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

Предложенная Р. Силлитоу генетическая модель подтверждает­ ся закономерной связью медных и молибденовых штокверковых месторождений с проявлениями аналогичного магматизма и дан­ ными изотопного анализа.

Области интенсивных тектонических деформаций и поддвигания океанических плит под континентальные характеризуются специфи­ ческим вулканизмом, для которого имеет место закономерное уве­ личение с глубиной отношения КгО к Si02. В. Гамильтон (1969 г.) объединяет гранитоидные батолиты, малые порфировые интрузии, с которыми парагенетически связано медно-молибденовое оруде­ нение, и вулканогенные толщи аналогичного состава, обогащенные кальцием, щелочами, в единую вулканогенно-плутоническую фор­ мацию.

Современные представления об условиях формирования медно­ молибденовых месторождений требуют учета геологических и гео- лобо-минералогических факторов, которые ниже рассматриваются в следующей последовательности: магматический, структурный, литологический и минералогический; источники рудообразующих элементов; физико-химические условия минералообразования.

Магматический фактор оруденения

Медно-молибденовые месторождения большей частью распола­ гаются внутри, реже в эндо- и экзоконтакте многофазных гранитоидных интрузий. В частности, в Армении крупные гранито­ идные массивы (Зангезур) сформировались в результате ряда последовательных фаз интрузивной деятельности, главнейшими из которых являются монцонитовая, банатитовая и фаза порфиро­ видных гранитов и гранодиоритов. Медно-молибденовые место­ рождения и рудопроявления расположены главным образом в эндо- и экзоконтактовой зоне плутона, в контактовых зонах меж­ ду отдельными разновозрастными интрузивными массивами, в сильно трещиноватых монцонитах и гранитоидах. Оруденение сформировано магматогенными растворами, поступающими из глубинных магматических очагов.

Общность магматического очага медно-молибденового оруде­ нения и молодых комплексов порфировидных гранитов — грано­ диоритов, малых интрузий и дайковых пород — доказывают сле­ дующие факты:

1)тесная пространственная связь и единый структурный кон­ троль интрузий и оруденения (пликативные и дизъюнктивные нарушения);

2)близкая по времени связь малых интрузий, дайковых пород гранит-гранодиоритового состава и оруденения;

3)сходные минералого-геохимические особенности интрузив­ ных пород третьей фазы и малых порфировых интрузий.

Минералого-геохимическое изучение интрузивных пород Мегринского комплекса Армении, проведенное Б. М. Меликсетяном

304

(1955—1961 гг.) и другими исследователями, позволило установить в породах третьей интрузивной фазы повышенное содержание меди и молибдена (2—3 кларка). В эндоконтактовой зоне массивов третьей интрузивной фазы породы обогащены БЮг, К2 О, летучи­ ми С02, S, F, В, Н20, а также Си, Mo, Pb, As, Se, Те и другими металлогенными элементами. По данным спектральных и хими­ ческих анализог, во всех породообразующих и акцессорных ми­ нералах наиболее молодых гранитов и гранодиоритов обнаружена

ди 0,1—0,3%, молибдена 0,03—0,05%).

В рудных полях медно-молибденовых месторождений развиты крупные дорудные дайки диорит-порфиритов, диабазовых порфиритов, гранодиорит-порфиров, гранит-порфиров и др. Мощные плитообразные тела плотных порфиров на некоторых месторож­ дениях Армении (Каджаран, Дастакерг) представляли непрони­ цаемую преграду для гидротермальных растворов и задерживали их в более трещиноватых вмещающих породах. Это указывает на отсутствие значительных тектонических подвижек между внедре­ нием даек и оруденением, и, следовательно, на близкое их обра­ зование во времени.

Все приведенные факты свидетельствуют о генетической связи медно-молибденового оруденения с глубинным магматическим оча­ гом гранитной магмы, породившим крупные плутоны, малые пор­ фировые интрузии и рудоносные гидротермальные растворы.

Для гранитоидов, парагенетически ассоциирующихся с медномолибденовым оруденением, характерна повышенная щелочность

ивысокая активность калия. Собственно молибденовые месторож­ дения обычно приурочены к наиболее обогащенным кремнеземом

икалием интрузивам. В. Т. Покалов (1972) отмечает тесную ассо­ циацию медно-молибденовой формации с многофазными Плутона­ ми гранитоидов неоднородного, «пестрого» состава, при формиро­ вании которых широко проявились процессы ассимиляции; обычно развиты три главные фазы: монцониты — граносиениты — порфи­

ровидные граниты, гранодиориты (Зангезурский, Алмалыкский плутоны и др.). Молибденовая формация тесно ассоциируется с плутонами биотит-роговообманковых гранитов (Жирекен, Клай-

кварцевый монцонит-порфир -*■ гранит-порфир. Обычно все пе­ речисленные породы содержат рудную минерализацию, в редких случаях (10%) минерализованы лишь самые молодые гранитпорфиры.

