Рудно-магматические системы скарново-шеелит-сульфидных месторождений Востока России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Российская Академия Наук Дальневосточное отделение

Дальневосточный геологический институт

РУДНО-МАГМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СКАРНОВО-ШЕЕЛИТ-СУЛЬФИДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ВОСТОКА РОССИИ

Специальность: 25.00.11 - геология, поиски и разведка твердых

полезных ископаемых; минерагения

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени

доктора геолого-минералогических наук

ГВОЗДЕВ ВИТАЛИЙ ИВАНОВИЧ

Владивосток 2007

Работа выполнена в Дальневосточном геологическом институте Дальневосточного отделения Российской Академии наук

Официальные оппоненты:

Ю.И.Бакулин Доктор геолого-минералогических наук (ДВИМС, г. Хабаровск)

Г.Н.Гамянин Доктор геолого-минералогических наук (ИГА и БМ, г. Якутск)

Н.А.Горячев Доктор геолого-минералогических наук (СВКНИИ ДВО РАН, г. Магадан)

Ведущая организация: Институт геологии рудных месторождений, минералогии, петрографии и геохимии (ИГЕМ) РАН (г. Москва)

Защита состоится «25» октября 2007 г. в 10 ^оо часов на заседании диссертационного совета Д 005.006.01 в Дальневосточном геологическом институте ДВО РАН по адресу: 690022, Владивосток, Пр-т 100-летия Владивостока, 159. Академгородок Тел.: +7 (4232) 321-249 Fax: +7 (4232) 317-847 E-mail: fegi@onlane.marin.su

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного Отделения РАН по адресу: 690022, Владивосток, Пр-т 100-летия Владивостока, 159. Академгородок

Автореферет разослан «_____» ____________ 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

к.г.-м.н. Б.И.Семеняк

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы.

Скарновые месторождения с шеелитом - это один из главных генетических типов вольфрамовых месторождений, широко эксплуатируемых в России в настоящее время. В мировом экономическом балансе на долю этих месторождений приходится около 65% добычи руды, в то время как запасы составляют не более 30% (Соловьев С.Г., 1997).

На востоке России крупные месторождения скарнового типа известны в Приморском крае (Восток-2, Лермонтовское) и в Якутии (Агылки), руды которых, как и руды большинства вольфрамовых месторождений, являются комплексными на медь, висмут, золото и др. элементы. На долю эксплуатируемых скарново-шеелит-сульфидных месторождений Восток-2 и Лермонтовское в Приморском крае приходится 55% от объема добываемого вольфрама в России, в то время как объем разведанных запасов всего Дальневосточного региона составляет только 24% общероссийского (Козловский, 2002).

В настоящее время расширение минерально-сырьевой базы вольфрама за рубежом происходит по направлению поисков и отработки месторождений объемных по запасам, но с низкими содержаниями WO₃ (0,15 - 0,20%). Это - объекты стратиформного и штокверкового типов, известные в Австралии (Кинг-Айленд), Австрии (Фербелтал), Франции (Сало), Северном Кавказе (Кти-Теберда), Центральном Казахстане (Кайракты, Коктенколь и др.) и многих других регионах мира (Лобков и др.,1982; Страховенко, 1999; Бутенков, 2000).

Актуальность изучения типовых объектов состоит в том, что в Приморье высокая вероятность обнаружения не только скарново-шеелит-сульфидных, но и новых месторождений других генетических типов. Это может способствовать как расширению минерально-сырьевой базы Приморского края, так и Дальневосточного региона России в целом.

В последние годы получены результаты, позволяющие предположить присутствие в Приморском крае месторождений других генетических и формационных типов, в том числе и стратиформных. В этой связи встал вопрос об оценке перспектив слабо изученных месторождений неясного генезиса, таких как Тисовое, Скрытое, Кордонное, Беневское и многих других.

Традиционно, региональное и локальное прогнозирование опирается на знание типовых (эталонных) месторождений: их геологических обстановок размещения, связи с определенным петрохимическим типом магматических пород, условий и форм проявления постмагматических процессов, приводящих к образованию вольфрамового оруденения. Несмотря на общую изученность скарновых месторождений, остаются слабо освещенными и часто дискуссионными вопросы об источнике магматических расплавов, продуцирующих вольфрамовое оруденение и их месте в эволюции аккреционно-складчатых систем; недостаточно ясны причины возникновения оруденения с разнотипной минерализацией и др. Решение этих вопросов и совершенствование генетических принципов прогнозирования, поисков и оценки скарново-шеелитовых месторождений являются определяющими в постановке цели и задач выполненных исследований.

Цель и задачи исследования.

Главная цель исследований - создать по результатам изучения эталонных объектов генерализованную генетическую модель рудно-магматической системы (РМС) скарново-шеелит-сульфидных месторождений.

Для достижения этой цели предусматривалось решение следующих задач:

1. Установить главные региональные и локальные факторы, определяющие закономерности размещения комплексов магматических пород, продуцирующих вольфрамовое оруденением, а так же позволяющие совершенствовать принципы прогнозирования, поисков и оценки слабо изученных объектов применительно к разным геологическим структурам Дальневосточного региона.

2. Определить тип рудопродуцирующих магматических расплавов и их место роль в геологической эволюции акреционно-складчатых систем.

3. Выявить пространственно-временные и генетические соотношения магматических и флюидно-метасоматических процессов в рудно-магматических узлах (системах) продуцирующих разноформационное вольфрамовое оруденение. магматический порода флюидный рудный

4. Провести комплекс минералого-геохимических,и петрологических, изотопно- и термобаро-геохимических исследований, направленных на выяснение генезиса скарновых месторождений и условий появления в них продуктивных в отношении вольфрама парагенетических ассоциаций и контролирующих их факторов;

5. Разработать частные (геолого-генетические, минералого - и изотопно-геохимические и др.) модели и создать на их основе обобщенную генерализованную (или «интегральную» по Л.Н.Овчинникову, 1988) генетическую схему-модель вольфрамоносной РМС, позволяющую усовершенствовать комплекс поисковых критериев оценки слабоизученных объектов.

