Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Физико-химические условия формирования минералов месторождения Большой Канимансур, Таджикистан (на основе изучения флюидных включений)

ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Физико-химические условия формирования минералов месторождения Большой Канимансур, Таджикистан (на основе изучения флюидных включений)"

институт шшгии и гаоФизжи т,шш х.и.щцмшк

академии наук репгоыики узбшстан

ОД

l<jJ<J

На правах рукописи

удк. 549« 454.2: 553. 21

ФОЗШЮЗ iViyxTop Муродалиэвич

физико-тшзокиз услэзш формирований ivkhspajjdb

месторощшж болыюй канимансур, таджикистан (на. 0ch0b3 ИЗУЧЕНЫ фжвдных включений)

04.00.20 - минералогия, кристаллография

Автореферат д1'Гссептащш на соискание ученой степени кавдэдата гзолого-шнералогических наук

Ташкент - 1993

Работа выполнена на ка.редре минералогии и петрографии Таджикского Государственного Университета

Научный руководитель доктор геолэго-мкнералогических

наук, цро.£ессор А.Р.^айзизв

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических,наук

Э.А. Дунин-БаркоЕСкая кандидат.геолого-минералогпческих наук 1,1.Д, Уьадьеа.

Ведущее предприятие: ПО "Хамгеолнеруд" ГКГ и Л? Узбекистана

Зацлта состоится "27" o'c/cqW * ?95 г.

б Щ"" часов на заседании специализированного совета Д.015.24.21 в /--¡ституте геологии и геофизики имени Х.м.Дбдуллаеаа Академии Наук Республики Узбекистан

Адрес: 700017, г.Ташкент, ул.Сулеймановой, 33, Институт геологии и геофизики ;а:. Х.М.Абдуллаева Ali ?Уз.

С диссертацией моа;о ознакомиться б библиотеке .Института геологии и геофизики им. Х.Л.Абдуллаева АН РУз.

Автореферат разослан "2.5 " НОЯБРЯ 1993г.

j челыЛ секретарь. специализированного сог.ета доктор г,-и.н.,про j.

A.B.IiOKpOECKH"

ОБЩАЯ ШШШСЯЖк РАКШ

Познание минералогии и физико-химических параметров формирования месторождений различных полезных ископаемых относится к актуальным 'задачам современной рудной геологии. Решение этого вопроса необходимо предде всего для совершенствования представлений о закономерностях формирования и локализации рудной минерализации в пределах известных рудных районов, а также при локальном прогнозировании и разработке эффективных поисково-оценочных критериев для обнаружения особо богатых скрытых рудных тел.

Восточный Харамазар является одним из наиболее интересных, сложных в геологическом и металлогеническом отношениях районов северо-восточной части кураминской зоны Срединного 1йнь-Шаня, в котором сосредоточены разнообразные по составу и происхождению месторождения полззных ископаемых. Металлогенический облик этого района определяют в основном месторождения свинцово-серебряной и медно-висмутовой формаций. В свою очередь, сложность и неоднородность геологического строения района во многом предопределяют физико-химические условия формирования перечисленных месторождений.

Актуальность детального и всестороннего изучения характерных особенностей вещественного состава руд месторождения, расположенного в пределах одного из развивающихся горно-рудных районов Республики Таджикистан, установление главных физико-химических параметров становление ого, выяснение закономерностей пространственно-временной изменчивости этих параметров и на их основе разработка поисково-оценочных критериев-перспективности серебро-полиметаллического оруденения выходит непосредственно из требований в решении прикладных задач геологии, в первую очередь для обеспечения действующих горно-рудных предприятий минеральным сырьем.

Цель работы заключалась в изучении шнералэгии и установлении физико-химических параметров образования серебро-полиметаллического месторождения Большй Канимансур с выяснением закономерностей пространственной эволюции их на основе комплексного изучения флюидных включений в минералах. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- детально изучались характерные особенности вещественного состава руд месторождения и их типодарфные особенности;

- на основании изучения газово-жидких включений в минералах следовало установить основные параметры минералообразова-нш ( температура, давление, состав и концентрация мшералооб-разующих растворов, их агрегатное состояние, тенденция к изменению кислотности-щелочности среды ) на месторождении;

- по результатам минералотермометрических исследований попытаться выявить вертикальный и горизонтальный палеотемпера-турные градиенты на месторождении и оценить их роль в формировании особо богатых серебро-полиметаллических руд;

- изучить закономерности пространственной эволюции физико-химических параметров мянералообразованш в пределах место -рождения и выяснить корреляционные связи между этими параш тра-ми;

- применить полученные термобарогеохимические и минера-ло г о-г е о химич е с кие данные для разработки критериев прогнозирования серебро-полиметаллического оруденения на глубину с целью их использования при проведении поисковых и разведочных работ.

Научная новизна. Работа представляет собой первое исследование, посвященное комплексному изучению физико-химических условий формирования месторождения Большой Канимансур. На основании проведенных термобарогеохимических исследований обоснована стадийность минералообразования и существующая минералогическая зональность на месторождении. Установлена вертикальная температурная зональность. Определены оптимальные термобарогеохимические условия возникновения продуктивных ассоциаций и выявлены некоторые закономерности пространственной эволюции их в ходе, постмагматического процесса.

Практическая ценность работы- заключается в возможности использовании' ее результатов при решении прикладных задач геологии. Полученные результаты могут быть использованы' в качестве критериев при поиске и разведке серебро-полиметаллического оруденения в районе месторождения и на других сходных в геологическом отношении объектах, а также при оценке возможной глубины распространения оруденения. Некоторые качественные и количественные показатели результатов исследования в совокупности с геолого-структурными и юшералого-геохкмическими данными позволяют наиболее обоснованно судить о генезисе месторождения.

Сакткческ:п1 .материал и методы исследования. В основу дис-

сертационной работы полсмены результаты исследований, выполненных автором в период прохождения очной аспирантуры з течение ' 1590-1993 гг. на кафедрз минералогии и петрографии геологического факультета Таджикского 1Ьсударствеиного университета. Сбор материала проводился из подземных и поверхностных горных выработок, а также из керна скважин и сопровоздался детальным описанием вещественного состава и текстурных особенностей руд, взаимоотношений минеральных ьарагенезисов, детальным геолого-минералогическим картированием горных выработок и т.д. Кроме того, были использованы образцу из коллекции профессора А.Р.байзиева.

