Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Минеральные ассоциации, зональность и генезис Партизанского скарново-полиметаллического месторождения

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Автореферат диссертации по теме "Минеральные ассоциации, зональность и генезис Партизанского скарново-полиметаллического месторождения"

РГ6 од / 8 ИЮН 1998

На правах рукописи СИМАНЕНКО ЛЮДМИЛА ФЕДОРОВНА

Минеральные ассоциации, зональность и генезис Партизанского скарнооо-полиметаллического месторождения (Дальиегорскнй рудный район)

Специальность 04.00.11 - Геология, поиски и разведка рудных и

нерудных месторождений, металлогения.

Авто рефе рат на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Вл<агптосток - 199"

Работа выполнена в Дальневосточном геологическом институте ДВО РАН.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических

наук В.В. Раткин (ДВГИ ДВО РАН) Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук СЛ. Коренбаум (ДВГИ ДВО РАН) кандидат геолого-минералогических наук С. П. Гарбузов (ДВГТУ МО и СО) Ведущее предприятие: Приморгеолком Министерства природных ресурсов РФ (г. Владивосток)

Защита состоится чюня 1995 г. на заседании диссертационного совета Д 003.54.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук при Дальневосточном геологическом институте ДВО РАН. в /о уясоа Адрес: 690022, г. Владивосток-22, пр. 100-летия Владивостока, 159, Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДВО РАН (адрес тот хе)

Автореферат разослан А $ 199% г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, с

кандидат геолого-минералогических наук

/Б.И. Семеняк,

Актуальность работы. Партизанское свинцово--цинковое месторождение эксплуатируется с начала 50-х годов XX в. и обеспечивает в настоящее время около трети добычи полиметаллических руд АО "Дальполиметалл".

В условиях формирующегося российского рынка минерального сырья резко ужесточились требования к качеству руд и уровню их обогатимости. Возникла необходимость снижения удельной стоимости работ по приросту запасов при одновременном углубленном изучении состава руд и пространственной изменчивости минеральных ассоциаций. Данные по зональности рудных тел могли бы использоваться при создании гибкой системы отработки полиметаллических месторождений Дальнегорского горнорудного района. Исследования Партизанского месторождения, направленные главным образом на выявление характера изменчивости минерального состава руд в объеме рудных тел и вариаций состава главных минералов-концентраторов РЬ, Тх\, Аи и В1 представляют практический пример реализаци обозначенного подхода к решению проблемы рынка минерального сырья на действующих горнообогатительных предприятиях.

Цель работы - на основе детальных исследований минералогии и геохимии Партизанского месторождения показать главные закономерности пространственно-временного распределения комплексных полиметаллических руд, и, опираясь на анализ вертикальной минералого-геохимической зональности рудных тел месторождения, предложить метод, позволяющий оценить глубину эрозионного среза индивидуальных рудных тел и перспективность распространения оруденения на глубину.

В ходе исследования автором решались следующие задачи:

1. Выяление основных силикатных и рудных минеральных ассоциаций и определение последовательности их формирования в пределах установленных этапов минералообразования.

2. Исследование типоморфных особенностей ассоциаций и типо-морфных свойств отдельных минералов, закономерностей распределения элементов-примесей и форм их вхождения в главные ру-дообразующие сульфиды - сфалерит и галенит и сопутствующие рудные минералы.

3. Выявление минералого-геохимической зональности оруденения и закономерностей локализации сопутствующих висмутовой и серебро-сурьмяной минерализаций.

4. Изучение физико-химических условий минералообразования.

Фактический материал и методы исследований. Фактический материал собран автором во время полевых работ с 1985 по 1990 гг. в процессе выполнения исследований по хоздоговорной теме с ГОКом "Дальполиметалл" "Редкие и рассеянные элементы в полиметаллических рудах Дальнегорского района" под руководством д.г.-м.н. В. В. Раткина (№ гос. регистрации 01.87.0.829447; 25-86-31/9).

Взаимоотношения минералов и минеральных ассоциаций изучались в горных выработках Партизанского месторождения, штуфах, шлифах и аншлифах. В процессе работы автором было исследовано более 300 образцов, свыше 400 полированных и 100 прозрачных шлифов, около 150 мономинеральных проб.

Химический состав минералов и рудных проб (вал) исследовался методами полного химического, количественного спектрального, атомно-абсорбционного и микрорентгеноспектрального анализов. Электронно-зондовые анализы, имеющие особое значение для решения поставленных задач, выполнены на рентгеновских микроанализаторах "Camebax" (ИВ ДВО РАН, аналитики В.М. Чубаров, В.М. Округин), JXA-5A (ДВГИ ДВО РАН, аналитик В.И. Сапин) и JXA-5 (МГУ, аналитик Н.Е. Сергеева). Кроме того, были получены следующие характеристики для интересующих минералов: реттеноструктурные (выполнены на "ДРОН-3" и УРС-60, аналитики Т.Е. Афанасьева и С.М. Горюхина), мессбау-эровские (ЯГРС-4, аналитик М.И. Патук), микротвердости.

Минералого-геохимическое изучение силикатных образований и руд проводилось в комплексе с широким использованием методов термобарогеохимии. Физико-химические условия кристаллизации минералов определялись путем изучения флюидных включений в сфалерите, геденбергите, флюорите, кварце и кальците. Применяемые методы включали замеры температур их гомогенизации и изучение состава законсервированных в них растворов с помощью криометрии (аналитик В .А. Пахомова). Температурный режим минералообразования оценивался также на основе минеральных геотермометров.

Исследования флюидных включений были дополнены определениями изотопного состава S в сфалерите и галените, РЬ в галените, а также кислорода и углерода в кальците и кислорода i кварце. Изотопные определения выполнены на модернизирован' ном масс-спектрометре МИ-1201В по стандартным методиках

(аналитики Л.В. Боровик, В.И. Киселев).

Весь фактический материал, как полученный автором лично, так и заимствованный из литературных источников, интерпретирован и обобщен диссертантом.

Научная поппзпа. 1.Уточнена последовательность мине-ралообразования на Партизанском скарново-полиметаллическом месторождении; 2. Показано существование вертикальной минера-лого-геохимической зональности рудных тел, которая, будучи обусловленной генетическими особенностями формирования месторождения, является, по-существу, комбинацией двух типов: стадийной (в связи с развитием продуктов поздней серебро--сульфосольной минерализации, для которой характерно широкое развитие разнообразных серебряных и сурьмяно-серебряных минералов) и фациальной (в пределах раннего скарново-пояиметал-лического минерального комплекса). З.Существенно дополнены на современном методическом уровне данные о составе главных нерудных и рудных минералов, установлены формы нахождения и закономерности концентраций Аё и В! в галенитах и блеклых рудах с различных уровней глубинности рудных тел и их связь с геолого-генетическими особенностями формирования месторождения. 4.Установлены закономерности локализации попутной висмутовой минерализации в полиметаллических рудах Партизанского месторождения, детально охарактеризованной в настоящей работе. Получены новые данные о химизме редких минералов висмута, большинство из которых установлены здесь впервые автором.

Практическое значение работы. На основе полученных результатов по минералого-геохимической зональности рудных тел предложен метод оценки уровня эрозионного среза свинцово-цинковых рудных тел.

Данные о формах нахождения и закономерностях концентрации серебра и висмута в рудных минералах месторождения могут быть использованы при разработке схем обогащения и технологической переработки руд.

Апробаппя работм. Основные результаты работы изложены в 10 публикациях. Кроме того, материалы исследований использованы при написании 3-х научных отчетов, которые были переданы в ГОК "Дальполиметалл" в 1986, 1990 и 1993 гг. Отдельные положения диссертации были представлены в форме докладов на всесоюзном совещании в Магадане в 1988 г. и на заседании

ученого совета ДВГИ ДВО РАН в 1994 г.

