геология и география /6

к.г.-м.н, Исаева Л.Д.

Термобарогеохимические исследования рудных минералов и динамическая модель температурного режима формирования месторождения Караоба (Ц. Казахстан)

Национальный технический университет им. К.И. Сатпаева,

г. Алматы, Республика Казахстан

Термобарогеохимические исследования рудных минералов по месторождению Караоба проведены многими исследователями [1,2]. Поэтому температура формирования данного месторождения оценивалась исходя из их результатов. Но эти результаты не могли отразить динамику температурного состояния рудообразующих систем в пространственно-временном отрезке. Решение задачи такого рода является актуальным не только для теории рудообразования, а также для установление прогнозно-поисковых критериев на уровне рудного поля или месторождения [3]. Поэтому нами были проведены термометрические исследования основных рудных минералов и предприняты количественные моделирования температурного поля Караобинского гранитного массива.

Месторождение Караоба молибденово-вольфрамовое, оно пространственно и генетически связано с лейкократовыми гранитами позднегерцинекого возраста. Открыто оно в 1946 г. топографом Г.Н. Жовановым. Рудное поле находится на северо-восточном фланге Чу-Илийского рудного пояса, в центральной части вулкано-тектонической структуры. Наибольшая часть рудного поля сложена эффузивно-пирокластической толщей девона, а меньшая - гранитными массивами и отложениями турнейского яруса. Породы эффузивно-пирокластической толщи девона разнообразны, представлены туфами кварцевых порфиров, агломератовыми туфами кварцевых порфиров, флюидальными лавами и туфолавами кислого состава [4,5].

Караобинский рудоносный массив расположен в восточной части рудного поля и имеет форму эллипса и является источником редкометалльного оруденения.. По данным исследователей вдоль Шалгия-Караобинской зоны разломов сформировался многофазный Караобинский массив, с которым связаны месторождения Караоба, Солнечное и прилагающие рудопроявления.

Для уточнения температуры отложения молибденита и вольфрамита нами были использованы методы термобарогеохимии с определением температуры гомогенизации микровключений в минералах.

Молибденовое оруденение на месторождении Караоба отмечается в каждой из трех рудной стадий [5,2]. В первой рудной стадии молибденит фиксируется в молибденит-полевошпат-кварцевых жилах, во вторую рудную стадию - кварцевых жилах штокверка, а в третью стадию молибденит отлагался в мусковит-кварцевых жилах. Кварцевые жилы с молибденитом характерны для Молибденового участка, а в Центральном участке они встречаются редко.

Температура гомогенизации первичных включений из кварц-полевошпат-молибденитовой жилы (№4) определены в пределах 340-390С. Следовательно, кристаллизация жильного выполнения происходила из постепенно уплотняющихся флюидных растворов.

В кварце из метасоматических прожилков с молибденитом (Молибденовый участок) также обнаружено множество газово-жидких включений. Первичные включения гомогенизировались в жидкую фазу при температурах 345-390С. Для Молибденового участка по данным термометрии установлен вертикальный температурный градиент в пределах 10С / 100м.

На месторождении Караоба не менее важным рудным минералом является вольфрамит. Они распространены в вольфрамит-кварцевых жилах и грейзенах. Рудные жилы – наиболее распространенные рудные тела месторождения , содержат повышенное количество вольфрамита, висмутина, касситерита, молибденита и мусковита, альбита, калишпата и пирита. Редко встречаются такие минералы как галенит, сфалерит, халькопирит и др. Основные кварц-вольфрамитовые жилы имеют крутые падения, преимущественно в восточном направлении, только на юго-востоке падение жил направлено к северо-западу.

Детально изучены термометрией основные рудные жилы (№1,10,40) Центрального участка, который объединяет большую часть жил с вольфрамовым оруденением.

Первичные включения из рудных жил гомогенизировались в интервале температур от 250 до 420С. Основная часть газово-жидких включений гомогенизировались в жидкую фазу, но встречались высокотемпературные включения, которые гомогенизировались и в газовую фазу при температурах 415-420С.

