Флюориты баритовых месторождений Северного Таджикистана

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2015, том 58, №4_

ГЕОХИМИЯ

УДК 549.454.2:553.689.2

М.Л.Гадоев

ФЛЮОРИТЫ БАРИТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕВЕРНОГО

ТАДЖИКИСТАНА

Институт геологии, сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН Республики Таджикистан

Приведены результаты термобарогеохимических исследований флюорита из баритовых месторождений. Дана минералогическая характеристика флюоритов и распределение элементов-примесей в их составе.

Ключевые слова: месторождение - флюорит - элементы-примеси - включения минералообразую-щих растворов.

В баритовых месторождениях Карамазара (Северный Таджикистан) флюорит наряду с кварцем является распространённым минералом. В связи с этим нами была предпринята попытка обобщить результаты проводимых исследований флюорита из указанных месторождений.

На Восточном Карамазаре баритовые месторождения и проявления сосредоточены в Кошма-гатском рудном поле [1], где по масштабам минерализации выделяются месторождение Баритовая горка и ряд мелких участков - Северная жила, Тереклитау и Кошмагат. По морфологии рудных тел это типичные жильные образования. Площадь рудного поля сложена вулканогенными породами, которые претерпели гидротермальные изменения, выраженные в пелитизации, серицитизации, пиритизации, хлоритизации и окварцевании. Наиболее благоприятными вмещающими породами для локализации оруденений служили верхнепалеозойские кварцевые порфиры.

Флюорит на месторождении Баритовая горка образует жилы и прожилки в контактовой части рудных тел. В кварц-баритовой жиле он имеет спорадическое развитие. Для него характерны сплошные, средне- и крупнокристаллические, реже радиально-лучистые и почковидные агрегаты [2]. Иногда в трещинах наблюдаются хорошо образованные кристаллы кубического габитуса. На месторождении различаются две генерации флюорита, формирование которых происходило в третью стадию минерализации.

Флюорит первой генерации представлен средне- и крупнокристаллическими агрегатами серого, яблочно-зелёного и зеленовато-белого цвета, распределёнными зонально. Нередко его выделения ожелезнены. В минерале обнаружены примеси различных элементов. Большая часть примесей (Si, AI, Mg, Fe, Cu), присутствующих в составе флюорита, связана с механическими включениями других минералов. Mn, Ba, Sr, вероятно, являются структурными примесями. Кроме указанных элементов-примесей, во флюорите отмечаются следы Ti, Ag, Na, Zr и др.

Адрес для корреспонденции: Гадоев Мустафо Лоикович. 734063, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Айни, 267, Институт геологии, сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН РТ. E-mail: silver_05@mail.ru

Во флюорите первой генерации флюидные включения представлены жидкими, газово-жидкими и битумными вакуолями с преобладанием первых. Отсутствие твёрдых фаз во включениях свидетельствует о сравнительно невысокой концентрации минералообразующих флюидов. Форма газово-жидких включений разнообразна, от почти изометричной до резко вытянутой. Реже консерва-ты имеют форму негативных кристалликов-тетраэдров. Они распределены неравномерно, размеры их варьируют от 0.01 до 0.05 мм. Газово-жидкие первичные включения с коэффициентом наполнения 0.85-0.92 гомогенизируются в жидкость при температуре 105-165°С [3]. Замерзание жидкой фазы в них происходит при -4...-5°С, а полное плавление при -3°С (табл.1). Вторичные включения в минерале встречаются редко. Их характерными особенностями обычно являются незначительные размеры. В момент образования флюорита этой генерации значение давления было равным 60-80 атм.

Таблица 1

Результаты термобарогеохимических исследований флюидных включений во флюорите

Температура, °С

Месторождение Генерация гомогенизации эвтектики истинного замерзания полного плавления Солевой состав включений Концентрация, вес.% Давление, атм.

