Геологическое строение меднопорфирового месторождения Туншанькоу (Восточный Китай)

Чжэн Ланьчжэ

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Геологическое строение меднопорфирового месторождения Туншанькоу (Восточный Китай)
ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Автореферат диссертации по теме "Геологическое строение меднопорфирового месторождения Туншанькоу (Восточный Китай)"

^(ЮКОВС^ДГОСУДАРСГЖЧНЫИ УНИВЕРСИТЕТ дм.М.В.ЛОМОНОСОВА ГЕСИ01ЖЕСКИИ ФАКУЛЬТЕТ

- Ь

Кафедра полезных ископаемых

На правах рукописи УДК 553.44/497.223

ЧЗЭН ЛАНЬЧЖЭ

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ . МЕДНОПОВЗИРОВОГО МЕСТОРОЗЩЕНШ ТУШАЯЬКОУ (ВОСТОЧНЫЙ КИТАЙ)

Специальность 04.00.11

Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений; металлогения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва, 1995

Работа выполнена на кафедре полезных ископаемых Геологического факультета МГУ им.М.В.Ломоносова.

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

B.И.СТАРОСТИН (МГУ)

Официальные,оппоненты:

доктор геодого-шнералогических наук, старший научный сотрудник

C.В.БЫЮВ (ВИМЗ)

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник

И.В.ВИКЕНТЬЕВ (ИГЕМ)

Ведущая организация - Российский Университет Дружбы Народов (РУДН) - кафедра полезных ископаемых

Защита состоится 24 марта_1995 года в 15 час.

в 60% _ауд. на заседании диссертационного Совета по геологии, поискам и разведке рудных и нерудных месторождений; металлогения К.053.05.05. Геологического факультета Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова.

Адрес: Москва 119899, Воробьевы горы, МГУ Геологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Геологического факультета МГУ.

Автореферат разослан " " 2995

Ученый секретарь Диссертационного Совета, кандидат геолого-минералогических наук,

доцент А.Л.Дергачев

Щи) /

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность и цель работы. Меднопорфировое месторождение Туншанькоу принадлежит к числу пояса железных и медных месторождений среднего и нижнего течения реки Янцзы. Пояс этих месторождений является одним из самых важных сырьевых баз цветных металлов Китая. В атом районе во второй половине XX в. было открыто и разведано много средних и несколько крупных месторовдений.

Одной из актуальнейших проблем горнорудного комбината Туншанькоу, возникшей в связи с большей потребностью государства в производстве меда, является дальнейшее увеличение перспективных запасов медных руд месторождения Туншанькоу.

Однако в этом районе приповерхностные месторождения уже все открыты. Трудность глубинных поисков и разведки все больше увеличивается. Поэтому требуется дальнейшие исследования основных черт геологического строения структуры, закономерностей распределения рудных тел и факторов, контролирующих рудообразованяе, чтобы получить данные локального прогноза перспективного запаса руд. Диссертация нацелена на расшифровку геологической структуры и закономерностей распределения рудной минерализации с использованием петрофизическлх методов изучения условий ее формирования и факторов локализации оруденения, которые могли служить основой дальнейшего локального прогноза.

Фактическая основа и методика исследования. Фактический материал, положенный в основу диссертации, получен автором в результате полевых и лабораторных исследований 1990-1994 гг. В течение этого периода было проведено два полевых сезона 1990 г. и 1991г. На рудном поле месторождения Туншанькоу автор документировал скважины и коренные обнажения, проводил геологические маршруты, отбирал ориентированные пробы для сгруктурно-петрофизического анализа.

В лабораторных условиях для 60 образцов определялся комплекс физико-механических свойств. Для 36 ориентированных образцов из поверхностных обнажений бняа построены кругсвые диаграммы и определены древние и современные лалеотектоняческие поля напряжений. В работе широко использовались опубликованные и фондовые материалы; часть материалов для систематизации передана Юго-восточной геологоразведочной экспедиции провинции Хубэй. При обработке данных использовались статистические программы в лаборатории математической геологии кафедры полезных ископаемых геологического факультета МГУ.

