CC BY
85
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ___________________________________2011, том 54, №12________________________________
МИНЕРАЛОГИЯ
УДК 553.539.2
Ф.А.Файзиев
ЗОНАЛЬНОСТИ ОРУДЕНЕНИЯ НА СЕРЕБРО-ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ МИРХАНТ (ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ТАДЖИКИСТАН)
Институт геологии, сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН Республики Таджикистан
(Представлено членом-корреспондентом АН Республики Таджикистан А.Р.Файзиевым 12.11.2011 г.)
На месторождении Мирхат (Центральный Таджикистан) выявлены минералогическая, геохимическая, стадийная, структурно-текстурная и другие типы зональностей, которые могут быть использованы в качестве геолого-поисковых и оценочных критериев.
Ключевые слова: зональность оруденения - ассоциации минералов - геохимическая зональность -структурно-текстурные особенности руды - гипогенное минералообразование.
Закономерности зонального развития оруденения могут способствовать выбору рационального направления геолого-поисковых и оценочных работ и, в особенности, прогнозированию скрытого оруденения. При глубинном прогнозировании первостепенное значение имеет вертикальная зональность оруденения, которая отражает дифференциацию рудоносных растворов в процессе минерало-образования.
Исследователи объясняют причину зональности на месторождениях различными факторами, например падением температуры [1], пульсационным поступлением новых порций растворов [2], изменениями кислотно-основных свойств растворов на путях циркуляции [3], устойчивостью би-сульфидных [4] и хлоридных [5] комплексов, а также физическими свойствами элементов, соединений и минералов, в частности теплотой образования окислов и сульфидов, ионными потенциалами элементов [6] и др. Но многие из них [7, 8] единогласны в том, что сложное сочетание различных генетических типов (температурный, пульсационный и отложения) зональности обусловлено совместным действием нескольких факторов. В нашем случае, то есть на месторождении Мирхант, на образование зональности оруденения, по-видимому, повлияли различные вышеперечисленные факторы.
По термодинамическим показателям оруденения можно предполагать, что месторождение имеет приповерхностное образование. По данным [7], для месторождений, которые образовались в приповерхностных условиях, не характерна зональность. Несмотря на это, на месторождении Мирхант наблюдаются различные виды зональности: минералогическая, типов руд, температурная, геохимическая, стадийная (пульсационная), структурная, текстурная, вторичная и т.д.
Адрес для корреспонденции: Файзиев Фотех Абдувакилович. 734063, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул. Айни, 267, Институт геологии, сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН РТ. E-mail: foteh81@mail. ru.
Границы разделения зоны
Рис. Минеральная зональность на месторождении Мирхант.
Составлена по материалам автора с учётом опробования Ровадинской партии МГРЭ. Продольная проекция зоны Контактовая в разрезе (вверху).
На месторождении Мирхант отчетливо проявлена минералогическая зональность. В приповерхностной части месторождения до глубины 1230 м над ур. м. (рис.) характерна зона развития кальцит-гематит-сульфидной (сфалерит III, халькопирит III и киноварь) ассоциации с самородным серебром. Эта зона в северо-западной части месторождения окаймляет сверху комплекс минералов карбонат-сульфидно-сульфосольной ассоциации. Ассоциация этих минералов локализована на глубинах 1230-960 м. В центральной части месторождения минералы карбонат-сульфидно-сульфосольной ассоциации имеют максимальную вертикальную мощность - 310 м. В ассоциации насчитывается около 30 минералов, из которых наиболее распространенными являются галенит, сфалерит, тетраэдрит серебросодержащий, фрайбергит, серебро самородное и фрейеслебенит [9]. Из жильных минералов встречаются кварц и карбонаты (кальцит, доломит и анкерит).
Кварц-касситерит-сульфидная ассоциация минералов представлена кварцем, касситеритом, арсенопиритом, пиритом I, марказитом I, сфалеритом I, самородными Ві и Аи. Комплекс этих минералов локализован ниже 980 м над ур. м. По данным [10], продуктивные руды месторождения Мир-
хант формировались на 600-700 м выше уровня формирования рудных тел месторождения Тарор. Учитывая это, можно предполагать, что по вертикали оруденения кварц-касситерит-сульфидной ассоциации распространяются до глубины 300-200 м над ур. м.
