Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,593

НОВЫЕ ДАННЫЕ ПО МИНЕРАЛОГИИ И ГЕОХИМИИ ОСОКИНСКО-БАТУНКОВСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ СЕВЕРНОГО АЛТАЯ

Гусев А.И. 1 Табакаева Е.М. 1
1 Алтайский государственный гуманитарно-педагогический университет им. В.М. Шукшина
В статье приведены новые по минералогии и геохимии руд Осокинско-Батунковского рудного поля Северного Алтая. Впервые выявлены иттрий-торит и торбернит в рудах Осокинского месторождения. Установлены повышенные содержания в рудах и минералах Au, Sc, Y, Dy, Ho, Er, U. В минералах проявлен тетрадный эффект фракционирования (ТЭФ) РЗЭ М- типа при не соблюдении заряд-радиус-контролируемого поведения химических элементов. Максимальные значения ТЭФ РЗЭ М- типа характерны для условий повышенной кислотности среды минералообразования. Генерация оруденения осуществлялась при наложении процессов от верхнего девона до мел-эоценовой тектоно-термальной активизации мантийных процессов.
грейзены
скарны
кварц
мусковит
иттрий-торит
торбернит
золото
редкие земли
тетрадный эффект фракционирования РЗЭ
мультиэтапное рудообразование
1. Гусев А.И. Минерагения и полезные ископаемые Алтайского края. – Бийск: Изд-во ГОУВПО АГАО, 2011. – 365 с.
2. Гусев А.И., Гусев Н.И. Петрология и геохимия субвулканических тел Кумирского месторождения Горного Алтая // Геология и минеральные ресурсы Сибири, 2013. – № 1. – С. 64–70.
3. Гусев А.И., Гусев Н.И. Геодинамика и металлогения мезозой-кайнозойского этапа Горного Алтая // Современные наукоёмкие технологии. – 2014. – № 8. – C. 60–65.
4. Гусев А.И., Гусев Н.И. Мел-эоценовая металлогения Горного Алтая // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса: от океана к континенту. – Иркутск, 2014. – С. 123–126.
5. Гусев А.И. Петрология и рудоносность высококалиевых адакитовых гранитоидов Макарьевского ареала Горного Алтая // Геология и минеральные ресурсы Сибири. – 2015. – № 4 (24). – С. 67–76.
6. Гусев А.И., Коробейников А.Ф. Петрология и золотоносность адакитовых гранитоидов усть-беловского комплекса Макарьевского ареала Горного Алтая // Известия Томского политехнического университета. – 2015. – Т. 326, № 10. – C. 81–91.
7. Жариков В.В. Кислотно-основные характеристики минералов // Геология рудных месторождений. – 1967. – № 5. – С. 75–89.
8. Иванов В.В., Белевитин В.В., Борисенко Л.Ф. и др. Средние содержания элементов-примесей в минералах. – М.: Недра, 1973. – 208 с.
9. Anders E., Greevesse N. Abundences of the elements: meteoric and solar // Geochim. Cosmochim. Acta. – 1989. – V. 53. – Р. 197–214.
10. Bau M. Controls on the fractionation of isovalent trace elements in magmatic and aqueous systems: evidence from Y/Ho, Zr/Hf, and lanthanide tetrad effect // Contrib. Miner. Petrol. 1996. – V. 123. – P. 323–333.
11. Irber W. The lanthanide tetrad effect and its correlation with K/Rb, Eu/Eu*, Sr/Eu, Y/Ho, and Zr/Hf of evolving peraluminous granite suites // Geochim Cosmochim Acta. – 1999. – V. 63. – № 3/4. – P. 489–508.
12. Jahn B., Wu F., Capdevila R. et al. Highly evolved juvenile granites with tetrad REE patterns: the Wodue and Baerzhe granites from the Great Xing`an Mountains in NE China // Lithos. – 2001. – V. 59. – P. 171–198.

