ГЕОХИМИЯ, 2007, № 10, с. 1100-1113
СОСТАВ, МИНЕРАЛЬНЫЕ АССОЦИАЦИИ И ГЕНЕЗИС ТИТАНИТА
И МАЛАЙЯИТА В СКАРНАХ
© 2007 г. С. М. Александров, М. А. Тронева
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 119991 Москва ГСП-1, ул. Косыгина, 19 Поступила в редакцию 21.12.2005 г.
Изучен состав и ассоциации минералов серии титанита-малайяита и их генезис на месторождениях Большой Каньон Магаданской области и из других регионов. Показано что они являются типо-морфными оловосодержащими силикатами в постмагматических биметасоматических гипабис-сальных известковых скарнах и скарноидах оловорудных провинций. Имея общую кристаллическую структуру, но, как показало исследование, составляя прерывистую изоморфную серию, они существенно различны не только по содержанию олова, но и по присутствию в составе титанитов алюминия, железа, фтора и гидроксил-иона, количественно убывающих в высокооловянных их разностях (малайяите). На многих месторождениях образованию этих силикатов предшествуют последовательно видоизменяемые скарновые ассоциации, ранними из которых в известковых карбонатных породах являются волластониты, а в скарноидах - диопсид и салиты, преобразуемые в геден-бергит с подчиненными везувианом и гранатами гроссулярового, а, затем, и андрадитового составов. Это сингенетично развитию боросиликатов (данбурита, аксинита и турмалина). При этом фиксируется вхождение титана в состав гроссуляра, а олова - в железосодержащие силикаты, преимущественно в андрадиты. В скарнах титанит и малаияит нередко присутствуют одновременно, предшествуя отложению касситерита Установлен разрыв их изоморфной серии. Рудообразование завершается появлением кварца и флюорита при ограниченным развитии сульфидов, включая станнин. В качестве поздних минералов олова на ряде из них отмечено наличие стокезита и станна-тов магния, железа и кальция как следствия замещения малайяита кальцит-кварцевыми новообразованиями. Оловосодержащие сульфиды гипергенно замещаются варламовитом.
Титанит (сфен) и малайяит, принадлежащие к одной, но, как показало исследование, прерывистой изоморфной серии СаТ1(0, ОН, Р)[£Ю4]-Са8п0[8Ю4], являются наиболее распространенными силикатами титана и олова в гипабиссаль-ных биметасоматических известковых скарнах и скарноидах, образующихся при постмагматическом изменении сопредельных толщ алюмосили-катных и карбонатных пород в ореолах гранитных интрузий [1, 2]. При этом не исключается их появление и в наложенных известково-скарновых ассоциациях, замещающих магнезиальные скарны шпи-нель-пироксенового состава в контактах доломитов с гранитами.
Титанит и малайяит моноклинны, оптически подобны и являются крайними членами изоморфного ряда [3]. Их кристаллическая структура состоит из независимых кремнекислородных тетраэдров и групп [Са07] и [(Б, 8п)06]. В их элементарной ячейке, содержащей 4 формульных единицы, двенадцать атомов кислорода занимают три разных позиции. В первой из которых (01) атомы кислорода не связаны с группами [8Ю4] и могут замещаться фтором и гидроксшмюном. Проведенное изучение показало, что титаниты действительно имеют более сложный состав, чем малайяиты. Это выражено в
постоянном наличии в них не только фтора и гид-роксила в умереннотитановых членах серии, но и в присутствии в них Бе34" и А1. При этом замещение кислорода на группы (0Н, Б)- способствует сохранению электорнейтральности титанитов с дополнительными катионами, включая их редкоземельные разности. Возможность вхождения последних в титаниты и малайяиты скарновых месторождений не изучена. Исходя из имеющихся данных, можно полагать, что собственно титаниты (без А1 и Бе) и малайяит имеют более упорядоченные кристаллические структуры на фоне уменьшения в составе первых из них групп (ОН, Б)-. Оловоносные титаниты и малайяиты ассоциируют с ранними боросилика-тами (дан буритом и аксинитом) и более поздним касситеритом. Образованию последнего предшествует отложение арсенидов (лёллингита) и сульфидов, включая оловоносные их виды.
Материалом для настоящего исследования являются наши данные о месторождениях Большой Каньон в Сеймчанском районе Магаданской области, где оловоносный сфен и малайяит пользуются наибольшим распространением в скарнах и касситери-товых рудах, и Кителя в Карелии, где они найдены в гранатовых скарнах. Также изучены оловоносные волластонитовые и гранатовые скарны Мел-
дона и гранатовые скарны Ред-а-Вена, Дартмур, Девоншир, Англия, и другие его проявления, включая титанит- и малаяитсодержащие скарны месторождения Эль Хаммам, Марокко (из коллекции Ф. Сонне, Франция) и оловоносный титанит месторождения Стипелманн, Арандис, Намибия (из коллекции П. Рамдора). Для более полной характеристики состава оловоносных силикатов и их генезиса привлечены литературные данные о проявлениях малайяита в иных регионах и сведения о месторождениях олова в Малайзии, полученные от сэра К.Ф.Г. Хоскина (Высшая Горная школа, Кэмборн, Корнуолл, Англия).
Целью настоящей работы является рассмотрение геохимической обстановки формирования силикатов серии титанита-малайяита и закономерностей проявления изоморфизма титана и олова в них.
