Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Минералогия и термобарогеохимические условия становления редкоземельно-флюоритового месторождения Дункельдык (Восточный Памир)

ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Минералогия и термобарогеохимические условия становления редкоземельно-флюоритового месторождения Дункельдык (Восточный Памир)"

академии наук республики узбекистан институт геологии и геофизики имени х.м.аьдулллквл

?Г8 од

На правах рукописи

2 3 да 1с1;7

гафуров фарход гиясович УДК 549.454.2:553.21

минералогия и термобарогеохнмические условия становления рвдкоземельногфлюоритового месторождения дункельдык (восточный памир)

04.00,20 - Минералогия, кристаллография

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-микералогических наук

Ташкент г 1997

Работа выполнена на кафедре геологии и разведки месторождения полезных ископаемых Таджикского государственного национального университета.

Научный руководитель: А.Р.Файзнев - член-корреспондент АН РТ, доктор геолого-минералогических наук, профессор

Официальные оппоненты: Э.А.Дунин-Барковская (ИГиГ АН РУз), доктор 1 еолого-минералогическнх наук; М.М.Фозилов - кандидат геолого-минералогических наук

Ведущее предприятие: Ташкентски» государственный университет им. М.Улугбека

Защита состоится Л^^^ ($111997 г. в 1400 часов на заседании специализированного совета Д. 015.24.01 по присуждению ученой степени доктора геолого-минералогических наук при Институте геологии и геофизики имени Х.М.Абдуллаева АН РУз.

Отзывы в 2-х экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 700041, г.Ташкент, ул. Н.Ходжпбаева-49, Институт геологии и геофизики АН РУз, ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГнГ АН РУз.

Автореферат разослан ". .1997 года.

Ученый секретарь (

диссертационного совета, \

доктор геолого-минералогических наук М.И.Исмаилов

общая характеристика работы

Таджикистан относится к одной из важных флюоритоносных провинции стран СНГ. Потребность промышленности в плавиковошпато-вом сырье из года в год возрастает, а запасы известных гидротермальны;, месторождений флюорита истощаются. В этой связи важное значение приобретают новые перспективные типы флюоритовой минерализации, к которым относятся флюоритоносиые карбонатиты. Дуккельдыкское ред-коземельно-флюоритовое месторождение Восточного Памира как раз относится к этому генетическому типу. Весьма актуальным является также выяснения взаимоотношения этого типа оруденения с магматическими процессами.

Цель работы заключается в установлении минералого-термобарогеохимических и генетических особенностей нового для Таджикистана редхоземельно-флюоритового типа оруденения.

Задача исследования. В соответствии с поставленной целью основной задачей данной работы являлось:

- комплексное изучение минерального состава и элементов-примесей руд месторождения;

- выяснение взаимоотношения различных минерами во врс.лени и в пространстве;

- определение морфологии, агрегатного состояния, состава и кон-иешрации флюидных включений флюорита и некоторых других минералов:

- восстановление термобарогсохимических условий становления редкоземельно флюоритового оруденения;

- внедрения минералогических и термобарогеохимических данных для ведения поисково-разведочных работ на флюорит.

Научная новизна. Работа представляет собой одну ¡¡з первы попыток комплексного исследования минералогии и термобарогеохимш: ред-коземельно-флюоритового месторождения Дункельдык, связанного с карбонаттами. Установлено, что минерализация на месторождении начинается прг температурах близких к магматическому процессу, а завершается проникновением гидротермальных растворов. Вероятно, процесс мииералообразования продолжается и по ныне, о чем свидетельствуют отдельные выходы современных сильно минерализованных холодчовод-ны.\ сульфатных источников на дневную поверхность.

Фактический материал и методы исследований. Сделанные в работе выводы базируются на следующем фактическом материале: детально описан вешсствгинчй состав руд и их текстурные особенности, определены взаимоотношения минеральных парагенезисов, изготовлено и изуче-

но около 100 прозрачных шлифов, более 460 полированных препаратов, проведены более 250 определений температур методом гомогенизации, выполнены более 18 анализов тройных водных вытяжек. Кроме того, в работе использованы результаты более 80 полуколичественных и количественных анализов. Экспериментальная часть исследования включений выполнены в лаборатории минерлграфии горно-геологического факультета ТГНУ. Состав жидкой части мннералообразующих флюидов производился методом тронных водных вытяжек в Центральной Химической Лаборатории "Таджикглавгсология" Республики Таджикистан.

Практическая ценность н реализация полученных результатов. Исследуемое месторождение является комплексным и может представлять практический интерес не только на флюорит Запасы флюоритовой руды оцениваются первыми млн.тонн руды), но и на редкоземельные и другие элементы.

Полученные в работе данные о последовательности минералообра-зования, условия формирования руд, генетические особенности орудене-ния и его связь с магматическими продуктами вносят определенный вклад в практику поисков новых флюоритовых площадей карбонатнто-вого типа, а также их перспективности.

Результаты исследований были внедрены при проведении поисково-оигнечных работ на плавиковый шпат в "Таджикглавгеологии" при правительстве РТ и Такобском горно-обогатительном комбинате.

Апробация работы. Основные положения диссертации отражены в И печатных работах. Результаты исследования докладывались на ежегодных апрельских научно-теорстичсскнх конференциях ПГ1С ТГНУ. на Международной Конференции "Закономерности эволюции земной коры" (Санкт-Петербург, !99бг.), на Первом Международном Симпозиуме "Молодежь и проблемы геологии" (Томск, 1996г.), на международной Конференции "Координационные соединения и аспекты их применения (Душанбе, 1996г.). на Международном симпозиуме по проблемам "Рационального использования горных территорий Таджикистана" (Душанбе, 1997г.)

