книги из ГПНТБ / Мовсесян, С. А. Комплексные медно-молибденовые месторождения

позднепалеозойского интрузивно-вулканогенного Прибалхашско-

Илийского пояса.

В Центральном Казахстане и Северном Прибалхашье (В. В. Аристов и др., 1972 г.; И. Г. Павлова и др., 1971) скон­ центрировано большинство известных медно-молибденовых место­ рождений: Коунрад, Борлы, Карабас, Каскыргазган, Кенькудук, Аблан, Ауэбакы, Шоркудук, Кеньказган, Кепчам, Кушоки и др.

По Е. Д. Карповой (1970 г.), медно-молибденовые месторож­ дения в Центральном Казахстане располагаются в пределах позднепалеозойского Прибалхашско-Илийского интрузивно-вулка­ ногенного пояса, прослеживающегося на расстоянии более 1О0О км при ширине 70—140 км и опоясывающего с севера оз'. Балхаш в виде огромного полукольца. Отличительной особенностью этого района является наличие большого количества кольцевых вулкано­ тектонических структур.

Вулканогенные образования сложены чрезвычайно разнообраз­ ными по составу эффузивно-пирокластическими породами базальтлипаритовой формации (базальты, трахибазальты, андезиты с про­ слоями туфов, туфобрекчий, липариты и туфолавы кислого соста­ ва). Наряду с широким развитием вулканизма, в пределах При­ балхашско-Илийского пояса в позднем палеозое интенсивно про­ явился интрузивный магматизм. Формирование гранитоидов начи­ нается с раннекаменноугольной эпохи и продолжается, чередуясь с периодами наземного вулканизма, в течение всего позднего палеозоя, вплоть до верхней перми, возможно триаса. Эволюция интрузивного магматизма орогенного этапа заключается в после­

(С3). В позднем карбоне и перми происходило формирование плу­ тонов биотитовых и лейкократовых гранитов (Сз—Р), аляскитовых гранитов (Р). Интенсивное проявление разновозрастного магма­ тизма обусловило многометальный характер рудной минерализа­ ции. В районе наиболее важное значение имеет медно-молибденовая (Коунрад, Борлы, Карабас, Каратекс и др.) и редкометальная минерализация (Восточный Коунрад, Жанет). Распространено свинцово-цинковое оруденение (Джусабай, Кайнарбулак) с повы­ шенной золотоносностью.

Медно-молибденовые месторождения расположены в краевых частях малых интрузий монцонит-порфиров, граносиенит-порфи- ров, гранодиорит-порфиров, сиенит-порфиров, или слагают минера­ лизованные участки в зальбандах даек и дайкообразных тел порфировых пород. Пространственно штоки изометричной и не­ правильной формы и многочисленные дайки порфировых пород локализуются по радиальным и кольцевым системам тектонических нарушений, расположенных на флангах гранитоидных батолитов,

233

Токрауского и др. Размещение медно-молибденовых месторожде­ ний также контролируется кольцевыми тектоническими зонами.

Наиболее распространенными процессами изменения вмещаю­ щих пород являются калишпатизация, биотитизация, пропилитизация, аргиллизация, окварцевание и серицитизация. В рудных полях прослеживаются мощные зоны кварц-серицитовых метасоматитов. Промышленное оруденение приурочено к серицитовым и пропилитовым фациям вторичных кварцитов, реже развито в биотитизированных и полевошпатизированных породах.

Главные рудообразующие минералы — кварц, серицит, пирит, каолинит, диккит, халькопирит; второстепенные — молибденит, энаргит; встречаются вольфрамит в кварцево-слюдяных прожил­ ках, редко развиты барит, галенит, сфалерит. Наблюдается тен­ денция повышения содержания молибденита с глубиной. Штокверковые зоны медно-молибденовых месторождений в плане имеют форму изометричную, удлиненную и линзообразную. На глубоких горизонтах месторождений штокверки сменяются сульфидно-квар­ цевыми жилами с молибденитом. Текстуры руд — прожилковая и вкрапленная.

