CC BY
82
№ 345
УДК 552.323:553.45
ВЕСТНИК ТОМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА
Апрель
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
Б.Н. Абрамов
2011
УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И РУДОНОСНОСТЬ ФЛЮИДНО- ЭКСПЛОЗИВНЫХ БРЕКЧИЙ ШЕРЛОВОГОРСКОГО ОЛОВО-ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
(ВОСТОЧНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ)
Образование флюидно-эксплозивных брекчий Шерловогорского месторождения связано с процессами формирования в континентальной обстановке в значительной степени дифференцированной (ЯЬ/8г колеблются от 10,65 до 16,85) интрузии кварцевых порфиров. В верхних горизонтах месторождения развито оловянное оруденение, образованное при формировании эксплозивных брекчий, в нижних горизонтах месторождения - полиметаллическое оруденение.
Ключевые слова: флюидно-эксплозивные брекчии; кварцевые порфиры; олово-полиметаллическое оруденение.
Интенсивные поисково-разведочные работы на Шерловогорском олово-полиметаллическом месторождении были начаты в 30-е годы прошлого столетия. Несмотря на большой объем проведенных работ некоторые вопросы условий формирования оловополиметаллических руд остаются недостаточно изученными. Известно, что основное оловянное оруденение на месторождении локализовано во флюидноэксплозивных брекчиях (ФЭБ). Под ФЭБ понимаются флюидно-эксплозивные тела, сложенные брекчиями, образованными в результате подземных эксплозий, являющихся следствием скачкообразного перепада давления воды и газа [1]. Раннее выявлено, что ФЭБ относятся к числу наиболее поздних дифференциатов интрузивных образований [2]. Установлено, что на заключительных стадиях кристаллизации магматического расплава в субвулканических условиях происходит накопление летучих в апикальных частях магматических камер. В последующем при тектонических процессах или под давлением газово-жидких флюидов происходит нарушение сплошности пород с образованием зон эксплозивных брекчий [2].
Шерловогорское олово-полиметаллическое месторождение располагается в зоне Восточно-Агинского глубинного разлома. Месторождение приурочено к ФЭБ, развитой в интрузии кварцевых порфиров раннемелового возраста [3] (рис. 1). Абсолютный возраст кварцевых порфиров составляет 136-153 млн лет, что соответствует поздней юре - раннему мелу [4]. Предшествующими исследователями кварцевые порфиры Шерловогорского месторождения (сопка Большая) описаны как онгониты, являющиеся крайними дифференциатами Ьі-Б гранитов [5]. Для выявления степени дифференциации гранитов используются разные соотношения элементов. К числу наиболее используемых значений относятся КЬ/8г отношения. Установлено, что отношения ЯЪ/8г < 0,3 характерны для примитивных гранитов, ЯЪ/8г > 0,3 свойственны для всех редкометалльных и дифференцированных гранитов I и 8 типов [6]. Анализ ЯЪ/8г отношений свидетельствует о том, что наиболее дифференцированными гранитами являются кварцевые порфиры Сопки Большой, где значения этих соотношений колеблются от 10,65 до 16,85. Менее дифференцированы граниты кукульбейско-го комплекса (таблица).
Рис. 1. Схема геологического строения Шерловогорского олово-полиметаллического месторождения (построена с использованием данных В. А. Гущина, 1981): 1 - четвертичные отложения; 2 - каменноугольная песчано-сланцевая толща;
3 - меловые интрузии: а) кварцевые порфиры, б) эксплозивные брекчии; 4 - юрские интрузии кукульбейского комплекса (Шерловогорский массив): а) мелкозернистые граниты, б) крупнозернистые порфировидные граниты; 5 - палеозойские серпентиниты; 6 - палеозойские диориты; 7 - палеозойские плагиограниты; 8 - тектонические нарушения: а) достоверные, б) предполагаемые
Содержания петрогенных компонентов (%), редких и рудных элементов (г/т) в кварцевых порфирах и ФЭБ Шерловогорского олово-полиметаллического месторождения
Элемент Проба
417 425 426 427 432А 433 433-1 433-2 433-3
SiÖ2 35,50 73,00 77,40 73,70 76,80 74,80 45,40 64,00 32,50
TiO2 0,09 0,14 0,07 0,09 0,02 0,02 0,10 0,03 0,57
A12O3 32,00 12,50 12,05 12,00 13,80 13,50 10,60 5,75 7,75
Fe2O3 9,25 0,44 0,25 0,26 0,83 0,90 16,36 16,59 28,94
FeO 3,38 1,37 1,21 2,34 0,39 0,82 н/опр. 1,29 н/опр.
