УДК 553.43:553.25
ТУРМАЛИН МЕСТОРОЖДЕНИЙ БИРГИЛЬДИНСКО-ТОМИНСКОГО
РУДНОГО УЗЛА, ЮЖНЫЙ УРАЛ
© 2012 г. И. А. Бакшеев*, О. Ю. Плотинская**, В. О. Япаскурт*, М. Ф. Вигасина*, И. А. Брызгалов*, Е. О. Грознова**, Л. И. Марущенко*
*Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова 119992, Москва, Воробьевы горы **Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии 119017, Ж-17, Москва, Старомонетный пер., 35 Поступила в редакцию 19.04.2012 г.
Изучен турмалин медно-порфирового месторождения Калиновское с эпитермальной висмут-золото-полиметаллической минерализацией и золото-серебро-полиметаллического рудопроявления Мичу-рино на Южном Урале. Турмалин Калиновского месторождения слагает гнезда и прожилки в пропили-тах и кварц-серицитовых метасоматитах. Ранний турмалин пропилитов представлен шерлом-"окси-шерлом" (железистость 0.66—0.81), обогащенным Ре3+, и характеризуется изовалентным изоморфным замещением А1 ^ Бе3+, которое типично для пропилитов медно-порфировых месторождений. Обрастающие его турмалин II и турмалин III из пропилитов и кварц-серицитовых метасоматитов относятся к промежуточным членам ряда дравит-магнезио-фойтит (железистость 0.05—0.46), и в них реализуются две схемы изоморфизма: изовалентный Бе2+ ^ М§ и гетеровалентный Пх + ¥А ^ х№ + ¥М§. Эти изоморфные замещения отличаются от изоморфизма, проявленного в турмалине кварц-серицитовых метасоматитов медно-порфировых месторождений: ¥А + "^О2- ^ ¥Бе2+ + ^ОЫ". Турмалин рудопроявления Мичурино установлен в хлорит-пирит-кварцевых жилах и прожилках, несущих Ag-Au-Cu-Pb-Zn-оруденение. По химическому составу минерал относится к промежуточным членамряда дравит-маг-незиофойтит (железистость 0.20—0.31) с изоморфными замещениями: Бе2+ ^ М§ и хП + ¥А1 ^ х№ + ¥М§, что идентично поздним генерациям турмалина Калиновского месторождения. Таким образом, турмалины порфировой и эпитермальной стадии развития месторождений относятся к разным минеральным видам и характеризуются принципиально различными изморфными замещениями, что позволяет использовать турмалин в качестве индикатора совмещенного оруденения разного типа.
ВВЕДЕНИЕ
Минералы надгруппы турмалина
[XY3Z6[T6O18][BO3]3V3W], где X = Na, Ca, K, □ (вакансия); Y = Li, Mg, Fe2+, Mn2+, Ni, Al, Cr3*, V+, Fe3+, (Ti4+); Z = Mg, Al, Fe3+, V+, Cr3*; T = Si, Al, (B); B = B, □; V = OH, O; W = OH, F, O, (Henry et al., 2011) образуются в широком диапазоне РТ-условий: от низкотемпературных гидротермальных до магматических и высокобарных метаморфических. При этом они характеризуются разнообразием химического состава и различными типами изоморфных замещений. Это позволяет рассматривать турмалин как индикатор условий минералообразования и важный прогнозно-поисковый критерий (Кузьмин и др., 1979; Slack, 1996; Collins, 2010; Hinsberg et al., 2011).
На месторождениях порфирового типа турмалин является характерным минералом (Sillitoe, 2010) и обычно встречается в пропилитах и кварц-серицитовых метасоматитах (филлизитах). Например, он широко распространен на медно-порфировых месторождениях: Песчанка (Чукот-
Адрес для переписки: И.А. Бакшеев. E-mail: iab_68@mail.ru
ка), Коксхет (Канада), Кафан (Армения), Акто-гай (Казахстан), Эль-Тениенте (Чили). Он также развит на малоглубинных золоторудных месторождениях с порфировой стадией развития — Да-расун и Карийское (Забайкальский край) и на олово-порфировых проявлениях и месторождениях Мраморного рудного узла (Чукотка), Придорожное (Хабаровский край) (Baksheev et al., 2009, 2011), Кролок (Боливия). С филлизитами связано как формирование медных руд, так и более поздних полиметаллических руд с золотом, особенно на периферии медно-порфировых месторождений (Sillitoe, Hedenquist, 2003). В этом случае полиметаллические руды соответствуют по минеральному составу таковым на эпитер-мальных месторождениях промежуточно-суль-фидизированного типа (IS, intermediate sulfida-tion). Это относится и к месторождениям, на которых установлена связь с порфировыми системами, например, Рошия Поэни и Валеа Мо-рии в Румынии или Маунт Миллиган в Канаде, и к тем, где такая связь не установлена, например, Портобело-Зарума в Эквадоре, Комсток в США,
Фреснийо в Мексике (ЬеРоЛ et al., 2011; БШНое, Иеёепд^, 2003; УкеПуеу et al, 2005).
Распространенность турмалина в порфировых, эпитермальных и полиметаллических гидротермальных системах в сочетании с широким диапазоном изоморфных замещений в этом минерале предполагает, что изменение химического состава турмалина в случаях совмещения в пространстве разновременного порфирового, и золото-полиметаллического эпитермального оруде-нения может служить индикатором перехода от одной системы к другой. Изучение вариаций химического состава турмалина позволит выработать критерии отнесения турмалина к тому или иному типу гидротермальных образований.
