Автор: Гвоздев Виталий Иванович
Название работы: Рудно-магматические системы скарново-шеелит-сульфидных месторождений Востока России
|
Присвоенная ученая степень: доктор геолого-минералогических наук
Специальность: 25.00.11 - геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых; минерагения
Классификационный индекс:
Ведущая организация:
Руководитель:
Оппонент:
доктор геолого-минералогических наук Бакулин Ю.И.;
доктор геолого-минералогических наук Гамянин Г.Н.;
доктор геолого-минералогических наук Горячев Н.А.;
Место защиты:
Дата защиты:
Издательство: Владивосток
Количество страниц:
Язык: русский
Реферат:
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.
3
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.
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:
4
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).
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.
|
Библиография:
Гвоздев В.И., Степанов Г.Н, Романенко И.М. Минеральные ассоциации теллуридов на одном скарново-шеелитовом месторождении севера Приморья // Тихоокеанская геология. 1982. 5. С. 113-116. Гвоздев В.И. Некоторые особенности висмутовой минерализации на одном скарново-шеелитовом месторождении севера Приморья // Рудные месторождения Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1983. С. 57-65. Степанов Г.Н., Гвоздев В.И., Романенко И.М. Золото-серебряннаяя минерализация на одном из вольфрамовых месторождений Приморья // Минеральные типы рудных месторождений в вулканогенных поясах и зонах активизации Северо-Востока Азии. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1983. С. 180-191. Гвоздев В.И. Минеральные ассоциации и генезис Лермонтовского скарново-шеелитового месторождения // Дисс канд. геол.- минер. наук. Владивосток: 1984. 301с. Степанов Г.Н., Гвоздев В.И., Романенко И.М., Свешникова О.Л. О фрейбергите одного из скарново-шеелитовых месторождений Приморья // Новые данные о минералах СССР. 1985. Вып. 32. С. 231-235. Степанов Г.Н., Гвоздев В.И. Вольфрамовые руды // Текстуры руд Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1986. С. 38-41. Степанов Г.Н., Гвоздев В.И. Минералогия и геохимия попутных компонентов в рудах скарново-шеелитовых месторождений Дальнего Востока // Новые данные по минералогии Дальнего Востока. Владивосток: ДВО АН СССР. 1987. С.49-55. Гвоздев В.И.,.Степанов Г.Н. Типы зональности оруденения на скарново-шеелит-сульфидном месторождении Приморья // Глубинность распространения и элементы зональности эндогенной минерализации Дальнего Востока. Владивосток: ДВО АН СССР. 1987. C. 112-120. Малахов В.В., Игнатьев А.В., Боровик Л.В., Гвоздев В.И. Методы газовой хромотографии и изотопии в решении вопросов генезиса руд вольфрамовых месторождений Приморья // Физико-химические методы исследования горных пород и руд. Владивосток: ДВО АН СССР. 1989. С. 81-87. Гоневчук В.Г., Хомич В.Г., Гвоздев В.И. и др. Особенности состава рудоносных магматических формаций // Рудные формации вулканоплутонических поясов Дальнего Востока. М.: Наука, 1989. С. 35-87. Гвоздев В.И., Гоневчук В.Г. Вольфрамоносные магматические формации // Рудные формации вулкано-плутонических поясов Дальнего востока (генетические типы и закономерности размещения). М.: Наука, 1989. С. 68-72. Коростелев П.Г., Кокорин А.М., Гвоздев В.И. и др. Рудные формации олова и вольфрама // Рудные формации вулкано-плутонических поясов Дальнего востока (генетические типы и закономерности размещения). М.: Наука, 1989. С. 109-146. Коренбаум С.А., Семеняк Б.И., Гвоздев В.И. и др. Грейзены // Рудные формации вулкано-плутонических поясов Дальнего востока (генетические типы и закономерности размещения). М.: Наука, 1989. С. 160-175. Гвоздев В.И., Ефимова М.И., Василенко Г.П., Казаченко В.Т. Скарны // Рудные формации вулкано-плутонических поясов Дальнего востока (генетические типы и закономерности размещения). М.: Наука, 1989. С. 205-212. Гвоздев В.И., Недашковский А.П., Сапин В.И. Минералы висмута в рудах месторождения Забытое // Минеральные ассоциации в рудах месторождений олова и вольфрама на Дальнем Востоке. Владивосток, ДВО АН СССР, 1990, с.72-81. Гвоздев В.И., Коростелев П.Г Игнатьев А.В. и др. Минеральные ассоциации и генезис руд месторождения Забытое // Минеральные ассоциации в рудах месторождений олова и вольфрама на Дальнем Востоке. Владивосток: ДВО АН СССР. 1990. С. 3-16. Недашковский А.П., Гвоздев В.И., Демашов С.Б. Серебро-висмутовая минерализация месторождений Хингано-Олонойского района // Минеральные ассоциации месторождений олова и вольфрама на Дальнем Востоке. Владивосток: ДВО АН СССР. 1990. С. 82-92. Пахомова В.А. Хетчиков Л.Н., Гвоздев В.И. О составе флюидной фазы редкометальных гранитов Приморья по данным изучения включений в кварце методом криометрии // Тихоокеанская геология. 1991. 2. С. 99-103. Хетчиков Л.Н., Пахомова В.А., Гвоздев В.И., Руб А.