количестве > 1000 г/т.
Рассмотрим основные особенности распределения содержаний рудных и сопутствующих элементов в минералах Кошмансайского рудного поля по данным химического анализа (табл. 2).
Пирит - самый распространённый из рудных минералов. В отличие от других рудооб-разующих сульфидов он отлагается многократно в течение всего рудного процесса.
В пирите содержание марганца достигает 0,1п %, никеля и кобальта - 0,001 и 0,01 %; при этом кобальта примерно в пять раз больше, чем никеля в пирите из биметасоматических скарнов, а в инфильтрационных телах уже двукратно преобладает никель. Содержание
Табл. 1. Схема последовательности минералообразования редкометалльно-медно-поли-металлического (с Bi, W) оруденения Кошмансайского рудного поля
Table 1. Scheme of mineral formation sequence of the rare metal-copper-polymetallic (with Bi-W) mineralization at the Koshmansai ore field
Этапы минералообразования
Метасоматический Метаморфогенно- Гидротермальный Экзогенный
гидротермальный
Стадии минералообразования
Безводные Ca-Fe-Mg-Mn алюмосиликаты с шеелитом Ореол контактового преобразования карбонатных пород Fe-оксидно-кварц-карбонатная Сульфидная Водно-Fe-Mn-оксидная
Диопсид-салит Волластонит Магнетит Пирит Лимонит
Геденбергит Форстерит Гематит Халькопирит Mn-охры
Гроссуляр-андрадит Диопсид-11 Кварц Сфалерит
Родонит Тремолит Карбонат Галенит
Шеелит Флогопит Жозеит-В
Серпентин Акантит
Шпинель Фрейбергит
Доломит
Эпидот
Гидромусковит
Кальцит
молибдена 0,0001п % наиболее высоко в пири-тах рудного тела № 17, им же свойственно и более высокое, по сравнению с остальными, содержание олова. Содержание мышьяка отмечено лишь в отдельных пиритах и характеризуется очень большим варьированием; вместе с мышьяком отмечается значительное содержание сурьмы (300 г/т). Концентрация серебра низкая, однако даже при незначительном её увеличении параллельно растёт содержание свинца и висмута. При этом содержание висмута почти всегда на порядок или два выше, чем серебра.
Содержание свинца в пирите из инфиль-трационных скарнов почти в четыре раза выше, чем в биметасоматических телах; соотношение содержания висмута в пирите тех же
сред ещё выше - 16 раз. Содержание меди показывает обратную картину: в пирите бимета-соматических скарнов её почти в пять раз больше, чем в инфильтрационных. Цинка в пирите в два раза больше, чем свинца и меди; при резком возрастании содержания цинка появляются бедные примеси кадмия. Следует отметить, что в отдельных кристаллах пирита распределение свинца и цинка удивительно совпадает, характеризуясь тремя максимумами в гипсометрическом интервале 1500-2450 м. Содержание галлия невысокое, часто на грани чувствительности анализа.
Халькопирит. Отмечается очень высокая частота встречаемости. Для большинства выявленных элементов в халькопирите характерна исключительно высокая дисперсия. Се-
Табл. 2. Средние содержания минералообразующих и редких элементов в минералах месторождения Кош-мансай (химический анализ, г/т, %)
N ¥ ? *
О °
о го
• СП
р° -
^э ш
ш х
5 о
0 Го ^
• гтэ
30 -
- X
1 §
8- i
v<; fD:
5 о
о Го
3 5
- £ о го
< к Р X
? ы
- о
NJ NJ
О
NJ
Table 2. Average grades of mineral-forming and rare elements in the Koshmansai deposit minerals (chemical analysis, g/t, %)
Минерал, вмещающая среда Число определений Fe Mg Mn Ti Ag Cu Pb Zn As Bi Ni Co Sb Mo W Sn Те Cd Tl Ga Ge
