Потенциальная вольфрамоносность докембрия Казахстана

В настоящее время во многих странах (Бразилии, Норвегии, США и др.) известны промышленные стратиформные вольфрамовые месторождения, залегающие в докембрийских метаморфических толщах. Они относятся преимущественно к шеелит-сульфидно-скарноидному, реже к шеелит-сульфидно-кварцитовому типам. Примечательная особенность этих месторождений — стратифицированный пластообразный характер рудных залежей и приуроченность к определенным, нередко геохимически специализированным по вольфраму (и другим рудным элементам) литологическим горизонтам. Эти горизонты при их малой мощности прослеживаются на значительные расстояния, трассируя проявления вольфрамовой минерализации. Образование руд связывается обычно с мобилизацией и перераспределением вольфрама под действием различных метаморфогенных агентов.

В нашей стране подобные проявления единичны. Их малочисленность объясняется, с одной стороны, слабой изученностью редкометальной металлогении докембрия, с другой — недостаточным вниманием к поискам новых (а не традиционно-магматогенных) генетических типов вольфрамовой минерализации. Лишь в настоящее время под влиянием геологических фактов, которые ранее практически не учитывались и которые сейчас начинают играть первостепенную роль, переоцениваются металлогения древних блоков земной коры и их перспективы, а целенаправленные поиски стратиформных руд вольфрама и других элементов в докембрии становятся успешными.

В Казахстане аналогичная минерализация в докембрийских образованиях установлена в последнее десятилетие. Ее представителями служат месторождение Баян в Кокчетавском срединном массиве и рудопроявления Каракамыс Юго-Восточный и Кызыл-Эспе в Западном Прибалхашье.

Месторождение Баян расположено по периферии крупного гранито-гнейсового купола среди интенсивно гранитизированных раннепротерозойских метаморфических пород зерендинской серии. Рудовмещающая толща состоит из сложно переслаивающихся гнейсов, мигматитов, кристаллических сланцев, амфиболитов и скарноидов. Эта толща при мощности около 700 м прослеживается на расстояние 30 км. Ее характерная особенность — геохимическая специализация по вольфраму, висмуту, олову, хрому, свинцу, цинку, золоту. Вольфрамоносность толщи обусловлена наличием в ее составе горизонтов амфиболовых и биотит-амфиболовых гнейсов, а также образованных по ним в процессе гранитизации скарноидов, обладающих повышенным фоном вольфрама. Содержания этого элемента составляют в среднем соответственно 4 и 16 г/т при максимальных значениях 21 и 157 г/т. Вольфрам находится преимущественно в рассеянной форме, лишь в отдельных участках скарноидов — в виде акцессорного шеелита. В биотитах и роговой обманке гнейсов его количество достигает 0,0035%, в сфене и апатите — 0,1 — 0,8%. В скарноидах он концентрируется помимо шеелита в гранате, пироксене, эпидоте, апатите, сфене и амфиболах (в тысячных—сотых долях процента).

Месторождение Баян находится в узле пересечения раннепротерозойской вольфрамоносной толщи с девонскими аплитовидными гранитами. Последние слагают в метаморфических породах многочисленные согласные и секущие дайкообразные тела. Содержание вольфрама в них ничтожно (0,6 г/т), что не позволяет относить их к категории вольфрамоносных и считать источником этого элемента. Рудные тела представляют собой стратифицированные залежи, отчетливо приуроченные к горизонтам вольфрамоносных скарноидов и переслаивающихся с ними биотит-амфиболовых гнейсов. Главный компонент руд — вольфрам, находящийся в форме шеелита. Наряду с ним присутствуют (в %): висмут — до 0,2, молибден — до 0,015, медь — до 0,3, олово — до 0,1 и другие элементы, среди которых спорадически отмечается золото. Рудная минерализация (шеелит. висмутин, халькопирит, молибденит, пирит, пирротин и др.) имеет прожилково-вкрапленный характер и неравномерное распределение. Наиболее богатое оруденение (0,5—1% трехокиси вольфрама) локализуется среди скарноидов в участках сгущения кварцевых прожилков с шеелитом и сульфидами.