Баритовая горка I 105 165 21 14 6 4 3 3 ша-^й ка-н20 7 8.8 60-80

- 160 12 6 4 КС1-Н20 12.2

Северная жила - 255 235 17 19 12 13 10 11 №С1-Н20 №С1-Н20 18 15.8 100-380

- 195 23 10 6 №С1-КС1-Н20 15.5

- 170 16 11 10 №С1-Н20 14.5

Акмогол - 240 18 10 8 №С1-Н20 13.3 120-200

- 200 27 19 17 №С!-КС!-Н20 -

Флюорит второй генерации имеет незначительное распространение. Он образует кристаллические агрегаты фиолетового цвета. В нём сосредоточено большое количество битумных включений, в меньшей мере - жидких. Газово-жидкие включения встречаются редко и представлены призматическими, треугольными и неправильными формами. Иногда отмечаются вакуоли, имеющие звёздчатую конфигурацию. Размеры их не превышают 0.04 мм. Гомогенизация этих включений с соотношением фаз от 1:10 до 1:14 происходит в интервале температур 60-110°С.

Растворы газово-жидких включений во флюорите характеризуются присутствием следующих компонентов: СГ, HCOз", SO42", Ca2+ и №+ + К+. В анионной части растворов включений важная роль принадлежит НСО-3. Его концентрация колеблется от 53.2 до 56.6 экв.%, а содержание СГ в растворах включений не превышает 33.1 экв.%. Содержание SO42" невысокое и варьирует в пределах 10.321.3 экв.% [3]. В составе катионной части вытяжек основное значение имеет Са2+ (53.1-61.7 экв.%). рН водной вытяжки равно 6.85-7.1. Концентрация растворов включений во флюорите варьирует от 7 до 8.8 вес.%.

На участке Северная жила флюорит представляет параллельные прожилки (от 2 до 4 мм) на стенках трещин боковых пород (рис. 1). Нередко в трещинах наблюдаются хорошо образованные кристаллы кубического габитуса. Флюорит фиолетовый и бесцветный [4]. В составе минерала наблюдаются повышенные содержания породообразующих элементов А1, Са, Ва, Sr, Mg) по сравнению с некоторыми металлами, как Си, РЬ, 2п, Мо, Т^ Sb, М, Bi и др. (рис. 2).

V V V V V V V

I I I I I I I

Рис. 1. Кварц-флюоритовая жила с линзами и вкрапленниками галенита: 1 - флюорит, 2 - кварц I, 3 - галенит, 4 - эффузивные породы.

Микротермометрическое изучение показало, что флюориты этого участка содержат большое количество газово-жидких включений. Первичные газово-жидкие включения распределены неравномерно и имеют различную форму с коэффициентом наполнения 0.83-0.91. Размеры колеблются от 0.03 до 0.05 мм. Гомогенизация первичных газово-жидких консерватов во флюорите происходит в пределах температур 160-260°С [4], а замерзание растворов включений в них при -6...-130С (табл. 1). Вторичные двухфазовые включения приурочены к разноориентированным системам трещин и представлены трубчатыми и расшнурованными формами вакуолей. Соотношение фаз в них варьирует от 1:8 до 1: 14, а гомогенизация наступает в диапазоне температур 110-140°С.

Криометрическим методом выявлены преимущественно хлоридный состав и невысокие концентрации солей в растворах включений флюорита (табл. 1, рис. 3), а по данным барометрического анализа значения давления оценивались в пределах 180-380 атм.

Баритовые месторождения Западного Карамазара сконцентрированы в горах Моголтау. Они представлены рядом линз, группирующихся на трёх участках (Акмогол, Становая жила и Музбек). Баритовые месторождения являются наиболее поздними продуктами гидротермальной деятельности, расположение которых определялось тектоническими нарушениями северо-восточного направления. Вмещающие гранодиориты здесь местами сильно изменены и раздроблены, нередко интенсивно ок-варцованы, альбитизированы и каолинитизированы. На площади рудного поля широкое развитие получили кварцевые и кварц-баритовые жилы и прожилки с незначительным содержанием флюорита. Кварц-баритовые жилы образуют линзовидные и штокверковые формы, и их локализация происходила путём выполнения трещинных полостей. Жилы и прожилки характеризуются многочислен-

ными разветвлениями, раздувами и пережимами. Контакты жил и прожилков с вмещающими породами чёткие, согласные, иногда трудноразличимые.