На медно-молибденовых месторождениях прослеживается вто­ ричная вертикальная зональность. Зона окисления имеет протя­ женность по вертикали 20—25 м; зона выщелачивания 25—30 м; зона вторичного сульфидного обогащения (халькозиновые руды) протягивается по вертикали от 10 до 270 м. Первичные сульфид­ ные руды прослежены до 650 м. Ниже приводится краткое геоло­ го-минералогическое описание наиболее изученных месторождений Центрального и Северного Казахстана.

Месторождение Коунрад

Коунрадское месторождение расположено в Северо-Западном Прибалхашье (Центральный Казахстан), к северу от оз. Балхаш. Это было первое в СССР медно-молибденовое месторождение, от­ крытое в 1928 г. М. П. Русаковым. Начиная с 1929 г. его изучением занимались М. П. Русаков, Н. И. Наковник, Г. Б. Роговер, С. Ф. Машковцев, К. С. Газизова, М. И. Чехович, В. Н. Пшенични­ ков, Ф. В. Чухров, Т. Н. Шадлун, С. Н. Гаврикова, И. М. Юдин, Р. А. Борукаев и др.

Геологическое строение. В геологическом строении района мес­ торождения Коунрад принимают участие вулканогенно-осадочные породы верхнего девона — нижнего карбона и интрузивно-вулкано­ генные образования верхнего палеозоя.

Самыми древними, фаунистически охарактеризованными поро­ дами месторождения являются полимиктовые песчаники фаменского яруса (D3fm), встречающиеся на севере и северо-западе описываемого района. Песчаники смяты в мелкие складки мериди­ онального простирания и разбиты многочисленными разрывами.

234

На размытой поверхности фаменских отложений залегают породы турнейского яруса нижнего карбона (Бахтеев, 1965), представлен­ ные липаритовыми порфирами и лавобрекчиями кислого состава. Эти породы в пределах месторождения выполняют крупную син­ клинальную складку северо-западного простирания. Преобладаю­ щие в разрезе липаритовые порфиры слагают покровы и жерла вулканов, последние выполнены порфирами и лавобрекчиями. К эффузивному комплексу турнейского яруса, вероятно, также относятся небольшие субвулканические тела диабазов и диабазо­ вых порфиритое на северо-востоке месторождения и у подножья горы Коунрад.

Породы турнейского яруса прорваны гранодиорит-порфирами балхашского (ннжнекаменноугольного) интрузивного комплекса, являющимися дополнительной фазой внедрения этого комплекса. Они слагают относительно небольшое штокообразное тело, раз­ мером 2 X 3 км, расположенное в центральной части месторож­ дения в ядре крупной синклинали, сложенной породами турней­ ского яруса. Гранодиорит-порфиры, в свою очередь, прорваны серией даек габбро-диабазов и диорит-порфиритов, являющихся жильной фазой балхашского комплекса.

На северо-востоке месторождения известны пермские граниты Восточно-Коунрадского массива, завершившие проявление магма­ тизма в районе месторождения.

Шток гранодиорит-порфиров, к которому приурочено месторож­ дение Коунрад, расположен на пересечении нескольких разломов в ядре синклинальной складки. Геофизические данные последних лет позволяют предполагать, что он представляет собой апикаль­ ную часть большого интрузива гранитоидов, не вскрытого эро­ зией. Границы штока с вмещающими породами обычно крутые

иосложняются многочисленными апофизами различной мощности

иформы.

Рудное поле месторождения разбито региональными тектони­ ческими нарушениями, преимущественно северо-западного прости­ рания. Более мелкие, локальные нарушения меняют свое прости­ рание в зависимости от их положения в пределах рудного шток­ верка, как правило, оставаясь параллельными контакту оруденелых пород с безрудными. Их падение под крутым углом направлено в сторону центра месторождения. Это приводит к тому, что в пространстве они образуют конически-кольцевую. систему, особенно четко проявленную в приконтактовых частях рудного штокверка. Эта система трещин играла важную роль в формиро­ вании месторождения, являясь областью наиболее активной цир­ куляции постмагматических растворов, под влиянием которых образовались вторичные кварциты и медно-молибденовое оруде­ нение (Юдин, 1969). Именно здесь локализовались продукты наиболее высокотемпературных ассоциаций вторичных кварцитов

ируд, представленных соответственно андалузитовыми породами

исравнительно богатым молибденовым оруденением.