Месторождение Баян имеет длительную и сложную историю формирования, сопровождавшуюся неоднократной мобилизацией, ремобилизацией и перераспределением вольфрама. Выделяются следующие основные этапы его образования: отложение вольфрамоносных осадков и последующее их превращение в вольфрамсодержащие породы; раннепротерозойский региональный метаморфизм и неоднократная гранитизация с перераспределением вольфрама и образованием горизонтов вольфрамоносных скарноидов, амфиболовых и биотит-амфиболовых гнейсов; девонская тектоно-магматическая активизация территории с внедрением в вольфрамоносную толщу аплитовидных гранитов; верхнепалеозойская тектоническая активизация и диафторез. Образование стратифицированных рудных залежей связано с переотложением вольфрама, экстрагированного из вольфрамсодержащих горизонтов вадозными водами. Последние мигрировали в вольфрамоносной толще под воздействием термоградиентного поля, созданного аплитовидными гранитами.

Рудопроявление Каракамыс Юго-Восточный приурочено к блоку докембрийских пород, расположенному среди нижнепалеозойских отложений. Оруденение локализуется в гнейсовой толще среднего протерозоя, сложенной чередованием различных (биотитовых, биотит-амфиболовых и др.) гнейсов, грани гизированных амфиболитов, мраморов и скарноидов. Рудное тело представляет собой приуроченную к горизонту мраморов стратифицированную залежь, которая при мощности 0,5—10 м прослежена на расстояние около 1 км. Содержания вольфрама крайне неравномерны. Его высокие концентрации тяготеют к участкам распространения кварцевых и карбонатных прожилков, практически не выходящих за пределы залежи. Сами прожилки безрудны. Рудоносны окварцованные и эпидотизированные скарноиды и скарны, несущие рассеянную вкрапленную минерализацию (шеелит, галенит, сфалерит, пирит, халькопирит, висмутин и др.). Элементы-спутники вольфрама — свинец, цинк, олово, висмут, мышьяк; отмечаются серебро, молибден, марганец, кобальт, ванадий и другие элементы. Их повышенные содержания тяготеют к рудовмещающему горизонту. За его пределами вольфрам в количестве до 0,01% встречается только в мелких маломощных прослоях пироксен-гранатовых скарноидов, образованных по биотит-амфиболовым гнейсам. Рудопроявление возникло в результате мобилизации и перераспределения вольфрама при процессах докембрийс-кого регионального метаморфизма и неоднократной гранитизации (с образованием вольфрамоносных скарноидов), последующего скарнирования и гидротермального метаморфизма, связанных со среднедевонским интрузивным магматизмом. Эти магматиты слагают крупный массив вблизи рудопроявления.

Рудопроявление Кызыл-Эспе приурочено к верхнерифейским глубокометаморфизованным трахилипаритовым вулканитам, кварц-альбит-хлорит-серицитовым, слюдистокремнистым сланцам и скарноидам. Породы вместе с содержащимися в них рудными телами пересекаются средне-верхнедевонскими дайками основного и кислого состава. Рудоносная зона, по А.Г. Кузнечевскому, состоит из серии вольфрам-висмутовых, вольфрамоносных, свинцово-цинковых рудных залежей и минерализованных зон. Рудные тела имеют стратифицированный характер, мощность 1—4 м и длину до 350 м при общей протяженности более 800 м. Прожилково-вкрапленная минерализация (шеелит, висмутин, галенит, сфалерит и др.) находится в основном в скарноидах. Вольфрам имеет неравномерное распределение, ассоциируя с висмутом, оловом, цинком и другими элементами. В центральной части рудопроявления, кроме шеелит-сульфидно-скарноидных тел, известны также кварцевые жилы и свинцово-цинково-вольфрам-висмутовые зоны, сосредоточенные среди кварц-серицитовых сланцев в полосе 300— 500 м при длине более 1,5 км. Образование рудных тел связано с региональным метаморфизмом и последующим перераспределением вещества при процессах окварцевания и серицитизации.

Таким образом, охарактеризованные объекты в отличие от ранее известных обладают специфическими особенностями строения и формирования. К ним относятся пластообразная морфология рудных тел, приуроченность оруденения к определенным литолого-стратиграфическим горизонтам (в том числе вольфрамоносным), отсутствие генетической связи руд с интрузивами, многоэтапность рудообразования (с участием процессов перераспределения вещества) и т.д. Эти особенности позволяют относить известное стратиформное вольфрамовое оруденение в докембрийских образованиях Казахстана к шеелит-сульфидно-скарноидному типу. Закономерности размещения и формирования объектов этого типа в других регионах в совокупности с анализом вольфрамоносности геологических формаций и экспериментальными данными по экстракции и переносу вольфрама доказывают, что представления о геохимии этого элемента в природе должны быть заметно расширены. Необходимо признать, что наряду с традиционным магматогенным рудообразованием огромная роль в рудогенезе вольфрама принадлежит металлу и растворам, источником которых служат осадочные и осадочно-метаморфические толщи. Их первоначальная насыщенность вольфрамом и другими рудными элементами (с формированием макро- и микрорудных фаций) обусловлена осадконакоплением в водных бассейнах в связи с хемогенно-осадочным или вулканогенно-осадочным отложением, деятельностью горячих минерализованных вод и другими процессами.

