Цель: знакомство с контактово-метасоматическими и гидротермальными месторождениями Сu, Fe, Wo, Mo.
Привязка: окрестности Центра учебных геологических практик.
В окрестностях ЦУГП расположен ряд месторождений металлических полезных ископаемых, имеющих различный генезис и возраст (рис. 1). К месторождениям Карышской группы относятся: Кладбищенское, Дарьинское, Алексеевское, Терезия и др. К месторождениям Туимской группы – Киялых-Узень.
Рисунок 1 - Схема расположения месторождений (по Ю.А. Спейту)
1 – мраморизованные известняки; 2 – эффузивно-осадочная толща; 3 – порфириты;
4 – габбро-диориты; 5 – граносиениты; 6 – диориты и кварцевые сиениты; 7 – аплиты и пегматиты;
8 – порфириты; 9 – известняки девона; 10 – базальты; 11 – дизъюнктивы; 12 – делювий
Месторождения являются преимущественно контактово-метасоматическими и гидротермальными.
В геологическом строении района принимают участие породы довольно пестрого состава, указывающие на сложность и разнообразие происходивших в нем геологических событий.
Самыми древними являются мраморизованные известняки рифея. Широким распространением в районе пользуются также интрузивные породы – гранитоиды УТМК, которые формировались в позднем кембрии – раннем ордовике.
Месторождения Карышской и Туимской групп приурочены к контакту этих пород.
Центр учебных геологических практик
Месторождение находится на южном склоне Кладбищенской возвышенности. Оно разрабатывалось в 18 веке. Здесь добыто около 30 тонн руды. Несмотря на сравнительно хорошую обнаженность, слабо вскрыто с поверхности.
Месторождение приурочено к периферии крупного останца мраморизованных известняков, вдоль которого расположены месторождения Тансывай и Терезия.
Мраморизованные известняки светло-серого цвета, с кристаллической структурой и массивной текстурой. Они контактируют с порфировидными сиенитами и мелкокристаллическими диоритами. Сиениты серовато-розовые с крупнокристаллической, порфировидной структурой, массивной текстурой.
Скарны месторождения представлены гранатовыми и гранат-диопсидовыми породами. Формы и размеры скарнированных зон различны. Чаще всего это неправильной удлиненной формы тела от 5×20 до 15×70 м.
На месторождении вскрыта серия шурфов и канав. Рудные тела представлены крутопадающими линзами, расположенными на контактах мраморизованных известняков рифея и гранитоидов УТМК.
Мраморизованные известняки дислоцированы, пересечены дайками. На склоне Кладбищенской возвышенности обнажается крупная дайка гранит-аплитов, хорошо отпрепарированная в рельефе и выступающая в виде гребня (рис. 2). Это III фаза внедрения УТМК. Толщина дайки около 5 м, аз. пр. 100 ЮВ.
Рисунок 2 - Дайка гранит-аплитов
Состав скарнов: гранаты (рис. 3), пироксены, амфиболы, кальцит, а также рудные минералы: халькопирит, пирит, малахит, азурит.
Рисунок 3 - Гранаты
В эндоконтактовых зонах породы пронизаны кварц-диопсидовыми жилами. Простирание жил восточное, толщина до 1 м. В них хорошо проявлена селективность выветривания (лучистый диопсид разрушается быстро, образуя канавки глубиной до 10 см).
Тансывайское месторождение меди находится на южном склоне Тансывайской возвышенности (рис. 4), примерно в 80 м от вершины (абс. отм. вершины 693,5 м). Месторождение жильное, гидротермальное (кварцево-жильное).
Рисунок 4 - Отвалы Тансывайского месторождения
В т. н. месторождение представляет собой заброшенную горную выработку по жиле кварца в виде щелевого шурфа с рассечками. Для определения запасов месторождения здесь профилями проходили разведочные выработки, но эксплуатации месторождения не было. Содержание меди достигало промышленной концентрации (≈ 2%).
Внутри горной выработки (рис. 5) находится кварцевая жила, рассекающая гранитоиды.
Рисунок 5 - Схема строения Тансывайского месторождения
Рудное тело Тансывайского месторождения крутопадающее, шириной примерно 1,5 м. Прослежено на 50 м по простиранию и до 10 м на глубину, сопровождается апофизами. В верхней части жила имеет залегание: аз. пад. 223 ЮЗ, а через 6 м от поверхности аз. пад. изменяется на противоположное значение – на СВ.
Верхняя часть кварцевая жила раздроблена и промыта атмосферными осадками, лишена сульфидных минералов, осложнена сыпучкой. Связано это с тем, что вода, проходя по трещинам, растворяла сульфидные минералы и выносила полезные компоненты на более глубокие горизонты.
