Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Минералого-термобарогеохимические особенности образования железорудного месторождения Шохкадамбулак (Чокадамбулак, Северный Таджикистан)

ВАК РФ 25.00.05, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Минералого-термобарогеохимические особенности образования железорудного месторождения Шохкадамбулак (Чокадамбулак, Северный Таджикистан)"

На правах рукописи

САФАРАЛИЕВ НОСИР САЙДЖАЛОЛОВИЧ

МИНЕРАЛОГО-ТЕРМОБАРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ШОХКАДАМБУЛАК (ЧОКАДАМБУЛАК, СЕВЕРНЫЙ ТАДЖИКИСТАН)

Специальность 25.00.05 - минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

М ПОП 2013

Казань - 2013

005538038

005538038

Работа выполнена на кафедре геологии и разведки МПИ Таджикского национального университета

Научный руководитель

Файзиев Абдулхак Раджабович академик ЕАЕН, член-корреспондент АН РТ, доктор геолого-минералогических наук, профессор

Официальные оппоненты

Ведущая организация

Лопатин Олег Николаевич доктор геолого-минералогических наук, доцент кафедры минералогии и литологии ИГиНГТ Казанского федерального университета Агаханов Атали Акмурадович кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Минералогического музея имени А.Е. Ферсмана РАН Институт минералогии УрО РАН

Защита состоится «19» декабря 2013 г в 14.30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.081.09 в Казанском (Приволжском) федеральном Университете по адресу: г. Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5, КФУ, Институт геологии и нефтегазовых технологий, ауд. 211.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. Н.И. Лобачевского Казанского (Приволжского) федерального университета.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации, просим направлять по адресу: 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18, КФУ, отдел аттестации научно-педагогических кадров. Факс: (843) 233-78-67

Автореферат разослан ноября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.081.09 ---- А.А. Галеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. К настоящему времени достаточно детально исследованы геологическое строение, литолого-петрографический состав рудовмещающих пород, закономерности размещения оруденения и другие аспекты геологии месторождения Шохкадамбулак - наиболее крупного и важного для экономики Республики Таджикистан железорудного объекта. Однако детальные минералогические, с привлечением новейших методов анализа, и особенно комплексные термобарогеохимические исследования здесь проводятся впервые. Особенно важно это в связи с намечающейся разработкой объекта и созданием на севере Таджикистана промышленного предприятия по добыче железа. Этим и определяется актуальность выполненной работы.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы заключалась в детальном исследовании минералогии и термобарогеохимии железорудного месторождения Шохкадамбулак и разработке минералого-термобарогеохимических критериев поиска, прогноза и оценки оруденения.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

- изучение особенностей минерального состава руд месторождения для выявления их типоморфных признаков;

определение качественного состава и количественного содержания элементов - примесей в магнетите и некоторых других минералах, которые могли бы представлять интерес не только как типохимические при поисково-оценочных работах, но и для попутного их извлечения из руд в процессе отработки объекта;

- при помощи детальных исследований флюидных включений установление основных параметров минералообразования: температуры, давления, состава, концентрации и их агрегатного состояния;

- выявление вертикального палеотемпературного градиента в минерало- и рудоотложении для определения уровня эрозионного среза и оценки перспективности оруденения на глубину;

- установление стадийности и последовательности образования минералов во времени и в пространстве;

- разработка минералого-термобарогеохимических критериев поисков и прогнозирования оруденения на глубину.

Научная новизна и практическое значение работы. Работа представляет собой первое комплексное исследование флюидных включений в минералах Шохкадамбулакского месторождения. На примере этого объекта выявлены оптимальные термобарогеохимические параметры образования скарново-железорудного оруденения. Установлено, что месторождение формировалось в широком диапазоне температур и давлений из расплавов-растворов различного состава, концентраций и агрегатного состояния. В основных рудных минералах впервые установлено большое количество литофильных, халькофильных, сидерофильных и редкоземельных элементов, некоторые из которых (Аа, Аи, ВО могут представлять практический интерес. Полученные результаты существенно дополняют представления о генезисе скарново-рудных месторождений Карамазара, а также могут быть использованы в практике поисков и

3

прогнозирования, железистых руд. На месторождении Шохкадамбулак выявлено важное камнесамоцветное сырьё - аметист.

Фактический материал и методы исследований. В основу работы положены результаты полевых (2005-2007) и лабораторных исследований автора, полученные во время учебы в заочной аспирантуре, а также при проведении научно-исследовательских работ на кафедре геологии и разведки МПИ ТНУ и в лаборатории полезных ископаемых Института геологии Академии наук Республики Таджикистан в течение 2003-2007 гг. Пробы для исследования отбирались в канавах №№ 86, 107, 122, 123, 124, 275, 297, 298, 364, 383, 401, 404, 575, 577, 588, штольнях №№ 7, 11, 12, 21, 22, 23, 30, а также в древних горных выработках и кернах скважин. Отбор образцов в поле сопровождался детальным описанием текстурных особенностей руд, взаимоотношений минералов и минеральных парагенезисов в обнажениях и горных выработках. При камеральных исследованиях изучено более 400 образцов, 70 шлифов и аншлифов. Было изготовлено и изучено около 200 двухсторонне полированных пластинок минералов и минеральных выколок. Проведено свыше 1000 определений температур гомогенизации включений минералообразующих флюидов в минералах, выполнено более 30 химических анализов тройных водных вытяжек и 45 криометрических анализов флюидных включений, 55 атомно-адсорбционных анализов, 20 1CP-MS spec анализов и 21 микрозондовый анализ. В работе использованы фондовые материалы Главного геологического управления при Правительстве РТ.

Личный вклад. Автором детально изучены минералого-геохимические особенности рудных и нерудных минералов месторождения, минеральный состав руд и их элементов-примесей, последовательность минералообразования для расшифровки условий формирования руд месторождения. Впервые описаны новые минералы: ильваит, ферропиросмалит, пиросмалит, ферроактинолит, выявлена аметистовая минерализация. Самостоятельно проведено изучение двухсторонне полированных пластинок минералов и минеральных выколок, определение температур гомогенизации включений минералообразующих флюидов в минералах. Предложена физико-химическая модель массопереноса и минералообразования в магматогенно-гидротермальных системах, разработаны минералого-термобарогеохимические критерии поисков и прогнозирования оруденений. Данные других видов исследований автором интерпретированы самостоятельно.

Основные защищаемые положения:

1. Шохкадамбулакское железорудное месторождение характеризуется разнообразием минерального состава (описано более 80 минеральных видов и разновидностей), где особое место занимают рудные минералы. Для последних свойственен большой набор элементов-примесей, среди которых установлены как индикаторные, так и естественные легирующие добавки, а также металлы, представляющие собой предмет комплексной добычи.

2. Оруденение на Шохкадамбулакском месторождении формировалось в диапазоне температур 640-80°С с палеотемпературным градиентом 7°С/100 м

глубины и давлений 2000-80 бар из хлоридно-гвдрокарбонатных, хлоридно-сульфатно-гидрокарбонатных и хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатных растворов Са, Иа и К с концентрацией 61,0-10,5 вес. %. Аметистовая минерализация кристаллизовалась при температурах 260-160°С и давлениях 10080 бар и ниже из растворов с концентрацией солей от 10,5 до 27,5 вес. %.

3. Становление скарново-железорудного месторождения Шохкадамбулак происходило в результате проявления четырех последовательно образованных стадий минерализации - силикатной, магнетитовой, кварцево-сульфидной и кварцево-карбонатной, охватывающих два этапа минерализации - собственно скарновый и гидротермальный.

Достоверность исследований. Оценка степени обоснованности основных научных результатов строится на представительности и достоверности исходных данных, корректности методик исследования и проведенных расчетов, что в случае рассматриваемой работы подтверждается, прежде всего:

- использованием теоретических положений, методологических подходов и практических материалов при исследованиях, т.е. комплексностью научных исследований с применением геологических, минералого-геохимических и физико-химических методов при максимально возможном учете всех опубликованных данных по геологии, минералогии и оруденению Шохкадамбулакского железорудного месторождения;

- детальными полевыми исследованиями с учетом имеющихся опубликованных данных, установлением геолого-структурных особенностей позиционирования, минералого-геохимических и физико-химических условий образования руд Шохкадамбулакского месторождения;

детальным геолого-минералогическим картированием, изучением последовательности образования парагенетических ассоциаций минералов в рудах, структурно-текстурных особенностей минеральных образований для установления стадийности и последовательности образования минералов во времени и в пространстве;

- оценкой ТРХ-параметров исходных рудогенных флюидов при генерации минералов руд по данным минералого-геохимических исследований для расшифровки условий их формирования и построением геолого-генетической модели месторождения;

не противоречащими существующим теориям и парадигмам, сформулированными научными положениями, где диссертантом изучены и критически проанализированы известные достижения и теоретические положения других авторов по данной тематике и обоснованно выдвинуты свои тезисы;

четкой взаимосвязью теоретической, исследовательской и рекомендательной частей диссертации, реализуемой в виде комплексных разработок (критериев и признаков) и рекомендаций по многим вопросам практического аспекта при выполнении геологических работ производственными организациями (поиски и оценка перспективности оруденения, в том числе на глубину, определение уровня эрозионного среза, критериев рудоносности и т.д.).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены в 17 печатных работах, докладывались на научных конференциях в Институте геологии АН РТ (2006-2009 гг.), научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов ТГНУ, посвященной 15-й годовщине Независимости Республики Таджикистан, 2700-летию города Куляба и Году арийской цивилизации (2006); научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов ТНУ, посвященной 800-летию поэта, великого мыслителя Мавлоно Джалолиддини Балхи и 16-й годовщине Независимости Республики Таджикистан (2007); научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов ТНУ, посвященной 17-й годовщине Республики Таджикистан, 1150-летию основоположника таджикско-персидской литературы А. Рудаки и Году таджикского языка (2008); научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика С.М. Юсуповой (ТНУ, 2010); научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академиков С.М. Юсуповой и С.А. Захарова (ИГАН РТ, 2010); 14-й международной конференции по термобарогеохимии (Новосибирск, 2010); республиканской научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов ТНУ, посвященной «Завершению 10-летия грамотности ООН (2003-2012): образование для всех» (2012); XV Всероссийской конференции по термобарогеохимии (Москва, 2012); XVII международном научном симпозиуме имени академика М.А. Усова: «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2013); минералогическом семинаре с международным участием: Современные проблемы теоретической, экспериментальной и прикладной минералогии (Юшкинские чтения. Сыктывкар, 2013).

