Вольфрам-редкометальное оруднение северо-западного Алтая и его перспективы I
Северо-Западный Алтай известен как крупная минерально-сырьевая база с разведанными запасами для цветной (медно-свинцово-цинковые руды) и черной (железные руды) металлургии России. При этом одно из железорудных месторождений с запасами в первые миллиарды тонн руды может рассматриваться и как перспективный источник титанового, ванадиевого и алюминиевого сырья. Вместе с тем в регионе имеются еще и вольфрамовые проявления с бериллием, висмутом, молибденом, флюоритом и т.д., которые после переоценки могут отрабатываться вместе с близко расположенными полиметаллическими и железорудными месторождениями.
Первое упоминание о вольфрамите относится к 1788 г., когда Ренованц в Колыванском месторождении, известном с 20-х годов XVIII столетия как медное, обнаружил его в кварцевых жилах, назвав ошибочно "черным шерлом". В последующем изучение геологической позиции месторождения позволило открыть в регионе еще несколько месторождений и проявлений комплексных вольфрамсодержащих руд, состоящих из вольфрамита, шеелита, молибденита, висмутина, берилла, флюорита и т.д. Все они принадлежат к грейзено-скарново-кварцево-жильному типу, генетически связанному с гранитами калбинского (синюшинского) комплекса пермо-триасового возраста. Граниты представлены четырьмя крупными в разной степени оруденелыми массивами - Саввушинским, Синюшинским, Тигирекским, Убино-Белореченским, составляющими единую вольфрам-редкометальную область Северо-Западного Алтая. Каждый массив - это рудный узел с одним или двумя рудными полями, включающими одно-два месторождения, отдельные рудопроявления и пункты минерализации.
Граниты и связанные с ними рудные объекты изучались многими геологами. В результате получен огромный фактический материал, систематизированный автором в процессе составления карты полезных ископаемых (КПИ) и закономерностей их размещения в рамках Государственной геологической карты м-ба 1: 200 000, лист M-44-XI.
Рассматриваемые гранитные массивы в области сочленения структур Горного и Рудного Алтая тяготеют непосредственно к глубинным разломам северо-западного простирания, группируясь вдоль двух пересекающихся под углом 30 градусов линий, ориентированных по азимутам 295 и 325 градусов. На первой линии располагаются Саввушинский и Тигирекский массивы, на второй - Синюшинский и Убино-Белореченский. В этой группировке просматривается определенная закономерность. Массивы первой линии, хотя и локализованы в разных (соответственно рудно- и горноалтайских) структурах, к моменту начала горообразовательных процессов находились примерно на одном, более высоком, уровне, чем массивы второй линии, залегающие значительной своей частью в пределах Северо-Восточной зоны смятия. Такой разный уровень первоначального их залегания обусловил после горообразования и разный уровень эрозионного среза. Глубоко эродированными оказались массивы первой линии, слабо эродированными - второй. Мощность Тигирекского и Саввушинского массивов колеблется от 1, 5 до 3, 5 км, Синюшинского 10-12 км, Убино-Белореченского 8-10 км. Массивы отчетливо выражены в положительных магнитных и отрицательных гравиметровых полях, резко меняющихся в зависимости от уровня эрозионного среза. Чем ниже эрозионный срез, тем выше абсолютные значения магнитных и гравиметровых полей. Напряженность, например, магнитного поля глубоко эродированных массивов достигает 1500-2000 нТл, а в слабо эродированных, где сохраняются купола, она уменьшается до 300-500 нТл.