Структура и объем работы.Диссертация, общим объемом /Л? страниц, состоит из введения, 5 глав и заключения. Представляемый материал проиллюстрирован в32таблицах и гг рисунках. Список цитируемой литературы составляет 38 наименований. Основные защищаемые положения:

1. Партизанское скарново-полиметаллическое месторождение сформировано в два этапа, разделенные внедрением даек базальтов

скарново-полиметаллический и серебро-сульфо-сольньш. Основной объем полиметаллических руд сформирован в первый этап, в пределах которого выделяется четыре минеральные ассоциации (в порядке отложения): скарново-силикатная, кварц--арсенопиритовая, продуктивная галенит-сфалеритовая и пирро-тин-пирит-халькопиритовая. Продукты второго этапа фиксируются преимущественно вблизи верхней границы рудных тел, где представлены сульфосольно-галенит-халькопиритовой ассоциацией, наложенной на минеральные ассоциации первого этапа.

2. Минералого-геохимическая зональность оруденения является комплексной, возникшей за счет совмещения стадийной (в связи с наложением продуктов II серебро-сульфосольного этапа на минеральные ассоциации I этапа) и фациальной (в предеделах минерального комплекса I этапа). Рудная зональность месторождения в целом выражается в смене от корневых к верхним частям рудных тел существенно цинковых руд с Ай-В! геохимической специализацией типичными свинцово-цинковыми и далее сереб-ро-сурьмяно-свинцово-цинковыми рудами.

3. Зональность скарново-силикатной ассоциации выражается в смене скарнов кварц-кальцитовыми метасоматитами в апикальной части скарново-рудных тел и в изменении минерального состава скарновой колонны. При этом пироксен изменяется от собственно геденбергита (Н<3—84%) на глубине до мангангеден-бергита (Нс1=51.5%, .Го=37.4%) в верхней части скарновых тел.

4.Зональность продуктивной ассоциации выражается в существовании двух фациальных разновидностей: матильдога-ленит-сфалеритовой на глубине и собственно галенит-сфалерито-вой на средних и верхних уровнях глубинности рудных тел. Отношение РЬ/7п в рудах при этом изменяется от 0,1 до 1,0. В прикорневой части рудных тел в составе продуктивной ассоциации установлен широкий комплекс висмутовых и Вьсодержащих минера-

лов, представленный самородным Bi, сульфосолями лиллианит-гу-ставитового ряда, козалитом, галенобисмутитом, муммеитом, Ag--хейровскиитом, виттитом, селенистым жозеитом А, хедлейитом, Ag-Bi-содержащими галенитом и тетраэдритом.

Вертикальная зональность состава рудных минералов продуктивной ассоциации проявляется в том, что: галенит на глубине аномально обогащен Bi (0.5-4.86 мас.%) и Ag (0.29-1.3 мас.%), а на более высоких уровнях рудных тел изоморфные примеси в нем практически отсутствуют; в блеклых рудах по восстанию рудных тел отмечается увеличение содержаний Sb, Ag и Fe и соответственное снижение содержаний Си и Zn; прослеживается тенденция роста железистости сфалерита в этом же направлении.

5. Закономерная смена минеральных ассоциаций скарново--полиметаллического этапа во времени обусловлена прежде всего постепенным снижением температуры гидротермальных растворов. Вертикальная зональность каждой из выделенных минеральных ассоциаций определяется, главным образом, существованием температурного градиента в колонне рудоносных гидротерм. Кроме того, по восстанию скарново-рудных тел установлены изменения режима серы, кислорода и активностей рудных компонентов.

Благодарности. За ценные советы, консультации и доброжелательные критические замечания автор глубоко благодарен сотрудникам ДВГИ: д.г.-м.н. JI.H. Хетчикову, д.г.-м.н. И.Н. Говорову, д.г.-м.н. С.А. Щеке, к.г.-м.н. В.В. Голозубову, к.г.-м.н. П.Л. Неволину, к.г.-м.н. Б.Л. Залищаку, д.г.-м.н. В.Г. Хомичу, к.г.-м.н. В.В. Иванову, к.г.-м.н. И.И. Фатьянову.

Автор искренне благодарит к.г.-м.н. П.И. Логвенчева, оказавшего большую помощь в сборе геологических материалов. Неоценимую помощь в проведении термобарогеохимических исследований оказана научным сотрудником лаборатории металлогении рудных районов В.А. Пахомовой. За необходимое содействие в выполнении аналитических исследований на микрозондах автор глубоко благодарен к.г.-м.н. В.М. Округину и В.М. Чубарову (ИВ ДВО РАН), к.г.-м.н. В.И. Сапину (ДВГИ ДВО РАН) и к.г.-м.н. Н.Е. Сергеевой (МГУ). За помощь в отборе монофракций выражается искренняя признательность старшим лаборантам P.A. Герасименко и В.И. Никифоровой.

Особую благодарность автор выражает научному руководителю д.г.-м.н. В.В. Раткину за постоянное внимание, ценные советы и большую помощь в ходе выполнения работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Основные черты геологического строения Дальнегор-ского рудного района и Партизанского месторождения.

1.1. Геологическое строение района. Дальнегорский рудный район широко известен еще с прошлого века своими скарнами и свинцово-цинковыми рудами, представляющими и до сих пор основной промышленный интерес. В структурно-металлогеническом отношении Дальнегорский рудный узел принадлежит Тихоокеанскому рудному поясу и приурочен к комплексу пород Прибрежного аккреционного пояса, имеющего четкое этажное строение, или, по новой терминологии, комплексу пород Таухинской аккреционной призмы, являющейся наиболее изученным террейном в структурах мезозойского складчатого обрамления Тихого океана (Юш-манов, 1986; Голозубов и др., 1992; Голозубов, Ханчук, 1995). Породы аккреционной призмы, формирующие в Дальнегорском районе фундамент вулканического пояса, представлены кремнистыми, терригенными и карбонатными отложениями раннемелового возраста, смятыми в систему тесно сжатых линейных складок северо-восточного простирания. Породы неокомских комплексов перекрываются пологозалегающей толщей вулканитов среднего и кислого состава познемелового-палеоценового возраста Восточно--Сихотэ-Алинского вулканического пояса.

По данным В.В. Голозубова, в составе раннемеловых образований Таухинской призмы выделяются три породных комплекса: силинский, горбушинский и устиновский. Особенностью этих неокомских комплексов является присутствие в них олистостро-мовой толщи, насыщенной пластинами и крупными глыбами средне- и верхнетриасовых рифогенных известняков. Нередко последние встречаются в олистостроме в виде обособленных глыб совместно с подстилающими их субщелочными высокотитанистыми базальтами и рассматриваются в качестве фрагментов палеогай-отов (Ханчук и др., 1989). Кроме известняков, в олистостроме присутствуют глыбы и пластины раннетриасовых-позднеюрских кремней и аркозовых песчаников.

В основании разреза постакреционных вулканитов, перекрывающих складчатые мезозойские комплексы, залегают поздний

альб-сеноманские конгломераты, гравелиты, алевролиты и пепло-вые туфы кислого состава, принадлежащие петрозуевской свите. Стратиграфически выше залегают лавы и туфы андезито-базальтов сеноман-туронского возраста синанчинской свиты, перекрывающиеся толщей игнимбритов и туфов риолитов, выделяемых вместе с комагматичными им малоглубинными интрузиями диорит-гранитного ряда в приморский вулкано-плутонический комплекс турон-кампанского возраста. Далее сводный разрез надстраивается лавами и туфами андезитового, дацитового, реже рио-литового состава дальнегорского комплекса маастрихт-датского возраста, выполняющими локальные вулкано-тектонические депрессии. Ассоциированные с маастрихт-датскими вулканитами плутонические породы представляют крупнейшие интрузии Дальнегорского района. По составу они относятся к сложнодифферен-цированным и соответствуют гранитоидам повышенной основности габбро-гранитной серии. По данным В.А. Михайлова (1989), и вулканиты и ассоциированные с ними плутонические породы приморского и дальнегорского комплексов обогащены относительно кларка свинцом и цинком.

Возраст интрузий дальнегорского комплекса по K-Ar определениям варьирует от 69-до 55 млн. лет. Завершается формирование комплекса, вслед за внедрением гранитов, образованием даек базальтов и андезито-базальтов, возраст которых соответствует интервалу 55-60 млн. лет.