Публикации. По результатам исследований имеется 17 публикаций, в том числе 6 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для защиты диссертации.

Работа выполнена на кафедре геологии и разведки МПИ, в лаборатории минералофлюидологии Института естественных наук Таджикского национального университета и в лаборатории полезных ископаемых Института геологии Академии наук Республики Таджикистан под научным руководством академика ЕАЕН, члена-корреспондента АН РТ, доктора геолого-минералогических наук, профессора А.Р. Файзиева, которому автор выражает искреннюю признательность. Автор выражает искреннюю благодарность кандидатам геолого-минералогических наук A.A. Агаханову, Б.А. Алидодову, М.Л. Гадоеву, В.Ю. Карпенко, Ф.А. Малахову, В.Е. Минаеву, М.М. Мухаббатову, М.М. Фозилову, И.С Оймахмадову, Л.А. Паутову, A.A. Сабирову и др. за всестороннюю помощь, консультации и поддержку в выполнении данной работы. Аналитические работы выполнены в химической лаборатории Таджикско-Британского СП «Пакрут», ЦХЛ Главного геологического управления при Правительстве Республики Таджикистан, Минералогическом музее им. А. Е. Ферсмана РАН и в Acme analytical Laboratories LTD в г. Ванкувере (Канада).

Структура и объем диссертации. Работа объемом 213 страниц состоит из введения, 6 глав и заключения. Она сопровождается таблицами (35), схемати-

ческими геологическими картами месторождения (4), графиками (11), фотографиями (50). Список использованной литературы состоит из 149 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ВВЕДЕНИЕ

Во введение описаны: актуальность, цель и задачи, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы, а также приведены сведения об апробации результатов работы на различных научных конференциях и семинарах. Здесь же сформулированы защищаемые положения диссертации, кратко охарактеризована структура работы и выражаются благодарности.

Глава 1. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ

КАРАМАЗАРА И ШОХКАДАМБУЛАКСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ

В первой главе приведены сведения о геологическом строении Карамазара, Шохкадамбулакского рудного поля и самого месторождения.

Глава 2. МИНЕРАЛОГИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ШОХКАДАМБУЛАК

Вопросами минералогии скарново-магнетитового месторождения Шох-кадамбулак занимались в разные годы Е.Ф. Багрова (1963-66), И.М. Голованов, М. Мансуров, Б.В. Мамонтов (1965), Б.О. Есимов (1966-68), A.B. Жукова, Д.Н. Жуков (1969-70), H.H. Королева, С.Я. Клемперт (1970), М.И. Власова, М.Д. Котенев, В.П. Матяш (1972), Э.А. Дунин-Барковская (1978), В.М. Турлычкин (1982) и другие. Скарново-магнетитовое месторождение Шохкадамбулак находится в юго-западной части Карамазара (Северный Таджикистан). Здесь описано более 80 минеральных видов и разновидностей, среди которых основными рудными минералами являются магнетит, гематит, сфалерит, галенит, халькопирит и пирит. Менее распространены пирротин, марказит, арсенопирит. К числу редких относятся фрейбергит, борнит, ковеллин, аргентит, молибденит, висмутин, кобальтин, козалит, геленобисмутит, кобеллит, датолит и др. Жильные минералы представлены кварцем, кальцитом и баритом. Впервые описаны новые минералы: ильваит, ферропиросмалит, пиросмалит, ферроактинолит, выявлена аметистовая минерализация. Основные минералы месторождения охарактеризованы ниже.

Гематит образует крупнотаблитчатые выделения, собранные в радиально-лучистые сростки, реже мелкотаблитчатые и чешуйчатые агрегаты. В таблитчатых агрегатах отдельные листочки гематита достигают по размеру 5x5 см, а иногда и больше. Выделяется несколько его генераций. К I генерации относится гематит скарновой стадии, близкий по времени образования к магнетиту. Он характерен для глубоких горизонтов описываемого месторождения и относится к наиболее ранним образованиям окисной стадии. Гематит этой генерации образовался в условиях повышенной концентрации кислорода и, как минерал наиболее богатый им, выделился первым. При смене физико-химических условий по нему развивается мушкетовит. Гематит II образовался в совершенно иных условиях. Минерал выделился из растворов, обогащенных не только

7

кислородом, но и серой, так как почти одновременно с ним, с некоторым опережением, выпадал пирит. Гематит, образовавшийся в таких условиях, в мушкетовит не превращается. К третьей генерации относится гематит, образовавшийся в заключительных периодах становления месторождения. Он встречается в виде тонких (до 2 см мощности) прожилков, сложенных тонкопорошковатым агрегатом, а также образует примазки и налеты на стенках трещин. Гематит этой генерации обнаружен и в кальцитовых прожилках.

Химический состав гематита (вес. %, среднее из 6 анализов): Fe203 — 97,12, FeO - 0,42, MgO - 0,72, CaO - 0,78, Si02 - 1,00. Атомно-абсорбционным методом в гематите определены (г/т, среднее из 12 анализов) Ag (1,2), Си (20), Zn (10), Pb (10), Со (100), Cd (10), Bi (100), Se (10). Кроме того, ICP-MS spec анализом выявлены примеси и многих других элементов. Особо следует отметить высокую концентрацию в нем Аи (1,23 г/т) и Ag (92 г/т). Повышенным содержанием в гематите характеризуются также примеси W (96,0 г/т), Со (99,2 г/т), Мо (4,44 г/т), U (6,0 г/т) и др.

Пирит относится к числу широко распространенных минералов. Он встречается в виде вкрапленников и мелких прожилков. Вкрапленники пирита, размер которых варьирует от нескольких мм до 1-2 см, представлены неправильными зернами, реже — хорошо образованными кристаллами кубической и пентагондодекаэдрической формы. Минерал также наблюдается в виде скоплений, представленных агрегатами мелких, средних и крупных зерен. В магнетитовых скарнах полосчатой текстуры вкрапленность пирита образует полосы. В гранатовых, а также магнетитовых скарнах, лишенных полосчатости, пирит образует гнезда или отдельные кубические и пентагондодекаэдрические кристаллы, а также агрегативные скопления и просечки. Ассоциирует пирит с висмутином (участок Западный), магнетитом, гематитом и мушкетовитом. В шлифах под микроскопом выясняется, что он развивается по пирротину, марказиту, замещая и корродируя их. Минерал находится в тесном срастании с ними, образуя субграфические структуры.

На месторождении выявлены три генерации пирита. Первая образовалась вслед за выпадением основной массы магнетита. Пирит этой генерации пересекает магнетитовые скопления и выполняет межзерновые пространства в нем. Наибольшие скопления пирита I наблюдаются на Центральном и Западном участках. Пирит II ассоциирует с пирротином, марказитом, мельниковитом, халькопиритом и другими сульфидами. Пирит III предшествует образованию галенита и сфалерита вторых генераций. Он корродируется и замещается ими.

Физические и оптические свойства пирита обычны. Значение удельного веса колеблется в переделах 4,8-5,00 г/см3. В зоне гипергенеза пирит замещается гематитом, гётитом, лимонитом, реже ярозитом. Химический состав пирита, определенный микрозондовым методом, следующий (вес. %): S - 53,13, Fe -46,87.

Атомно-адсорбционным анализом выявлены примеси (г/т, среднее из 5 анализов): Си - 60, Ag - 29, Bi - 185, Со - 387, Ni - 66, Se - 14, Cd - 10, As - 386, a также Sb - 2. ICP-MS методом анализа в пирите установлено большое количество

элементов-примесей. Особого внимания заслуживают высокие содержания в нем (г/т) Аи (2,1), (433) и В! (95,3). Сравнительно высоки в пирите также примеси Ав (233,7), W (16,6), ве (13,6), N1 (12,8), Мо (2,49) и др.

Халькопирит встречается в виде отдельных зерен и реликтов в сфалерите и галените. Реликты халькопирита в них, с размером зерен в один микрон и мельче, располагаются неравномерно, образуя участки с густой и бедной вкрапленностью. Под микроскопом видно, что халькопирит корродирует и цементирует раздробленный пирит. Со сфалеритом он находится в тесном срастании, образуя структуры распада твердых растворов. Халькопирит также двух генераций. К первой генерации относится халькопирит, ассоциирующий с пиритом, марказитом, арсенопиритом, галенитом и сфалеритом. Второй генерацией минерала считаются мелкие включения халькопирита в сфалерите II. Халькопирит I встречается не только в виде крупнокристаллической зернистой массы, но и образует кодломорфные скопления небольших размеров. В его массе спорадически встречаются реликты пирита. Физические и оптические свойства халькопирита обычны. Удельный вес минерала колеблется в пределах 4,1-4,3 г/см3, по нему развиваются борнит, гетит, ковеллин, малахит и азурит. Химический состав по данным электронно-зондового анализа (вес. %): 8 - 35,00, Ре - 31,59, Си - 33,04. В халькопирите установлены следующие примеси (вес. %): Аб - 0,03, 5Ь - 0,02, В1 - 0,3, Со и № по 0,005, Ag до 300 г/т (Багрова, 1963). Важной особенностью халькопиритов месторождения является присутствие в них примеси (г/т) ве - от 4,3 до 9,0 (среднее 7):

Таким образом, месторождение Шохкадамбулак характеризуется сложным минеральным составом, где наряду с распространенными присутствуют редкие для региона минералы. На месторождении практический интерес могут представлять висмутовая и аметистовая минерализации. Специфической особенностью рудных минералов является повышенное количество в них серебра и золота, которые могут быть попутно извлечены.