На месторождении Акмогол флюорит распределён неравномерно и образует гнездообразные скопления в кварц-баритовой жиле [5]. Формирование его происходило одновременно вместе с кварцем (II) и баритом на первой стадии минерализации. Цвет минерала яблочно-зелёный, фиолетовый, голубой, бледно-зелёный и бесцветный. Иногда наблюдается неравномерное ожелезнение флюорита. Агрегаты крупнокристаллические. Флюорит ассоциируется также с галенитом, сфалеритом и халькопиритом. В нем установлен широкий круг элементов-примесей. Наиболее распространенными являются: Si, А1, Ва, Fe, Sr, Mg (1%-0.1%); меньшее значение имеют Pb, М, Mn, Zn (0.01%-0.001%) (рис. 2).

1.5 п 0.01

Рис. 2. Распределение элементов-примесей во флюорите баритовых месторождений: 1- Баритовая горка, 2 - Северная жила, 3 - Акмогол.

Включения минералообразующих растворов во флюорите двухфазовые, в редких случаях найдены и однофазовые консерваты. Первичные газово-жидкие включения характеризуются неправильными формами. Наблюдаются также включения, имеющие негативную форму кристаллов. Коэффициент наполнения в этих вакуолях равен 0.85-0.91. Их размер колеблется от 0.02 до 0.05 мм. Температура гомогенизации первичных вакуолей происходит в интервале 170-240°С (табл. 1). При охлаждении замерзание жидкой фазы этих включений происходит при температурах -10...-19°С, а полное плавление её произошло при -8 —17°С. Первично-вторичные включения во флюорите выполнены жидкой фазой на 75-90%. Форма и размер этих включений аналогичны первичным. Гомогенизация их в жидкую фазу наступает в диапазоне температур 135-220°С [5]. Вторичные двухфазовые газово-жидкие включения во флюорите представлены многочисленными мелкими (до 0.02 мм) вакуолями, гомогенизация которых происходит при относительно низкой температуре - 60-70°С. Содержания газовой и жидкой фаз в них колеблются в пределах 5-10% и 90-95% соответственно. Форма включений овальная, квадратная и удлиненно-ромбическая. Включений, содержащих органические вещества, мало. Они в основном первичные, однофазовые жидкие.

В водных вытяжках из флюорита установлены большие концентрации Са2+ (66.5 экв.%), СГ (50.1 экв.%) и НС03- (40.1 экв.%). Содержание щелочных компонентов в них незначительное (33.5 экв.%), а количество SO42" составляет 9.8 экв.%. рН водной вытяжки равно 6.8. Концентрация раство-

ров включений во флюорите находится в пределах 12.5-14.5 вес.% (рис. 3). Величина давления равна 120-200 атм.

Рис. 3. Вариации температур гомогенизации и солёности растворов в флюидных включениях

флюорита из баритовых месторождений.

Флюорит на месторождении Музбек пользуется незначительным распространением и встречается спорадически в баритовой жиле. Он отлагался из минералообразующих растворов в третьей стадии минерализации и представляет собой мелкие гнездообразные скопления бесцветного или бледно-зеленоватого цвета. Содержание флюорита в жилах месторождений колеблется от 0.36 до 1.8%.

Проведённые исследования показали, что распределение Si, А1, Fe, Са, Ва, Sr, Mg в флюорите указанных месторождений почти одинаково (рис. 2). Однако содержания некоторых элементов существенно отличаются. Так, флюорит из Баритовой горки характеризуется повышенными концентрациями РЬ, Мо, Sb, в то время как образцы флюорита из Акмогола обеднены этими элементами и, наоборот, обогащены Си, Т^ As. Флюорит из Северной жилы, наряду с РЬ, Си, Мо, обогащен и 2п, Мп (рис. 2).

