Глубинные ярусы касситерит-силикатно-сульфидного оруденения в Комсомольском районе Приамурья
Показана приуроченность основных минеральных типов касситерит-силикатно-сульфидного оруденения в Комсомольском, районе к трем структурным этажам рудовмещающего разреза. В верхнеюрских терригенно-осадочных породах (нижний этаж) развит касситерит-турмалин-кварцевый тип оруденения; в кислых вулканитах нижнего мела (средний этаж) касситерит-сульфидно-кварцевый с высоким содержанием среди сульфидов халькопирита, пирротина, станнина; в вулканитах среднего и основного составов позднемелового возраста (верхний этаж) касситерит-галенит-сфалеритовый с сульфосолями олова, свинца, висмута, сурьмы, серебра. Составлена обобщенная модель касситерит-силикатно-сульфидной рудной системы района, отражающая особенности размещения минеральных типов оруденения этой системы в общем значительном вертикальном диапазоне ее развития. Модель может использоваться в прогнозных целях как в Комсомольском районе, так и в других с подобным оруденением.
Комсомольский оловорудный район находится в Нижнем Приамурье в восточной части Хингано-Охотского вулканогенного пояса. На фоне других рудоносных территорий пояса он выделяется широким развитием месторождений олова касситерит-силикатно-сульфидной формации, наличием весьма крупных месторождений и значительными общими запасами руд. В геологическом строении района участвуют толщи трех структурных этажей, прорванные позднемеловыми интрузивами и перекрытые пострудными покровами андезитобазальтов и базальтов неоген-четвертичного возраста.
Верхнеюрские терригенно-осадочные образования нижнего структурного этажа включают четыре седиментационных цикла, начинающихся песчаниками и .заканчивающихся алевролитами. Породы смяты в Крупные складки северо-восточного простирания, которое в центральной части района резко меняется на меридиональное. Полагают, что резкий изгиб складок обусловлен влиянием глубинного разлома в фундаменте. Мощность верхнеюрских образований около 3000-3500 м.
Нижнемеловой вулканогенно-осадочный комплекс среднего этажа представлен кислыми вулканитами риолито-дацитами и их туфами с прослоями туфоконгломератов и туфопесчаников, которые входят в состав холдаминской свиты. Свита состоит из пяти пачек. Суммарная мощность ее до 800-900 м. Максимальная мощность характерна для двух прогибов, расположенных вдоль восточной и западной границ района.
Верхнемеловой вулканический комплекс амутской свиты представлен в основном андезитобазальтами и их туфами. Мощность свиты около 900-1000 м. Как и многие другие районы развития касситерит-силикатно-сульфидного оруденения, Комсомольский район расположен в области пониженной мощности земной коры. При этом все магматические комплексы несут признаки участия в их формировании полигенных мантийно-коровых очагов. Показателем этого являются, в частности, характерные для пород отношения Sr/Sr близкие к 0, 7062-0, 7075.
Интрузивные образования в районе представлены тремя комплексами: пурильским, силинским, чалбинским. Все они сформированы в достаточно узком временном интервале и образуют следующий ряд: 115110 млн. лет пурильский комплекс, 9786 млн. лет силинский, 90-80 млн. лет чалбинский. Последние два комплекса формировались, до-видимому, с некоторым перекрытием во времени. С каждым комплексом связана рудная минерализация, в соответствии с чем в районе проявлены три этапа рудообразования.