основные защищаемы:: положи шя

1. Минералогия нового для Таджикистана редколемельно-флюоритового карбонатнтового генетического типа месторождения Дункельдык отличается большим разнообразием минеральных видов, разновидностей и характером минеральных парагенезнеов. Особенно {.анюобразны формы проявления флюоритовой минерализации.

2. Месторе-лдение карбонатитового типа пространственно и генетически связано с калиевыми щелочными породами (фергуеитамн. борола-

нитамк, псевдолейцнтовыми сиенитами, пироксеновыми сиенитами, фер-гуснт-порфирамн, сиенит-порфирами, граносиеннт-порфирами и туфами трахнлипарнтовых порфиров) неогенового возраста.

3. Формирование месторождения происходило в широком интервале температур 260-1000° С и давлений 220-290 атм. Кристаллизация минералов происходила из расплавов, расплавов-рассолов и водных растворов с концентрацией от 28-30 до 85-90 вес.%. Агрегатное состояние минерало-образующих флюидов от слабоминералнзованных водно-солевых до си-ликатно-солевых.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит m введения, б глав и заключения, общим объемом ¡35 страниц. Список литературы из 138 наименований, содержит 25 рисунков и 16 таблиц.

Исходные материалы и личный вклад автора. В основу работы положены результаты исследований проведенные лично автором с 1992г. по 1997г. Автором были также использованы данные А.Р.Файзиева и Ф.Ш.Исхандарова. Работа выполнена на кафедре геологии и разведки месторождений полезных ископаемых Таджикского Государственного Национального Университета под научным руководством члеп-корр. АН РТ, доктора reo.ioro-,минералогических наук, профессора А.Р.ФаГп ева, которому автор выражает i лубокую признательность.

Весьма полезными в процессе сбора образцов и выгоы.ление лабораторных исследований были ценные советы и консультации кандидата геолого-мнпералогичееких наук, до цента Ф.Ш.Искандарова, которому автор считает своим долгом выразить искреннюю признательность. В ходе исследовагий автор также пользовался советами, помощью и консультациями доцентов М.М.Фозилова, А.А.Алнева, А.С.Ниезова, Ю.Мамаджанова и др., которым выражаю свою благодарность.

глава 1. краткая характеристика геологического строения района месгороящения дункельдык

Первые сведения о геологии Южного Памира были получены в середине восьмидесятых годов прошлого века Д.Л.Ивановым. В дореволюционное время вопросами геологии Памира, в том числе и Южного, в. определенной степени занимались К.И.Багданович, Х.Гайдн, И.В.Мушкетов, Д.В.Наливкин, Ф.Махачек, Э.Арган и многие другие.

Послереволюционный период изучения Памира связан с началом систематического исследования Памира после 1945 года и до настоящего времени. В разное время вопросами стратиграфии, тектоники и магматизма региона занимались И.Г.Баранов (1935, 1936), О.К.Чедия (1956), В.И.Волков (1959), Б.П.Бархатов (1959, 1961, 1962, 1963, 1964), А.И.Проосурько (1961), С.С.Карапетов (1962, 1965), Н.С.Дюфур (1962,

1972), В.И.Дронов (1963, 1964), Г.Г.Мелышк (1963), А.Г.Давыдченко (1964), В.И.Буданов (1964), Р.Б.Баратов (1966), М.Х.Хамндов (1967), Х.С.Таджиддннов (1968), В.С.Лутков (1968, 1982), Н.Г.Власоп 0969, 1970), Ш.Ш.Деникасв (1972), Р.Х.Хасанов (1974), В.М.Стебдова (1975, 1980), И.С.Гусев (197Г), В.А.Швольман (1977, 1980), М.Б.Акрамов (1977) и др.

В пределах территории Памира выделяются дне крупные складчатые системы: I) Кунь-Луиьская (палеозойская), представленная тектонической зоной Северного Памира и 2) Каракорумская (мезозойская), охватывающая Южный Памир. В состав последней входят чегырс зоны: Центральная, Рушанско-Пшартскля, Юго-Восточная н Юго-Западная.

Дункельдыкско<! редкоземельно-флюоритовое месторождение расположено в пределах Верхнедункельдыкского субвулканического щелочного массива неогенового возраста Рушанско-Пшартской зоны Памира.

Площадь месторождения сложена в различной степени дислоцированными н метаморфизованнымн осадочными, эффузивно-пнрокластическимн и шпрушвными образованиями пермского, триасового и четвертичного периодов.

Из магматических образовании месторождения наибольший интерес вызывает Иерхысдунксльдыкский субвулканичсскин калиевый щелочной массив, расположенным в верховьях р.Дупкельдык. Обнажается он в интервале высот от 4800 до 5100 м. Породы этого массива представлены фергуентпмн, бороланитами, псеидолейцитовыми сиенитами, пироксе.чо-вымм сиенитами, фергусит-порфирамн, сненнт-порфнрами, граносиеппт-порфнрами и туфами трахнлипаритовых порфиром (Дмитриев, 1961). С грапосиенит-порфирамн генетически связаны карбопатпгы. Они встречаются в виде даек п дайкообразных тел, мощыюстью от 10-20 см до 3-4 М. Основным минералом карбона гитов являете:! кальцит. В нем также присутствуют флюорит,.целестин, барит, стронцианит, флогопит, фюр-карбонаты редких земель, сульфиды и др. ч.ннералм.

Верхнедункельдыкский массив представляет собой многофазное суо-вулканическос тело штокообразной формы, внедрение которого сопровождалось взрывами и брекчировшшем пород. Формирование субвулка-нцчсского Верхнедункельдыкского массива происходило при многофазном внедрении расплаза из промежуточного магматическою очага, расположенного на небольшой глубине (порядка первых соген мегров). Об этом свидетельствуют наличия туфов, а также широкое развитие порфировых структур в породах.