235

Пострудная тектоника выразилась в незначительных переме­ щениях вдоль ранее заложенных тектонических нарушений. Амплитуда этих перемещений не превышает 15—20 м.

Липаритовые порфиры и гранодиорит-порфиры в пределах мес­ торождения подвергались интенсивному метасоматическому преоб­ разованию, которое генетически связывается с постмагматической деятельностью очага гранодиорит-порфиров (Гаврикова, Бахтеев, 1965).

вторичные кварциты, пропилитизированные и аргиллизированные породы (рис. 73). Их распространение в общих чертах повторяет форму апикальной части штока гранодиорит-порфира. Наиболее важными в практическом отношении являются вторичные квар­ циты.

Среди вторичных кварцитов, образовавшихся по липаритовым порфирам, по минеральному составу выделяются монокварциты, кварц-алунитовые, кварц-андалузитовые, кварц-серицитовые и ди- аспор-пирофиллитовые разности. Суммарная мощность кварцитов по липаритовым порфирам колеблется от 50 до 400 м.

Вторичные кварциты по гранодиорит-порфирам локализованы в центральной части месторождения и в рельефе образуют сравни­ тельно небольшую депрессию изометричной формы. По периферии они контактируют с вторичными кварцитами по липаритовым пор­ фирам, а на глубине переходят в пропилитизированные и аргил­ лизированные породы. По минеральному составу среди кварци­ тов по гранодиорит-порфирам выделяются кварц-серицитовые (пре­ обладают) и кварц-каолинитовые разности. Общая мощность этих кварцитов достигает 600—650 м.

Основное промышленное оруденение заключено в кварц-серици- товых и кварц-каолинитовых вторичных кварцитах по гранодио­ рит-порфирам и представлено кварц-сульфидными и сульфидными вкрапленниками и прожилками пирита, халькопирита, молибдени­ та, энаргита, блеклой руды, галенита и сфалерита.

В пространственном размещении измененных пород устанавли­ вается метасоматическая зональность. По гранодиорит-порфирам развиваются вторичные кварциты, сменяющиеся на глубине и на флангах пропилитизированными и частично аргиллизироваиными породами; по липаритовым порфирам также образуются вторич­ ные кварциты, а вдали от контакта с гранодиорит-порфирами — пропилиты. Температуры формирования метасоматических пород, по данным гомогенизации и декрепитации слагающих их минера­ лов, колебались в интервале около 500—300° С (Юдин, 1969).

Морфология и внутреннее строение рудного тела. Рудное тело Коунрадского месторождения представляет собой крупный шток­ верк сложной формы, приуроченный к апикальной части штока гранодиорит-порфиров, превращенных во вторичные кварциты, пропилитизированные и аргиллизированные породы. Во вторичных

236

Рис. 73. Схема геологического строения месторождения Коунрад. Состави­ ла С. Н. Гаврикова с использованием материалов В Н. Пшеничникова, А Н Строганова (1966 г.)

даек н малых интрузий: гранит.порфиры, базокварцевые граннт-порфиры. Нижнека­

ные кварциты; серицитовые (13), андалузитовые (14)> каолиннт-серицитовые и сери-

1

кварцитах по эффузивам, вмещающим этот шток, оруденение рас­ пространяется лишь на первые десятки метров от контакта.

Штокверк Коунрадского месторождения представляет собой непрерывное рудное тело, но отличается весьма неравномерным распределением рудных компонентов. Границы штокверка с вме­ щающими породами и границы участков с повышенной концент­ рацией в них рудных минералов определяются лишь по данным опробования. С глубиной устанавливается ослабление минерали­ зации, что соответствует уменьшению интенсивности метасоматического изменения гранодиорит-порфиров. Основной промышлен­ ный компонент руд — медь; молибден рассматривается как сопут­ ствующий металл.

Медное и молибденовое оруденения на месторождении распро­ страняются в пределах одной залежи. Форма залежи, по меди близкая к чашеобразной, а по молибдену — к воронкообразной, определяется: на верхних горизонтах — главным образом структу­ рами контактов штока гранодиорит-порфиров с эффузивами, на нижних — трещинной тектоникой и границами проявления продук­ тивных фаций вторичных кварцитов. Специфической чертой место­ рождения является присутствие в центральной части его практи­ чески безрудного ядра.

