07.02.2018

Скарновые месторождения олова


Подобно большинству оловянных месторождений оловосодержащие скарны ассоциируются с гранитами. Хотя составу, минералогии, структурам и тектоническому облику оловоносных гранитов были посвящены серьезные исследования, пока еще не найдены универсальные критерии для выделения этих гранитов. Оловоносные граниты содержат больше кремнезема и калия, чем «средние» граниты, хотя это может быть результатом субсолидусных изменений. Колеблющиеся отношения малых и рассеянных элементов, особенно между Sn и F и Sn, F и Li, могут быть полезными внутри отдельных поясов для установления различий между гранитами, с которыми связана оловянная минерализация, и гранитами, которые кажутся лишенными оруденения. Однако в глобальном масштабе постоянство вариаций в отношениях элементов выражено слабо или совсем отсутствует. Большинство оловоносных гранитов по своим петрографическим характеристикам соответствуют ильменитовому ряду гранитоидов Исихары; составы этого ряда широко перекрываются с составами гранитов S-типа Чаппелла и Уайта. Уайт и др. показали, что оловянные месторождения в складчатом поясе Лечлен юго-восточной Австралии связаны с гранитами S-типа. Однако Исихара и др. продемонстрировали, что оловянные месторождения полуостровного Таиланда ассоциируются с ильменитовыми гранитами как типа I, так и типа S. Следовательно, если и существует та путеводная нить, которая привела бы к решению вопроса о связи гранитов с оловянной минерализацией, то это характерная серия рассеянных элементов (F, Rb, Li, Sn, Be, W и Mo), степень их относительной восстановленности, низкая сернистость связанных с интрузиями руд и повышенная роль кислорода в последних. По-видимому, большинство оловоносных гранитоидов и ассоциирующихся с ними скарнов формировались в конечную стадию орогенных циклов развития энсиалических дуг или в условиях кратонов, относительно стабильных или подвергающихся начальному рифтогенезу. Обзор распространенности оловянных месторождений, проведенный Тейлором, показывает, что 80% месторождений большого или среднего экономического значения находятся в фанерозойских складчатых поясах и связаны с посторогенными гранитами. Однако в пределах этих обширных площадей тектонические условия конкретных районов в деталях сильно варьируют. Например, оловорудные скарновые месторождения в Восточном поясе Западной Малайзии связаны с кислыми конечными членами плутоно-вулканического ряда гранодиоритового и гранитного состава, который, согласно интерпретации Хатчисона, образует систему магматических дуг, связанную с субдукцией. Минеральные месторождения ассоциируются с крупными плутонами равномернозернистых до микропорфировых, средне- и грубозернистых биотитовых (роговообманковых) гранитов, характеризующихся средним отношением Rb/Sr, равным 2,7, и начальными отношениями изотопов стронция от 0,7075 до 0,7102. В отличие от этого западнее, в пределах пояса Главного хребта Западной Малайзии, скарновые месторождения олова ассоциируются с батолитами грубозернистых гранитов позднекаменноугольного — позднетриасового возраста. Граниты имеют отношение Rb/Sr, равное 10, и начальные отношения изотопов стронция от 0,7098 до 0,7111. Считают, что эти граниты, для образования которых, возможно, потребовалось много корового материала и которые внедрялись в мезозональной обстановке, были связаны с краевыми частями плит, испытавшими силовое воздействие при столкновении.
Многообразие характерных особенностей оловянных месторождений обсуждалось многими авторами, например И.Я. Некрасовым, Г.Н. Щербой, Хоскингом. Можно выделить два обширных класса (табл. 16): скарновые месторождения, в которых известково-силикатная жильная масса преобладает над рудными минералами, и сульфидные и железоокисные месторождения замещения, в которых присутствуют лишь незначительные количества низкотемпературных известковых силикатов. Последний класс, к которому относятся такие месторождения, как Ренисон-Белл (Тасмания) и Беатрис (Западная Малайзия), будет рассмотрен в одном из последующих разделов.
В общем оловорудные скарновые месторождения не представляют большого экономического интереса из-за их небольших размеров и низких содержаний (табл. 17, 18). Запасы руды колеблются от нескольких миллионов тонн в мелких рудных телах в Маунт-Гарнет (Квинсленд) и Лост-Ривер (Аляска) до 20—30 млн. т на месторождении Мойна (Тасмания). Содержание олова на этих месторождениях колеблется от 0,1 до 0,7 вес. %, но большая часть олова находится в силикатах и извлекать его экономически невыгодно.