глава 2. минеральный состав руд

Минералогия редкоземельно-флюоритового месторождения Дун-кельдык отличается большим разнообразием минеральных видов и характером минеральных парагенезисом. К настоящему времени на месторождении установлено около 40 минералов и минеральных разновидностей. Кроме флюорита к числу распространенных минералов относятся кальцит, гипс, целестин, кварц, тремолит, калиевый полевой шпат. Менее распространены nitpin, галенит, сфалерит, пирротин, барит, апатит, ангидрит , гранат, сфен, циркон, эздиалит, диопсид, эгирин, актинолит, флогопит, хлорит, асбест. В незначительных количествах встречаются халькопирит, магнетит, уранинит, фторкарбонаты редких земель (бастнезит, паризит), мелантерит, бритолит, монацит, цоизит, эпидот, волластонит, мусковит и цеолиты.

Кальцит на месторождении обнаружен среди скарноидов, флюори-товых, флгоорит-диолсид-гранатов ых, флюорит-апатнт-сульфндных, флюорит-актинолш -полевошпат-пиритовых и целестиновых жил, а также в цементе брекчий. Однако основная масса кальцита приходится на долю карбонатитов и измененных разностей щелочных пород. Агрегаты кальцита мелко-среднезерннстые с молочно-белым и желтоьато-сероватым цретом. Размер зерен колеблется от 0.3 до 0.5 мм, а иногда достигает 2-3 мм. Содержание его в жилах составляет ¡0-15%, а в карбона-титовых породах до 80% нх объема. Кристаллы кальцита небольшие (3-5 мм) и имеют форму ромбоэдра.

Кварц встречается в измененных сиенитах и сиенит-порфирах, скар-ноидах, карбонатнтах, а также в незначительном количестве в составе карбонатно-флюоритовых, флюоритовых и флюорнт-кальцит-целестин-сульфндных жилах и прожилках. Агрегаты мелкозернистые. Размер его зерен колеблется от 0,1-0,2 до 0,5 мм. Обнаружены призматические кристаллы кварца длиной до 1,5 см. Цвет белый, дымчатый. Содержание кварца в отмеченных обргзованиях не более 5% их объема.

На месторождении найдены также мономинеральные прожилки кварца, мощное!», которых достигает до б см. Цвет кварца в этих прожилках серовато-белый. Редко встречается в нем мелкая вкрапленность пирита.

Г\тс также относится к числу распространенных минералов и развит в восточной част» месторождения. Он отмечается в виде жил н жнлооб-разных тел. Протяженность их достигает от 10-15 до 150-160 м при мощности от 1.5 до 2 м. Агрегаты гипса мелкозернистые сахаровидные. Кроме гипса в этих образованиях встречаются обломки щелочных пород (габброидов и сиенитов), размером от 1-3 до 30-50 см. Жилы и жилооб-

разные тела гипса вертикально возвышаются в рельефе до 1.5-2 м. В жилах отмечаются вкрапленность и скопления фиолетового и белого флюорита, в также пирита, галенита, магнетита и хлорита.

Целестин имеет ограниченное распространение. Он обнаружен в вид,- жил, прожилков и гнезд. Самые большие жилы этого минерала достигают 25-30 см по мощности и около 50 м по протяженности. Агрегаты тонко- и мелкозернистые, сахаровидныс, белого нпега. Встречаются неправильные и удлиненные зерна размером до 0.01-0.1 мм.

Целестин найден и среди кпрбонатитов. Он ассоциирует с флюоритом, дымчатым кварцем, сфеиом, галенитом, фторкарбонатами редких земель. Агрегаты мелко-средиезериистые. Форма зерен целестина округлая, неправильная, реже прямоугольная. Размеры зерен доходят до 1.0-1.2 мм. Чдесь он образовался раньше кальцита и позже флюорита.

В целестине мнкрозондовым анализом определено высокое содержание окиси бария (10,20%), что дало возможность А.Р.ФаГписзу и Ф.Ш.Искандарову (1991) отнести их к бариевой разновидности лого минерала.

В средкезернистом голубовато-зеленоватом целестине, находящемся в зесиом срастании с бледно-фиолетовым флюоритом и молочно-белым калп:/п>м, обнаружен! ! многочисленные углекнслогно-солевые мною-флзопые включения. Они мелкие, а форма их чаше всего вытяиузая. Гранина вакуолей четкая. На долю уьтекнелоты приходится около 30";. объема закупорок. При комнатой температуре в жидкой углекислоте газообразная углекислота испытывает непрерывное хаотическое движение. Частичная гомогенизация углекислот происходит в жидкую фазу при 24-25°С. Твердые минералы-узники имеют плоские вытянутые, получи раненные фермы. При одном нпколе они бесцветные, а при скрещенных николях имеют зеленый цвет. По объему твердые фазы занимают 40-45% включений, а на долю водного раствора приходится порядка 25-30'';.. При нагревании подавляющее большинство включении в целестине не достигая температуры гомогенизации изрываются. В исключительно 1 едких случаях полная гомогенизация происходит при 600-620"С.

Апатит является характерным минералом месторождения. Он каплей как акцессорный минерал » сиенитах, сиенит-порфирах и скариоидях. Но основная его масса связана с флюоритоиыми и фдюорнт-калышт-пироксен-гранаг-сульфидными жилами и прожилками. В жидах апатит занимает иногда до 20% их объема. Агрегаты от скрытокрисгадлнческо-го до крупнозернистого молочно-белого, зелеиокпо-белого, бледно-зеленого, бледно-желтого и желтовато-зеленого цвета. Кристаллы ириз-матчески-пирампдального габитуса размером до 1.5 см. В крист&пах

апатита обнаружены первичные,кристаллофлюидные включения, в которых твердые фазы занимают около 80-85% их объема. Гомогенизация их происходит при температуре 800-830°С.