Глава 3. МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МАГНЕТИТА МЕСТОРОЖДЕНИЯ ШОХКАДАМБУЛАК

Магнетит является основным рудным минералом месторождения, слагающим крупные пластообразные и жилообразные тела мощностью от 5 до 40 м, линзы, гнезда и вкрапления. Текстура руд массивная, реже гнездовая и пятнистая. В рудах Западного участка наблюдаются брекчиевидные текстуры. Структура гипидиоморфнозернистая и аллотриоморфная. Под микроскопом выявляется зернистое строение магнетита. Известны также радиально-лучистые и пластинчатые агрегаты магнетита, которые образуются в результате замещения магнетитом пироксенов, амфиболов и гематита. Среди массивных магнетитовых руд Центрального участка обнаружены необычные коляоморфные образования минерала в виде почковидных агрегатов размером до 2-3 см с гладкой блестящей поверхностью. Внутреннее их строение концентрически-зональное за счет чередования зернистого и радиально-лучистого магнетита. Магнетит в рудном поле встречается и в виде отдельных хорошо образованных кристаллов и их

скоплений. Размер кристаллов от 1-2 мм до 0,5 см, в единичных случаях достигает 2-5 см. Форма кристаллов октаэдрическая, реже ромбододекаэдрпческая и в виде комбинаций этих форм. Характерно зональное внутреннее строение кристаллов, обусловленное замещением аномального граната. Фактически это псевдоморфоза магнетита по гранату. Кроме граната магнетит интенсивно замещает пироксены и амфиболы. Образуется он и за счет мушкетовитизации гематита. При этом одновременно с магнетитом происходит выпадение из растворов пирита.

Магнетит относится к числу ранних рудных минералов. Сульфиды (пирротин, арсенопирит, халькопирит, сфалерит, галенит, висмутин) замещают его и обычно локализуются в интерстициях между зернами магнетита. На контакте зерен магнетита и висмутина тогда отмечаются скопления теллуридов золота. В зонах окисления отмечается мартитизация с образованием вторичных гематитовых (мартитовых) руд. Удельный вес магнетита колеблется от 4,75 до 5,03. Пониженный вес минерала обусловлен микропримесями нерудных минералов. Микротвердость равна 524-585 кг/мм2. Химический состав магнетитов Шохкадамбулакского рудного поля (вес. %, среднее из 11 анализов) в целом близок к теоретическому: Fe203 - 66,17, FeO - 29,52, MgO - 1,17, MnO - 0,23, CaO - 0,40, SiO? - 1,28, ТЮ2 - 0,13, AbOj - 0,10, V2o"5 - 0,003, P2Os - 0,01. Несколько повышенное количество F2O3 против теоретического состава минерала, связано, по-видимому, с мартитизацией магнетита. Кроме того, химическими анализами в магнетитах обнаружены примеси Ga в количестве 0,0002 % (среднее из 26 анализов), Ge - 0,0010 %, Со - 0.002 %, а также Си - 0,03 %, Сг - 0,03 %. Из других примесей отмечаются Bi, Рв и Zn (по 0,001 %). Атомно-адсорбционным методом в магнетите определены (г/т, среднее из 23 анализов) Аи (0,015), Ag (1,74), Си (64), Ni (43), Zn (206), Рв (111), Со (700), Cd (10), Bi (140), Se (10).

Методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) в магнетите Шохкадамбулакского скарново-железорудного месторождения выявлен большой набор литофильных, халькофильных, сидерофильных и редкоземельных элементов. № литофильных элементов в составе минерала в повышенных количествах присутствуют Са, Mg, Мп и А1 (десятые доли процента). Содержание других примесей (Sr, Ва, Rb, Cs, Li, Be, Zr, U, Th) нижекларковое. Характерной примесью магнетита является бор. Среднее его содержание 23 г/т. Особенно повышенным количеством бора характеризуется минерал из Восточного участка месторождения - 40 г/т.

Халькофильные элементы распределены неравномерно. Содержание некоторых из них (Hg, Bi, Sb, Cd, Se, Те) выше кларка, а других (Ga, Ge, Zn, Hf, Nb, Та, Pd) — ниже. Ртуть выступает в качестве типохнмического элемента магнетитов. Среднее ее количество равно 7,5 г/т, что почти на два порядка выше кларка этого элемента. Еще одним характерным элементом магнетитов является висмут. Среднее его содержание 3,2 г/т.

Особо отметим содержание легирующих металлов в составе магнетитов, присутствие которых влияет на твердость, механическую стойкость, тугоплавкость, упругость, кислотоупорность, антикоррозионные и другие

свойства сплавов из железа. В магнетите среднее содержание "П равно (г/т) 183, V - 32, Сг - 8,6, № - 12,2, Со -11,3, - 2,0, Мо - 0,85.

Однако из элементов-примесей магнетитов Шохкадамбулакского месторождения наибольшее значение имеют повышенные количества благородных металлов - и Аи, которые могут стать предметом комплексной отработки, наряду с железом. Среднее их содержание в магнетите (г/т) 61 и 0,65 соответственно.

Сера, фосфор, а также Хп, Си, и Аб относятся к вредным примесям железной руды. Содержание 8 в доменных рудах железа не должно превышать 0,3-0,5 % (Яковлев, 1986). В магнетите из Шохкадамбулакского месторождения среднее содержание серы 0,107 %. Допустимое количество фосфора в таких рудах 0,2 %, а в магнетите месторождения концентрация элемента соответственно равна 0,009 %. При допустимом содержании в железных рудах Ав до 0,07 % концентрация этого элемента в магнетите равна 0,003 %. В магнетите месторождения содержатся 0,012 % Ъа. и 0,006 % Си, что намного ниже допустимого количества в рудах Ъл. (до 0,1 %) и Си (0,2 %).

Среднее содержание суммы редкоземельных элементов (РЗЭ) в магнетите равно 8,52 г/т, что более чем на порядок ниже их кларка в земной коре по А.П. Виноградову (1962). Это согласуется с представлением, согласно которому скарновые минералы в целом характеризуются низкими концентрациями РЗЭ. В составе лантаноидов магнетита главная роль принадлежит лантановой подгруппе (78,3 %). На долю иттриевой и скандиевой подгрупп приходятся соответственно 13,7 и 8,0 % от общей суммы РЗЭ. Относительное содержание цериевой группы к иттриевой высокое (£Се:ХУ=19,1). Еще выше в магнетитах значение Ьа:УЬ -отношения (15,0). Для минерала характерна отрицательная европиевая аномалия (0,49). Такое поведение РЗЭ в магнетите месторождения является свидетельством того, что оруденение, вероятно, связано с постмагматическими продуктами расплавов подкорового (мантийного) происхождения.

Таким образом, магнетит месторождения характеризуется большой набором литофильных, халькофильных, сидерофильных и редкоземельных элементов, а также повышенным количеством естественных легирующих добавок ( Сг, Со, и др.).

Глава 4. ТЕРМОБАРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ШОХКАДАМБУЛАК

При термобарогеохимических исследованиях температура минералообразования оценивалась методом гомогенизации газово-жидких включений. Включения флюидных растворов изучались на двухсторонне - полированных пластинках, реже кристаллических выколках. При оценке давления использован в основном метод, предложенный П.В. Клевцовым и Г.Г. Леммлейном (1950). Давление в двухфазовых газо-жидких включениях оценивалось по методике Ю.А. Долгова, Л.Ш. Базарова и И.Т. Бакуменко (1968), с помощью совместного применения гомогенизации и криометрии. Химический состав растворов жидкой фазы

включений оценивался методом тройной водной вытяжки по методикам Д.Н. Хитарова (1968, 1978), Н.И. Мязь и др.- (1975), A.A. Москалюк (1971), Ж.А. Симкива (1988) и др. Для оценки концентрации и состава растворов индивидуальных включений были проведены криометрические исследования по методике А. С. Борисенко (1977).

Исследование флюидных включений проводилось в различных генерациях кварца, кальцита и барита. Они в минералах, главньм образом, двухфазовые газово-жидкие, реже однофазовые жидкие или газовые. В кварце и кальците обнаружены также двухфазовые, преимущественно газовые (жидко-газовые), трехфазовые (жидкий раствор солей+газовый пузырек+дочерний кристаллик галита) и многофазовые (жидкий раствор солей+несколько дочерних кристалликов+газовый пузырек). В изученных минералах, наряду с включениями минералообразующих сред, были обнаружены вакуоли с законсервированными в них битумами. По агрегативному состоянию углеводородные консерваты однофазовые (жидкие, твердые и газовые), двухфазовые (газово-жидкие, жидко-твердые) и многофазовые (газ+жидкость+твердый и жидкий битум). Размер их 0,02-0,05, реже 0,07 мм и более. При нагревании включений битумов они, не достигнув гомогенного состояния, взрываются.