А. Сутерленд Браун (1969) для провинции Британская Колум­ бия, Канада выделяет две интрузивные серии, с которыми тесно ассоциируются месторождения меди и молибдена,— насыщенную кремнеземом (кварцевые монцониты, реже кварцевые диориты,

граниты, гранодиориты) и недосыщенную (диориты — монцониты — сиениты). Месторождения молибдена и вольфрама главным образом приурочены к лейкократовым интрузивам; медные место­ рождения чаще ассоциируются с сиенитовой серией.

Структурный фактор оруденения

Многофазные гранитоидные комплексы, с которыми парагене­ тически ассоциированы медно-молибденовые месторождения, при­ урочены к крупным геоантиклинальным поднятиям и длительно внедрялись в течение орогенной стадии развития геосинклиналей. Собственно молибденовые штокверковые месторождения, по В. Т. Покалову (1972), и материнские плутоны биотит-роговооб- манковых гранитов формировались в процессе активизации кон­ солидированных участков — платформ и складчатых областей.

В главных рудных провинциях СССР внедрение крупных плу­ тонов, комплекса малых порфировых интрузий и медно-молибде­ новая минерализация контролируются глубинными, длительно развивавшимися разломами северо-западного (300—345°) или ме­ ридионального, реже широтного простираний, протягивающимися на десятки километров. В Западном Американском поясе регио­ нальные разрывы контролируют внедрение штоков гранитоидов и ассоциированных с ними медно-молибденовых месторождений

(Lowell, Guilbert, 1970). А. Сутерленд Браун (1970) отметил про­ странственную ассоциацию молибденовых штокверковых место­ рождений Канады с вулканическими центрами, что указывает на приуроченность их к глубинным разломам коры, проявившимся при формировании поперечных антиклиналей и крупных северо-вос­ точных сбросов. После рудоотложения по разломам часто проис­ ходили пострудные смещения, которые затушевали их первона­ чальную природу.

Многофазное внедрение интрузивов, комагматичных даек, ма­ лых интрузивных тел вызвало повышенную трещиноватость вме­ щающих пород и более древних членов интрузивных комплексов. Формирование штокверковой трещиноватости обусловлено причи­ нами локального (интрузивная сила внедрения) и регионального характера (тектоническая трещиноватость, оперяющая к крупным разломам); небольшое значение имеют контракционные трещины.

верковых медно-молибденовых месторождений и доказали веду­ щую роль регионально-тектонического фактора в образовании штокверковой трещиноватости.

Контролирующее значение имеют тектонические зоны в экзо­ контакте порфировидных гранодиоритов — гранитов, локализую­ щихся в породах более ранних интрузий (монцонитов и граносиенитов). В некоторых районах оруденение сосредоточено в зонах дробления, расположенных в прикровельных участках интрузив­ ных массивов.

306

В отдельных рудных месторождениях оруденение приурочено к системе оперяющих тектонических трещин северо-восточного, широтного и отчасти северо-западного простираний, а также к зонам трещиноватости вдоль зальбандов даек порфиров и ранних кварцевых жил, к зонам дробления внутри кварцевых жил.

В зарубежной литературе часто подчеркиваются пассивный ха­ рактер внедрения интрузий и преобладающая роль локальной, интрузивной силы при образовании штокверков, этим объясняют­ ся их округлые, овальные и кольцевые формы. Для собственно молибденовых штокверковых месторождений характерны более активное внедрение интрузий и проявление интрузивной силы, о чем свидетельствует образование кольцевых и радиальных даек, надкупольные деформации пород кровли (Клаймаке и др.).

Однакю В. Рериг и Т. Хейдрикс (1972), используя тщательные замеры трещиноватости в медно-молибденовых месторождениях Аризоны, выявили закономерные системы тектонической трещино­ ватости, характерные для всех месторождений и, следовательно, имеющие регионально-тектоническое происхождение.

Внутри штокверков часто локализованы дайки поздних порфи­ ров и ранние кварцевые жилы, выполняющие более крупные тре­ щины. Породы вдоль зальбандов даек, служивших экранами, и хрупкие кварцевые жилы более интенсивно раздроблены и мине­ рализованы. Во многих месторождениях Армении дайки порфиров обычно безрудные.

