Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Изучение петрологии, геохимии магматических комплексов и связанных с ними типов оруденения имеет важное теоретическое и прикладное значение [3]. Они позволяют выработать поисковые критерии на различные типы оруденения. Металлогенический потенциал Белокурихинского плутона и его наложенных штоков и массивов ещё до конца не изучен. В этой связи не вызывает сомнений актуальность изучения малых штоков, определяющих минерагенический профиль Белокурихинского рудного района. Цель исследования – изучить петрологию, геохимию и потенциальную рудоносность Осокинского штока на юге Белокурихинского плутона. Методы исследования. Силикатные анализы магматических пород на главные компоненты выполнены в лаборатории Сибирского Исследовательского Центра (г. Новокузнецк), а на микроэлементы – методом эмиссионной спектрометрией с индуктивно-связанной плазмой (ISP-MS) на спектрометре «ОРTIMA-4300», для Cu, Zn, Pb, Li, – методом ISP-AES в Лаборатории ИМГРЭ (г. Москва).

Результаты исследований. Осокинский массив гранитоидов относится к штокам, прорывающим Белокурихнский плутон [2]. Он расположен на водоразделе рек Даниловка и Поперечка. В пределах Белокурихинского плутона выделяется несколько штоков лейкогранитов, относящихся к третьей фазе становления. Ранее было известно 3 таких штока: Точильный, Курановский, Осокинский [1]. Нами выделен четвёртый шток – Черновской, имеющий почти изометричную, округлую форму в диаметре около 1,2–1,3 км. В процессе проведения геологической практики в 2014 году получены новые данные по петрологии и геохимии Осокинского массива и его рудоносности, изложенные ниже.

Осокинский массив представляет собой вытянутое в широтном направлении неправильной формы тело (площадью 25 км2), прорывающее гранитоиды усть-беловского комплекса, кристаллосланцы и гнейсы протерозоя, терригенно-карбонатные и вулканогенные образования девона и гранитоиды первой фазы Белокурихинского массива. В составе Осокинского массива выделяются умеренно-щелочные лейкограниты, двуслюдяные лейкограниты с флюоритом и дайки аплитов.

Это розовато-серые и светло-серые биотитовые массивные неравномернозернистые породы. Вблизи контакта лейкогранитов с биотитовыми гранитами – порфировидные. Редко отмечаются участки пойкилитовых структур. Состав: микроклин-пертит – 25–40 %, кварц – 30–40 %, альбит-олигоклаз – 30–35 %, биотит – 1–3 %, редко встречается мусковит. Присутствуют микрографические сростки кварца и калишпата размером до 2 мм. Биотит по химическому составу относится к ряду истонит-сидерофиллит. Акцессорные минералы – апатит, магнетит, ортит, циркон.

Умеренно-щелочные лейкограниты представляют собой розово-серые средне-крупнозернистые лейкократовые породы, состоящие из микроклина (29–43 %), альбит-олигоклаза (до 25 %), кварца (31–35 %), низко железистого (ƒ = 43–46 %) биотита (2–5 %), мусковита (1–2 %), акцессорных минералов (г/т): циркона (10,2), апатита (1,6), флюорита (2–5), магнетита (1642), сфена.

К заключительной фазе отнесены линейно вытянутые участки (шириной до 30 м и протяженностью до 50 км) в юго-восточном эндоконтакте Осокинского массива, сложенные флюоритсодержащими двуслюдяными лейкогранитами. Особенностью этих образований является присутствие низкожелезистого (ƒ = 37-44 %) биотита (до 5 %) с повышенными содержаниями F (3,5 % и более) и акцессорного флюорита (до 105 г/т), наличие миароловых текстур и пегматоидных прожилков и жил. Флюорит в породах образует вкрапленность размерами от 0,5 мм до 0,5 см. Изредка флюорит отмечается и в миароловых пустотах, указывая на то, что в этих случаях его кристаллизация связана с поздними стадиями становления пород под влиянием позднемагматических флюидов.

Представительные анализы типовых пород Осокинского массива приведены в табл. 1.

Флюорит-содержащие лейкограниты Осокинского массива пералюиминиевые с коэффициентом ASI более 1,1 (варьирование от 1,42 до 1,74). Экспериментально подтверждено, что кристаллизация флюорита в пералюминиевых гранитоидах из расплавов насыщенных фтором определяется концентрацией CaO в расплавах, но не буферирующей ролью фтора [6].