Там в трещинах кварца отлагались куприт и самородная медь, свидетельствовавшая о восстановительной обстановке. Это не первичная минерализация, а вторичная, восстановленная до самородной меди. Первичной рудой здесь является халькопирит.
Рядом с горной выработкой находятся отвалы сортированной руды, оставленной для «квашения», чтобы тугоплавкие сульфиды окислились и образовались легкоплавкие карбонаты меди.
В отвалах много разнообразных минералов: кварц, малахит, азурит, куприт, лимонит, тенорит, самородная медь.
Последовательность образования месторождения
В позднем кембрии – раннем ордовике в сложнодислоцированную карбонатную толщу рифейского возраста внедрился магматический расплав. Путем медленного остывания и кристаллизации этого расплава на глубине в несколько километров сформировался крупный гранитоидный плутон УТМК.
Чуть позже по трещинам происходило внедрение остаточного расплава, из которой образовались плитообразные тела кислого состава, относимые к 3-й фазе УТМК. Трещинообразование и гидротермальная деятельность привели к возникновению рудного тела месторождения. Из гидротермальных растворов, проходивших по трещинам, шло отложение жильных и рудных минералов. Длительная денудация привела к вскрытию рудного тела. Верхняя часть рудного тела в поверхностных условиях оказалась в зоне окисления, в которой активно происходили процессы химического выветривания. Под воздействием внешних факторов (воды, кислорода и углекислого газа) рудные минералы окислялись, растворялись, выщелачивались и в верхней части остались только гидроксиды железа, окрасившие жильный материал в ржаво-бурый цвет. Такая окисленная часть рудного тела называется «железной шляпой».
Проникая по трещинам, химические агенты окисляли, растворяли рудные минералы и выносили химические элементы в нижние горизонты рудного тела, где вблизи зеркала грунтовых вод образовывались карбонаты меди и гидроксиды железа.
На глубоких горизонтах, в зоне застойных вод, обедненных кислородом, протекали восстановительные реакции, приведшие к появлению вторичных сульфидов и даже самородной меди. Эта часть рудного тела, наиболее богатая полезными компонентами, получила название зоны вторичного сульфидного обогащения.
В более позднее время в связи с денудацией и значительным понижением уровня грунтовых вод зона вторичного сульфидного медного обогащения оказалась в зоне окислительных условиях, в которых формировались оксиды меди и гидроксиды железа. Начался процесс образования новой «железной шляпы», который продолжается по настоящее время.
Эндогенные процессы Тансывайского месторождения способствовали возникновению рудного тела в форме кварцевой жилы, рассекающей гранитоиды УТМК. Основной рудный минерал месторождения – халькопирит (рис. 6).
Рисунок 6 - Халькопирит
Вторичные минералы: малахит (рис. 7), азурит, куприт, лимонит, тенорит, самородная медь. Месторождение Тансывайское по своему генезису относится к гидротермальным.
Рисунок 7 - Малахит
Месторождение расположено на контакте гранитоидов УТМК с мраморами рифея (рис. 8). Мраморы месторождения дислоцированы: аз пад. СВ 10…20. Они вмещают биотитовые гнейсы, переходящие в роговики, которые так же, как и мраморы, пересечены дайками аплита и пегматита. Мраморы содержат большое количество углерода, на отдельных участках сформировался графит. Здесь была установлена повышенная радиоактивность.
Рисунок 8 - Схема строения Алексеевского месторождения
Серией шурфов глубиной до 30 м и рассечкой вскрыта рудная зона, представленная гранат-пироксеновыми и гранат-магнетитовыми скарнами, простирающаяся на СВ. Ширина скарновой полосы до 5,4 м. Наиболее богатые руды отмечались в гранат-магнетитовых скарнах. Основные рудные минералы: халькопирит, пирит, шеелит, молибденит, гематит приурочены к эндоскарнам. Руды вкрапленные. Халькопирит и молибденит образуют крупные скопления.
У выхода из штольни, вскрывшей основное рудное тело, наблюдается дизъюнктивное нарушение, представленное зеркалом скольжения высотой до 6 м. На месторождении было добыто 18 тонн руды (1947–1948 гг.).
Скарны месторождения образуют узкую меридионально ориентированную прерывистую полосу, проходящую в непосредственном контакте мраморов и интрузивных пород.
Расположено на юго-западном склоне Самсонского хребта.
Горная выработка (карьер) на месторождении имеет субмеридиональное простирание. Железные руды приурочены к скарновой зоне между гранитоидами УТМК и мраморами протерозоя. Скарны магнетитовые, диопсидовые. В интрузивных породах отмечаются порфировидные габбро, которые образуют дайки широтного простирания, не скарнированные.