Т а б л и ц а 22

Классификация медно-молибденовых месторождений Северной Америки (по А. Сутерленду Брауну, 1969)

Своеобразные структуры типа трубок брекчий наблюдаются в месторождениях Чили, Перу, Мексики, США, Канады, СССР —

.Эль-Теньенте, Токепала, Эль-Сальвадор, Кананеа, Богдад, Квеста, ^ ей , Санта-Рита, Босс-Маунтин, Алис-Арм, Жирекен и др. ‘(табл. 22). Механизм формирования трубок широко обсуждается

307

зарубежными геологами, которые выделяют несколько наиболее вероятных способов образования трубообразных брекчиевых тед; взрывной, тектонический, под воздействием интрузивной силы, пу­ тем выщелачивания и замещения горных пород растворами.

Литологический фактор оруденения ''

Как известно, минеральный состав и структурно-текстурные особенности вмещающих пород играют важную роль в процессах гидротермального изменения последних и формирования оруде­ нения.

Рудовмещающими породами медно-молибденовых месторожде­ ний Армении и большинства месторождений из других рудных провинций мира являются интенсивно раздробленные, метасома­ тически переработанные и перекристаллизованные интрузивные породы: кварцевые диориты, монцониты, гранодиориты, банатиты, граносиениты, часто обладающие порфировой структурой, принад­ лежащие к единому рудоносному комплексу. Оруденение также установлено в дайках раздробленных аплитов, пегматитов, лам­ профиров и в брекчированных ранних кварцевых жилах. В ряде случаев особенно благоприятную среду для локализации медно­ молибденового оруденения представляли жилы раздробленного раннего кварца (Эндако, Каджаран, Сора), в которых в после­ дующую стадию отлагались метасоматические прожилки и вкрап­ ленность молибденита. В дайках плотных гранодиорит- и гранитпорфиров, диорит- и диабаз-порфиритов оруденение часто отсут­ ствует; нередко плотные дайки служили экранами и способство­ вали концентрации оруденения вдоль их зальбандов.

В экзоконтактовых зонах оруденение локализовано в брекчи­ рованных вулканогенных породах, в кварц-биотитовых и кварц полевошпатовых роговиках (Дастакерт, Каджаран и др.) и очень редко в магнетит-гранатовых скарнах (Анкаван).

В состав кварцевых диоритов, монцонитов, гранодиоритов, граносиенитов входят одни и те же минералы, но в разных коли­ чествах. Интрузивные вмещающие породы Каджаранского руд­ ного поля сложены калиевым полевым шпатом (ортоклазом, анортоклазом) — 1—30%, плагиоклазом (андезин, реже олигоклаз, еще реже—лабрадор) 30—65%, биотитом 1—10%, моноклинным пироксеном 0—35%, роговой обманкой 3—20%, кварцем 1 —10%. Набор акцессорных минералов разнообразный: магнетит, титаномагнетит, ильменит, апатит, циркон, ортит, ксенотим, торит, ура­ нинит, турмалин, топаз, флюорит, анатаз, рутил, шеелит, пирит, халькопирит и молибденит. Интрузивные породы нередко обра­ зуют друг с другом постепенные переходы (табл. 23).

Вмещающие интрузивные породы в различной степени измене­ ны метасоматическими гидротермальными процессами.

Первичные структуры вмещающих интрузивных пород — сред­ не-, гипидиоморфнозернистая и монцонитовая, порфировая, текстуры — массивная, реже пятнистая.

308

Т а б л и ц а 2 3

Химический состав (вес. %) интрузивных пород, наиболее распространенных в рудных полях

к2о ( 2—6 5—7 6—8 7—8

Винтрузивных породах широко развиты вторичные текстуры (брекчиевая, брекчиевидная, трещиноватая, пористая, сланцева­\N a 20

тая, гнейсовидно-полосчатая и др.) и вторичные структуры — катакластические (дробления и др.) и кристаллобластические (гранобластическая и др.).

В экзоконтактовых зонах интрузивов оруденение распростра­ нено главным образом в эффузивных породах, их туфах и в ро­ говиках, редко в скарнах. Плагиоклазовые порфириты и другие эффузивные породы имеют тонкозернистую основную массу и ред­ кие, мелкие, макроскопически почти незаметные вкрапленники. На контакте с интрузивными массивами они сильно раздроблены, ороговикованы и изменены гидротермальными процессами — пропилитизированы, в меньшей степени окварцованы, серицитизированы).

