Металлогения олова Востока России.

Среди большого количества разнотипных месторождений олова Востока России особое место занимают рудные объекты, тесно ассоциирующие с субвулканическими интрузивами и локализующиеся в пределах вулкано-тектонических структур. Они характеризуются наличием вкрапленного, прожилково-вкрапленного и жильного оловянного оруденения, распространенного не только во вмещающих интрузивы терригенных или вулканогенных породах, но и, преимущественно, в пределах субвулканических тел. При этом, устанавливается тесная сопряженность во времени процессов магматизма и рудогенеза.

Своеобразие этих объектов отмечалось ранее (Василькова и др., 1959; Бородина и др., 1966), однако они рассматривались не в качестве самостоятельной группы, а как разновидность касситерит-кварцевых или касситерит-сульфидных месторождений. Полученные в последние годы данные позволяют наметить комплекс признаков, на основании которых рассматриваемые объекты могут быть выделены в специфическую группу. В литературе было предложено назвать эту группу объектов олово-порфировыми месторождениями.

Термин "олово-порфировое месторождение" введен в геологическую литературу Р.Силлитоу (Sillitoe et all., 1975), который показал, что на ряде боливийских месторождений участки рассеянной, штокверковой и брекчиевой оловянной минерализации в пределах субвулканических штоков и их экзоконтактов обладают рядом черт, характерных для месторождений порфирового типа. Позднее аналогичные объекты были описаны на Сихотэ-Алине (Родионов, 1984, 1988, 1990; Родионов, Родионова, 1981; Родионов, Макеев, 1983) и в других регионах. Основными признаками, указывающими на сходство между типовыми "порфировыми" и описываемыми месторождениями, являются следующие.

1. Рассматриваемые объекты приурочены к очаговым субвулканическим магматогенно-рудным системам центрального типа и генетически связаны с вулкано-плутоническими ассоциациями латитовой серии.

2. Рудная минерализация (вкрапленная, прожилково-вкрапленная, прожилковая. брекчиевая) приурочена к небольшим (до 2 км²) субвулканическим штокам кислых субщелочных порфировых пород.

3. Рудовмещающие штоки формировались на глубинах от 300 до 1000 м.

4. Контакты штоков с вмещающими породами часто осложнены дайками и силлами. Зоны контактовых изменений очень узки; контактовый метаморфизм низких степеней.

5. Широко распространены эксплозивные и эксплозивно-гидротермальные брекчии, нередко включающие промышленную касситеритовую минерализацию. Импульсы брекчирования и минерализации перемежались во времени.

6. Штоки и прилегающие вмещающие породы подверглись интенсивным гидротермально-метасоматическим изменениям. Наиболее типичными метасоматитами являются кварц-серицитовые; распространены также турмалиновые, кварц-хлоритовые, пропилитовые и аргиллизитовые. В распределении типов метасоматитов отмечается объемная зональность.

7. Участки касситеритовой минерализации, как правило, приурочены к зонам серицитовых изменений, хотя на ряде объектов отмечаются оловоносное кварц-турмалиновое ядро либо зоны хлоритовых изменений с высокими содержаниями касситерита. Внешний ореол большинства рассматриваемых месторождений характеризуется пиритовой минерализацией.

8. Зоны изменений и рудной минерализации обладают значительной вертикальной протяженностью (до 1000 м и более) и не зависят от жильных структур.

9. На ряде объектов присутствует значительное количество жил с комплексной оловянно-полиметаллической минерализацией, сформировавшихся после штокверкового и вкрапленного оруденения и секущих его.

Отличием от медно-порфировых месторождений является более кислый субщелочной состав рудовмещающих субвулканических штоков, отсутствие на большинстве объектов зон калиевых силикатных изменений и признаков супергенного обогащения.

