Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Барсуков В.Л. Основные черты геохимии олова

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.5 Mб
Скачать

А К А Д Е МИЯ Н А У К СССР

ОРДЕНА ЛЕНИНА ИНСТИТУТ ГЕОХИМИИ

И АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ нм. В. И. ВЕРНАДСКОГО

В. Л. БАРСУКОВ

ОСНОВНЫЕ

ЧЕРТЫ

ГЕОХИМИИ

ОЛОВА

ИЗ ДАТЕЛЬСТВО « НАУКА»

М О С К В А 1 9 7 4

♦«г

!: и л \tJ Ак1 hi П Л Л Р

т

 

 

УДК 5 5 3 .4 5 .

49

МЗ О О

В.Л.Барсуков. Основные черты геохимии олова. М,, нзд—во "Наука", 1973 г.

Работа посвящена изучению вопросов геохимии олова,

охватывающих такие кардинальные проблемы, как источите рудного вещества, способы и условия его переноса гидротер­ мальными растворами и отложения. Обсуждаются вопросы,

связанные с металлогенической специализацией граннтондов.

Охарактеризован состав и физико-химические параметры фор­ мирования гидротермальных оловорудных месторождений.

Ответственный редактор В.В. Щербина

( с ) Издательство "Наука", 1973 г.

ВВЕДЕНИЕ

В работе излагаются результаты изучения широкого круга вопросов геохимии олова в магматогенных процессах. Эти исследования охваты­ вают изучение таких кардинальных проблем, как источник рудного ве­ щества, способы и условия его переноса гидротермальными раствора­ ми и отложения.

Проблема источника рудного вещества является коренной пробле­ мой теории рудообразовання. Это обусловило интерес к ней многих специалистов, особенно в области изучения так называемой металлогеиической специализации интрузий и причин ее появления, выяснения генетической связи различных типов месторождений полезных ископае­ мых с различными типами магматических пород и характера ее проявле­ ния. Результаты исследований, проведенных в этом направлении С.С.Смирновым, 10.А.Билибиным, А.П.Виноградовым, В.И.Смирновым, Ф.И.Шипулиным, Н.И.Хитаровым, В.С.Коптевым-Дворниковым, И.Г.Магакьяном, М.Г.Руб, И.Ф.Григорьевым, С.Ф.Луговым, И.Я.Некрасовым, Н.А.Радкевпч, О.Д.Левицким, С.Д.Поповым, ДА.А.Фаворской, И.Н.Том­ соном и многими другими учеными, в значительной степени способ­ ствовали решению этих проблем. В то же время целый ряд связанных с этой проблемой вопросов еще остается не решенным и широко обсу­ ждается в научной литературе. Не до конца ясно, является ли металлогеническая специализация гранитоидов в отношении олова характер­ ной только для этого элемента или это общее свойство магматических пород в отношении всех рудных элементов?

Каковы вероятные причины появления металлогенически специали­ зированных гранитоидов и возможная роль при этом коровых и под­ коровых процессов?

Каковы условия мобилизации рудного вещества гидротермальными растворами, способы его поступления в них и химизм этих процессов? Сложность поставленных вопросов не требует пояснений, и автор далек от мысли, что проведенные исследования дают на них исчерпы­ вающие ответы. Но тем не менее полученные результаты, безуслов­ но, позволили существенно уточнить некоторые наши представления и выявить многие новые черты и особенности этих процессов, которые

приближают нас к их геохимическому или физико-химическому пониманию. Изучение условий образования оловянных месторождений и особен­

ностей их формирования теперь уже не может опираться только на петрографо-минералогическое изучение рудных теп и околожильных пород, а требует выявления физико-химических параметров описывае­ мых процессов в их достаточно точном численном выражении.

Это сделало необходимым решать новые задачи в области изучения геохимии олова. Было необходимо выявить химизм процессов формирова­ ния оловянных месторождений с получением определенных физико-химиче­ ских характеристик рудоносных растворов: их состава, температуры, дав­ ления, щелочности-кислотности.