Характерной особенностью гранитоидов Осокинского массива является преобладание калия над натрием, низкие концентрации стронция и высокие – ниобия.

В породных типах Осокинского массива наблюдаются широкие вариации нормированных к хондриту отношений (La/Yb)N, варьирующих от 0,67 до 15,1, что свидетельствует о различной их фракцонированности на редкие земли от низкой до высокой. В породах массива отношения U/Th менее 1 (за исключением дайки аплита), указывающим на слабую изменённость пород вторичными наложенными процессами.

На канонических диаграммах все составы породных типов образуют кучные поля.

По соотношению Al2O3/(Na2O+K2O) – Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) все породы локализуются в поле пералюминиевых разностей (рис. 1, а).

Соотношение Fe2O3/(Fe2O3+MgO) – SiO2 позволяет относить все разновидности пород к высоко железистым (рис. 1, б).

В породах Осокинского штока проявлены два типа тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ: М – и W, что является редкостью для гранитоидов, но нередко обнаруживающихся в породах шошонитовой серии, к которой и относится Осокинский массив [3, 4].

Все породные типы штока имеют высокий коэффициент концентрации вольфрама, варьирующий от 10,1 до 54, указывая на геохимическую специализацию на этот элемент. Последняя реализуется и в металлогенической специализации пород. В контактах штока отмечаются скарны с шеелитом, а в поле лейкогранитов несколько проявлений и Осокинское грейзеновое месторождение вольфрама.

Наибольшее практическое значение имеет Осокинское месторождение, которое находится на водоразделе р. Б. Поперечка и ее левого притока руч. Осокина. Площадь месторождения вытянута в субширотном направлении на 2,5 км при ширине 0,5 км и приурочена к юго-восточному эндоконтакту Осокинского гранитного массива. В средней части поля вскрыто 15 кварцевых жил. Мощность жил колеблется от сантиметров до 2 м при длине до 650 м. В гранитах жилы имеют выдержанную мощность по простиранию и падению. Угол падения жил 70-75° на север. Жилы сопровождаются грейзеновой оторочкой. При переходе из гранитов в породы контакта жилы быстро выклиниваются. Руды обладают массивной текстурой и сложены кварцем с присутствием мусковита, полевого шпата. Из рудных минералов встречаются вольфрамит, висмутин, молибденит, пирит и шеелит. Вольфрамит распределен крайне неравномерно, изредка образуя кристаллы длиной до 10-12 см и гнезда до 20×30 см. Висмутин также очень редко образует кристаллы размером до 10–12 см и гнезда до 15–25 см. В окисленной части жил присутствует лимонит, бисмутит и молибденит, причем в шурфах зона окисления превышает глубину 31 м. Жилы, залегающие в скарнированных известняках, часто содержат кальцит и флюорит. Вольфрамит, висмутин и шеелит здесь содержатся в небольшом количестве. В скарнах около жил встречается редкая вкрапленность висмутина, пирита и довольно много флюорита.

Таблица 1

Представительные анализы лейкогранитов Осокинского массива (оксиды в масс. %, элементы – в г/т)

Примечание. Значения РЗЭ нормированы по хондриту по Anders E., Greevesse N. [5]. Породы Осокинского массива: 1–2–6–7 – лейкограниты умеренно-щелочные; 3–4–5, 8 – лейкограниты c флюоритом, 9 –аплит (дайка).

Рис. 1. а – диаграмма Al2O3/(N2O+K2O) – Al2O3/(N2O+K2O+CaO) по [8] и б – диаграмма SiO2 – Fe2O3/(Fe2O3+MgO) по [9] для пород Осокинского штока; 1 – умеренно-щелочные лейкограниты, 2 – лейкограниты с флюоритом, 3 – аплит (дайка)

Таблица 2

Отношения элементов и значения тетрадного эффекта фракционирования (ТЭФ) РЗЭ в породах Осокинского массива

Примечание. ТЕ1.3 – тетрадный эффект фракционирования РЗЭ (среднее между первой и третьей тетрадами) по В. Ирбер [7]; Eu*= (SmN+GdN)/2. Значения в хондритах приняты по [5]. Породы Осокинского массива: 1, 2, 6, 7 – лейкограниты умеренно-щелочные; 3, 4, 5, 8 – лейкограниты c флюоритом, 9 – аплит (дайка).