Гранат, биметасома-тический скарн 48 > 3 % 7900 8857 553 2 133 238 4800 - 26 6 35 - 34 735 50 - 850 - 6 17
Гранат, инфильтра-ционный скарн 6 >3% 6167 7833 865 2 31 768 7300 - 40 7 25 - - - - - 590 - 5 15
Пирит, биметасома-тический скарн 65 > 3 % - 2550 - 8 3640 2400 6711 706,6 136 16 57 140 6 146 16 - 45 - 5 -
Пирит, инфильтра-ционный скарн 5 > 3 % - 2960 - 24 800 8520 5840 352,4 2116 159 98 - 7 - - - 68 - 5 -
Халькопирит, инфиль-трационный скарн 8 > 3 % - 1382 - 35 > 3 % 2612 1,22 % - 103 8,2 12 - 8 - 6 - 112 - 5 -
Халькопирит, кварц-кальцит-гематитовая жила* 2 > 3 % - 500 - 80 > 3 % 100 60 - > 3 % - - - - - 6 4000 - - 5 -
Халькопирит, шеелит-висмутовый скарноид 2 > 3 % - 500 - 60 > 3 % 3000 3 % - 3 % - - 200 20 > 3 % 100 3000 100 - 5 -
Сфалерит, биметасома-ический скарн 15 > 3 % - 8200 - 107 4300 1200 > 3 % - 351 8 72 - 44 183 25 - 4593 - 6 10
Сфалерит, инфильтра-ционный скарн 6 1,92 % - 6333 - 146 3300 1800 > 3 % - 824 6 53 - - - 6 - 4800 - - -
Галенит, биметасома-тический скарн 19 1,4 % - 6895 - 4567 3286 > 3 % > 3 % - > 3 % 7 9 435 87 215 8 2516 511 260 - -
Галенит, инфильтра-ционный скарн 7 1,7 % - 5000 - 2529 5423 > 3 % > 3 % - 1,6 % 6 9 190 6 115 8 2057 757 260 - -
Гематит, кварц-кальцит-гематитовые жилы 3 > 3 % - 466 280 - 7 32 100 - 80 6 - - 6 267 10 - - - 5 -
Кварц, кварц-кальцит-гематитовые жилы 5 4720 4000 2280 - 4 9 76 1012 - 67 30 - - 26 240 - - - - - -
Кальцит, кварц-кальцит-гематитовые жилы 5 1,2 % 1,2 % 1,2 % - 14 112 681 6246 - 59 26 6 - 12 150 - - 85 - - -
Шеелит, биметасома-тический скарн 2 2 % >3 % 5000 30 1 55 100 - - 30 6 10 - 225 > 3 % - - - - - -
"D
К)
о
К)
CTi
0
1
VI
° о
11 п> о 1/1
® I
\ а> § Si.
CTi 1Л
ип ° \0 -Р" ю
VI
К)
. о
К) К)
О —'
I
—'
о о
О I
К) VI
оо
* Au -15 г/т.
а*
VI
S3
ш5
И
ЕС
ребра втрое больше, чем в пирите, но общий уровень содержания элемента также низок. Висмута меньше, чем в пирите, но содержание его в целом относительно высокое (103 г/т). Цинка в халькопирите больше, чем свинца, в четыре раза, а в отдельных пробах содержание цинка достигает 3 %, очевидно, за счёт эмульсионной вкрапленности сфалерита. Существенно отличается в этом плане халькопирит из секущих медно-висмутовых кварц-кальцит-гематитовых жил с шеелит-висмутового месторождения Кошмансай-П, где содержание висмута превышает 3 %, а теллура достигает 0,4 %. Объясняет подобный рост содержания висмута и теллура в данном халькопирите наличие включений частых клиновидных пластинок теллурида висмута - жозеита.
Сфалерит. Содержание кадмия в отдельных случаях в сфалерите превышает 1 %, что характерно для месторождений, сформировавшихся в мощных карбонатных толщах. Марганец всегда присутствует в 0,1 п %, но в единичных случаях его количество превышает 3 % - именно такие разности сфалерита и являются высокожелезистыми. Отчётливо наблюдается высокая кобальтоносность сфалерита, причём кобальта примерно в 10 раз больше, чем никеля. Высокие, с очень большой дисперсией, содержания меди в сфалерите (от 10 г/т до 3 %) можно объяснить эмульсионной вкрапленностью халькопирита. Распределение меди характеризуется двумя отчётливыми максимумами, что аналогично распределению меди в галените. Схожий характер распределения у висмута и серебра, однако при этом серебро (только наряду с кобальтом) - один из немногих элементов, которые устойчиво накапливаются в сфалеритах к более глубоким уровням эрозионного среза рудного поля.