Минералогическая зональность в латеральном направлении, по простиранию рудной залежи с юго-востока на северо-запад, проявляется в следующем:
- постепенно уменьшается количество арсенопирита, марматита с включениями минералов меди и олова;
- на юго-востоке залежи преимущественно распространены минералы более ранних ассоциаций карбонат-сульфидно-сульфосольной стадии минералообразования - галенит-марказитовой, тет-раэдрит-галенитовой и сульфосолевой, а на северо-западе завершающие рудный процесс - селенид-ная и конгсбергитовая ассоциации;
- сурьмяные сульфосоли (пираргирит, фрейеслебенит, андорит, рамдорит, бурнонит, фюлеп-пит и др.) встречаются в массивных рудах на юго-востоке, а мышьяковые и сурьмяно-мышьяковые на северо-западе;
- на северо-западе залежи для минералов характерно повышенное содержание ртути. Здесь встречаются тетраэдрит, содержащий до 8.9% ртути и собственно ртутные минералы - тиманнит и киноварь, а также амальгама серебра с ртутью - конгсбергит, аркверит и бордозит;
-отмечается изменение в пространстве минеральных форм почти всех элементов. Станнин и оловосодержащий сфалерит сменяются касситеритом, сульфосоли серебра - самородным серебром. Висмут, присутствующий в массивных рудах в виде висмутина, густавита и самородного висмута, во вкрапленных рудах представлен виттихенитом, богдановичитом, айкинитом.
Нужно отметить, что на месторождении наблюдается чёткое зональное расположение сфалеритов. По термодинамическим факторам, парагенетическим ассоциациям минералов, химическому составу и формам выделения установлены три генерации цинковой обманки: марматит, обычный сфалерит и клейофан. Существенные колебания в составе сфалерита зафиксированы в содержании железа. Наиболее распространен сфалерит I, который по химическому составу относится к мармати-ту. Он отличается чёрным цветом и характеризуется относительно высоким содержанием железа, от 7.62 до 14.62 масс.%. Минерал в парагенетической ассоциации встречается с арсенопиритом, пиритом I, марказитом I, станнином I и халькопиритом I.
Сфалерит второй генерации имеет коричневый цвет и относительно меньшее количество железа (от 4.07 до 6.72 масс.%). Он ассоциируется с галенитом, халькопиритом II, станнином II и сульфосолями серебра и свинца. Сфалерит III развит на щетках и друзах кальцита II в карстовых пустотах и имеет красную окраску. Под бинокуляром он красный, полупрозрачный с алмазным блеском. Цвет его, по-видимому, зависит от изоморфной примеси ртути, где в некоторых образцах содержание её доходит до 1.9 масс.%. Обычно это тонкозернистые агрегаты и корочки на стенках трещин. Он относительно чистый. Содержание железа достигает 0.29 масс.%. Таким образом, на месторождении снизу вверх марматит сменяется коричневым сфалеритом, затем, в приповерхностной части - клейофа-ном.
Геохимическая зональность связана с изменением степени сульфидности руд. С юго-востока на северо-запад (рисунок) содержание серы постепенно снижается от 40 до 1% и менее. Одновременно уменьшается в среднем содержание свинца, цинка и серебра, увеличивается концентрация ртути, никеля, ванадия, кобальта и др.
Для получения ряда вертикальной геохимической зональности рудных тел М.М.Мамадвафоевым и М.Д.Джанобиловым [11] вычислены величины показателей зональности, отражающие относительное накопление элемента на каждом из горизонтов штолен. По их и нашим данным, следует, что в рудном теле 1 максимальное относительное накопление серебра и олова наблюдается на поверхности месторождения, цинк и свинец - на уровне горизонта штольни 5, а золота и мышьяка - на самом нижнем горизонте. По результатам полученных показателей был составлен следующий вертикальный ряд элементов-индикаторов оруденения: (Ag, 8п) - (2п, РЬ) - (Аи, Лб).
Минералообразование на месторождении происходило в сложной геологической обстановке и носило пульсирующий характер. Выделены три стадии гипогенного минералообразования: 1) кварц-касситерит-сульфидная; 2) карбонат-сульфидная и 3) кальцит-гематит-сульфидная.