Интрузивный комплекс, слагающий названные массивы, представлен средне-крупнозернистыми порфировидными мелано-мезолейкократовыми биотитовыми и роговообманково-биотитовыми гранитами, гранодиоритами, граносиенитами, диоритами, габбро-диоритами, гибридными гранитами, гранит-порфирами, аплитовидными гранитами, имеющими между собой нередко постепенные переходы, аплитами часто в виде даек, пегматитовыми жилами, линзами и т.д. Каждая из этих разновидностей или их группы, ассоциируясь с определенной фазой становления интрузии, находятся в сложных взаимоотношениях. При этом у исследователей нет единого мнения о количестве, порядке внедрения и составе фаз, что, вероятно, естественно, поскольку формирование массивов не проходило строго по одной схеме. Они, как правило, с крутыми контактами, сопровождающимися широкими (до 1-2 км) полями различных роговиков. Абсолютный возраст гранитов комплекса, определенный в разных лабораториях калий-аргоновым методом по валовым пробам (около 50), отобранным в разные годы из разных массивов, варьирует от 177 до 273 млн. лет, составляя в среднем около 230 млн. лет. Единичные измерения в цирконах по U-Pb методу показывают 244+2, 5 млн. лет. Все это отвечает возрастному интервалу пермь - триас.
Синюшинский массив (рудный узел) размещается в горноалтайских структурах, касаясь юго-западным краем Северо-Восточной зоны смятия. В плане имеет близкую к изометричной форму с диаметром около 12 км (площадь около 105 км. кв.). Прорывает терригенно-карбонатные толщи кембро-ордовикского, ордовикского, силурийского, вулканогенно-осадочные и осадочные отложения ранне-среднедевонского возраста, а также гранитоидные интрузии позднего девона - раннего карбона. Массив изучался В.В.Потапьевым, С.П.Шокальским и другими исследователями, первый из которых выделил четыре фазы его становления. При этом в первую фазу он включил аплиты Колыванской апофизы, прослеживающейся на север от массива до горы Очаровательная на расстояние более 10 км. Считается также, что аплиты - это инъекция остаточного расплава. С.П.Шокальский все граниты апофизы отнес к самостоятельному позднедевонско-раннекаменноугольному боровлянскому комплексу. Как рудный узел массив, в отличие от других, характеризуется наибольшим разнообразием и количеством полезных ископаемых, основные из которых - вольфрам, бериллий, висмут, флюорит - сконцентрированы преимущественно в Колыванском, Плитнинском, Кремлевском, Новоколыванском месторождениях.
Колыванское месторождение висмут-медно-вольфрамовых руд, изучавшееся В.К.Котульским, И.Л.Лурье, И.С.Цейклиным, М.Ф.Черкашениным, М.А.Ильюшенко, А.А.Мацулевичем, Ю.А.Спейтом, А.М.Новоселовым и подробно охарактеризованное автором, локализовано в мощном (150-300 м) дайкообразном субмеридиональном вертикально падающем теле (Колыванской апофизе) аплитов, залегающем в южной части среди дорфировидных гранитов калбинского (синюшинского) комплекса, а севернее - среди гранодиоритов усть-беловского комплекса позднего девона.
Тектоническими нарушениями сбросо-сдвигового характера месторождение разбито на Южный, Центральный и Северный блоки, в каждом из которых развиты рудоносные кварцевые жилы, ориентированные параллельно и субпараллельно контактам тела аплитовидных гранитов и имеющие вертикальное или очень крутое преимущественно западное падение. Протяженность их по простиранию 50-350 м, по падению 150-200 м. Мощность промышленных жил в большинстве случаев 0, 2-0, 7 м, иногда 1-2 м, редко более. Жилы обнажены во всех блоках. Блоки различаются по уровню эрозионного среза (Северный блок приподнят относительно Центрального и особенно Южного), форме проявления, количеству и размерам кварцевых жил, взаимоотношению с вмещающими гранитами, запасам руд и т.д. Из 25 промышленных рудных жил месторождения пять принадлежат Южному блоку, 14 -- Центральному и шесть - Северному. Главный рудный минерал - вольфрамит - проявляется обычно в виде мелкой вкрапленности в кварце, грейзенизированных гранитах и грейзенах, иногда образует крупные гнезда кристаллов. Отмечаются также арсенопирит, пирит, шеелит, халькопирит, висмутин, молибденит и др. На выходе рудоносных жил на дневную поверхность содержание (%) триоксида вольфрама, меди и висмута составило соответственно 0, 63 (при колебаниях 0, 07-1, 28), 0, 54 (0, 05-3, 06) и 0, 18 (0, 03-0, 51). Наиболее высокое содержание WO3 и Cu установлено в Центральном блоке (0, 9 и 1, 05%), a Bi (0, 27%) - в Северном.