Опираясь на полученные характеристики, можно экспериментально изучить возможные формы переноса олова гидротермальными раство-

рами, определить поля их устойчивости ч преобладающее значение тех или иных соединений при образовании кварц-касснтеритовых и суль- фндно-касситернтовых месторождений олова, кроме того, выяснить причины и условия отложения окисных и сульфидных соединений олова при формировании оловянных месторождений.

Расшифровка основных черт химизма процессов рудообразовання на оловянных месторождениях выдвинула дополнительную задачу использо­ вания полученных данных в практических целях. Быстрое развитие про­ изводительных сил в восточных районах нашей страны, которые явля­ ются основной минерально-сырьевой базой оловянной промышленности, выявление в этих районах новых оловорудных провинций, открытие це­ лого ряда новых крупных месторождений олова сделало эту задачу особенно актуальной.

В результате расширения масштаба поисковых работ на олово были обнаружены многие сотни минерализованных зон, рудоносность которых оставалась неизвестной, и на первый план выдвинулась необходимость создания достаточно надежных геохимических методов оценки минера­ лизованных зон, их отбраковки и определения масштабов нижележаще­ го, в том числе и слепого оруденения. Знание особенностей химизма процессов рудообразовання на оловянных месторождениях позволило подойти к решению этой задачи с новых позиций и привело к созданию нового полуколнчественного геохимического метода отбраковки рудных тел и оценки масштаба нижележащего оловянного оруденения, промыш­ ленная проверка которого показала его достаточно высокую эффектив­ ность.

Фактический материал, положенный в основу проведенных исследо­ ваний, собирался в основных районах развития оловянных месторожде­ ний нашей страны начиная с 1951 г.

Оловянные месторождения, их вещественный состав и околорудные изменения, магматические серии пород в районах развития оловянных месторождений, их металлоносность, геолого-структурное положение месторождений и магматических пород, их возрастные и структурные взаимоотношения изучались в Восточном Казахстане, Восточном Забайкалье, Приморье, Хабаровском крае и в других районах СССР.

Автор глубоко признателен геологам В.А.Ярмолюку, В.В.Онихимовскому, Ю.И.Бакулину, Г.Е.Усанову, А.Г.Егорову, М.М.Николаеву и мно­ гим другим без постоянного внимания, интереса и всесторонней помо­ щи которых было бы невозможно осуществление проведенных иссле­ дований.

Некоторые разделы основаны на совместных исследованиях, про­ водившихся вместе с коллегами по работе: Л.В.Дмитриевым, Н.Н.Ба­ рановой, А.Г.Волосовым, Н.А.Дурасовой, А.П.Клинцовой, В.С.Поповой, Т.М.Сущевской, которые оказали существенную помощь в подготовке данной работы и которым автор выражает свою искреннюю благодар­ ность.

Особую благодарность автор выражает академику А.П.Виноградову и профессору В.В.Щербине, которые в течение многих лет проявляли неослабный интерес и всестороннее содействие к проводимым исследо­ ваниям.

/МЕТАЛЛОНОСНОСТЬ ГРАНИТОИДОВ II ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ МЕТАЛЛОГЕНИИ ОЛОВА

F. последние годы изучение металлоносности магматических горных пород приобрело достаточно широкий размах. В литературе все чаще поднимается вопрос о зависимости между содержанием рудных элемен­ тов в интрузивных породах и наличием генетически связанных с этими породами рудных месторождений тех же элементов, т.е. обсуждается вопрос о так называемой металлогеническо;"' специализации интрузий. Интерес к этой проблеме вполне'понятен, так как ее решение имеет как теоретическое, так и большое практическое значение.