Магнезиальные скарны. Месторождения оловосодержащих магнезиальных скарнов (табл. 17) в своем развитии обычно проходят последовательный ряд стадий — раннюю скарновую, промежуточную олово-боратную и позднюю касситеритовую. Такая стадийность хорошо прослеживается на некоторых участках Итеньюргинского месторождения и на других месторождениях Северо-Восточной Сибири (Россия).

Согласно ряду авторов, на самых ранних высокотемпературных стадиях скарнообразования, во время которых гидротермальные флюиды были почти нейтральными или слабощелочными, происходило выделение классической магнезиально-скарновой ассоциации, состоящей из шпинели, пироксена (фассаита) и форстерита( ± кальцит) и характеризующейся зональным распределением компонентов (в том порядке, как они здесь перечислены, по направлению от интрузивных контактов до мрамора). Минералы, образующиеся в течение начальной стадии, не содержат фтора, бора или олова. В результате продолжающейся циркуляции гидротермальных флюидов вновь образующиеся минералы начинают включать в свой состав как олово, так и бор; самая внешняя зона прогрессивных скарнов цзменяется с образованием флогопита, магнетита и магнезиальных боратов (гулсита, людвигита и котоита). Олово присутствует в магнетите, боратах или, в условиях бескварцевой среды, в виде редкого бората кальция и олова — норденшельдита. Содержание олова в боратах со временем в процессе рудообразования уменьшается, так как они преобразуются, приближаясь по составу к конечным членам своего ряда, богатым железом (пейгит, вонсенит). Наконец, во время поздних стадий кислотного выщелачивания гидротермальные флюиды освобождают олово из боратов и отлагают касситерит, флюобарит и слюды:
В отличие от более известковых оловоносных скарнов магнезиальные оловосодержащие скарны обычно характеризуются низким содержанием серы и высоким содержанием бора.

Наложение известковых скарнов на магнезиальные скарны. В большинстве оловоносных скарновых проявлений в доломитах эволюция флюидов, по-видимому, шла при высоких температурах в направлении увеличения содержания кальция и железа и уменьшения содержания магния, что приводило к наложению известково-скарновой стадии на стадию магнезиальных скарнов и перекрытию первой олово-боратной стадией или сокращению последней. К скарновым месторождениям, на которых устанавливается эволюционная смена магния на кальций, относятся Итеньюргинское (Северо-Восточная Сибирь), Брукс-Маунтин и Ир-Маунтин, месторождения Кличкинского района (Восточное Забайкалье, Россия) и Узун-Ташты (Средняя Азия, Россия).

Везувиан и магнетит обычно являются первыми минералами, которые образуются как продукт реакции между флюидами, богатыми кальцием, кремнеземом и железом, и шпинель-форстеритовыми и фассаит-флогопитовыми ассоциациями. Когда содержание магния в скарнах вблизи гидротермальных каналов уменьшается, появляется оловосодержащий гранат андрадитового ряда, который отмечает кульминацию процесса наложения известковых скарнов. Когда в процессе эволюции гидротермальных флюидов температура их понижается, а кислотность возрастает, из них выпадают различные серии минералов, отлагающихся в магнезиальных скарнах благодаря различиям в составе; в этом случае магнезиальные бораты отсутствуют, а известковых боратов и боросиликатов обычно оказывается меньше, чем в чистых известковых скарнах. Бор концентрируется в железомагнезиальных алюмоборосиликатах, таких, как аксинит и турмалин, которые сопровождаются амфиболом и в подчиненном количестве касситеритом и сульфидами. Главная рудообразующая стадия знаменуется освобождением олова из гранатов, когда они замещаются флюоритом, касситеритом, кварцем и сульфидами. Сульфиды, включая арсенопирит, пирротин, станнин, лёллингит, сфалерит и галенит, образуются после главной касситеритовой стадии, неизменно отражая низкую степень сульфидизации.
Известковые скарны. Касситеритсодержащие скарны в известняках (табл. 18) широко распространены на западе Западной Малайзии, в Средней Азии (Россия), на советском Дальнем Востоке, юго-западе Японии, полуострове Сьюард (Аляска) (Добсон, в печати) и на западе Тасмании (Астралия). Кроме того, известны оловосодержащие известковые скарны, в которых касситерита фактически нет и олово присутствует в известковых силикатах, таких, как андрадит и малайит; подобные образования находятся в Девоне (Англия), Намибии и Британской Колумбии. Все эти месторождения служат хорошей иллюстрацией к тому, что в главную ретроградную стадию, обычно сопровождающуюся выделением сульфидов, обязательно происходит высвобождение олова из силикатов и отложение его в виде касситерита.