Бритолит обнаружен в жилах флюорита, в ассоциации с гранатом, пироксеном и сульфидами. В отдельных участках жил содержание этого минерала достигает 10-12% их объема. Он встречается как в виде одиночных призматических кристаллов длиной до 7 и толщиной до 3 мм, так и кристаллических, скоплений. Цвет от бледно-желтого до буро-желтого. Мелкие кристаллики нередко прекращены а непрозрачное вещество, связанное, по-видтгозду е метамиктным явлением. Содержание TR в брито-лите колеблется от 10.6 до 15.0%.

Гранат относится к чнслу распространенных минералов и находится среди породообразующих минералов щелочных пород и более поздних минеральных образований. Он ассоциирует с цирконом, апатитом, бри-толнтом, флюоритом, пироксеном, амфиболом, калиевым полевым шпатом и другими минералами. Гранат довольно часто находится среди жил н штокообразных тел флюорйта, составляя до 25-30% их объема. Он наблюдается как в виде отдельных ндношр'фных зерен, так и гнездообраз-ных тел и прижилкоз, мощностью1 до 1 см. Агрегаты кру.шо-среднекрнсталлнческие. Форма кристаллов ромбоэдрические и тетрагон-трпоктаэдрические. Размер кристалликов от мельчайших до 1.5-2.0 мм. Цвет граната бурый, черный, бледно-желтый до медового.

Включения минералообразующих флюидов в гранате почти нацело состоят из твердых фаз. На долю газовой фазы приходится порядка 510% объема вакуолей. При нагревании этих включений в интервале 370-560°С растворяются изотропные твердые фазы, а полная гомогени'заиня включений происходи! при 860-870°С (Фанзиев, Искандаров, 1-992)'.

глава 3. минералого-геохиммческие особенности флюорита

Флюорит развит весьма широко и отмечается как акцессорный минерал среди магматических пород, в составе целестинозых и гипсовых жил. в скарноидах и среди тектонических брекчий. Он является также важной составной частью карбонатитов. Однако основная масса флюорита встречается в виде штокообразных тел, жил, прожилков и гнезд.

В магматических породах (сиенитах и сиенит-порфирах) флюорит отмечается в виде зерен неправильной формы, с размерами до 2-3 мм. Составляет он от 2-3 до 22-28% объема пород. Преобладает темно-фиолетовые и черно-фиолетовые оттенки цветов. Этот флюорит можно отнести к числу породообразующих минералов сиенитов и сиенит-

порфнров, поскольку он образовался совместно с пироксеном, полевыми шпатами и др. минералами этих пород (Файзиев, Искандаров, 1991).

Флюорнг в карбоиптнгах находится в виде шлировидных и линзо-видных скоплений (от нескольких мм до 1-2 см) и отдельных зерен. Размер зерен колеблется от 0.01-0.002 до 0.2-0.5 мм. Форма их неправильная и округлая. Иногда в кальциговоП массе исследуемый минерал находится в виде решетчатых, с ромбовидными ячейками, лестничных и дендрито-вых сростков. Эти сростки образовались при изменении внешних факторов за счет распада первоначально гомогенной карбонатно-гшюгенной твердой среды на две фазы • флюоритовую и карбонатную (Файзиев, Искандаров, 1991). Флюорит карбонатитов характеризуется фиолетовым цветом различной интенсивности. Содержание флюорита в карбонатитах колеблется от 5-7 до 30-35%.

Плавш.овошпатовое орудененне в скарноидах отмечается в виде вкрапленников и гнезд. Гнезда флюорита размером до 3 см имеют зональное строение: в центральной части они сложены среднезернистым флюоритом, ассоциирующим с кальцитом, а в краевых частях по флюориту развивается флогопит. Цвет флюорита в скарноидах бледно-фиолетовый, полупрозрачный. Содержится он в количестве от .5-7 до 1620% их объема.

Содержание флюорита в целестиновых жилах и прожилках колеблется от 18-20 до 30-35% их объема. В этих образованиях исследуемый минерал встречается в виде отдельных зерен и скоплений мелкозернистых агрегатов фиолетового цпета. Зерна флюорита разъедаются нелестном. Форма зерен здесь неправильная, реже они округлые.

Флюорит встречается и в составе гипсовых жил и жилообразнмх тел. Агрегаты мелко- и среднезерннстые (1-5 мм), различной окраски. Преобладает бледно-фиолетовый цвет с голубоватым оттенком. Содержание флюорита в гипсовых жилах и жилообразиых телах достигает 10-12%.

Флюорит в брекчиях пользуется довольно широким распространением,'со держание которого колеблется от 10 до 35%. Он отмечается как в обломках так и а цементе. В цементе минерал встречается в тесной ассоциации с тремолитом, кальцитом, сульфидами. В брекчиях флюорит мелко-среднезернистый с бледно-фиолетовым и белым цветом. Обнаруживаются полупрозрачные разности минерала. Размер зерен до 2-4 мм. Флюорит в брекчиях находится также в виде гнезд и прожилков: Мощность последних достигает 5-6 см.

На месторождении плавиковый шпат образует большое количество мономинеральных жил и прожилков, а также штокоооразные тела. В отдельных случаях мощность жид достигает 45-50 см с протяженностью в

несколько десятков метров. Жилы в основном простираются в СВ направлении с углами падения от 30-35 до 65-90°. Содержание флюорита в жилах и штокообразных телах от 50 до 90% их объема. Цвет его белый, фиолетовый различной интенсивности, серовато-белый, желтовато-белый, светло-голубой, голубовато-фиолетовый, желтоватый, буроватый. Агрегаты от мелко-среднезернистого до крупнокристаллического (от 1-2 мм до 1.2-1.5 см). Форма их от идиоморфного до ксеноморфного.