Галенит - один из главных рудообразу-ющих минералов (кристаллизовавшийся несколько позже сфалерита). Отличается высокой концентрацией практически всех рудных элементов, причём серебро, висмут и теллур в большинстве своём присутствуют в виде структур распада твёрдых растворов - матиль-дита и жозеита. Распределение меди в галените, как уже отмечалось, полностью совпа-
дает с особенностью её распределения в сфалерите. Большие содержания цинка и кадмия возникли в основном за счёт микровключений сфалерита, а высокое содержание молибдена и вольфрама характерно для тех рудных тел, в которых концентрируются молибденит и шеелит. Очень высокой дисперсией отличается распределение сурьмы: от исчезающе малых содержаний до 0,3 %; также велика и дисперсия содержаний таллия. Следует отметить, что повышенное содержание таллия (90 г/т) в галените обычно характерно для месторождений, обогащённых дисульфидами железа.
В гематите марганец и титан содержатся в большом количестве, ванадий, медь, свинец, галлий - в незначительном. Несколько повышенное содержание вольфрама, по-видимому, связано с включениями шеелита, так как пробы взяты из обогащённых им рудных тел.
Шеелит Кошмансайского рудного поля высокожелезистый, магнезиальный, марганцовистый, умеренно серебряный. Повышенные содержания молибдена обнаружены в шеелите рудного тела № 18 (225 г/т).
Жильные минералы представлены кварцем и карбонатами. В целом карбонаты более распространены, чем кварц. Обычно основная масса кварца выделяется до отложения главных рудных минералов, которые затем либо заполняют в нём полости и трещины, либо развиваются по скарнированным и карбона-тизированным породам. Карбонаты преимущественно более поздние, формируются в основном на завершающей стадии рудного процесса на месторождении. По-видимому, из-за этого кварц Кошмансайского рудного поля обеднён рудными примесями по сравнению с карбонатом. Кварц с умеренным содержанием железа, магния, марганца, цинка и низким -меди и свинца. Карбонаты, которые по составу можно отнести к манган-анкеритам, кальцитам и манган-кальцитам, содержат серебро (тысячные доли процента), медь (сотые), свинец (сотые), цинк (десятые), висмут (тысячные). Постоянно присутствие никеля. Основные рудные элементы в карбонатах содержатся в составе микровключений пирита, халькопирита, сфалерита и галенита.
Гранаты Кошмансайского рудного поля относятся к кальциевым разностям ряда грос-суляр-андрадит с постоянным высоким содержанием железа и марганца, причём гранаты месторождения Кошмансай более марганцовистые. Высокое содержание магния в гранатах закономерно увеличивается к Ниж-некошмансайскому рудопроявлению, а постоянная примесь титана (до 0,1 %) возрастает к месторождению Кошмансай. В Нижнекош-мансайском рудопроявлении содержание олова в гранатах составляет 80 г/т, в гранатах месторождения Кошмансай - ниже чувствительности анализа. Содержание меди в гранатах на Нижнекошмансайском рудопрояв-лении также выше, чем на месторождении Кошмансай (в два раза); для свинца и цинка характерна обратная зависимость. В гранатах отмечается низкое содержание серебра, никеля, галлия. Таким образом, гранат - чуткий индикатор вертикальной рудно-геохимической зональности на Кошмансайском рудном поле.
Укажем, наконец, что в распределении ру-дообразующих и сопутствующих элементов в минеральных фазах скарново-рудных тел определённую роль играет их морфогенетиче-ский тип. Так, в биметасоматических скарнах в минералах в большей мере накапливаются медь, цинк, никель, теллур, таллий, германий, в инфильтрационных - серебро, свинец, висмут, кадмий, сурьма, кобальт.
Обобщение минералого-геохимических данных по Кошмансайскому рудному полю позволяет выделить месторождение Кошмансай как редкометалльно-полиметаллическое, а ру-допроявление Нижнекошмансайское - как ред-кометалльно-медное.