Самые ранние стадии роста скарнов должны обычно включать развитие высокоизвестковистой ассоциации андрадит — волластонит, типичной для юго-западной Японии и Восточной Малайзии, или везувиан-магнетит-флюоритовой ассоциации, которая обычно замещает мрамор с образованием ритмично-полосчатой текстуры, как это наблюдается на месторождениях Мойна (Тасмания) и Лост-Ривер (полуостров Сьюард) (Добсон, в печати). На последних двух месторождениях гранат, везувиан и второстепенный пироксен являются несомненно наложенными и находятся во внутренней зоне, ближайшей к граниту. Пироксен имеет геденбергитовый состав, а гранаты представлены разностями от андрадита до промежуточного грандита. В грандитах из Лост-Ривер (Добсон, в печати) и Куга (юго-западная Япония) содержится до 50 мол.% спессартиновой компоненты. В большинстве известково-оловянных скарнов среди продуктов ранней стадии нет касситерита, и олово обычно присутствует в андрадите в количествах от 0,5 до 5,8 вес.% SnO2 (табл. 19), реже в аксините (до 0,3 вес. % SnO2), магнетите (до 0,4 вес.% SnO2) или в амфиболе, в котором содержится от 1 до 3 вес.% SnO2 (Добсон, личное сообщение).
На более поздних стадиях формирования скарнов олово могло отлагаться в виде малайита (СaSnSiO6), обычно ассоциирующегося с боросиликатами, такими, как данбурит (CaB2Si2O6). Малайит наиболее обычен в скарнах, богатых волластонитом (как и следовало бы ожидать, исходя из его состава). Такие скарны встречаются в провинциях Перак, Селангор и Паханг в Западной Малайзии, на рудниках Хоэи, Митате и Куга в юго-западной Японии и Дартмур в Англии. Берт пришел к заключению, что малайит стабилен только в относительно высокотемпературной основной обстановке, характерной для ранних стадий формирования скарнов. При относительно кислых и более низкотемпературных условиях оловосодержащие силикаты, такие, как малайит и андрадит, распадаются на касситерит, кварц, флюорит и кальцит:
Эта стадия сопровождается выделением малосернистых сульфидов, включая пирротин и арсенопирит и более редкие лёллингит, сфалерит и борнит.

Олово может также присутствовать в виде редкого минерала норден-шельдита (CaSnB2O6), если растворы необычно обеднены кремнеземом и обогащены бором. Последующее превращение норденшельдита в касситерит, кальцит и гидроборосиликаты отмечалось в Брукс-Маунтин (полуостров Сьюард). Арандисе (Намибия), на многочисленных дальневосточных советских месторождениях, на месторождениях Средней Азии и Северо-Восточной Сибири.

В зонах развития везувиана, граната и магнетита (например, Лост-Ривер, Мойна и некоторые восточносибирские месторождения) поздние стадии характеризуются флюоритовыми, амфиболовыми, флогопитовыми и магнетито-выми измененными породами вдоль жил и трещин, сопровождающимися выделением касситерита и небольших количеств пирротина и сфалерита. Поздние минералы бора представлены кальцеборитом, датолитом и алюмо-боросиликатами — аксинитом и турмалином. Железомагнезиальные бораты отсутствуют. В Лост-Ривере (Добсон, в печати) и на некоторых месторождениях советского Дальнего Востока эта стадия переходит в позднюю грейзеновую стадию, характеризующуюся образованием мусковит-флюори-товых жил с небольшими количествами кварца, топаза, турмалина, сульфидов цветных металлов и касситерита. В некоторых местах грейзеновая стадия проявилась и ниже скарнов, приводя к образованию флюоритовых и флюорит-редкометальных (например, В, Be, Sn) месторождений в известняках. (И.Я. Некрасов с позднейшими процессами связывает выделение хлорита и кварца с касситеритом, затем арсенопирита и пирротина и в заключение сфалерита, халькопирита, станнина, сидерита, висмутина и галенита.)