К. Эволюция флюидного режима некоторых рудно-магматических систем Приморья // Рудные месторождения Дальнего Востока минералогические критерии прогноза, поисков и оценки. Владивосток: ДВО АН СССР. 1991. Тезисы докл. С. 123-125. Хетчиков Л.Н., Пахомова В.А., Гвоздев В.И., Руб А.К. Особенности флюидного режима некоторых гранитоидных систем Приморья // Владивосток: ДВО АН СССР. 1991. Препринт. 40 с. Герасимов Н.С., Хетчиков Л.Н., Говоров И.Н., Гвоздев В.И. Рубидий-стронциевые изохроны гранитоидов Дальнинского комплекса Центрального Сихотэ-Алиня и их петрогенетическая интерпретация // Докл. АН. 1994. Т. 334, 4. С. 473-475. Хетчиков Л.Н., Пахомова В.А., Гвоздев В.И., Окавитый В.Н. О составе флюидных включений в кварце гранитоидов Дальненского комплекса Сихотэ-Алиня // Докл. АН. 1994. Т. 335. 3. С. 348-351. Хетчиков Л.Н., Говоров И.Н., Пахомова В.А., Герасимов Н.С., Гвоздев В.И. Особенности генезиса гранитоидов Дальненского комплекса Сихотэ-Алиня по данным изотопных и термобарогеохимических исследований // Тихоокеанская геология. 1996. Т. 15. 2. С. 17-28. Хетчиков Л.Н., Пахомова В.АП., Гвоздев В.И., Журавлев Д.З. Изотопный возраст гранитоидов и руд Лермонтовского месторождения Центрального Cихотэ-Алиня (Росссия) // Геология рудных месторождений, 1998. Т. 40, 1. С. 74-80. Хетчиков Л.Н., Пахомова В.А., Гвоздев В.И. и др. Rb-Sr изотопный возраст и особенности флюидного режима формирования гранитоидов Лермонтовского скарново-шеелитового месторождения (Приморье) // Тихоокеанская геология. 1998. Т.17. 1. С. 99-109. Гвоздев В.И., Игнатьев А.В., Уханева Н.Г., Веливецкая Т.А. Изотопный состав карбонатов Лермонтовского скарново-шеелитового месторождения (Приморье) // Новые данные по магматизму и металлогении Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука. 1998. С. 83-94. Гвоздев В.И., Игнатьев А.В., Уханева Н.Г., Веливецкая Т.А. Изотопный состав кислорода и углерода скарново-шеелит-сульфидных месторождений Приморского края // Докл. РАН. 1999. Т.367. 5. С. 671-673. Хетчиков Л.Н., Пахомова В.А., Гвоздев В.И., Журавлев Д.З. Возраст оруденения и некоторые особенности генезиса скарново-шеелит-сульфидного месторождения Восток-2 в Центральном Сихотэ-Алине // Руды и металлы, 1999, 2. С. 30-36. Гвоздев В.И., Игнатьев А.В., Раткин В.В., Уханева Н.Г., Веливецкая Т.А. 18 13Изотопный состав ? О и ? С карбонатов месторождения Восток-2 (Приморье) // Тихоокеанская геология. 1999. Т.18. 1. С. 50-58. Гвоздев В.И. Скарны шеелит-сульфидных месторождений Востока России.// Рудные месторождения континентальных окраин. Владивосток: Дальнаука. 2000. Вып.1. С. 55-69. Гвоздев В.И. Типоморфизм скарновых шеелит-сульфидных месторождений Востока России // Геология и горное дело в Приморье в прошлом, настоящем и будущем. Владивосток: Дальнаука. 2000. Выпуск 1. С. 19-23. Кокорин А.М., Гвоздев В.И., Гоневчук В.Г. и др. Месторождение Искра - новый объект в Кавалеровском оловорудном районе (геология, состав руд, генезис) // Рудные месторождения континентальных окраин. Владивосток: Дальнаука. 2000. Выпуск 1. С. 226-247. Гвоздев В.И. Геологическое строение, минералогия и генезис Агылкинского медно-вольфрамового месторождения Якутии // Рудные месторождения континентальных окраин. Владивосток: Дальнаука. 2001. Вып.2. С. 376-397. Гвоздев В.И. Свинцово-сурьмяно-висмутовая минерализация в рудах скарново-шеелит-сульфидного месторождения Агылки (Якутия) // Геология и рудных месторождений. 2002. Т. 44. 4. С. 342-353. Гвоздев В.И., Орехов А.А. Метасоматические породы и генезис шеелитового месторождения Скрытое (Приморье) // Геология рудных месторождений. 2004. Т. 46. 6. С. 540-551. Гвоздев В.И., Цепин А.И. Висмутовая минерализация в рудах месторождения Восток-2 // Геология рудных месторождений. 2005. Т. 47. 2. С. 148-163. Гвоздев В.И., Селтман Р. Висмутовая минерализация в рудах шеелитового месторождения Скрытое (Приморский край, Россия) // Геология, минералогия и геохимия месторождений благородных металлов Востока России и новые технологии переработки благороднометального сырья. Благовещинск: 2005. С. 128-132. Гвоздев В.И. Магматические породы рудообразующих систем скарново-шеелит-сульфидных месторождений Востока России // Благородные и редкие металлы Сибири и Дальнего востока: рудообразующие системы месторождений комплексных и нетрадиционных типов руд. Иркутск: Изд-во Инст-та географии СО РАН, 2005. Материалы научной конференции. Т. 1. С. 33-36. Гвоздев В.И. Рудно-магматические системы скарново-шеелит-сульфидных месторождений Востока России // Рудогенез и металлогения Востока Азии. Якутск: 2006. Тезисы докл. С. 38-40. Гвоздев В.И. Вольфрамоносные скарны: месторождение Восток-2; месторождение Лермонтовское // Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России. Владивосток: Дальнаука. 2006. С. 630-637. Gvozdev V.I. The Arminsky ore district // Metallogeny of the Pacific Northwest: tectonics, magmatism and metallogeny of active continental margins // Vladivostok, Dalnauka, 2004, p. 87-97.
|
|