С пурильским комплексом связана медная и молибденовая минерализация порфирового типа и жильная молибденовая висмути золотосодержащая. Породы и рудные проявления пурильского комплекса развиты преимущественно в южной части района. С силинским комплексом, который включает породы от габбро до гранитов, характеризуется несколько повышенной общей щелочностью, преобладанием калия над натрием и четкой геохимической специализацией на олово и бор, парагенетически связано промышленное касситерит-силикатно-сульфидное оруденение. Возраст оруденения по данным определения абсолютного возраста кварцево-слюдистых околорудных метасоматитов около 90 млн. лет (В.Н.Дубровский и др., 1979). Оловорудные месторождения касситерит-силикатно-сульфидной формации развиты в центральной части района, где концентрируются вокруг двух наиболее крупных массивов монцонитоидов Лево-Хурмулинского и Силинского. Здесь сосредоточено до 75% всех известных месторождений олова, в том числе и самые крупные из них Фестивальное, Солнечное и Октябрьское (Ю.И Бакулин, 1991). Месторождения образуют два рудных узла, основным из которых является Силинский. Последний включает, наряду с другими, три названных выше крупных месторождения. В пределах узла месторождения располагаются преимущественно у северного и южного контактов массива. Примечательно, что эти две группы месторождений различаются по комплексу главных металлов. Руды северной группы месторождений, наряду с оловом, содержат высокие концентрации свинца и цинка, руды южной свинец и цинк содержат в очень малом количестве и характеризуются высоким содержанием меди. Наличие в месторождениях южной группы значительных запасов медно-оловянных руд сближает их с известными медно-оловянными месторождениями провинции Корнуолл в Юго-Западной Англии.
С чалбинским комплексом, образованным в заключительный этап позднемеловой тектономагматической активизации, связаны небольшие грейзеновые проявления с оловом, редкоземельные ториевые и др., но все они не имеют промышленного значения. Породы комплекса слагают крупный одноименный массив в юго-западной части района. В соответствии с распределением трех комплексов и связанного с ними оруденения выделяют три металлогенические зоны; юго-западную, южную и центральную. Важнейшая из них центральная.
Структура района определяется сочетанием сводового поднятия главной орогенной структуры периода позднемеловой тектономагматической активизации и систем крупных разломов северо-восточного, северо-западного, близширотного и субмеридионального простирания. Разломы первых трех направлений заложились задолго до формирования основного сводового поднятия. Два северо-восточных разлома Кур-Мяочанский и Холдаминский ограничивают район соответственно с северо-запада и юго-востока, а два широтных Курмиджа-Пурильский и Лево-Хурмулинский с юга и севера. В период формирования сводового сооружения вдоль обрамляющих район северо-восточных и широтного Лево-Хурмулинского разломов образовались компенсационные прогибы, выполненные нижнемеловыми вулканогенно-осадочными толщами и несогласно перекрывающими их верхнемеловыми вулканитами.
Разломы меридионального простирания, количественно преобладающие над разломами других направлений, заложились и развивались в основном в период орогенеза. Определенное влияние на становление этих структур оказывал и меридиональный раскол фундамента. Будучи в основной своей массе связанными со сводовым сооружением, разломы развиты преимущественно в пределах центральной области свода, где они группируются в виде широкой меридиональной полосы. В полосе разломы располагаются на расстоянии определенного "шага" друг от друга, равного 2, 5-3 км.
К числу крупных меридиональных зон, являющихся основными рудоконтролирующими структурами, относятся Амутская, Солнечная, Лучистая, Перевальная, Придорожная, Марсовая, Звериная и Чалбинская. Некоторые из этих структур контролируют по два месторождения. Например, зона Солнечная включает Солнечное и Озерное месторождения, Перевальная Перевальное и Фестивальное, а Придорожная Придорожное и Октябрьское.
Важное влияние на локализацию оруденения, кроме структурных факторов, оказывали литологические особенности рудовмещающих структурно-формационных комплексов юры и мела. Наиболее благоприятными для замещения и образования руд оказались флишевые части разреза юрской толщи, горизонты переслаивания туфогенно-осадочных пород в вулканитах среднего структурного этажа и части разреза со сложным чередованием вулканитов разного состава в верхнем структурном этаже.