При решении поставленных задач автором широко использовались методы детального нолевого геолого-минералогического картирования, минераграфические и аналитические исследования. Были описаны аншшфы с количественным подсчетом минералов. методами спектрального и химического анализа, изучался элемзнтов-прш-зсей в минералах мзстороздения.

Физико-химические параметры минералообразованш на месторождении определялись ьзтодами термобарогеохимии: изучение реликтов минералообразующнх сред в минералах - методом визуально -оптической микроскопии; температура - г.зтодом гомогенизации 'газово - жидких включений; состав и концентрация минералообразую-щих растворов - методом тройных водных вытяжек и криоиетрии; газовый состав растворов включений - масс-спектрометрическим г.зтодом; давление - расчетным способом используя разницу в температурах гомогенизации и декрепитации.

Основные защищаемые положения. I. Ыинералэтермометри-ческими исследованиям обоснована многостадийность и сложность процесса минералообразованш на нзстороаденаи. Огадщ ранних окислов характеризуется температурным интервалом 460 - 370"с, ран-' них сульфвдов - 420 - ЗОО'С, полиметаллов и флюорита - 360 - 185°С, поздних сульфвдов - 310 - 125*0, сульфатов, карбонатов и поздних окислов - 235 - 50 "Ъ. Мэястадийная температурная инверсия составляет 100 - 130вС.

2. Установлена, что становление месторождения происходило в широком диапазоне температур и давлений из слабокислых -. слабощелочных, близких к нейтральным, существенно истинных гидро термальных растворов хлорвдно-гвдрскарбонатно-сулъфатяо-яатрий-

кальциевого и хлорвдно-фторидно-гвдрокарбонатно-натрий-кальций-магниевого состава. Минералообразующие растворы характеризовались слабой концентрацией солей и низкой насыщенностью газами. Промыт-, ленное сЕинцово-серебряное оруденение формировалось в'интервале температур 350-150 °С при давлениях 400-70 атм и нияе в условиях резкого изменения физико-химических параметров минералообразова- • шш. Доказано возрастание .величины вертикального палеотемператур-ного градиента в период формирования продуктивных минеральных ассоциаций. ■

3. Результаты термобарогеохимических исследований газово-явдких включений в минералах месторождения позволили установить некоторна закономерности пространственно-временной эволюции , постг.;аг;.'.аткческого процесса минералообразования. Эти закономерности в сочетании с минералого-геохимическими и геолэго-структурными особенностями могут быть использованы в качестве критериев оценки богатых серебро-полиметаллических руд, а.такае при оценке перспективности оруденения на глубину.

Апробация работы. Основные положения работы.докладывались . на ежегодных апрельских научно-теоретических конференциях профессорско-преподавательского состава Таджикского госуниверситета,' -республиканских научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов Таджикистана ( Душанбе,1989; .Курган-Тюбе-,1991 ), конференции молодых ученых-геологов ( Алма-Ата,1990 ).

Структура и объем работы» Диссертационная работа, общим объемом 144 страниц состоит из введения, пяти глав, заключения' и списка литературы ( 160 наименований ), содержит 24 рисунка и . 22 таблицы.

Работа выполнена на кафедре минералогии и петрографии' Таджикского госуниверситета под руководством доктора геолого -минералогических наук, профессора А.Р.Файзяева, которому автор выражает глубокую благодарность за предоставление интересной тема исследования и постоянную научно-методическую помощь.. Автор признателен кандидату геолого-минералогических наук, доценту Ф. ШИскандарову за постоянное внимание, консультации и ценные со-Ееты. В сборе фактического материалам период полевых исследования диссертанту оказали содействие геологи Адрасманской 1РП, которым автор приносит свою благодарность. За дружескую помощь и моральную поддержку в процессе работы над диссертацией автор искренне

благодарен доцентам А.А.Алиаву, А.С.Нкезову, ассистенту И.Рах -монову и сотрудницу Института геологии АН Республики Тацжакис -тан Ю. Мамаджанову.

. ■ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ. Обоснована актуальность тема диссертации,сформулированы цели и осногные задачи исследований, определена практическая ценность работы, характеризуются методы исследований и изложены основные защищаемые положения.

ГЛАВА I. КРАТКАЯ Г£ОДОГО-СТРГсСГУРНАЯ ХАРАКТЕРЙСТШСА АДРАСШ-ШШШСЖИОГО РУДНОГО ГОШ

Адрасман-Канимансурское рудное поле расположено в Востсч-но-Карамазарском районе, в пределах Кураминской зоны Срединного Тянь-Шаня. Основные черты геологического строения района с де -тальной характеристикой стратиграфии, интрузивной деятельности и истории геолзгического развития содержатся в опубликованных работах Х.М.Абдуллаева (1960), Б.0..Андерсона (1568), В.А.Арапова (1964,1965,1975,1983), С.М.Бабаходжаева (1962,1971,1975), В. Ф.Базиля (1954), В.Н.Байкова (1972), Н.П.Васильковского (1952, 1956), М.И.Власовой и С.В.Николаева (1959), Т.Н.Далимова (1383, 1988), И.В.Дюгаева (1935), Е.Д.Карповой (1948,1952,1959,1968), Е.Г.Краснова и А.П.Недзвецкого (1975), И.П.Кушнарева и А.Б.Каждая (1958), Ю.А.Лихачева (1956,1959), С.Ф.Мапковцзва (1935), Б. Н.Наследова (1935,1937), Ф.И.Раджабова (1954), Г.Т.Таджибагяа (1978,1980), И.Х.Хамрабаева л др. (1977), Т. Е НЬякубова я др. '-(1988) и др.