В некоторых более поздних работах других авторов предлагается расширенное толкование термина "олово-порфировые месторождения", согласно которому к этому типу относят все оловянные месторождения со штокверковым и вкрапленным оруденением (Евстрахин, Ициксон, 1980). Очевидно, что подобное расширение рассматриваемого понятия нецелесообразно. Было бы в значительной степени упрощением считать единственной и главной особенностью олово-порфировых месторождений наличие прожилково-вкрапленного оруденения. Признание синонимичности терминов "олово-порфировое месторождение" и "вкрапленное оловянное оруденение" неизбежно приводит к неоправданному объединению в одну группу генетически различных рудных объектов, например, месторождений Рудных Гор и Боливии. Необходимо сохранить за термином "олово-порфировое месторождение" генетический смысл, заключающийся в тесной пространственной и генетической связи оруденения с субвулканическими фациями порфировых субщелочных магматических пород, в отличие oт чисто морфологического, текстурного смысла термина "вкрапленное (прожилково-вкрапленное) оруденение".

Важность проблемы олово-порфировых месторождений уже неоднократно отмечалась в отечественной литературе (Геология оловорудных , 1986; Евстрахин, Ициксон, 1980; Лугов, 1982; Лугов, Лабутин, 1980; Некрасов, 1984; Родионов, 1984, 1990 и др.). В частности, С.Ф.Лугов (Геология оловорудных , 1986, т.1, стр.16) отмечал: "Выявление и оценка промышленных скоплений... олово-порфировых ... руд и установление геологических условий их формирования и критериев поисков и разведки позволит в перспективе (возможно, в ближайшей) существенно расширить сырьевой потенциал олова страны".

Олово-порфировые месторождения являются продуктами заключительных этапов развития магматогенно-рудных систем, которые, вследствие специфики тектонических условий формирования, достигали близповерхностного, субвулканического уровня локализации. Тесная связь с субвулканическими интрузиями и локализация в пределах вулканотектонических структур обусловливает их распространение только в вулканических поясах. К настоящему времени рассматриваемые месторождения известны главным образом в пределах вулканических поясов Тихоокеанского обрамления. Приводимое ниже их описание базируется на результатах изучения этих объектов в пределах Сихотэ-Алинской оловоносной области с привлечением, в случае необходимости, литературных данных.

Олово-порфировые месторождения Сихотэ-Алиня распространены преимущественно в пределах западной окраины Восточно-Сихотэ-Алинского вулканического пояса. Ареалы их распространения контролируются вулкано-тектоническими структурами, простирающимися к западу от вулканического пояса по системам субширотных зон повышенной трещиноватости и охватывающими широкие площади.

Анализ распределения олово-порфировых месторождений относительно оловорудных объектов других типов на примере одного из районов Сихотэ-Алиня показал следующее (Родионов и др., 1984). В условиях приуроченности рудного района в целом к крупному своду, олово-порфировая минерализация распространена по его периферии. По направлению к центру свода зона олово-порфировых объектов последовательно сменяется зонами касситерит-силикатно-сульфидных и, далее, касситерит-кварцевых месторождений и рудопроявлений. Общие условия локализации и строения изучены автором в деталях на примере некоторых объектов Сихотэ-Алиня (Янтарное, Ледяное, Звездное и др.). В меньшей степени автором изучены олово-порфировые месторождения Хетинское, Хинганское, Мопау, Кочубеевское.

рис. 23

Месторождение Янтарное приурочено к центральной части локальной вулканоструктуры, кольцевой характер которой подчеркивается разрывными нарушениями, размещением по ее периферии субвулканических тел различного состава, а также полями эффузивов в западной и южной частях. Непосредственно на месторождении осадочные породы прорваны сложным субвулканическим некком, в составе которого выделяется тело трахиандезитов (I фаза) и тело риолитов и брекчий (II фаза) (рис. 23). Основную рудовмещающую роль играет слегка изогнутое в плане эллипсообразное тело риолитов и эксплозивных брекчий с размерами на поверхности 600 x 940 м. По вертикали оно прослежено скважинами на 550 м, вскрыто небольшой штольней и карьером. Возраст риолитов и эксплозивных брекчий, определенный К-Аr методом (Сирина, Колесников, 1987), составляет 632 млн. лет. Этому возрастному интервалу соответствуют полученные нами Rb-Sr даты по оловоносным кварц-серицитовым метасоматитам, которые составили 533 млн. лет (начальное отношение 87Sr/86Sr = 0,7066). Близкие значения возраста получены по калиевому полевому шпату из оловянной руды (Сирина, Колесников, 1987), что может свидетельствовать о временной сопряженности периодов формирования некка и метасоматических рудных тел.