Можно полагать, что на рудообразование влияла также поверхность раздела между двумя фациями региональных метасоматитов. По-видимому, она служила своеобразным геохимическим барьером, на котором происходило изменение кислотности и других свойств восходящих глубинных восстановленных щелочных рудообразующих гидротермальных растворов, а это способствовало интенсификации процессов рудообразования и приводило к изменению состава руд. В биотититах нижней зоны региональных метасоматитов преобладают малосульфидные руды, в которых олово находится в виде окисного соединения касситерита, а в пропилитах верхней зоны развиты руды с высоким содержанием разнообразных сульфидов и сульфосолей. В этих рудах олово концентрируется в основном в виде сернистых соединений станнина и сульфостаннатов.
Региональные метасоматиты характеризуются повышенным содержанием олова и других рудогенных элементов по сравнению с породами, не затронутыми метасоматическими преобразованиями. Вероятно, такие метасоматиты могли служить дополнительным источником олова и других компонентов во время гидротермального рудообразования.
Оловорудные месторождения Комсомольского района яркие представители турмалинового минерального типа касситерит-силикатно-сульфидной формации. По данным большинства исследователей, к числу устойчивых гипогенных минеральных ассоциаций этих месторождений относятся (от ранних к поздним): кварц-турмалиновая, кварц-касситеритовая, кварц-сульфидная и кварц-карбонатно-сульфидная. Кроме того, на некоторых месторождениях распространены более поздние кварц-карбонатно-флюоритовые, кварц-хлоритовые и другие практически безрудные ассоциации. Полагают, что рудообразование протекало в пять стадий, в течение которых и были образованы перечисленные гипогенные ассоциации. В большинстве случаев на месторождениях доминируют первичные руды, и только в единичных зонах процессы окисления получили значительное развитие.
В месторождениях обнаружено более 50 гипогенных и 20 гипергенных минералов. Главные рудные минералы первичных руд касситерит, арсенопирит, халькопирит, сфалерит, галенит, пирротин, пирит, марказит; подчиненные вольфрамит, буланжерит, джемсонит, бурнонит, станнин, франкеит, шеелит, метациннобарит; редкие блеклые руды, магнетит, самородный висмут, галеновисмутин, висмутит, айкинит, кобальтин, серебро, золото, кубанит, скуттерудит, матильдит, валлериит. Главные жильные минералы кварц, турмалин, серицит, хлорит, сидерит, анкерит, олигонит; подчиненные флюорит, аксинит, кальцит, эпидот, клиноцоизит, альбит, биотит, ортоклаз; редкие апатит, цеолит, цоизит, брукит, анатаз, сфен, рутил, циркон. Основные гипергенные минералы лимонит, гидрогетит, халцедон, каолинит, малахит, азурит; второстепенные халькантит, ковеллин, халькозин, самородная медь, церуссит, англезит, куприт; редкие борнит, брошантит, скородит, хлоантит.
Месторождения Комсомольского района формировались на значительном удалении от источников рудообразующих растворов, в условиях развития оруденения в большом вертикальном диапазоне (до 1, 52 км), постепенного снижения температуры и давления, изменения во времени и пространстве состава и свойств рудообразующих растворов, отчетливого проявления зональности отложения. При таком развитии гидротермально-рудной системы последовательные продуктивные гипогенные минеральные ассоциации оказались разобщенными на разных вертикальных уровнях рудоносных зон и слагают три рудных яруса нижний, средний и верхний, локализованные на разных структурных этажах геологического разреза. Рудовмещающий разрез, как отмечалось, включает три структурных этажа, разделенных поверхностями несогласия. Структурные этажи различаются по литологии, физическим свойствам пород, характеру дизъюнктивных нарушений.
Нижний рудный ярус включает касситерит-турмалин-кварцевый тип руд. Руды этого типа в качестве подчиненных минералов содержат вольфрамит и арсенопирит, в качестве примесей пирротин, халькопирит, галенит и др. Количество вольфрамита в рудах повышается по направлению к верхнему уровню яруса, к границе раздела между нижним и средним структурными этажами, которая одновременно является и границей между биотититовой и пропилитовой зонами объемных региональных дорудных метасоматитов. Главный промышленный тип руд нижнего яруса оловянный, который на отдельных месторождениях в верхнем уровне яруса сочетается с оловянно-вольфрамовым.
