Месторождение Алгама
Месторождение Алгама [1] циркониевых руд располагается на юго-востоке Сибирской платформы в Учуро-Майском районе. Осадочный чехол платформы в этом районе сложен образованиями рифея, венда и кембрия, представленными доломитами с прослоями песчаников (юдомская свита), среди которых установлены редкие выходы кристаллического фундамента, представленные архейскими кристаллосланцами и гнейсами (одолинской свитой) (рис. 7.81). Гельциркон-бадделеитовое месторождение и ряд аналогичных рудопроявлений локализованы в кристаллическом фундаменте и платформенном чехле в обрамлении Ингилийской структуры центрального типа, ядро которой диаметром около 2 км представлено штоком шорломит-эгириновых ийолит-пегматитов и широким метасоматическим ореолом фенитов.
Рис. 7.81. Геологическая карта района щелочно-ультраосновного массива Ингили и размещение вольфрамциркониевых проявлений (Залищак и др., 1991).
1 - протерозой-рифей-вендский осадочный чехол платформы (сланцы, песчаники, доломиты, мраморы, кварциты); 2 - кристаллосланцы и гнейсы одолинской свиты, архей; 3-8 - породы щелочно-ультраосновного массива Ингили: 3 - уртит-ийолит-мельтейгиты, 4 - фениты, 5 - сиениты, 6 - карьонатиты, 7 - камафориты, 8 - дайки щелочных пород; 9 - тела ингилитов; 10 - дайки конгадиабазов (девон - ?): а - установленные, б - предполагаемые; 11 - установленные вольфрам-циркониевые проявления; 12 - предполагаемые вольфрам-циркониевые проявления; 13 - разломы; 14 - элементы залегания пород чехла: а - наклонные, б - горизонтальные; 15 - участок, представленный на блок-диаграмме (см. рис 7.80). На врезке: географическое положение района месторождения Алгама
Ингилийский щелочно-ультраосновной массив занимает центральную часть одноименной купольной структуры, имеет в плане овальную форму и поперечник около 6 км. Фундамент купола сложен дислоцированными метаморфическими породами одолинской свиты архея. Они перекрыты горизонтально залегающими рифейскими и вендскими терригенными и карбонатными породами платформенного чехла. Рифейские отложения, залегающие горизонтально, над массивом изогнуты и падают под крутыми углами в его экзоконтакте. Массив сформирован в последовательности, изложенной ниже.
1. Габбро-пироксенитовый комплекс, включающий диопсидиты, габбро и анортозиты. Породы комплекса, подвергшиеся щелочному метасоматозу - фенитизации, фельдшпатизации, биотитизации, гастингситизации и пелитизации.
2. Интрузия ийолит-пегматитов с переходными разностями к уртитам и мельтейгитам, в составе которых кроме нефелина, шорломита и эгирина установлены апатит, сфен, везувиан, эвдиалит, пирохлор, колумбит, бадделеит, монацит и луешит, сопровождающаяся высокотемпературным метасоматозом с образованием камафоритов.
3. Комплекс нефелиновых и канкринитовых эгириновых сиенитов.
4. Дайковый комплекс тингуаитов, ийолит-порфиров и оливинсодержащих лампрофиров.
5. Комплекс карбонатитов, включающий пять фаций (750-50 °С): калишпат-кальцитовую, альбит- кальцитовую, амфибол-доломит-кальцитовую, хлорит-серицит-кальцитовую и цеолитовую. В карбонатитах циркона до 10-15 %.
В массиве развита разнообразная минерализация: редкоземельная, ниобиевая, циркониевая, золотая, платиновая и фосфорная. В рудном районе установлены также трубки взрыва (диатремы), дайки ингилитов, интенсивно карбонатизированных и содержащих иногда более 1 мас.% диоксида циркония, и дайки конга-диабазов, в том числе Великая дайка Алдана. Длительность магматизма района не менее 0,5 млрд лет.
Выделено два типа циркониевых руд: 1) «твердые» руды, представляющие собой секущие прожилки и штокверковые зоны в горизонтально залегающих секреционных доломитовых мраморах, 2) «рыхлые » руды, слагающие тела в карстовых горизонтах тех же мраморов. Эти типы руд имеют различный генезис и слагают, как правило, самостоятельные разобщенные тела.