Фактический материал и методы исследований.

В основу работы положены материалы, собранные автором в период с 1973 по 2005 гг. при выполнении научно-исследовательских работ по проектам программам ДВ геологического института ДВО РАН, грантам РФФИ и ДВО РАН, темам хоздоговорных работ по изучению рудных районов и месторождений с вольфрамовой и оловянной минерализацией. Основное внимание автора было сконцентрировано на изучении магматических и метасоматических пород, руд, а также условий образования скарново-шеелит-сульфидных месторождений Лермонтовское, Восток-2 (Приморский край) и Агылки (Якутия), которые рассматриваются в работе как эталонные объекты. Как дополнительные привлекались результаты, полученные на относительно слабо изученных объектах Тисовое, Скрытое, Кордонное, Беневское, исследовавшихся с целью выяснения их генезиса и перспектив. Для сравнения эволюции РМС с разнотипной минерализацией изучались с разной степенью детальности оловянные и вольфрам-оловянные месторождения Приморья (Тигриное, Забытое, Усть-Микулинское, Рудное, Арсеньевское, Юбилейное, Искра и др.), Якутии (Эрикагское, Сосукчанское, Аляскитовое), Забайкалья (Букука, Белуха), Хабаровского края (Солнечное, Фестивальное) и Магаданской области (Иультин, Светлое, Теркенген) и др.

При полевых исследованиях на месторождениях главное внимание уделялось картированию фаз и фаций интрузивных тел и ассоциирующих с ними метасоматических пород (роговиков, скарнов и др.), а также детальному минералогическому картированию керна буровых скважин и горных выработок с отбором проб для петрографических, минераграфических, и аналитических исследований. При подготовке работы автором было изучено более 6000 шлифов, 4000 аншлифов и 400 полированных пластин, выполнено более 500 силикатных и 500 спектральных количественных и полуколичественных анализов пород и породообразующих минералов, более 300 рентгено-спектральных микроанализов породообразующих и рудных минералов, 38 изотопных Rb/Sr анализов для определения возраста интрузивных пород и руд, более 180 определений температур кристаллизации минералов и солевого состава включений в минералах интрузивных пород и руд; в породах и минералах выполнено 127 определений изотопного состава кислорода, 92 - углерода, 11 - водорода и 52 - серы.

Аналитические исследования выполнялись в лабораториях ДВГИ, ИГЕМ, ДВИМС, Университета штата Джорджия, Департамента минералогии Музея Природной Истории Лондона.

Научная новизна и практическая ценность работы.

Впервые в изучении РМС скарново-шеелит-сульфидных месторождений региона использован комплексный подход, основанный на детальных минералогических, изотопно- и термобарогеохимических исследованиях магматических и метасоматических пород, руд и сопутствующей минерализации:

1. Выделены и охарактеризованы типовые комплексы магматических пород ассоциирующих с вольфрамовой минерализацией. Установлены основные минералогические и петрохимические характеристики рудогенерирующих интрузивных пород; показано их положение в эволюции магматических комплексов.

2. Выявлены типоморфные особенности метасоматических пород и руд, породообразующих и рудных минералов, что позволило принципиально усовершенствовать схему последовательности минералообразования на вольфрамовых месторождениях региона и предложить ее в качестве критерия для количественной оценки масштабов вольфрамовой минерализации на слабо изученных объектах.

3. Разработаны модели РМС эталонных объектов, послужившие основой для обобщающей генетической схемы-модели локальной рудно-магматической системы скарново-шеелит-сульфидных месторождений применительно к Дальневосточному региону.

Реализация материалов и апробация работы.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на международных совещаниях и симпозиумах: «Final Meeting Intas Project 1994-1414» (1998); «30th Intern. Geol. Congress» (1996); «15 Симпозиум по геохимии изотопов» (1998); «Metallogeny of the Pacific Northwest: tectonics, magmatism and metallogeny of active continental margins» (2004); на всесоюзных совещаниях и конференциях: «IV Всесоюз. конф. по минералогии, геохимии, генезису и комплексному использованию вольфрамовых месторождений СССР» (1981); «Комплексное использование вольфрамовых месторождений в СССР» (1986); V и VI Всесоюзных совещаниях по термобарогеохимии (1976; 1978); всероссийских совещаниях: «Рудные формации структур зоны перехода континет-океан» (1988); «Рудные месторождения Дальнего Востока - минералогические критерии прогноза, поисков и оценки» (1991); «Геология, минералогия и геохимия месторождений благородных металлов Востока России и новые технологии переработки благороднометального сырья» (2005); «Рудогенез и металлогения Востока Азии» (2006).

Научные отчеты и информационные записки по материалам исследований с рекомендациями их использования при поисково-разведочных работах и оценке перспектив рудных тел, рудопроявлений и месторождений с вольфрамовой (шеелитовой) минерализацией в разное время были переданы в ПГО «Примгеология», Приморский ГОК, Таежную экспедицию.

Исследования по рассматриваемой теме в разное время были поддержаны грантами РФФИ (№ 95-05-14648; № 96-05-64440; № 04-05-65270; № 01-05-96903; № 04-1-ОНЗ-111), проектами ДВО РАН (№ 04-3-А-08-018; № 05-3-А-08-026; № 06-05-96084) и Администрации Приморского края (№ 12-107-2).

Благодарности.