В среднем ярусе характер оруденения резко меняется. Главенствующую роль в составе руд здесь играют сульфиды с преобладанием пирротина, халькопирита и станнина, подчиненное развитие имеют касситерит и вольфрамит. Существенно изменяется и комплекс жильных минералов. Турмалин имеет подчиненное развитие, широко распространен хлорит. Хлорит становится как основным жильным минералом, так и основным минералом в гидротермально измененных околорудных вмещающих породах. Главный тип промышленных руд среднего яруса медно-оловянный, который местами характеризуется наличием повышенных содержаний вольфрама.
Верхний рудный ярус сложен в основном кварц-карбонатно-сульфидными рудами с высоким содержанием минералов свинца и цинка галенита и сфалерита, подчиненным развитием станнина, пирротина, халькопирита и других сульфидов, а также касситерита и сложного комплекса разнообразных сульфосолей сурьмы, свинца, серебра, висмута и олова. Из сульфосолей олова достоверно установлен франкеит. Станнин и франкеит подверглись гипогенному разложению с образованием тонкозернистого касситерита и других минералов. Содержание вторичного касситерита в отдельных зонах весьма высокое, заметно превышает содержание первичного значительно более крупнозернистого касситерита. Руды в этом случае относятся к труднообогатимым. Основной промышленный тип руд яруса оловянно-свинцово-цинковый.
Рудные ярусы различаются не только по составу руд, но также по морфологии рудных тел, характеру гидротермальных околорудных изменений вмещающих пород, температурным условиям формирования руд, давлению в рудообразующих растворах и другим признакам.
В нижнем ярусе развиты крутопадающие жильные тела, наложенные на турмалиниты. В среднем ярусе сочетаются крутопадающие и пологозалегающие тела. Последние сформированы при замещении отдельных благоприятных горизонтов в вулканогенно-осадочных образованиях холдаминской свиты. Для верхнего яруса характерно сочетание сложных по форме крутои пологозалегающих тел и зон прожилково-вкрапленного оруденения.
На всех ярусах рудные тела сопровождаются ореолами околорудного изменения вмещающих пород, накладывающимися на объемные региональные предрудные метасоматиты биотититы и пропилиты. На нижнем ярусе типичным околорудным изменением пород является турмалинизация, на среднем хлоритизация, на верхнем карбонатизация.
По данным ДККокориной и др., образование руд касситерит-силикатно-сульфидной формации в Комсомольском районе происходило при температуре 450-50шС. При этом три основные рудные ассоциации, локализованные на разных уровнях рудовмещающих разломов, формировались в следующих температурных интервалах: 440350, 350-250 и 280-200шС. Одновременно с изменением температурных условий рудообразования изменялось давление в рудо-образующих растворах. Установлено, что в течение всего периода формирования гипогенных минеральных ассоциаций давление в рудообразующих растворах снижалось. В результате оно понизилось от 50 до 4 МПа.
Во время формирования руд изменялись также состав, свойства и концентрация растворов. Ранние ассоциации образовывались из слабокислых многокомпонентных растворов преимущественно хлоридно-калий-натриевого состава; в период развития сульфидных ассоциаций растворы были очень близки к нейтральным и с относительно пониженной концентрацией, а к концу процесса гипогенного рудообразования они были слабощелочными бикарбонатно-кальциевыми с более высокой концентрацией, чем в сульфидные стадии.
Рудные зоны месторождений Комсомольского района возникли на разной глубине, занимают различную позицию в общем вертикальном диапазоне развития касситерит-силикатно-сульфидного оруденения и принадлежат к образованиям разных рудных ярусов. Типичным примером рудных образований нижнего яруса является зона Главная Солнечного месторождения, нижнего и среднего зона Ягодная Фестивального месторождения с развитыми в ней различными типами оруденения, верхнего зона Северная Перевального месторождения.