MnO 0,09 0,04 0,04 0,05 0,03 0,04 14,15 0,02 16,80
MgO 0,17 0,07 0,08 0,40 0,13 1,64 0,26 0,96
CaO 0,62 1,13 0,39 0,78 0,25 0,50 0,38 0,63 0,35
Na2O3 1,80 3,30 0,25 2,28 0,08 2,24 0,63 0,36 0,31
K2O 0,06 5,54 6,32 5,63 3,87 4,48 0,34 1,06 0,58
P2O5 0,06 0,04 0,03 0,03 0,03 0,03 0,66 0,44 1,01
ппп 3,21 1,45 1,75 2,00 2,64 1,75 5,58 8,02 7,68
I 90,06 99,10 99,83 99,24 99,11 99,16 95,84 98,45 97,45
Zn 150 79 69 415 419 650 3200 310 8300
W 350 390 200 390 900
As 380 196 175 210 17 13 5000 4400 7300
Pb 560 34 266 59 160 965 600 680 580
Rb 7 324 490 390 290 330 52 83 66
Sr 130 49 29 28 8 31 420 27 530
Y 83 47 31 50 60 51 120 11 260
Zr 130 147 110 136 59 105 28 37 120
Nb 66 29 17 28 39 82 8,2 4,2 8
Mo 2 1,5 1,2 15 24
Sn 160 5,7 16 10 112 71 43 5100 56
Sb 16 3,4 20 34 170 370
Ba 12 195 184 150 230 200 9000 160 3150
La 44 30 49
Ce 5 93 63 100 6 6 30 6 18
Cu 1700 5760 880
Au 0,12 0,005 <0,005 <0,005 0,005 <0,005 <0,005 <0,005
Rb/Sr 0,05 6,61 16,89 13,93 36,25 10,65 0,12 3,07 0,12
Примечание. Анализы выполнены в аналитическом центре Геологического института СО РАН (г. Улан-Удэ). Пробы: 417 - кварцево-турмалиновый метасоматит (Турмалиновый отрог); 425 - гранит кукульбейского комплекса ^; 426^33 - кварцевые порфиры К1 ; 433-1 - 433-3 - эксплозивные брекчии. Силикатные анализы выполнены стандартным методом (аналитик А.А. Цыренова); редкие и рудные элементы (аналитик Б.Ж. Жалса-раев) - рентген-флуоресцентным методом в аналитическом центре Геологического института СО РАН (г. Улан-Удэ). Содержание золота определено сцинтилляционным методом (аналитик Б.Н. Балданжапов) (ЗабНИИ, г. Чита).
Кварцевые порфиры представляют собой светлые, желтовато-серые породы с включениями вкрапленников, состоящих из округлых выделений кварца, реже чешуек биотита.
Анализ диаграммы ЯЪ - (У+№) свидетельствует о формировании пород в континентальной обстановке (рис. 2). На дискриминационной диаграмме
FeO*/(FeO*+MgO) - 8Ю2 кварцевые порфиры ложатся в поле гранитоидов, связанных с рифтами и гранитои-дами континентальных эпиорогеных поднятий, юрские граниты Шерловогорской интрузии - в поле посторо-генных гранитов; гранитоидов, связанных с рифтами, и гранитоидов континентальных эпиорогенных поднятий (рис. 3).