Наиболее молодым среди вулкано-плутонических комплексов Дальнегорского района является богопольский датского возраста, для пород которого характерен ультракислый состав. Если в целом вулканиты поздний мел-датского возраста относятся к известково-щелочным сериям, то вулканиты датской богопольской вулкано-плутонической ассоциации более насыщены щелочами при преобладании калия. Богопольский комплекс встречается в районе лишь в локальных структурах, с ним обычно ассоциировано серебряное оруденение.

Главным позднемеловым структурным элементом Дальнегорского района является, по данным E.H. Корсунова (1991), интрузивно-купольная структура. Породы раннемеловой аккреционной призмы обнажаются в горстообразных поднятиях, которые разделяют локальные вулкано-тектонические депрессии, выполненные поздний мел-палеогеновыми вулканитами. Локальные вулканиче-

ские депрессии образуют внешнюю зону в обрамлении интрузивно-купольной структуры и вмещают ряд промышленных полиметаллических месторождений района.

1.2. Геологическая характеристика месторождения. Партизанское скарновое свинцово-цинковое месторождение расположено непосредственно в городе Дальнегорске, на правом борту р. Рудная (Тетюхе). Породы, вмещающие Партизанское и все другие скарно-во-полиметаллические месторождения района, принадлежат нео-комской олистостроме, представленной гигантскими пластинами (олистолитами) триасовых известняков, глыбами песчаников и кремней триасового и юрского возраста, которые заключены в терригенный матрикс кремнистых алевролитов, песчаников и по-лимиктовых осадочных брекчий раннемелового возраста. Большинство скарново-рудных тел Партизанского месторождения локализовано в зонах контакта вертикально падающего плитообраз-ного олистолита известняков с облекающими его алевролитами и песчаниками. Часть рудных тел приурочена к контакту известняков и перекрывающих их позднемеловых вулканитов. Рудные тела образуют крутопадающие жилы, пологие залежи, линзовидные и трубообразные тела, сложенные скарнами с сульфидной минерализацией. Они прослежены горизонтами подземных горных выработок с интервалом 35-70 м на глубину около 600 м. На глубине около 800 м скарноворудные тела выклиниваются. Здесь известняки практически не преобразованы, но контактирующие с ними алю-мосиликатные породы заметно окварцованы, серицитизированы и биотитизированы. Локальный контроль размещения скарноворуд-ных тел определяется пересечениями благоприятных контактов с разломами северо-западного простирания. Эти разломы, по данным В.П. Уткина (1989), оперяя северо-восточные левые сдвига, выступали в позднемеловое время как магмо- и рудоподводящие.

Наиболее детально изучены группа Приконтактовых рудных тел (локализованных на юго-восточном ограничении пластины известняков) и самое крупное скопление руд - Больничная залежь, расположенная на крайнем северо-восточном фланге месторождения около карьера боросиликатных скарнов.

Скарново-полиметаллические месторождения Дальнегорского района не проявляют сколько-нибудь отчетливой непосредственной связи с конкретными интрузивными телами. Только на северо-восточном фланге Партизанского месторождения на глубине

около 1100 м вскрыта интрузия гранодиорит-гранитного состава. По петрохимическим и геохимическим особенностям граниты однотипны интрузиям дальнегорского комплекса. Возраст гранитной интрузии, по данным K-Ar определений, 63-64 млн. лет. По отношению к колонне боросиликатных скарнов, локализованных непосредственно над интрузией, она является пострудной, а по отношению к гранат-пироксеновым скарнам Партизанского месторождения интрузия гранитов выступает как предрудная (Раткин, 1995).

На Партизанском, как и на других скарново-полиметалли-ческих месторождениях Дальнегорского района, отчетливо проявлены предрудные и пострудные дайки субщелочных базальтовых порфиритов. Предрудные дайки ориентированы в меридиональном направлении, рассекают мезозойские складчатые комплексы аккреционной призмы и приморские вулканиты. Их возраст оценивается интервалом 75-70 млн. лет. Часть скарново-полиметалли-ческих рудных тел на Партизанском месторождении непосредственно приурочена к такого типа дайкам, локализуясь на их контактах с известняками или собственно в них.

Пострудные дайки имеют северо-западное простирание и отчетливо пересекают скарново-полиметаллические тела. Возраст пострудных даек варьирует в интервале 57-66 млн. лет (Баскина, 1982; Раткин, 1995). Исходя из соотношений с дайками и вулканическими породами, на которые наложены процессы скарново--полиметаллического рудообразования, возраст скарновых месторождений Дальнегорского района оценивается интервалом 68-57 млн. лет. Согласно данным В.В. Раткина (1995), генерацию рудо-образующих растворов следует связывать с деятельностью промежуточных вулканических очагов.

Глубина формирования месторождений, исходя из мощностей вулканических толщ, сформированных в центральной части Дальнегорского района к моменту проявления процессов скарново--полиметаллического рудообразования, не превышала 1 км.

Глава 2. Минералыше ассоциация, стадийность шшералообра-зозаппя, минералогическая п геохимическая зональпость скариово-рудпых тел месторождения. Скарновая минерализация на Партизанском месторождении представлена главным образом геденбер-гитом, в меньшей степени гранатом, аксинитом, ильваитом, еще реже волластонитом, везувианом, флюоритом, кварцем, кальцитом, апофиллитом, баритом, датолитом.

Среди рудных минералов главными являются сфалерит и галенит, второстепенными и редкими - халькопирит, арсенопирит, кубанит, сульфиды и дисульфиды Ре, акантит, блеклые руды, сурьмяные сульфосоли серебра и свинца, сульфосоли висмута, интерметаллические соединения и самородные элементы (алларгентум, висмут, золото), теллуриды и сульфотсллуриды висмута, оксиды железа.

На месторождении выделяется два этапа минералообразова-ния: скарново-псшиметаллический и серебро-сульфосольный. В течение первого этапа формировались следующие минеральные ассоциации (в порядке отложения): ранняя скарново-силикатная, допродукгивная кварц-арсенопиритовая, продуктивная галенит-сфалеритовая, постпродуктивная пирротин-пирит-халькопирито-вая. Отсутствие тектонических деформаций и каких-либо секущих взаимоотношений между скарново-силикатной и последующими рудными ассоциациями раннего этапа позволяет рассматривать процессы собственно скарнообразования и отложения полиметаллических руд как последовательные во времени и тесно связанные генетически единством гидротермальных растворов.

Названные минеральные ассоциации скарново-полиметал-лического этапа широко распространены на месторождении и всегда пространственно совмещены. Практически для всех рудных тел характерны как закономерная изменчивость вещественного состава выделенных минеральных ассоциаций с глубиной, так и вариации типоморфных свойств и химизма отдельных минералов каждой ассоциации в вертикальном разрезе скарново-рудных тел, вскрытых в диапазоне порядка 400 м. Для удобства анализа вертикальной зональности оруденения в работе рассматриваются три уровня глубинности в рудных телах: прикорневой (горизонты -135 м -5- »+ 5 м), средний (горизонты «+5 м -5- »+250 м) и верхний (горизонты -+250 м * +285 м). Наиболее контрастно зональность отложения продуктов I этапа проявилась при формировании минеральных ассоциащш Второго Приконтактового рудного тела.

Скарнооо-силихатнап ассоциация. На глубине, в основании скарновой колонны, скарны наиболее подиминеральны. Здесь в составе скарнов наряду с доминирующими геденбергитом, ильваи-том, гранатом присутствуют флюорит, кварц, кальцит, отмечаются везувиан, волластонит, аксинит и некоторые другие минералы. На среднем уровне глубинности скарновых тел развиты преимуществен-

но геденбергитовые скарны с незначительным количеством граната, аксинита, кварца. Ильваит на средних уровнях рудных тел отсутствует. В верхней части рудных тел количество скарновых минералов резко убывает вплоть до полного их исчезновения. Здесь предрудные метасоматиты представлены в основном жилообраз-ными телами кварц-кальцитового состава.

Кварц-арсенопиритоаая ассоциации непосредственно сменяет скарново-силикатную ассоциацию и предшествует отложению полиметаллических руд на всех горизонтах рудных тел. Зональность состава арсенопирита проявляется в том, что по восстанию рудных тел прослеживается тенденция уменьшения содержаний в нем мышьяка. Интервал изменения содержаний мышьяка от нижних горизонтов к верхним составляет 47.49-45.65 мас.%. Кроме того, характерной особенностью арсенопирита верхних горизонтов является его обогащенность сурьмой (до 0.24 мас.%).