Работа выполнена в лаборатории металлогении рудных районов Дальневосточного геологического института ДВО РАН. Исследования автора по теме диссертации начинались под руководством к.г.-м.н. Г.Н.Степанова, продолжилось членами-корреспондентами АН СССР Е.А.Радкевич и А.Д.Щегловым и заведующим лабораторией металлогении рудных районов д.г.-м.н. В.Г.Гоневчуком. Формированию научных взглядов автора способствовали совместная работа и общение с В.С.Антипиным, Н.С.Бортниковым, В.В.Владимировым, И.Н.Говоровым, С.С.Зиминым, А.Э.Изохом, В.Г.Сахно, А.М.Смирновым, В.П.Уткиным, А.И.Ханчуком, Л.Н.Хетчиковым, В.Г.Хомичем, А.С.Щекой. В сборе каменного материала в разное время оказывали содействие коллеги производственных организаций А.В.Анахов, А.Я.Гааз, А.С.Гонохов, Ю.Т.Гурулев, В.П.Земцов, С.В.Коваленко, П.В.Кораблинов, В.М.Лосив, Ю.И.Максименко, А.П.Матюнин, А.Н.Найденов, В.Н.Оковитый, Ф.И.Ростовский, А.Е.Шелехов и многие другие. Автор выражает искреннюю признательность и благодарность своим коллегам по институту и других научно-исследовательских подразделений О.В.Авченко, В.А.Амузинскому, Г.А.Валуй, В.В.Голозубову, Б.Л.Залищаку, А.И.Игнатьеву, В.Т.Казаченко, П.Г.Коростелеву, А.М.Кокорину, Н.Н.Круку, Г.Б.Левашеву, Г.Г.Лихойдову, В.А.Пахомовой, Л.П.Плюсниной, А.В.Прокопьеву, С.М.Родионову, С.Н.Рудневу, Б.И.Семеняку, А.П.Смелову, Б.М.Тишкину, В.А.Трунилиной, О.В.Худоложкину и многим другим, чьи консультации помогли при написании работы и обсуждении дискуссионных вопросов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 разделов и заключения. Объем работы 421 страницы, включая 72 таблицы, 104 рисунка и списка литературы из 375 наименований.

Основные защищаемые положения.

1. Магматические расплавы, продуцировавшие вольфрамовую минерализацию, имеют корово-мантийную природу. По петрохимическим и изотопным признакам они обогащены коровой составляющей более 50%. Эволюция расплавов на разных гипсометрических уровнях новообразованной коры определяет генетическую связь оруденения с плутоническими формациями нижнекорового генезиса (ильменитовая серия). По соотношению коровой составляющей магматические комплексы локальных РМС скарново-шеелит-сульфидных месторождений РМС представлены «коровым» S- (ранний этап - Лермонтовское месторождение) и «переходным» I-S- (поздний этап - месторождения Восток-2, Агылки) петрохимическими типами, характеризующими разные периоды формирования континентальной литосферы в режиме трансформной окраины.

2. Эволюция магматических расплавов в зоне кристаллизации по «камерной» модели обуславливает закономерное сочетание последовательных процессов (скарнообразования, полевошпатового метасоматоза, грейзенизации и сульфидизации), приводящих к формированию РМС объемных по запасам вольфрамовых месторождений. Последовательно кристаллизовавшиеся магматические породы и продуцируемые ими гидротермальные флюиды, отражают разные периоды минералообразования с определенной геохимической специализацией. Это выражается в количественных соотношениях сопутствующих элементов (Cu, As, Pb, Zn, Bi, Sb, Te, Se, Ag, Au) в метасоматических породах и рудах, завися от петрохимического (S или I) типа рудогенерирующих магматических пород и степени «открытости» РМС.

3. Рудоносные флюиды локальных вольфрамоносных РМС наследовали «восстановительные» свойства продуцировавших их расплавов, а однотипные метасоматические породы и руды на эталонных месторождениях характеризуются одинаковыми типоморфными признаками (сходный минеральный состав продуктивных на вольфрам ассоциаций; близкий элементный состав сопутствующей минерализации; присутствие типоморфных минералов), отражающими сходство в эволюции расплавов разных петрохимических типов в процессе их кристаллизации.

4. Генезис и последующая эволюция РМС в режиме трансформной окраины приводила к формированию магматических очагов на разных уровнях (зона анатексиса и зона кристаллизации) верхней коры, которые продуцировали разнотипное по элементному составу оруденение. Генетическая модель такой локальной «вольфрамоносной» РМС отражает сложное сочетание структурных элементов с магматизмом нижнекорового генезиса, сопровождавшегося молибден-вольфрам-оловянным оруденением.

ВОЛЬФРАМОНОСНЫЕ РУДНО-МАГМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

I.1. Месторождение как рудно-магматическая система (принципы выделения).

«Рудная геология» - это наиболее древняя ветвь геологической науки, объект изучения которой - месторождение полезного ископаемого. Одна из наиболее важных проблем исследования месторождения - проблема его генезиса. Накопление большого объема информации по этой проблеме привело к необходимости использования «системного анализа», позволяющего рассматривать сложные природные геологические объекты - месторождения как рудно-магматические системы (РМС), в которых эволюция взаимосвязанных, неразрывных процессов петрогенезиса и эндогенного рудообразования, приводит к концентрированию рудного вещества. Разноранговые модели таких РМС широко используются при металлогенических исследованиях рудных районов, что нашло свое отражение в большом числе публикаций («Магматогенно-рудные системы», 1986; Коваленко и др., 1988; «Рудообразование и генетические модели …», 1988; «Рудные формации вулканоплутонических поясов …», 1989).

При изложении в работе характеристик месторождения в ранге «рудно-магматическая система» автор придерживался следующих принципов и терминологии.

Геологическая система - это «совокупность элементов с максимальной адекватностью отражающая объективную реальность» (Шарапов, 1977). В решении вопросов металлогенического плана автором приняты понятия «рудно-магматическая» или «магматогенно-рудная» система (Ивакин, 1973; Домарев, 1977; Романовский, 1979; Сухов, 1981; Бакулин, 1991). Рудно-магматическая система (РМС) или магматогенно-рудная система представляют собой закономерно развивающуюся в пространстве и времени геологическую систему, исходной причиной развития которой является магматический процесс, основным следствием - формирование в течение гидротермального процесса рудных залежей» (Магматогенно-рудные системы, 1986. с.151).

Под рудообразующей (локальной) системой автором, в соответствии с представлениями В.И. Смирнова (1989) и учетом дополнений Г.Л.Поспелова (1962), М.И.Ициксона (1973; 1979), Г.М.Власова (1979; 1981), Ю.И.Бакулина (1991), принято за основу ее определение как «совокупность взаимосвязанных геологических процессов, обстоятельств и обстановок, определяющих условия формирования рудных месторождений». Основными элементами системы являются: 1 - область генерации и фракционирования расплавов (экстрагирования рудных элементов); 2 - область переноса рудного вещества; 3 - область концентрирования (отложения) рудного вещества.