Роговики представляют собой плотные мелкозернистые поро­ ды, сильно трещиноватые и гидротермально измененные — кварпоЛевошпатовым агрегатом, содержащим зерна роговой обманки и чешуйки биотита.

На основе анализа фактического материала можно сделать сле­ дующие выводы.

1. Наиболее минерализованными являются интрузивные поро­ ды сильно трещиноватые и гидротермально измененные — квар­ цевые диориты, монцониты, гранодиориты, граносиениты и другие породы ранних интрузивных фаз рудоносного комплекса, часто обладающие порфировой структурой, иногда вулканогенные поро­ ды кровли и роговики. Жилы и прожилки раннего раздробленного кварца являлись ловушками для медно-молибденового оруденения. Жильные тела плотных непроницаемых даек порфировых пород Второго этапа внедрения служили экранами.

2. В умеренно кислых гранитоидах избирательное метасоматическое замещение рудообразующими минералами наблюдалось для плагиоклазов, биотита, роговой обманки, магнетита и титаномагнетита. В последнюю очередь гидротермальному изменению подвергаются первичный кварц и калинатровый полевой шпат.

309-

В процессе формирования оруденения молибденит избирательно за­ мещает трещиноватый, ранний жильный кварц. Биотит, калиевый полевой шпат и серицит являются осадителями молибденита.

3. Трещиноватые, прожилковые и пористые текстуры гидро термально измененных вмещающих пород (особенно кварц-серици- товых) имели решающее значение для концентрации оруденения и последующего формирования зоны окисления по сравнению с влиянием первичного химико-минералогического состава пород.

Минералогический фактор оруденения

Гидротермальное изменение вмещающих пород. В медно-молиб­ деновых месторождениях мира вмещающие породы с различной интенсивностью изменены гидротермальными процессами, охваты­ вающими большие площади, распространяющиеся далеко за пре­ делы рудных тел. Метасоматиты имеют характерный состав и закономерное распределение.

Наиболее часто во вмещающих породах развиты калишпатизация, аргиллизация, окварцевание, серицитизация, пропилитизация. Эти процессы являются синхронными и обусловлены прохо­ ждением волны высокотемпературных растворов, предшествующих оруденению. Вначале, в период максимальной активности щелоч­ ных растворов, формируются калишпатовые и биотитовые мета­ соматиты, которые, по мере снижения активности и температуры растворов, фациально сменяются кварц-серицитоаыми, аргиллито­ выми метасоматитами и хлоритовыми пропилитами на периферии. Кроме того, для медно-молибденовых месторождений Армении характерны пострудная площадная доломитизация и локальное огипсование, накладывающиеся на предрудные метасоматиты.

В процессе замещения изменялись текстуры и структуры вме­ щающих пород. Для метасоматитов характерны коррозионные текстуры (реликтовая, графическая и др.), унаследованные тексту­ ры (вкрапленная, пятнистая и др.) и текстуры метакристаллического замещения (вкрапленная, прожилкообразная и др.); харак­

также по микротрещинам (границы зерен и мономинеральных вы­ делений, плоскости спайности и двойникования в минералах и др.) и порам выщелачивания, поэтому метасоматиты в рудных полях имеют линейное и площадное распространение.

В сильно раздробленных зонах некоторых месторождений (Каджаран и др.), в каолинизированных и серицитизированных породах развиваются поздняя пострудная карбонатизация и огип*

810

сование, в результате чего образуются кварц-каолинит-гипс-карбо-

натные породы.

Гипогенная калишпатизация приурочена к центральным частям рудных полей месторождений. При дальнейшем гидротермальном изменении ортоклаз замещается серицитом, иногда доломитом. Вследствие интенсивного развития последующих фаций гидро­ термального изменения, в рудном поле образуются кварц-серици- товые и каолинитовые породы, реже встречаются участки окварцованных пород. Кварц-серицитовые породы и вторичные кварциты слагают небольшие линзы и полосы в каолинизированных породах.

Пропилитизация распространена в периферических участках медно-молибденовых месторождений. Гипогенная аргиллизация и пропилитизация происходили синхронно и были обусловлены дли­ тельной фильтрацией гидротермальных растворов, обогащенных углекислотой.

Сравнение химических анализов аргиллизированных и неизме­ ненных пород показывает, что гидротермальные процессы сопро­ вождались привносом Si02, К2 О, Н2 О, S, СО2 и выносом CaO, MgO, ЫагО (полный вынос для Na20). Сохранение калинатрового поле­ вого шпата при каолинизации указывает на то, что растворы были насыщены калием. Железо частично выносится: значительная часть его концентрируется в пирите и халькопирите. Характерны доволь­ но устойчивые содержания А120з и ТЮ2. В кварцевых и кварц-се- рицитовых породах накапливается Si02. Привнос SiC>2 и КгО небольшой. В больших количествах привносились Н20, S, С 02.