Месторождения Адрасман-Канкмансурского рудного поля, к которым относятся Новый Канимансур, Восточный Каякмансур, Западный Канимансур, Меридиональная зона, Чулур-Джилга, Долоны и доу-гке, объединенные под общим названием Большой Канимансур, приурочены к Адрасманской вулкано-тектонической' депрессии, представляющей собой полигональный грабэн, ограниченный серией глубинных разломов. Рудное поле имеет двухчленное строение: клжшй структурный этаж представлен вулканитами субщэлочной андезито-дасз-то-риолитовой формации наземных извержений, датированная Сэ-Тт

и продуктами их перзотложеяия общей модностью 02:1:3 ХЗОСм, .г

верхней - континентальными, прибрежно-морскими и лагунными отло-' жениями верхнего мела и палеогена.

Описанные вулканиты рассекаются дайками диабазов, диаба зовых порфиритоз, граносиенит-порфиров Бурачарского дайкового. пояса северо-восточного простирания. Контакты вулканогенных толщ и даек, как правило, тектонические, гидротермально проработаны и ' часто сопровождаются обогащенными участками вкрапленной и прожил-, ковой минерализации.

Раненую роль в строении и эволюции структуры месторождения играют разрывные нарушения. Крупными тектоническими нарушениями месторождение расчленено на ряд обособленных геолого-структурных блоков, характеризующихся автономным развитием. Разрывная тектоника определяет морфологию и условия залегания рудных тел, закономерности их размещения, характер рудоконцентржювания металлов и т.д. Установлено, что интенсивность оруденеши на объекте прямо пропорциональна степени тектонической проработанности вмещающих пород. Контуры богатых руд совпадают с зонами крупных разрывных нарушений или линейными зонами скалывания, пересекающими разданные по литолого-пеорографическому составу породы, относимые к различным толщам.

Таким образом, площадь рудного шля обладает сложным и неоднородным геологическим строением, что во многом предопределяет физико-химические условия формирования вмещающих пород и руд.

ГЛАВА ШНЕРАЛОтНЗКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА MECT0F0X-ДЕШМ БОЛЫШЙ КАНИШСУР

Изучение вещественного состава руд месторождения началось с 30-х годов нашего столетия и продолжается до настоящего времени. Первые работы по■минералогии месторождения принадлежат З.И. Смирнову (1335), Б.Н.Наследову (1935), Л.В.Радугиной и Б.В.Разиной (1935) и З.А.Королевой (.1941). 3 последующие годы исследованием вопросов минералогии месторождения Большой Канимансур занимались Р.А.Амосов, С.К.Арбузова, С. Т.Бадалов, Е.Ф.Багрова, В.Н. Байков, Н.С.Бортников, Ф.й.Вольфсон, Г.И.Ионис, Т.МКацюба, В.А. Коваленкер, А.В.Королев, Н.Н.Королева, Е.А.Котенева, А.С.Кудряв-цэз, Е.Г.Краснов, Л. М. Лурье, М.М. Мансуров, М.И.Моисеева, B.Li. Мясников, Н.В.Нечелистов, И.И.0рлов, С.К. Смирнова, А.Р.Файзиев и др. В этих работах с разной степенью детальности дается описание отдельных минералов, характеризуется элементы-примеси в них,

текстурно-структурные особенности руд, последовательность отложения отдельных минералов, их парагенетические соотношения и рассматривается стадийность минерализации.

Согласно схеме предложенной А.Р• Файзиевым, минеральные ассоциации месторождение Большой Канимансур возникли в пять последовательных стадий: I) ранних окислов (кварц-гематитовая ассоциация); 2) ранних сульфитов (серебро-висмутин-айккнит-халькопири-товая); 3) полиметаллоз и флюорита (серебро-галеяит-афалеритовая с флюоритом); 4) поздних сульфидов (серебро-галенитовая); 5)суль-фатов, карбонатов и поздних окислов (кварц-барит-флюорит-кальци-товая). Минералообразоваяие в каждой стадии начинается с выделения кварца. Затем его последовательно сменяют другие окислы, сульфиды, флюорит и карбонаты. Заключает стадию обычно образование баритовых кил и прожилков, несущих иногда и убогую рудную минерализация.

На месторождении к настоящему времени установлены более 200 минеральных видов и разновидностей. В их число входят жильные и рудные минералы, минералы образовавшиеся при гидротермальном изменении вмещающих пород, а также гинералы зоны окисления и зоны цементации.

Жильные минералы представлены флюоритом, баритом, кварцем, кальцитом, сидеритом, доломитом и ангидритом. Главными рудными минералами являются галенит, сфалерит, халькопирит, пирит, блеклые руда, борнит, халькозин, айкинит, висмутин и самородное серебро. Меньшее развитие тлеют гематит, магнетит, пирротин, ко -бальтин, арсенопирит, вольфрамит, касситерит, аргентит,виттихе-нит, эмплектит, матильдит, клапротит, самородный висмут, полибазит, штромейерит, акантит, пкраргирит, ялпаит, лкндстремкт и др. Серицит, хлорит,- КШ, карбонаты и кварц является минералами гидротермально измененных пород.

В работе дается краткая характеристика наиболее важных рудных и нерудных минералов с указанием генераций, минеральных ассоциаций и типоморфных особенностей, а также приводятся результаты аналитических исследований.

ГЛАВА. 3. ХАРАКТЕРИСТИКА ФЛКВДНЫХ ВКЛХНЗНИЙ В МИНЕРАЛАХ И РТХ ПАРАМЕТРЫ ШЕРАЛ00БРА30ВЛН:Я НА. МЕСТОРОЖДЕНИИ

Детальное исследование флюэдных включений проводилось в

различных генерациях жильных минералов (флюорита, кварца, барита, кальцита, ангидрита), сопровождающих рудную минерализацию на месторождении, а также в сфалерите, являющегося одним из основных рудных минералов.

В изученных минералах месторождения наблюдаются двухфазовые газово-жидкие и однофазовые жидкие и газовые включения мине-ралэобразувщзй среды, которые согласно классификации Н.П.Ермакова (1972) можно отнести к включениям истинных водных растворов гидротермального класса. Исключением являются- присутствие трехфазовых включений вторичного происхождения во флюорите. В свою очередь, по генетическому признаку среди этих включений выделяются как первичные и первично-вторичные, так и вторичные включения рудообразующей среды, хотя возрастные и гене тические соотношения мезду которыми устанавливаются с трудом.

