Введение к работе
Актуальность проблемы, цель и задачи исследований.
Скарновые месторождения относятся к одному из ведущих промышленно-генетических типов месторождений вольфрама. Доля добычи руд (около 65%) из фанерозойскіи месторождений этого типа существенно превышает относительную долю их запасов (около 30%) в общем балансе. Это обусловливает актуальность исследований, способствующих расширению сырьевой базы вольфрама в Российской Федерации. Эффективное региональное и локальное прогнозирование скарново-шеелитовых месторождений, нередко несущих ценные попутные компоненты (молибден, золото, висмут и др.), должно опираться на знание геологических обстановок размещения месторождений, причин, условий и форм проявления процессов, приводящих к их образованию. Поэтому главной целью работы было совершенствование генетических принципов прогнозирования, поисков и оценки скарново-шеелитовых месторождений путем выявления закономерностей их образования и размещения в фанерозойских орогенных поясах. Автором проводились исследования для решения следующих основных задач: 1. установления глобальных и региональных закономерностей размещения скарново-шеелитовых месторождений; 2. выяснения геолого-структурных условий локализации и концентрирования орудененля в вольфраморудных районах и полях скарново-шеелитовых месторождений; 3. определения тинов, источников и геодинамических режимов рудопродуцирующего магматизма; 4. выявления специфики условий эволюции и кристаллизации магматических расплавов при становлении продуктивных плутонов; 5. установления пространственно-временных и генетических соотношений магмапгческих и флюидно-метасоматических процессов при формировании скарново-шеелитовых месторождений; 6. выявления типов, состава и условий образования метасоматитов, их эволюции в пространстве и во времени; 7. совершенствования, с учетом полученных результатов, генетических основ прогнозирования, поисков и оценки скарново-шеелитовых месторождешш.
Состояние проблемы. .Скарново-шеелитовые месторождения длительное время являлись объектом углубленного изучения, направленного преимущественно на выяснение петрологической специфики скарнов, их состава, метасоматической зональности, физико-химических условий образования ( Д.С.Коржинский, В.А.Жариков, Н.Н.Перцев, Л.И.Шабынин, Х.М.Абдуллаев, Д.К.Власова, М.С.Кучукова, Н.А.Блохина, И.Н.Говоров, Г.Н.Степанов, Л.С.Корнилова и др.). Такие исследования способствовали решению многих общих проблем образования скарнов при взаимодействии магматического расплава и флюидов между собой и с вмещающими породами. Эти аспекты являются к настоящему времени наиболее разработанными, а их безусловная важность для понимания генезиса
месторождений определила соответствующий вещественно-петрологический "уклон" большинства выполненных ранее исследований.
Сравнительно менее изученными остались другие генетические вопросы, касающиеся специфики связи этих месторождений с определенными магматическими комплексами, причин и условий проявления различной продуктивности последних на скарново-шеелитовые месторождения, места4 этих комплексов в процессах вещественной и тектонической эволюции литосферы. Меньшее освещение получили и аспекты связи скарново-шеелитовых месторождений с различными региональными и локальными тектоническими структурами, специфика их позиции в вольфраморудных поясах и районах, соотношения с вольфрамовым оруденением других промышленно-генетических типов. Наконец, на втором плане остались причины и факторы, определяющие различия оруденения скарново-шеелитовых месторождений, включая особенности его состава, условий его формирования на послескарновых стадиях, его интенсивность и длительность, соотношения рудно-метасоматических и магматичесюгх процессов. Это особенно важно ввиду известного временного разрыва между образованием скарнов и оруденением, которое имеет многостадийный характер и связано с послескарновыми метасоматитами этапа кислотного выщелачивания (В.А.Жариков, Б.И.Омельяненко, Е.Н.Граменицкий, О.В.Кононов, В.И.Рехарский и др.). Как следствие, во многом неясным остаются причины различия величины ресурсов вольфрама скарново-шеелитовых месторождений.