Процесс эксплозивного брекчирования на месторождении был тесно сопряжен с явлениями метасоматоза и рудоотложения, подтверждением чему, помимо данных К-Аг и Rb-Sr методов служат, во-первых, наличие многочисленных обломков метасоматитов, иногда с видимой рудной минерализацией, в составе брекчий, во-вторых, интенсивные гидротермальные изменения, наложенные на брекчии. Рудная минерализация месторождения представлена двумя морфологическими типами: метасоматическими прожилково-вкрапленными зонами (I тип) и жилами (II тип) при ведущей роли первого. По составу выделяются бессульфидные или малосульфидные оловянные (касситерит-полевошпатовые, касситерит-хлорит-серицитовые, касситерит-хлорит-кварцевые), олово-полиметаллические (галенит-сфалеритовые с тонкорассеянным касситеритом), слабооловоносные цинково-медные (сфалерит-халькопирит-пиритовые с небольшим количеством станнина) руды. Температуры гомогенизации включений в кварце из кварц-хлорит-касситеритовых руд находятся в пределах 360-400^oС.

Изученные примеры олово-порфировых месторождений свидетельствуют о тесной их генетической связи с магматическими образованиями. Непременной составной частью структуры рассматриваемых месторождений являются небольшие интрузивные массивы, относящиеся к субвулканической или жерловой фациям вулкано-плутонических ассоциаций. В плане массивы имеют изометричную или слабо удлиненную форму, нередко осложненную многочисленными дайкоподобными ответвлениями, а в разрезе - трубообразную, лополитообразную, воронкообразную или форму опрокинутого конуса. Размеры их обычно невелики, на более 1,5-2.0 км2. Рудовмещающие магматические тела имеют отчетливое зональное строение, которое в каждом конкретном случае выражается по-разному, но типичным является развитие эндоконтактовых брекчий. При этом переход от брекчиевых пород эндоконтакта к внутренним зонам происходит постепенно, за счёт уменьшения размеров и количества инородных обломков в составе пород, более полной раскристаллизации основной массы и увеличения размеров вкрапленников, без существенного изменения химического и петрографического состава породы.

Результаты определения абсолютного возраста, приводимые различными исследователями, и авторские данные показывают, что формирование рассматриваемых пород происходило на Сихотэ-Алине в течение позднего мела-палеоцене (75-60 млн лет) и эоцена (50-37 млн лет) (Родионов, 1990; Родионов, Макеев, 1983), в Боливии - в среднем и позднем миоцене (20-9,4 млн лет) (McBride et al., 1983; Grant et al., 1979), в Китае - в позднем мелу (92 млн. лет) (Guan Xun Fan et al., 1985). Имеющиеся данные по Сихотэ-Алинским олово-порфировым месторождениям показывают отсутствие сколько-нибудь существенного временного разрыва между формированием продуктивных порфировых пород и оруденением.

Состав магматических образований вулкано-плутонических комплексов, включающих продуктивные на олово порфировые фазы, достаточно своеобразен. Это ассоциация, представленная игнимбритами и лавобрекчиями риолитов и делленитов, гранит-порфирами, андезитами, трахиандезитами, дацитами, латитами, реже отмечаются диориты, диоритовые порфириты, сиениты, граносиенит-порфиры. Среди даек иногда присутствуют основные породы. Характерно постоянное наличие брекчий эксплозивного или эксплозивно-гидротермального происхождения.

По петрохимическим характеристикам породы относятся к щелочным или субщелочным разностям. Характерны повышенные содержания калия, резко преобладающего над натрием и кальцием. Анализ петрохимических особенностей продуктивных порфировых пород и комагматичных им эффузивов свидетельствует о несомненной близости последних к латитовой серии. По данным Л.В.Таусона (1977), родоначальная магма пород этой серии может быть отнесена к калиевой разновидности щелочной оливин-базальтовой магмы.