Кварц на месторождении имеет широкое распространение. По морфологическим признакам выделяются тонкозернистый (роговикоподобный), мелко-, средне- и крупнозернистый, радиально-лучистый, шестоватый и друзовидный кварц. Атомно-абсорбционным анализом в кварцах обнаружены (г/т, среднее из 15 анализов): Zn (10), Си (40), РЬ (50), Ag (1,8), Au (0,02), Ni (00), Со (10), Cd (00), Bi (10), Se (10). На месторождении выделены пять генераций кварца. Кварц I предшествует образованию основной массы магнетитовой руды и находится в тесной парагенетической ассоциации с железной слюдкой (гематитом). Встречается он, главным образом, в виде хорошо оформленных кристаллов размером до 15 см по длинной оси. Первичные флюидные включения в кристаллах кварца I по фазовому составу подразделяются на двухфазовые газово-жидкие (жидкий водный раствор солей+газовый пузырек), трехфазовые (жидкий водный раствор солей+газовый пузырек+изотропный дочерний кристалл), многофазовые (жидкий водный раствор солей+газовый пузырек+несколько твердых дочерних минералов), существенно газовые (двухфазовые жидко-газовые, содержащие газовую фазу и водный раствор солей), углекислотно-водные (жидкий водный раствор+газообразная и жидкая углекислота) (рис. 1). Наличие среди консерватов двух- и многофазовых флюидных включений невыдержанного наполнения и сингенетичных им газовых или существенно газовых вакуолей свидетельствует о гетерогенизации (кипении) флюидной системы. По форме включения разнообразные, иногда в виде отрицательных кристаллов или их отдельных фрагментов. Размер вакуолей колеблется от 0,01 до 0,09 мм и менее. Гомогенизация первичных включений в кварце I происходит, главном образом, в жидкую фазу в широком диапазоне температур 640-480°С. Температура гомогенизации отдельных включений, происходящей в газовую фазу, также попадает в этот интервал.

Для выявления палеотемпера-турного градиента были исследованы образцы кварца I в интервале более 200 м по вертикали. Полученные результаты позволили установить вертикальный палео-температурный градиент, равный в среднем 7°С на 100 м глубины. При криометрических анализах начало оттаивания криогидрата минерало-образующего флюида происходит в диапазоне температур от -40,0 до -57,5°С, что соответствует температурам эвтектических растворов хлоридов Са, N3, и К

(Борисенко, 1972).

Лед плавится при температурах от -20,и до концентрация солеи во

флюидах из кристаллов соответствует значениям от 18,0-26,5 до 52,5-61,0 мае. %. Изучение валового химического состава флюидных включений методом тройной водной вытяжки показывает, что среди катионов в вытяжках преобладают Са" (58,25 экв. %) и (24,27 экв. %), а содержание Ыа+ (12,62 экв. %) и К+ (4,85 экв. %) незначительное. В анионной части вытяжки ведущим является НСОз" (47,62 экв. %). Менее развиты СГ (28,57 экв. %), 8042" (20,95 экв. %), С032" (1,9 экв. %) и ЫОз" (1,0 экв. %). В период образования кварца I интервал рассчитанных давлений оказался равным 2000-1100 бар.

Кварц II ассоциирует с магнетитом и встречается в виде мелкозернистых агрегатов. Он ассоциирует также с полевым шпатом. В препаратах кварца II одни включения двухфазовые газово-жидкие, другие - трехфазовые. Последние содержат газ, раствор и кристаллик-узник (галит). Наряду с двух- и трехфазовыми встречаются и сингенетичные им существенно газовые включения. Это свидетельствует о гетерогенном состоянии минералообразующего флюида. Форма включений эллипсоидальная, овальная, каплевидная, прямоугольная. Редко первичные включения имеют форму негативных кристалликов. Размеры -0,01-0,02 мм. 'Температура гомогенизации первичных включений в кварце II колеблется в пределах от 520 до 475 °С. Включения характеризуются температурами эвтектики от -34,5 до -43,0, что указывает на преобладание в растворах хлоридов Ре и Мд. Концентрация солей в двухфазовых включениях, оцениваемая по температуре плавление льда, равна 20,5-22,5 вес. %. В трехфазовых включениях концентрация солей, рассчитанная по методу М.А. Стыриковича и Х.А. Хайбуллина (1956), более высокая - 35,0-60,5 вес. %. Давление в момент кристаллизации кварца II оценивается в 1450-1000 бар.

" Температура приведена без учета поправок на давление и концентрацию.

Рис. 1. Характерные типы флюидных включений в кварце I

Кварц III находится в виде жил мощностью 8-10 м и прожилков. Агрегаты тонко-среднезернистые. В зонах развития кварца III находится основная масса сульфидной минерализации. В пластинках, изготовленных из кварца III, обнаружены первичные флюидные включения, нередко имеющие форму отрицательного кристалла. Реже они ромбовидные, трубчатые, изометрические и неправильные. По фазовому составу включения в большинстве своем двухфазовые газово-жидкие. Встречаются также однофазовые жидкие и битумоидные включения. Размеры включений 0,02-0,09 мм. Гомогенизация включений в кварце III происходит в широком диапазоне температур 450-260°С. Криометрические исследования первичных вакуолей кварца III показали, что первое заметное плавление льда замороженного раствора включений происходит при температурах -68,0...-21,5°С, что близко к температурам плавления эвтектик водно-солевых систем Г^С12-КС1-Н20, СаС12-Н20, СаС12-МаС1-Н20, НаС1-Ыа2С03-КС1-Н20, ЫС1-Н20, РеС12-Н20 (Борисенко, 1982). Общая концентрация солей во включениях варьирует от 11,0 до 27,5 вес. %. Кристаллизация кварца III происходила в интервале давлений 335-85 бар. Анализы жидкой фазы включений показывают, что общая минерализация водных вытяжек из кварца III невысокая -0,45 мг/экв. В анионной части растворов главная роль принадлежит СГ и НСО", меньшее значение имеет 8042\ Главными катионами являются Са2+ и Ыа+, находящиеся в равных количествах - по 37,21 экв. %, а содержания К+ - 13,95 и

- 11,63 экв. % относительно невысокие.

Кварц IV также широко распространен. Образует жилы мощностью до 4 м, прожилки и гнездовые выделения. Агрегаты средне-крупнокристаллические, шестоватые и друзовидные. Нередко кварцевые жилы несут сульфидную минерализацию (сфалерит, галенит, блеклая руда, аргентит и др.). Кварц IV содержит включения разнообразной формы. По фазовому составу это, главным образом, двухфазовые газово-жидкие включения, а также однофазовые жидкие и газовые. Размер включений 0,02-0,06 мм. Гомогенизация первичных включений происходит в жидкую фазу в диапазоне температур 390-225°С. Криометрические анализы показывают, что кристаллизация кварца IV происходила из гомогенных хлоридно-бикарбонатных гидротермальных флюцдов с переменным соотношением таких катионов, как М§2+, Са , Ре2+ и Иа. Данные криометрии в целом подтверждаются анализом водной вытяжки из кварца IV. Среди анионов ведущим является НС03" (40,0 экв. %). Анионы СГ, 8042" и М03" содержатся в одинаковых количествах - по 20,0 экв. %. Основными катионами являются Са2+ и содержащиеся, соответственно, в количестве 38,46 и 30,77 экв. %. На долю М§2+ приходится 19,23, а К+- 11,54 экв. %. Концентрации солей в растворе 17,5 - 27,7 вес. %. Кварц IV формировался в интервале давлений, равном 165-40 бар.

Кварц V представлен в виде аметистизированных жил и кристаллов аметиста. Мощность жил колеблется от 0,8 до 1,5 м. Прослеживаются они с перерывами на расстоянии до 1 км. Сложены жилы крупнокристаллическим агрегатом кварца массивного сложения и шестоватыми агрегатами. Кристаллы аметиста окрашены в фиолетовый цвет бледных и густых тонов.

Флюидные включения в аметистизированном кварце, главным образом, двухфазовые газово-жидкие, реже - однофазовые жидкие. Первичные включения размером от 0,01 до 0,05 мм по форме овальные, треугольные, удлиненные, неправильные и изометричные. Встречаются также консерваты в виде отрицательных кристаллов. Общий интервал температур гомогенизации первичных включений в агрегатах аметистизированного кварца составляет 335160°С. Гомогенизация включений происходит в жидкую фазу. Состав и концентрация минералообразующих растворов в аметистизированном жильном кварце изучались методом криометрии. Результаты этих исследований показали, что для них характерны водно-солевые системы СаС12-Н20 и СаС12-М§С12-Н20. Температуры эвтектики равны интервалу от -55,5 до -48,5°С, что соответствует концентрации солей в растворах от 22,5 до 27,5 вес. %. Аметистизированный кварц формировался в интервале давлений, равном 390-200 бар.

В кристаллах аметиста первичные включения также двухфазовые газово-жидкие. Размер включений изменяется от 0,01 до 0,06 мм. Температура гомогенизации первичных включений в корневых и внутренних частях кристаллов аметиста составляет 260-220°С, а в их прозрачных головках - 180160°С. Водно-солевая система по температурам эвтетики во включениях кристаллов аметиста более разнообразная: №С1-Н20, ЫаС1-КС1-Н20, СаС12-МаС1-Н20, ЫаС1-Ма2СОз-НгО и М§С12-КС1-Н20. Анализами тройной водной вытяжки установлено, что для кристаллов аметиста характерно присутствие таких компонентов, как СГ (20 экв. %), НС03" (40 экв. %), 802'4 (20 экв. %), ИО'з (20 экв. %), Са2+ (38,4 экв. %), Мё2+ (19,2 экв. %), К+ (11,6 экв. %), (30,7 экв. %). Однако концентрация растворов во включениях кристаллов аметиста оказалась более низкой - 24,0-10,5 вес. %. Оцененные значения давлений в период кристаллизации аметиста оказались невысокими - 100-80 бар и ниже.