Флюорит. Во флюорите содержится большое количество первичных газово-жидких включений минералообразующих растворов. Форма их чаще всего изометричная или ограненная в виде отрицательных кристалликов или их фрагментов-октаэдров, гексаэдров, тетраэдров, призм, реже каплевидная, овальная, удлиненная и неправильная. Размер первичных включений от 0,01 до 0,1 мм в длину, иногда достигает 0,3 мм. Газовая фаза в них занимает 15-30 % объема вакуоли. Температура гомогенизации первичных включений составляет 390 -120°С. Гомогенизация происходила в жидкую фазу. Давление флюори-тообразующего раствора изменялось в пределах 580-200 атм и ниже. Результаты криометрического изучения индивидуальных включений и данные анализа водных вытяжек показывают, что состав растворов включений менялся от хлоридов кальция и натрия к фторидам кальция и магния, при подчиненном значении бикарбонатов и сульфатов магния и калия. Концентрация солей в растворах находилась в пределах 9-35 взо.%. Значения показателя водородных ионов (рН) колеблется от 6,50 до 7,20, что свидетельствует о почти нейтральной (от слабокислой до слабощелочной) среде минералообразовании. В газовой фазе растворов включений отмечены повышенные содержания метана (до 94,5 об Л) и углекислоты (до 49,0 об.?о), при очень низкой концентрации азота (до 6,1 о6.%).

Кварц. В кварце обнаружены все генетические типы включений, Они чаще всего двухфазовые газово-жвдкие. .Много в нам аномальных разнонаполненных включений, в том числе одноразовых жздких и газовых. Первичные включения размером 0,01-0,1 мм имеют различные

формы (от неправильных амебовидных до хорошо ограненных в виде негативных кристалликов). Объем газовой фазы составляет не более 30%. Кристаллизация кварца происходила в интервале температур 460 -155°С и давлений 830-300 атм, из сул: чатно-гвдрокарбонатно-хлориц-но-калий-кальциевых растворов, концентрация которых составляла 335 вес.%. Значения показателя водородных ионов (pH) для растворов включений кварца изменяется от 7,48 до 7,75. Газовая составляющая растворов была поедставлзна углекислотой и азотом, количество которых настолько мало, что соотношения мезду ними дал® при высокой чувствительности аппаратуры, установить не удалось.

Барит. Барит, характеризуется большим количеством первичных ж вторичных включений минералообразувдих растворов. Преобладает? однофазовые жидкие включения. Двухфазовых газово-жкдких включений давольно мало й в основном аномальные. В них газовая фаза занимает 10-35^-объема вакуолей. Эти включения имени; трубчатую, с.раненную, изометричную или неправильную формы. Для первичных газово -жидких включений в барите определены температуры гомогенизации 350 -65°С. Данные анализов тройных водных вытяжек свидетельствуют о том, что кристаллизация барита происходила из хлорадно-гэдрокарбо-натно-кальцкево-натриевых растворов. Для газовой фазы растворов включений в барите характерны метаяово-азотно-углекислотный тип газов.

Кальцит.' Кальцит содержи, одиночные азональные двухфазовые газово-кидкие и однофазовые жидкие включения маточной среды. Были исследованы достаточно много кристаллов и приполированных пластинок кальцита, однако газозо-жидкие включения были обнаружены лишь в нескольких случаях. Они чаще всего имеют призматическую, ромбоэдрическую и прямоугольную фэрмы. Размеры этих включений варьируют от 0,001 до 0,0*5 мм. Соотношения газовой фазы к жидкой колеблются в пределах 1:3 - 1:6. Гомогенизация первичных включений происходит в жидкую фазу в диапазоне температур 330-50°G. Основным компонентом кальцктообразующего раствора является гвдрокарбонат кальция. Содержания других ионов - F~, Cfc", 50^", /Va+, iïfri K+ не превышают 18,0 эхв$. Концентрация водородных ионов растворов включений кальцита 7,10-7,25. Характерной особенностью газового состава растворов включений кальцита является отсутствий в них метана и преобладание углекислоты (66,7-82,6 oä.%) над азотом (17,4-33,3 сб.%).

Ангидрит. Включения шнералообразунщих растворов в ангидрите достаточно много. Они главным образом двухфазовые газово-жэдхиа,

ре.те одноразовые гадкие. .Характерной особенностью включений в ан-гидрите-это формы отрицательных кристалликов-призм. Размеры их 0,005-0,2 мм в длину. Гомогенизация первичных включений происходит в квдкую фазу в интервале температур 340-300°С.

Сфалерит. Сфалерит такж характеризуете скудным содержанием консерватов маточной среды. Они главным образом двухфазовые газово-кпдкие, реке одноразовые газовые и жидкие. Первичные включения в сфалерите имеют в основном формы отрицательных кристалликов (тетраэдра, октаэдра), реже полуограненные, элипсоввдные и трубчатые. Вторичные включения развиты более широко и имеют преимущественно каплеобразную и неправильную формы. Существенно газовых включений достаточно много. Газовое наполнение в них до 95 %. Первичные включения в сфалерите гомогенизир; ются в жидкую фазу в диапазоне температур 275-83°С. Расчетное давление в момент образования минерала 350-100 атм и ниш. Растворы, участвовавшие в образовании сфалерита имели сульфатно-гвдрокарбонатно-хлорвдный состав с преобладанием в катионной части кальция и магния. Кон -г.'нтрация растворов равна 22-26 вес.$. Показатель водородных ио-

во включениях сфалерита 6,65-7,25. В газовой фазе растворов включений сфалерита установлены углекислота (65,2 об.%) и метан (34,8 об.%).