На месторождении флюорит находится и в виде хорошо ограненных кристаллов, размер которых достигает до 8-10 мм в поперечнике. Кристаллы находятся как в жильной массе, так и среди вмещающих пород. Кристаллы кубического габитусного типа с тонкими полосками граней тетрагексаэдра и ромбододекаэдра. Иногда они образуют параллельные сростки. Грани кристаллов флюорита тусклые.

Как видно из изложенного, для минерализации Дункельдыкского месторождения свойственна необычная ассоциация минералов. Флюорит здесь ассоциирует с одной стороны .с апатитом, гранатом, эгирином, диопсидом, тремолитом, актинолнтом, калиевым полевым шпатом, цои-знтом, эпидотом. флогопитом, хлоритом, брпголитох, цирконом, монацитом, а с другой - находится совместно с кальцитом, кварцем, целестином, гипсом, ангидритом, баритом, сульфидами (пиритом, галенитом, сфалеритом, пирротином). Большинство из этих минералов, за исключением кальцита, целестина, барита, гипса, сульфидов, предшествовало выпадению из растворов-расплавов флюорита, который заполняет оставшиеся пространства между идиоморфными и гипидноморфными выделениями этих минералов. Поэтому он разъедает и частично замещает их. Однако во флюорятовсЛ массе отмечаются вкрапления и прожилки эгирика, тремолита, актинолита и других минералов.

Как известно, важными свойствами, отражающими условия формирования флюорита, являются тсриолюмннесценцня и фотолюминесценция. Изучение флюоритов из месторождения показывает, что термолю-мограммы нескольких образцов имеют два почти равнозначных интенсивных максимума при 140 и 220-230°С и слабый максимум при 330°С.

Изучение спектров фотолюминесценции флюорита из Дункельдыкского месторождения показывают, что отношение

■1т«Еи2+

в лих является низким и колеблется от 0.5 до 1.1. Такими отношениями характеризуются флюориты, кристаллизовавшиеся "в регионах распространения интрузий основного состава (Василькова, Соломкина, 1965).

глава 4. место флюоритовоп минерализации среди минеральных ассоциации месторождения

Флюорит на месторождении находится среди магматических, карбо-натитовых и постмагматнческих образований. Магматический флюорит двух типов. Первый тип сопровождает продукты всех фаз магматизма. Наиболее раннее проявление флюорита этого типа связано с псевдодей-нитовыми породами (псевдолейцитовые сиениты, бораланиты, фергус-снт-порфчры, псевдолейцитовые сненнг-порфиры). После их становления из магмы выделяется остаточный расплав, богатый фтором, в процессе кристаллизации которого образуются тела флюорнтового состава. В них содержится значительное количество апатита и акцессорных минералов -граната, циркона, сфсна и др. Однако, более высокое содержание флюорита отмечается в сиенитах и сиенит-порфирах. В них концентрация флюорита достигает от 1-2 до 20-25%. Флюорит здесь встречается в виде ксеноморфных зерен, размером до 2-3 мм. Кристаллизация плавикового шпата происходила в заключительных стадиях застывания пород. Он проявляет себя здесь в качестве породообразующего минерала сиенитов и сиенит-порфнрон. В пластинках этого флюорита отмечаются первичные кристаллофдюидные включения, гомогенизация которых наступает при температурах 860-840"С в расплав (Фанзнеп, 1994).

Второй тип магматического флюорита встречается в виде жил. прожилков, лит, штоко- и трубооС>разных тел, а также цемента тектонических брекчий. Механизм образования этого тппа флюорит можно пред-егшшп. следующим образом. Дифференциация н кристаллизация щелочной магмы приводит к значительному се обогащению галоидами. В результате ликвации из магмы выделяется не ;меш1:вающий<.я с ней расплав-рассол, положивший начало образованию "лого типа флюорита и сопровождающих его минералов. Следует отметить, что это] расплав включал в себя и незначительное количество силикатной составляющей магмы, что выразилось в образовании пироксена, калншпаза, а также апг.тша, бркюлита, флогопита, граната, поизнта, эпилога и других минералов, предшествовавших выпадению из расплава флюорита. Эют флюорит составляет основную масс\ п.швнковошпатовон минерализации месторождения, в ассоциации с которым встречаются кальцит и. в незначительном количестве, целестин, пирит, барит. Он локализуется в ослабленных тектонических зонах-пустотах, разрывах и трещинах среды магматических и осадочных пород. В этом флюорите обнаружены твердофа-зовыс, кристаллогазовые и очень редко кристаллофлюидные включения. Они гомогенизируются в широком диапазоне температур - 520- (050"С.

По видимому, синхронно с образованием этого флюорита происходило скариирование вмещающих пород с образованием специфического набора минералов - граната, флогопита, цоизита, эпидота, тремолита, актинолита, флюорита, кальцита, кварца, пирита, галенита и других. Перечисленные до флюорита минералы выделялись раньше него, а последующие - позже. Криста.1лтаиия флюорита в скарнондах наступает при температурах 790-825°С.

В результате широкого развития флюоритовой минерализации уменьшилась проницаемость пород. За счег внутреннего давления образовались трещины и по этим трещинам внедрилась новая порция щелочной магмы. Из этой магмы кристаллизовалась наиболее ранняя разновидность сиеннт-порфиров, представленная дайками к дайкообразными телами. Одновременно с образованием ранних сиенитов происходило брекчированнс пород.

В дальнейшем по мерс кристаллизации щелочной магмы и образование ранних сиени г-порфиров из нее отделяется флюидный расг.лав-рассол, богатый галоидами, углекислотой и другими летучими компа-нентами. Из данного флюида образуется также флюорит. Он кристаллизуется при температуре 520-570°С. Эта разновидность флюорита отмечается в виде жил, прожилков, гнезд и немента брекчии. И именно в цементе тектонических брекчий в тесной ассоциации с флюоритом находятся такие минералы, как тремо.шт, кальцит и сульфиды, а также эгирии, ак-зинолит, калиевый нолевой шпат и другие.