1000
з 1оо
I
І ю
_ syn-COLG
• ffWPG у
/S ORG
" VAG j 1 1 1
1
10 100 Y + Nb, ppm
о 2
1000
Рис. 2. Дискриминационная диаграмма Rb - (Y+Nb) для гранитов Дж. Пирса [7]. VAG - граниты вулканических дуг, syn-COLG - коллизионные граниты, WPG - внутриплитные граниты, ORG - граниты океанических хребтов
Рис. 3. Дискриминационная диаграмма FeO*/(FeO*+MgO) - SiO2 для разделения гранитов различных геодинамических обстановок. Поля на диаграммах: LAG, CAG - гранитоиды островных дуг;
CCG - гранитоиды обстановок континентальной коллизии; POG - посторогенные граниты; RRG - гранитоиды, связанные с рифтами;
CEUG - гранитоиды континентальных эпиорогенных поднятий [8].
1 - меловые кварцевые порфиры, 2 - юрские граниты Шерловогорской интрузии (силикатные анализы заимствованы из материалов территориальных геологических фондов, г. Чита)
Рис. 4. Диаграмма коэффициентов парной корреляции РЬ, 7п и 8п с другими элементами. Значения коэффициентов парной корреляции: 1 - олова; 2 - свинца; 3 - цинка
Анализ дискриминационных диаграмм указывает на формирование кварцевых порфиров и гранитов Шерловогорской интрузии в континентальной обстановке в посторогенных условиях.
На Шерловогорском месторождении преобладает штокверковый тип минерализации. При этом в верхней, практически отработанной части месторождения, оловянное оруденение было локализовано в кварцевых порфирах и эксплозивных брекчиях. По форме брек-чиевое тело представляет собой перевернутый конус, вытянутый вдоль меридионального разлома, при длине 230 м, ширине - 80 м. Вершина конуса брекчиевого тела уходит на глубину до 230 м. Обломки и цемент
брекчий представлены в основном кварцевыми порфирами. Размер обломков составляет 1-3 см, цемента -1,0—0,3 мм. Часто цемент брекчий имеет кварцевотурмалиновый состав. Редко в составе обломков встречаются граниты, гранит-порфиры, диориты.
Оловянная минерализация представлена преимущественно мелкорассеянной вкрапленностью касситерита, жилами и прожилками касситерита [9]. Установлено, что наиболее распространенными рудными минералами являются арсенопирит, халькопирит, сфалерит, пирит. Реже встречаются марказит, пирротин, галенит, ильменит, касситерит. К числу редких минералов относятся висмутин, блеклая руда, тетрадимит, леллингит.
Вторичные рудные минералы представлены гидроокислами железа, скородитом, ковелином, азуритом, гидроокислами железа, церусситом.
В нижней части месторождения, представленной породами базитового субстрата (габбро, диоритами, диабазами, базальтами с подчиненными прослоями серпентинитов), преобладает свинцово-цинковая минерализация.
По данным предшествующих исследователей, рудный штокверк сопки Большой был ориентирован вдоль Меридионального разлома. Размер штокверковой зоны на поверхности был 900 м х 400 м. На глубину шло выклинивание штокверковой зоны. На верхних горизонтах рудный штокверк располагался в зоне контакта эксплозивных брекчий и кварцевых порфиров с габбро-диабазами. По содержанию олова были выделены обогащенные участки, имеющие характер рудных столбов. На нижних горизонтах месторождения в составе руд основными компонентами становятся свинец и цинк, уменьшаются содержания олова. Оруденение здесь приурочено к трещинно-жильным зонам северовосточного простирания. Выявлено, что в турмалине из кварцевых порфиров верхних горизонтов месторождения отношение Ре+2/Ре+3 составляет 0,2, тогда как в турмалине из диоритовых порфиритов нижних горизонтов это соотношение составляет 0,07 [10]. Это свидетельствует о более восстановительной обстановке образования турмалина в нижних горизонтах месторождения.
На условия образования минерализации Шерлово-горского месторождения нет единой точки зрения. Так, Д.О. Онтоев выделяет четыре стадии минералообразо-вания: 1) грейзеновую; 2) кварц-касситерит-турмали-новую; 3) сульфидно-касситерит-хлоритовую; 4) кар-бонатно-галенит-сфалеритовую. Все стадии он связывает с юрским Шерловогорским массивом, считая кварцевые порфиры более ранними нерудоносными образованиями [11]. В.Д. Сазонов и А.И. Кулагашев считают, что олово-полиметаллическое оруденение
формировалось в два этапа. Оруденение первого этапа они связывают с кварцевыми порфирами, оруденение второго этапа развито во всех петрографических разностях пород [12]. В.Ф. Барабашев считает, что формирование Шерловогорского месторождения происходило в два этапа. В первый этап формировалось редкоме-талльное оруденение в пределах юрского Шерловогор-ского гранитного массива и его экзоконтактов, во второй этап формировалось олово-полиметаллическое оруденение, связанное с кварцевыми порфирами [13].