МЕСТОРОЖДЕНИЕ БОЛЬШОЙ КАНЬОН
Оловорудные месторождения Верхояно-Чукот-ской складчатой области характеризуются наличием разных типов оруденения. Наиболее многочис-лены касситерит-силикатные и касситерит-сульфидные его проявления (Депутатское, Эге-Хая, Кестер и многие другие) и магнезиально-скарно-вые, большая часть которых расположена в бассейне р. Догдо - центральной части хр. Тас-Хаяхтах и на Селенняхском кряже. В последних преобладают залежи оловосодержащих боратов (гулсита, пайге-ита и людвигита) при подчиненной роли касситери-товых руд, локализованных в наложенных извест-ково-скарновых ассоциациях, грейзенизированных скарнах и в сопредельных карбонатных породах. Распространение в регионе кварц-касситеритовых руд весьма ограничено.
Известковые скарны с оловянным оруденением локализованы в восточной части региона. Наиболее крупным является месторождение Большой Каньон, открытое в 1941 г. Оно расположено в отрогах горы Эзоп (по водоразделу рек Правый Сеймчан - притока рек Колымы и Вериной - в истоке руч. Тур) и отрабатывалось в военные годы.
Собранный нами материал характеризует породы и руды из шахты и поверхностных выработок. На месторождении практически отсутствует зона окисления боросиликатных пород и бессульфидных оловоносных скарнов.
Месторождение приурочено к юго-западному контакту многофазного интрузивного массива Большой Каньон (рис. 1), слагаемого диоритами, порфировидными биотитовыми и биотит-рогово-обманковыми гранитами и их поздними лейкокра-товыми (аляскитовыми) разностями [4-6]. Изменение состава интрузивных пород вызвано убывающими по интенсивности процессами ассимиляции гранитной магмой карбонатных толщ.
Это отражено их возрастающей кремнекислот-ности: содержания SiO2 в них изменяются от 64.3% в диоритах до 70.4 и 71.5% в гранитах и 75.2% в аляскитах [5] и позволяет оценить температуры их сухих расплавов диоритов в 1000°С, а гранитов - от 825-795° до 700° для их лейкократовых видов [7, 8]. Интрузивные породы содержат сопоставимые количества А12О3 (около 14%) и суммы К2О + + ^О (6 - 8% в гранитах и 6% ^О при 0.2% К2О в альбитовых аляскитах). В контактах с последними ассимиляция вмещающих толщ не проявлена.
По данным О.С. Грачевой и И.В. Золотовой [5] с диоритами генетически связаны железорудное, полиметаллическое и кобальтовое виды оруденения, тогда как внедрение гранитных магм определяет развитие оловоносных скарнов.
Метасоматические изменения испытали палеозойские терригенные и карбонатные породы, слагающие крупный останец кровли плутона (рис. 1). Рудовмещающие инфильтрационные известковые скарны замещают кальцитовые мраморы, а биме-тасоматические скарноиды - песчано-глинистые и известковистые сланцы как в их контактах с интрузией гранитов, так и поздними инъекциями аляски-тов. Метасоматиты имеют гипабиссальный пост-магматичесский генезис. Об этом свидетельствует отсутствие в их составе минералов прогрессивного этапа метасоматизма известняков и наличие волла-стонита.
На месторождении Большой Каньон ограниченно распространены волластонитовые скарны в эк-зоконтактах гранитов с известковыми мраморами. При этом они замещаются пироксеновыми скарнами или поздним данбуритом (рис. 2). Более распространены пироксеновые скарны и скарноиды, слагаемые салитом или геденбергитом, которые замещаются везувианом, а затем и гранатом гроссуляр-андрадитового состава (табл. 1). Скарноиды, образованные по глиноземсодержащим силикатным породам, содержат новообразования аксинита и, реже, турмалина.
Оловянное оруденение, наложенное на скарны и скарноиды, представлено титанитом и малайяи-том, тогда как касситерит является более поздним и сопровождается флюоритом. В рудах присутствуют и сульфиды: пирротин, арсенопирит, халькопирит, сфалерит и станнин), завершающие рудообра-зование.
На месторождении оконтурено более 20 рудных тел. Из них 16 (по данным разведки), содержат кондиционные концентрации олова (от 1 до 5% 8иО2). Они представлены линзами и залежами неправильной формы, которые достигают 350-400 м по простиранию и прослежены на глубину 200 м при мощности от 5 до 20 м (рис. 1) [4-6]. В юго-восточной части интрузива Большой Каньон известны турмалин-кварцевые и кварц-хлоритовые жилы с кобальтином при подчиненной роли арсенопири-
4- + + Т+ + + + + + + ■1- + + + + + + + Л-Ау^ + + +
+■ + + + + + + +- + + + + +(/
4- 4- ■ 1 2 з < А Б
Рис. 1. Геологическая схема месторождения Большой Каньон (по данным ВСЕГЕИ [5]). Условные обозначения: 1 -биотитовые граниты, 2 - биотитовые роговики, 3 - мраморы и скарноиды, 4 - скарново-рудные тела, 5 - линия геологического разреза. На врезке указано положение месторождения.
та, халькопирита, сфалерита и других сульфидов (месторождения Верхне-Сеймчанское и Волочек).
Характеризуя породообразующие минералы известковых скарнов, отметим, что по данным Б.Н. Владимирова [4] ранние генерации пироксена представлены салитом с последующим повсеместным развитием обогащенных марганцем и, как устано
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.