kl_geol_pol_iskop_050706

1)этап – перекристаллизация вмещающих пород под воздействием горячих газоводных растворов, без изменения их минерального и химического состава (образование простых пегматитов);

2)этап - вследствие изменения состава раствора происходит растворение

изамещение простых пегматитов остаточными растворами (образование сложных пегматитов).

4. Гипотеза образования пегматитов в докембрийских метаморфических комплексах. Пегматиты являются продуктами метаморфизма, подразделяются на две группы: а) обычные перекристаллизованные мусковитовые пегматиты (обстановка дистенсиллиманитовой фации); б) сложные редкометалльные пегматиты (андалузитсиллиманитовой фации).

Полезные ископаемые

Как рудные месторождения пегматиты разрабатываются для извлечения: редких элементов – Be, Li, Nb, Ta, Zr, Sn, W, Mo, Bi; рассеянных элементов – Ge, Hf, Cs, Rb; редкоземельных элементов – TR; радиоактивных элементов - U, Ra, Th; иногда титана (Ti) и др. Как нерудные полезные ископаемые они содержат: минералы – мусковит, полевой шпат, кварц, турмалин, андалузит, криолит, корунд, а также драгоценные и поделочные камни – изумруд, сапфир, аметист, аквамарин, хризоберилл, топаз, циркон и др.

Классификация месторождений

Месторождения подразделяются на 3 подтипа:

1. Блоковые микроклиновые пегматиты (K-Na типа). Обладают письменной, гранитной и блоковой структурой. Минеральный состав: микроклин, плагиоклаз, кварц, мусковит (часто присутствуют гранат, турмалин и берилл).

Месторождения являются источником высококачественного микроклинового сырья (керамического сырья), которое используется в электротехнической промышленности (изоляторы), производстве сантехнических изделий и др. Кроме того, добывается кварц и мусковит.

Примеры: Калба-Нарымская зона (Асубулакское пегматитовое поле), Мамский район Сибири, Карелия и др.

Асубулакское пегматитовое поле объединяет месторождения Джилке, Верхний Лобаксай, Талдысай и др. (рис.). Пегматитовые жилы имеют неправильно плитообразную форму с апофизами и ответвлениями. Длина жил варьирует от 100 до 800м, мощность 1-5м, в раздувах достигает 10-30м. Основные полезные ископаемые – кусковой микроклин, графический пегматит и кварц, из рудных минералов встречаются берилл и колумбит. В микроклиновом сырье содержание К2О 8-13% при калиевом модуле К2О/Na2О=2-5. При рудоразборке выход кускового микроклина 17-27%, графического пегматита 2-9% и кварц 3-6%. Месторождения имеют промышленное значение.

2. Редкометалльные пегматитовые месторождения.

Это метасоматически замещенные гранитные пегматиты зонального строения, важные в промышленном отношении для получения редких металлов (Та, Nb, Ве, Cs, Li, Sn). Наиболее перспективны пегматитовые месторождения многокорневой жильной морфоструктуры, сформированные в постколлизионной геодинамической обстановке.

Главное отличие от предыдущего типа - присутствие в минеральном составе (кроме кварца, микроклина и слюд, таких уникальных минералов как сподумен, лепидолит, поллуцит, цветные турмалины, клевеландит, амблигонит, танталит-колумбит, берилл, касситерит и др.). Пегматиты характеризуются зональным строением, интенсивными процессами замещения (альбитизация, грейзенезация, турмалинизация и лепидолитизация) и разнообразием минеральных типов (микроклин-альбитовый, альбит-сподуменовый, кварц- альбит-танталит-касситеритовый, кварц-лепидолит-поллуцитовый и другие). Главные рудные минералы: танталит-колумбит, берилл, сподумен, поллуцит и касситерит. Попутные полезные компоненты – полевой шпат, кварц и мусковит.

Из пегматитов добывают также драгоценные камни (топаз, аквамарин, турмалин, гранат, аметист). Такие месторождения известны в России, Казахстане, Бразилии, Индии, Южной Африке, Китае и других странах.

В Восточном Казахстане примерами являются редкометалльные пегматитовые месторождения Калба-Нарымской зоны (Бакенное, Белая Гора, Юбилейное и др.), которые эксплуатировались Белогорским горнообогатительным комбинатом.