Анализ полученных данных свидетельствует о преобладании газово-жидких включений во флюорите из рассматриваемых месторождений, гомогенизация которых происходила при значительных вариациях температур 260-80°С (рис. 3) и давлений 320-60 атм (табл. 1). Наиболее высоким термобарическим значениям соответствует флюорит из проявления Северная жила (260-160°С и 380-180 атм.), месторождения Акмогол (240-170°С и 200-120 атм.), а низким - флюорит из Баритовой горки (165-80°С и 80-60 атм).

Максимальные значения температур замерзания (табл. 1) свойственны включениям флюорита из месторождения Акмогол (-10-19°С) по сравнению с включениями флюорита из участка Северная жила (-6-13°С), а минимальные значения температур замерзания соответствуют включениям флюорита из месторождения Баритовая горка (-4...-60С). По значениям температур эвтектики в растворах

включений флюорита из баритовых месторождений выявлено преобладание водных №С1-растворов с солёностью 7-18 вес.% над КС1-Н20-растворами с концентрацией солей от 8.8 до 12.2 вес.% (рис. 3).

Сопоставление результатов водных вытяжек из флюорита исследуемых месторождений указывает на неодинаковые соотношения хлор-иона и бикарбонат-иона. Если в растворах включений флюорита месторождений Баритовая горка основная роль принадлежит НС03-, то для флюорита месторождения Акмогол преобладающим является ион СГ. Из катионов в составе флюорита баритовых месторождений доминирует содержание Са2+. Примерно равное количество в растворах включений представляют ионы №++К+ относительно аниона SO42". Наиболее повышенные концентрации последнего иона наблюдаются во флюорите месторождения Баритовая горка, а пониженные - в флюорите месторождения Акмогол. рН водной вытяжки была почти нейтральной (рН-6.8-7.1). В целом результаты водных вытяжек указывают на формирование флюорита в исследуемых месторождениях из сульфатно-хлоридно-бикарбонатных и бикарбонатно-хлоридно-натриево-калиево-кальциевых растворов.

Вышеотмеченные данные показывают, что флюорит в исследуемых месторождениях отлагался при температуре 260-60°С и давлении 380-60 атм. из слабоконцентрированных (7-18 вес.%) преимущественно К-хлоридных растворов.

Установленные вариации в распределении элементов-примесей во флюоритах, кроме структурных особенностей, связаны с влиянием рудовмещающих пород и парагенетической ассоциацией флюорита с баритом, галенитом, халькопиритом и другими минералами.

Поступило 25.02.2015 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гадоев М.Л. - Тр. Института геологии АН РТ, 2009, вып. 8, с. 258-260.

2. Гадоев М.Л. - Сб. докладов междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов. - Ал-маты, 2004, с. 334-335.

3. Гадоев М.Л. - XV Всероссийская конференция по термобарогеохимии. - М.: ИГЕМ РАН, 2012, с. 27-28.

4. Гадоев М.Л., Оймахмадов И. С., Ятимов Д. С. - Вопросы геологии, геоэкологии и разработки месторождений Таджикистана. - Душанбе, 2003, с. 10-13.

5. Гадоев М.Л. - Тр. Института геологии АН РТ, 2004, вып. 3, с. 221-228.

М.Л.Гадоев

ФЛЮОРИТ^ОИ КОНВОИ БАРИТИ ТО^ИКИСТОНИ ШИМОЛЙ

Институти геология, сохтмони ба заминчунбй тобовар ва сейсмологияи Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон

Дар мак;ола натичаи тадкикотх,ои термобарогеохимиявии флюорит аз конвои барит гирд оварда шудаанд. Тавсифи минерологии флюоритх,о ва пах,ншавии элементно-гашх,о дар онх,о дода шудаанд.

Калима^ои калиди: кон - флюорит - элементуо-гашуо - дохилшудаи маулулуои минералофар.

M.L.Gadoev

FLUORITE BARITE DEPOSITS IN NORTHERN TAJIKISTAN

Institute of Geology, Earthquake Engineering and Seismology, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan The paper summarizes the results of research thermobarogeochemical fluorite from barite deposits. Mineralogical characteristics of fluorite and distribution of trace elements in their composition have been given.

Key words: deposits - fluorite - trace elements - inclusion of mineral - forming solution.