К числу наиболее перспективных месторождений относятся комплексные объекты в формировании которых совмещены этапы минералообразования, связанные с разновозрастными интрузивными комплексами [1, 2]. К таким районам относится восточная часть Белокурихинского рудного района, где совмещены позднедевонские гранитоиды утсь-беловского комплекса Макарьевского ареала и заключительные фазы лейкогранитов Осокинского массива раннего триаса [5]. Первый из них несёт металлогеническую нагрузку в виде жильных медно-золоторудных, медных и медно-золото-порфировых типов оруденения. Второму свойственно исключительно редкометалльное оруденение в скарнах, пегматитах и грейзенах – W, Mo, Be, Ta, Nb, Sc, редких земель. Кроме того, Осокинско-Батунковское рудное поле попадает в зону влияния мел-эоценовой Искровско-Белокурихинской зоны, связанной с мантийной тектоно-термальной активизацией. Цель исследования – изучить минералогию и геохимию месторождений Осокинско-Батунковского рудного поля, где совмещены разновозрастные типы оруденения разных тектоно-магматических циклов. Актуальность исследований не вызывает сомнений, так как здесь совмещены наиболее востребованные в настоящее время металлы – Au, Sc, W, Mo, редкие земли.

Результаты исследования и их обсуждение

Несколько месторождений, проявлений и пунктов минерализации молибден-вольфрамовой кварцевой и предположительно молибден-вольфрамовой скарновой рудных формаций сконцентрированы на восточном ограничении Белокурихинского вольфрам-молибден-редкометалльного рудного района. Здесь известны Батунковское и Осокинское месторождения, а также Щемиловское проявление, образующие Осокинско-Батунковское рудное поле [1].

Батунковское месторождение локализовано в экзоконтактовой зоне Осокинского гранитного массива среди грейзенизированых гранодиоритов усть-беловского комплекса. Оруденение контролируется региональной субширотной тектонической зоной, прослеживающейся от Осокинского месторождения в восточном направлении. Протяженность зоны окварцевания 950 м при мощности 50-150 м и насыщенности жилами кварца в объёме 15-20 %. Жилы часто ветвятся, выклиниваются и имеют грейзеновые оторочки (2-5 см), в пустотах отмечается горный хрусталь. Рудные минералы – вольфрамит (гюбнерит), шеелит, пирит, реже молибденит, висмутин, бисмутит. Среднее содержание WO3 в рудной массе – 1,46 %. Наиболее крупные и богатые жилы находятся на Западном участке. Для менее эродированных Восточного и Центрального участков характерны мелкие кварцевые жилы, обогащенные пиритом (до 3 %), турмалином, полевым шпатом и флюоритом, но с бедным оруденением вольфрама. Запасы WO3 на 1.01.2006 г. составляли: по категориям В – 14,5 т; С1 – 34,5 т; С2 – 36 т; при среднем содержании – 0,94 %. Поисковыми работами, проведенными на прилегающей площади выявлены шлиховые ореолы шеелита, вольфрамита, высоко аномальные вторичные и первичные геохимические ореолы, позволяющие считать перспективы месторождения на глубину и на фланги более значительными. Прогнозные ресурсы WO3 категории Р2 до глубины 200 м оцениваются в 2000 т. Обращают на себя внимание высокие (до 300 г/т) содержания в жилах серебра. На южном фланге месторождения жильные зоны окварцевания с пиритом нескольких генераций локализуются среди черносланцевых образований куяганской свиты, где определены содержания золота от 0,9 до 3,5 г/т [5, 6]. Эти зоны необходимо проследить в южном направлении и детально опробовать на золото.

Осокинское месторождение находится в эндоконтактовой зоне Осокинского гранитного массива среди грейзенизированных гранитов белокурихинского комплекса. Месторождение вытянуто в субширотном направлении на 2,5 км при ширине 0,5 км. При переходе вольфрамит-кварцевых жил из гранитов в сланцевую кровлю и скарнированные известняки девона жилы ветвятся и выклиниваются. Главными рудными минералами являются вольфрамит и висмутин, образующие крупные кристаллы (до 10-12 см) и гнезда (до 20×30 см), неравномерно распределенные в кварцевых жилах; подчиненное значение имеют пирит, висмутин, молибденит, шеелит, отмечается дымчатый горный хрусталь (до 3 см в длину). Впервые нами обнаружен в дымчатом кварце торит, образующий зёрна размерами от 0,5 до 1,6 мм. оранжевого цвета. Он ассоциирует с мелкими выделениями торбернита. По содержаниям редкоземельных элементов торит может быть отнесён к разновидности иттрий-торита. В дымчатом кварце с торитом и торбернитом содержания уран достигают 0,2 %. Зальбанды кварцевых жил грейзенизированы (до 40 см), содержат молибденит (Mo – до 0,026 %). Наибольший интерес представляют 6 жил со средними содержаниями ( %): WO3 – 0,2-1; Bi – 0,02-0,12; Mo – до 0,16. Запасы WO3 составляют (т): балансовые категории В – 14, С1 – 40, С2 – 3 при среднем содержании WO3 – 0,9 % и забалансовые – 150 т. при среднем содержании WO3 – 0,5 %. Прогнозные ресурсы категории P2 оцениваются в 2,8 тыс. т. WO3 и 0,1 тыс. т. Mo.