Бакенное месторождение – наиболее крупное в регионе, расположено в эндо- и экзоконтакте Прииртышского гранитного массива калбинского комплекса пермского возраста. Представлено редкометалльно-замещенными пегматитами с танталовым оруденением, образующим рудоносные полосы и ленты. Всего известна 21 рудная жила, длина их составляет сотни метров, глубина по падению достигает 1 км. Наиболее продуктивны микроклинальбитовые и альбитовые пегматиты, в которых насчитывается порядка 70 минералов. Главные рудные минералы – танталит-колумбит, касситерит и сподумен, второстепенные – амблигонит, лепидолит, поллуцит и др. Танталитколумбит представлен гнездовой вкрапленностью и отдельными крупными таблитчатыми кристаллами. Касситерит черного цвета танталоносный. Месторождение в настоящее время законсервировано.

3. Камерные хрусталеносные пегматитовые месторождения.

Образуются в камерах многофазных гранитных массивов. Сложены в основном крупными гнездами и ядрами пегматита, состоящими из кварца, микроклина и слюд. В занорышах, погребах встречаются кристаллы горного хрусталя и оптического флюорита.

Примеры: Восточный Казахстан (массивы Дунгалы, Акжайляу др.).

Месторождение Акжайляу –типичный представитель камерных хрусталеносных пегматитов, локализованных в одноименном многофазном гранитоидном массиве Жарма-Саурского пояса (рис.). Пегматитовые тела сосредоточены в апикальных зонах гранитов и лейкогранитов. Форма их штоко- и линзообразная, в виде камер и гнезд; размеры от 10×3 до 50×12, мощность от 1,5 до 26м. Всего известно 1500 жил, в том числе 130 полнодифференцированных пегматитов, содержащих блоки микроклина, пьезокварца и флюорита. В зональных пегматитах в центре расположено кварцевое ядро, окаймленное блоковой кварц-микроклиновой зоной, и на контакте с гранитами развиты графические пегматиты (рис.). Месторождение разрабатывалось на пьезокварц и кусковое микроклиновое сырье. В настоящее время представляет интерес для получения чистого кварца, используемого в новейших технологиях.

Глава 6. АЛЬБИТИТ – ГРЕЙЗЕНОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Общая характеристика

Альбититы и грейзены объединяются общностью происхождения, источником рудообразующих веществ, и иногда совместным нахождением. Они связаны с апикальными выступами кислых массивов нормального и щелочного ряда, подверженных метасоматическим изменениям.

Апикальные части гранитов вследствие натрового метасоматоза были альбитизированы (привнос Na2O до 5-6,5%); а избыток калия был вынесен и связан в грейзенах (привнос K2O до 5-9%), образовавшихся выше альбититов вблизи кровли интрузивов

При этом исходная порода освобождалась от элементов-примесей, в альбититах концентрировались Nb, Та, Zr, Тh, а в грейзенах Sn, W, Be, Li.

Альбититы и грейзены не всегда образуются совместно и одновременно. Встречаются грейзеновые месторождения без альбититов и альбититовые без грейзенов.

По возрасту известны месторождения:

-докембрийские (Украина, Африка, Бразилия);

-каледонские (Австралия);

-герцинские (Африка, Казахстан, Урал и др.);

-киммерийские (Тихоокеанский пояс, КНР, МНР, Забайкалье и др.);

-альпийские (Кавказ).

Альбитит-грейзеновые месторождения формировались в позднюю орогенную (постколлизионную) стадию тектоно-магматических циклов и связаны с поясами гранитоидов нормальной и повышенной щелочности, а также в процессе тектоно-магматической активизации на древних платформах (в связи с щелочно-гранитовой формацией).

Геологические структуры

Региональные структуры нескольких категорий:

-глубинные подвижные зоны и складчатые пояса, которым соответствуют рудные пояса (Рудноалтайский, Жарма-Саурский, Уральский и др.)

-глубинные разломы, контролирующие размещение гранитоидных поясов (развиты во многих районах Казахстана); в Восточном Казахстане - это Калба-Нарымский гранитоидный пояс и др.;

-разломы внутриплитовой активизации на платформах (например, разломы в Горном Алтае, представлявшим окраину Сибирской платформы).

Структуры месторождений разнообразны: 1) апикальные зоны массивов; 2) структуры пород кровли, 3) трещины отдельности массива,

4) разрывные нарушения различного происхождения (радиальные, трещины отрыва и скола).