Методические трудности подобных исследований, недостаточная опре­ деленность критериев генетической связи отдельных месторождений с интрузиями, а также неизбежность некоторого субъективизма в интер­ претации полученных данных, поскольку изучавшие эти проблемы ученые придерживаются различных генетических концепций, - все это усложня­ ет решение поставленной задачи и иногда приводит к- получению проти­ воречивых результатов. Чтобы в какой-то мере разобраться в этом вопросе, было проведено изучение металлоносности гранитоидных пород по таким ведущим для гидротермальных месторождений рудным элемен­ там, как Sn, В, РЬ, Zn; а также систематизирован накопленный мате­ риал по Мо и

Среди перечисленных рудных элементов олово занимает особое ме­ сто, так как изучение оловоносности гранитов по существу и положило начало систематическим исследованиям металлоносности гранитоидов, а по содержанию олова в гранитах впервые стали различать "олово­ носные" и "неоловоносные" граниты (Барсуков, Павленко, 1956; Барсу­ ков, Дурасова, 1966).

Содержания олова в гранитах устанавливаются в широком диапазоне значений от 2 до 30 г /т и более, хотя в каждом отдельном массиве разброс данных по содержанию олова бывает весьма незначителен (если анализируются разности, не затронутые процессами гибридизма или постмагматическими изменениями). Так, например, в средне- и крупно­ зернистых гранитах Калбинского массива (Восточный Казахстан) содер­

жание Sn колеблется от 20 до 31

г /т при среднем содержании 26

г/т ;

в амазонитовых гранитах Этыки

(Восточное Забайкалье) от 15 до

23 г /т

а в гранитах Кукульбейского интрузивного комплекса (Восточное Забайгкалье) в массивах Дурдулгуй и Хангилай-Шилы от 8 до 10 г /т (Ивано­ ва, Бутузова , 1968). Частота встречаемости тех или других содержа­ ний олова в гранитах, конечно, различна. Наиболее часто граниты име­ ют характерное для "неоловоносных гранитов" содержание олова, рав­ ное 3-5 г/т . В биотитроговообманковых гранитах сфен-ортитового типа встречаются только низкие содержания олова, не превышающие, как правило, 5 г /т Sn.

В биотитовых гранитах ильменит-монацитового типа содержания оло­ ва встречаются во всем указанном диапазоне значений. Гранитные мас­ сивы, не несущие месторождений олова кварц-касситеритозого типа, об­

5

наруживают содержания олова в интервале 3-5 г/т . Гранитные же мас­ сивы, с которыми генетически связано кварц-касснтернтовое орудене­ ние, хотя ни по возрасту, ни по составу не отличаются от "иеоловоносных гранитов", содержат в 3-5 раз большее количество олова - от 10

до 30 г /т (табл. 1-3).

Т абл и ц а

1

Содержание

Sn,B и РЬ в гранитоидах районов

развития кварц-касситернтовых месторождений (в г/т )

Район

Порода

Восточный Казахстан (Калбинский хр.)

Грано-

Гранит

Лейко-

диорит

(8 ан.)

крато-

(3 ан.)

 

вый

 

 

гранит

 

 

(4 аи.)

Сихотэ-Алинь (зона Центрального структурного шва)

Кварце-

Грано-

Гранит

Лейко-

вый дио­

диорит

(17 ан.)

крато-

рит

(3 ан.)

 

вый

(2 ан.)

 

 

гранит

 

 

 

(2 ан.)

Sll

5

26

17

5

6

10

18

в

 

17

15

9

4

РЬ

_

_

16

16

20

30

Т абли ц а 2

Содержание Sn в "оловоносных" гранитах (в г /т )

М е с т о н а х о ж д е н и е

Содержание Sn

Литературный

 

 

 

 

источник

 

Восточное Забайкалье

 

 

 

 

 

Амазонитовые и биотито-

20

(3

ан.)

 

 

вые граниты Этыки

 

 

Борщевский хр.

26

(35

ан.)

(Иванова, Буту­

Дурулгуевский гранит

23

 

 

 

 

 

 

зова, 1968)

Таптанайский гранит

27

 

 

То же

 

Южный Тянь-Шань

16

(18

ан.)

 

 

Учкошконский гранит

 

 

Чехословакия

34

 

ан.)

 

 

Рудногорские граниты

(6

 

 

Франция

27

 

 

( ledwnb,

1955)

Швеция, Югославия

37

 

 

( Miholic,

1949)

Англия

23

 

 

(Billin',

1953)

 

С р ед н ее

26

 

 

 

6

Т а б л и ц а

3

 

 

 

 

 

 

 

Содержание Sri

в "неоловоносных" гранитах

 

 

 

 

Район

 

 

Граниты

 

 

Sn,

г /т .