Наиболее доступны для изучения первый и третий элементы: первый - характеризует магматический, а третий - постмагматический (пневматолито-гидротермальный) этапы формирования РМС. Для определения «ранга» систем автором используется классификация, предложенная Г.М.Власовым и усовершенствованная В.Г.Гоневчуком (2002), где рудный район рассматривается как «локальная генетическая РМС I-ранга», рудный узел - II ранга, месторождение - III-ранга.

При разработке эталонных локальных РМС автор придерживается точки зрения В.А.Жарикова, считавщего, что определяющим в моделях скарновых месторождений является их генетическая связь с магматическими породами, которые служат «как источник тепла и растворов для контактово-реакционного взаимодействия, как источника вещества, необходимого для образования оруденения и скарнов» («Скарновые месторождения», 1968, с. 255). Используемый автором в моделировании локальных РМС комплексный подход, включающий геохимические, физико-химические, изотопные, экспериментальные и др. исследования, дает возможность оценивать объекты на новом качественно-количественном уровне.

При создании интегральной модели (по Л.Н.Овчинникову, 1988) применительно к «вольфрамоносной» РМС с месторождениями скарново-шеелит-сульфидного типа, автор придерживается определения «генетической модели» или модели «тектоногена» по Г.Н.Щерба (1970), иерархически соответствующую параметрам рудного района.

I.2. Типизация вольфрамоносных рудно-магматических систем; состояние проблемы и выбор типовых объектов.

В представленной работе рассматриваются РМС Дальневосточного региона, эволюция которых в режиме трансформных окраин приводит к формированию месторождений со скарново-шеелитовой минерализацией - вольфрамоносная рудно-магматическая система. Разные типы вольфрамоносных РМС отражены в работах, рассматривающих вопросы классификации вольфрамовых месторождений на генетической, минералогической геохимической и рудноформационной основе, вопросы закономерности их размещения в структурах земной коры и вопросы их связи с определенными стадиями орогенного процесса. К числу таких публикаций относятся работы А.М.Быбочкина, Р.М.Константинова, Б.С.Розова, В.И.Коваленко с соавторами, Ф.Р.Апельцина, В.К.Денисенко, Е.А.Радкевич, Ю.Г.Иванова, М.М.Повилайтис, А.Д.Щеглова, Д.О.Онтоева, Д.В.Рундквиста, В.М.Бороданова, В.Н.Воеводина, В.Т.Покалова, И.Н.Томсона, Г.Ф.Ивановой, Ю.И.Бакулина, С.Г.Соловьева, С.М.Родионова и многих других исследователей.

В работах Х.М.Абдулаева, Л.И.Шабынина, Д.С.Коржинского, В.А.Жарикова, Д.К.Власова, И.Н.Говорова, В.Ф.Чернова, В.И.Иващенко, Б.И.Омельяненко, Г.П.Зарайского, В.И.Рехарского, Е.Н.Граменицкого, О.В.Брызгалина, В.Б.Наумова, Р.П.Рафальского и многих других исследователей разработаны и рассмотрены основополагающие вопросы образования скарнов при взаимодействии магматических расплавов и гидротермальных флюидов с вмещающими породами, их петрологическая и «рудная» специфика, а так же физико-химические условия образования скарнов и слагающих их минералов.

В качестве эталонных - типовых объектов исследования автором выбраны РМС наиболее хорошо изученных скарново-шеелит-сульфидных месторождений Лермонтовского, Восток-2 (Приморский край) и Агылки (Якутия, республика САХА). Эти месторождения относятся к одному генетическому (скарновому по В.А.Жарикову, 1968) и рудноформационному (полиметаллически-вольфрамовому по Ф.Р.Апельцину, 1980) типам. Месторождения близки по минеральному составу, но различаются по петрохимическим особенностям магматических пород и количественному соотношению вольфрамовой и сопутствующей - медной минерализации (W: Cu = 10:1; 1:1; 1:20 соответственно). Сведения по геологии, магматическим и метасоматическим породам, рудам, минералогии и генезису этих месторождений с разной степенью детальности приведены в работах Г.Н.Степанова, В.А.Амузинского, Д.А.Дорофеева, В.С.Иванова, Ю.Г.Иванова, В.Л.Ивановой, В.И.Найбородина, Б.Л.Флерова с соавторами, Н.А.Прок, М.Г.Руб с соавторами, В.С.Кудрина и М.А.Кудриной, Г.Б.Левашева, Я.В.Яковлева, Л.Н.Хетчикова с соавторами, Р.Ш.Крымского с соавторами, А.Е.Силаева, Н.С.Герасимова с соавторами и др. В то же время недостаточно освещены многие вопросы эволюции РМС со скарново-шеелитовой минерализацией, в том числе применительно к рассматриваемым в работе регионам: их позиция в вольфрамоворудных поясах и районах; последовательность и интенсивность проявления магматических и рудно-метасоматических процессов; соотношение шеелитового и сопутствующего оруденения в процессе эволюции РМС; взаимоотношение скарново-шеелитовой минерализации с минерализацией других генетических (гидротермально-грейзеновых) и промышленных (штокверковые) типов. Учитывая, что на базе месторождений Приморского края действуют горнодобывающие предприятия, предлагаемые автором модели их рудообразующих систем могут совершенствоваться и быть использованы как эталонные при поисках, разведке и оценке перспектив слабо изученных объектов региона.

ТИПОВЫЕ СКАРНОВО-ШЕЕЛИТ-СУЛЬФИДНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ВОСТОКА РОССИИ

II.1.1. Геолого-структурная позиция рудных районов.