Физико–химические условия образования

Альбитит-грейзеновые месторождения формируются в апикальных частях массива, в которых широко проявлены процессы щелочного метасоматоза (альбитизации и грейзенизации).

При альбитизации происходит привнос Na+I и вынос К+I, который связывается в грейзенах. Эти изменения в гранитах сопровождались выносом редких и редкоземельных элементов (Та,Sn, Li, Ве, W, Zr,ТR, и др.) и концентрацией их в альбититах в грейзенах с образованием рудных месторождений. Вынос элементов-примесей осуществляется из нижней подрудной зоны гранитов, где по В. Барсукову (по сравнению с неизмененными рудоносными гранитами) их содержание снижается с 26 г/т до 5 г/т (в 5 раз).

Формирование месторождений происходило под воздействием остаточных химически активных водных растворов на раскристаллизовавшиеся граниты. По А. Беусу, Г.Н.Щербе и нашим данным (Дьячков, 1972) изменение гранитов происходило в такой последовательности:

1ранняя щелочная стадия (микроклинизация I, которая при возрастании активности Na+I сменилось альбитизацией);

2кислотная стадия (площадная мусковитизация I, затем при увеличении кислотности проявлялась грейзенизация, которая переходила в гидротермальный процесс с образованием кварцевых жил). Активными минерализаторами являлись F, В, которые способствовали выносу щелочей, алюминия и редких элементов.

3поздняя щелочная стадия (при снижении кислотности растворов проявлялась локальная микроклинизация и альбитизация).

Температурный режим - с учетом работ Г.Н. Щербы, И.Н. Говорова и др. по минеральным ассоциациям и изучению газово-жидких включений (в 0С):

микроклинизация 650-580

альбитизация	550-400
грейзенизация	450-300
образование кварцевых жил	400-250.

Глубина образования альбититов и грейзенов от 5-3 до 1,5км.

Давление при грейзенизации сменялось от 130-110 до 10-7 МПа (Г.Н.Щерба). Также происходило уменьшение концентрации рудообразующих растворов (от 460 до 100 г/кг H2O).

Альбититовые месторождения

Альбититы – это мелкозернистые породы существенно альбитового состава с порфировыми выделениями кварца, микроклина и пластинками слюды, образованные в процессе постмагматического натрового метасоматоза.

Альбититовые месторождения представляют собой метасоматически измененные купола и апофизы гранитов. Рудоносные альбититы распространяются на глубину в первые сотни метров.

Типичными представителями являются месторождения Верхнее Эспе и Карасу Восточного Казахстана.

Месторождение Верхнее Эспе расположено в Жарма-Саурском рудном поясе, в экзоконтакте гранитного массива Акжайляу (рис. ).

Ниобий-цирконий-редкоземельное оруденение в апогранитах (альбититах) связано с керегетас-эспинским комплексом щелочных гранитов P2-T1. Рудовмещающими являются средне- и мелкозернистые рибекитовые граниты Большого и Малого штоков. Отличаются флюорит-редкоземельно- цирконовым типом акцессориев и геохимически специализированы на Та, Sn,

РЬ, Zn, Nb.

Выделяются два морфологических типа руд.

1 Пластообразные залежи апикальных зон массивов (ширина - 100-150м, мощность 1,5-15м), сложенные кварц-альбитовыми, рибекит-альбитовыми и эгирин-рибекит-альбитовыми метасоматитами.

2 Трещинно-плитообразные тела в экзоконтакте массива, представленные контактово-метасоматически преобразованными осадочными породами коконьской свиты (С1).

Рудные тела (длина - 100-150м, мощность 3-7м) сложены полосчатыми рибекит-альбититовыми метасоматитами.

Минеральный состав. Главные рудные минералы - циркон, пирохлор, торит, гагаринит, второстепенные - фенакит, касситерит, колумбит и др.

Практическое значение. При совершенствовании технологии комплексного использования пирохлор-цирконовых руд месторождение может иметь практическое значение.

Месторождение Карасу находится в юго-восточной части КалбаНарымской зоны (рис. ). Представлено альбититами и грейзенами в гранитах слепого купола. Месторождение изучалось Т.А. Адександровым, И.М. Николаенко, Г.Н. Щербой, А.Е. Стапавовым и другими геологами. На поверхности в сланцах кыстав-курчумской свиты (D2gv) развиты оловорудные кварцевые жилы. По данным бурения на глубине 350-400м в надинтрузивной зоне массива были обнаружены альбитит-грейзеновые метасоматиты с оловотанталовым орудинением.