Щемиловское проявление приурочено к кровле Осокинского гранитного массива, сложенной вулканогенно-осадочными и карбонатными образованиями девона и прорванной дайкообразными апофизами гранитов. Контакты пологие (около 20 ° к югу). Вмещающие породы интенсивно ороговикованы, скарнированы, грейзенизированы, альбитизированы и эпидотизированы. Линейные и линзовидные тела везувиановых и гранат-везувиановых скарнов развиты на площади 0,9×0,4 км; мощность скарновых тел до 60 м, падение их юго-восточное под gusev101.wmf60–80 °. Шеелит образует мелкую вкрапленность, гнезда и тонкие прожилки в окварцованных скарнах, подчиненное значение имеют висмутин, молибденит, касситерит, пирит, апатит, флюорит. Установлена прямая зависимость между степенью окварцевания и содержанием шеелита в рудах. В скарнах выделено 11 рудных тел со средним содержанием WO3 0,1-1,12 %, мощностью 0,1-3,0 м и протяженностью 60-100 м. В рудах установлены повышенные содержания ( %): Li – до 0,1; Be – до 0,079; Bi – до 0,107; Sn, Nb – до 0,02; Mo, Zn – до 0,03; Cu – до 0,05; Au – до 0,2-1,0 г/т; Ag – до 400 г/т. Прогнозные ресурсы категории Р2 до глубины 200 м оцениваются в 1180 т WO3, бериллия – 155 т (при среднем содержании 0,01 %), лития – 1203 т (0,03 %). Прогнозные ресурсы WO3 всей скарновой зоны категории Р3 составляют 5900 т. Общие прогнозные ресурсы категории Р3 Осокинско-Батунковского рудного поля оценены в 52605 т WO3 и 1000 т бериллия. На площади Осокинско-Батунковского вольфрам-редкометального рудного поля установлены зоны грейзенизации мощностью до 300 м, вмещающие кварцевые жилы мощностью до 0,3 м с вкрапленностью молибденита, шеелита и висмутина, содержащие WO3 до 0,28 %, Mo – до 0,15 %, Bi – до 0,13 %, а также скарнированные породы с шеелитом и бисмутитом. Перспективность Осокинско-Батунковского вольфрам-редкометального рудного поля Белокурихинского рудного района подчеркивается наличием шлиховых ореолов шеелита в ассоциации с вольфрамитом, торитом, включающих геохимические аномалии по коренным и рыхлым породам вольфрама, молибдена, висмута, меди, золота, а также точечные аномалии молибдена с содержанием до 0,1 % и единичными пробами окварцованных сланцев с концентрациями золота от 0,9 до 3,5 г/т.

Химические составы минералов месторождений приведены в таблице. Характерной особенностью вольфрамитов Щемиловского месторождения являются высокие концентрации ниобий (4350-4500 г/т), тантала (405-415 г/т), скандия (657-759 г/т), превышающие ферсмы для вольфрамитов из грейзенов по [8]. Для мусковита этого же месторождения свойственны повышенные концентрации бериллия, ниобия цезия, тантала. Вольфрамит Осокинского месторождения характеризуется повышенными концентрациями не только скандия, превышающие ферсм этого элемента в вольфрамите, но и суммой редкоземельных элементов. Наибольшие суммарные концентрации РЗЭ отмечены в «льдистом» тёмно-сером кварце и иттрий-торите. Следует отметить, что наибольшие концентрации РЗЭ наблюдаются в минералах с высокой кислотностью (кварцу, вольфрамиту, ториту) по [7].

Обнаружение иттрий-торита и торбернита в кварце Осокинского месторождения предполагает участие в формировании руд и более поздних гидротермальных процессов, связанных с мел-эоценовой тектоно-термальной активизацией, генерировавшей урановое оруденение в этом районе. Возраст уранового оруденения Белокурихинского типа в Искровско-Белокурихинской зоне, расположенной севернее, по изотопно-свинцовым данным от 91 до 38 млн лет (т.е. от верхнего мела до эоцена), в среднем – 78 млн лет. Эта мантийная тектоно-термальная активизация связана с разломной тектоникой в области перехода от Бийско-Барнаульской впадины к горно-складчатому сооружению Алтая [3, 4], куда попадает и Осокинско-Батунковское рудное поле. В минералах проявлен тетрадный эффект фракционирования РЗЭ М- типа (граничное значение превышает 1,1) и варьирует в разных минералах от 1,13 до 1,45, обусловленный активностью фтор-комплексов в гидротермальных растворах. При этом происходят значительные изменения соотношений различных элементов (таблица).