Продуктивная галенит-сфапсритовап минеральная ассоциация сменяет во времени кварц-арсенопиритовую и представлена двумя фациальными разновидностями: матильдогале-нит-сфаперитовой* в прикорневых частях рудных тел и гале-нит-сфаперитопой в средних и верхних частях рудных тел. При этом отношение РЬ/2п в рудах изменяется от корневых частей рудных тел к верхним от 0.1 до 1.0.

В составе матильдогаленит-сфалеритовой ассоциации доминирующим рудным минералом является сфалерит, составляющий до 95% рудной массы и формирующий гнездовидные и массивные агрегаты в геденбергитовом, геденбергит-ильваитовом и геденбергит-гранат-ильваитовом скарне. Другие сопутствующие рудные минералы - халькопирит, пирротин, арсенопирит II, марказит, тетраэдрит, люцонит, алларгентум, золото самородное, магнетит, гематит, А§-ЕН-содержащий галенит (в том числе, матильдо-

* А.А. Годовиков (1972) предлошш называть галениты, содержащие в виде твердых растворов примеси Ag и Bi в эквивалентных количествах, соответствующих соотношению этих элементов в формуле матильдита AgBiSj, матильдогалешггами. Вследствие широкого распространения в прикорневых частях рудных тел в составе продуктивной галешгг-сфалеритовой ассоциации матильдогаленита, эта ассоциация на данном уровне глубинности орудецсния выделена в отдельную разновидность - матильдогале-нит-сфалеритовую.

галенит) и весь комплекс висмутовых минералов присутствуют в подчиненном количестве и рассредоточены в сфалеритовом мат-риксе, образуя либо мелкую вкрапленость, либо микрогнезд ооб-разные полиминеральные срастания.

Галенит-сфалеритовая ассоциация сменяет при движении к поверхности матилъдогаленит-сфалеритовую, выступая как ее фациальный аналог. Галенит-сфалеритовая ассоциация является самой распространенной - именно она содержит основную массу сфалерита и галенита средней и верхней частей рудных тел. Кроме главных рудных минералов здесь в незначительных количествах присутствуют халькопирит и блеклая руда.

В составе постпродуктивной пирротин-пирит-халькопири-товой ассоциации доминируют дисульфиды и сульфиды железа. На глубоких горизонтах в составе этой ассоциации развиты пирротин и халькопирит, а в средних и верхних частях рудных тел для ассоциации характерны пирит, марказит и халькопирит.

Серебро-сульфосольный этап отделен от скарново-полиме-таллического структурной перестройкой и внедрением даек базальтовых порфиритов. Последние были обнаружены Ю.К. Пустовым (1990) на северо-восточном фланге месторождения, где они отчетливо пересекают скарново-полиметаллические тела и иногда содержат в себе ксенолиты полиметаллической руды. Здесь же отмечены наложенные на дайки тонкие кальцит-сульфидные прожилки, в которых обнаружены минералы серебра. Очевидно, в отношении главного продуктивного этапа характеризуемые дайки (57 ± 5 млн. лет) являются пострудными. А наложенные на дайки сульфидные агрегаты, по-видимому, можно связывать с поздним серебро-сульфосольным этапом.

Продукты второго этапа, в отличие от продуктов первого, проявлены достаточно локально; на Партизанском месторождении они фиксируются преимущественно на верхних горизонтах рудных тел, где представлены сульфосольно-галснит-хапысопири-товой ассоциацией.

Минеральные агрегаты этой ассоциации отчетливо секут сульфидные агрегаты раннего этапа, выполняют в них межзерно-выи пространства н трещинки, цементируют брекчированные учаспси полиметаллической руды. Характерной особенностью сульфосольно-галенпт-халькопиритолой ассоциации является широкое развитие в ее составе серебряных и серсбросодсржащих ми-

нералов, образующих обильную микровкрапленность в матриксе главных сульфидов ассоциации - галените и халькопирите.

Кроме того, на крайнем северо-восточном фланге Партизанского месторождения были обнаружены скопления самородных мышьяка и сурьмы, стибарсена (Симаненко и др., 1994). Специфика минерального состава изученной мышьяково-сурьмяной ассоциации и особенности локализации позволяют предполагать, что ее образование могло быть связано с разгрузкой относительно низкосернистых растворов в палеогидротермальную полость (продушину) в поздний этап формирования месторождения.

Вне площади месторождения минеральные ассоциации второго этапа образуют мелкие существенно кварцевые жильные тела убогосульфидного типа с характерной вкрапленностью серебряных минералов. Такие жилы описаны С.П. Гарбузовым на Николаевском месторождении, где они пересекают пострудные (по отношению к скарново-полиметаллическим рудам) габброиды.

Изложенные выше данные по минералогии скарнов и ассоциированных с ними руд свидетельствуют об отчетливо проявленной зональности рудных тел, которая, будучи обусловленной генетическими особенностями формирования месторождения, является, по-существу, комбинацией двух типов зональности: стадийной (в связи с развитием продуктов II серебро-сульфосольного этапа минерализации) и фациальной (в пределах минерального комплекса I скарново-полиметаллического этапа). Наиболее яркая зональность была выявлена при изучении Второго Приконтактового тела. Характерные особенности состава различных уровней глубинности этого рудного тела сводятся к следующему. Прикорнепап часть. Скарны: грапат-пльоапт-гедепбергптопые. Второстепенные скарно-вые минералы: флюорит, аксинит, волластонит, кварц, кальцит. Содержание геденбергитового минала в пироксене превышает 80%. Отношение Ре3+/£Ре, по данным мессбауэровского анализа, равно 14. Руды: существенно цппкозые. РЬ/2п < 0.5 Главный рудный минерал - сфалерит. Другие рудные минералы: матильдогаленит, арсенопирит, тетраэдрит, халькопирит, магнетит, Ая-РЬ-Вь сульфосоли, теллуриды и сульфотеллуриды висмута, висмут самородный, пирротин. Средняя часть. Скарны: существенно гедеп-берпггопые. Ильваит полностью отсутствует. Второстепенные скарновые минералы: гранат, аксинит, кварц, кальцит. Геденбер-гит обогащен марганцем. Содержание геденбергитового минала в

пироксене 51.5 - 60.6%. Отношение Ре3+/£Ре, по данным мессбау-эровского анализа: 7-11. Руды: галеннт-сфалернтоые. РЬ/гп®0.8

Главные рудные минералы: сфалерит и галенит. Другие рудные минералы: халькопирит, фрейбергит, тетраэдрит, пирит, марказит. Верхняя часть. Скарны практически отсутствуют. Кварц--кальцнтовая порода. Руды: сфалернт-галенитовые. РЬ/^п >1.0

Главные рудные минералы: галенит, сфалерит. Другие рудные минералы: халькопирит, фрейбергит, стефанит, пираргирит, акантит, пирит, марказит.

Специфика минерального состава разных уровней глубинности Второго Приконтактового тела нашла свое выражение в геохимической специализации руд. Для нижней части тел характерна отчетливая А£-В1 специализация, а для верхней - Ав-8Ь.

Глава 3. Минералогия и химические особенности типоморфных минералов скарново-полиметаллнческого этапа в вертикальном разрезе рудоносной зоны.

3.1. Пространственно-временные вариации состава минералов скарново-силикатной ассоциации.

Ильваит. В рудных телах Приконтактовой группы ильваит присутствует преимущественно в прикорневых частях рудных тел. По направлению к поверхности количество ильвата заметно убывает, преобладающим в составе скарнов становится геденбергит. В Больничной рудной залежи, как исключение из общей закономерности, ильваит распространен в пределах всего объема залежи.

В изученных рудных телах выделяются две генерации ильваи-та. Ранний ильваит (I) встречается в виде зернистых скоплений и мелкокристаллических агрегатов в геденбергитовом и гранат--геденбергитовом скарне. Поздний ильваит (II) образует скопления призматических кристалликов в мелких продушинах в тесной ассоциации с кварцем и кальцитом.

