ГЕОХИМИЯ, 2003, № 5, с. 492-512
ГЕНЕЗИС И СОСТАВ РУДО ОБРАЗУЮЩИХ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ БОРАТОВ, ИХ АНАЛОГОВ И МОДИФИКАЦИЙ
© 2003 г. С. М. Александров
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 119991 ГСП-1 Москва, ул. Косыгина, 19 Поступила в редакцию 14.06.2001 г.
Рассмотрены генетическая позиция и химический состав эндогенных руд, слагаемых орто- и дибо-ратами, на магнезиально-скарновых месторождениях гипабиссальной и абиссальной фаций. Их залежи приурочены как к непосредственным контактам интрузий и доломитов, так и слагают крутопадающие метасоматические залежи в доломитах вне непосредственных контактов с интрузиями. Бораты магния являются наиболее ранними по отношению к магнезиально-железистым боратам серии людвигита-вонсенита и другим, образующимся с их замещением (сахаиту, ссайбелииту и др.). Состав боратных руд предопределяется петрохимией замещаемых ими пород и физико-химически-ми условиями их образования. Показано, что за исключением суанита (и ссайбелиита), характерных для всех фаций глубинности, иные бораты: породообразующий котоит и более редкие (джимбоит, такедаит, норденшильдин, тусионит, курчатовит) и поздние (сахаит и боркарит) - являются абиссо-фобными минералами. Приведены данные о моделировании гидротермального процесса замещения карбонатов рудообразующими боратами. Дана характеристика процессов последовательного замещения котоитовых мраморов, суанита и курчатовита магнезиально-железистыми боратами, карбонатоборатами и ссайбелиитом. Показано рудообразующее значение магнезиальных и кальци-ево-магниевых боратов на месторождениях бора магнезиально-скарновой формации России, Китая и других стран.
Метасоматические месторождения бора характеризуются широким распространением руд людвигитового состава в магнезиальных скарнах по доломитам и данбурит-датолитовых руд в известковых скарнах [1-3]. Установлено, что на многих месторождениях людвигита его образованию предшествовало замещение доломитовых мраморов и скарнов магнезиальными боратами: котоитом и суанитом [1, 4-6], слагающими или слагавшими крупные по запасам бора рудные тела.
На месторождениях Северо-Востока России и Забайкалья, в рудном районе Суан, Северная Корея, в Трансильвании, Румыния, в Китае и на ряде проявлений США боратные руды представлены котоитовыми мраморами или, как это имеет место в России и КНР, суанитом. Кроме того, изучение гипабиссального месторождения Солонго, Бурятия [7], а затем и в рудных зонах хр. Черского выявило распространение магнезиально-каль-циевого дибората - курчатовита, образованного при известково-скарновом замещении ранних магнезиальных боратов.
Пополняются данные о марганцевых (джим-боите) [8] и кальциевых (такедаите) [9] аналогах котоита и об их оловосодержащей модификации -норденшильдине [10-13] на скарново-рудных месторождениях. Настоящее изучение геохимической позиции и состава руд, слагаемых боратами
магния или содержащих их модификации и аналоги, проведено на основе новых данных об их генезисе, морфологии рудных залежей и о составе руд на скарновых месторождениях бора.
Эндогенные минералы бора представлены двумя видами соединений: диборатами М2+[В205],
где М2+ соответствует либо только магнию (в су-аните М§2[В205]), либо сумме магния, кальция и марганца (в курчатовите Са(М§,Мп2+)[В205]), и
ортоборатами М3+[В03]2, к которым принадлежат котоит М§3[В03]2, джимбоит Мп3[В03]2, такедаит Са3[В03]2, норденшильдин Са8п[В03]2 и тусионит (Мп2+, Ре2+)8п[В03]2. Эти бораты генетически связаны с ранним постмагматическим рудо-отложением в скарнах магнезиального, марганцевого и известкового состава. Это не исключает локального образования котоита и людвигита при метасоматическом изменении пород высокой магнезиальности, но иного генезиса, например, в дунитах горы Джумбо в шт. Вашингтон, США, интрудированных диоритами. Норденшильдин и тусионит обнаружены не только в грейзенизиро-ванных скарнах, но и в десилицированных сиенитах Норвегии (норденшильдин) и в миароловых пегматитах Юго-ЗападногоПамира (тусионит).
Исследования бороносности магнезиально-скарновых ореолов в разных регионах мира позволи-
ли выявить характерные черты генезиса эндогенных боратов магния, наиболее крупные месторождения которых в настоящее время известны в России, Китае, Северной Корее и Румынии [1, 3, 10-16]. Отдельные их проявления отмечены в штатах Аляска, Вашингтон, Юта, Невада и Калифорния в США, на юге КНР и на месторождении Гбаргей в Афганистане [16].
Изучение месторождений эндогенного бора и экспериментальное моделирование процесса образования боратов [1, 2, 15, 16] выявили существование двух структурных модификаций суанита (моноклинного и триклинного) и курчатовита (ромбического и моноклинного) [7, 17], а также наличие в природе марганцевого и кальциевого аналогов котоита [8, 9]. Кроме того, установлена типоморфность норденшильдина для руд магне-зиально-скарновых месторождений олова, испытавших известково-скарновые и грейзеновые преобразования [10-13]. Многие из обсуждаемых месторождений являлись непосредственными объектами наших исследований.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ ОРТОБОРАТОВ
Состав ортоборатов магния, марганца и кальция определяется составом замещаемых ими карбонатных пород и метасоматитов в контактовых ореолах гранитных интрузий. Все они являются постмагматическими новообразованиями в мраморах и кальцифирах, обрамляющих скарны, и по времени отложения предшествуют иной бо-ратной минерализации. Количество боратов в мраморах определяется наличием в них незамещенного доломита (магнезита или периклаза, родохрозита или кальцита).