Корреляционный анализ выявил относительно тесные связи олова с арсенопиритом (г = 0,48), бором (г = 0,41) (см. рис. 2). Тесная связь олова с бором свидетельствует о том, что оловянная минерализация связана с образованием флюидно-эксплозивных брекчий, где кварцево-турмалиновая минерализация относится к числу основных составляющих цемента. Свинец и цинк не образует между собой и оловом тесных корреляционных связей. Это можно объяснить тем, что оловянное и полиметаллическое оруденения образованы в различных условиях и имеют разные источники, последнее подтверждается приуроченностью оловянного оруденения к трещинно-жильным зонам меридионального простирания, а полиметаллического оруденения -к трещинно-жильным зонам северо-восточного простирания. Кроме этого, в турмалинах верхних и нижних горизонтов месторождения отмечаются различные значения отношений Ре+2/Ре+3.
Таким образом, оловянное оруденение Шерловогор-ского месторождения связано с формированием ФЭБ, являющихся крайними дифференциатами кварцевых порфиров, образованных в континентальной обстановке. Оловянное оруденение, образованное в близповерхност-ных условиях, тесно связано с формированием ФЭБ; полиметаллическое оруденение образовано в восстановительных условиях, его источниками, вероятнее всего, являются породы базитового субстрата.
ЛИТЕРАТУРА
1. Туговик Г.И. Флюидно-эксплозивные структуры и их рудоносность. М.: Наука, 1984. 193 с.
2. Таусон Л.В. Геохимические типы и потенциальная рудоносность гранитов. Л.: Недра, 1977. 280 с.
3. ГайворонскийБ.А. Шерловогорское месторождение // Месторождения Забайкалья. М.: Геоинформмарк, 1993. Т. 1, кн. 1. С. 130-133.
4. Духовский А.А. и др. Объемное геологическое картирование редкометалльных рудных районов. М.: Недра, 1981. 337 с.
5. Антинин В.С., Гайворонский Б.А., Сапожников В.П., Писарская В.А. Онгониты Шерловогорского района (Восточное Забайкалье) // Доклады
АН СССР. 1980. Т. 253, № 1. С. 228-232.
6. Костицын Ю.А. Накопление редких элементов в гранитах // Природа. 2000. № 2. С. 26-34.
7. Pearce J.A., Harris N.B.W., Tindle A.G. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks // Petrol. 1984. Vol. 25.
P. 956-983.
8. Интерпретация геохимических данных: Учеб. пособие / Под ред. Е.В. Склярова. М.: Инжиниринг, 2001. 288 с.
9. Кулагашев А.И. О магматогенных брекчиях Шерловой горы и связанной с ними рудной минерализации // Материалы III научной конферен-
ции ЗабНИИ. Чита, 1968. С. 60-71.
10. Доломанова Е.И. Свинцово-цинковая минерализация на некоторых касситерито-кварцевых сульфидных месторождениях Восточного Забайкалья // Труды ИГЕМ. 1963. Вып. 83. С. 468-505.
11. Онтоев Д.О. Стадийность минералообразования и зональность месторождений Забайкалья. М.: Наука, 1974. 244 с.
12. Сазонов В.Д., Кулагашев А.И. Минералого-геохимические особенности и условия формирования оловянно-полиметаллического оруденения сопки Большой // Вопросы региональной геологии и металлогении Забайкалья. Чита. 1971. Вып. 7. С. 54—58.
13. Барабанов В.Ф. Минералогия вольфрамовых месторождений Забайкалья. Л.: ЛГУ, 1975. 285 с.
Статья представлена научной редакцией «Науки о Земле» 3 февраля 2011 г.