Химический состав минералов Осокинско-Батунковского рудного поля (в г/т)

Элементы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Be

6,8

10

12

23,5

15,5

8,1

10

15

8

Ti

20,3

800

750

1820

17,5

105

659

3000

3005

V

4,3

20

23

76,5

4,7

33

6,6

80

31

Cr

15,2

1,8

1,9

45,2

5,5

7,3

5,1

15

6,5

Mn

85,4

10000

10300

2650

123

13932

132

400

62

Co

0,32

1,8

1,9

2,5

0,6

7,4

0,7

8

3,4

Ni

11,8

60

63

5,4

1,2

2,9

1,1

10

8,6

Cu

47,4

30

25

30,6

35,6

28,0

23,6

20

10,5

Zn

32,7

1,5

1,9

132,3

7,7

226

8,0

102

2,7

Ga

45,2

8,6

9,6

135,4

13,8

10,5

14,5

8,4

2,3

Rb

1195

2,9

4,9

1565

2,6

4,7

3,0

1450

905

Sr

7,7

50

55

345

505

67

125

5000

1004

Y

0,72

104

110

5,9

302

35,2

987

3

4,6

Zr

4,2

55,5

65,1

220

17,8

35,8

127

189

167

Nb

1,18

4500

4350

128,6

5,1

95,9

8,9

105

65

Mo

1,05

135

123

205

58,9

51,7

60,2

2,8

1,6

Cs

2,11

200

207

314,5

12,7

7,3

13,5

13,7

8,9

La

0,64

0,19

0,29

2,05

29,5

48,9

30,7

3,3

4,8

Ce

1,25

0,5

0,9

4,9

105

97,3

112

5,4

7,9

Pr

0,14

0,13

0,12

0,43

22,6

15,0

31

0,44

0,8

Nd

0,41

0,38

0,98

1,58

118

56,3

129

1,6

2,2

Sm

0,14

0,05

0,07

0,45

91,4

14,58

216

0,5

1,2

Eu

0,04

0,06

0,05

0,06

6,2

1,209

6,9

0,1

0,5

Gd

0,09

0,096

0,96

0,56

86,1

8,4

154

0,6

1,3

Tb

0,03

0,047

0,87

0,13

28,5

1,52

43

0,12

0,7

Dy

0,12

0,32

0,4 2

0,78

203,6

8,8

855

0,8

1,9

Ho

0,04

0,11

0,11

0,17

33,2

1,74

168

0,18

0,6

Er

0,065

0,4

0,5

0,5

96,8

5,5

322

0,55

0,7

Tm

0,009

0,13

0,14

0,1

25,2

1,16

87

0,2

0,6

Yb

0,08

1,41

1,7

0,7

175

10,1

456

1,2

5,6

Lu

0,009

0,24

0,23

0,11

24,6

1,84

65

0,2

0,4

Hf

0,25

2,58

3,6

6,5

2,7

0,52

16,9

7,4

6,6

Ta

1,3

405

415

30,7

1,3

2,36

2,8

28,6

14,7

W

4,6

-

-

193

350

-

238

2,5

2,2

Pb

13,9

300

250

845

20,7

10,99

27

10,4

15,6

Th

0,22

13,66

12,1

1,5

45,9

3,59

-

2,4

2,8

U

0,12

56,4

46,4

0,9

2,5

35,73

-

0,8

0,9

Ag

0,1

0,1

0,2

0,2

1,0

0,5

0,9

0,05

0,06

Sn

10,2

15

14

32

19,6

15,2

29,7

5,4

5,5

Sc

5,6

657

759

11

21,5

685

45,8

1,6

2,4

∑РЗЭ

3,06

109,3

117,3

18,4

1348

307,55

3662,6

18,2

33,8

La/SmN

2,78

2,3

2,6

2,8

0,2

2,06

0,087

4,04

2,45

La/YbN

5,26

0,09

0,11

1,93

0,11

3,19

0,044

1,81

0,57

Y/Ho

18,0

945

1000

34,7

9,1

20,2

5,9

16,7

7,7

Sr/Y

10,69

0,48

0,5

58,5

1,7

1,9

0,12

1666

218

U/Th

0,54

4,12

3,83

0,6

0,05

9,95

-

0,33

0,32

Zr/Hf

16,8

21,5

18,1

33,8

6,6

68,8

7,5

25,5

25,3

Eu/Eu*

1,04

2,6

0,34

0,37

0,21

0,3`

0,11

1,1`7

1,23

ТЕ1, 3

1,13

1,32

1,45

1,14

1,36

1,04

1,32

0,98

1,26

Примечание. Анализы выполнены в Лаборатории ОИГиМ СО РАН (г. Новосибирск) методом ICP-MS и в Лаборатории ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург). ∑РЗЭ – сумма редкоземельных элементов. TE1,3 – тетрадный эффект фракционирования редкоземельных элементов, как среднее между первой и третьей тетрадами по [11]. Eu* = (SmN + GdN)/2. Значения РЗЭ нормированы относительно хондрита по [9]. Осокинское месторождение: 1 – флюорит, 5 – кварц льдистый, 6 – вольфрамит, 7 – торит; Щемиловское проявление: 2 – 3 – вольфрамит, 4 – мусковит, 8, 9 – везувиан.