глаза 4. закожк.'зшосш пространственной эзолюцш шералообразущо; растворов

■ Р-Т параметры процессов минералообразованпя. Проведенные минералотермсметрическке исследования показали, что развитие гидротермального рудообразования на месторождении происходило на фоне уменьшения начальных температур минералообразованпя от ранних стадий к поздним, при значительной вариации термодинамических параметров, что отвечает общепринятой схеме гидротермального минералообразованпя. Так, стадия ранних окислов характеризуется температурным интервалом 460-370°С;.ранних сульфадов - 420-300°С; полиметаллов и флюорита - 350-185°С; поздних сульф.вдов - 310-125 "С; сульфатов, карбонатов и поздних окислов - 235-50*0. ¡¿елстадий-ная температурная инверсия составляет иногда 100-Г30"С. Широкая вариация температурных параметров обусловлена пренде всего блаз-псверхноеткыми условиями минералообразования.

Сопоставление результатов ..:инёра..,х>тер\:ометэическнх исследо-

ваний свидетельствует о существовании на месторождении палеотэм-пературной зональности с вертикальным градиентом 6-20"С на 100 м глубины, причем наблюдается обратная зависимость между глубиной залегания рудных тел и величиной палеотемпературного градиента. Если на., верхних и средних горизонтах месторождения палеотемпзра-турный градиент равен 11-20°С на 100 м глубины, то глубже он падает до 6-7на 100 м глубины. Таким образом, исхода из того, что чем выше перепад температуры на единицу расстояния, тем более интенсивно должно происходить ьыпадениз минералов из гидротермальных растворов. Анализ данных по палеотемпературному градиенту позволяет предположить, что рудоотложение на месторождении было более интенсивным в средних и верхних его горизонтах. Интервалы с высокой напряженностью вертикального палеотемпературного градиента рассматриваются в качестве критерия развития зон дробления хорошо проницаемых для рудообразующих растворов и следовательно при этом создаются благоприятные условия для локализации ору-денения.

Наблвдазмая температурная зональность на месторождении согласуется в общем с минералогической зональностью, на что ранее было указано Файзиэвым с соавтора!®! (1988). Так, наиболее высокотемпературные руды серебро-медно-висмутового минерального комплекса расположены в глубоких горизонтах месторождения, менее высокотемпературные серебро-полиметаллические руды занимают среднюю его часть, а самый низкотемпературный серебро-свинцовый комплекс слагает верхние горизонты месторождения.

Использование изменений температур гомогенизации газово-жидких включений в минералах месторождения позволило установить ' трассы основных рудоподводящих каналов. Эти линейные зоны с ореолами повышенных температур гомогенизации, значения которые: постепенно падают при удалении от них в стороны и при пеэзходз к > фланговым участкам. Золи горизонтальны"! палзотемпературный градиент вкрзст простирания рудо подводящих сколов равен 15-ЗГ'"0 кг кахдое 100 м, то в пределах фланговых зон он умзны::гггся до 5~ 8*С/Ю0м.

На месторождении наряду с изменением других гтарамзгсо минералосбразования имел место перепад давления л г.:.:.-

ротеркальных растворов, особенно при :op:.u:ocEa:-::i.i лр-: минеральных ассоциаций.

В цзд>:л оруденеяиз на ;пстсрогдзкин болах:: - г/о

формировалось на фоне уменьшения температур (от 460 до 50°С) и давлений (от 850 до 70 атм и ниже).

Состав растворов включений как отражение эволюции постмаг-матпчеокого процесса. Состав растворов включений и их концентрация установлены на основании криометрических исследований индивидуальных включений и анализов водных вытяхек из минералов кварц-гематитовой, серебро-вис.^тш-айкинит-халькопиритовой, серебро-галенит-сфалеритовой, серебро-галенитовой и кварц-барит-флюорит-кальцитовой ассоциаций.

Кварц-гематитовая ассоциация. 0 составе растворов периода формирования данной ассоциации можно судить по результатам анализа водных вытяжек из кварца I. Результаты анализов"указывают на гидрокарбонатно-хлорцдно-сульфатный характер растзоров,'с преобладанием в катионной части натрия и кальция, концентрация которых составляет 14 вес.$. Значения рН во включениях равняется 7,4, что свидетельствует о слабощелочной среде минералообразования. В газовой ф!азе растворов установлены углекислота и азот в равных количествах, при полном отсутствие метана.

Серебро-висмутин-айкинит-халькопиритовая ассоциация. Криометрические исследования индивидуальных ^включений из кварца II свидетельствуют, о гидрокарбонатно-хлоридно-калиевом составе растворов. Общая концентрация солей составляет 12-16 вес. %. Газовая фаза растворов, участвовавшая в образовании данной ассоциации имела углекислотно-азотный состав. Содержание метана невысокое и не превышает 6,1 об.%.

Серебро-галенит-сфалеритовая ассоциация. Данная ассоциация на месторождении считается ранней продуктивной ассоциацией, для которой характерен непостоянный физико-химический режим рудо-образованш. Минералообразующие растворы, по сравнению с растворами предшествующих минеральных ассоциаций, относительно обогощены основными микрокомпонентами. Состав и концентрация растворов установлены по результатам исследования флюидных включений в кварце III, сфалерите I и флюорите II. В целом для серебро-галенит-сфа-леритовой ассоциации характерны сульфатно-гвдрокарбонатно-х.юрид-ные и хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатные растворы с преобладанием в катионной части натрия и кальция над калием и магнием (концентрация растворов 5-25 вес.Й. Значения показателя водородных . пскоз (рК) колеблется в пределах 6,65-7,25. Состав газовой фазы растворов сзребро-галеияг-сД'алеритовой ассоциации изучен по ре-

зулътатам газовых анализов из флюорита II к халькопирита III. Установлена метаново-углеккслотно-азотовый состав газов. Причем здесь наблюдается повышенная по сравнению с предыдущими стадиями доля азота.

Серебро-галенитовая ассоциация. Формирование поздней продуктивной ассоциации происходило из хлоридно - гидрокарбонатно -сульфатных -растворов в присутствии достаточно большого количества фтора, обнаруженного из вытяжек флюорита III. В катионной части растворов в порядке возрастающей концентрации установлены К+,м|*> Са+и /¿а* Концентрация солей в растворах варьирует в пределах 635 вес.%. Значения рН колеблется от 6,95 до 7,20. Для газовой фазы растворов характерно повышенное содержание метана. Это особенно характерно для сульфидных минералов (количество метана достигает до 59,2 ой.%. .