Закономерности распределения рудных и редких элементов в вертикальных и горизонтальных сечениях скарново-рудных тел. По рудному телу № 2 и в околорудном пространстве (см. рис. 2) были пройдены штольня и ряд скважин (вертикальная 8а). Это позволило получить приближенно объёмную картину распределения свинца, цинка и сопутствующих им элементов. Рассмотрим особенности их распределений по данным количественного спектрального анализа (рис. 3). Для
сравнения изоконцентраций элементов использовались фоновые данные, рассчитанные для карбонатных пород в верховьях р. Кош-мансай. Они составили (в г/т): для свинца -5,49, цинка - 16,6, серебра - 0,04, меди - 12,6, бария - 131, стронция - 324, олова - 0,5, молибдена - 0,12, кобальта - 2,85, никеля - 1,23, марганца - 654.
Свинец. Изоконцентрации в основном средней интенсивности, превышающие фоновое содержание в 4-6 раз. Распределение свинца резко контрастное. Наблюдаются соприкосновения участков концентраций элемента в 1000 г/т и менее 10 г/т. Простирание ореолов свинца субмеридиональное. Области повышенных изоконцентраций узколокальные, не превышают 20-22 м. Поле максимальной концентрации элемента унаследовало морфологию рудного тела. Горизонтальная зональность распределения свинца выражена нечётко, однако проявлена тенденция возрастания его изо-концентраций к забою скв. 8а на глубоких уровнях скарново-рудного тела.
Цинк. Среди изоконцентраций цинка отчётливо выделяются низкоинтенсивные (ниже фона) и высокоинтенсивные области. Последние занимают 1/6 часть пространства и приурочены к рудному телу. Области низких изоконцентраций охватывают 1/3 пространства. Области средней интенсивности располагаются в средней части скв. 8а и близ забоя штольни. Отмечается чередование концентраций 1000 и 1-10 г/т, что позволяет говорить о резко контрастном геохимическом поле цинка. Простирание ореолов близко к меридиональному, форма их неправильно овальная (до 100 м) и линзовидно вытянутая (до 80 м). Поле максимальных изоконцентраций цинка совпадает с контуром рудного тела. Горизонтальная зональность выражена слабо. Повышенные изоконцентрации цинка контролируются серией даек. К забою скважины 8а содержания цинка растут, что говорит о существующей по отношению к ним вертикальной зональности.
Медь. В целом изоконцентрации низкоинтенсивные; высокоинтенсивные и среднеинтен-сивные области развиты спорадически. Оре-
Рис. 3. Ореолы концентраций Pb, Zn, Cu, Mo, Ag, Ba в вертикальном разрезе скарново-рудного тела № 2, г/т
Fig. 3. Halos of Pb, Zn, Cu, Mo, Ag, Ba in vertical section of the skarn orebody #2, g/t
олы меди отличаются яркой контрастностью, наблюдается резкая смена областей изокон-центраций от 10 до 10 000 г/т. Области максимальных изоконцентраций меди совпадают с контурами рудного тела и располагаются в верхней части его разреза. Изоконцентраци-онная горизонтальная зональность не проявлена. К забою скв. 8а отмечено усиление интенсивности ореолов меди, что позволяет говорить о проявлении её вертикальной зональности в рудном теле.
Молибден. Явно выделяются локальные высоко- и среднеинтенсивные области изокон-центраций на фоне низкоинтенсивных. Наиболее высокие изоконцентрации в верхней части разреза повторяют контуры рудного тела, несколько удаляясь от него. Горизонтальная зональность слабо проявлена, можно говорить лишь о нечёткой смене областей с низкой концентрацией областями со средней. Характерно увеличение интенсивности изоконцентра-ций с глубиной по скв. 8а. Максимум приходится на забой, что обусловливает определённую вертикальную зональность распределения молибдена в рудном теле.
Серебро. Хорошо фиксируется низкоинтенсивная область изоконцентраций серебра, занимающая 2/3 пространства, при этом распределение серебра резко контрастное - области с содержанием 10 г/т сменяются областями с 0,01 г/т. По скважинам определяются спорадические линзовидные области высоких изоконцентраций серебра протяжённостью до 30-40 м, а поле его максимальных содержаний практически совпадает с границами рудного тела, в разрезе которого распределение серебра подвержено как горизонтальной, так и вертикальной зональности.
Барий. Среди изоконцентраций бария отчётливо обособляется область средней интенсивности, в 4-8 раз превышающая фоновое содержание. Контрастность изоконцентраций бария высокая из-за соприкосновения областей < 100 и > 1000 г/т. Форма овальная, симметрично вытянутая. Горизонтальная зональность в распределении бария подчёркивается присутствием в приустьевой и забойной частях штольни его низких изоконцентраций, а
максимумы приурочены к серии даек и зоне повышенной трещиноватости. Вертикальная зональность проявлена достаточно чётко. С глубиной по скв. 8а содержание бария относительно равномерно возрастает.