Кальцит является широко распространенным минералом месторождения. Выделяются три генерации этого минерала. В кальцитах всех генераций атомно-адсорбционным методом определены (г/т, среднее из 10 анализов): Аи- 0,025, А§ - 1,8, N1 - 40, Ъп - 275, РЬ - 65, Со - 80, Сс1 - 20, В1 - 200, ве - 10. Удельный вес кальцита колеблется от 2,55 до 2,72 г/см3. Кальцит I связан с магнетитовыми скарнами. Он крупнокристаллический и образован в заключительных периодах становления скарноворудного оруденения. Кальцит I образует мелкие жилы мощностью до 6-8 см и гнездообразование выделения. Первичные включения в кальците I преимущественно плоские ромбовидные, прямоугольные, квадратные, вытянутые и неправильные, реже объемные в форме отрицательных кристаллов. Размер их колеблется от 0,01 до 0,05 мм. Включения в кальците I по фазовому составу разнообразны: однофазовые газовые, двухфазовые существенно газовые (газовая фаза+жидкий водный раствор), двухфазовые газово-жидкие (жидкий раствор солей+газовый пузырек), трехфазовые (водный раствор солей+газовый пузырек+дочерний изотропный кристаллик кубической формы, идентифицированный как галит), четырехфазовые (водный раствор солей+газовая фаза и два дочерних кристалла - галит, сильвин) и единичные многофазовые (водный раствор солей+газовая фаза+галит, сильвин и чешуйки гематита) (рис. 2). Суммарный

объем твердых фаз во включениях кальцита I достигает 30-35 %. Гомогенизация первичных включений происходит по первому и второму типам в диапазоне температур 535-420°С. Геотермический градиент равен 6-8°С на 100 м глубины. По данным анализа водной вытяжки в анионной части минералообразующих флюидов из кальцита I доминирует НС03" (78,43 экв. %). Из других анионов обнаружены СГ и 8042" (по 9,8 экв. %), а также С032" и N03" (по 1,0 экв. %). Среди катионов ведущим является Са2+ (51,5 экв. %). Меньшее значение имеют + (25,77 экв. %), Ыа+ (17,53 экв. %) и К+ (5,15 экв. %). Концентрация минералообразующих растворов, оцененных по методу М.А. Стыриковича и Х.А. Хайбуллина (1956) равна интервалу 35,0-54,5 вес. %. Давление в период образования кальцита I, по рассчитанным данным, оценивается в 800-550 бар.

Кальцит II более распространен, чем кальцит I, и образует прожилки и небольшие жилы мощностью до 10-12 см, гнезда и вкрапленность. В тесной ассоциации с ним находится основная масса сульфидной минерализации. Агрегаты мелко-, средне- и крупнокристаллические. В кальците II обнаружены только двухфазовые газово-жидкие флюидные включения различной формы. Гомогенизация первичных включений происходит в диапазоне температур 375-270°С. В солевом составе растворов включений кальцита II преобладает также НС03" (60,0 экв. %). Меньшие значения имеют 8042~ (20,0 экв. %) и СГ (13,33 экв. %). Содержание С032" ничтожно (5,75 экв. %). Основным катионом, так же как и в кальците I, является Са2+ (56,25 экв. %). Содержание Mg2+ (31,25 экв. %) также сравнительно высокое. Другие катионы присутствуют в незначительных количествах: К+ и Иа+ по 6,25 экв. %.

Кальцит III встречается в виде прожилков, мощностью до 2,5-3,0 см. Сложены они мелко-среднезернистым агрегатом. Кальцит III ассоциирует с поздним кварцем, тонкочешуйчатым гематитом и баритом. Иногда в кальцитовых прожилках обнаруживается и флюорит. В кальците III обнаружены включения различной формы, размером 0,01-0,02 мм. Включения однофазовые жидкие и двухфазовые газово-жидкие. Гомогенизация двухфазовых консерватов происходит по первому типу в интервале температур 180-120°С. Методом водной вытяжки в кальците III определен состав минералообразующего раствора. Он сульфатно-хлоридно-бикарбонатный: НС03~ - 41,67 экв. %, СГ и Б04 " - по 27,78 экв. %. Главным катионом является Са2+ (53,84 экв. %). Остальные имеют подчиненное значение: Mg2+- 23,08 экв. %, Ыа+- 15,38 экв. %, К+- 7,69 экв. %.

■

ШШШ

—I

6 ^

••.....6

Рис. 2. Характерные типы флюидных включений в кальците I

Барит на месторождении Шохкадамбулак обнаружен на Восточном и Центральном участках. Образует он прожилки мощностью от 0,5 до 6-Ю см, сложенные мелко-среднезернистым агрегатом. В баритовых прожилках, встречаются кварц, кальцит и галенит. Это барит I. Первичные включения в барите I главным образом плоские и имеют ограненную (ромбовидную, прямоугольную, треугольную, топоровидную) форму. По агрегатному состоянию они двухфазовые газово-жидкие. Размер включений колеблется от 0,01 до 0,05 мм. Гомогенизация первичных включений в барите I происходит в диапазоне температур 280-195°С.

Барит II совместно с кварцем и кальцитом образует сложные маломощные (2-3 см) прожилки, в которых иногда присутствует и тонкозернистый гематит. Включения в барите II очень мелкие (0,01 мм и менее). Форма их разнообразная -округлая, неправильная, изометричная и в виде негативных кристалл о б. Гомогенизация включений в барите II происходит в интервале температур 11080°С.

Таким образом, минерализация на месторождении Шохкадамбулак сформировалась в диапазоне температур 640-80°С и давлений 2000-80 бар из хлоридно-гидрокарбонатных и хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатных флюидов с концентрацией 61,0-10,5 вес. %.

Глава 5. СТАДИЙНОСТЬ И ТЕМПЕРАТУРНЫЕ УСЛОВИЯ ПОСТМАГМАТИЧЕСКОГО МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ

Скарново-магнетитовое месторождение Шохкадамбулак было сформировано в ходе сложных многостадийных процессов минералообразования (Сафонов, 1968; Власова, Котенев, Матяш, Мясников, 1972; Жукова, Жуков, 1970 и др.). За основу нами принята более упрошенная схема последовательности образования минералов в скарново-железорудных месторождениях Чаткало-Курамы, куда входит и скарново-магнетитовое месторождение Шохкадамбулак. Данная схема составлена и уточнена с учетом существующих и полученных нами данных и коррелирована методами термобарогеохимии. Здесь выделяется четыре стадии минерализации: силикатная, магнетитовая, кварцево-сульфидная и кварцево-карбонатная (таблица). В первых двух стадиях формируется собственно скарновая минерализация, а в двух последующих - наложенные на скарны продукты гидротермального процесса.

В силикатную стадию образуются основные скарновые минералы (волластонит, пироксены, гранаты и др.), а также гребенчатый кварц I, розетковидный гематит и крупнокристаллический кальцит I. Выполненные многочисленные определения температур гомогенизации флюидных включений в кварце и кальците показали, что формирование скарновых тел Шохкадам-булакского месторождения происходило в интервале температур 640-480°С, что в целом согласуется с данными В.А. Жарикова (1968). Давление в период становления силикатной стадии было 2000-1100 бар.

Магнетитовая стадия непосредственно следует за силикатной и завершает скарновый процесс минералообразования. Основным минералом этой стадии

является магнетит. В ассоциации с ним встречаются ильваит, ферропиросмалит, амфибол (ферроактинолит, актинолит и тремолит), полевой шпат и зернистый кварц II. Магнетитовая стадия завершается выделением небольшого количества пирита. Для определения верхней границы температур образования магнетитовой стадии мы использовали зернистый кварц II, находящийся во взаимном прорастании с магнетитом. Гомогенизация первичных включений в этом кварце происходит в диапазоне температур 520-475°С, а давление в момент его кристаллизации оценивается в 1450-1000 бар.

Кварцево-сульфидная стадия на месторождении фиксируется образованием кварца III, кальцита II, барита I и сопутствующих им пирротина, марказита, пирита, арсенопирита, молибденита, висмутина, козалита, галено-бисмутита, кобальтина, кобеллита, гессита, а также самородных висмута и золота. Температуры образования ассоциации минералов кварцево-сульфидной стадии определялись по результатам термометрического исследования кварца (450260°С), кальцита (375-270°С) и барита (280-195°С), отобранных из всех трех участков месторождения. Следовательно, минералы кварцево-сульфидной стадии образовались в диапазоне температур 450-195°С. Давление, при котором происходила кристаллизация минералов кварцево-сульфидной стадии, равнялось интервалу 390-80 бар.

Кварцево-карбонатная стадия завершает формирование месторождения. Ее проявлению предшествовали интенсивные тектонические подвижки, приведшие к образованию трещин и полостей. В них происходило отложение минералов этой стадии в виде жил, прожилков и гнезд, при практически ничтожной роли процессов замещения. В кварц-карбонатной стадии, наряду с кварцем IV, кальцитом III, баритом II, флюоритом, в небольших количествах образовались галенит, сфалерит, пирит, халькопирит, блеклая руда, аргентит, гематит и другие минералы. Температурные параметры кристаллизации минералов этой стадии на месторождении установлены по данным изучения консерватов минералообразующих растворов в кварце IV, кальците III и барите II. Температура гомогенизации газово-жидких включений в кварце равна 390-225°С, а в кальците - 180-120°С. Нижняя граница температур становления минералов стадии определена по бариту, который считается наиболее поздним минералом. Он кристаллизовался в интервале температур 110-80°С. Таким образом, кристаллизация продуктов кварцево-карбонатной стадии происходила в интервале температур 390-80°С и давлений 165-40 бар.