К продуктам первой стадии относятся кварц-касситерит-сульфидные (кварц, касситерит, пирротин, арсенопирит, пирит, марказит, сфалерит, станнин, халькопирит) руды с редкими выделениями самородных элементов (золота и висмута). Они встречаются в виде жил, прожилков, гнёзд, а также вкраплений во вмещающих породах. Кристаллизация минералов протекала из бикарбонатно-сульфатных (с подчиненным значением хлора) растворов низкой концентрации в пределах температур 430...200°С. Давление в период кристаллизции минералов первой стадии колебалось от 100 атм в начале стадии до 300 атм в её конце.
Главными минералами второй стадии- стадии карбонатов и сульфидов являются кальцит, галенит, сфалерит, фрайберигит, полибазит, пираргирит, фрейеслебенит, самородное серебро и др. Продукты этой стадии наложены на ассоциацию минералов ранней стадии и представлены жилами, прожилками, гнёздами и вкраплениями. Руды этой стадии отлагались в более спокойной обстановке, чем минералы первой стадии, и в очень слабой степени подверглись пострудным подвижкам. Кристаллизация минералов второй стадии происходило в сравнительно широком диапазоне температур 350. 150°С. В продуктах минерализации второй стадии выявлено закономерное уменьшение с глубиной содержания галенита с одновременным повышением концентрации сфалерита. В рудах верхней части месторождения преимущественное развитие получает и ассоциация сульфосолей (блеклых руд, полибазита, пираргирита и др.).
Процессы гипогенного минералообразования завершаются формированием кальцит-гематит-сульфидных парагенезисов. Продукты этой стадии рассекают минеральные ассоциации двух предыдущих стадий. Во время образования кальцитов минералообразующая среда носила окислительный характер, на что указывает выпадение из растворов, одновременно с кальцитом, оксида железа - гематита. Кроме них в этой стадии в ничтожных количествах образуются сфалерит, халькопирит и киноварь. Образование минералов этой стадии происходило в пределах температур от 220-200 до 75-65°С и давлений 150 атм и ниже. Состав минералообразующих растворов был хлоридно-бикарбонатным.
По текстурным особенностям руды разнообразны и находятся также зонально. В центральных частях рудных тел преобладают массивные текстуры, которые в периферических частях сменяются катакластической или брекчиевой микротекстурами. Раздробленные обломки вмещающих пород и продукты более ранней минерализации цементируются тонкозернистой массой более поздних минералов. Размер зёрен основной массы измеряется первыми десятками микрон, а обломков первыми десятых мм. Присутствие отдельных более крупных обломков характеризует микротекстуру этих участков как порфирокластическую. Для минерализации удалённых от Диагонального разлома участков характерно широкое развитие гнёздово-вкрапленной текстуры, размер отдельных гнёзд в которых достигает 1 см. Такая текстура обычно наблюдается в продуктах кварц-касситерит-сульфидной и карбонат-сульфосольно-сульфидной стадии минерализации. Для рудных тел, связанных с этими стадиями, характерно также широкое развитие прожилково-вкрапленной текстуры. Особенно этот тип широко развит для минеральных ассоциаций карбонатно-сульфосольно-сульфидной стадии, где тонкие прожилки (до 0.1 мм) рассекают продукты ранней стадии и агрегаты породообразующих минералов пород. Агрегаты минералов карбонат-сульфосольно-сульфидной стадии на отдельных участках имеют аллотриоморфнозернистую текстуру с изолированными зёрнами и сростками размером от
0.001 до 2 мм. Кроме того, на месторождении развиты коррозионная, реакционно-каёмчатая и другие типы текстур. Для участков широкого развития марказита характерна сетчатая микротекстура. В пустотах выщелачивания образуются друзовые текстуры кальцита. При этом щётки кальцита как бы обсыпаны зёрнами тетраэдрита, кристаллами позднего сфалерита, налётами гидроксидов марганца и железа, а также малахитом.
На участке Нижний Кштудак зональность оруденения прослежена на горизонте штольни № 1. Прежде всего отмечается изменчивость текстур руд. В направлении с юго-востока на северо-запад массивные руды постепенно переходят в прожилково-вкрапленные [11] и далее во вкрапленные. В массивных рудах главные носители серебра - пираргирит, серебросодержащий тетраэдрит, андорит, фрейслебенит. В существенно вкрапленных рудах андорит и пираргирит отсутствуют, тетраэдрит сохраняется, появляется конгсбергит. В юго-восточной части рудной залежи Контактовая (рудное тело 1) ведущей формой нахождения олова является станнин, а касситерит встречается редко. К северо-западу, на продолжении рудоносной зоны, количество касситерита возрастает, а станнин постепенно исчезает (рудное тело Сурхок). Возрастает в том же направлении интенсивность окварцевания, доломитизации и гематитизации [11].