Научная новизна и практическая ценность работы. В диссертационной работе исследовано месторождение Туншанькоу, относящееся к сложному полигенному и полихронному типу. Здесь в зоне экзо- и эндоконтактов штока юрско-меловых гранодиоритовых порфиров выделяются тела медно-молибденозых руд. В эндоконтактах располагаются вкрапленные и штокверковые залежи, а в экзоконтактах в триасовых мраморах развиты скарново-рудные диопсид-гранатовые рудные килы и тела неправильной формы. Формирование руд протекало на заключительных этапах становления интрузивного комплекса и контролировалось процессами литостатической разгрузки. В работе впервые для мезозойских магмагогенных медно-молибден-порфировых рудоносных систем выделены и изучены петрофизические и геодинамические факторы контроля оруденения. Практическая значимость диссертации заключается в том, что впервые предложенные факторы контроля оруденения позволяют дать прогнозную оценку для многочисленных интрузивных тел в металлогенической провинции бассейна среднего и нижнего течения реки Янцзы.

Основные, выводы диссертации обоснованы большим количеством полевых и лабораторных материалов.

- о -

Апробация работы. Ло теме кандидатской диссертации опубликована научная статья, сделаны доклады на конференциях молодых ученых (МГУ, 1992,1993,1994 гг.). Результаты научных исследований обсуждались с учеными Геологического факультета МГУ, ИГЕМ, ВДИГРИ и других организаций.

Объем работы. Диссертация состоит из трех разделов, введения я заключения. Общий ее объем страниц, из которых

страниц машинописного текста. Работа содержит таблицы, диаграммы, рисунки и фотографии. В списке литературы наименований.

Основные защищаемые положения

1. Месторождение Туншанькоу относится к медно-молибденпорфа-ровому типу и расположено в западной части синклинория Янцзы. Рудные тела приурочены к эндо- и экзоконтактам юрско-мелового склоняющегося в восточном направлении штока гранодиоритпорфирового и кварц-монцонитового состава, прорывающего толщу триасовых карбонатных пород (доломитов, известняков, мраморов).

2. Особенностью формирования месторождения является тесное сочетание скарновых и высокотемпературных плутоногенных гидротермальных процессов. В эндоконтактах штока преобладает медно-порфиро-вое, а в экзоконтакгах - типичное медное ыагнезиально-скарново-жильное оруденение. Основная масса руд образует почти сплошное тело в форме усеченного конуса на контакте интрузивных пород с доломитовыми мраморами. Кроме того, внутри штока выделяются многочисленные мелкие линзо-, пласто- и штокообразные тела вкрапленных медных и молибденовых руд, а во вмещающих мраморах как метасомати-ческие залежи, так и отдельные жилы и жильные штокверковые' зоны.

3. В истории формирования месторождения выделяются два главных этапа - прототектонический и постмагматический. С первым этапом связано внедрение интрузивного комплекса в Яншаньскую эпоху

(153-127 млн.л) в триасовые отложения, испытавшие четыре фазы складчатости, образование црототектонических структур внутри интрузивного штока и сопутствующих дизъюнктивов во вмещающих мраморах. Второй этап протекал в режиме литостатической разгрузки; сопровождался полистадайной фяюадаой постмагыатической деятельностью; формированием метасоматической зональности: филлизитсшые, кварц-серицитавые я пропалитовые зоны и руцообразованиеы.

Для первого этапа характерно палеотектоническое поле напряжений с вертикально-ориентированной позицией 3 и горизонтальной и наклонной ^ £ и <а I • второй этап отличался кардинальной сменой палеотектонического режима. В это время господствовали поля напряжения, связанные с процессами литостатической разгрузки. Наибольшее растяжение было ориентировано вертикально при горизонтальном сжатии. В результате возникли послойные горизонтальные полости, вместившие значительный объем жильно-штокверко-вых руд и образовались крутопадаодие скодовые разрывы.

4. Установлен отчетливый структурно-петрофизический контроль оруденения. Ведущую роль в формировании руд ©вмещающего структурного парагенезиса играли две резко контрастные по физико-механическим свойствам группы пород: карбонатная (доломиты, известняка, мраморы) и интрузивная (диориты, гранодиориты, кварцевые монцони-ты и др.). Для карбонатной группы характерны повышенные упруго-прочностные свойства (Е = 7,15 Ю4 МПа, Тв = 163 НВ, = 435 К, Кпк = -0,73) по сравнению с породами интрузивной группы (Е = 5,8 Ю4 МПа/ Тв = 135 НЗ, в- = 403 К, Кпк = -0,20). Это различие привело к возникновению на границе таких контрастных петрофи-зических сред трещинно-брекчиевых зон, контролировавших движение рудоносных флюидных потоков. В свою очередь эти потоки энергично метасоматически перерабатывали как интрузивные, так и осадочные

породы. В результате формировались оруденелые блоки отличающихся от вмещающих слабоминерализованных пород повышенной плотностью и упругостью (Е = 7,25 I04 МПа, 6 = 438 К, Кпк = -0,83). На зсех стадиях рудного процесса они были весьма хрупкими (Тв = 115 HB) а неоднородными (коэффициент неоднородности Кн = 0,28) образованиями.