Мяо-Чан

 

 

Маглой-Анаджаканские (11 ан.)

 

 

4,0

 

 

 

Чалбинские (28 ан.)

 

 

 

3,7

Восточный

Ка-

Черноубинские, Алтай (2 ан.)

 

 

 

3,0

захстаи

 

 

Гладковскне, Калба (3 ан.)

 

 

 

3,0

Восточное

 

 

Аленуевские

(14

ан.)

 

 

 

2,0

Забайкалье

 

 

Кутомарские

(21

ан.)

 

 

 

2,5

(Иванова,

1968)

Цоган-Олуевские граниты (32

ан.)

 

3,2

Бутузова,

 

 

 

 

 

 

 

Саяны

 

 

Конкудеро-Мамаканские (3 ан.)

 

 

3,4

(Каширин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Легейдо, 1967)

Биотит-амфиболовые (19 ан.)

 

 

 

3,9

(Oiiishi, Sando 11,

США', Канады, Японии (81 ан.)

 

 

3,0

1957)

 

 

Горские граниты Чехословакии

(2

ан.)

4,5

(Дурасова,

1967)

По данным Онишм и Сенделл

( Onishi, Sandell,

1957

), "неоловонос­

ные" граниты

США, Канады, Японии и других стран

содержат 3 г /т

олова (среднее из 81 анализа), тогда как "оловоносные" граниты Англии,

Швеции,

Югославии, по данным Батлера

(Butler,

1953) и Михолича

(Mihollc,

1949), и Франции, по данным

Жедваба

(Yedwab, 1955), со­

держат соответственно в среднем 27 и 37 г /т олова. Таким образом, отмеченная закономерность прослеживается практически для всех олово­ рудных провинций мира.

Изучение распределения олова по интрузивным фазам и фациям гранитондов в районах развития кварц-касситеритовых месторождений по­ казывает везде повторяющуюся картину. Содержание олова закономер­

но возрастает

от 4-6 г /т в диоритах и гранодноритах ранних фаз внед­

рения до 10-30

г /т в крупнозернистых порфировидных биотнтовых гра­

нитах главной фазы и сохраняется на достаточно высоком уровне в лейкократовых, часто пегматоидных гранитах третьей фазы. В послед­ них наблюдаются как более высокие, так и несколько пониженные по сравнению с главной фазой содержания олова.

7

Например, в гранитоидах Калбинского массива (Восточный Казах­

стан) содержание олова

с 3-5 г /т в гранодиоритах первой интрузивной

фазы повышается до 26

г /т в крупнозернистых биотитовых гранитах

главной второй интрузивной фазы и несколько снижается (до 17 г /т )

вкрупнозернистых лейкократовых гранитах третьей фазы.

Вгранитоидах Центрального структурного шва Сихотэ-Алинл наблю­

дается иная картина. Содержание олова

с 6

г /т в гранодиоритах пер­

вой интрузивной фазы повышается до 10

г /т

в гранитах главной интру­

зивной фазы и увеличивается в лейкократовых гранитах третьей фазы до 18 г/т . Эта закономерность характерна и для гранитов сфен-ортнто- вого типа, хотя она проявляется здесь менее четко и на значительно более низких уровнях содержаний олова.

Граниты ильменит-монацитового и сфен-ортитового типа отличаются не только диапазоном возможных содержаний олова, но и характером его распределения в породе (табл. 4-6).