С одной из поздних ра шовидносз ей сисиит-порфнров связано образование ассоциации минералов, локализованных главным образом п ч>-нач дробления. Эта ассоциация состоит преимущественно из шшоморф-ных и гипндноморфных кристаллов адуляра, неправильных выделений флюорита, апатита, кристаллов сфена, циркона, чешуек флогопита, выделений пироксен?. Этот флюорит кссноморфен по отношению к вышеперечисленным минералам и заполняет оставшиеся пространства между их выделениями. Кристаллизуется он из водных аысококонцентрнрован-ных растворов при температурах 460-495°С.

С наиболее молодыми проявлениями- магматизма (граносиснит-гюрфирамн. эксплозивными туфолавами трахилипаритовых порфиров) связаны карбоназзпы, которые развиты в перефернческих частях Верхис-дункельдыкчкого субвулканического щелочного массива. При внедрении угон магмы, обогащенной летучими компанентами, происходила реакция между расплавом и вмещающими породами. В результате магма на-емшастся кремнеземом н выделяет от себя углекислоту и фтор. Насыщение магмы летучими приводит х увеличению давления газов внутри ка-

меры. Когда накопление флюидов достигло такого критического состояния, при котором внутреннее давление начинает превышать лнтоетатис-тическую нагрузку, происходили взрывные явления или нарушения пород кровли с образованием трещин. В эти трещины устремился преимущественно углскислотный флюидный расплав, который выделился из силикатной магмы в результате кристаллизации граноснени г-порфнров. Из этих расплавов образуются карбонатты. В них всегда присутствует флюорит и целестин. Температура гомогенизации включений флюорита достигает 610-700°С.

Процесс минералообразования па Верхнедункельдыкском субвулканическом массиве завершается проникновенном гидротермальных растворов, под действием которых происходит метасоматнческое замещение кальцита карбонатитов ангидритом, который в поверхностных условиях превращается в гипс. Этот процесс вероятно продолжается и по настоящее время. Подтверждением могут служить отдельные выходы сильно минерализованных сульфатных холодноводных источников на дневную поверхность с образованием корок и натечных агрегатов гипса.

Таким образом, флюорит на Верхнедункельдыкском щелочном массиве имеет длительную историю развития и сопровождает продукты всех фаз внедрения щелочноЛ магмы.

глава 5.термобарогеохимические условия становления редкоземельно-флюормтоеого .

месторождения дункельдык

Первые сведения о физико-химических параметрах образования ред-коземельно-флюоритового месторождения Дункельдык приводятся ».работах А.Р.Файзиева и Ф.Ш.Искандзрова (1987, 1988). В настоящей работе приводятся результаты детальных термобарогеохимических исследовании флюэрита и некоторых других сопутствующих ему минералов (целестина, граната, апатита).

Флюорит Дункельдыка характеризуется знач1ггсльным содержанием и разнообразием консерватов минералообразующей среды. Обнаружены в нем первичные твердофазовые, кристаллогазовые кристаллофлюндные и, исключительно оедко, газово-жидкие включения.

Твердофазовые включения локализованы в плоскостях роста минерала. По мнению А.Р.Файзиева и Ф.Ш.Искандзрова (1991), эти вк.:юче-ш образовались в результате дегазации флюоритоносного расплава при резком падении давления. Размеры твердофаювых включений от 0.06 до 0.2 мм. Они чаще ьсего вытянутые, каплевидные н состоят из мелких анизотропных кристаллических фаз, не имеющих определенных кристаллографических очертаний. йСндкие и газовые фазы в них присутствуют в

ничтожном количестве и находятся в пнтерстнциях кристалликов-узников.

Кристаллогазовые включения имеют более широкое развитие. Приурочены также к зонам роста минерала. Эти включения крупные (до 0.2 м!'), имеют изометрическую форму. Соотношение газовой и твердой фаз примерно одинаковые.

Кристаллофлюидные включения развиты очень широко и наблюдаются почти во всех парагеиетичсскнх типах. Они имеют объемистую форму с размером от 0.01 до 0.6 мм. Содержания газа и жидкости в кри-сталлофлюидных включениях составляют соответственно 10 и 15% их объема, а вся остальная часть приходится на долю твердых фаз. Изотропные минералы-узники представлены галоидами натрия и калия, а анизотропные фазы - карбонатами и гидрокарбонатами натрия, калия и кальция.

Газово-жидкие включения по размеру самые разнообразные: от 0.006 до 0.1 мм. Форма их чаше всего изометричпая в виде отрицательных лри-сталлнков-гексаздров к призм. Отмечаются и каплевидные включения. По фазовому состоянию они на 65-70% состоят из минералов-узников, на 10-15% из водного раствора, на 5-10% из жидкой углекислоты и на 5% из газовой фазы.

Проведенные термометрические исследования показывают, что в акцессорном флюорите из сиенитов и сненит-порфиров обнаружены только кристаллофлюидные включения, гомогенизирующиеся при 840-860°С в расплав.

Во флюорите из зон брекчий отмечаются первичные твердофазовые, кристаллогазовые, кристаллофлюидные и газово-жидкие включения. В криоталлофлюндчих включениях гомогенизация начинает при 140-150°С. Первый изотропный кристаллик-узиик растворяется при температуре 245°С, а полная гомогенизация твердых фаз происходит при 450-495°С.

Включения во флюорите из зон карбоиатнтов характеризуются разнообразием генезиса, фазового состояния и внешнего облика. В этой ассоциации нами выделены первичные кристаллогазовые и кристаллофлюидные включения. В крнсталлофлгандных включениях в процессе нагревания при 150-160?С сначала гомогенизируется газовая фаза. Гомогенизация наиболее легкорастворимого изотропного минерала-узника начинает при 170-190°С. Растворение анизотропных твердых фаз наступает при температуре 315-320°С. Полная гомогенизация всех твердых фаз наступает при 650-700°С.