По новым представлениям о геологическом строении и геодинамической эволюции региона (Ханчук и др., 1995; Голозубов и др., 2006) рудно-магматические системы (РМС) вольфрамовых месторождений Восток-2 и Лермонтовского имеют одинаковую геотектоническую позицию, в составе аккреционно-складчатой системы Сихотэ-Алиня (рис. 1-А). Пространственно они приурочены к поднятым (по геофизическим данным) блокам земной коры, располагаясь в обрамлении «долгоживущих» глубинных разломов, фиксируемых развитием в их пределах олистостромовых толщ (Самаркинский и Надальхада-Бикинский террейны), содержащих генетически разнородные включения преимущественно палеоокеанического происхождения (офиолиты, кремни, известняки, базальты) и проявлением плутонического магматизма на разных гипсометрических уровнях земной коры (гравитационные минимумы).

Рис. 1 Районы типовых РМС скарново-шеелит-сульфидных месторождений

А. Районы вольфрамовых и оловянных месторождений на тектонической карте Сихотэ-Алинской аккреционно-складчатой области (по А.И. Ханчуку, 2000; упрощена).

Рудные районы: 1 - Лермонтовский; 2 - Востоковский; 3 - Хингано-Олонойский;

4 - Баджальский; 5 - Арминский; 6 - Комсомольский; 7 - Кавалеровский; 8 - Малиновский; 9 - Беневской.

Б. Яно-Колымский поздне-юрско-ранненеокомовый коллизионный металлогенический пояс (Парфенов Л.М. и др., 1999; “Тектоника Геодинамика и металлогения...”, 2001).

Сочетание разных по генезису террейнов с широким развитием деформационных структур (складчато-чешуйчатые, сдвиговые) и проявление в них магматизма с разными петрохимическими характеристиками в юрско-меловой аккреционной призме Сихотэ-Алиня является результатом взаимодействия мобильной океанической плиты Изанаги и относительно неподвижной окраины Азии - режим трансформной окраины (Ханчук и др., 1999; Khanchuk, 2001; Голозубов, 2006). Как следствие этого процесса (накопление осадков с их последующим метаморфизмом в нижних частях аккреционной призмы) происходит наращивание новообразованной континентальной коры по латерали («вертикальная аккреция» по С.Д.Соколову, 2002; 2003), вертикальная мощность которой предположительно составляет более 30 км. Это не противоречит данным геофизических исследований и представлениям (создаваемые давления и температуры) о возможном выплавлении больших объемов гранитоидных магм в подошве первоначальной осадочной части коры (Голозубов, 2006). Расчеты средних химических составов террейнов Сихотэ-Алиня (с учетом фрагментов аккреционных призм), соответствующих гранодиоритам-гранитам (Волохин и др., 1983) подтверждается развитием в пределах однотипных террейнов комплексов магматических пород с разными петрохимическими характеристиками (S- и I-S типы), которые объединены в Хунгари-Татибинский (или Сихотэ-Алинский по В.Г.Сахно и др.. 1991; В.Г.Сахно, 2001) плутонический пояс, характеризующий геодинамическую обстановку трансформной континентальной окраины (Симаненко и др., 1997; 2006). В развитии пояса выделяются два этапа: валанжин-готеривский (хунгарийская серия; Э.П.Изох и др., 1967) и готерив-альбский (татибинская серия; «Геология СССР…», 1969; Иванов, 1980; Стрижкова, 1975; 1980; Говоров, Левашев, 1973; Назаренко, Бажанов, 1987).

Внедрение гранитоидов хунгарийской серии происходило на раннем этапе формирования Сихотэ-Алинского орогенного пояса в условиях крупномасштабных перемещений блоков окраины Азии в северо-восточном направлении вдоль системы Тан-Лу (Ханчук, 1993). Гранитоиды татибинской серии формировались в условиях фронтального сжатия и левостороннего латерального скольжения окраинно-континентальных и приокеанических блоков относительно друг друга (Уткин, 1978). Это представление согласуется с гравиметрическими данными, по которым интрузии раннемеловых гранитоидов Сихотэ-Алиня имеют на глубине плитообразную форму, залегая субгоризонтально, при вертикальной мощности 1,5-4 км (Петришевский, 1988). По мнению В.В.Голозубова (2006), их магматические камеры, вероятно, приурочены к поверхностям субгоризонтальных срывов в нижней части коры, что способствовало формированию высокоглиноземистых расплавов S-типа ильменитовой серии (близкие к коллизионным по А.И.Ханчуку и др., 1995). Примером проявления такого магматизма может быть Лермонтовская РМС, где отсутствие в плутонах корневых источников магматических расплавов позволяют рассматривать ее как систему относительно «закрытого» типа.

Татибинская серия представлена магматическими породами известково-щелочного ряда I-S-типа (ильменитовая серия), а рудно-магматические системы ассоциирующих с ними месторождений следует рассматривать как относительно «открытые» - с корневым источником магматических расплавов (пример - Востоковская РМС).

Район месторождения Агылки расположен в Якутии в северной части Восточного Верхоянья (рис. 1-Б). На схемах тектонического и металлогенического районирования территории республики САХА (Якутия) он входит в состав Верхоянского складчато-надвигового пояса и приурочен к участку резкого изгиба складчатых структур (Парфенов и др., 2003). В металлогеническом плане - это Томпонская рудная зона в составе Яно-Колымского позднеюрского-ранненеокомового коллизионного металлогенического пояса (Парфенов и др., 1999). На площади района, кроме медно-вольфрамового месторождения Агылки, известны месторождения олова турмалин-касситерит-сульфидного типа (Сосукчанское, Джуптагановское, Эрикагское), пространственно ассоциирующие со штоками гранитоидов, и рудопроявления ртути (киновари), приуроченные к разрывным нарушениям. По совокупности признаков: стратиграфическим разрезам, их тектоно-структурным особенностям, фациальным элементам осадочных пород, положению в разрезах рудовмещающих вольфрамовую минерализацию известняков, сочетанию разных по петрохимическим характеристикам типов магматических пород и их металлогенической специализации, можно предположить формирование района месторождения Агылки в режиме трансформной окраины Северо-Азиатского кратона.

II.1.2. Краткая характеристика типовых месторождений.