В т. н. вскрыты линзы магнетитовых руд. Размеры линз 800 Х 100 м, падение линз крутое. На этом месторождении выявлено до 8 рудных тел, которые тянутся вдоль хребта на протяжении 12 км. По данным магниторазведки, рудные тела прослеживаются до глубины 1100 м. Руды представлены магнетитом. Месторождение Самсон не разрабатывалось.
Состав скарнов: диопсид, кальцит, черная роговая обманка (самсонит), гранаты. Рудные минералы: магнетит, гематит, лимонит, гидрогетит.
Месторождение Wo, Cu, богато шеелитом (рис. 9).
Рисунок 9 - Схематичная карта Дарьинского месторождения (по Ю.А. Спейту):
1 – мраморовидные известняки; 2 – диорит-порфириты; 3 – мелкозернистый биотитовый диорит; 4 – граносиенит; 5 – гранатовые скарны; 6 – диорит; 7 – аплиты и пегматиты
Месторождение полностью отработано в 1947–1948 гг., всего добыто 48 тонн руды.
Образовалось на контакте гранитов УТМК и останцов мраморов рифея (рис. 10). К границе этих пород приурочены скарновые зоны шириной до 1,5 м.
Рисунок 10 - Схема строения Дарьинского месторождения
Контактовая зона представлена преимущественно пироксен-гранатовыми скарнами (пироксен часто замещен амфиболом, а амфиболы – хлоритом, эпидотом и магнетитом).
На данном месторождении промышленная концентрация шеелита была установлена Г.А. Иванкиным. Наиболее богатыми рудами были кварц-кальцит-шеелитовые прожилки (рис. 11), слагающие рудное тело, простирающееся вдоль северного контакта с мрамором.
Рисунок 11 - Кристаллы шеелита в шурфе
Минеральный состав скарнов: гранаты, эпидот, актинолит, диопсид, эпидот, мушкетовит, молибденит, халькопирит, пирит, кальцит (розовый, белый, желтый, медово-желтый, прозрачный – исландский шпат).
Рудные минералы отмечаются в прожилках, представленных халькопиритом, пиритом, шеелитом. С поверхности породы лимонитизированы.
Пространственно часто рудная минерализация связана с лучистым актинолитом.
Горными выработками (шурфами) вдоль северного контакта мраморов вскрыта скарновая шеелитоносная зона, где отмечается несколько жил шеелита с примесью галенита и маркозита. Толщина 20…30 см, местами до 1 м.
Севернее Дарьинского месторождения расположена пологопадающая кварцевая жила толщиной не более 10 см, рассекающая гранитную интрузию. В жиле встречается молибденит, образующий крупночешуйчатые вкрапления, размеры чешуек достигают 3…4 см. Вкрапленное молибденовое оруденение наблюдается в гранитах.
Рисунок 12 - Месторождение Терезия (Яма Палласа)
Находится на северо-западном склоне горы Заводская.
Месторождение скарновое медно-вольфрамовых руд, находится в зоне контакта гранитоидов УТМК и рифейских мраморов.
Контактовая зона шириной более 300 м, протягивается субширотно. Ближе к гранитам прилегает пятиметровая полоса гранат-пироксеновых скарнов, затем идет пятиметровая линза магнетитовых скарнов с рудными минералами (халькопирит, халькозин, барнит).
Месторождение Cu, Mo (рис. 13).
Рисунок 13 - Месторождения Киялых-Узень (Туимский провал)
Открыто выпускником ТПУ Л.Д. Староверовым. Разрабатывалось в 1953–1974 гг. До 1978 г. на месте Туимского провала был рудник, где добывали медь и молибден.
Месторождение расположено на левом борту долины реки Туим, на западной окраине одноименного поселка. Абс. отметка вершины горы, где расположено месторождение, 647…650 м.
По генезису оно контактово-метасоматическое. Рудные тела располагаются параллельно контакту и приурочены к останцам известняков среди гранитоидов.
В строении рудной зоны преобладают скарны. Минеральный состав скарнов: гранат, диопсид, магнетит, тримолит, актинолит, эпидот, кварц, кальцит. Рудные минералы образуют вкрапленности и гнездовые скопления и прожилки. Представлены пиритом, халькопиритом, молибденитом, галенитом, шеелитом.
Минералы меди концентрируются в экзоконтактовой зоне, а молибдена – в эндоконтактовой.
Толщина скарновой зоны составляет около 75 м. На глубину рудная зона круто падает на юг до глубины 470 м, а затем выполаживается.
Месторождения Карышской и Туимской групп являются контактово-метасоматическими. Они образовались на контакте мраморизованных известняков среднего рифея и интрузивных пород УТМК позднего кембрия-раннего ордовика.