Содержание триоксида вольфрама (среднее) по отдельным жилам колеблется от 0,2 до 1 %. Молибден присутствует в количествах от «следов» до 0,02 % и висмут – 0,02- 0,12 %.

Запасы триоксида вольфрама на 1.01.1956 г. составляли: балансовые, категории В+С1 – 54 т, С2 – 3 т, при среднем содержании триоксида вольфрама – 0,9 %; забалансовые, категории В+С1 – 96 т, С2 – 54 т, при среднем содержании триоксида вольфрама – 0,5 %.

Щемиловское скарновое проявление находится на западном фланге Щемиловского участка Осокинского месторождения, где в 1983-86 гг. выявлено широкое распространение шеелитоносных скарнов. Проявление приурочено к кровле Осокинского гранитного массива, сложенной вулканогенно-осадочными и карбонатными образованиями девона и прорванной дайкообразными апофизами гранитов. Контакты пологие (около 20˚ к югу). Вмещающие породы интенсивно ороговикованы, скарнированы, грейзенизированы, альбитизированы и эпидотизированы. Линейные и линзовидные тела везувиановых и гранат-везувиановых скарнов развиты на площади 0,9×0,4 км, мощность тел до 60 м, падение юго-восточное под 60–80°. Шеелит образует мелкую вкрапленность, гнезда и тонкие прожилки в окварцованных скарнах, подчиненное значение имеют висмутин, молибденит, касситерит, пирит, апатит, флюорит. Установлена прямая зависимость между степенью окварцевания и содержанием шеелита. В скарнах выделено 11 рудных тел со средним содержанием WO3 0,1-1,12 %, мощностью 0,1-3,0 м и протяженностью 60-100 м. Везувиан в скарнах образует сплошные массы и местами в пустотах образует правильные короткостолбчатые кристаллы оливково-зелёного цвета размерами до 1-1,5 см. Везувиан в пустотах прозрачен.

В рудах установлены повышенные содержания (%): Li – до 0,1; Be – до 0,079; Bi – до 0,107; Sn, Nb – до 0,02; Mo, Zn – до 0,03; Cu – до 0,05; Au – до 0,2-1,0 г/т; Ag – до 400 г/т. Прогнозные ресурсы категории Р2 до глубины 200 м оцениваются в 1180 т WO3, бериллия – 155 т (при среднем содержании 0,01 %), лития – 1203 т (0,03 %).

Интерпретация результатов и выводы. Важное значение для генерации различных типов оруденения имеют параметры флюидного режима, окисленность и восстановленность обстановки и другие физико-химические условия, влияющие на перенос рудогенных металлов.

На диаграмме Eu/Eu* – TE1,3 показательны тренды различных типов тетрадного эффекта (ТЭФ) РЗЭ и изменений величин Eu/Eu* (рис. 2).

Рис. 2. Диаграмма Eu/Eu* – Te1 для пород Осокинского массива: 1 – умеренно-щелочные лейкограниты, 2 – лейкограниты с флюоритом, 3 – аплит (дайка)

Для умеренно-щелочных лейкогранитов наблюдается проявление тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ W-типа. Его величина уменьшается с увеличением отношений Eu/Eu*. В лейкогранитах с флюоритом проявлен тетрадный эффект фракционирования РЗЭ М-типа. ТЭФ М- типа увеличивается с увеличением отношений Eu/Eu* (рис. 2).

Интерпретация этого явления сводится к тому, что проявление различных типов ТЭФ обусловлено различным флюидным режимом магматогенного этапа формирования Осокинского массива. При формировании лейкогранитов с флюоритом ведущая роль принадлежала высоко-фтористым флюидам с проялением ТЭФ РЗЭ М-типа, а при генерации умеренно-щелочных лейкогранитов – ведущую роль играли высоководные флюиды с проявлением ТЭФ РЗЭ W-типа.

Различный режим магматогенных флюидов определял металлогенический потенциал различных фаз становления Осокинского массива. Наибольшую роль в формировании грейзенового (Осокинское месторождение) и скарнового оруденения (Щемиловское месторождение) вольфрама и других металлов в контактах Осокинского массива играли высоко-фтористые магматогенные флюиды, которые осуществляли перенос вольфрама во флюидах к местам рудоотложения. При этом формирование оруденения вольфрама происходило при генерации относительно высоко кремнекислотной обстановки с уменьшением содержаний суммы щелочей в лейкогранитах с флюоритом.