В распределении металлов внутри штокверка наблюдается первичная зональность. Концентрации молибдена повышаются к периферии рудного тела, основные концентрации меди сосредо­ точены в его центральной части. С глубиной содержание меди и молибдена уменьшается. Оруденение локализуется преимущест­ венно в виде прожилков и вкрапленников. Рудные прожилки и вкрапленники сложены сходными ассоциациями минералов, буду­ чи в главной массе близко одновременными образованиями

(Юдин, 1969).

Метасоматическн измененные гранодиорит-лорфиры разбиты густой сетью мелких трещин различной ориентировки. Трещины большей частью выполнены жильными минералами и сульфидами. Общее количество трещин с глубиной несколько уменьшается, а мощность прожилков возрастает. Мощность прожилков измен­ чива и колеблется от первых миллиметров до 10—15 см, при средней мощности 1—3 см. Протяженность их измеряется первы­ ми метрами, однако в отдельных случаях может достигать нескольких десятков метров. Еще более изменчиво расстояние между прожилками — от 0,1 до 40—60 м, в среднем 5—10 м. Прожилки с молибденитом на северо-западном и юго-восточном флангах штокверка имеют преимущественно северо-восточное простирание с крутым падением к юго-востоку, а прожилки халь­ копирита (из разных участков)— северо-западное простирание и падение на юго-запад под углами 60—80° (Юдин, 1969).

Размеры вкрапленников— от сотых и даже тысячных долей до нескольких миллиметров, в среднем составляют 0,2—0,5 мм. Рас­ стояние между отдельными вкрапленниками колеблется от 0 , 1 до

2 3 8

1—2 см и более. Максимальное сгущение вкрапленности сульфи­ дов установлено вдоль зальбандов прожилков и в местах выкли­ нивания прожилков.

Строение штокверка характеризуется отчетливо выраженной вторичной зональностью, представленной пятью обычными зонами (сверху вниз): выщелачивания, окисления, смешанных руд, вто­ ричного сульфидного обогащения и первичных руд (Газизова, 1957).

Весьма интересна мощная и выдержанная зона вторичного сульфидного обогащения (халькозиновая зона). В отличие от других вторичных зон содержание меди здесь не опускается ниже промышленного. Халькозиновая зона в плане имеет овальную форму. Вертикальная мощность зоны халькозиновых руд колеб­ лется от 15 до 270 м, в среднем составляет 130—140 м (Газизова, 1957).

С глубиной халькозиновые руды сменяются первичными, раз­ витыми по всей площади рудного тела. Смена происходит очень постепенно через зону промежуточного состава большой мощности. В целом первичные руды начинаются на глубине 150—300 м от поверхности и к настоящему времени прослежены до глубины 600—650 м. Промышленными являются руды окисленные, полуокисленные и сульфидные.

Вещественный состав и строение руд. Типы руд. В составе пер­ вичных руд Коунрадского месторождения установлены следующие

и магнетит; редкие и очень редкие — халькозин, арсенопирит, мар­ казит, тетраэдрит, пирротин, идаит, самородные золото и серебро, люцонит, фаматинит, реньерит, алтаит, валлериит, кубанит и штернбергит. В числе нерудных минералов отмечаются кварц, каолинит, диккит, андалузит, серицит, турмалин, алунит, пирофил­ лит, эпидот, диаспор, хлорит и барит. Главным жильным минера­ лом многих рудных прожилков является кварц. Халькопирит резко преобладает во вкрапленниках, а молибденит, энаргит, блеклая руда и сфалерит концентрируются главным образом в прожилках. Такие минералы, как галенит, фаматинит, арсенопирит и марка­ зит, развиты исключительно в составе прожилков.