Таким образом, становление скарново-магнетитового месторождения Шохкадамбулак происходило в ходе сложных физико-химических процессов в течении силикатной, магнетитовой, кварцево-сульфидной и кварцево-карбонатной стадий минерализации.

Таблица №1. СХЕМА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ НА ЖЕЛЕЗОРУДНОМ

МЕСТОРОЖДЕНИИ ШОХКАДАМБУЛАК (с использованием термометрии и криометрии минералов месторождения)

Этапы Стадия Минералы Температура, °С Давление, бар Главные компоненты растворов Концентрация, вес. %

Скарновый Силикатная Волластонит, пироксены, гранаты, кварц I, кальцит 1, гематит 640-480 2000-1100 1Ма, К, С1, М& Бі, А1, Са, Бе 61-42

Магнетитовая Магнетит, андрадит, геденбергит, полевой шпат, актинолит, тремолит, эпидот, кварц II, пирит I и др. 520-475 1450-1000 N3, К, С1, Са, Бі, А1, Ре 54,5-35

Гидротермальный Кварцево-сульфидная Кварц III, кальцит 11, железный блеск, пирит II, пирротин, марказит, арсенопириг, сфалерит, молибденит, пирит- мельниковит, барит I, висмутин, козалит, кобальтин, кобел лит, гессит, самородный висмут и золото 450-195 390-80 Ре, Б, Бі, Аэ, 1<а, РЬ, Мо, Ві, Аи 27,5-11

Кварцево-карбонатпая Кварц, галенит II, пирит III, сфалерит, халькопирит, блеклая руда, аргентит, кпейофан, гематит, кальцит, флюорит, барит 11 390-80 165-40 Бі, Са, Ре, Си, Ъп, Б, Р, Ва 22,5-10,5

Глава 6. КРИТЕРИИ ПОИСКОВ И ОЦЕНКИ ЖЕЛЕЗОРУДНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ И НЕКОТОРЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

В качестве минералого-термобарогеохимических критериев поисков гематит-магнетитовой минерализации можно рекомендовать морфологию, степень заполнения, температуру гомогенизации, состав и концентрацию флюидных включений в жильных минералах, находящихся в тесной парагенетической ассоциации с рудными. На месторождении установлена прямая вертикальная температурная зональность с палеотемпературным градиентом, равным 7 — 8°С на 100 м глубины. Зная общий вертикальный диапазон температур продуктивного рудоотложения и температуру гомогенизации флюидных включений в минералах на современном эрозионном срезе, можно прогнозировать и оценить перспективность рудной минерализации.

Кроме того, надежным оценочным критерием служат и минералогические признаки. Например, нахождение позднего кальцита и, особенно, барита в верхних горизонтах месторождения служат критерием перспективности рудной минерализации на глубину.

Наряду с этим, выявлены некоторые типохимические особенности минералов месторождения. Например, стабильно высокие содержания висмута как в рудных, так и нерудных минералах позволяет рассматривать этот элемент как индикатор железорудного и, наложенного на него свинцово-цинково-висмутого оруденений с повышенным содержанием благородных (Аи, Ад) и легирующих (№, Со, \У и др.) элементов.

Поиски новых объектов с железорудным оруденением следует вести на участках с останцами известковисто-осадочных пород с околоскарновыми и близскарновыми метасоматитами пироксен-поливошпатового, гранат-пироксенового, пироксенового и пироксен-амфиболого составов. В качестве первоочередной площади для опоискования можно рекомендовать проведение разведочных работ в блоке известняков к северу и северо-западу от центрального и западного участков месторождения.

Нами рекомендуется также производить при эксплуатационных работах попутное извлечение таких элементов, как золото, серебро, свинец, цинк и висмут.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Скарново-магнетитовое месторождение Шохкадамбулак сформировано в ходе сложных многостадийных процессов минералообразования с развитием последовательно образованных скарново-магнетитовых (с золотом), полиметаллических и висмутовых оруденений.

1. На месторождении установлено более 80 минеральных видов и разновидностей, где наряду с основными рудными минералами: магнетитом, гематитом и сульфидами (пиритом, галенитом, сфалеритом, халькопиритом и др.) - обнаружены такие редкие минералы, как самородный висмут,

кобальтин, козалит, галенобисмутит, кобеллит, фрейбергит, гессит и др. На месторождении поздний кальцит и, особенно, барит, локализуются в наиболее верхних частях. В связи с этим проявления их прожилковой минерализации в участках развития скарнов указывают на слабо развитый эрозионный срез и перспективность оруденения на глубину. В верхних горизонтах месторождения размещается также аметистовая минерализация, указывая на незначительный эрозионный срез участка.

2. В магнетите и некоторых других минералах месторождения установлены количественные содержания примесей литофильных, халькофильных, сидерофильных и редкоземельных элементов (всего 65 наименований). Некоторые из них (В1, Щ) являются типохимическими, другие ("Л, N1, Со, ■№) естественными легирующими добавками, а А^ и Аи -металлами попутного извлечения.

3. Образование скарново-магнетитового месторождения происходило в два этапа (скарновый и гидротермальный) и четыре стадии (силикатная, магнетитовая, кварцево-сульфидная и кварцево-карбонатная). В первых двух стадиях происходит кристаллизация собственно скарновых минералов, а в двух последующих - наложенных на скарны продуктов гидротермального процесса.

4. Становление железорудного месторождения Шохкадамбулак происходило в диапазоне температур 640-80°С и давлений 2000-80 бар из разноконцентрированных (11,0-61,0 вес. %) хлоридно-гидрокарбонатных и хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатных растворов Са, № и К. При этом минералообразование начиналось при участии расплавов-растворов в течение развития скарнового процесса и закончилось кристаллизацией минералов из низкотемпературных гидротермальных растворов.

5. Флюидные включения могут быть использованы в качестве критериев поисков и прогнозирования. Признаком гематит-магнетитового оруденения может служить присутствие в кварце или кальците многофазовых включений и одновременно с ними газовых или существенно газовых вакуолей, гомогенизирующихся по I и II типам при сравнительно высоких температурах 640-420°С. Зная общий вертикальный диапазон температур продуктивного оруденения и вертикальный геотермический градиент, можно также прогнозировать перспективность минерализации на глубину. В качестве дополнительного критерия оценки уровня эрозионного среза и перспективности оруденения на глубину можно использовать также состав жидкой фазы включений.

6. Анализ полученных данных позволяет в качестве первоочередных площадей для выявления новых рудных тел рекомендовать постановку поисково-разведочных работ в ассимилированном гранитоидами и монцонитами блоке известняков к северу и северо-западу от Центрального и Западного участков месторождения.

7. На месторождении выявлена также аметистовая минерализация, которая может представлять практический интерес.

В целом, в работе сформулированы, обоснованы и доказаны основные защищаемые положения, которые в совокупности представляют собой решение проблемы создания физико-химической модели скарнообразования в целом и развития магматогенно-гидротермальных систем в частности. Разработаны также минералого-термобарогеохимические критерии поисков и прогнозирования оруденений.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи:

1. Сафаралиев, Н.С. Минералы зоны окисления железорудного месторождения Чокадамбулак (Северный Таджикистан) / Н.С. Сафаралиев // Доклады АН РТ. - Т. 51, №2.-2008. - С. 137-140 (перечень ВАК РФ).

2. Сафаралиев, Н.С. Поведение редкоземельных элементов в некоторых минералах Шохкадамбулакского железорудного месторождения (Северный Таджикистан) / Н.С. Сафаралиев, А.Р. Файзиев // Доклады АН РТ. - Т. 54, №11. - 2012. - С. 926-931 (перечень ВАК РФ).

3. Сафаралиев, Н.С. Халькофильные элементы в некоторых минералах Шохкадамбулакского месторождения (Северный Таджикистан) / Н.С. Сафаралиев, А.Р. Файзиев // Доклады АН РТ. - Т. 55, №5. - 2012. - С. 412417 (перечень ВАК РФ).

4. Файзиев, А.Р. Термобарогеохимические условия образования минеральной ассоциации, предшествующей оруденению на Шохкадамбулакском железорудном месторождении (Чокадамбулак, западный Карамазар) / А.Р. Файзиев, Н.С. Сафаралиев // Доклады АН РТ -Т. 52, №7. - 2009. - С. 544-550 (перечень ВАК РФ).

5. Файзиев, А.Р. Содержание литофильных элементов в минералах Шохкадамбулакского месторождения (Карамазар) / А.Р. Файзиев, Н.С. Сафаралиев // Известия АН РТ. - №1 (146). - 2012. - С. 100-106 (перечень ВАК РФ).

6. Файзиев, А.Р. Легирующие и благородные металлы в магнетите и некоторых других минералах месторождения Шохкадамбулак (Северный Таджикистан) / А.Р. Файзиев, Н.С. Сафаралиев, Ф.А. Малахов // Доклады АН РТ. - Т. 55, №4. - 2012. - С. 332-338 (перечень ВАК РФ).