Одной из главных особенностей олово-порфировых месторождений является широкое развитие метасоматических преобразований, которым подверглись породы рудовмещающих штоков. В результате сформировались крупнообъемные метасоматические залежи, содержащие рассеянную оловянную минерализацию. Минеральный состав метасоматитов достаточно разнообразен и включает, кроме широко распространенных кварца, серицита и хлорита, также турмалин, эпидот, актинолит. адуляр, флюорит, аксинит, карбонаты, минералы группы каолина и сульфиды, преимущественно пирит и пирротин в том или ином количества. Наиболее типичными изменениями являются серицитизация, окварцевание и хлоритизация. Гипсометрически ниже отмечается турмалинизация и спорадически - адуляризация. В целом, в размещении фаций метасоматитов отмечается зональность, выражающаяся рядом (снизу вверх и от центра к периферии): турмалинизания адуляризация серицитизация окварцевание хлоритизация пропилитизация каолинизация.

В пределах ореола серицитизации, пространственно тесно связанного со штоками субвулканических пород, рудные тела представлены метасоматическими зонами с вкрапленным оловянным оруденением. Иногда в этих зонах присутствует в том или ином количестве хлорит. В большинстве случаев рудные зоны визуально не отличаются от безрудных пород и выделяются только по результатам опробования. В периферийных частях месторождений и иногда на самых верхних горизонтах в породах, перекрывающих субинтрузив, развиты жильные рудные тела. Они сложены преимущественно сульфидными рудами с большим количеством галенита, сфалерита и пирротина.

Среди минералов руд рассматриваемых месторождений ведущими являются касситерит, пирит, халькопирит, пирротин, галенит. В подчиненном количестве встречаются арсенопирит, сфалерит, аргентит, различные сульфостаннаты, самородное золото, самородное серебро и др.

По минеральной ассоциации и морфологии рудных тел можно выделить три основных типа руд. К первому относятся безсульфидные кварц-касситеритовые руды, иногда с хлоритом или серицитом, слагающие крупнообъёмные метасоматические зоны и залежи в пределах порфировых интрузивных тел. Содержания олова в них колеблются от сотых и десятых долей до первых процентов, контакты неровные, устанавливаемые только по результатам опробования. Масштабы весьма значительны. Для ряда Боливийских олово-порфировых месторождений оцененные ресурсы руд этого типа составляют более 100 млн.т руды в каждом при содержании олова на уровне 0,2-0,5% (Premolli, 1985).

Второй тип руд представлен касситерит-сульфидной ассоциацией, выполняющей жильные тела, развитые как во вмещающих породах за пределами оловоносных порфировых интрузивов, так и совместно с первым типом. "Жильная" стадия (этап) является составной частью единого процесса развития рудно-магматической системы и представляет период его затухания (Sillitoe et all., 1975). Более поздний возраст жил по сравнению с "рассеянной" минерализацией первого типа отчетливо устанавливается по текстурно-структурным взаимоотношениям (Grant et al., 1980; Родионов, 1988, 1990; Родионов, Макеев, 1988). Содержания олова в "жильных" рудах достаточно высокие (0,2-1,0% и более), но масштабы их уступают масштабам первого типа руд.

Помимо перечисленных, на некоторых олово-порфировых объектах может присутствовать третий тип, к которому относятся халькопирит-пиритовые руды с небольшим количеством олова и постоянной примесью серебра и золота (Родионов, 1988, 1990; Родионов, Макеев, 1988). Они слагают прожилково-вкрапленные мощные метасоматические зоны интенсивно хлоритизированных, окварцованных и каолинизированных пород, развитых в пределах порфирового штока и в окружающих его эффузивах. Границы зон нечеткие и устанавливаются только по результатам опробования так же, как и для первого типа руд. Минеральный состав халькопирит-пиритовых руд относительно прост. Главные рудные минералы представлены халькопиритом, пиритом, сфалеритом; реже встречаются борнит, самородный висмут, марказит, пирротин, магнетит, касситерит, станнин.