Особенно заметно изменение соотношений Eu/Eu*. На диаграмме соотношений Eu/Eu* – ТЕ1,3 видно, что деплетирование европиевого соотношения происходит с увеличением величины ТЭФ РЗЭ (рис. 1).

gus1.wmf

Рис. 1. Диаграмма соотношений Eu/Eu* – ТЕ1,3 в минералах Осокинско-Батунковского рудного поля (составлена автором с учётом данных [12]). Минералы Осокинско-Батунковского рудного поля: Осокинское месторождение: 1 – флюорит, 5 – вольфрамит, 4 – кварц льдистый, 6 – торит; Щемиловское месторождение: 2 – вольфрамит, 3 – мусковит, 7 – везувиан

На пике тренда увеличения ТЭФ РЗЭ находятся минералы с наибольшей кислотностью – торит, вольфрамит, кварц.

gus2.wmf

Рис. 2. Диаграмма соотношений Zr/Hf – Y/Ho для минералов Осокинско-Батунковского рудного поля

На диаграмме соотношений Zr/Hf – Y/Ho фигуративные точки составов минералов не попадают в поле заряд-радиус-контролируемого поведения элементов (рис. 2).

Серым фоном на рисунке показано поле HARAC (CHArge-and-Radius-Controlled) по [10]. Остальные условные на рис. 1.

Заключение

Таким образом, впервые в рудах Осокинского месторождения обнаружен иттрий-торит, торбернит и высокие концентрации редких земель (особенно иттрия, гольмия, диспрозия, эрбия), урана, а в рудах Батунковского месторождения – промышленные содержания золота. В минералах руд Осокинского и Щемиловского месторождений в повышенных количествах содержатся также ниобий, тантал и скандий. В итоге можно выстроить следующую последовательность мультистадийного формирования оруденения в рудном поле: 1 – наиболее ранний этап связан с глубинным очагом, формировавшим высоко-калиевые адакитовые гранитоиды Макарьевского ареала позднего девона, обязанного формированию золотого оруденения; 2 – максимально-продуктивный редкометалльно-редкоземельный этап связан с очагом, генерировавшим лейкограниты Осокинского штока раннего триаса; 3 – заключительный этап фиксируется в рудах Осокинского месторождения, где присутствуют иттрий-торит и торбернит, формирование которых связано с тектоно-термальной мел-эоценовой мантийной активизацией территории.

В минералах рудного поля проявлен ТЭФ РЗЭ М- типа, максимальные значения которого свойственны условиям повышенной кислотности среды. Минералообразование протекало в условиях сильной трансформации соотношений элементов в гидротермальных растворах и не подчинения заряд-радиус-контролируемого поведения элементов.


Библиографическая ссылка

Гусев А.И., Табакаева Е.М. НОВЫЕ ДАННЫЕ ПО МИНЕРАЛОГИИ И ГЕОХИМИИ ОСОКИНСКО-БАТУНКОВСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ СЕВЕРНОГО АЛТАЯ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 5-2. – С. 266-270;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=9236 (дата обращения: 29.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674