Наиболее детально изучался химический состав ильваита Больничной залежи, для которого выполнено 13 полных химических анализов и 7 локальных микрорентгеноспектральных анализа. Состав ильваита Второго Приконтактового тела изучен только микрозондовым методом.

Ильваит всех проанализированных образцов относится к Мп разностям. Анализы ильваита с разных уровней глубинности Больничной рудной залежи не выявили каких-либо закономерностей в распределении по вертикали содержаний МпО, варьирующих в

широких пределах: от 3.29 до 7.89 мас.%. Во Втором Приконтакто-вом теле отмечается закономерное изменение в содержании МпО для различных генераций ильваита. Более высокие концентрации МпО свойственны для позднего ильваита (II) -7.13 + 8.09 мас.%, тогда как в образцах раннего ильваита содержание МпО колеблется в пределах 3.72 + 4.72 мас.% .

Гранат. Наиболее характерной чертой граната Больничной залежи является его зональное строение. Как правило, центральная часть кристаллов граната сложена андрадитом, а по Периферии гранат обогащается гроссуляровой составляющей. Характер зональности граната однотипен для всех уровней глубинности Больничной залежи. Гранат из Приконтактовой группы скарново-руд-ных тел детально не изучался.

Геденбергит. Геденбергнт является одним из самых распространенных скарновых минералов Партизанского месторождения. Он слагает мономинеральные агрегаты, формирует лучистые и мелкокристаллические скопления среди ильваита, гнездообразные обособления в гранат-ильваитовом и флюорит-гранат-ильваитовом агрегатах.

По данным химического и микрозондового анализов, в пределах всего объема Больничной рудной залежи геденбергит практически однороден. В составе геденбергита отчетливо преобладает собственно геденбергитовая составляющая. Содержание магния обычно не превышает 1%, а содержание марганца варьирует в узком пределе: 2-4 %.

Состав геденбергита из Второго Приконтактового тела заметно варьирует в вертикальном сечении скарновой колонны. В корневой части колонны геденбергит, ассоциированный с ильваитом и андрадитом, аналогичен геденбергиту Больничной рудной залежи и характеризуется наименьшей марганцовистостью и наибольшей железистостью: геденбергитовый минал обычно превышает 80%. По восстанию скарновой колонны железистость геденбергита постепенно убывает до 51 % (горизонт +215 м), но отчетливо растет его марганцовистость от 3 (горизонт -135 м) до 12 (горизонт +145 м) мас.%.

Предполагается, что практическое отсутствие изменчивости состава силикатов по вертикали в Больничной залежи объясняется особенностями процесса ее формирования. По-видимому, она образована при отложении скарновых минералов в системе сооб-

Общающихся с поверхностью палеогидротермальных полостей в теле известняков. В связи с этим она, в отличие от других трещинных приконтактовых структур, могла выступать как более открытая система, для которой были характерны более высокая интенсивность циркуляции гидротерм и, как следствие, малый термический градиент, что обусловливало выравнивание составов кристаллизующихся минералов.

3.2. Рудные минералы продуктивной галенит-сфалеритовой ассоциации

Сфалерит. Как известно, структура сфалерита обладает боль шой изоморфной емкостью в отношении ряда металлов. Особенно высокие концентрации характерны для таких примесей сфалерита, как Бе, Сй, Мп. а) Железистостъ. Общей особенностью состава сфалерита месторождения является изменение железистости в процессе роста его отдельных зерен. Обычно ядерные части зерен содержат на 2-4% Бе меньше, чем их периферия. В большинстве рудных тел сфалерит с наименьшей железистостью (2 мас.% Бе) распространен в их корневых частях, по восстанию рудных тел содержание Ре постепенно увеличивается, достигая максимума на самых высоких горизонтах (5.4 мас.% Ре). В некоторых рудных телах подобные изменения состава сфалерита проявлены весьма отчетливо (Второе Приконтактовое тело), а в других менее заметно (Четвертое Промежуточное тело, Больничная залежь), б) Марганцо-вистостъ. Содержание Мп в сфалерите колеблется в сравнительно широких пределах: от 0.05 до 0.7 мас.%. Обычно наиболее железистые разности сфалерита отличаются и более высокой концентрацией Мп, и даже в одном зерне в сравнительно низкожелезистом центральном ядре марганца содержится в 1.5-2 раза меньше, чем в более железистой его периферической зоне. В редких случаях эти соотношения обратные или Мп распределяется равномерно в среде зерна, в) Содержание редких элементов. Наиболее высокое содержание Сё (0.6 мас.%) обнаружено в железистом сфалерите из верхних частей Второго Приконтактового тела. В сфалерите Четвертого Промежуточного тела содержание СМ колеблется в пределах 0.2-0.3 мас.%, но в некоторых образцах маложелезистого сфалерита (содержание Ре 1.61-1.66 мас.%) концентрация Сё, как по данным количественного спектрального, так и по данным микрорентгено-спектрального анализов, достигает 0.35-0.45 мас.%. В сфалерите Больничной залежи концентрации Сс1 выше 0.30 мас.% не обнару-

жены. В целом, распределение С<1 в сфалеритах Партизанского месторождения достаточно однородно; проявляется лишь слабая тенденция обогащения сфалерита кадмием в головных частях рудных тел. Олово в сфалерите из Второго Приконтактового тела обнаружено спектральным анализом на верхних горизонтах в концентрации 0.0023-0.0026 мас.%, на средних горизонах в двукратно меньших количествах: 0.0013 - 0.0014 мас.%, а в пробах из прикорневой части этого рудного тела вообще не установлено в пределах чувствительности метода. В сфалерите Больничной залежи на горизонте + 75 м содержание Бп в отдельных пробах достигает 0.01 мас.%, на горизонте - 135 м оно не превышает 0.0052 мас.%. Содержания индия и галлия в проанализированных пробах сфалерита низкие: 0.001-0.006 и 0.0003-0.0009 мас.% соответственно.

Галенит. В корневых частях рудных тел и в Больничной рудной залежи галенит аномально обогащен В1 и а на более высоких горизонтах рудных тел изоморфные примеси в нем практически отсутствуют. По уровню концентраций В! и ^ галениты продуктивной ассоциации прикорневой части Второго Приконтактового тела и Больничной залежи делятся на 2 группы. К I группе относится галенит, образующий мелкую прожилково-петельчатую вкрапленность в матриксе сфалерита. Для галенита I группы характерно содержание В! в пределах 0.9-2.6 мас.% и в пределах 0.6-1.3 мас.%. Отношение в галенитах I группы варьирует в

интервале 1.5+2.2. Такое соотношение висмута и серебра свидетельствует об изоморфном вхождении этих элементов в решетку галенита в виде высокотемпертурной модификации матильдита- а--А£В1$2. Ко II группе относится галенит, образующий тесные прорастания с сульфосолями системы ^-РЬ-ВЬБ и самородным В! в виде полифазных обособлений в матриксе сфалерита. Содержание В1 и в галените II группы колеблется в пределах 2.27-4.86 и 0.29-1.20 мас.% соответственно. Отношение в нём характеризуется широким диапазоном значений: от 2.2 до 14.86. В силу этого, предполагается существование твердых растворов галенита с более сложным составом.

Составы обеих групп твердых растворов галенитов изображены в виде точек на треугольной диаграмме РЬ-ВьАи (рис. 1). Составы твердых растворов галенита матильдитового типа располагаются на диаграмме на соединительной линии галенит-матильдит или очень близко к этой линии. Тогда как все точки состава гале-

В1

А

Рпс.1 Диаграмма состава галенитов (ат.%) ю прикорневой части Второго Приконтактового тела и Больничной залежи (продуктивная матильдогаленит-сфалернгтовая ассоциация) 1, 2 - Второе Прнконтактовое тело; 1 - галениты I группы,

1.5+2.2; 2 - галениты II группы, В1/А§: 2.3+14.86; 3 - Больничная рудная залежь

нита II группы, характеризующегося значительным преобладанием В! над А^, ложатся справа от линии галенит-матильдит.