Кварц-барит^флюорит-кальцитовая ассоциация. Результаты криометрических исследований индивидуальных вклхяений из кварца У, флюорита 1У и сфалерита III показывают, что формирование послепро-дуктивной минеральной ассоциации происходило из хлоридно-гидрскар-бонатно-патрий-кальций-магниевых растворов, концентрация которых колеблется от 5 до 35 вес.^.В период отложения кварц-барит-фш>-• орит-кальцитовой ассоциации значения рН растворов равнялся 6,506,75. Из газовых компонентов в составе растворов установлены углекислота, азот и метан.

Некоторые закономерности пространственной эволюции физико-химических параметров минералообразования на месторождении установлены при использовании математических методов обработки рэ-■ зультатов исследования на примере флюорита. По результата!/, кор-• реляциошюго анализа обнаружена положительная корреляционная зависимость между л/а и С ¿"(0,506), К* и С£~(0,304), Са1 и НСОз (0,781), а для остальных компонентов она нестабильна и незначима. Особенно надо отметить связь меэду//а+и С£~, так как эти ионы язлд:-тгсм ' ведущими компонентами в составе минералообразуэщнх растворов. Из анализа графика корреляционной зависимости л/а.гц с£~слэдует, что с повышением соде ржании л'а1" в растворах параллельно'возоаслэт и концентрация С£~. Следует отметить, что фактор глубины ■хах:-я влияет на качественные и количественные характеристики растворов. Анализ значения коэффициента корреляции меэду глу-ИноГ: и распределением ко.'.'лонентов растворов свидетельствует о том, что для глубоких горизонтов мзстороздекпя характерны р=.стъгул, о'огс_-зн-

ныз НОО.Г , Саг+, л/а"*" и К* В поведение Г-, 50^" и М^уста- • навливается обратная зависимость, т.е. содержание этих компонентов с глубиной уменьшается. Такое поведение перечисленных компонентов может быть использовано в качестве критерия глубинности горизонта и уровней эрозионного среза рудных тел.

При рассмотрении распределения содержаний отдельных компонентов минералообразующих растворов в вертикальных разрезах, устанавливается значимая прямая корреляция' Н00з , -50ц~ , К"\ Мд + и Са1+ с температурой гомогенизации газово-жидких включений, а также со значением показателя водородных ионов.

Важную генетическую информацию о физико-химических условиях минералообразования на месторождении дают результаты изучения состава газов по включениям в минералах. В поведение газовых компонентов ыинерадообразуюцшс растворов в вертикальном разрезе, также устанавливаются некоторые закономерности. Так, для растворов ранних стадий формирования месторождения наиболее характерны углекислота и азот (метан полностью отсутствует), при этом отмечается ведущая роль углекислоты. По мере развития гидротермального процесса в период формирования продукгивных стадий количественные соотношения перечисленных газовых компонентов растворов постепенно меняются. Наблвдается возрастание концентрации азота и метана, стабилизируется широкая вариация углекислоты с тенденцией к уменьшению. К концу процесса минералообразования, в период отложения минералов стадии сульфатов, карбонатов и поздних окислов количественные соотношения углекислоты и азота в целом сохраняются, с резким снижением концентрации метана.

Полученные данные по результатам корреляционного анализа газовых компонентов растворов включений флюорита указывают на то, что углекислота и азот имеют между собой обратную зависимость, т.е. с повышением концентрации первого компонента концентрация второго падает. Обратная корреляционная-связь между этих двух компонентов объясняется, по-вадимсму, их различным происхождением.

Изменение температурного фактора также влияет на поведение отдельных газов в составе растворов включений. Так, Б высокотемпературных минералах ранних стадий содержание углекислоты повышенное, а азота-поникенное. И наоборот, более низкотемпературные .минералы поздних стадий содержат более высокую концентрацию азота. Достаточно независимо ведет себя метан, на что указывает незначимый отрицательный коэффициент корреляции его со значением темпе-

ратуры (-ОДСВ)."1

' ГЛАВА 5. ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ БОГАТЫХ СЕРЕБРО-ПОЛИЖ TAJUDH ВСКИХ РУД

Детальные минералого-термобарогеохимические исследования позволили выявить ряд критериев оценки богатых серебро-полиметаллических руд на месторождении, которые могут быть использованы при поисково-оценочных работах на других объектах региона.

Оценку оруденения -можно производить по имеющей место на месторождении минералогической зональности. Так, для наиболее глубоких горизонтов месторождения характерны руды серебро-медно-вис-мутового минерального комплекса. Серебро-полиметаллические руды занимают среднюю часть, а серебро-свинцовый комллекс слагает верхние горизонты месторождения. Кроме того, в наиболее высоких частях рудных тел развита баритовая минерализация, которая отсутствует в нижних горизонтах месторождения. В связи с этим наличие ассоциаций минералов серебро-свинцового минерального комплекса и баритовой минерализации является показателем слабо развитого эрозионного среза и перспективности оруденения на глубину. Напротив, наличие в поверхностных выходах рудных тел ангвдрита монет указывать на нижнерудный уровень эрозионного среза, так как ангидритовая минерализация развита в глубоких горизонтах месторождения, гипсометрически ниже зон развития продуктивных ассоциаций.

Установленное на месторождении Большой Канимансур закономерное изменение температурных параметров по вертикали, с прямой температурной'зональностью и палеотемпературным градиентом 620 °С на 100 м глубины, также можно использовать для определения уровня эрозионного среза и оценки перспективности оруденения на глубину.

Установленный оптимальный интервал температур формирования продуктивных стадий (300-1 ЭЙ)в сочетании .с данными о палеотемпе-ратурном градиенте, позволяет такке- судить о максимально возможной глубине распространения промышленных серебро-полиметаллических руд.