Практически все рудные тела локализованы в пределах зоны, оконтуренной изолиниями 150 HB. Для руд характерны минимальные значения твердости ( 115 HB) и максимально высокие величины температур Дебая (438 К), модуля упругости (Е = 7,25 Ю4 МПа) и Кпк (-0,83).

Методика исследований

При изучении геологического строения месторождения Туншань-коу были использованы основные принципы и методы картирования, изложенные в работах Г.Ф.Яковлева, В.И.Старостина, В.В.Авдонина и др. Особое внимание уделялось изучению разрывных структур, трещинной тектонике, соотношениям этих структурных элементов с рудной минерализацией. В результате проведенных исследований была уточнена геологическая карта, составлены разрезы к ней и даны новые схемы реконструкций эволюции геологической структуры.

Одним из главных методических приемов, использованных в процессе изучения месторождения, была методика структурно-петрофи-зического анализа.

Структурно-петрофизический анализ (СПА) - учение о строении, физических и механических свойствах горных пород и руд и палеоте-ктонических условиях их формирования. Этот метод реконструкции петрофязической обстановки и палеотектонических полей напряжения разномасштабных геологических структур на различных этапах их образования разработан В.И.Старостиным (1978,1988,1990). Он базиру-

ется на изучении физико-механических свойств, генетических типов анизотропии упруго-прочностных параметров и взаимосвязи пегрофи-заческих характеристик с геохимическими, минералогическими и литая огическими свойствами кристаллов, мономинеральных агрегатов и полиминеральных пород.

Основой анализа является теоретически установленная и экспериментально доказанная взаимосвязь структуры твердых тел (кристаллических и аморфных) с их физическими и механическими характеристиками. Эта связь устанавливается и в кристаллах, и в мономинеральных агрегатах и в полиминеральных породах.

В кристаллах анизотропия упругих, прочностных и пьезоэлектрических свойств полностью соответствует анизотропии кристаллической решетки. Наиболее полно это исследовано на кристаллах силикатных и карбонатных минералов. Развитие двойников роста и внутренние дефекты кристаллов понижают абсолютные значения всех отмеченных выше свойств. В кристаллах, имекщих зональное строение в зависимости от наличия элементов-примесей, газово-жидких включений, развития деформационных ламелей и других дефектов, колебания упругих свойств составляют 0-15%, а пьезоэлектрических - О-п^Ю4 %.

В аморфных образованиях (халцедоне, вулканических стеклах, колломорфных выделениях сфалерита, марказита и других минералов) анизотропию физико-механических свойств определяют неоднородности строения, флюидальные, ликвационные и деформационные текстуры и структуры, колломорфная полосчатость, наличие газово-жидких включений, присутствие пепловых и пылевидных частичек, неравномерное распределение второстепенных и примесных элементов и их соединений. Пределы колебаний значений анизотропии свойств в аморфных твердых телах (в %): упругих - 0-20, пьезоэлектрических - О-г^кЯ прочностных - 0-200, фильтрационных - ОчЛо4.

Б полиминеральных горных породах петрофизические характеристики зависят от процентного соотношения различных минеральных видов, слагающих породу; размеров зерен я характера связи между ними; наличия межзерновых и знутризерновых дислокаций; текстурно-структурного облика и степени вторичных преобразований породы.

Наиболее информативными при СНА являются три группы физико-механических свойств: упруго-прочностная, плотностная и фильтрационная. Упруго-прочностная включает свойства, влиякщие на формирование геологических структур: скорости продольных ]/ р, поперечных ультразвуковых золн, коэффициент Пуассона J>\ , модуль Юнга Е, модуль сдвига & , твердость Тв, прочность на сжатие Рож, температура Дебая G и др.

Плотностная группа свойств - одна из фундаментальных характеристик твердого, жидкого и газообразного вещества, слагающего земную кору. Именно плотность контролирует явления гравитационной дифференциации магматического расплава, процессы соляной тектоники, динамику образования структур гравитационного оползания я влияет на ход многих других геологических процессов. В эту группу входят: плотность ^ , объемная масса V удельный вес }( , коэффициенты петрохимического К^ и температурного 1Ц, разуплотнения вещества.