В качестве примера территории, на которой совмещены разнотипные месторождения, связанные с функционированием порфирово-эпи-термальных систем, нами был выбран Биргиль-динско-Томинский рудный узел, расположенный на Южном Урале. Здесь установлены медно-пор-фировые, полиметаллические и эпитермальные золото-серебряные месторождения и рудопрояв-ления (Овчинников, 1998; Грабежев и др., 1998; Пужаков, 1999).
В настоящей работе представлены результаты исследования химического состава и характера изоморфных замещений в турмалине из двух объектов района: Калиновское и Мичурино, предпринята попытка увязать вариации химического состава турмалина и стадии формирования сложной многоэтапной рудообразующей системы.
Турмалин изучен с помощью электронно-зон-дового микроанализа, инфракрасной и Мессбау-эровской спектроскопии. Для оценки физико-химических параметров флюидов, ответственных за формирования турмалина на месторождении Калиновское, проведено изучение флюидных включений в кварце парагенном турмалину. Также для оценки температуры формирования турмалина Калиновского месторождения и рудопро-явления Мичурино определен химический состав хлорита, ассоциирующего с ним.
КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РУДНОГО УЗЛА
Бигильдинско-Томинский рудный узел расположен примерно в 30 км к юго-западу от г. Челябинска (фиг. 1) и охватывает площадь шириной около 20 км, субмеридионально вытянутую на 30—40 км. Эта территория приурочена к западной периферии Восточно-Уральской вулканогенной зоны, которая рассматривается как фрагмент познепалеозойской вулканической островной дуги (Зонненшайн и др., 1990; Иеггт§1оп et al, 2005). Основание разреза (фиг. 1а) слагают ордовикские афировые лавы и туфы базальтов с редки-
ми прослоями риолитов, которые выходят на поверхность на севере и востоке территории. Предположительно комагматичные им интрузивные образования представлены породами Вознесенского комплекса (О2у) габбро-диорит-плагиогра-нитной формации (Грабежев и др., 1998, 2000). Выше залегают среднеордовикско-нижнесилурий-ские мрамора и нижне-верхнесилурийские известняки. Они с угловым несогласием перекрываются верхнедевонско-нижнекаменноугольными вулканогенно-осадочными отложениями андезит-дацитового состава которые слагают центральную и южную части территории. Комагматичный анде-зит-дацитовым вулканитам биргильдинско-то-минский комплекс представлен малыми интрузиями диоритовых и андезитовых порфиритов, и именно с ним генетически связано большинство рудопроявлений района (Грабежев и др., 1998, 2000). Выше с несогласием залегают нижнекаменноугольные андезитовые туфы. Наиболее поздние интрузивные образования представлены гранитами и гранодиоритами челябинского массива, которые расположены на севере района (фиг. 1а). Их возраст, по разным данным, составляет от каменноугольного до пермского или триасового.
Блоковое строение территории обусловило совмещение на сравнительно небольшой площади месторождений, сформировавшихся на различных уровнях глубинности, т.е. порфировых и эпитермальных (Грабежев и др., 1998, 2000). Так, андезит-дацитовые вулканиты вмещают рудо-проявление Мичурино и Березняковское эпитер-мальное рудное поле, к базальтоидной толще приурочены медно-порфировые месторождения: Томинское, Калиновское и Биргильдинское (фиг. 1б). По данным А.И. Грабежева и др. (1998), они относятся к "диоритовому" типу, описанному в работе (ИоШ81ег, 1975). На Биргильдинском и То-минском месторождениях (Ромашова, 1984; Грабежев и др., 1998) был выявлен турмалин, однако его химический состав не изучался.
Калиновское ^-порфировое месторождение
Оруденение приурочено к многофазной интрузии биргильдинско-томинского комплекса (диориты, амфибол-плагиоклазовые и кварцевые диоритовые порфириты и др.) и к вмещающим ее базальтам ордовикского возраста. В центральной зоне развиты кварц-серицитовые метасоматиты (филлизиты), к которым приурочена вкрапленная и прожилково-вкрапленная борнит-молиб-денит-халькопиритовая минерализация. На периферии отмечены зоны альбитизации, окварце-вания и пропилиты, которые сопровождают магнетит-гематитовые, пирит-халькопиритовые и пиритовые прожилки и вкрапленность.
К наиболее поздним образованиям относится висмут-золото-полиметаллическая минерализа-
Фиг. 1. Схематическая геологическая карта северной части Биргильдинско-Томинского рудного узла (а) и положение месторождений в стратиграфической колонке района (б), (Грабежев и др., 2000; с изменениями). 1 — андезитовые туфы, мрамора (Cj); 2 — вулканогенно-осадочные породы березняковской свиты (D3—C1); 3 — осадочные породы (D2_3); 4 — известняки (Sj_2); 5 — песчаники, алевролиты и мрамора (O2—S1); 6 — базальты и их туфы (Ol_2); 7, 8 — челябинский комплекс: 7 — граниты (С3—Р2), 8 — гранодиориты (С^); 9 — биргильдинско-томинский комплекс (D3—C1): диоритовые порфириты (а) и андезитовые порфириты (б); 10 — габбро-кварц-диорит-плагиогра-ниты вознесенского массива (О2_3); 11 — тектонические нарушения: субвертикальные (а), надвиги (б); 12 — месторождения и рудопроявления, охарактеризованные в настоящей работе (а) и остальные (б): 1 — Мичуринское, 2 — Калиновское, 3 — Биксизак, 4 — Томино, 5 — Ягузак, 6 — Биргильдинское, 7 — Березняковское. Заштрихованный прямоугольник на врезке — территория ра
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.