Современные аналоги этих явлений хорошо известны (оз. Сёрлз в штате Калифорния (США), термальные источники Невады, Боливии, Восточной Суматры и т.д.). Следует подчеркнуть, что немаловажная роль в осадочном цикле вольфрама принадлежит также экстракции этого элемента из вольфрамсодержащих образований при химическом выветривании и его хорошей миграции в поверхностных условиях. Последнее обстоятельство доказывается экспериментальными исследованиями и термодинамическими расчетами, приводимыми в научной литературе. Легкость выщелачивания, мобилизации вольфрама из пород и руд поверхностными водами и высокая подвижность его в зоне гипергенеза устанавливаются также при изучении вольфрамоносных кор выветривания Казахстана. Здесь отчетливо наблюдается перераспределение вольфрама с возникновением зоны вторичного обогащения, сорбированием его глинистыми продуктами и образованием новых вольфрамсодержащих минералов: тунгстита, штольцита и др. Гипергенная миграция этого элемента в гидросфере доказывается, кроме того, отложением вольфрамсодержащих осадков в современных водоемах, питающихся проходящими через вольфрамовые поля водотоками (оз. Сёрлз, озера Средней Азии, Восточного Памира и т.д.), а также современным формированием руд на отработанных рудниках (например, Фараллон в Боливии) за счет шахтных вод.

Можно предположить, что докембрий по своим историко-геологическим и ландшафтно-геохимическим условиям был, вероятно, весьма благоприятен для вольфрамоотложения. Периоды вулканизма и глобального выветривания проявлялись в это время неоднократно, что служит косвенным указанием на неоднократное, значительное по масштабам сингенетичное хемогенно-осадочное и вулканогенно-осадочное накоплении вольфрама. Об этом свидетельствуют огромные по площади всльфрамсодержащие горизонты глубокометаморфизованных осадочных и вулканогенно-осадочных пород, прослеживающиеся среди докембрийских толщ на десятки километров.

Обнаружение аналогичных вольфрамоносных горизонтов в Кокчетавском срединном массиве, а также стратиформного оруденения в удаленных друг от друга докембрийских блоках Казахстана вносит определенные коррективы в представления о металлогении вольфрама этого региона, расширяя перспективы поисков. По аналогии с уже известной минерализацией в древних толщах Казахстана следует ожидать в первую очередь стратиформное оруденение шеелит-сульфидно-скарноидного типа. Потенциально вольфрамоносными являются блоки докембрийских, интенсивно гранитизированных пород, содержащих горизонты амфиболитов, биотит-амфиболовых гнейсов и скарноидов, особенно с признаками вольфрамоносности. В пределах этих блоков интерес представляют купольные структуры, участки проявления различных видов метаморфизма, интрузивного магматизма и повышенной трещиноватости, где возможны мобилизация и переотложение вольфрама.

Вместе с тем новые данные о геохимии вольфрама позволяют вести поиски в древних толщах Казахстана стратиформного оруденения шеелит-сульфидно-кварцитового типа. Известно, что вольфрам в водных бассейнах накапливается в осадках пелитовой фракции, обогащенных марганцем, железом и особенно органическим веществом. В связи с этим он часто образует повышенный геохимический фон в углеродистых отложениях вулканогенно-кремнисто-карбонатно-черносланцевой формации. С этими отложениями нередко ассоциируют стратиформные шеелит-сульфидно-кварцитовые месторождения, известные в нашей стране и за рубежом. В Казахстане подобная минерализация установлена в породах нижнего палеозоя. Все это дает основание полагать, что широко распространенные в докембрии Казахстана углеродистые черносланцевые образования (например, шарыкской свиты в Кокчетавском срединном массиве) могут оказаться вольфрамсодержащими. Косвенное подтверждение этой гипотезы — вольфрамоносность углеродисто-кремнистых формаций докембрия Жуантобе-Чуйского поднятия в Южном Казахстане.

Таким образом, есть все основания предполагать, что в докембрийских блоках Казахстана может быть развито стратиформное вольфрамовое (с сопутствующими компонентами) оруденение. Вместе с тем здесь следует ожидать вольфрамовую минерализацию иных структурно-морфологических и генетических типов, образованных при процессах активизации, выносе вольфрама за пределы вольфрамоносных горизонтов и отложении его в верхних структурных этажах.