Стронций. Выделена одна низкоинтенсивная область, которая хорошо выдержана по простиранию. Ореолы стронция менее контрастные, чем у бария. Наблюдается почти постепенная смена изоконцентраций, форма их овальная, вытянутая. Ореолы стронция постепенно выклиниваются на глубину. Горизонтальная зональность отсутствует, а вертикальная проявлена слабо.
Олово. Отчётливо обособляются области высоких концентраций, превышающих фоновые в 15-20 раз. Распределение изоконцентра-ций резко контрастное, простирание близко к субмеридиональному. Высокие изоконцен-трации олова приурочены к зонам трещино-ватости и серии даек. В распределении содержания олова горизонтальная зональность отсутствует, отмечается слабая вертикальная по скв. 8а.
Никель. Выделяются две высокоинтенсивные области изоконцентраций на общем фоне среднеинтенсивных. Изоконцентрации достаточно контрастны, форма их близка к овальной. Наиболее высокие изоконцентрации никеля тяготеют к рудной зоне, на глубине быстро выклиниваются. Картина вертикальной и горизонтальной зональности распределения никеля нечёткая.
Кобальт. Преобладают низкоинтенсивные изоконцентрации кобальта. Среднеинтенсив-ные оторваны друг от друга и располагаются изолированно в верхней и нижних частях разреза по рудному телу. Ореолы резко контрастные. Соседствуют области концентраций 10 и 1 г/т. Высокие изоконцентрации кобальта приурочены к рудному телу и дайке гранодио-рит-порфиров. Горизонтальная зональность выражена слабо. По скв. 8а на самом низком гипсометрическом уровне наблюдается резкое увеличение интенсивности изоконцентра-ций кобальта, что позволяет говорить о вертикальной зональности его распределения в рудном теле.
Марганец. Отчётливо выделяются низко-, средне-, и высокоинтенсивные области изо-концентраций. Наиболее распространены первые. Наблюдается сопряжение областей низких (до 500 г/т) и высоких (10 000 г/т) изокон-центраций. Ореолы обладают значительной вертикальной протяжённостью. Области максимальных изоконцентраций приходятся только на контуры рудного тела и имеют протяжённость до 10 м. Горизонтальная зональность выражена слабо. Резкое увеличение интенсивности изоконцентраций с глубиной по скв. 8а позволяет говорить о вертикальной зональности в распределении содержания марганца.
В заключение рассмотрим морфогенетиче-ские особенности геохимических полей свинца и цинка, выделенных на поверхности месторождения Кошмансай.
Содержание свинца колеблется от 10 г/т до значений свыше 1000 г/т; его среднее содержание для кислых пород земной коры (СЗК) по А. П. Виноградову - 20 г/т, а фоновое содержание, вычисленное нами для карбонатных пород верховий р. Кошмансай, - 5,49 г/т. В пределах месторождения обособляются высокие (500-1000 г/т), средние (200-500 г/т) и низкие (до 200 г/т) области концентрации свинца. Области высокой концентрации отмечаются около всех рудных тел, в приконтактовых частях интрузивных пород с карбонатными отложениями и мелких линзах аксуйской свиты, вытянутых параллельно их простиранию. Области средней концентрации свинца тоже широко распространены. Подавляющая часть находится вблизи рудных тел. Все мелкие и крупные тектонические зоны маркируются областями низкой концентрации свинца (до 200 г/т).
Содержание цинка варьируется от 1 до более 1000 г/т (СЗК - 60 г/т, фоновое содержание в карбонатных породах - 16,6 г/т). Высокая концентрация (500-1000 г/т) цинка установлена в площади рудных тел в приконтактовых зонах магматитов с карбонатными породами и в отложениях аксуйской свиты в виде мелких линзовидных областей, вытянутых вдоль поверхностей напластования. Ореолы средних
значений концентрации цинка (200-500 г/т) занимают более обширные площади и наблюдаются в контактовых зонах граносиенитов и вулканитов с карбонатными отложениями. Для подавляющей части рудной площади характерна низкая концентрация цинка (до 200 г/т). Области наиболее низкого содержания цинка (15-60 г/т) располагаются концентрически вокруг областей с концентрацией 60-200 г/т и по площади не уступают им. Ореолы цинка по сравнению со свинцом менее контрастные и более широкие.