Во флюорите из жил, прожилков и штокообразных тел обнаружены кристаллофлюидные и твердофазовые включения. В кристаллофлюидных

вакуолях при температурах 100-340°С происходит исчезновение газовых фаз. При температурах 600-760°С происходит полное растворение твердых фаз. Расплавление твердых фаз в таердофазовых включениях начинается при 600-625°С. Полная гомогенизация этих включений происходит при 960-1000°С. При этом включения превращаются в однофазовый жидкий расплав.

Первичные кристаллофлюидные включения во флюорите из скарно-идов гомогенизируются в диапазоне температур 800-840°С.

В кристаллах флюорита из гипсовых жил и прожилков отмечены первичные газово-жидкие включения. При температуре 230°С сначала гомогенизируется газовая фаза, затем начиная с температуры 320°С постепенно растворяются минералы-узники. Полная гомогенизация включений происходит при 360°С.

Вторичные включения характеризуются весьма широким распространением вс флюорите всех отмеченных типов. Они чаще всего локализованы вдоль трещин и плоскостей спайности минерала без определенной закономерности и имеют неправильную трубчатую, овальную и каплевидную форму. Эти разнонаполненные включения в основном двух, трех- и четырехфазовые. Пяти- и шестнфазовые включения встречаются исключительно редко. Соотношения газа к жидкости в них от 1:3 до 1:10. Вторичные включения гомогенизируются в широком диапазоне температур 230-370ЛС.

глава б. карбонатиты и флюоритовое орудеие1ше

В последние десятилетия массивы ультраосновных-щелочных пород и связанные с ними карбонатиты привлекают внимание многих исследователей в связи с проблемой их образования и промышленной рудонос-ности. Интерес к этом образованиям все более возрастает в связи с потенциальными источниками многих как рудных, так и нерудных полезных ископаемых, причем в комбинациях, не встречающихся в других рудных формациях. Карбонатиты являются важными источниками N1), Та, Ре, Си, ТЯ, ТЬ, 7х, Р, Т(, Мп, Мо, Бс, Ва, Бг, отчасти РЬ и Ъл. В большинстве известных карбонатитовых проявлениях обнаружена флюори-товая минерализация, содержание которой варьирует от 1-2 до 50-60% объема породы. Крупные месторождения этого полезного ископаемого, запасы; руды в которых измеряются многими миллионами тонн, обнаружены:» разрабатываются в Намибии (Окорусу) и Индии (Амба-Донгар и др.). Сравнительно недавно подобное флюоритово-рсдкоземелыюе месторождение было открыто в Турции (Кизилджаорен), в котором только запасы плавиковошпатовой руды оцениваются около 10 млн. тонн руды (ЗШтре!, Ктко§1и, 1986). Крупные проявления флюорита, связанные с

карбонатнтами, обнаружены также в России (Большетагнинское, Кара-сук, Самодумовскос и др.), Южной Монголии, Украине (Петрово-Гнугопское), Швеции (Альне), Норвегии (Фен), США (Джим-Парк, Ай-рон-Хилл, Магнег-Ков) и Канаде (Ока, Остров Айрон). Наибольшее количество флюоритоносных карбонатитов обнаружены на Африканском континенте (Гленовер, Гуднии, Крмуфонтейн, Рудсплаат, Шир, Капнрн, Нсентнва, Чнлва, Нкалонве-Матопон, Соколо, Тамазгрт, Нгуалла).

На территории Таджикистана, и в целом Средней Азии, флюорнто-носнме карбонатиты впервые были описаны А.Р.Файзисвым и Ф.Ш.Искандаровьш (1987) на Южном Памире. Они укачали на перспективность этой территории на новый тип флюоритового оруденения, который представлен тремя минеральным'! типами: редкоземелыю-сульфнд-флюорнтовым (Танымас), редкоземелъно-барит-флюоритовым (Кызыл-Джинк) и флогопит-апатит-флюоритовым. Детальное изучение проявления последнего типа привели >с открытию флюорит-редкоземельного месторождения Дункельдык.

Карбонатиты - это сложные образования, состоящие главным образом из карбонатов кальция, магния и железа (обычно не менее 50"» объема породы) магматического происхождения. Они тесно связаны со сложно построенными массивами щелочных-ультраосиоаных пород натриевого и кали-натриевого рядов. Карбонатиты образованы в условиях различной фации глубннносш - от мезоабисспльной (глубина 5-8 км) и ги-пабнссальной (2-4 км) до субвулканической (0,5-1,5 км) н вулканической (0-0.5 км). Следовательно, месторождения флюоритоносных карбонатитов и связанные с ними залежи полезных ископаемых могут быть встречены в условиях фаций любой глубинности.

. Локализуются флюоритоносиые карбонатиты в выступах древних плаз форм или » разломах их обрамляющих, в складчатых обрамлениях платформ, в зонах скво гсфуктурны.ч разломов в районах тектономагма-тической активизации консолидированных структур и т.д.

Подавляющее большинство карбонатитов имеют кольцевую структуру, характерную, как считают .многие исследователи, для образований близпокерчноезчы.ч фаций глубинности. При этом образование карбоиа-пттоп в большинстве случаев происходит путем сравнительно быстрого шполнення открытого пространства, связанного с проявлением эруптивных н зкеплошвных процессов. Кроме них известны так называемые карбонатиты линейного типа, контролируемые личейпо-ориенгированчымн разломами на древних щитах и срединных массивах. Вдоль них размещаются обычно крутопадающне дайкообразные тела, мощностью в десятки и сотпи метров при протяженности в десятки ки-

лометров, возможно и первые сотки километров. Не исключена возможность, что линейный тип карбонатитов является глубинными корневыми частями типичных кольцевых комплексов (Фролов, 1979).