1.2.1. Лермонтовское (W). Месторождение Лермонтовское находится в западных отрогах Сихотэ-Алиня в пределах Улиткинской подзоны Бикинской структурной зоны, входящей с состав Наданьхада-Бикинскинского (аналог Самаркинского) террейна верхнеюрско-нижнемеловой аккреционной призмы. Его площадь сложена карбонатно-кремнисто-вулканогенно-терригенными образованиями олистостромовой толщи (по представлениям А.Т.Кандоурова и др., 1974 г.; М.В.Мартынюка и др., 1988 г.; А.Н. Филиппова, 1990).

Особенность района - обилие разноориентированных тектонических нарушений, контролирующих зону влияния регионального Западного структурного «шва» Сихотэ-Алиня, имеющего близмеридиональное простирание. С юга район ограничен субширотным Алчанским разломом, который по геофизическим данным (Петришевский, 1984) контролирует выходы интрузивных тел габброидов юрско-раннемелового возраста.

В пределах рудного поля месторождения (рис. 2-А) осадочные породы образуют складчатые структуры, осложненные многочисленными субширотными надвигами и сбросо-сдвигами северо-западного и северо-восточного направлений. Складчатые структуры интрудированы магматическими породами нескольких плутонических и вулкано-плутонических комплексов: юрским (интрузивный) - габбро, пироксениты, габбродиориты и др.; раннемеловым (Васильевский, интрузивный) - биотитовые тоналиты, гранодиориты, граниты и др.; ранне-позднемеловым (комплекс эффузивов) - дациты, андезито-дациты и др.; позднемеловым (Самуро-Бикинский, интрузивный, субинтрузивный) - габбро, диориты, граниты и др.

Рудные тела месторождения (рис. 2-А, разрез) представляют собой метасоматические тела, имеющие пласто-, линзо- или гнездоподобную формы, локализованные в провесе кровли штока гранитоидов (залежь Центральная) или в его контакте (залежи Норушка, Молодежная и др.). Протяженность рудных тел от 40 до 640 метров, при мощности от 1 до 78 м. Границы скарново-рудных тел нечеткие (много апофиз) и часто устанавливаются только по данным опробования. Размах оруденения по вертикали 250-300 метров.

1.2.2. Восток-2 (W-Cu). Месторождение Восток-2 находится в северной части Приморского края в Арминском рудном районе (АРР) Центрально-Сихотэ-Алинского складчатого пояса. Район сложен породами Самаркинского и Журавлевского террейнов. Месторождение Восток-2 расположено в северной части Самаркинского террейна на незначительном удалении к востоку от Центрального разлома в южном обрамлении Бисерного массива гранитоидов (рис. 2-Б).

Самаркинский террейн состоит из матрикса (чередование турбидитовых и меланжевых - олистостромовых толщ, мощностью первые тысячи метров: песчаники, кремнистые сланцы, алевролиты) и генетически разнородных и разновозрастных включений преимущественно палеоокеанического происхождения (девонских офиолитов, верхнепалеозойских и триасовых кремней, известняков и базальтов).

Журавлевский террейн слагает южную часть АРР. Это терригенные породы нижнего мела общей мощностью более 10000 метров, представляющие собой турбидитовый бассейн (Ханчук, 1995; Голозубов, 2006) трансформной континентальной окраины. В нижней (берриас-валанжинской) части разреза преобладают алевролиты, алевроаргиллиты с горизонтами эндоолистостром (экзотические глыбы известняков, прослои высокотитанистых пикритов и базальтов внутриплитного типа); в верхней (готерив-альбской) - преобладают песчаники с многочисленными горизонтами двух- и трехкомпонентного флиша. Граница между террейнами в пределах АРР проходит по глубинным разломам: Центрально-Сихотэ-Алиньскому и Тигриному.

В позднеальбское время осадочные породы были смяты в систему складок северо-восточного простирания и прорваны телами гранитоидов Дальнинского комплекса (Крымский и др., 1998) Татибинской плутонической серии («Геология СССР …», 1969; Иванов и др., 1980), с которыми пространственно ассоциирует оловянно-вольфрамовая минерализация района.

Рудные тела (рис. 2-Б, разрез) с шеелитовым оруденением локализованы на контакте гранитоидов (плагиограниты, гранодиориты, гранодиорит-порфиры - Дальнинский комплекс) штока Центрального с пластиной мраморизованных известняков и ороговикованных терригенных пород (алевролиты, сланцы, песчаники) олистостромовой толщи (Степанов, 1977; Кудрина, 1985; Силаев, 1985; Бороданов и др., 1998; Гвоздев, 2000). Главная залежь, круто падает на северо-запад (50-88⁰) и прослежена по простиранию (северо-восточное) более чем на 600 м (мощность не превышает 70 м). Размах оруденения по вертикали более 600 метров.

1.2.3. Агылки (Cu-W). Месторождение Агылки расположено в среднем течении реки Агылки - правого притока реки Томпо. Район и площадь месторождения (рис. 2-В) сложены осадочными породами верхоянского комплекса. По данным Л.П.Смирнова и др.

Размещено на http://www.allbest.ru/

(1953 г.) комплекс терригенных пород (песчаники, алевролиты, сланцы, реже конгломераты, известняки) имеет палеозойский (верхняя пермь) и мезозойский (триас, ранняя юра) возраст. Осадочные породы смяты в узкие глубокие синклинальные (Овлачанская и Агылкинская) и широкие пологие антиклинальные (Южно-Няннинскую и Агылкинскую) складки, которые в северной части района имеют субширотное, а в южной - субмеридиональное простирание. Изгиб складчатых структур сопровождается крупными продольными и поперечными разломами с амплитудой смещения от нескольких сотен до первых тысяч метров (Флеров и др., 1969; 1974; Яковлев, 2001).

Интрузивные породы представлены штоками гранитоидов площадью до 1.5-2 км² (Сосукчанский, Западно-Тенкелинский и Эрикагский участки) и субширотными поясами даек (Джуптагановский участок и месторождение Агылки) пестрого состава (преобладают гранодиориты, гранит-порфиры, менее распространены диориты, плагиопорфиры и лампрофиры; Дорофеев, 1961). Протяженность даек - до 10 км. По возрасту (поздняя юра, мел) интрузивные образования соответствуют позднему этапу тектоно-магматического цикла рассматриваемого региона.