Котоит в качестве рудообразующего минерала установлен Т. Ватанабе [4, 5] на золото-медных месторождениях горно-рудного района Суан, Северная Корея, и в Бейца Бихор, Румыния; им же в котоитовых мраморах Кореи впервые найден и суанит [6]. Эти бораты приурочены к доломитам, обрамляющим крутопадающие (восстающие) тела и скарны в непосредственном контакте с гранитоидами, внедрившихся в доломитовые толщи.
В отличие от котоита, джимбоита и такедаита, их оловосодержащие аналоги - норденшильдин и тусионит на месторождениях (горы Ир и Брукс на Аляске, по руч. Моральному на Титовском месторождении в Якутии и Дадин, провинция Хунань в КНР) являются продуктами изменения ранее образованных магнезиально-железистых боратов серии гулсита - пайгеита, замещаемыми вонсени-том и магнетитом в процессе грейзенизации скарнов [12, 13, 16]. Это не исключает возможности самостоятельного образования мономинеральных
масс норденшильдина в сопредельных гулсит-, пайгеит- и флюорит-гранат-везувиан-пироксено-вых метасоматитах горы Брукс на Аляске и туси-онита во флюоритизированных пироксеновых скарнах с тремолитом, касситеритом и сульфидами на месторождении Идеал на Селенняхском кряже, Якутия [11, 13, 16].
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И СОСТАВ КОТОИТОВЫХ РУД
Котоит, кристаллическая структура которого состоит из изолированных треугольников [В03]3" в окружении октаэдров М§0 [18], распространен в мраморах и кальцифирах гипабиссальных маг-незиально-скарновых месторождений бора Северной Кореи, Северо-Востока, Дальнего Востока и других регионов России и в Румынии [2, 14, 16, 19]. Он также обнаружен в Японии [20], Афганистане [2], Забайкалье [21], Карелии [22, 23], Центральной Азии [24], КНР [25, 26] и в США [11,12,27].
Им слагаются рудные концентрации бора в мраморах и кальцифирах по периферии как при-контактовых, так и жильно-штокверковых скар-новых тел в ореолах гранитных плутонов, нередко удаленных на сотни метров от контакта с последними. Каждый из этих видов скарновых тел имеет характерные отличительные признаки, отраженные в минеральных ассоциациях боратов. Общим геохимическим фактором, благоприятным для образования залежей магнезиальных боратов, является более раннее поступление бора по сравнению с железом, привносимых гидротермальными растворами в рудовмещающие породы.
В контактовых ореолах интрузий сочетаются разные виды ассоциаций котоита (рис. 1). Почти повсеместно проявлено его развитие по доломитам. В зоне периклазовых мраморов котоит замещает периклаз, ассоциирует с кальцитом и, реже, с малофтористым флюоборитом. В сопредельных кальцифирах, обрамляющих шпинельсодер-жащие пироксеновые и форстеритовые скарны, котоит близко сингенетичен с клиногумитом (по форстериту) и нередко сопровождается флюоборитом при ограниченном распространении флогопита и клинохлора. На изученных месторождениях в таких кальцифирах наблюдается как син-генетичный, так и ранний суанит. При наличии шпинели в мраморах котоит преобразуется в алюмомагнезиолюдвигит. В присутствии раннего магнетита, как и при более позднем поступлении железа, котоит замещается магнезиолюдвиги-том, а суанит - людвигитом умеренной магнези-альности.
Котоит на последующих фазах гидротермального процесса неустойчив и, кроме магнезиолю-двигита, замещается поздними боратами магния и
Рис. 1. План скарново-рудных залежей, замещающих блок карбонатных пород в гранитах Верхне-Тирехтяхского плу-тона (уч. Моральный, Титовское месторождение), хр. Тас-Хаяхтах, Полярная Якутия.
1 - биотитовые граниты нижнемеловые, 2 - доломитовые мраморы, 3 - доломитсодержащие известковые мраморы и мергели, 4 - людвигитовые руды с реликтовым суанитом, обрамленные котоитовым и периклазовым мрамором, 5 -пайгеитовые руды, 6 - магнетит-вонсенитовые руды с реликтовым пайгеитом, пироксеном, везувианом и гранатом, 7 -метаморфогенные скарноиды актинолит-тремолитовые, 8 - скарноиды и кальцифиры, замещаемые харкеритом, 9 -места первых находок в России: а - котоита, б - сахаита, в - харкерита, г - пайгеита.
.с
V-:
а
Верхоянск <
у^ЗбОкм,
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +// + +
+ + + + /-Г*' + +
+ I 100 м I + / + + +
кальция. Так на месторождениях Полярной Якутии наблюдается почти повсеместное развитие по котоитовым мраморам сахаита и, реже, боркари-та, предшествующее изменению котоита в ссай-белиит и/или брусит. При этом характерно появление только одного из этих минералов в пределах кристаллов замещаемого бората, тогда как другой замещает сопредельные магнезиальные карбонаты [1, 2, 14, 16].
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.