О генезисе баритового оруденения Карамазара (Северный Таджикистан)

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

2006, том 49, №1

ГЕОЛОГИЯ

УДК 553.689.2

Член-корреспондент АН Республики Таджикистан А.Р.Файзиев, М.Л.Гадоев О ГЕНЕЗИСЕ БАРИТОВОГО ОРУДЕНЕНИЯ КАРАМАЗАРА

Месторождения и рудопроявления барита в Карамазаре образовались в позднем палеозое и локализованы в различных по составу и возрасту интрузивных и эффузивных породах, подвергшихся интенсивным гидротермально- метасоматическим процессам. Баритовое оруденение размещается в зонах тектонических нарушений: в разрывах, трещинах и зонах дробления. Морфология баритовых залежей преимущественно жило-и линзообразная, иногда штокверковая. Текстура жил разнообразная - массивная, про-жилковая, прожилково-вкрапленная и вкрапленная.

Наряду с собственно баритовыми месторождениями и рудопроявлениями, представленными кварц-баритовыми, барит-галенитовыми и кварц-барит-флюоритовыми залежами, барит в Карамазаре встречается и в проявлениях других минеральных и генетических типов. Значительные скопления барита отмечаются во флюоритовых (Наугарзан, Кенгутан и др.) и серебро-полиметаллических (Большой Канимансур, Замбарак и др.) месторождениях. Кроме того, барит обнаружен в гидротермальных образованиях свинцово-цинкового (Тарыэкан) и медно-висмутового (Ал-мадон, Каптархона) состава, а также в скарновых молибден-вольфрамовых (Чорухдай-рон), полиметаллических (Алтынтопкан, Кансай и др.) и железорудных (Чокадамбулак) месторождениях. Во всех отмеченных типах месторождений, в которых барит не является основным компонентом руд, он связан с завершающими рудный процесс стадиями минерализации и находится в верхних их частях. В них, а также в собственно баритовых месторождениях, глубина распространения баритовой минерализации не превышает 250м от дневной поверхности. Ниже этой глубины в жилах происходит смена барита на флюорит, кварц и сульфиды, а в отдельных случаях на ангидрит (Большой Каниман-сур).

Изучение включений минералообразующих растворов в барите собственно баритовых месторождений показывает, что кристаллизация этого минерала происходила в широком диапазоне температур 90-2550С. Вертикальный геотермический градиент от 8.6 до 130С на 100м глубины. Минералообразующие растворы были сульфатно-бикарбонатно-хлоридными. В растворах в незначительных количествах обнаружен и анион МОз-. Из катионов главная роль принадлежит Са2+, К+ и Ма+. Концентрация растворов включений находится в пределах 5.3-19.0 вес. %. Кристаллизация барита происходила при давлениях 200 - 320 атм и ниже.

В отличие от барита собственно баритовых месторождений, диапазон температур образования этого минерала в месторождениях других типов Карамазара более широкий. Температура гомогенизации включений в барите из этих месторождений равна интервалу 65-270^ с геотермическим градиентом 100C/100м. Давление в момент кристаллизации барита колеблется от 90 до 210 атм. Состав жидкой фазы включений здесь

53

также преимущественно хлоридный. Анионы НСОз- и SO42- играют второстепенную роль. В большей части водных вытяжек из барита присутствует анион F-. В составе катионов, наряду с основными компонентами (Са2+, Ма+, К+), обнаружен Mg2+. Концентрация растворов включений колеблется от 1.6 до 21.0 вес. %.

Генезис баритового оруденения до настоящего времени окончательно не решен. Еще А.Е. Ферсман в 1934 г. отмечал, что наиболее благоприятными условиями для образования барита являются повышенное парциальное давление кислорода и относительно низкие значения температуры. Об относительно невысоких температурах кристаллизации этого минерала и его образование вблизи земной поверхности писал в 1949 г. А.Г.Бетехтин. Нахождение баритопроявлений вблизи земной поверхности М.И. Моисеевой [1] объясняется тем, что Ва в глубинных условиях не мог фиксироваться, поскольку сера там находится в виде аниона ИЗ-, а благоприятные условия для образования барита создавались только в зоне смещения гидротермальных растворов с нисходящими поверхностными водами, обогащенными кислородом. Об образовании барита путем взаимодействия двух различных по составу растворов, один из которых должен быть сульфатным, а другой содержать хлоридные и другие хорошо растворимые соли Ва - писали и другие исследователи [2-4].

Накопление Ва в гидротермальных растворах происходило путем его выщелачивания из калиевых минералов боковых пород с последующим осаждением в соответствующих физико-химических условиях [1,5]. Главными носителями Ва в магматических породах, геохимическая история которого тесно связана с К, являются калишпат и биотит. По данным В.В. Ляховича [6], Ва в породообразующих минералах гранитоидов распределяется следующим образом (г/т): калишпат - 5093, биотит - 1664, плагиоклаз -215, кварц - 185, роговая обманка - 67,8. Причина высокого содержания Ва в калишпа-тах и биотите объяснима. Решетки этих минералов по своим параметрам вполне допускают вхождение в них бария.