Предпосылки для решения указанных вопросов были даны существенным прогрессом в смежных областях металлогенических исследований и в целом в изучении геологии и генезиса вольфрамовых месторождений. С учетом набора сопутствующих рудных компонентов, минеральных иарагенезисов, связи с определенными магматическими комплексами, сформированными в разной геодинамической обстановке, они были классифицированы на рудноформационной основе (В.Т.Матвиенко, А.Д.Щеглов, Д.О.Онтоев, М.М.Повилайтис, В.К.Денисенко, ЕАРадкевич, Д.В.Рундквист, В.Т.Покалов, Ф.Р.Апельшш, В.Н.Воеводин и др.). Для промышленных вольфрамовых месторождений наиболее полная рудноформаиионная систематика предложена Ф.Р. Апельциным (1980), который выделил три рудные формации (молибден-вольфрамовую, полиметаллически-вольфрамовую и олово-вольфрамовую), а в каждой из них - по три промышленно-генетических типа месторождений (скарновый, грейзеновый и штокверковый). Позже эта классификация бьша дополнена В.С.Кудриным (19S6), выделившим четвертую - золото-медно-молибден-вольфрамовую - рудную формацию. Эта систематика, включающая обособленную от олово-вольфрамовой редкометально-олово-вольфрамовую
рудную формацию (А.Б.Павловский), использована автором настоящей работы при дальнейших исследованиях.
Закономерности размещения вольфрамовых месторождений в структурах земной коры, специфика геотектонических условий их формирования более детально освещалось А.Д.Щегловым, Д.В.Рундквистом, И.Н.Томсоном, В.Т.Покаловым, Ф.Р.Апельциным и др. Установлена связь этих месторождений с процессами орогенеза и тектоно-магматической активизации. Для некоторых рудноформационных типов вольфрамовых месторождений показана их возрастная позиция в орогенном процессе (Л.Н.Овчинников, В.С.Попов, Г.Н.Щерба, И.Н.Томсон).
Важным для понимания генезиса вольфрамовых месторождений является вывод о гетерогенности источников продуктивных магматических комплексов (Л.В.Таусон, М.Г.Руб, В.А.Павлов, В.В.Ляхович, В.И.Коваленко, Ю.П.Трошин, В.С.Кудрин, Р.Н.Соболев и др.). Устажжление ведущей роли процессов магматической эволюции в реализации рудообразующего потенциала продуктивных комплексов, специфики ігх проявления в разных условиях более полно освещает роль магматического фактора в образовании вольфрамовых месторождений.
Наконец, существенное значение для решения генетических вопросов имеют результаты физико-химических исследований условий образования шеелита и других рудных и жильных минералов (Р.П.Рафальский, О.В.Брызгалин, Г.Ф.Иванова, В.Б.Наумов и др.).
Изложенные аспекты явились той основой, на которой построено дальнейшее рассмотрение закономерностей образования и размещения скарновых месторождений вольфрама. Этот анализ стимулировался также значительным объемом материалов по конкретным месторождениям, опубликованных отечественными и зарубежными исследователями.
Фактический материал и методы исследований. В основу диссертации положены материалы, полученные автором в течение 1983-96 гг. при выполнении исследовательских работ в ВИМСе и ИГЕМе по изучению и оценке рудных районов, полей и месторождений вольфрама и сопутствующих металлов. Исследованиями, с разной степенью детальности, были охвачены объекты Средней Азии (месторождения Кенсу, Кумбель, Меликсу, Кашкасу-Нарынское, Кумтор, Лянгар, Койташ, Чорух-Дайрон, Ингичке, Майхура, Кабуты, Яхтон, Джилау, Каратюбе и др.), Сев. Казахстана (Баян), Приморья (Восток-2, Лермонтовское, Скрытое и др.).
При полевых исследованиях главное внимание уделялось крупномасштабному картированию рудоносных площадей и особенно расчленению фаз и фаций продуктивных плутонов, выяснению пространственно-
временных соотношений магматичесюк и рудно-метасоматических образований. В более мелком масштабе составлялись обобщенные схемы рудных полей и районов, проводились дешифрирование космофотоснимков и морфоструктурный анализ, составлялись региональные схемы размещения магматических комплексов и рудных объектов и их контроля основными элементами тектоники. На ряде объектов проведена литохимическая съемка, отобрано большое число штуфов, шлифов, аншлифов, минералогических проб, образцов для петрофизических и термобарогеохимнческих исследований. Выполнены многие сотни полны» силикатных анализов магматических и метасоматических пород, определены содержания в них летучих, второстепенных, редких и рудных элементов, методом нейтронной активации во многих десятках проб расшифрован спектр РЗЭ. С помощью рентгеноспектрального микроанализа установлены состав ведушю породообразующих и акцессорных минералов магматических пород, жильных у. рудных минералов метасоматитов. Анализы выполнены в лабораториях ВИМСа ИГЕМа, МГУ. При обработке информации применялись статистический \ корреляционный анализы с использованием ЭВМ.