Фильтрационная группа контролирует масштабы и динамику течения гидротермальных и гидротермально-пневматолитовых процессов и включает: пористость П (общую no(j, эффективную ПЭ(?!, дифференцированную Пд), условно-мгновенное насыщение А, постоянную насыщения В и проницаемость Пр. Методика определения всех перечисленных свойств подробно описана во многих руководствах (Старостин, 1975,1990,1994).

Анизотропия физико-механических свойств возникла в твердь телах, слагающих земную кору, на разных этапах их эволюционног развития; выделяются четыре ее основных генетических типа: нал ряженного состояния, сингенетической (петроструктурный), шгаст чески-деформационный (пластического течения) и хрупкодеформаци ный (кливажно-брекчиевый).

Анизотропия напряденного состояния появляется в твердых по дах только в период приложения к ним силовых воздействий (сил вого поля). Это иожет быть нагрузка вышележащих толщ, давление ремещаищегося блока пород, внедряющегося магматического распла или протрузия. После снятия нагрузки анизотропия исчезает.

Ее масштабы можно оценить экспериментально по деформирован образцов пород и руд с помощью прессов и камер для высокого д ления, а также по натурным измерениям на глубоких горизонтах р ников, в туннелях и глубоких скважинах. Абсолютные значения со ременных сжимаицих напряжений в верхней часта земной коры дост гаиг 30-50 МПа. Часто абсолютные значения горизонтальных напр жений превосходят вертикальные в 1,5-2 раза. При экспериментах возникает анизотропия напряженного состояния для упругих свойс при нагрузках, не превышающих предела упругости, т.е. во всем тервале, где действует закон Гука.

Сингенетическая анизотропия возникает в момент формировани твердого тела: в магматических породах - при их раскристаллиза ции (или затвердевания для стекол) из расплава; в осадочных -процессе седиментации; в метаморфических - либо при полной пе кристаллизации, либо при кристаллизации из метаморфогенного ра лава. Она определяется термодинамическими условиями образовали исследуемых твердых тел. В обстановке поверхностных и приповер ностных горизонтов земной коры большое влияние на ее формирова

оказываю гравитационные силы. В глубинных зонах (в катазоне) определяющее значение имеет неоднородное силовое пале, создающее разномасштабные складки пластического течения. В магматических телах абиссальной, гипабиссалъной и поверхностной фаций существенное влияние при формировании анизотропии различных физико-механических свойств оказали динамика становления магматических комплексов, региональные поля напряжений, особенности процессов затвердевания, стадийность формирования крупных плутонов я внутренняя динамика развития отдельных комплексов.

Для последнего случая можно отметить, что на ранних стадиях становления комплексов существует равномерное давление на вмещающие породы по всему периметру интрузий. После затвердевания внешнего каркаса продолжающееся давление магматического расплава создает иную тектоническую обстановку: главные сжимающие усилия концентрируются в апикальной части массива. 3 последующие стадии, когда доступ магмы прекращается, механизм поперечного изгиба перестает функционировать, возникает обстановка растяжения за счет сокращения на 5-10? объема магматического тела при его затвердевании и удалении флюидной составляющей. В результате всех отмеченных процессов в породах формируются ориентированные текстуры и структуры, традиционно называемые прототектоническими. Комплексный петрофизи-ческий анализ позволяет разделить их по стадиям процесса и выделить ранне-, средне- и позднепрототектоничзские элементы общей структуры.

Следующие два типа анизотропии связаны с деформационными процесса!®. Один обусловлен пластическим течением вещества, а другой хрупким разрушением твердого тела.

Пластическо-деформационный тип анизотропии возникает в твердых телах при их преобразованиях в двух геологических ситуациях:

в приповерхностном и поверхностном горизонтах земной коры и не глубинах в мезозоне. Для первой характерны низкие давления и те мпературы; влияние на деформационные процессы гравитационных а. и перемещение вещества в водонасыщенном состоянии. Типичные ст| ктуры в этих условиях - складки оползания а выдавливания. Возш кают ориентированные в соответствии с характером течения вещее: текстуры пород и руд. В них доминируют плоскостное, линейное и мбинированное расположение частиц. Подобное строение отражаете; в анизотропии физико-механических свойств пород я руд.

Отличие анизотропии данного типа от рассмотренной ранее ш генетичной заключается в том, что и текстурно-структурный облш пород, и их анизотропия возникают позже образования пород, по< процессов диагенеза, в иной палеотектонической обстановке. При! рами могут служить соляные даапиры, деформированные т-ерригенно-карбонатные тонкослоистые породы.