Предварительное исследование зависимости величины параметра элементарной ячейки галенита от суммарной концентрации изоморфных примесей А& и ГН в нем демонстрирует четкую обратную корреляцию до определенного предела общей (суммарной) концентрации этих элементов (»4 мас.%); при более высоких значениях суммарной концентрации примесей и В1 в галените Эо гаттеннта остается неизменным.

Блеклые руды. Локальным рошгеноспектральным методом было изучено 20 зерен блеклой руды из образцов, отобранных с

различных уровней глубинности нескольких рудных тел. В прикорневой и средней частях рудных тел блеклые руды, как правило, образуют мелкую вкрапленность в главных рудообразующих сульфидах продуктивной ассоциации раннего этапа минерализации. В головной части рудных тел (Второе, Первое и Пятое Приконтакто-вые тела), где в результате пространственного совмещения продуктов скарново-полиметаллического и серебро-сульфосольного этапов минерализации преобладают комплексные серебро-сурьмяно--свинцово-цинковые руды, блеклые руды наиболее распространены. Процесс кристаллизации блеклых руд был здесь длительным. Они отмечаются здесь как в составе продуктивной галенит-сфале-ритовой ассоциации I этапа минерализации так и в составе суль-фосольно-галенит-халькопиритовой ассоциации II серебро-сульфосольного этапа. Вследствие сходства химизма всех исследованных зерен блеклых руд с горизонта +285 м, блеклые руды этого горизонта не подразделялись на отдельные генерации и представлены в работе как единая группа, характеризующая верхние части рудных тел.

Проведенные исследования показали, что химизм блеклых руд заметно варьирует лишь для различных уровней глубинности рудных тел, тогда как в пределах одного уровня глубинности колебания состава блеклых руд менее различимы.

Исследованные блеклые руды всех трех уровней глубинности рудных тел относятся к существенно сурьмянистым разновидностям. Соотношение 8Ь и Ай, выраженное в виде номера блеклой руды, варьирует в пределах 84-100%. Но даже в зтом узком диапазоне изменения содержания БЬ в блеклых рудах отчетливо прослеживается тенденция роста их сурьмянистости от нижних горизонтов к верхним. Наиболее ярко вертикальная зональноть состава блеклых руд выявляется по содержанию в них Ад, Си, Ре, Тп, Вк

Блеклые руды верхней и средней частей рудных тел относятся к фрейбергитам, а блеклые руды прикорневого уровня рудных тел - к серебросодержащим тетраэдритам. Значительные колебания концентраций А& хорошо отражаются в показателе серебристости блеклых руд (атом. кол. А^/Т. атом. кол. и Си). На глубине этот показатель колеблется в пределах 0.01-0.09; на среднем уровне глубинности равен 0.44; вверху -варьирует от 0.51 до 0.59. Зональность состава блеклых руд по соотношению таких металлов, как Тп и Ре следующая. На глубине распространены блеклые руды с

наибольшими содержаниями цинка (атом. кол. Бе/£ атом. кол. Ре и 2п=0.43-0.49),в средней части рудных тел это отношение равно 0.71; в головной части рудных тел железистость блеклых руд максимальна, а концентрация Ъл. минимальна (0.86-0.97). Кроме того, в направлении снизу вверх происходит снижение содержаний ЕИ в блеклых рудах. Если в тетраэдритах из прикорневой части рудных тел содержание В1 составляет от 1.69 до 6.77 мас.%, то во фрейбер-гитах верхних и средних горизонтов рудных тел висмут фиксируется лишь локально и в количестве, не превышающем 0.4 мас.%.

Блеклые руды Больничной залежи отмечаются в составе продуктивной, резко доминирующей здесь матильдогаленит-сфалери-товой ассоциации. Обычно выделения блеклых руд Больничной залежи отмечаются в виде округлых и удлиненных включений размером 10-50 мкм в сфалерите и халькопирите. Реже выделения блеклых руд наблюдаются в галените, образующем гнездовидные скопления в геденбергитовом скарне в ассоциации с самородным висмутом, халькопиритом и алларгентумом.

Если в группе Приконтактовых тел состав блеклых руд является контрастным отражением их вертикальной зональности, то в Больничной залежи изменение их состава по вертикали менее отчетливо, что вполне согласуется с отмеченной выше слабой изменчивостью сульфидных руд в вертикальном сечении залежи.

Висмутовые минералы. Повышенный интерес к висмутовым минералам, характеризующимся интересными особенностями структуры, состава и изоморфизма и являющимся основными носителями висмута, вполне закономерен. В работе рассмотрены условия нахождения, состав и свойства широкого комплекса висмутовых минералов на примере Второго Приконтактового рудного тела и Больничной залежи.

Общей особенностью распределения висмутовой минерализации в рудных телах является приуроченность ее к наиболее высокотемпературной фации продуктивной ассоциации - матильдога-л енит-сфал еритовой.

Наиболее широкий спектр висмутовых соединений установлен в рудных агрегатах нижних горизонтов Второго Приконтактового тела. Висмутовая минерализация представлена здесь самородным В1, матильдогаленитом, сульфосолями лиллианит-густавито-вого ряда, козалитом, галенобисмуштом, муммеитом, Ае-содержа-щим хейровскиитом, вптштом, селенистым жозеитом А, хедлейи

том, В1-содержащей блеклой рудой. Вышеуказанные висмутовые минералы образуют в сфалеритовом матриксе мономинеральные обособления, простые и сложные полиминеральные сростки, пространственно тяготеющие к выделениям А^-В1-содержащего галенита, образующего в сфалерите прожилково-петельчатую вкрапленность и небольшие гнездовидные скопления. А^-РЬ-В! сульфо-соли, образующие микровключения и вростки в Аб-В1-содержащем галените, нередко контактируют здесь с другими обычными сульфидами и оксидами: халькопиритом, пирротином, арсенопиритом, магнетитом. В одном из подобных полиминеральных сростков впервые для полиметаллических руд Дальнегорского района обнаружено выделение самородного Аи в тесном срастании с самородным висмутом и сульфосолью ряда густавит-лиллианит. Многие Ag-Pb-Bi сульфосоли Второго Приконтактового тела наблюдаются в тонких мирмекитовидных срастаниях друг с другом или с А§-В1--содержащим галенитом, что свидетельствует о, вероятно, имевшем место распаде или разложении каких-то ранних минеральных соединений висмута (протоминералов) на наблюдаемые минеральные составляющие.

В пределах Больничной залежи устанавливается несколько иной качественный состав и объем висмутовой минерализации. Особенностью залежи являются ее большие размеры, и висмутовая минерализация здесь, характеризуясь значительно меньшим разнообразием минеральных видов, распространена на гораздо больший вертикальный диапазон оруденения (» 350 м). Из природных висмутовых соединений здесь установлены А§-В1-содержащий галенит, самородный В! и В1-содержащий А^-тетраэдрит. Наиболее распространен А^-Вьсодержащий галенит, образующий в матриксе сфалерита мелкую вкрапленность прожилково-петельчатой формы. Именно с этой вкрапленностью матильдогаленита тесно ассоциированы обильные микровключения самородного висмута.

Химический состав В1 минералов изучен микрорентгеноспек-тральным методом. Установлена определенная зависимость химического состава самородного В! от микропарагенезиса, в котором наблюдаются его выделения. Наиболее простым составом характеризуются выделения самородного В1, образующие мономинеральные обособления в матриксе сфалерита - для них характерна лишь микропримесь Zn в количестве 0.51-0.77 мас.%. Для выделений самородного ГН, образующего совместные срастания с Ав-РЬ-В1

сульфосолями, кроме Ъа (0.36-1.04 мас.%) характерны также примеси Аё (0.37-1.27 мас.%) и РЬ (0.53-0.57 мас.%). Самородный В1, образующий обильную тонкую вкрапленность (2-20 мкм в поперечнике) в агрегате А^-В1-содержащего галенита, характеризуется аномально высоким содержанием РЬ (1.21 мас.%), и незначительными содержаниями Ъл (0.17 мас.%) и (0.01 мас.%). Наиболее широкий спектр микропримесей характерен для самородного В1, находящегося в микропарагенезисе с тетраэдритами. Для него характерен практически весь набор минералообразующих блеклые руды элементов. Типоморфным элементом всех выделений самородного В! Второго Приконтактового рудного тела является цинк. Состав самородного В! Больничной залежи имеет свои отличительные особенности - типоморфными элементами-примесями висмута здесь являются сурьма, мышьяк и теллур.