Большинство редких, а также многие главные рудообразующие минералы содержатся в виде мелких (тысячные — сотые доли миллиметра) и беспорядочно расположенных включений (без каких-либо признаков замещения) среди другого минерала, глав­

В рудах установлено шесть главнейших минеральных ассоциаций, которые располагаются в порядке последовательности их образо­ вания (Юдин, 1969): 1) ассоциация вторичных кварцитов (андалу­ зит, турмалин, пирит, кварц, серицит, хлорит, барит); 2 ) пирито­ вая (кварц, пирит); 3) молибденитовая (кварц, пирит, молибде-

239

нит); 4) халькопиритовая (кварц, пирит, халькопирит, блеклая руда); 5) энаргитовая (кварц, пирит, энаргит, блеклая руда); 6 ) галенит-сфалеритовая (кварц, пирит, блеклая руда, сфалерит, халькопирит, галенит).

Из вторичных минералов в зоне окисления установлены гема­ тит, гётит, гидрогётит, гидрогематит, куприт, мелаконит, само­ родная медь, ярозит, малахит, азурит, брошантит, цианотрихит, халькантит, атакамит, хризоколла, медно-марганцовая смоляная руда, каолинит, копиапит, медистый галлуазит.

Самым распространенным сульфидным минералом на место­ рождении является пирит. Это единственный рудный минерал, присутствующий во всех рудных минеральных ассоциациях и почти во всех метасоматических породах месторождения. Обычно пирит образует тонкорассеянную вкрапленность в породе, распределяясь

краями и часто ямчатой поверхностью. Он образует главным обра­ зом рассеянные вкрапленники, иногда встречается вместе с дру­ гими рудными минералами и пиритом II.

Пирит II образует вкрапленность или прожилки в породе. Форма зерен кубическая или изометричная, встречается совместно с халькопиритом, энаргитом и борнитом. Для него характерны включения халькопирита, борнита и изредка энаргита.

Пирит III обычно встречается в виде прожилков в рудовме­ щающих породах, исключительно в пределах рудного тела место­ рождения. В отличие от пирита I, он не подвергается дроблению

иразъеданию другими рудными минералами, в отличие от пирита II не содержит включений рудных минералов.

Халькопирит — основной и наиболее распространенный минерал первичных руд. Он образует главным образом расеянные вкрап­ ленники в рудовмещающих породах. Нередко халькопирит сов­ местно с кварцем образует тонкие прожилки. Размер отдельных зерен халькопирита обычно колеблется от 0,01 до 0,05 мм и редко доходит до 0,5—0,7 мм. Выделяется три генерации халькопирита: 1 ) халькопирит отложения; 2 ) халькопирит распада твердого рас­ твора в борните; 3) вторичный халькопирит.

Молибденит является вторым (после халькопирита) наиболее ценным рудным минералом. Большей частью молибденит совмест­ но с кварцем образует тонкие прожилки, где молибденит распо­ лагается по их зальбандам. Иногда молибденит представлен в руде единичными чешуйками; нередко наблюдается совместно с пиритом и халькопиритом. Размер выделений молибденита — от

240

0,001 до 0,5 мм. Молибденит заполняет трещинки в раннем пирите и корродирует его. Установлены очень высокие концентрации рения в молибдените (десятые доли процента) и повышенные содержания селена и теллура.

Энаргит в рудах Коунрадского месторождения встречается довольно часто. Он большей частью наблюдается в виде вкрап­ ленников, размеры которых обычно колеблются от 0,04 до 0,75 мм, редко достигают 2 мм. По северо-западной периферии рудного тела встречаются среднезернистые агрегаты энаргита, в виде не­ больших гнезд и прожилков.

В зоне вторичного сульфидного обогащения широко распрост­ ранены халькозин и ковеллин. Халькозин является главным руд­ ным минералом этой зоны и в большинстве случаев развивается на месте первичных сульфидов меди. Замещению халькозином подвергаются все первичные сульфиды. Борнит замещен халько­ зином почти полностью, халькопирит сохранился в виде реликтов, в халькозине; пирит, энаргит и блеклые руды замещаются халько­ зином значительно слабее.

Ковеллин развивается главным образом по халькозину. На месторождении выделяется четыре типа руд: окисленные, смешан­ ные, халькозиновые и первичные сульфидные. Разрабатываются на месторождении в основном халькозиновые руды и отчасти окисленные и смешанные.