Как оценочные критерии можно использовать и некоторые тнпо-мор^ные особенности отдельных минералов, в частности флюорита-минерала, повсеместно сопровождающего на месторождении серебро- полиметаллическое оруденение. К этим типокорфным признака;.; относятся смена габстусных форм кристаллов флюорита, качественные и количественные характеристики элементов-примесей в нем, а такта закономерное распределение этих элементов з зависимости от различи->х

-15- '

факторов минералообразования. Обнаружена тенденция'изменения отмеченных признаков флюорита от ранних стадий минералообразования к поздним, от верхних горизонтов месторождения к нижним, от богатых рудных тел к убогим, а также в зависимости от вертикальной протяженности рудных тел.

Информативными также являются морфологические особенности включений в минералах и агрегатное состояние рудообразуюших растворов при оценки продуктивных минеральных ассоциаций в пределах месторождения. Так, для минералов продуктивных стадий характерно широкое развитие включений неправильной формы гетерогенного происхождения, свидетельствующие о резких "изменениях термодинамических параметров в период формирования серебро-полиметаллического оруденения.

Как дополнительные оценочные критерии можно использовать постадийное изменение качественного и количественного состава ми-нералообразукмих растворов. Так, во время формирования продуктивных ассоциаций состав растворов носил преимущественно хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатный-характер с преобладанием в катионной части щелочных и щелочноземельных элементов, а для растворов до-продуктивных стадий характерно существенное преобладание гвдро-карбонат-иона. Кроме того, состав газовых компонентов минералооб-разующих растворов является хорошим индикатором глубинности горизонтов месторождения. Так, в составе растворов включений минералов из верхних горизонтов месторождения установлено сравнительно высокое содержание азота и минимальное количество углекислого газа.

ЗАКШЕНИБ

1. На месторождении Большой Канимансур установлено .'более 200 минеральных видов и разновидностей (жильных, рудных и минералов, образовавшихся при гидротермальном изменении вмещающих по- ■ род, а также минералы зоны окисления и зоны цементации), выявлены составы и концентрации примесей в некоторых из. них, их типоморф»-ные особенности и физико-химические условия их образования.

2. Детальные манералотермометрпческие исследования на месторождении показывают, что гадротермальный процесс рудообразова-няя в пределах исследуемого объекта осуществлялся в пяти стадиях: стадия ранних окислов характеризуется температурным интервалом 460-370*й ранних сульфидов - 420-300*С! ; полиметаллов и флюори-

та - 360-185'С ; поздних сульфидов - 310-125'С ; сульфатов, карбонатов .и поздних окислов - 235-53° 0. Формирование минералов происходило в пульсационном режиме с межстадийными температурными инверсиями, составляющими иногда 100-130°С.

3. Становление месторождения происходило на ооне уменьшения начальных температур минерала образования от ранних стадий к поздним в пределах 460-50"С и давлений 853-70 атм и ниже из сла-бокислых-слабощелэчных, близких к нейтральным, существенно истинных гидротермальных растворов. Шнералообразующие растворы имели претущественно хлоридно-гвдрокарбонатко-сульфатный и хлоридно-

. фторвдно-гидрокарбонатный состав с преобладанием в катионной части натрия и кальция над калием и магнием. Суммарная концентрация солей в растворах колеблется в пределах 3-35 взс.%. Для газовой . фазы растворов•характерен углекислотно-азотный состав, при весьма низком содержании метана, за исключением растворов формировавших, продуктивную минеральную.ассоциацию, в которых установлено сравнительно высокие содержание метана (до 59,2 обЛ).

■ Продуктивные минеральные ассоциации"формировались в более узком диапазона температур 350-150*0 и давлений 400-70 атм и ниже в наиболее контрастных физико-химических условиях минералообразо-. вания," о чем свидетельствует разнообразие текстурно-структурных особенностей руд,, морфология и агрегатное состояния микровключе-нпй в минералах, а такте сравнительно высокие•значения палеотем-пературного градиента (11-20*0 на 100 м глубины) в период формирования этих минеральных'ассоциаций.

4. Пространственно-временная эволюция постмагматического процесса минералообразования на месторождении выражена прежде всего в закономерном изменении PIX параметров минералообразую-щих растворов, установленных по результатам исследований газово-жидких включений в минералах. Установлено, что для глубоких горизонтов местороздения свойственны наиболее высокотемпературные минеральные. ассоциации, а для средних и верхних горизонтов - средне-низкотемпературные, т.е. отмечается снижении температуры минералэ-образующих растворов вверх по вертикали. В этом гв направлении происходит уменьшение.давления и изменения качественных и количественных показателей растворов.

5. Полученные термобарогеохимические данные в сочетании с минералого-геохимическими и геолого-струкгурными могут использоваться в целях прогнозирования и перспективной оценки,серебро -полиметаллического орудекения.

Ко теме диссертации опубликована следующие работы:

1. Фозилов М.М. Некоторые физико-химические условия образования минералов на флангах месторождения Большой Канимансур (Северный Таджикистан)// Материалы респ. научно-практич.конф.молодых ученых и специалистов.-Душанбе,1989.-С.135-139.

2. Фозилов М.М. Состав газов рудообразующих растворов и их роль в минералоотложении на полиметаллическом месторождении Канимансур // Петрология и минералогия Казахстана и Средней Азии / Тез.докл.конф.молодых'ученых-геологов.- Алма-Ата,1990.-С.88-89.

3. Faiziev A.R. .Fozilov М.М. Physicc.-chemical formations conditions or polymetallic ore dépositions in North Tadjikistan/"/ Plinus Supplemento Italiano all'European Journal of mineralogy.-Milano (Italia),1991.-N5.-P.74-75.

M.M.FOZILOV

PHYSICO-CHEMICAL ENVIRONMENTS OF MINERAI DEPOSITION IN BOISHOI KANIMANSUR DEPOSIT, TADJIKISTAN • (FLUID INCLUSION STADY)

ABSTRACT

The aim or this dissertation to reconstruct-physico-chemical environments of mineral deposition in silver-base metals deposit Bolshoi Kanimansur (North Tadjikistan), using fluid inclusions and mineral paragenesis stady. This deposit- is a representative of Late Paleozoic (C£-T1) epithermal volcanic, hosted silver and base metal •

stockwork type.