Дластическо-деформационный тип возникает часто в зонах шов: складчатости, в мезозое. Здесь он вызван кливажным течением ве: ства. Отличие этого типа от сингенетичного метаморфического со ит в степени преобразования пород. Если в метаморфических обра ваниях полностью отсутствуют структурные элементы и петрофизи ские параметры исходных осадочных или магматических образовани то при пластически-деформированном типе всегда присутствуют ре товые текстуры и структуры материнских пород. Ориентировка зер породы при этом образует две системы: связанную с реликтами и исходного расположения и новообразованную, возникшую под влия* термоданашчес.сих процессов мезозоны.

Хрупко-деформационный тип анизотропии вызван развитием в твердых телах микротрещин и зокок катаклаза. Он характеризует приповерхностные деформации и развит в породах с низкими значе ниями коэффициента Пуассона. С повышением температуры процесс;

;рекристаллизация вещества обычно приводят к релаксации напря-;няй и таким образом препятствуют образованию микротрещин. Наи-шее благоприятными условиями для появления анизотропии этого [па являются достаточно сильные, но кратковременные тектонячес-¡е напряжения, отсутствие нагретых флюидных потоков и кварцев о-шевошпатовый состав деформируемых пород.

Таким образом, кристаллы, аморфные вещества, моноыинеральные •регаты и полиминеральные породы с момента образования и на всех 'адиях их эволюция вплоть до современного состояния обладали ра-[ой анизотропией фязико-механическах свойств, которая менялась в ¡язя с преобразованиям! этих твердых тел. Элементы, возникшие в :риоды наиболее интенсивных палеотектонических воздействий, при •ом частично консервировались. Выявление масштабов объемной ани-)тропяи пород и руд и установление ее генетической природы дают >зможность глубже понять закономерную эволюцию петрофизической >еды структурообразования, наметить связь физико-механических па-1метров с геохимическими характеристиками, геоданамическим типом доносной структуры и механизмом ее образования. Все это позволя-1 рационально вести поиски я разведку месторождений полезных яс-яаемых.

Упругая анизотропия я методы ее определения. Анизотропные юдц могут быть выявлены при изучении любого физического или ме-ничес.-сого свойства твердых тел. Проблемы заключаются в практичной реализации этого, возможностях современной аппаратуры, вкбо-I метода интерпретации полученных результатов; необходимы эксп-ссность, надежность (воспроизводимость), простота, невысокая ■оямость и большая геолого-генетическая информативность'по сравняю с другими,приемами, уже используемыми в геология.

Всеми этими.качествами обладают ультразвуковые методы изуче-я структуры и свойств твердых тел. Создана серийная, недорогая,

простая в эксплуатации аппаратура. Она столь разнообразна, ч позволяет исследовать минеральное вещество на макроуровне (ул звуковая микроскопия), в образцах различных размеров (от неск кях миллиметров до десятков сантиметров), как на обнажениях я горных выработках, так и в скважинах установками акустическог каротажа.

Теоретические аспекты акустических методов разработаны в раа фундаментальных трудов по физической и молекулярной акуст. Исследованы закономерности распространения, отражения и прело: ния различных типов упругих волн в анизотропных средах; опред ны способы расчета упругих параметров; намечены основные зако мерности взаимосвязи акустических характеристик со строением дых тел.

Главный теоретический вывод, подтвержденный экспериментам - положение о том, что в силовом поле минеральные вещества в цессе их образования и преобразования приобретают анизотропны свойства, которые фиксируются в их молекулярном, микроскопиче и макроскопическом строении. При этом в направлении действия симальных главных нормальных напряжений ^ 2 (растягивающие лия) в твердом теле будут возникать наибольшие значения упруг параметров (скоростей волн, модулей упругости), а в направлен действия минимальных напряжений ^ 3 (сжимающие усилия) - к меньшие значения этих параметров. Это положение в сочетали:: представлениями о генетических типах'упругой анизотропии г сс ляет основу петрофизическото метода восстановления палеотектс ских полей напряжений.

Определение анизотропии упругих свойств сопровождалось из рениями других оязико-механических параметров (пористости, пл ности, проницаемости и др.) по известным методикам (Старостин

388,1990). Структурно-петрофизический анализ, решая большинство адач, обладает рядом преимуществ: он применим практически ко зем породам, менее трудоемок и дает более обширную информацию, альшое количество экспериментальных данных, получаемых при поле-« и лабораторных работах обрабатываются с помощью программ для ЗМ. К ним относятся программы построения круговых диаграмм тре-шоватости, для выбора структурных элементов определенного клас-1, построения суммарных диаграмм, для расчета координат осей шряжекий, для определения эффективной пористости, параметров юыщения и комплексного петрофазического коэффициента.