Основные выводы и рекомендации.
1) Кошмансайское рудное поле обладает отчётливой геохимической зональностью, подразделяясь на собственно Кошмансайское ред-кометалльно-полиметаллическое месторождение на верхних уровнях рудного поля и Нижнекошмансайское редкометалльно-мед-ное рудопроявление на его нижних уровнях. Тем не менее формирование рудных тел протекало в сходной термодинамической обстановке, в условиях надёжной экранированно-сти, при малых градиентах температур, что позволяет рассматривать рудное поле как единую геохимическую аномалию.
2) На месторождении Кошмансай, то есть на более верхних уровнях рудного поля, основному этапу рудообразования предшествовали активные процессы скарнирования и гидротермального магнезиально-железо-марган-цевого преобразования карбонатных пород в провесе кровли Чаткальского гранитного батолита. Именно ему и обязано Кошмансай-ское рудное поле своим редкометалльным потенциалом, в основном за счёт насыщения исходных гидротерм вольфрамом и висмутом.
3) Эндогенные ореолы рассеяния изучены главным образом по поверхности рудного поля, в связи с чем, несмотря на значительный эрозионный срез, в настоящее время трудно получить объёмную картину рассеяния элементов. Однако имеющиеся данные позволяют установить, что элементная трансляция [5] диффузионного характера от полиметаллического рудного тела в окружающее пространство будет несравненно более слабой, чем ин-фильтрационная трансляция (по типу «отор-
ванного факела»). Более всего на это указывают резкий перепад концентраций элементов и отсутствие зависимости мощности ореола и транслирующего этот ореол в пространство рудного тела.
4) Выявление медно-висмутовой минерализации в кварц-кальцит-гематитовой брекчии вблизи рудного тела № 2, в экзоконтак-те интрузива, подтверждает предположение о пологом падении его контакта под склон, к хребту Ташкескен [2].
Трассирование в западном направлении от кварц-кальцит-гематитовой брекчии сильно ожелезнённой структуры повышенной вис-мутоносности даёт возможность сделать вывод: её необходимо вскрывать горными выработками в первую очередь. Принимая же во внимание наличие близрасположенного шеелит-висмутового рудопроявления Кошман-сай-П, можно заключить, что вся площадь заслуживает быть опоискованной на висмут. Не менее важно и установление на левом борту р. Кошмансай наиболее интенсивных ореолов практически всех изученных рудных и редких элементов в зоне контакта покровных кислых вулканитов и граносиенитов с карбонатными породами, а также в отложениях аксуйской свиты, образующих серповидную структуру.
Эта часть рудного поля в пределах изученной площади заслуживает внимания в целях постановки геологоразведочных работ также и потому, что здесь возможно совмещение руд-
ных процессов, связанных с преобразованием карбонатного блока гидротермами вулканогенного и интрузивного источников.
5) Изучение Нижнекошмансайского ред-кометалльно-медного рудопроявления показало, что появление здесь редких относительно мощных сульфидных тел в скарнах не сопровождается интенсивными метасоматичес-кими преобразованиями. Поведение элементов относительно скарново-рудного тела характеризуется проявлением стандартной, но всё же сильно «сжатой» геохимической зональности. При этом подавляющее число элементов концентрируется в этой части рудного поля, в карбонатной раме интрузива, и, возможно, имеет эманационную природу.
6) Таким образом, нашими первоочередными рекомендациями по изучению Кошман-сайского рудного поля являются:
• постановка геологоразведочных работ в центральном блоке и в районе рудного тела № 2 для выявления эталонных геохимических признаков в над- и подрудном сечениях скарново-рудных тел;
• проведение на левом берегу р. Кошман-сай детальных поисковых геолого-геохимических работ с заложением профиля буровых скважин над выходом кварц-кальцит-гематит-медно-висмутовой брекчии в целях прослеживания её как в западном направлении, так и, в дальнейшем, в зоне контакта вулканитов и карбонатных пород в приводораздельной части хребта Ташкескен.
Список литературы
1. Вахрушев В. А. Минералогия, геохимия и образование месторождений скарново-золоторудной формации. - Новосибирск : Наука, 1972. - 238 с.