Рудовмещающими являются среднезернистые мусковитизированные граниты II фазы калбинского комплекса (Р1).

Структура месторождения - прикровелъная жильно-штокверковая. Рудные тела представлены несколькими типами (снизу вверх):

-альбитизированные и грейзенизированные граниты (апогранииты) слепого купола, наиболее продуктивные на Sn-Та оруденение.

Это мелкозернистые зеленовато-серые породы с вкрапленностью касситерита, танталит - колумбита и пирохлора. На месторождении с ними связаны основные запасы олова и тантала.

-линейно-штокверковые зоны в экзоконтакте массива, представленные Кв-Би-Ту и Фл-Му-Ка сланцами с многочисленными кварцевыми прожилками. Имеют значительную протяженность по простиранию (до 700м) и на глубину (400м) при средней мощности 15-20м.

Рудоотложение происходило в условиях повышенной карбонатности среды (СаО - 6,82%; СО2 – 0,10%) при привносе F (4%), K (K2O – 4,4%) и

выносе Na (Na2O – 1,44%). Оруденение представлено тонкой вкрапленностью касситерита в кварцевых прожилках и сланцах, распределение его неравномерное (Sn 0,01-2%).

3 секущие кварцевые прожилки (длиной 10-30м, мощность 1-3см) в верхах рудной колонны.

Минеральный состав жил: кварц, мусковит, жильбертит, альбит, турмалин, флюорит, топаз и кассетирит. В мусковит–жильбертит-кварцевых прожилках повышены концентрации F(2%) и К2О (6,7%). Распределение олова также неравномерное (0,5-1,25%).

Месторождения Карасу по потенциальным запасам имеет важное промышленное значение.

Грейзеновые месторождения

Грейзены состоят в основном из кварца и слюды (мусковит, биотит, цинвальдит) с примесью флюорита, топаза и турмалина. Они сформировались при взаимодействии пневматолито-гидротермальных растворов с вмещающими породами.

Рудные минералы – вольфрамит, шеелит, касситерит, молибденит и берилл.

В ассоциации с грейзенами обычно встречаются кварцевые жилы, по этому при генетической систематике месторождений выделяется грейзенокварцевожильная рудная формация.

Грейзевовые тела образуются обычно в апикальных зовах и эндоконтактах гранитных массивов, а также во вмещающих породах экзоконтакта (экзогрейзены). Глубина распространения грейзенов по вертикали в гранитах достигает 300-500м, а общий размах оруденения в системе интрузивнадинтрузивная зона - 1-1,5км. Особенности зонального распределения грейзенов в зависимости от состава вмещающих пород рассмотрены Г.Н.Щербой.

Грейзеново-кварцевожильные месторождения образуются в процессе пневматалито-гидротермального изменения кислых и ультракислых гранитоидов поздних (постколлизионных) стадий тектоно-магматических циклов. Грейзенообразующие растворы, насыщенные рудными компонентами (Sn, W, Mo) и минерализаторами (H2O, CO2, В, F, Cl) сопровождали разные фазы гранитных комплексов.

Рудные тела представлены штокверками, штоками или имеют неправильную форму.

Типичными представителями являются месторождения Восточного Казахстана – Палатцы (по составу оруденения однометальные) или Чердояк (комплексные олово-вольфрамовые). По запасам преобладают мелкие месторождения.

Месторождение Палатцы. Расположенно в восточном эдноконтакте миролюбовского гранитного массива, объединяет грейзены и кварцевые жилы с турмалин-шеелитовой минерализацией и представляет кварцевожильногрейзеновую вольфрамовую формацию (рис. ).

В геологическом строении района месторождения принимают участие тонкослоистые песчано-алевролитовые отложения такырской свиты (D3), граниты I фазы калбинского комплекса (Р1) и их жилы, а так же северовосточный пояс даек кислого и среднего состава миролюбовского комплекса

(Р2-Т1).

Вмещающие граниты представлены средне-крупнозернистыми, крупнозернистыми порфировидными биотитовыми гранитами. Из акцессорных минералов для гранитов характерны: апатит (211,6 г/т) и циркон (5,2 г/т); в пределах рудоносной зоны в них привнесены арсенопирит (361,3 г/т) и шеелит, йлоорит, молибденит, пирит и др.