Источником Ва для образования баритовых проявлений Карамазара служили вмещающие эффузивные и интрузивные породы. Отметим, что содержание Ва в вулканитах региона повышенная и колеблется от 0,1 до 1,0 % [5,7]. По [7], в гранитоидах Восточного Карамазара среднее содержание Ва равно 598 г/т. Гидротермальные растворы, проходя через толщи нижележащих пород, выщелачивали из них некоторые элементы, в том числе и Ва. Последний выносился в более высокие участки земной коры, где в условиях пониженных температур и давлений, а также благоприятной структурной обстановки отлагался в виде барита. На это указывает пониженное фоновое содержание Ва в метасоматически измененных породах вокруг рудных тел, по сравнению с местным фоном этого элемента в неизмененных аналогах этих пород. Например, если фоновое содержание бария в сравнительно неизмененных вулканитах, вмещающих многометальное месторождение Большой Канимансур, колеблется от 0,08 до 0,36% (среднее 0.18%), то в околожильноизмененных (березитизированных) аналогах этих пород в непосредственном контакте с рудными телами оно снижается до 0,003-0,025 (0,008%). Далее, по мере удаления от рудных тел, концентрация Ва постепенно увеличивается и достигает сво-

54

его фонового содержания на расстоянии в 6-7 раз превышающее мощность рудных жил. Так, при мощности жилы около 2 м ширина зоны “отрицательного ” ореола бария равна 12-14 м.

При изучении пород месторождения Замбарак Л.М.Лурье [5] установила повышенное содержание Ва во вмещающих кислых вулканитах этого месторождения, концентрация которого колеблется от 0,1 до 1,0%. В слабоизмененных породах среднее содержание элемента 0,5%, а во внутренней зоне полностью измененных пород (зона бере-зитизации) концентрация Ba резко падает до 0,001-0,04%. При этом количество барита в жилах находится в соответствии с тем, что было вынесено из боковых и непосредственно нижележащих пород.

Примеры мобилизации Ва из вмещающих пород и образования барита известны и для других регионов СНГ. Например, по данным Д.И. Горжевского и др. [8], если в слабоизмененных вмещающих гранитах полиметаллических руд Алтая, в рудных телах которых барит является одним из главных минералов, среднее содержание Ba 0.11%, то в измененных -0.04%. На важную роль вынесенного Ba из вмещающих пород при их ме-тасоматическом изменении и последующем выпадении в осадок в виде барита указано также в [9, 10].

Таким образом, в начальных периодах гидротермальной деятельности происходил вынос Ba, а в заключительных стадиях он накапливался. Кристаллизация барита была обусловлена действием таких факторов, как окисление Б2- сероводорода глубинных растворов, мобилизацией из нижележащих пород не только Ва, но и БО42-, смешения и нейтрализации растворов различного генезиса, вызывающего изменение их ионного состава, а также резким снижением давления и температуры в приповерхностных условиях. При этом S2- окислялась до S6+ и, взаимодействуя с Ba, образовывала труднорастворимый в данных условиях сульфат бария.

Источником же серы для образования барита считается как легкая сера, которая поступает в окислительную среду с больших глубин, так и тяжелая (биогенная), поступающая в рудообразующие зоны за счет потоков захороненных морских вод. На это указывает изотопный состав серы баритов из месторождений Карамазара, который колеблется от +8,4 до +20,0 %о [2,10,11-13]. Наиболее утяжеленным изотопным составом серы (бБ34 от +19,8 до +20,0%о) характеризуется барит из месторождения Баритовая Горка, свидетельствующий о том, что источником сульфатной серы были сульфаты морского генезиса, заключенные в осадочных толщах фундамента. Более легкий состав серы баритов из месторождений Замбарак-Тарыэканского, Адрасман-Канимансурского и Наугарзан-Кенгутанского месторождений (бБ34 от +8,4 до +13,4%0) указывает на ограниченную роль в них биогенной серы, т. е. утяжеленная сера морского сульфата была разбавлена облегченным сульфатом глубинного магматического и (или) поверхностного происхождения. Относительно сульфат-иона глубинного магматического происхождения отметим, что его присутствие в высокотемпературных растворах отмечалось многими исследователями. Свидетельством тому проявления ангидрита в подрудных, подстилающих сульфидное оруденение породах Алмалыкского месторождения и месторо-

55

ждения Большой Канимансур. На этих месторождениях ангидрит кристаллизовался на значительных глубинах из сульфатных высокотемпературных гидротермальных растворов без доступа атмосферного кислорода.