Минералогия флюоритоносных карбонатитов очень многообралю. Причиной многообразия состава карбонатитов является длительность процесса, его многостадийность. В них присутствуют карбонаты, сульфаты, окислы, фториды, силикаты, алюмосиликаты, фосфаты, тантало-ниобаты, сульфиды. Одна особенность, которая характерна для проявлений всех флюоритоносных карбонатитов - это обязательное наличие в них фторкарбонатов редких земель.

Для руд флюоритоносных карбонатитов типична брекчневая тексту? ра. Широко распространена также полосчатая и катакластическая текстуры. Встречаются гнездовая, вкрапленная, прожилково-вкралленная, массивная, блоковая текстуры.

Флюоритоносные карбонатиты сформированы из высокоплотных (60-75 и более вес.%), насыщенных летучими компанентами, сидикатно-солевых расплаьов, расплавов-рассолов и растворов-рассолов при температуре свыше 600°С. Давления в момент становления карбонатитов было самым различным и колебалось от 3-4 килобар до нескольких десятков атмосфер и, вероятно, еще ниже.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.На Памире были известны проявления флюорита, связанные с пегматитами, грейзенами, скарнами и гидротермальными образованиями. В последние годы здесь найден новый для Таджикистана тип флюо-ритового оруденения, пространственно и генетически связанное с щелочными породами калиевого ряда и карбонатитами. Наиболее крупным представителем этого нового генетического типа для Таджикистана является Дункельдыкское месторождение, на котором установлены около 40 минералов и минеральных, разновидностей, в том числе и сравнительно редких.

2. Наиболее распространенным и важным минералом м деторождения является флюорит, который образует не только жилы, прожилки и штокообразные тела, но и находится как акцессорный минерал в магматических породах, в скарноидах, в цементе брекчий, а также в карбона-титовых телах. Он сопровождает продукты всех фаз внедрения щелочной магмы, а также карбонатиты и постмагматические образования.

3. Характер наполнения и агрегатное состояние консерватов мине-ралообразующей среды во флюорите из месторождения разнообразны. В основном это твердофазовые, кристаллофлюидные, кристаллогазовые и газово-жндкие включения, гомогенизация которых происходит в интер-

вале температур 260-1000°С. Давления в момент становления месторождения оценивается в 220-290 атм, а концентрация 28-90 всс.%.

4. Процесс мннералообразования на Дункельдыке полнгенный: начинается с образования флюоритсодержащих щелочных пород, скарчои-д:>в, карбоиатитов и завершается внедрением гидротермальных растворов. Этот процесс, по-видимому, продолжается и по настоящее время » виде отдельных выходов современных сильно минерализованных сульфатных холодноводных источников.

5. В месторождениях флюоритоносных карбоиатитов, занимающих различную геолого-структурную позицию и находящихся в различных, регионах, температуры формирования минерализации в целом и по отдельным минералам оказались очень близки между собой. Они сформированы из высокоплотных (60-75 и более вес.0»), насыщенных летучими компанептамн, силнкатно-солевых расплавов, расплавов-рассолов и растворов-рассолов в температурном диапазоне от 600 до 850°С и возможно, выше и давлении от нескольких десятков атм до 3000-4000 атм.

Основные положения диссертации опубликованы в 11 научных публикациях, наиболее важными из которых являются:

1. Эволюция фгороносной щелочной магмы на Дункельдыкском массиве щелочных пород (В.Памир), // Закономерности эволюции земной коры. Тезисы докл. международ, конф., т.11, С.-Петербург, ¡996.

2. Минералогия редкоземельно-флюоритопиго месторождения Дун-кельдык (Восточный Памир), материалы первого международ, симпозиума "Молодежь и проблемы геологии", Томск, 1996, с. 166. (соавторы Ф.-ш шен А.Р., Искаидаров Ф.Ш.).

• 3. Сульфиды ргдкоземелым-флюорнтового месторождения Дун-кельлмк (Восточный Памир), П Вопросы физико-химических свойсть ие-шеети (межвузовский сборник), вып. З.Душанбе, 1997, с.35-39.

4. Физико-химические условия образования флюорнга связанного с карбонатптамн на редкоземельно-флюорнтором месторождения Дун-кчл1.;к,[к (Восточный Памир), // Вопросы физико-химических свойств веществ (межвузовский сборник), вып. 3, Душанбе, [997, с.31-34. (соавторы Фай шев А.Р., Исхандаров Ф.Ш.).

Ф.Г.Гафуроа

"Дункедьдык кам топиладиган элементлар - ф.иооритли кони мннералогияси ва термобарогеохимиявий Хосил булиш шароитлари"

Аннотация

Мазкур ишнииг асосий ма^сади Тожккистокдаги кам топилдиган элементлар - флюорит типидаги казилма бойлигининг минералого-термобарогеохимиявий ва генетик хусусиятларини аниклашдан иборат.

Дункельдык кони маъданлари узининг турли-туманлиги ва минерал . гуру>;ларикииг характер» билан катга фарк килади. У и шворни калий в.. карбонатит тог яашслари билан фазовнй хамда генетик жнхатдан. боглиадир.

Дунке.\ьдык кони минераллари 28-90% концентрациями галоид, сульфат, карбонатли флюидлардан - 260-1000°С хароратда ва 220-290 атм.босимда ^осил булиши аникланди.

Иш юзасидан олинган маълумотАар минерал *осил булнш босничла-ри, рудаларнинг хосил булиш шароитлари, минералланишнинг генетик ху-сусиятларк ва уларнинг магыатик жинслар - карбонатитлар боглкцлиги инги флюорит конларшш кидириш ва уларшшг перспективаснни аннклашда муайян хиссасини кушадк.