Для руд Коунрадского месторождения характерны вкраплен­ ные, прожилково-вкрапленные и коррозионные текстуры, редко встречаются брекчиевидные и полосчатые.

Среди структур преобладают метазернистые структуры, реже зернистые, катакластические и кристаллобластические, изредка встречаются структуры распада твердого раствора и метаколлоидные.

В общем процессе формирования Коунрадского месторождения К. С. Газизова (1957) выделяет два этапа рудной минерализации: первый — постмагматический; во втором этапе выветривания про­ исходило мощное развитие процессов вторичного сульфидного обогащения и процессов окисления. В постмагматическом этапе рудообразования четко намечаются четыре стадии последователь­ ного выделения отдельных парагенетических групп минералов. В первую стадию образовались по вмещающим породам вторич­ ные кварциты. Вторая стадия характеризуется выделением тонко­ зернистого кварца I и пирита I. Рудные минералы этой стадии представлены в основном пиритом I и молибденитом, который выделился позднее пирита. В отдельных случаях пластинки молиб­ денита огибают зерна и агрегаты пирита, в других — отчетливо проникают по трещинам в пирит.

Третья стадия началась новым энергичным выделением кварца и пирита II. В эту стадию выделились все основные рудообразую­ щие сульфиды месторождения: пирит II, арсенопирит, сфалерит, энаргит, халькопирит, борнит и блеклые руды.

941

Четвертая стадия характеризуется развитием жильного кварца и пирита III. В эту стадию частично выделились также сфалерит, энаргит, блеклые руды и барит.

Этап выветривания является важным в формировании промыш­ ленного оруденения. В процессе окисления и выщелачивания бед­ ных первичных сульфидных руд сформировалась мощная зона вторичного сульфидного обогащения, а также зона окисления и выщелачивания. В этот этап отлагаются широко распространенные гипергенные минералы: каолинит, гётит, ярозит, малахит, азурит, хризоколла, брошантит, халькантит, цианотрихит, медистый галлуазит, лампадит, халькозин, борнит, ковеллин.

Генезис месторождения. Существует довольно много гипотез, по-разному объясняющих происхождение месторождения, но в на­ стоящее время пользуются известностью и частичным признанием у геологов две из них: экструзивная гипотеза Н. И. Наковника (1964 г.) и вулканогенная гипотеза К. С. Газизовой (1957).

Н. И. Наковник рассматривает шток гранодиорит-порфиров Коунрадского месторождения как вулканическую интрузию — экструзивное тело, застывшее в жерловине вулкана или в толще вулканических пород околожерловой фации. Гранодиорит-порфи- ры — более молодые образования, чем липаритовые порфиры (рио­ литы, по Н. И. Наковнику).

Метасоматические породы Коунрада образуют зональный ряд (сверху вниз): по липаритовым порфирам — пропилиты, серицитовые кварциты, андалузит-серицитовые кварциты, андалузитовые кварциты; по гранодиорит-порфирам— серицитовые кварциты, аргиллизированные породы, пропилитизированные породы. Послед­ ние на глубине переходят в неизмененные гранодиорит-порфиры и порфировидные гранодиориты. Оруденение Н. И. Наковник склонен считать одновозрастным и генетически единым с вторич­ ными кварцитами.

К. С. Газизова считает, что гранодиорит-порфиры не образуют самостоятельного штока, а представляют собой лишь небольшой краевой участок огромного Коунрад-Бектаутинского батолита, сло­ женного кварцевыми диоритами и гранодиоритами. Липаритовые (эффузивные) порфиры сформировались значительно позднее гра­ нодиорит-порфиров. К. моменту излияния лавы, давшей эффузив­ ные порфиры, гранодиорит-порфиры не только полностью консоли­ дировались, но и подверглись эрозии.

Возникновение конически-кольцевой системы трещин связы­ вается с тектоническими напряжениями, предшествовавшими и сопровождавшими излияние липаритовых порфиров. Основным подводящим каналом для них послужила конически-кольцевая трещинная структура.

Вторичное окварцевание и оруденение связано с глубинным магматическим очагом липаритовых порфиров. Постмагматические растворы, вызвавшие процессы вторичного окварцевания пород и рудоотложение, поднимались с внутренней стороны полости кони­

242