Направление и методика исследований циркониевой минерализации вначале основывались на представлениях об исключительно бадделеитовом составе руд, о единстве тел «рыхлых» и «твердых» руд и их стратиформном (осадочном), пластовом и согласном залегании, о вмещающих карбонатных породах как осадочных, преобразования в которых обусловлены исключительно аутигенными и диагенетическими процессами. Подразумевалось, что Ингилийский массив, как доюдомский, мог служить лишь источником циркония в процессе эрозии, размыва и переотложения продуктов его разрушения. Однако в ходе поисковых и разведочных работ и наших исследований эти положения не подтвердились.
Штокверки вольфрам-циркониевых руд формировались в север-северо-западных разрывных зонах растяжения, сопровождаясь повсеместно катаклазом и брекчированием вмещающих пород (рис. 7.82). Установлено (Залищак и др., 1991), что «рыхлые» и «твердые» руды слагают самостоятельные тела: «рыхлые» руды - это инфлювий, слагающий кольматолитовые тела в зонах карста, а «твердые» руды - это коренные образования, слагающие секущие наложенные прожилки и штокверковые зоны. Преобладающий рудный минерал не бадделеит, а криптокристаллический гельциркон ZrSiO4·1-3H2O с примесью Ca, Fe, Mg и Al. Циркониевое оруденение («твердые» руды) наложено на породы, испытавшие региональный метаморфизм, в процессе которого они превратились в доломитовые мраморы с широко развитыми в них секрециями типа альпийских жил.
Рис. 7.82. Блок-диаграмма одного из участков месторождения Алгама (Залищак и др., 1991). Расположение участка см. на рис. 7.81.
1 - мелкозернистый доломитовый мрамор; 2 - кварцево-песчанистый доломитовй мрамор; 3 - апоонколитовый доломитовый мрамор; 4 - апопесчаниковый кварцит; 5 - микросланец; 6 - дайка ингилитов; 7 - штокверк вольфрам-циркониевых руд; 8 - разломы; 9 - буровые скважины
Очевидно, региональный метаморфизм предшествовал рудному процессу, и многочисленные секреции (друзы, жеоды и миндалины) вместе с доломитовыми мраморами, подвергшиеся катаклазу и брекчированию, служили вмещающей средой для рудоносных растворов. Взаимодействие последних с секреционными доломитовыми мраморами создало сложный структурно-текстурный, преимущественно брекчиевый, облик рудных зон.
Рудные тела «твердых» руд представляют собой зоны развития прожилков, вплоть до образования штокверков, с более или менее интенсивным метасоматическим замещением доломита доломитовых мраморов (рис. 7.83). Относительный возраст оруденения определяется тем, что рудные прожилки, образовавшиеся после регионального метаморфизма, секут доломитовые мраморы и содержащиеся в них карбонат-кварцевые секреции с образованием брекчий. В таких рудных брекчиях обломки доломитовых мраморов, кристаллов доломита и зонального кварца располагаются в цементе, сложенном гельцирконом, бадделеитом, новообразованными кальцитом и кварцем и местами лимонитом (по сульфидам). При этом доломитовые мраморы кальцитизируются, а обломки секреционного кварца частично регенерируются. Появление лимонита в виде прожилков, пленок и неправильных выделений, видимо, связано с разложением сульфидов, выносом железа из карстующихся пород и отложением гидроокислов и окислов железа в зоне окисления.
Рис. 7.83. Кальцит-кварцевая секреция концентрически-зонального строения из доломитового мрамора
Результаты минералогических, химических и рентгеноструктурных анализов мономинеральных фракций и концентратов показали, что в состав руд входят гельциркон, бадделеит, кальцит, доломит, кварц, оксиды и гидроксиды железа и как примесь другие циркониевые минералы, что отвечает следующим содержаниям главных окислов (в мас.%): SiO2 - от 9 до 80; MgO - до 20; ZrO2 - до 50; CaO - до 42; Al2O3 - до 7; P2O5 - до 2 и Fe2O3 - до 3; потери при прокаливании - до 42. В «рыхлых» рудах установлены следующие элементы-примеси (в мас.%): Bi - 0,001; Pb - 0,0013; Cr - 0,015; Sn - 0,0013; Mo - 0,00018; Ni - 0,005; Cu - 0,0048; Ag - 0,00003; Co - 0,0012; Mn - 0,05; Nb - 0,004; Ga - 0,0001; Ti - 0,2; Na - 0,01; Sc - 0,01; K - 0,03; La - 0,002; Y - 0,004; Yb - 0,0003. В «твердых» рудах установлены (в мас.%): Zr - основной элемент, Hf - около 0,3, W - около 1, Nb - около 0,003, Be и Sc - 0,01-0,001, Mn - 0,06 и 0,0010,005, Pb - 0,001-0,003, Fe и Al - около 1, Mo - следы, V - около 0,01, Ti и Cu - 0,001-0,01, Ni - около 0,001 и Y - 0,001.