Sistematic microthermometry measurements in fluid inclusions minerals (fluorite, guarta, sphalerite, calcite, barite and anhydrite) have been permïted to establish that the forming of mineral stade of early oxides took place at 460-370°C, stade of early sulfides - at 420-300 "C, silver-base metals and fluorite stade - at 360-185 "C, stade of sulfides - at 310-125 °C, stade of sulfates, carbonates and late oxides - at 235-50 "C.

Bulk composition of fluid inclusions in minerals and their salinity have been determined using crush-leaching for solute analysis and oryometry. There have reached the following conclusions: (1) guarta - hematite assemblage - forming fluids were the bicar-bonate-chloride-sulfate Na and Ca solutions of hidg salinity

-IS-

(14- % ). CCU and N? were determined in the gas phase; (2) silver-bisimitite-aikinite-chalcopyrite assemblage - forming fluids were bicarbonate-chloride- К solutions of hign salinity (12-16 %).There was COo , N2 and CH4 in the gas phase; (3) silver-galena-sphalerite assemblage - forming fluids were chlorede-blcarbonate-sulfate -

Na - Ca.' Na+ and Ca2+were predominated over К and Щ . Salinity varied from 5 to 25 %. There was CH4, C02 and'No in the gas phase.

It's composition was characterized by nitrogen increasing in comparison with "the early assembages; (4) silver-galena assemblage -forming fluids were chlorVз-bicarbonate-sulfate- K,Mg,Ca,Na solutions. Salinity was high (up to 35 %). Gas phase enriched by CH4 (up to 59,2 vol.%); (5) the forming of the latest stage (guarts-barite-fluorite-calcite mineral assemblage) took plase from chlorlde-bi-carbonate Na.Ca.Mg solutions. Salinity varied from 5 to 35 %. G0?, Ng and CH4 are determined In the gas phase using mass-spectroscopy

method.

Thus, commercial type of have rormed from chloride-fkuoride-bicarbonate K,Mg,Ca,Na solutions of high salinity (up to 35 %). Gas phase comDOsltion was characterized by nitrogen and methane increasing. Carbonic acid had a tendency to desrease. Ore forming was in ■ the temperature range of 300-150° C.

Physico-chemical parameters of silver-base metals ore deposition based on fluid inclusions study have been used by author in estimation of the deposit potential for the discovery of ores.

М.М.Ф03Р0В

KATTA КАБИМАНСУР КОНИ МИНЕРАМ АРИНИНГ ХОСИЛ БУЛИШ ФИЗИКА-КИМИЁБИИ ШАРОИТЛАРИ (МИНЕРАЛЛАРДАГИ ГАЗ-СУЩ-

■ЛИЩК АРАЛАШМА ПУФАКЧАЛАРИНИ ТАЛКЩОТЛАШ АСОСМДА)

АННОТАЦИЯ

Утказилган текширишлардан ма^сад - кумуш-купмаъданли Катта Ка-нимансур (Шимолий Тожшотстондаги) конининг минетзаллари ичидаги газ ва сувкликлар аралашмаси тупланган пуфакчаларни* тадощот килкш асо-сида минералларнинг хосил булиш жароёнининг физик-химик шароитини ' анизраш.

Бу кон палеозой давранинг сунги Оос^ичларида юзага кэлган эпи-термал туркумидаги конлап вакили ОулиО, у келиб чикишй СуЯига вулка-нитлар билан богланган кумуш-купмаъданли штокверк типига мансуб.

Минераллардаги (флюорит,кварц,сфалерит,кальцит,барит ва ангид-, шт) газ-су1зклш>лар аралашмаси туплашларини мунтазам равишда тадри-кот килиш натикаси дастлабки- оксидлар бос^ичидаги минераллар 4S0-370*С, флюоритли-кумуш-купмаъдашш боскичидагн минераллар 260-165'С, сульфидли боски,:,даги минераллап 310-125''С, сульфатли-карбонатлн Еа сунги оксидли Сосуич мянералларт 235-50'с даважаларда у,осил будиаа анщланди.

Минераллапдаги газ-сувдлик аралашмаларининг таркиби ьа криометшя ва уч марта такрор утказилган feraeсалласникг суьда - хусусияти анщланди. Булардан чуЯидаги натпяалар"олннди: (I гематит ассоциациясидаги минераллар таркибидэги газ-суслик таг-к./.'и

гидрокарбонат-хлорит-сульфатли натрий-кальцийлик ута шур тузли эрит-мада (14 %) хосил Султан. Газли фаза татеибида С0? ва №> мавкудлиги анщланди; (2) кумуш-висмутш-айкишт-халькопиритли ассоциация ми-нераллари гидрокарбонат-хлорит калийли ута шур тузли (12-16 %) зрит-маларида ^осил булганлиги, газли фазада зса С0? , N? ва CiL иштирок зтганлиги $айд цилинди; (3) кумущ-галенит-сфалеритли ассоцйациянинг угосил булишида хлорид-гидрокарбонат-сульфатли натрий-калиЯлик эрит-малар, газлардан эса метан, углекислота ва азотлар цатнашиши анщушн-ди (шурлиги 25 % ). Газли фазада азотнинг мщдори дастлабки бога$ич ассоциациясидагига нисбатан баландрог{ эканлиги маълум булда. Газ фа-заси таркиби СОо, N2 ва СН4 дан иборатлиги цайд этилди.

Щундай щлпб бсймаъданли саноат талабига жавоб берадаган маъдан-лар - хлорид-фторид-гидрокарбонат-сульфатли K,Mg,Ca,Na таркибли эрит-маларининг Ута шур тузли, туйинган, азот ва метан газларига .бой, кар-бонкислотаси камрулган шароитда вукудга келган.

Минераллардаги газ ва суюцлик аралашмалар пуфакчаларини тадарщот зтиш кумуш-купметалли маъданлардаги минералларнинг физик-химик кур-саткичларини ашпраш натижалари муаллифга баъзи бир участкаларнинг истицболини башорат ^илиш имкониятини тугдирди.

23/х1-1993 г. Заказ 121. тираж 100 8X3.

ротапринт "1гу, Дуи.анбе,уг..ЛахутЕ 2.

-2.0-