Кроме оригинальных данных, в работе использованы материалы друпо исследователей по месторождениям Средней Азии, Приморья, Забайкалья Кузнецкого Алатау, Якутии, Сев. Кавказа, а также по зарубежным объекта\ (Северо-Американские и Канадские Кордильеры, Китай, Корея, Австралия и др.).
Научная новизна и практическая ценность работы. Основной элемент, новизны в работе состоит в самом подходе к изучению скарново-шеелитовы? месторождений с учетом всей совокупности региональных и локальных факторої (тектонических, магматических и др.), влияющих на их формирование: наличие карбонатных пород в контактах плутона рассматривается как важное, но далеко н< достаточное условие образования этих месторождений. Впервые выявлень факторы, определяющие вещественную и генетическую неоднородность скарново-шеелитовых месторождений, их соответствие разным вольфраморудны\ формациям. Установлены закономерные различия величины ресурсов вольфрам; скарново-шеелитовых месторождений, отвечающих разным рудным формациям.
Ряд выводов работы выходит за рамки проблемы образования скарново-шеелитовых месторождений, охватывая вопросы металлогении месторождениі вольфрама в целом. Впервые обоснована смена вольфраморудных формаций в< времени и в пространстве при стадийном развитии разнотипных орогенных поясої (областей) фанерозоя, установлены факторы их региональной рудноформационноі зональности, показана структурная позиция скарново-шеелитовых месторождениі в вольфраморудных районах и их связь с локальными очаговыми структурами Выявлена изменчивость состава и морфологических типов скарновых и рудных та на разных глубинных ярусах, сопровождаемая изменением состава и строениі
продуктивных плутонов и сменой типов околорудных метасоматитов, установлена корреспондирующая структурная и вещественная зональность оруденения. Показаны различия структурных механизмов на разных этапах формирования скарново-шеелитовых месторождений.
Впервые показана эволюция вольфрамоносного магматизма в орогенных поясах разных типов, выявлена специфика условий генерации, эволюции и кристаллизации магмы при формировании продуктивных комплексов, проведена их типизация. Установлены особенности магматических комплексов, определяющие их различную продуктивность на скарново-шселитовые месторождения. Показана специфика соотношений магматических и рудно-метасоматических процессов при формировании этих месторождений.
Выявлены и количественно оценены различия физико-химических условий формирования скарново-шеелитовых месторождений разных рудных формаций, показаны генетическое родство метасоматитов на месторождениях каждой рудной формации и их соответствие специфике продуктивного магматизма. Установлены факторы, влияющие на уровень концентрации оруденения и величину ресурсов вольфрама скарново-шеелитовых месторождений. Вскрыты причины соответствия этих параметров рудноформационнои специфике месторождений.
Разработана многофакторная геолого-генетическая модель скарново-шеелитовых месторождений и на этой основе предложен типовой перечень региональных, среднемасштабных и локхтьньк критериев их прогнозирования и оценки. Этим определяется практическая значимость работы, научные и практические выводы которой следует использовать при проведении прогнозных, поисковых и оценочных работ на вольфрам.
Реализация результатов и апробация работы, осуществлялась при геологопоисковых, оценочных и разведочных работах в различных регионах Средней Азии, Казахстана, Приморья и в ходе выполнения научно-исследовательских разработок. Материалы диссертации использованы при составлении трех отчетов по научно-исследовательским темам, отчета с подсчетом запасов месторождения Кенсу и программы геологоразведочных работ на вольфрам до 2005 г. ПО "Киргизгеолопш".
Разделы работы апробировались на: Всесоюзном совещании "Комплексное использование вольфрамовых месторождений в СССР" (Ленинград, 1986), научно-практической конференции геологической службы Киргизии (Фрунзе, 19S8), совещании " Механизмы структурного контроля оруденения" (Звенигород, 1989), конференции ВМО "Прикладные и экологические аспекты минералогии" (Москва, 1990), семинаре "Магматизм и геодинамика" (Москва, 1990). Аспекты диссертации обсуждались на совещаниях в ПО "Киргизгеология" и ПГО "Приморгеология".
Публикации. Положения диссертации изложены в 27 работах,
опубликованньн в центральных журналах, трудах Всесоюзных совещаний и конференций; некоторые из них переизданы в зарубежных журналах. Кроме того, материалы диссертации частично содержатся в научно-исследовательских и производственных отчетах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из 5-й разделов, введения и заключения. Объем работытаЗстр., из нихЗЛРстр. текста, 30 стр. с таблицами, 80 стр. с рисунками, 36 стр. со списком литературы из ТФїнаименований.