Рудное тело (рис. 2-В, разрез) представляет собой пластоподобную залежь, сложенную преимущественно пироксеновыми скарнами и шеелит-сульфидными рудами, образовавшимся в результате метасоматического замещения мраморизованных известняков, залегающих среди ороговикованных сланцев. Оно характеризуется выдержанной по простиранию мощностью (3-5 м) с резкими контактами в кровле и подошве. Наиболее интересная в геологическом и промышленном отношении часть тела прослежена на значительное (более 400 м.) расстояние по падению на западном крыле антиклинальной складки, прорванной серией субпараллельных даек гранитоидов. Размах оруденения по вертикали ориентировочно более 250 метров.

II.2.1. Магматические комплексы районов типовых месторождений.

Комплексы магматических пород эталонных объектов, с которыми пространственно и генетически связывают вольфрамовую минерализацию, характеризуют разные этапы эволюции трансформных окраин и представлены двумя петрохимическими типами: S-тип (ранний этап - Лермонтовское) и I-S тип (поздний этап - Восток-2, Агылки).

2.1.1. Район месторождения Лермонтовского.

Магматические породы Лермонтовского района подразделены на четыре возрастных комплекса: 1 - юрский интрузивный, 2 - раннемеловой (Васильевский) интрузивный, 3 - ранне-позднемеловой вулканогенно-осадочный, 4 - позднемеловой (Самуро-Бикинский) интрузивный (Никифорова, 1966; Гвоздев, 1984).

Вольфрамовая минерализация района пространственно и генетически связана с породами Васильевского комплекса (Хунгарийская серия). Комплекс представлен гранитоидами мелового возраста, слагающими крупные массивы (Шивкинский, Олимпийский и др.) и шток месторождения (Лермонтовский). Преобладают биотитовые, биотит-мусковитовые тоналиты (краевая фация массивов), гранодиориты и граниты (шток месторождения). По химическому составу гранитоиды крупных массивов и штока месторождения близки к средним типам пород гранитной формации (Гвоздев и др., 1989; табл. 1; рис. 3), отличаясь несколько меньшим содержанием щелочей и кремнезема, повышенным - фтора и фосфора (основным концентратором являются биотит и фторапатит) и вольфрама. По данным М.Г.Руб и др. (1982) содержание Li₂O в породах колеблется от 0,0065 до 0,0087%, а Rb₂O - от 0,0158 до 0,0209 мас.%. Согласно данных Г.Б.Левашева (1991) среднее содержание вольфрама в гранитоидах Лермонтовского штока равно 2.35 г/т, а в породах Шивкинского массива - от 1.16 до 14.4 г/т при среднем 5.9 г/т. В целом, породы комплекса характеризуются повышенной глиноземистостью и на петрохимических диаграммах занимают поле гранитов S-типа (рис. 4).

Учитывая начальные стронциевые отношения (I_oSr) и изотопный (Rb/Sr) возраст (Шивкинский массив: 0,70975; 1274,5 млн. лет; шток месторождения: 0,70946; 124-

Таблица 1

Средний химический состав рудогенерирующих интрузивных пород типовых вольфрамоносных РМС (Гвоздев и др., 1989)

Примечание. 1-6 - Лермонтовская РМС (1 - тоналит; 2 - гранодиорит; 3 - гранодиорит-адамеллит; 4 - адамеллит-гранодиорит, шток месторождения; 5 - гранит, шток месторождения; 6 - гранит, дайка в штоке месторождения); 7-10 - Востоковская РМС (7 - гранодиорит штока месторождения; 8 - гранодиорит-адамеллит штока месторождения; 9 - плагиогранит штока месторождения; 10 - гранит); 11- Агылкинская РМС (гранодиориты, адамеллиты дайкового комплекса). При расчетах средних составов использовались материалы Э.П.Изоха (1965; 1967), М.Г.Руб и др., (1982), Г.Н.Степанова (1977), Б.Л.Флерова и др., (1974) и автора. В скобках указано количество анализов.

1268 млн. лет; кварцево-шеелитовые руды: 0,70888-0,70898; 122,7-122,9 млн. лет соответственно; Хетчиков, Пахомова, Гвоздев и др., 1998) магматические расплавы и рудогенерирующие флюиды Лермонтовской РМС имели единый источник, а в их формировании заметное участие принимал сиалический, коровый материал. Это могли быть кристаллические сланцы Ханкайского массива, блоки которых предполагаются по данным геофизических исследований в западной части района (Петришевский, 1984) или осадочные комплексы аккреционной призмы, имеющие гранодиорит-гранитный состав (Волохин и др., 1983). И те и другие могут быть основным поставщиком вольфрама в расплавы. В отдельных горизонтах фундамента его количество в несколько раз превышает кларковые значения: татьяновская свита - 3,7 г/т; рудоносная свита - 8 г/т (Левашев и др., 1971; Говоров, 1977).

На графиках нормированного распределения редкоземельных элементов (рис. 5-А) породы штока месторождения имею слабо выраженный европиевый минимум (Левашев, 1991). На диаграммах K/Rb - Rb Sr-Rb/Sr гранитоиды Шивкинского массива и штока Лермонтовского месторождения занимают область состава пород, имеющих «мантийно-коровую» (III) или «мантийную» (I) природу очагов (Коваленко и др., 1989), глубина зарождения которых порядка 30 км (Гвоздев, 2006; рис. 5-Б).

2.1.2. Район месторождения Восток-2.

Магматические породы Востоковской РМС представлены раннемеловыми гранитоидами Дальнинского комплекса (Татибинская серия), с которыми предполагается генетическая или парагенетическая связь промышленных месторождений вольфрама, олова и других металлов (Степанов, 1977; Руб и др., 1982). Породы комплекса по возрасту и составу разделяются на две группы. К первой - отнесены диориты (преобладают), монцодиориты Дальнинского массива (128 16 млн. лет; I_oSr = 0,70474 Rb/Sr) и гранодиориты (преобладают), плагиограниты Центрального штока (111-112 4 млн. лет; I_oSr = 0,70675; Rb/Sr); ко второй - биотитовые порфировидные (преобладают) и лейкократовые граниты Бисерского массива (98 15 млн. лет; I_oSr = 0,7048; Rb/Sr), шток ключа Хвойного и др. (табл. 1; Герасимов и др., 1994; Хетчиков, Пахомова, Гвоздев и др., 1991; 1994; 1996).