Содержание работы

Меднопсрфировое месторождение Туншанькоу находится в Восточ-зм Китае, в провинции Хубэй, вблизи города Ухань. Оно было откры-з в 1957 г. я с тех пор с перерывами разведывается и попутно откатывается открытым карьерным способом.

Месторождение приурочено к зоне сочленения субширотных син-шнальной и антиклинальной складок, сложенных карбонатной серией 1/шего триаса и локализовано на контакте интрузивного гранодиори-язого комплекса с карбонатными породами. Контактовые преобразова-[я выразились в образовании мраморов, доломитовых мраморов и до-)митолитов. Внедрение интрузива происходило в Яньшаньскую эпоху 153-127 млн.л). Были сформированы штокообразные тела гранодиори-ш, жильные штоки гранодиоритов и трубообразные тела кварцево-«щонитовых порфиров. После внедрения даек возник рудный шток-фк, который занимает весь гранодиоритовый массив. 3 целом шток-:рк имеет форму усеченного конуса с практически безрудной серд-¡виной (рис.1,2).

В результате многоэтапной гидротермальной деятельности сфор-:ровались окварцованные породы, кварц-серицитовые и полевошпато-

вые метасоматиты, а также медные, молибденовые и пирят-полиме лические руды.

Основными компонентами руд являются медь и молибден, нахо щиеся вместе на всей обширной площади штокверка. Основные руд минералы - пирит,; халькопирит, молибденит, борнит, магнетит, небольших количествах присутствуют сфалерит, галенит, гематит блеклая руда, марказит, золото и другие компоненты. Главную ц ность представляют халькопирит и борнит, промышленное значени имеет таете молибденит, Молибденовая минерализация представле также небольшими телами сложной формы в глубинных частях интр вов. Полиметаллическая минерализация приурочена к трецщнным с темам, развитым в основном в зоне экзоконтактов вокруг штоков

На рудном поле выявлено шесть сбросов, среди них два наиб крупных имеют широтное простирание. Три сброса дугообразной ф мы располагаются по периферии и падают на юг. Выделяется такж субмеридиональной пострудный сброс.

На месторождении откартировано трубообразное тело эксплоз ных брекчий, сложенное обломками различных пород (гранодаорит кварцево-монцонитовых порфиров, мраморов и др.) и сцементиров ное мелкозернистым агрегатом кварцево-монцонитового состава частично гидротермально-метасоматическими минералами. Трубка, уроченная к кварцево-монцонятово-порфировому массиву, прорыва шток гранодяоритов, и проникает в толщу мраморов. В эксплозив брекчиях располагается крупное скопление медных руд и небольш тела штокверковой молибденовой минерализации.

Люй Синьбао (1991) выделяет два этапа гипогеннбго минерал разования. К раннему этапу относится формирование биотитовых тасоматитов, калиевых полевых шпатов и кварца, а также мелких делений магнетита, пирита и молибденита. На этом этапе одновр

менно с рудообразованием происходило формирование скарновых минералов вмещающих пород. В поздний главный этап возникли кварц-карбонатные прокилки с халькопиритом.

Гипергенные преобразования сульфидных руд привели к развитию вертикальней зональности. Верхняя зона представлена железной шляпой и обладает небольшой и невыдержанной мощностью. Располагающаяся ниже зона выщелачивания характеризуется также невыдержанной мощностью и пестрым минеральным составом руд, главным-вторичным минералом здесь являются малахит и хризокола. Еще более глубокая зона смешанных (первичных и вторичных) руд включает зону ■•вторичного сульфидного обогащения. В ее пределах развиты ковеллин, халькозин, марказит и другие минералы.

Структурно-петрофизический-анализ месторождения Туншанькоу

Месторождение Туншанькоу относится к полигенному типу, в котором плутоногенное медно-молибденпорфировое оруденение сочетается с медноскарновым. Рудоносный шток субвулканических гранодиоритпо-рфиров характеризуется повышенной микротрещиноватостью и активной гидротермально-метасоматической переработкой пород. Вертикальная протяженность минерализованных зон составляет 1-2 км. Согласно стратиграфо-структурным реконструкциям, петрофизическям данным и результатам изучения газово-жидких включений глубины рудообразова-ния колеблются в широких пределах от 1-2 км до 3-5 км. Этим глубинам соответствует давление: литостатичзское (220-1100 бар) и гидростатическое (120-500 бар).