Т аблица 4

Содержание Sn в породообразующих минералах оловоносных гранитов (в г/т )

 

Дальний Восток

Восточный Казах­

Северо-Восточная

 

стан

 

 

 

Якутия *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минерал

Число Интер­

Сред­ Число Интер­ Сред­

Число

Интер­ Сред­

 

ана­

вал со­

нее

ана-

вал со­

нее

ана-

вал со­

нее

 

лизов держа­

содер­■лизов держа­

содер- ■лизов держа­

содерь-

 

 

ния

жание

 

ния

 

жание

 

ния

жание

Биотит

40

50-500

260

15

79-390

200

6

52-340

187

Калишпат

37

0,5-10

2,0

4

до

10

-

-

-

-

Плагиоклаз

28

1-24

3,4

 

 

 

 

-

-

-

Кварц

22

0,5-6,0

0,9

4

до

5

-

-

-

 

* По данным И.Я.Некрасова (1966)

Анализ мономинеральных фракций показывает, что в гранитах иль­ менит-монацитового типа содержание олова в кварце и полевых шпатах обычно не превышает 5 и 10 г /т соответственно. В биотитах же из разных массивов содержание олова колеблется от 30 до 300 г /т . На долю биотита, таким образом, приходится от 60 до 80% всего заклю­ ченного в породе олова, и биотит в гранитах ильменит-монацитового типа выступает практически как единственный минерал-концентратор и основной минерал-носитель олова. Поскольку количество биотита в гранитах обычно варьирует в небольших пределах (7-10%), то уровень содержания олова в биотите практически отражает уровень содержания олова в породе в целом. Это позволяет, особенно если постмагмати-

8

Т а б л и ц а 5

Г<.держание Sn в породообразующих минералах неоловоносных гранитов (в г /т )

 

Дальний Восток

Восточный Казах-

 

Саяны*

 

Минералы

 

 

 

стан

 

 

 

 

 

Чис­

Интер-

Сред­

Чис­

Интер­

Сред­

Чио-

Интер­

Сред­

 

 

ло

вал

нее

ло

вал

нее

ло

вал

нее

 

ана­

содер­ содер­ ана­

содер­

со­

ана­

содер­

содер­

 

ли­

жания

жание

ли­

жания

дер­

ли­

жакия

жание

 

зов

 

 

зов

 

жание

зов

 

 

Биотит

70

3-45

20

4

15-45

33

5

6-12

8,9

Амфибол

26

2-20

8,0

-

-

-

3

15-19

16,5

Пироксен

12

1-14

5,4

-

-

-

3

17-19

17,8

Калишпат

37

0,5-10

2,0

3

до 5

 

9

1-2,5

1,6

Плагиоклаз

28

1-24

3,5

 

 

 

 

 

 

 

Кварц

22

0,5-6

0,9

4

до 5

 

3

0,7-1,1

0,9

Магнетит

8

12-52

40

-

-

-

5

32-42

37,4

Сфен

4

230-360

290

-

-

-

4

135-350

246

Hi. .t.-ifim iM

К.Ф.Каширина и В.Д.Логендо (1067)

 

 

 

ческими процессами изменен первичный состав породы, судить об оловоносности гранитов не по общему содержанию олова в породе, которое уже не может в этом случае рассматриваться как достоверное, а по его содержанию в сохранившемся биотите. Уровень содержания олова в биотитах "неоловоносных" гранитов обычно не превышает 30-50 г/т , а в биотитах "оловоносных" гранитов содержание олова, как правило, выше 80-100 г/т . Это справедливо главным образом для гранитов ос­ новной интрузивной фазы (второй), но часто нарушается в лейкократовых пегматоидных гранитах третьей фазы внедрения. Здесь количество биотита в породе иногда не превышает 1-2%, тогда при низком общем содержании олова в породе, порядка 5-7 г /т , его содержание_в биоти­ те достигает достаточно высоких значений (до 100-250 г /т ). Это сви­ детельствует о том, что использовать - содержание олова в биотите для оценки общей оловоносности гранита нужно осторожно, с учетом его

количественного содержания в породе и при отсутствии других минераловконцентраторов олова.

Кроме того, необходимо иметь в виду, что содержание олова в био­ тите зависит от его состава. При изучении оловоносности гранитоидов Северо-Востока СССР И.Я.Некрасовым (1966) была установлена пря­ мая зависимость содержания олова в биотите от его железистости. Аналогичная закономерность отмечена нами и для гранитоидов Каибского массива Казахстана (рис. 1; Дмитриев, Барсуков, Дурасова,

9

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