Породы первой группы характеризуется преобладанием плагиоклазов над калиевым полевым шпатом, широким распространением темноцветных минералов - биотита, роговой обманки, иногда пироксена. Среди акцессорных минералов присутствуют апатит, циркон, шеелит, ильменит, а также - рутил, сфен, монацит, ортит. Для гранодиоритов штока Центрального характерны наиболее высокие содержания апатита от 48 до 3000 г/т (Крымский и др.,1998). По данным М.Г.Руб с соавторами (1982), породы комплекса содержат повышенные количества хрома, никеля, кобальта, ванадия, а диаграммах редкоземельных элементов имеют слабо выраженный европиевый минимум.

Породы второй группы характеризуются преобладанием калиевого полевого шпата над плагиоклазом, а из темноцветных минералов присутствует только биотит (роговая обманка крайне редка в краевых фациях); набор акцессорных минералов - такой же, как и в породах первой группы, но шеелит мало характерен и часто встречается турмалин. По данным М.Г.Руб с соавторами (1982) в породах отсутствуют примеси кобальта, а концентрации элементов группы железа - более низкие, но отмечаются повышенные содержания бария (до 645-807 г/т; по сравнению с гранодиоритами Центрального штока -452-515 г/т). На кривых нормированного распределения в породах редкоземельных элементов наблюдается хорошо выраженный европиевый минимум (Левашев Г.Б., 1991).

По петрохимическим характеристикам породы обеих групп относятся к известково-щелочной серии (Степанов, 1977; Руб и др., 1982; Левашев, 1991; рис. 3) и на петрохимических, K/Rb - Rb и Sr-Rb/Sr диаграммах точки состава занимают область пород гранитов I-, I-S-типов), глубина зарождения которых порядка 20-30 км (рис. 4; 5). Обращает внимание тот факт, что породы Дальниского и Бисерного массивов имеют близкие значения параметра I_oSr соответственно равные 0,7047 и 0,7048, что может свидетельствовать об их едином «корово-мантийном» источнике расплавов (Крымский и др., 1998; Хетчиков, Пахомова, Гвоздев и др., 1999; Гвоздев, 2006). В то же время, породы штока Центрального имеют значение параметра I_oSr равное 0,70675 (Герасимов и др., 1994; Крымский и др., 1998; Хетчиков и др., 1999), близкое к значениям, полученным для кварцево-шеелитовых руд (I_oSr = 0,7078-0.70816; возраст - 101-102 млн. лет; Крымский и др., 1998; Хетчиков и др., 1999), что указывает на участие в эволюции расплавов и рудогенерирующих флюидов Востоковской РМС внутрикорового промежуточного магматического очага, продуцирующего вольфрамовое оруденение. Это согласуется с результатами исследований изотопных (Rb-Sr; Sm-Nd) систем гранитоидов, выполненными Р.Ш.Крымским с соавторами (1998): Дальнинский массив имеет _Nd равное +0,04, что по Г.А.Зиндлеру (Zindler, Hart, 1986) соответствует расплавам с промежуточными параметрами между континентальной корой и деплетированной мантией, составляющей 70-80% объема; значения _Nd для штока Центрального варьируют от -3,1 до -5,0, что по расчетам соответствует 50% мантийной составляющей. Такая же закономерность прослеживается и в изотопном составе кислорода гранитоидов разных массивов: д¹⁸О кварца из биотитовых гранитов Дальнинского массива колеблется в пределах 7,9-9,5‰; Бисерного массива - 11.0-11.3‰; гранодиоритов Центрального штока - от 12.4 до 13.4‰.

Обращает внимание время кристаллизации гранитоидов «рудоносного» Центрального штока. Оно не совпадает со временем локализации гранитоидных пород крупных, практически безрудных в отношении вольфрама Дальнинского и Бисерного массивов, где две главные интрузивные фазы разделены между собой отрезком времени в 30 млн. лет. В

то же время, эти данные согласуются с современными представлениями о геологической истории развития Сихотэ-Алиня в режиме трансформной окраины, а именно, гранитоиды Дальнинского комплекса считаются образованиями, приуроченными к Самаркинскому террейну, интенсивная коллизия которого происходила в готерив-барремское, а затем возобновилась в апт-альбское время (Кемкин и др., 1992; Ханчук, 1993; Голозубов, 2006).

2.1.3. Район месторождения Агылки.

Магматические породы Агылкинской РМС менее изучены. Они представлены дайками и слабо эродированными штоками гранитоидов, которые по данным Б.Л. Флерова с соавторами (1974) имеют K/Ar возраст 143-145 и 125-130 млн. лет соответственно, что позволяет рассматривать эти образования как разные этапы развития региона. С дайковым комплексом (диориты, тоналиты, гранодиориты) пространственно ассоциирует шеелит-сульфидная (месторождение Агылки), а со штоками (гранодиориты, граниты) - турмалин-касситерит-сульфидная (месторождения Эрикаг, Сосукчан, Джуптаган) минерализация.

По петрохимическим характеристикам (Флеров и др., 1974; данные автора табл. 1) гранитоиды относятся к породам умеренной щелочности известково-щелочной серии, а точки их составов на петрохимических диаграммах занимают поля, близкие к полям пород I-S-типа (рис. 3-4). Обращает внимание, что в гранитоидах штоков с бор-оловянной специализацией (Эрикагский, Сосукчанский) калий преобладает над натрием, а в дайках месторождения Агылки (вольфрамовая специализация) отмечается обратное отношение этих компонентов. Дайки месторождения Агылки по соотношению суммы щелочей и кремнезема более близки к породам рудовмещающего штока месторождения Восток-2, что позволяет предположить корово-мантийную природу продуцирующего их «субстрата».