Внедрение меднопорфирового штока в приповерхностную зону нашло отражение в его небольшом размере, высокой трещиноватости и образовании тонкозернистых порфировых структур. Характер изменений и минерализация показыет, что гидротермальные флюиды, как магматические и метеорные, быля относительно окисленными. В свя-

занных с интрузивами меднорудных скарнах отмечаются гранаты, богатые окисью железа и клинопироксена, бедного закисью железа. Для скарнов характерна жильная и прожилковая форма, что обусловлено повышенной трещиноватоетью карбонатных пород и в связи с этим низким давлением флюидов. Подобные условия способствовали течению процессов скарнообразования при более низких температурах 500-350°С.

Отмечается эволюционно-временная направленность изменений в порфировом штоке от раннего калий-кремниевого метасоматоза к более поздней серицитизации и пропилитизации. Установлена тесная корреляция между изменениями пород в штоке и прогрессивным скарнообра-зованием. По мраыоризованным известнякам здесь развиваются гранат андрадатового ряда и пироксен диопсидового состава с пиритом, халь копиритом и магнетитом, а по доломитам и доломитизированным мрамо-ризованным известнякам образуются форстерит-серпентин-магнетит-халькопиритовые скарны. В течение этой же ранней высокотемпературной стадии пироксеновые роговики превращаются в актинолитовые и биотитовые роговики и одновременно образуются пирит-халькопирит-магнетитовые прожилки.

В истории формирования месторождения отчетливо выделяются два главных этапа - прототектонический и постмагматический. В первый этап внедрилась гранодиоритовая магма в уже дислоцированные карбонатные породы триасового возраста и образовался основной интрузивный шток. Согласно петрофизкческим данным в это врем действовало палеотектоническое пале напряжений с крутоориентированными сжимающими усилиями и пологими субгоризонтальными промежуточными и растягивающими. Выделяется отдельные блоки, дта которых характерен механизм деформирования - поперечный изгиб. В краевых частя; таких блоков, совпадающих с контактами гранодаоритового штока и характеризующиеся наклонным положением осей (э ^ (30-60°) наиболее интенсивно формировались скарны (рис.3,4).

Второй постдагматяческий этап связан с орогеническими движениями, сопровождавшимися интенсивной эрозией возникающих горных сооружений. В этот этап господствовали поля напряжений, связанные с процессами литостатической разгрузки. Наибольшее растяжение было ориентировано субвертикально, а сжатие пологонаклонно или горизонтально. На палеотектоняческом плане месторождения выявлена структурная линия СЗ простирания; вдоль которой происходила резкая смена ориентировка осей ^ д- и их выполаживания в западной части. На фоне в целом воздымающейся структуры установлено региональное субмеридиональное пологое сжатие и широтное растяжение. Отмеченная структурная линия контролировала флюидные потоки. К ней приурочены зоны скарнирования, калишпатизация, феллизитизации, ок~ варцевания, серицитязации и оруденения.

Процессы рудообразования протекали на границе двух комплексов пород: карбонатной (доломиты, известняки, мраморы, сланцы) и интрузивной (гранодиориты, диориты, кварцевые монцониты и др.) (таблица). Резкое различие в физико-механических свойствах пород этих комплексов привело к формированию открытых легкопроницаемых структур. Именно на границах данных комплексов возникли рудоносные штокверки (рис.5).

Заключение

Проведенное исследование позволило установить сложную полигенную и полихронную природу месторовдения Тунаанькоу. Его формирование протекало в обстановке воздымающихся орогенпческих движений в раннемеловую эпоху. Внедрение гранодиоритовой магмы в триасовые карбонатные толщи происходило в региональном поле напряжений, характеризующимся субмеридиональным сжатием и широтным растяжением. Выделено два основных этапа формирования месторождения. В ранний прототектонический действовал механизм поперечного изгибания при вертикальной ориентировке оси <о 3. В этот этап прояс-

-За-

ходили высокотемпературные метасоматические изменения калишпати-зация, ороговикование, раннее скарнирование.

Образовывались небольшие тела вкрапленных молибденитовых руд. Наиболее интенсивно рудообразование протекало во второй постинтрузивный этап. В это время начал действовать механизм литостати-ческой разгрузки, произошла переориентировка поля напряжений. Наибольшее растяжение отчетливо стало действовать в субвертикальном направлении. Возникли пологие трещины отрыва и сопряженные с ними трещины скалывания. Активно функционировала гидротермальная система, контролировавшаяся меридиональными контактами гранодио-ритового штока. Образовались главные порфаровые (в эндоконтакте) и скарновые (в экзоконтакте) рудные тела.