Полученные данные термометрии показывают, что в процессе формирования вольфрамит-кварцевых жил с грейзенами растворы на начальные этапы представляли газообразные флюиды с температурой свыше 420С. Эти растворы вызывали интенсивную околожильную грейзенизацию, в начале из высокоплотных газовых, а в конце процессов – из жидких растворов. Интенсивная кристаллизация жильного выполнения происходила в основном из гидротермальных растворов. По зальбандам рудных жил выделялись мусковит, касситерит, молибденит, за ними проследовала кристаллизация вольфрамита. Кристаллизация рудных минералов началась при температуре 420С, продолжалась до тех пор, пока растворы не достигли температуры 150-160С. Следовательно, температура выделения молибденита в этих рудных жилах Центрального участка установлены в пределах 360-420С, вольфрамита – в пределах 260-360С;

Проведенные термобарогеохимические исследования минералов позволили уточнить температуру отложения основных рудных минералов. Кроме того, эти данные позволили построить динамическую модель температурного режима формирования месторождения, а также проанализировать степень ее достоверности.

Пространственная и генетическая связь месторождении с Караобинским гранитным массивом предопределяет температурное условие его формирования, поэтому путем решения задачи теплопроводности построена количественная модель теплового поля гранитной интрузии. Получены следующие результаты (Рисунок 1):

- с внедрением II и III фаз интрузии в контактовой зоне Караобинского массива устанавливается квазистационарное состояние с периодическим колебанием температуры в пределах от 500 до 360С;

- эффузивные породы в непосредственном контакте с интрузивом преобразованы в роговикоподобные породы. Реакционные зоны перекристаллизации на контактах с интрузивными породами достаточно узкие, и не превышают по мощности двух-трех десятков сантиметров[4]. Реконструированное температурное поле интрузии после внедрения всех фаз показывает, что изотерма 450С проходит вдоль контакта выступа и ее положением можно оконтурить зону контактового метаморфизма;

- по термометрическим данным объемная грейзенизация, которая повторялась в гранитах всех фаз, протекала при температурах 520-430С [5]. Подтверждается полное соответствие теоретических и экспериментальных данных по колебаниям температур в контактовой зоне массива;

- существование условии квазистационарности (термостатирования) и температуры в пределах 450-360С в первой и второй рудной стадии способствовали наиболее благоприятным условиям развития генерации молибденита с интервалом температур отложения 420-320С и вольфрамита, кристаллизовавшегося в интервале температур 380-360С;

- положения изотерм 360С и 450С в каждой рудной стадии позволяют считать, что область рудообразования охватывала апикальную часть выступа. Это вполне соответствует пространственному расположению месторождения.

Термоградиентное условие в области рудообразования определяет вертикальную рудную зональность, а также и вертикальную протяженность минерализованных зон. Положением изотерм 450 и 360С в двух рудных стадиях оценивается вертикальная протяженность перспективной области минералообразования в пределах до 1000м.

Рисунок 1. Температурное поле Караобинского гранитного массива.

С другой стороны в области рудообразования, по данным количественного моделирования, расчетный вертикальный температурный градиент составляет около 10⁰-12⁰С на каждые 100м, и такие же значения вертикального градиента температур для месторождения Караоба были получены методами термобарогеохимии. В этом случае можно предположить, что вертикальная протяженность минерализованных зон на месторождении Караоба достигает до 800 м, что вполне сопоставима с вертикальной протяженностью перспективной области рудообразования. Следовательно, перспективы месторождения определяются глубокими горизонтами.

Список использованных литератур

1 Банщикова И.В. Стадийность минерализации месторождения Караоба по данным изучения газово-жидких включений в минералах. //

Минералогичская термометрия и барометрия. - М; Наука, 1965. С. 257-272.

2 Щерба Г.Н., Кормушин В.А., Исаева Л.Д. Продолжительность формирования руд редких металлов с учетом анализа микровключений (Караоба, Центральный Казахстан) // IX симпозиум по флюидным включениям. Порто (Португалия), 1987. С. 119-121/

3 Омирсериков М.Ш., Исаева Л.Д. Особенности моделирования динамики рудообразующих систем оруденения и критерии прогнозирования //, Геология и охрана недр, №2, Алматы, 2009.С.32-36.

4 Щерба Г.Н. Формирование редкометалльных месторождений Центрального Казахстана. Алма-Ата.: Наука, 1960. 381 с.

5 Щерба Г.Н., Кудряшов А.В., Сенчило Н.П. Редкометалльное оруденение Казахстана. Алма-Ата: Наука, 1988. 221 с.