Пропилитизированные породы, по сравнению с аргиллизированными породами, отличаются повышенным содержанием CaO, MgO, ЫагО. Гидротермальные растворы привносили Н20, СО2 , S и переотлагали основания. Гидротермальные растворы, обусловившие каолинизацию, серицитизацию и окварцевание пород, имели кис­ лый характер и были обогащены СОг и насыщены К.

Гидротермальное изменение пород процессами аргиллизации и пропилитизации предшествовало отложению продуктивных мине­ ральных ассоциаций. В редких случаях наблюдаются узкие полос­ ки околопрожилкового гидротермального изменения вдоль сульфид­ ных и сульфидно-кварцевых прожилков (например, каемки биоти­ та и пирита мощностью 0,5—2 см; кварц-серицитовые полоски на контакте халькопиритовых прожилков и др.). Возможно, что суль­ фидно-кварцевые и сульфидные прожилки наложились на ранние полоски и каемки изменения или имело место одновременно отло­ жение. Общая масса гидротермального изменения пород не зависит от количества сульфидных и сульфидно-кварцевых прожилков. Последние встречаются в породах разной степени изменения.

Карбонатизация пород наблюдается в медно-молибденовых месторождениях Армении. Она развивалась главным образом в поздние стадии, после отложения сульфидов. Отложение кар­ бонатов происходило из слабощелочных растворов с высоким

I 311

содержанием С02. Характерно широкое развитие железистого до­ ломита, анкерита по трещинам в породах, в меньшей степени метасоматическим путем. В участках интенсивной доломитизации отмечаются вынос SiCb, К20, повышение содержаний CaO, MgO. Огипсованные породы характеризуются обилием сульфатного аниона.

Минеральные парагенетические ассоциации и текстурно-струк­ турные особенности медно-молибденового оруденения. В медно-мо­ либденовых месторождениях наиболее распространенными рудными минералами являются пирит, халькопирит, молибденит, сфа­ лерит, галенит, борнит, энаргит, теннантит, халькозин. Набор глав­ ных жильных минералов: кварц, серицит, ортоклаз, анортоклаз, биотит, каолинит, доломит, кальцит, ангидрит, гипс.

Для большинства месторождений намечается выдержанная по­ следовательность отложения металлов, которая соответствует ряду: Fe — Mo — (Си, Аи, Bi, Fe, As) — (Zn, Pb, Au, Ag), что отражает последовательную смену главных рудных минералов: пирит, молиб­ денит, халькопирит, самородное золото, медно-висмутовые мине­ ралы, энаргит, теннантит, сфалерит, галенит.

Характерной особенностью формирования штокверковых мед­ но-молибденовых месторождений является многостадийность гид­ ротермальной минерализации, обусловленная пульсирующим по­ ступлением вещества из магматического очага.

В медно-молибденовых месторождениях развито до 10 и более главнейших парагенетических минеральных ассоциаций, отложив­ шихся в несколько стадий минералообразования, например, в месторождениях Армении выделяются пиритовая, кварцевая, молибденитовая, молибденит-кварцевая, кварц-халькопиритовая, тен- нантит-энаргитовая, кварц-галенит-сфалеритовая, доломитовая (безрудная), доломит-халцедоновая (безрудная) и ангидрит-гип- совая (безрудная) ассоциации. Из них продуктивными минераль­ ными ассоциациями являются молибденитовая, молибденит-квар­ цевая и кварц-халькопиритовая. Перечисленные ассоциации рас­ пространены с различной интенсивностью в отдельных рудных месторождениях.

Как видно из схемы последовательности минералообразования (см. рис. 69), одни и те же рудообразующие минералы присутст­ вуют во многих парагенетических минеральных ассоциациях, но в различных соотношениях.

Для всех медно-молибденовых месторождений форма выделе­ ния рудных минералов — рассеянная вкрапленность, тонкие про­ жилки, редко цемент в брекчиях. Наиболее распространенная фор­ ма вкрапленная и прожилковая.

В сульфидных медно-молибденовых рудах развиты текстуры за­ полнения пустот (вкрапленная, пятнистая, прожилковая, пересе­ чения, брекчиевая и др.) и особенно широко развиты текстуры метасоматического замещения (каемочная, реликтовая, графиче­ ская, вкрапленная, пятнистая, прожилкообразная и др.). В гидро­

312