Химический состав Ай-РЬ-В! сульфосолей варьирует в следующих пределах (в мас.%): Ае - 1.74-15.68; РЬ - 1.96-49.2; В1 - 30.4-63.26; 8 - 15.3-17.04. В ряде анализов отмечаются примеси Ъп (0.07-0.92), БЬ (0.1-0.51) и Си (0.1-0.26). Кроме того, для отдельных сульфосолей висмута характерна изоморфная примесь Бе, а Те здесь образует собственные минералы. На рис.2 представлена треугольная диаграмма, демонстрирующая положение состава изученных сульфосолей висмута.

Глава 4. Минералогические и текстурно-структурные особенности руд серебро-сульфосольного этапа мнералообразования.

Наиболее детально минеральный комплекс серебро-сульфосольного этапа изучен на горизонте +285 м Второго Приконтактового рудного тела, где он представлен сульфосольно-галенит-халь-копиритовой ассоциацией. Минеральные агрегаты этой ассоциации образуют наложенные гнездовидные обособления и прожилки, пересекающие полиметаллические руды I этапа минерал ообразо-вания или цементируют брекчированные агрегаты ранних сульфидов. При этом наблюдается интенсивное замещение и преобразование ранее отложенных минералов.

Характерной особенностью сульфосольно-галенит-халькопи-ритовой ассоциации является широкое развитие в ее составе сере-бросодержащих минералов, образующих обильную микровкрапленность в матриксе главных сульфидов ассоциации - галенита и халькопирита'. Наиболее распространенными минералами в характеризуемой ассоциации являются фрейбсргит, стефанит, пи

В\ (БЬ)

Ад (Си) м о2 ат.% рь

Рпс.2 Диаграмма состава и РЬ-В'1 сульфосолен пз при-

корпевой части Второго Прикоптактового тела (матнльдо-галепит-сфалеритовая ассоциация) 1 - теоретический состав; 2 - состав изученных сульфосолей

раргирит и акантит. В главе приводится детальная характеристика состава и типоморфных особенностей перечисленных минералов.

На северо-восточном фланге месторождения, где мелкие тела полиметаллических скарнов сменяются объемной зоной боросили-катных скарнов, в одной из минерализованных полостей обнаружены скопления самородного мышьяка, стибарсена, самородной сурьмы и некоторых других ассоциированных с ними минералов. В главе приводятся результаты исследования самородных минералов группы мышьяка, леллингита и антимонита: текстуры и структуры минеральных срастаний, оптические свойства, микротвердость, химический состав, параметры кристаллической решетки.

Глава 5. Физико-химические условия образования Партизанского скарново-полнметаллического месторождения.

Температурный режим скарно- и рудообразо-вания. Для суждения о температурных условиях формирования скарнов и руд в работе использовались данные термобарогеохими-ческих исследований газово-жидких включений в минералах, результаты изучения изотопного состава серы и кислорода в минералах, данные по фракционированию стабильных изотопов в сульфидах, анализ минеральных парагенезисов, выявленные закономерности по изменчивости состава минералов во времени и пространстве и содержанию изоморфных примесей в минералах.

Из минералов скарново-силикатной ассоциации методом гомогенизации изучались два минерала: флюорит и геденбергит. Первичные включения во флюорите с глубоких горизонтов гомогенизировались при Т 430-435°С, а в геденбергите - при Т 420°С. Кристаллизация геденбергита со среднего уровня глубинности рудных тел происходила при 320- 360°С. Близкая оценка масштаба понижения температуры гидротерм - на 80-100°С получена с использованием данных J.C. Button (1982), исходя из увеличения содержания Мп в геденбергите по восстанию скарновой колонны.

Температурные условия формирования продуктивной ассоциации следующие. Температуры гомогенизации первичных включений в сфалеритах независимо от уровня глубинности однозначно свидетельствуют о постепенном снижении температуры во времени и пространстве в процессе формирования продуктивной ассоциации и о чрезвычайной близости (преемственности) начальных температур рудообразования к конечным температурам формирования скарново-силикатной ассоциации. Было установлено, что включения в железистой темной периферии зерен сфалерита гомогенизировались при более низких температурах, чем включения из низкожелезистых ядер. Общий температурный интервал отложения сфалерита по вертикали составляет 275-420°С.

Анализ парагенезисов минералов Bi из прикорневой части Второго Приконтактового тела свидетельствует, что отложение самого раннего парагенезиса начиналось при Ти420°С.

Данные по изучению изоморфных примесей в галените однозначно свидетельствует о существовании температурного градиента в колонне гидротерм.

Результаты изучения изотопного состава серы в сфалерите и галените также подтверждают выявленный характер температурного режима. Значения б3^ из сфалерита корневых частей Второго Приконтактового тела равно +0.69Ц вблизи поверхности эта величина достигает +0.9%о. Такое изменение изотопного состава серы может быть вполне удовлетворительно объяснено повышением температуры растворов с глубиной на 70-100°С (Рай, Омото, 1977). Кроме того, для руд Второго Приконтактового тела с горизонта +5 м, где сфалерит и галенит образуют, по данным минераграфии, равновесную ассоциацию, по результатам изотопного состава серы этих равновесных сульфидов была рассчитана температура их кристаллизации: 320-360°С (при различии значений 8348 сфалерита и галенита в пределах 1.9-2 %о).

Окислителъио-восстаповительпыг свойства скарио-и рудообра-зующих растворов оценивались посредством хроматографического анализа состава флюидных фаз, закапсулированных в газово--жидких включениях в минералах скарново-силикатной и отдельно в минералах продуктивной ассоциащш с разных уровней глубинности рудных тел. Расчеты значений Гс>2 , выполненные по программе "Селектор", свидетельствуют об относительно восстанови-гельном режиме минералообразования на всех горизонтах рудных гел, однако намечается тенденция незначительного уменьшения Гоз по восстанию рудных тел. Об этом свидетельствует и обнаружение в составе газовой фазы включений в сфалерите только с перхппх горизонтов примеси углеводородов и приуроченность изотопно утяжеленных в отношении серы сфалеритов и галенитов именно к головным частям рудных тел

Мтгеральпые ассоциации позднего серебро-сульфосольпого этапа являются одними из самых низкотемпературных рудных образований. Низкотемпературные условия формирования этой ас-:оциации подтверждаются присутствием в ее составе стефанита, который кристаллизуется только при температуре ниже +175°С [Чевычелов, 1981). В целом, по мере развития рудного процесса, зля среды отложения минеральных ассоциаций позднего сереброносною этапа минерализации характерно увеличение восстано-зленности среды, уменьшение активности серы, высокие активности серебра, сурьмы и мышьяка в растворах.

Природа растворов. Значения 5180 граната (+1.9+-4.0%о) и ге-1снбергита (-1.6%о) определенно свидетельствуют о том, что скар-

нирующие магматические растворы были на 40-50 % разбавлены метеорной водой (5180 НгО= 0.0 ).

Изотопный анализ кислорода кальцита, ассоциированного с галенитом и сфалеритом продуктивной ассоциации, показал, что растворы были разбавлены метеорной водой по сравнению с периодом формирования собственно скарнов в еще большей мере. При этом изменение б180 кальцита от -1.0 до -2.4%о по вертикали отражает возрастание доли метеорной составляющей в растворах близ палеоповерхности, где 6180 флюида составляла в среднем в этот период -8.0%о.

Изотопный состав серы сульфидов скарновых месторождений Дальнегорского района близок метеоритному стандарту и имеет очень узкий интервал вариаций (в пределах 2.0%о). Гомогенность серы сульфидов следует связывать с единым магматическим источником. Учитывая тесную связь месторождений с субдукцион-ными магматитами магнетитовой серии (Rye & Ohmoto, 1974), можно предполагать, что 834S флюида близка +5.0%о.