Материалы конференций:

1. Сафаралиев, Н.С. Пириты из Чокадамбулакского месторождения (Северный Таджикистан) / С.Н. Сафаралиев // Материалы научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов, посвященной «15-й годовщине Независимости Республики Таджикистан», «2700-летию города Куляба» и «Году арийской цивилизации». ТГНУ «День науки». Часть I. - Душанбе: ООО «Эп-гпа<Ь» 2006. - С. 146. '

2. Сафаралиев, Н.С. Магнетит Чокадамбулакского рудного поля (Северный Таджикистан) / Н.С. Сафаралиев // Труды Института геологии АН РТ. Выпуск 5. - Душанбе: Дониш, 2006. - С. 154-158.

3. Сафаралиев, Н.С. К истории изученности железорудного месторождения Чокадамбулак (Северный Таджикистан) / Н.С. Сафаралиев // Материалы научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов, посвященной «800-летию поэта, великого мыслителя Мавлоно Джалолуддина Балхи» и «16-й годовщине Независимости Республики Таджикистан». ТГНУ «День науки». Часть I. -Душанбе: ООО «Эр-граф», 2007. - С. 204-205.

4. Сафаралиев, Н.С. Об аметисте железорудного месторождения Чокадамбулак (Северный Таджикистан) / Н.С. Сафаралиев // Материалы научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов. Часть I. - Душанбе: ТНУ, 2008 - С. 266.

5. Сафаралиев, Н.С. К минералогии зоны окисления железорудного месторождения Чокадамбулак (Северный Таджикистан) / Н.С. Сафаралиев // Материалы научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов. Часть I. - Душанбе: ТНУ, 2008. - С. 161-162.

6. Сафаралиев, Н.С. Минералогия и термобарогеохимические условия становления аметистовой минерализации Чокадамбулакского железорудного месторождения (Западный Карамазар) / Н.С. Сафаралиев, И.С. Оймахмадов // Геология и минеральные ресурсы европейского северо-востока России: материалы XV Геологического Съезда Республики Коми. Т I. - Сыктывкар: Геопринт, 2009. - С. 420-423.

7. Сафаралиев, Н.С. Минералого-геохимические особенности образования магнетитовых руд скарново-железорудного месторождения Шохкадамбулак / Н.С. Сафаралиев, А.Р. Файзиев // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XVII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 150-летию со дня рождения академика В.А. Обручева и 130-летию академика М.А. Усова, основателей Сибирской горно-геологической школы. Т. I; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. - С. 142-144.

8. Сафаралиев, Н.С. Термобарогеохимические условия образования друзовидного кварца железорудного месторождения Шохкадамбулак / Н.С. Сафаралиев, А.Р. Файзиев // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XVII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 150-летию со дня рождения академика В.А. Обручева и 130-летию академика М.А. Усова, основателей Сибирской горногеологической школы. Т. I; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. - С. 144-146.

9. Сафаралиев, Н.С. Магнетит Шохкадамбулакского железорудного месторождения (Северный Таджикистан) и особенности его состава / Н.С.

Сафаралиев, А.Р. Файзиев // Минералогический семинар: современные проблемы теоретической, экспериментальной и прикладной минералогии (Юшкинские чтения-2013). - Сыктывкар: Геопринт, 2013. - С. 118-119.

10. Файзиев, А.Р. Термобарогеохимические параметры становления Шохкадамбулакского скарново-железорудного месторождения (Северный Таджикистан) / А.Р. Файзиев, Н.С. Сафаралиев // Материалы XV Всероссийской конференции по термобарогеохимии. - Москва: ИГЕМ РАН, 2012.-С. 84-85.

11. Файзиев, А.Р. Микровключения флюидов в минералах - надежный источник для определения термобарогеохимических параметров минералообразования (на примере аметистовой минерализации в Шохкадамбулакском железорудном месторождении, Таджикистан) /А.Р Файзиев, Н.С. Сафаралиев, И.С. Оймамадов // Минералогическая интервенция в микро - и наномир: материалы Международного минералогического семинара. - Сыктывкар: Геопринт, 2009. - С. 338-339.

Подписано в печать 29.10.2013 г. Форм. бум. 60x84 1/16. Печ. л. 1,75 . Тираж 120. Заказ № 382.

Изготовлено в полиграфическом центре «Отечество» 420126, г.Казань, ул.Чистопольская, д.27а

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Сафаралиев, Носир Сайджалолович, Душанбе

ТАДЖИКСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

САФАРАЛИЕВ НОСИР САЙДЖАЛОЛОВИЧ

МИНЕРАЛОГО-ТЕРМОБАРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ III ОХ К АДАМ БУ ЛАК (ЧОКАДАМБУЛАК, СЕВЕРНЫЙ ТАДЖИКИСТАН)

25.00.05-минералогия, кристаллография

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель: академик ЕАЕН, член-корр. АН РТ, доктор геолого-минералогических наук, профессор Файзиев А. Р.

Душанбе - 2013

На правах рукописи

04201454311

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................3

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ

КАРАМАЗАРА И ШОХКАДАМБУЛАКСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ.............................................................................. 10

1.1. Геологическое строение Карамазара...................................................10

1.2. Геологическое строение рудного поля и месторождения

Шохкадамбулак..........................................................................14

ГЛАВА 2. МИНЕРАЛОГИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ШОХКАДАМБУЛАК........30

ГЛАВА 3. МИНЕР АЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

МАГНЕТИТА МЕСТОРОЖДЕНИЯ ШОХКАДАМБУЛАК............95

ГЛАВА 4. ТЕРМОБАРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ШОХКАДАМБУЛАК ... 135

4.1. Методика исследования газово-жидких включений...............................135

4.2. Характеристика и особенности распределения газово-жидких

включений в минералах месторождения...........................................140

4.3. Результаты термобарогеохимических исследований флюидных включений в минералах месторождения...........................................142

ГЛАВА 5. СТАДИЙНОСТЬ И ТЕМПЕРАТУРНЫЕ УСЛОВИЯ

ПОСТМАГМАТИЧЕСКОГО МИНЕРАЛООБР АЗОВ АНИЯ.........176

ГЛАВА 6. КРИТЕРИИ ПОИСКОВ И ОЦЕНКИ ЖЕЛЕЗОРУДНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ И НЕКОТОРЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ

РЕКОМЕНДАЦИИ................................................................................182

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................186

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ...................... 188

ЛИТЕРАТУРА.................................................................................190

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА.....................................207

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. К настоящему времени достаточно детально исследованы геологическое строение, литолого-петрографический состав рудовмещающих пород, закономерности размещения оруденения и другие аспекты геологии месторождения Шохкадамбулак - наиболее крупного и важного для экономики Республики Таджикистан железорудного объекта. Однако детальные минералогические, с привлечением новейших методов анализа, и особенно комплексные термобарогеохимические исследования здесь проводятся впервые. Особенно важно это в связи с намечающейся разработкой объекта и созданием на севере Таджикистана промышленного предприятия по добыче железа. Этим и определяется актуальность выполненной работы.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы заключалась в детальном исследовании минералогии и термобарогеохимии железорудного месторождения Шохкадамбулак и разработке минералого-термобарогеохимических критериев поиска, прогноза и оценки оруденения.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

- изучение особенностей минерального состава руд месторождения для выявления их типоморфных признаков;

определение качественного состава и количественного содержания элементов - примесей в магнетите и некоторых других минералах, которые могли бы представлять интерес не только как типохимические при поисково-оценочных работах, но и для попутного их извлечения из руд в процессе отработки объекта;

- при помощи детальных исследований флюидных включений установление основных параметров минералообразования: температуры, давления, состава, концентрации - и их агрегатного состояния;

- выявление вертикального палеотемпературного градиента в минерало- и рудоотложении для определения уровня эрозионного среза и оценки перспективности оруденения на глубину;

- установление стадийности и последовательности образования минералов во времени и в пространстве;

- разработка минералого-термобарогеохимических критериев поисков и прогнозирования оруденения на глубину.

Научная новизна и практическое значение работы. Работа представляет собой первое комплексное исследование флюидных включений в минералах Шохкадамбулакского месторождения. На примере этого объекта выявлены оптимальные термобарогеохимические параметры образования скарново-железорудного оруденения. Установлено, что месторождение формировалось в широком диапазоне температур и давлений из расплавов-растворов различного состава, концентраций и агрегатного состояния. В основных рудных минералах впервые установлено большое количество литофильных, халькофильных, сидерофильных, легирующих и редкоземельных элементов, некоторые из которых (А§, Аи, В1) могут представлять практический интерес. Полученные результаты существенно дополняют представления о генезисе скарново-рудных месторождений Карамазара, а также могут быть использованы для оценки поисков и прогнозирования железистых руд. На месторождении Шохкадамбулак выявлено важное камнесамоцветное сырьё - аметист.

Фактический материал и методы исследований. В основу работы положены результаты полевых (2005-2007) и лабораторных исследований автора, полученные во время учебы в заочной аспирантуре, а также при проведении научно-исследовательских работ на кафедре геологии и разведки МПИ ТНУ и в лаборатории полезных ископаемых Института геологии Академии наук Республики Таджикистан в течение 2003-2007 гг. Пробы для исследования отбирались в канавах №№ 86, 107, 122, 123, 124, 275, 297, 298, 364, 383, 401, 404, 575, 577, 588, штольнях №№ 7, 11, 12, 21, 22, 23, 30, а также в древних горных выработках и кернах скважин. Отбор образцов в поле сопровождался детальным описанием текстурных особенностей руд, взаимоотношений минералов и минеральных парагенезисов в обнажениях и горных выработках. При

камеральных исследованиях изучено более 400 образцов, 70 шлифов и аншлифов. Было изготовлено и изучено около 200 двухсторонне - полированных пластинок минералов и минеральных выколок. Проведено свыше 1000 определений температур гомогенизации включений минералообразующих флюидов в минералах, выполнено более 30 химических анализов тройных водных вытяжек и 45 криометрических анализов флюидных включений, 55 атомно-адсорбционных анализов, 20 ICP-MS spec анализов и 21 микрозондовый анализ. В работе использованы фондовые материалы Главного геологического управления при Правительстве РТ.