Таким образом, сульфатная сера для образования барита из месторождений Ка-рамазара имеет различный источник, как глубинный, так и поверхностный. Изотопный состав Бг баритов из месторождений этого региона свидетельствует также о промежуточном мантийно-коровом характере минералообразующих растворов [14].

Резюмируя вышесказанное, отметим следующее. В гидротермальную стадию ми-нералообразования вдоль тектонических нарушений происходила циркуляция щелочных растворов. Под их воздействием из калийсодержащих минералов магматических пород (калишпат, биотит и др.) выщелачивался барий. Одновременно, при сравнительно высокой температуре, происходило и выщелачивание кварца и других породообразующих минералов. Постепенное понижение температуры и давления, а также обогащение растворов БЮ2 и Ba приводило к последовательной потере их щелочных свойств. Это вызвало уменьшение подвижности этих компонентов, которые в присутствии в растворах кислот (НС1, И2БО4, НБ, СО2 и др.) и соответствующих физико-химических условий (низкие значения температур и давления) переотлагались в трещинных пространствах в виде труднорастворимых барита и кварца, являющихся основными компонентами жил. Одновременно с кварцем и баритом происходило и выпадение флюорита, кальцита и сульфидов (галенита, сфалерита, пирита, халькопирита и др.).

В заключении отметим, что, поскольку формирование баритовой минерализации в Карамазаре происходило на незначительных глубинах при пониженных Р-Т параметрах, ее присутствие на месторождениях является показателем малой эродированности объекта. В связи с этим, наличие барита в рудных телах свинцово-цинковых, серебряных, флюоритовых и др. месторождений региона может служить благоприятным критерием перспективности оруденения на глубину, т.е. он может быть использован для поисков слепых рудных тел.

Институт геологии Поступило 10.08.2005 г.

АН Республики Таджикистан

ЛИТЕРАТУРА

1. Моисеева М.И. Минералогия рудных месторождений северо-восточной части Кураминско-го хребта и сопредельных районов. Ташкент: Фан, 1969, 204 с.

2. Чухров Ф.В., Ермилова Л.П. - Геол. рудн. месторожд.1976, № 2. с.76-88.

3. Соколов А.С., Виноградов В.И., Петров С.Н. - ДАН СССР. 1978, т.241, №3, с.684-686.

4. Учамейшвили Н.Е., Малинин С.Д.Хитаров Н.И. Геохимические данные к процессам формирования баритовых месторождений. М.: Наука, 1980, 124 с.

5. Лурье Л.М. - Геол. рудн. месторожд. 1969, т.11, №1, с.88-92.

6. Ляхович В.В. Редкие элементы в породообразующих минералах гранитоидов. М.: Недра, 1972, 200 с.

7. Потапьев В.В. - Геохимические ассоциации редких и радиоактивных элементов в рудных магматических комплексах. Новосибирск: Наука, 1991, с.53-81.

8. Горжевский Д.И., Королев Г.Г., Крейтер. - Тез. докл. Междунар. геохимич. конгр. М., 1971, с.233-234.

9. Хетагуров Г.В., Рехвиашвили К.Л., Коновалов Б.Т. - Геохимия. 1969, №2, с.205-209.

10. Знаменский В.С., Диков Ю.П., Дмитриев М.Т. и др. Барит. М.: Наука, 1986, с.45-64.

11. Виноградов В.И., Бадалов С.Т., Туресебеков А. - Геол. рудн. месторожд. 1969, т.11, № 1, с.67-76.

12. Комарова Г.Н. Барит. М.: Наука, 1986, с.207-216.

13. Сафонов Ю.Г., Бортников Н.С. и др. - Геол. рудн. месторож. 2000, т.42, №3, с.195-211.

14. Агеева Л.И., Таджибаев Г.Т. и др. Тез. докл. XXVI Всесоюзн. симпозиума по стабильным изотопам в геохимии. М., 1985, с.46-48.

А.Р.Файзиев, М.Г.Гадоев ДАР БОРАИ ПАЙДОИШИ КОНВОИ БАРИТИ ЦАРОМАЗОР

Омухтани конвои барити Кдромазор нишон дод, ки онх,о дар чукурии на он кадар калон дар шароити температураю фишори паст пайдо шудаанд. Манбаъи барий барои х,осилшавии ин конх,о чинсх,ои кух,ии гирду атроф буда, маъхази сулфури сулфатй ^ам каърию хам сатхй мебошад.

A.R.Fayziev, M.L.Gadoev ON THE GENESIS OF BARITE MINERALIZATION OF KARAMAZAR

The study of barite deposits and ore occurences of Karamazar have shown, that they were formed on small depths at low thermobarical parameters. The source of barium served underlaying effusive and intrusive and host rocks. As sulphatic sulfur has both deep, and surface origin.