По изотопным особенностям свинца галенита полиметаллические руды I этапа однотипны с типичными колчеданными месторождениями "куроко" в Японии. Аналогичный изотопный состав рассеянного свинца имеют субдукционные вулканические породы Камчатки. По своей природе такого рода изотопный состав представляется смесью свинца субдуцирующихся океанических базальтов и свинца терригснных пород верхней коры.

Галенит же из сереброносных прожилков, наложенных на ранние минеральные агрегаты, оказался облегчен в отношении радиогенных изотопов, что указывает на уменьшение доли свинца верхнекорового происхождения. Выявленная разница в изотопном составе свинца галенитов не только подчеркивает разорванность во времени выделяемых этапов минерал ообразованчя, но также указывает на возможное различие ювенильных источников металлов полиметаллических и серебряных руд.

Заключение. Изучение минералого-геохимических и текстурно-структурных особенностей скарново-полиметаллических руд Партизанского месторождения, химического состава, физических свойств и структур типоморфных минералов, температур гомоге-шгзашш и соотношения стабильных изотопов в них позволило:

- установить, что месторождение было сформировано в два этапа: скарново-полиметаллический и серебро-сульфосольный

-27- оценить физико-химические условия отложения минералов на каждом этапе

- уточнить схему вертикальной зональности месторождения в результате детального анализа изменчивости минеральных ассоциаций и отдельных минеральных видов в вертикальном сечении ряда скарново-рудных тел.

Диссертантом предложена общая схема последовательности минералообразования и вертикальной зональности на примере Второго Приконтактового тела, отражающая "полигенную" зональность валового состава руд, обусловленную совмещением раз-ноэтапных минеральных агрегатов в головной части названного тела.

Информация, извлекаемая из анализа минералого-гео-химической зональности рудных месторождений, может быть использована и для экстраполяции обнаруженных закономерностей распределения в пространстве тех или иных элементов, минералов и минеральных ассоциаций с целью прогнозирования оруденения за пределы вскрытых частей месторождения. Выявленная вертикальная зональность Второго Приконтактового тела дает возможность по единичным сечениям, в силу однотипности зональности и для других крутопадающих рудных тел среднего размера (мощностью 2-3 м в горизонтальном сечении), с большой долей вероятности оценивать распространенность оруденения на глубину. В таблице приведена принципиальная схема такой оценки.

Список опублнкованпых работ по теме диссертации.

1. Полиметаллическое оруденение Восточно-Сихотэ-Алинского вулканического пояса // Всесоюзное совещание "Рудные формации структур зоны перехода континент-океан". Тез. докл. Магадан: СВКНИИ ДВО АН СССР. 1988. С. 135. (соавтор В.В. Раткин).

2. Олово-цинковое оруденение Восточно-Сихотэ-Алинского вулканического пояса // Геология рудных месторожд. 1990. №2. С. 68-77. (соавторы В.В. Раткин, Д.Н. Кузнецов, Р.В. Король).

3. О возрасте олово-полиметаллических руд Дальнегорского района // Докл. АН СССР. 1990. Т.310, № 5. С. 1198-1200. (соавторы В.В. Раткин, В.И. Санин).

4. Минералого-геохимическая зональность с карповых и жильных полиметаллических месторождений Дальнегорского района как основа локального гтропюза распространения оруденения на глубину // Тез. докл. научно-практ. конф. "Рудные месторождения Дальнего Востока -

-28- минералогические критерии прогноза, поиска и оценки" Владивосток: ДВО АН СССР. 1991. С. 34-35. (соавторы В.В. Раткин, П.И. Логвенчев).

5. Висмутовая минерализация в полиметаллических рудах Дальнегорского района как индикатор уровня глубинности оруденения. // Тез. докл. научно-практ. конф. "Рудные месторождения Дальнего Востока -минералогические критерии прогноза, поиска и оценки" Владивосток: ДВО АН СССР. 1991. С. 34-35. (соавтор В.В. Раткин).

6. Самородные минералы группы мышьяка в скарновых рудах Дальнегорского боросиликатного месторождения (юг Дальнего Востока России) // Тихоок. геол. 1994. №2. С. 39-45. (соавторы В.В. Раткин, В.А. Пахомова, В.Е. Дмитриев, Т.Б. Афанасьева).

7. Состав и физико-химические условия кристаллизации сфалерита как отражение зональности Партизанского скарново-полиметаллического месторождения // Тихоок. геол. 1994. №3. С.72-82. (соавторы В.В. Раткин, Л.Н. Хетчиков, В.А. Пахомова).

8. Вертикальная зональность состава блеклых руд скарново--подиметаллического месторождения Партизанское (Дальнегорский рудный район) // Тез. докл. всероссийской конференции "Метасоматизм и рудообразование". Екатеринбург. 1997. (соавтор В.В. Раткин)

9. Висмутовые и висмутсодержащие минералы в полиметаллических рудах Дальнегорского рудного района. // Материалы по магматизму и металлогении Дальнего Востока. Владивосток. 1997. (в печати).

Таблица . Принципиальная схема прогнозной оценки скарново-полиметаллических тел среднего размера

Исходные признаки п элементы _прогнозной оцепкп_

Типовые ентуацпп I II

III

И П

X и

д н

Н А

Ы К

И

Продрудныо

ассоциации

Преобладающие мппералы скарново-силлкатной ассоциации

Состав пироксена

\-

геденбергит,

мол.% ЙОХЩ1ССШГГ, МОЛ.%

ильваит-гранат--геденберпгговые _скарны

более 80

менее 20

геденбергито-вые скарны

около 60-70

около 30-40

кварц--кальщгговый агрегат

около 50 около 50

Р у д н ы о

ассоциации

Типичные мппералы

рудных ассоциации

СФАЛЕРИТ

Характерные (?редаее.С9Держание

--------- ! Ёе, мас.% (микрозондов.

| ан.)

элементы-примеси главных рудных минералов

Бп, г/т (спектр.ан.)

Ь

ГАЛЕНИТ

В|, мас.% А£, мас.% БЬ, мас.%

Характерные особенности блеклых руд

I Коэф. серебристости

|_____ЛЗ^Аз+Си____

I Коэф. желсзистости | Ее/Ее+гп

Изотопный состав серы сульфидов

I

СФАЛЕРИТ

5345, 96о

Изотопный состав кальцита

4-

ГАЛЕНИТ

8343, 96О

I

Геохимическая специализация рудз(атомно-аб-сорбцнон. ан.)

5180, %о 813С, %о

В|урь+гп хю3 А^РЬ+гп х103 Бь/рь+гп хю3 Ш/БЬ

Сфалерит Матпльдогалепнт

В1 самородный ВЬА^ сульфосоли магнетит пирротин тетраэдрит халькопирит теллуриды В1

2.6

менее 2

1.0 - 5.0 менее 0.01

0.50 0.06"

+ 0.6

1.1

7.9

> 1.0 ">Т.о" "<"о'.з" <0.1

Сфалерит Галенит

халькопирит марказит тетраэдрит фрейбергит

4.5

около 10

0.005 - 0.5

"оЖ'^оЖ'

около 0.05

0.71 0.44~

+ 0.7 -г + 0.8

-1.3 ч- - 0.6

1.8 -н + 0.9 6.2 - 4.4

0.1-1.0 'о.ТЛ'.'о' о'.'Г-Т.'о" 0.1-1.0

Пространст-

пенноо совмещение разноэтапных ассоциаций: Галешгг Сфалерит халькопирит фрейбертт стефанит пираргирит акантит

7.9

более 20

менее 0.001 около 0.1 около 0.1

0.92 Т55"

+ 0.9

0.7

2.4 4.9

<0.3 ..............

">"Го" > 10

п

р О

О ц

Г Е

н Н

О К

3 И

н

ы

Е

Положение в вертикальной зональности

Корневая часть рудных тел

Ожидаемая протяженность рудных тел на глубину

менее 100 м

Степень извлечения В1 и Аё из руд в свинцовый концентрат _при обогащении_

низкая

Ожидаемое отношение РЪ/Ха

меньше 0.5

Средняя часть рудных тел.

Область близ-

поверхностного |

выклинивания ;

рудных тел ;

250-300 м

около 400 м

хорошая

удовлетвори

0.8

около 1.0

Примечание. Крупные тела имеют более растянутую зональность, меньшие - более ежа тук»