Личный вклад. Автором детально изучены минералого-геохимические особенности рудных и нерудных минералов месторождения, минеральный состав руд и их элементов-примесей, последовательность минералообразования для расшифровки условий формирования руд месторождения. Впервые описаны новые минералы: ильваит, ферропиросмалит, пиросмалит, ферроактинолит, выявлена аметистовая минерализация. Самостоятельно проведено изучение двухсторонне полированных пластинок минералов и минеральных выколок, определение температур гомогенизации включений минералообразующих флюидов в минералах. Данные других видов исследований автором интерпретированы самостоятельно. Предложена физико-химическая модель массопереноса и минералообразования в магматогенно-гидротермальных системах, разработаны минералого-термобарогеохимические критерии поисков и прогнозирования оруденений.

Основные защищаемые положения:

1. Шохкадамбулакское железорудное месторождение характеризуется разнообразием минерального состава (описано более 80 минеральных видов и разновидностей), где особое место занимают рудные минералы. Для последних свойственен большой набор элементов-примесей, среди которых установлены как индикаторные, так и естественные легирующие добавки, а также металлы, представляющие собой предмет комплексной добычи.

2. Оруденение на Шохкадамбулакском месторождении формировалось в диапазоне температур 640-80°С с палеотемпературным градиентом 7°С/100 м глубины и давлений 2000-80 бар из хлоридно-гидрокарбонатных, хлоридно-сульфатно-гидрокарбонатных и хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатных растворов Са, Mg, Ыа и К с концентрацией 61,0-10,5 вес. %. Аметистовая минерализация кристаллизовалась при температурах 260-160°С и давлениях 10080 бар и ниже из растворов с концентрацией солей от 10,5 до 27,5 вес. %.

3. Становление скарново-железорудного месторождения Шохкадамбулак происходило в результате проявления четырех последовательно образованных стадий минерализации - силикатной, магнетитовой, кварцево-сульфидной и кварцево-карбонатной, охватывающих два этапа минерализации — собственно скарновый и гидротермальный.

Достоверность исследований. Оценка степени обоснованности основных научных результатов строится на представительности и достоверности исходных данных, корректности методик исследования и проведенных расчетов, что в случае рассматриваемой работы подтверждается, прежде всего:

- использованием теоретических положений, методологических подходов и практических материалов при исследованиях, т.е. комплексностью научных исследований с применением геологических, минералого-геохимических и физико-химических методов при максимально возможном учете всех опубликованных данных по геологии, минералогии и оруденению Шохкадамбулакского железорудного месторождения;

- детальными полевыми исследованиями с учетом имеющихся опубликованных данных, установлением геолого-структурных особенностей позиционирования, минералого-геохимических и физико-химических условий образования руд Шохкадамбулакского месторождения;

детальным геолого-минералогическим картированием, изучением последовательности образования парагенетических ассоциаций минералов в рудах, структурно-текстурных особенностей минеральных образований для

установления стадийности и последовательности образования минералов во времени и в пространстве;

- оценкой ТРХ-параметров исходных рудогенных флюидов при генерации минералов руд по данным минералого-геохимических исследований для расшифровки условий их формирования и построением геолого-генетической модели месторождения;

не противоречащими существующим теориям и парадигмам, сформулированными научными положениями, где диссертантом изучены и критически проанализированы известные достижения и теоретические положения других авторов по данной тематике и обоснованно выдвинуты свои тезисы;

четкой взаимосвязью теоретической, исследовательской и рекомендательной частей диссертации, реализуемой в виде комплексных разработок (критериев и признаков) и рекомендаций по многим вопросам практического аспекта при выполнении геологических работ производственными организациями (поиски и оценка перспективности оруденения, в том числе на глубину, определение уровня эрозионного среза, критериев рудоносности и т.д.).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены в 17 печатных работах, докладывались на научных конференциях в Институте геологии АН РТ (2006-2009 гг.), научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов ТГНУ, посвященной 15-й годовщине Независимости Республики Таджикистан, 2700-летию города Куляба и Году арийской цивилизации (2006); научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов ТНУ, посвященной 800-летию поэта, великого мыслителя Мавлоно Джалолиддини Балхи и 16-й годовщине Независимости Республики Таджикистан (2007); научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов ТНУ, посвященной 17-й годовщине Республики Таджикистан, 1150-летию основоположника таджикско-персидской литературы А. Рудаки и Году таджикского языка (2008); научной конференции, посвященной 100-летию со дня

рождения академика С.М. Юсуповой (ТНУ, 2010); научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академиков С.М. Юсуповой и С.А. Захарова (ИГАН РТ, 2010); 14-й международной конференции по термобарогеохимии (Новосибирск, 2010); республиканской научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов ТНУ, посвященной «Завершению 10-летия грамотности ООН (2003-2012): образование для всех» (2012); XV Всероссийской конференции по термобарогеохимии (Москва, 2012); XVII международном научном симпозиуме имени академика М.А. Усова: «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2013); минералогическом семинаре с международным участием: Современные проблемы теоретической, экспериментальной и прикладной минералогии (Юшкинские чтения. Сыктывкар, 2013).

Публикации. По результатам исследований имеется 17 публикаций, в том числе 6 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для защиты диссертаций.

Работа выполнена на кафедре геологии и разведки МПИ, в лаборатории минералофлюидологии Института естественных наук Таджикского национального университета и в лаборатории полезных ископаемых Института геологии Академии наук Республики Таджикистан под научным руководством академика ЕАЕН, члена-корреспондента АН РТ, доктора геолого-минералогических наук, профессора А.Р. Файзиева, которому автор выражает искреннюю признательность. Автор выражает искреннюю благодарность кандидатам геолого-минералогических наук A.A. Агаханову, Б.А. Алидодову, M.JI. Гадоеву, В.Ю. Карпенко, Ф.А. Малахову, В.Е. Минаеву, М.М. Мухаббатову, М.М. Фозилову, И.С. Оймахмадову, JI.A. Паутову, A.A. Сабирову и другими за всестороннюю помощь, консультации и поддержку в выполнении данной работы. Аналитические работы выполнены в химической лаборатории Таджикско-Британского СП «Пакрут», ЦХЛ Главного геологического управления при Правительстве Республики Таджикистан, Минералогическом музее имени А. Е. Ферсмана РАН и в Acme analytical Laboratories LTD в г. Ванкувере (Канада).

Структура и объем диссертации. Работа объемом 213 страниц состоит из введения, 6 глав и заключения. Она сопровождается таблицами (35), схематическими геологическими картами месторождения (4), графиками (11), фотографиями (50). Список использованной литературы состоит из 149 наименований.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ КАРАМАЗАРА И ШОХКАДАМБУЛАКСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ

1.1. Геологическое строение Карамазара

Основные черты геологического строения, магматизма и рудоносности Карамазара освещены в работах Г. Д. Романовского, И.В. Мушкетова, Д.И. Мушкетова, В.Н. Томилина, С.Ф. Машковцева, Б.Н. Наследова, И.В. Попова, Е.Д. Карпова, A.B. Королева, П. А. Шехтмана, М.И. Моисеевой, З.А. Протодьяконовой, H.H. Королевой, Е.А. Котеневой, В.М. Мясникова, В.П. Матяша, Ю.Г. Сафонова, М.И. Власова и других исследователей.

Кураминский регион является составной частью Срединного Тянь-Шаня (по И.В. Попову). Литолого-петрографический и металлогенический облик региона в целом определяется герцинским тектоно-магматическим циклом, получившим здесь наиболее полное и повсеместное развитие. Внутри герцинского тектоно-магматического цикла выделяется три этапа развития: добатолитовый (D2+D3+Ci), батолитовый (С2+С3+Р1?) и послебатолитовый (P+Ti). Установленная отличительная особенность Кураминской подзоны - преобладающее развитие средних по составу крупных гранитоидных массивов батолитового этапа и малых интрузий послебатолитового этапа и, соответственно, проявленных в связи с ними скарново-железорудных и скарново-полиметаллических образований.

Комплекс герцинид включает отложения среднего девона - верхней перми (нижнего триаса); в подошве располагается поверхность регионального углового несогласия, срезающая каледонские структуры. В составе комплекса выделяются три структурных яруса. Нижний слагает карбонатная толща среднего девона -нижнего карбона, достигающая по мощности 2500 м. Средний ярус представлен терригенно-вулканогенной толщей Серпухова - низов среднего карбона мощностью до 850 м. Верхний ярус включает слоистые вулканогенные накопления верхов среднего карбона - верхней перми мощностью до 10000 м. Кураминская подзона, выделенная В.И. Поповым в качестве самостоятельного

структурно-формационного элемента земной коры [71], характеризуется некоторыми отличительными особенностями развития магматизма и связанного с ней оруденения. Эту подзону В.И. Попов относил к областям полигенного поднятия, где фазы тектонической складчастости сопровождаются магматической деятельностью. Здесь наиболее широко развиты проявления герцинского магматизма. Карамазар и Моголтау составляют юго-западную часть Кураминской подзоны.

Геологическое строение рассматриваемой подзоны во всех ее участках достаточно однородно. Каледонский структурно-формационный этаж в ней проявлен довольно слабо. Магматические образования в его пределах представлены силур-раннедевонскими эффузивами и интрузивами гранитоидного состава. Отмеченные породы обнажаются в юго-западных отрогах Кураминского хребта и Моголтау. Ордовик-силурийские