При доминирующей вертикальной разобщенности гипогенных продуктивных минеральных ассоциаций с образованием рудных ярусов в районе известны месторождения, представленные рудными зонами с четко проявленным телескопированием последовательных гипогенных ассоциаций касситерит-силикатно-сульфидной системы. Примером последних служит месторождение Придорожное, в рудных зонах которого на одном гипсометрическом уровне локализованы все гипогенные минеральные ассоциации касситерит-силикатно-сульфидной формации. По-видимому, это связано со специфическими условиями рудообразования. К такому совмещению минеральных ассоциаций могло привести, например, многократное повторное приоткрывание в период рудообразования одних и тех же интервалов рудоконтролирующих структур.
Определенный интерес представляет обнаружение в районе глубинного яруса оруденения, локализованного в нижнем структурном этаже. Он выявлен в результате разведочных работ на глубоких горизонтах месторождения Солнечное и расположен практически на уровне корневых частей рудных зон касситерит-силикатно-сульфидной формации. Рудный ярус представлен грейзеновым типом оруденения кварц-касситеритной формации, содержащим молибденит и локализованным в апикальной части интрузивного тела, сложенного гранитами поздней фазы силинского комплекса. Грейзены кварц-слюдистые с турмалином и включениями касситерита и молибденита. Содержание металлов в этих образованиях очень низкое, поэтому практического интереса они не представляют. Но факт выявления глубинного оруденения кварц-редкометальной формации очень важен. Не исключено, что в других участках района этот же самый тип оруденения будет характеризоваться иными содержаниями металлов.
Имеющиеся материалы позволили создать обобщенную модель гидротермальнорудной системы касситерит-силикатно-сульфидной формации Комсомольского района. В ней отражены основные информативные данные о глубинном строении гидротермальной системы и некоторые сведения об изменении физико-химических условий ее формирования. Показаны смена по вертикали основных минеральных типов оруденения с образованием трех рудных ярусов и позиция этих ярусов в рудовмещающем разрезе района локализация их в пределах трех структурных этажей разреза, разделенных поверхностями несогласия. Определена позиция оруденения по отношению к двум фациям региональных метасоматитов биотититов и пропилитов. Отражены околорудные изменения пород каждого яруса. Показаны температуры образования руд каждого яруса, перепад давления в рудообразующих растворах в период развития гидротермальнорудной системы, общий вертикальный диапазон оруденения. Приведены некоторые сведения по глубинному ярусу, представленному грейзенами с молибденитом и касситеритом.
Данная модель может использоваться при глубинном прогнозировании. К настоящему времени установлено, что в ряде районов Востока России (Южно-Янском, Средне-Янском и Северо-Янском, или Полоусном, в Якутии, районах Приморья, Чукотки и др.) касситерит-силикатно-сульфидные месторождения характеризуются наличием сходных с месторождениями Комсомольского района гипогенных минеральных ассоциаций и аналогичной последовательностью их образования. Это позволяет считать, что модель, предложенная для Комсомольского района, может использоваться для научно-методических разработок по глубинному прогнозированию в других рудных районах Востока России с подобными гидротермально-рудными системами.
В заключение следует подчеркнуть, что рассмотренный случай ярусного размещения разных типов оруденения, обособившихся в разных толщах рудолокализующего разреза, свидетельствует о существенном влиянии структурно-литологических факторов на условия локализации руд. Необходимо также отметить, что в практике поисково-разведочных работ в районах развития оруденения касситерит-силикатно-сульфидной формации важно учитывать ценную информативную роль даже слабо проявленных верхнеярусных типов оруденения и сопровождающих их гидротермальных изменений вмещающих пород. И те и другие образования указывают на возможность наличия глубинных ярусов оруденения с медно-оловянными, оловянно-вольфрамовыми и оловянными рудами.