На месторождении выделяется рудоносная зона меридионального простирания длиной 1,5 км и шириной до 1 км, в пределах которой развиты субпараллельные грейзены и кварцевые жилы.

Морфологически грейзены имеют вид удлиненных тел линзообразной или неправильной формы, средние размеры которых: длина 5-10 м, мощность 0,2-0,4 м, глубина по падению до 6 м. По вещественному составу преобладают кварц-полевошпатово-мусковитовые грейзены с изменчивым содержанием и сопутствующих минералов: шеелита (2-158) арсенопирита (до 5-12%) и турмалина (до 18-43%).

Месторождение Чердояк. Чердоякское кварцевожильно-грейзеновое олвянно-вольфрамовое месторождение пространственно приурочено к Кунушскому массиву плагиогранитов (рис. ).

Вмещающие породы здесь представлены песчано-алевролитовыми отложениями такырской свиты (D3) прорванные дайкообразным телом, среднезернистых биотитовых плагиогранитов кунушского комплекса (С3), имеющими падение на северо-восток под углом 50-600.

Рудовмещающими оказались среднезернистые биотитовые плагиограниты, состоящие в среднем из плагиоклаза – 63,1%, кварца – 27,6%, калиевого полевого шпата – 2,7%, биотита – 5%; акцессориев мусковита, хлорита и других вторичных минералов – 1,6%.

Рудные тела представленные кварцевыми жилами, жилообразными телами и штокверками, Штокверковые тела сгруппированы в несколько рудоносных зон

Рудоносные растворы были обогащены Sn и W, находившимся в виде соединений с бором и фтором. Главные рудные минералы представлены арсенопиритом, касситеритом и шеелитом, среди жильных минералов характерны кварц, турмалин, графит, мусковит, флюорит.

Арсенопирит чаще встречается в грейзенизированных плагиогранитах и содержание его увеличивается с глубиной. Касситерит содержится в виде мелкой вкрапленности (до 1 мм в поперечнике) в грейзенах, более крупные его кристаллы темнокоричневого цвета, размером 3 – 4 см, включены в кварцевые жилы и прожилки. Шеелит чаще всего образует в кварцевых жилах, гнезде, размером до 1 – 2 см, имеет светлую окраску. В виде примеси по спектральным анализам содержит Sn – 1% и Аs – 0,2 – 0,4%.

Глава 7. СКАРНОВЫЕ МЕСТОРЖДЕНИЯ

Общие сведения

Под влиянием постмагматических продуктов магмы (газов и растворов) вмещающие породы подвергаются глубокому минеральному и химическому преобразованию. Происходит процесс контактового метасоматоза, приводящий к образованию скарновых месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых, которые располагаются, как правило, в области контакта интрузии с карбонатными и другими породами.

Скарны – это породы известково-силикатного состава, образовавшиеся метасоматическим путем в приконтактовой части интрузива и карбонатных пород.

Скарноиды (по Д.Коржинскому) – это породы, сходные со скарнами, но образованные при метаморфизме карбонатных пород (мергелей, известковистых туфов) без существенного привноса элементов, необходимых для образования скарнообразующих минералов.

Скарноподобные (по Д.Коржинскому) – неопределенные по происхождению породы, по минеральному составу близкие к скарнам.

Экзоскарновые – месторождения располагаются в породах, непосредственно примыкающих к интрузиву.

Эндоскарновые – месторождения образуются в результате метасоматического замещения пород в краевой части интрузива.

Контактовое воздействие интрузии на вмещающие породы (прогрев плюс газово-жидкие растворы).

Сланцы - роговики. Песчаники - кварциты. Известняки - мраморы.

Метасоматические скарны образуются в результате воздействия на породы привносимых химических соединений.

Морфологические особенности

Форма скарновых месторождений:

пластовые и пластообразные (самые крупные – длиной до 2000-2500, мощностью до 200м), линзовидные, штоки, трубы, жилы и жилообразные, гнезда, сложные ветвящиеся залежи.

Разновидности скарнов по составу исходных пород:

Известковые скарны образованы по известнякам. Главные минералы – гранат (гроссуляр - андрадит) и пироксен (диопсид - геденбергит), кроме того, встречаются визувиан, воластонит, скаполит, амфиболы, эпидот.

Магнезиальные скарны (по доломитам). Типоморфные минералы: диопсит, форстерит, шпинели, флогопит, серпентин.