Состав гельциркона получен как среднее из микрозондовых анализов - ZrO2=55,36 мас.%, Н2О=16,32 мас.%, состав бадделеита отвечает теоретическому - ZrO2=100 мас.% (анализы выполнены в ДВГИ ДВО РАН, аналитик В.И. Сапин).
Из других полезных компонентов в отдельных пробах руд отмечены (в мас.%): P2O5 - до 1-2, Nb2O5 - до 0,03, TR2O3 - до 0,03 и Y - 0,17, а в бадделеите, кроме WO3 (до 3,5 мас.%), установлены (в мас.%): Nb2O5 - до 2,5, Ce2O3 - до 0,05. Постоянная изоморфная примесь (в мас.%) HfO2 до 1,5, отношение в рудах и минералах HfO2:ZrO2=1:50-70.
Минеральный состав гельциркон-бадделеит-кварцевых жил несложен (кварц, карбонаты и бадделеит). При этом руды отличаются крайне своеобразными формами проявления в первую очередь кварца и некоторых минералов.
Полный химический анализ других проб циркониевых руд проводился всеми организациями, привлеченными к исследованиям руд месторождения Алгама, по следующей методике: цирконий определялся из отдельной навески комплекснометрическим методом, общий кремнезем и свободный кремнезем - весовым, другие элементы после кислотного вскрытия навески - комплекснометрическим, фотометрическим и атомно-абсорбционным методами. Эти результаты не могут быть признаны удовлетворительными и рассматриваются нами как предварительные.
Для получения сбалансированных результатов анализа (приведение к 100 %) проб циркониевых руд месторождений Алгама и Покос де Калдас (Бразилия) в Институте химии ДВО РАН разработан новый метод химического анализа, основанный на фторидном вскрытии исходной пробы с использованием гидрофторида аммония (NH4F2) при 150-200 °С с последующим определением элементов из фторидного раствора методом атомной абсорбции.
Определение физико-химических параметров флюидов производилось на основании термометрических данных по включениям в бадделеитсодержащих генерациях кварца с учетом наблюдавшихся признаков синхронности или асинхронности их образования с бадделеитом (табл. 7.12). Исследованиями тонкодисперсных гельциркон-бадделеитовых руд методами термобарогеохимии установлены: температурный интервал их формирования, который составляет 370-110 °С, интервал давлений флюида в период образования «твердых» руд - от 500 до 1000 бар, состав растворов (галогены с преобладанием катионов Na+, K+, Ca++ и Fe++), высокие (40-35 мас.%) концентрации растворов, неоднократное изменение агрегатного состояния растворов в интервалах 370-340, 250-240 и 110-100 °С. Рудообразование происходило из хлоридно-карбонатных растворов, содержащих углекислоту и метан.
Таблица 7.12. Термо- и криометрические характеристики жильного кварца из гельциркон-бадделеит-кварцевых руд
Формирование бадделеит-кварцевых жил по имеющимся данным представляется следующим образом. На заключительных стадиях эволюции магматического расплава образуется высококонцентрированный кремнеземистый флюид (раствор-расплава). Возможность непрерывного преобразования водного силикатного расплава в гидротермальные растворы рассматривается многими исследователями (Юргенсон, 2003). Проникновение флюида по ослабленным зонам и изменение физико-химических условий неизбежно приводит к расслоению кремнеземсодержащего флюида на существенно кремнеземистую (тяжелую) и обедненную кремнеземом (легкую) фазы. Относительно высокотемпературные флюидные включения (360 - 340 °С) отражают условия формирования кварца из «тяжелой» фазы. Дальнейшая кристаллизация, происходящая на фоне непрекращающейся тектонической активности, приводит к деформации уже образованного кварца в присутствии «легкой» фазы, проникающей по трещинам и участкам деформаций, отлагающей поздние ассоциации минералов и сопровождается «очисткой» минералов от рудогенных примесей.