Вторичная зональность проявлена слабо. Количество гипергенных минералов постепенно увеличивается от юго-восточного фланга залежи Контактовой на северо-запад до штрека 2, появляются халькозин, ковеллин, борнит, самородная медь, самородное серебро, гидроксиды железа и максимальное количество этих минералов наблюдается в рудном теле Сурхок. Массивные и прожилко-во-вкрапленные сульфидные руды затронуты окислением не более чем на 2-3%. Здесь встречаются тонкие прожилки и каймы варламовита на оловосодержащих минералах, корочки церуссита на галените, прожилки скородита в арсенопирите и включения халькозина в тетраэдрите.
Таким образом, на месторождении на основе минералогических, геохимических, термобарических, структурно-текстурных особенностей руд и других параметров были выделены (снизу вверх)
четыре зоны (рисунок), которые находятся в определённых гипсометрических уровнях: 1) зона халь-копирит-арсенопиритовых руд с теннантитом; 2) зона арсенопирит-сфалеритовых руд с галенитом, станнином, тетраэдритом и сульфосолями; 3) зона гематитовых руд с самородным серебром и 4) зона окисленных руд (гидроксиды железа, скородит, ковеллин, церуссит, самородное серебро, самородная медь, малахит, азурит и др.).
Поступило 12.12.2011 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Emmons W.H. - Intern. Geol. Congr. Rept., 16th sess. 1936, pp.13-21
2. Смирнов С.С. - Изв. АН СССР, серия геол., 1937, №6, c. 18-29.
3. Коржинский Д.С. - Вопросы методики поисков скрытых рудных тел. - М.: Госгеолтехиздат, 1963, с. 5-31.
4. Barnes H.L. - Econ. Geol. 1962, №57, рр. 14-25.
5. Хелгесон Г.С. Комплексообразование в гидротермальных растворах. - М.: Мир, 1967, 386 с.
6. Szadeczky-Kardoss E. - Acta Geol. Acad. Sci. Hungarical, 1954, т. II, fost 3/4. pр. 56-98.
7. Онтоев Д О. Стадийность минерализации и зональность месторождений Забайкалья. М.: Наука, 1974, 244 с.
8. Файзиев A.R - ДАН РТ, 1997, т. 49, № 7-8, с. 62-66.
9. Файзиев А.Р., Файзиев Ф.А. - ДАН РТ, 2006, т. 49, № 9, с. 844-847.
1G. Чернышев В.Ф., Корын И.З. - Структурные условия формирования эндогенных рудных месторождений. М.: Наука, 1973, с. 59-94.
11. Мамадвафоев М.М., Джанобилов М.Д. - ДАН РТ, 1999, т. XLII, № 7, с. 57-62.
ФА.Файзиев
MИHТAЦAБAВДИИ MA^AH ДAР КОНИ HУK;РAПOЛИMЕТAЛЛИИ MOTXAHT (ТОЧИКИСТОНИ MAPKA3H)
Институти геология, сохтмони ба заминчунбй тобовар ва сейсмологияи Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон
Дар кони Мирхант минтакабандих,ои ryHoryH - минералогй, геокимиёвй, мархдлавй, со-хторию-текстyравй ва гайра ошкор шyданд, ки онх,оро хднгоми корх,ои геологй-чустучуйй ва бах,одих,й истифода намудан мумкин аст.
Калима^ои калиди: минтацабандии маъдан - ассотсиатсияи минералуо - минтацабандии геокимиёвй - хосиятуои сохторию текстуравии маъдан - минералпайдошавии гипогенй.
F.A.Faiziev
ZONING MINERALIZATION IN SILVER-POLYMETALLIC MIRKHANT DEPOSIT (CENTRAL TAJIKISTAN)
Institute of Geology, Earthquake Engineering and Seismology,
Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan
The deposit identified mineralogical, geochemical, phasic, structural and textural and other types of zoning that can be used as a geological survey and evaluation criteria.
Key words: zoning of mineralization - mineral associations - geochemical zoning - structural and textural features of ore - mineralization hypogene.