Сопутствующие месторождения. Как и другие гидротермальные минеральные месторождения, оловянные месторождения обнаруживают непрерывные переходы от месторождений, в которых преобладает относительно высокотемпературная скарновая жильная масса, к месторождениям, образовавшимся в результате более низкотемпературного замещения метаморфических известково-силикатных пород или карбонатов. Последняя группа месторождений, называемых здесь замещенными, включает как окисные, так и сульфидные типы. Окисно-замещенные месторождения не являются крупным потенциальным источником олова и разрабатываются на магнетит. Напротив, сульфидно-замещенные месторождения — это крупнейшие и наиболее высококонцентрированные источники первичного олова.

Окисно-замещенные месторождения обычны в провинциях Тренгану и Паханг Западной Малайзии, где они размещаются в известковых сланцах вблизи контактов с верхнекаменноугольными гранитами. Сланцы метаморфизованы до гранат-пироксеновых роговиков, однако не установлено, имеются в них или отсутствуют метасоматические компоненты. Магнетит слагает массивные неправильные до уплощенных тела, которые заместили как известковые сланцы, так и роговики. В Букит-Беси магнетит заключает олово, и содержание Sn в железной руде в среднем равно 0,07%. Местами касситерит присутствует в значительных концентрациях, что делает отработку руды рентабельной. В этих случаях касситерит приурочен к поздним зонам разлома и сопровождается хлоритом, большим количеством пирротина и небольшими количествами халькопирита и пирита. Таким образом, эти месторождения являются связующим звеном с их скарновыми аналогами: извлекаемое олово присутствует только там, где среда в результате эволюции приобрела достаточно высокий потенциал сульфидизации и характеризуется низким значением pH при низкой температуре, так что силикаты и (или) шпинели становятся нестабильными. Замещенные тела оловосодержащих массивных сульфидов могут представлять собой результат конечного развития таких условий.

Замещенные залежи массивных сульфидов приурочены только к доломитам и описаны на месторождениях Ренисон-Белл, Маунт-Бишофф и Кливленд на Тасмании, в трубообразных месторождениях штата Перак (Западная Малайзия), в провинции Хунань (Китай) и в многочисленных месторождениях России. Хатчинсон высказал предположение о вулканогенно-эксгаляционном происхождении стратифицированных руд Кливленда и других сульфидно-касситеритовых руд Тасмании, а Найт пришел к сходному заключению относительно страти-формных касситерит-сульфидных руд в Маунт-Бишофф. Однако большинство современных исследователей (например, Палмер) считают, что описываемые месторождения являются результатом замещения известковых сланцев во время внедрения девонских гранитов. Эти богатые месторождения, которые содержат до 1 % Sn, могут быть карбонатными аналогами грейзеновых месторождений; кроме того, они могли формироваться на более значительных расстояниях от магматического источника, чем их скарновые аналоги.

Некоторые замещенные тела оловосодержащих сульфидов представляются явно наложенными на более ранние скарны. И.Я. Некрасов показал, что в трубообразных залежах на востоке Сибири наблюдаются интенсивные ретроградные изменения любых предшествующих скарнов; они необычно богаты и содержат пирит, сфалерит, пирротин, станнин и арсенопирит. В некоторых районах, таких, как Сарыбулак (Киргизия), сульфидно-замещенные месторождения располагаются ниже скарновых зон в мраморе. Однако на месторождениях Малайзии и Тасмании скарны отсутствуют, а имеющиеся в небольшом количестве силикаты относятся к низкотемпературным разностям; характерны тремолит, флогопит, тальк и серпентин. Вначале олово, вероятно, было представлено касситеритом, сопровождавшимся большими количествами пирротина и второстепенными станнином, арсенопиритом и пиритом в карбонатной жильной массе, которая в Ренисон-Белл состоит из магнезиального сидерита. К обычным поздним минералам относятся кальцит, флюорит, халькопирит, галенит и сфалерит.





Яндекс.Метрика