Щелочно-ультраосновные расплавы, сформировавшие Ингилийский массив, рассматриваемые в этой схеме как источник гельциркон-бадделеитовых руд, мы считаем послеюдомскими на основании следующих фактов: 1) рудные жилы и штокверки прорывают юдомские доломиты, 2) U-Pb возраст циркона из карбонатитов и бадделеита из руд оказался равным около 100 млн лет, 3) определения абсолютного возраста пород Ингилийского массива, скорее всего, некорректны, так как образцы, из которых были отобраны биотит и сфен, оказались пироксенитами кристаллического фундамента, 4) изучен изотопный состав карбонатов из доломитовых мраморов и циркониевых руд. Для доломитовых мраморов δ18O=14,60-15,82 ‰, δ13C=-3,17÷-4,54 ‰, для руд δ18O=11,33-12,64 ‰ δ13C=-5,78÷-6,93 ‰ Эти значения указывают на кристаллизацию карбонатов доломитовых мраморов и руд из разных растворов. Значения δ18O для карбонатов доломитовых мраморов близки к значениям осадочных пород (14-16 ‰), а значения δ13C для карбонатов руд близки к значениям ювенильной CO2 (-7 %).
История формирования рассматриваемого оруденения определяется нижеперечисленными событиями и соответствующими им процессами.
1. Формирование кристаллического фундамента (архей и, возможно, ранний протерозой).
2. Формирование платформенного осадочного чехла (рифей, венд и ранний кембрий) - литогенез, включающий седиментогенез и диагенез осадков.
3. Региональный метаморфизм пород осадочного чехла и диафторез пород кристаллического фундамента. В процессе регионального метаморфизма, предшествовавшего циркониевому оруденению, осадочные породы чехла метаморфизованы в низкотемпературной пумпеллиит-стильпномелановой субфации зеленосланцевой фации (200-400 °С). В частности, доломиты превращены в доломитовые мраморы с широким развитием секреций арагонит-кальцит-доломит-кварцевого состава типа альпийских жил, песчаники - в апопесчаниковые кварциты. В секрециях могли существовать давления до нескольких кбар и температуы до 300-400 °С, обусловившие кристаллизацию арагонита, а не кальцита в монокомпонентной системе СаСО3.
4. Автономная активизация, проявлявшаяся неоднократно от протерозоя до мезозоя (и даже кайнозоя) включительно. В Ингилийском рудном районе к ее проявлениям относятся Ингилийская купольная структура с одноименным щелочно-ультраосновным массивом, комплекс ингилитов и Великая дайка Алдана. В рассматриваемых рудопроявлениях этому этапу отвечает гидротермальный (или гидротермальная стадия), 110-370 °С, - катаклаз, брекчирование, формирование прожилков и штокверков циркониевых руд, метасоматоз (кальцитизация и окварцевание). Вероятно, гидротермальному процессу предшествовало внедрение карбонатитов и поздних фаз Ингилийского массива. По генезису циркониевые руды относятся к гидротермальным, что наряду с другими данными указывает на длительный процесс формирования Ингилийской купольной структуры - от докембрия до мезозоя, как это установлено для массивов Инагли и Кондер.
5. Экзогенный этап - карстообразование и выветривание - образование инфлювия и кольматолитов, в том числе «рыхлых» циркониевых руд, выщелачивание, окисление сульфидов, лимонитизация и вторичная цементация. По отношению к предыдущему этапу «рыхлые» руды вторичны и сложены нерастворимыми в процессе карстообразования фрагментами первичных компонентов «твердых» руд (кварца и циркониевых минералов) и обломками, от пелитовых до псефитовых, частично выщелоченных карбонатных пород.
--Boris 12:20, 16 мая 2016 (VLAT) Б.Л. Залищак, В.А. Пахомова, В.Б. Тишкина
Монография "Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России"
Государственный кадастр месторождений