2. Дунин-Барковская Э. А. Геохимия и минералогия висмута (Чаткало-Кураминские горы). - Ташкент : ФАН, 1979. - 272 с.
3. Лаухин А. Я., Хейфец Д. И., Лебединский А. Е. [и др.] Отчёт по поисково-разведочным работам, проведённым в пределах Кошмансайского рудного поля на месторождениях Кошмансай, Левобережное и на рудопроявлениях Ташкескен, Ниж-
некошмансайское и Кашела. - Ташкент : Геол-фонд, 1973. - 132 с.
4. Мацокина-Воронич Т. М., Агафонов А. П. [и др.] Теоретическое обоснование отдельных площадей Чаткало-Кураминского региона на свинец, цинк, медь, золото и редкие металлы. Некоторые особенности геологии и рудоносности Акбулак-Кошмансайского региона Чаткальских гор. -Ташкент : ФАН, 1974. - 210 с.
5. Соловов А. П., Матвеев А. А. Геохимические методы поисков рудных месторождений. - М. : МГУ, 1985. - 232 с.
References
1. Vakhrushev V. A. Mineralogiya, geokhimiya i obra-zovanie mestorozhdenii skarnovo-zolotorudnoi for-matsii [Mineralogy, geochemistry and formation of deposits of the skarn-gold ore formation], Novosibirsk, Nauka Publ., 1972, 238 p.
2. Dunin-Barkovskaya E. A. Geokhimiya i mineralogiya vismuta (Chatkalo-Kuraminskie gory) [Geochemistry and mineralogy of bismuth (Chatkalo-Kura-min Mountains)], Tashkent, FAN Publ., 1979, 272 p.
3. Laukhin A. Ya., Kheifets D. I., Lebedinskii [at al.] Otchet po poiskovo-razvedochnym rabotam, pro-vedennym v predelakh Koshmansaiskogo rudnogo polya na mestorozhdeniyakh Koshmansai, Levobe-rezhnoe i na rudoproyavleniyakh Tashkesken, Nizh-nekoshmansaiskoe i Kashela [Report on prospecting and exploration work carried out within the Koshmansai ore field at the Koshmansai and Le-voberezhnoe deposits and Tashkesken, Nizhnekosh-
mansaiskoe i Kashela ore occurences], Tashkent, Geolfond Publ., 1973, 132 p.
4. Matsokina-Voronich T. M., Agafonov A. P. [at al.] Teoreticheskoe obosnovanie otdel'nykh ploshcha-dei Chatkalo-Kuraminskogo regiona na svinets, tsink, med', zoloto i redkie metally. Nekotorye oso-bennosti geologii i rudonosnosti Akbulak-Kosh-mansaiskogo regiona Chatkal'skikh gor [Theoretical substantiation of some areas of the Chatkalo-Ku-ramin region for lead, zinc, copper, gold and rare metals. Some features of the geology and ore content of the Akbulak-Koshmansai region of the Chatkal Mountains], Tashkent, FAN Publ., 1974, 210 p.
5. Solovov A. P., Matveev A. A. Geokhimicheskie me-tody poiskov rudnykh mestorozhdenii [Geochemi-cal methods of ore deposit prospecting], Moscow, MGU Publ., 1985, 232 p.
Авторы
Authors
Ежков Юрий Борисович
кандидат геолого-минералогических наук начальник отдела Larsim@yandex.ru
Рахимов Рахмон Рахимович
старший научный сотрудник Rraxmon46@gmail.com
Холиёров Анвар Турсинович
старший научный сотрудник xoliyorovanvar@gmail.com
Тошметов Убайдулло Хамидуллоевич
старший научный сотрудник toshmetovubaydullo88@gmail.com
ГУ «Институт минеральных ресурсов» Госкомгеологии РУз, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Yuri B. Ezhkov
PhD
Head of department Larsim@yandex.ru
Rahmon R. Rahimov
Senior researcher Rraxmon46@gmail.com
Anvar T. Holiyorov
Senior researcher xoliyorovanvar@gmail.com
Ubaydullo H. Toshmetov
Senior researcher toshmetovubaydullo88@gmail.com
Institute of Mineral Resources of the Uzbek State Geological Committee, Tashkent city, Republic of Uzbekistan