В металлогеняческой провинции средней и нижней части бассейна реки Янцзы перспективными на обнаружение медных и медномолиб-деновых месторождений сложного порфярово-скарнового типа являются меридиональные зоны тектонических нарушений; приподнятые блоки триасовых карбонатных пород (горст-антиклинали), западные я восточные контакты интрузивных штоков, участки хрупких метасома-тически переработанных как интрузивных, так и осадочных пород.

В связи с тем, что образование месторождений протекало в открытых структурах растяжения промышленный интерес представляют я глубинные корневые части рудно-магматических систем. Не вскрытые эрозией интрузии, их верхний чехол из карбонатных пород перспективен на скарнсвое медное оруденение.

Список работ по теме диссертации

1. Геологическое строение меднопорфирового месторождения Туншанькоу (Китай)1.1 Вестник МГУ, сер.геология ¡в 6, 1994, с. 56-62

2. Факторы, контролирующие рудообразование на меднопорфаро-вом месторовденяя Туншанькоу (Китай). Материалы XX научной конференции молодых ученых геологического факультета МГУ. Москва,1993 (депонировано в ВИНИТИ) № 3321-В72

ы «3

Рш>. £ • сплоги'мчсяп схема и разрез ммторояеденкя Туньшапыюу.

1 - карбонатные породы,- 2 • гранодиориговые порфиры; 8 - квярцево-мопцонитопые порфиры; 4 - диориты; 5 - меднорудные тела; в - молибденовые руды; 7 - достоверные сбросы; 8 - пррдиолагяемтде «броеы.

+ + + + + ++-+++++ + + + + + + + + + +• + + + + + + + + + + + -

-(—I—)—Ч—H- + + +

+ + + + + + + H + + + + + + + + +

+ ■-+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +-+ + + + + + + + + + + + + + + + +

.-f + + + +1 + + + + + -■ + +>+ + + + + 4- + +

+ + + + + + + + + + Ч + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + +

+ + + + + + + + : . ++-+ + + + + + + + .. . + +•+ + + + + + + + +„

Ч Ч. f + + + + + + + + + . , . t- Ч Ч1 + + + + + + + + + ■

+ + + + + + + + + + + + + : ЧЧ + 44 + + + + + + + +,

к-Ч-н i и Í А—г 4- + + -4 + + + + + + + + + + + .

+ + + + + + + + + + -!- + ; + + + + + + +- + + + '

н-—i—i—i—-f + + jL„

, + + + + + + + + + -ьи + + + + + + + + + '

-Д + + + + + + ■ ' +■+++++

+ + -f + + 4- + + + + + +'

' + + + + +

H- + + + + + + + +

_х_Г +

3 ЕЗ* ЕЯ* Е37Н8 ЕЗ» ст»

Рис. 3 Палеотектоническоз поле напряжений для прототекто-нического этапа.

I - карбонатные породы; 2 - диориты, гранодиориты; 3 - кварцевые монцониты; 4 - медная и молибденовая минерализация; 5-8 - пале отект они чески е оси напряжения: 5 - £ д ;

6 - изограды ¿3; 7 - ^ т ; 8 - изограды

9 - главные структурные зоны; 10 - линейные зоны, по которым происходила смена направлений действия осей палеонапряжений.

Рис. 4 Палеотектоническое поле напряжений для nocí матического этапа.

Условные обозначения см. рис.'З.

- гъ

Рис. 5 Структурно-петров зяческая схема западной части месторождения Туншанькоу

I И [Щ]2 Г+~+1з ЕЕУЗ6 ЕЕЗ? ЕЕЗЗ8 Г^Э

I - карбонатные породы (известнякл, мраморы), 2 - диориты, 3 - кварцевые монцониты, 4 - медная и молибденовая минерализация, 5 - изолинии твердости (НВ), 6 - линейные зоны неоднородности (Кн 0,20), 7 - фазы складчатости (Г^ , Г2 , Гд , Г4 ), 8 - границы слабо (а) и сильно ( измененных мраморов, 9 - места взятия образцов

Таблица

Физико-механические свойства пород и руд месторождения Туншанькоу

Петро- :Породы и : Р физиче-:руда (ко- : -> ские :личество '"у группы : проб) .

Эф

км/с

Модули, П'Ю4 МПа

С 1 Кох

НВ/Коэффяц. неодаород.

Кпк

М^оры

2.88 0.91 0.46 0.10 5.80 3.09 0.28 7.15 2.83 5.79 162.86/0.26 434.8 -0.71

Гранодио- 2.65 0.83 0.38 0.08 5.43 2.91 0.29 5.70 2.25 4.76 149.31/0.15 404 -0.31