В минералах пород и руд олово-порфировых месторождений установлены многочисленные разнотипные включения минералообразующих сред (Grant et al., 1980; Henley, McNabb, 1978; Родионов, 1988, 1990; Родионов, Макеев, 1988; Родионов, Родионова, 1981, 1984). Среди них выделяются следующие типы.

1. Двухфазные газово-жидкие с различным соотношением жидкости и газа; tгом = 150-340^oС.

2. Трехфазные газово-жидкие: а) - с одним минералом-узником - даусонитом; tгом = 180-335^oС; б) - с одним минералом-узником - галитом; tгом= 325-375^oС.

3. Полифазные (кристаллофлюидные) газово-жидкие с многими минералами-узниками (галит, сильвин, гидрохлориды железа и др.); tгом - 375-450^oС.

4. Чисто газовые включения.

5. Полифазные (кристаллофлюидные) без жидкости, иногда с деформированным газовым пузырьком или с двумя газовыми пузырьками. Кроме сильвина, галита, гидрохлоридов железа присутствуюг силикаты. tгом. частичн. = 450-550^oС.

6. Полифазные включения вулканического стекла (аморфные) с газовым пузырьком и силикатами.

В минералах жил встречаются только первые четыре типа. В минералах измененных пород рудовмещающих штоков наблюдались все шесть типов. Соленость консервантов рудообразующих сред варьирует от 40 до 1,5% NaCl-экв.

Анализ изменения температурного режима в процессе формирования месторождений показывает, что развитие метасоматических изменений, охватывающих на ранних стадиях весь объем штоков, происходило в интервале 330-600^oС на фоне постепенного падения температуры. Перед началом формирования жил происходила активизация процесса и температуры возрастали до 580^oС. Дальнейшее отложение минералов в жилах происходило при постепенном падении температуры до 130^oС в стадию заполнения поздних безрудных прожилков. Периоду отложения касситерита в рассеянных и жильных рудах соответствует интервал 330-470^oС. Одновременно с изменением температуры, менялась и соленость растворов от 40 до 25% NaCl-экв. в период формирования объемных метасоматических изменений и от 40 до 5% NaCl-экв. в период заполнения жил.

Главная особенность процесса образования олово-порфировых месторождений заключается в том, что порции водонасыщенной магмы при подъеме попадают на уровни интенсивного трещинообразования и брекчирования, где обеспечивается обособление газопаровой фазы, но, во-первых, отсутствует возможность крупномасштабных излияний магматического вещества на поверхность, а во-вторых, еще нет каналов, по которым рудоносные флюиды могли бы переместиться дальше от места локализации порфирового интрузива. В результате высокотемпературные рудообразующие магматогенные растворы, взаимодействуя с относительно холодными метеорными водами, боковыми породами и породами субвулканического штока, "сбрасывают" свою рудную нагрузку непосредственно на том уровне, которого достигла при подъеме магма, формируя таким образом крупнообъемную рассеянную минерализацию. Последующие стадии развития магматогенно-рудной системы характеризуются формированием трещинных зон, достигающих питающего промежуточного очага, проникновением в эти зоны более поздних порций рудоносных растворов и образованием жильных рудных тел.

Предложенная модель является, конечно, весьма схематичной, но она удовлетворительно объясняет наблюдаемые особенности олово-порфировых месторождений и имеющиеся результаты аналитических исследований. Вместе с тем, модель нуждается в дальнейшем уточнении и конкретизации.

Изложенный выше материал является обоснованием четвертого защищаемого положения о том, что помимо традиционных для региона промышленно-генетических типов месторождений олова, выделяется как новый тип своеобразная группа объектов, тесно связанных во времени и в пространстве с жерловыми аппаратами и субвулканическими интрузивами порфировых пород - олово-порфировые месторождения. Для них характерно наличие рудоносных эксплозивных брекчий, широкое развитие вкрапленной и прожилково-вкрапленной минерализации и крупнообъемных зонально построенных рудоносных метасоматитов.