Месторождение освоено неравномерно. Южный блок разведан в основном до второго горизонта, Центральный - до шестого (200 м), Северный - до пятого (150 м). До этих глубин они и отрабатывались подземным способом. Всего добыто 650 тыс. т руды. Извлекался только WO3, Си и Bi не извлекались. По состоянию на 01.04.60 г., по данным М.А.Ильюшенко, неотработанных запасов руды категорий B+C1+C2 числилось 370, 6 тыс. т, WO3 -1897 т (0, 51%), Си - 3226 т (0, 87%), Bi-309 т (0, 08%). Прогнозные ресурсы P1 в интервале глубин 200-300 м при тех же содержаниях металлов составляют: руды - 410 тыс. т; WO3 - 2090, Си - 3570, Bi - 330 т.
Плитнинское месторождение флюорит-вольфрамовых руд, известное с 1955 г. (Б.В.Дроздов), предварительно разведано при помощи канав, шурфов, штольни и одной скважины с рудным интервалом на глубине 132 м мощностью 12, 5 м (С.В-Журавлев, А.Д.Снигирев, С.А.Романович и др.). Оно представлено шеелит-флюоритоносными везувиан-гранатовыми скарнами в виде уплощенной залежи с многочисленными разной (1, 5-15 м) мощности телами, находящейся в лежачем боку апофизы мощностью до 15-20 м аплитовидных гранитов в восточной части Синюшинского массива. Скарны с апофизой прослеживаются в северо-восточном направлении на расстояние около 350 м с падением на юго-восток под углом 55 градусов. Они образованы по известнякам ханхаринской свиты среднего ордовика. В их состав входят гранат, везувиан, кварц, кальцит, эпидот, полевой шпат, флюорит, шеелит, редко амфиболы, мусковит, биотит, магнетит, циркон, еще реже берилл. К промышленно ценным относятся шеелит и флюорит, содержание которых в скарнах достигает 1, 5 и 40-45% соответственно. Запасы руды категорий 01+02 524 тыс. т, W03 3, 432 (0, 65%), CaF2 38, 046 (7, 26%). По данным технологических исследований руд шеелитовый и флюоритовый концентраты имеют следующие параметры, %: выход 0, 4-1, 35 и 3, 46-4, 5; содержание в одноименных концентратах WO3 64-65 и CaF2 72-83, 89; извлечение WO3 до 86, 37 и CaF2 68, 39-76, 5 (Г.В.Сучкова. 1974).
Кремлевское месторождение вольфрам-бериллиевых руд известно с 1943 г. На площади около 1 км. кв. оно представлено большим количеством (около 100) кварцевых жил, залегающих субмеридионально и круто в эндоконтакте порфировидных гранитов в восточно-юго-восточной части Синюшинского массива. Длина жил до 50-310 м, мощность 0, 05-0, 4 м. Общая длина наиболее перспективных рудоносных жил, вскрытых эрозией и имеющих мощность 0, 15 м, равна 2126 м. Граниты в призальбандовых частях жил грейзенизированы, наиболее интенсивно в их висячем боку, где мощность зон достигает 0, 2 м. Жилы выполнены кварцем трех генераций. Кварц первой генерации светло-серый, рудоносный, второй (редок) - темно-серый до черного, несет радиоактивную минерализацию (браннерит), третьей - белый, безрудный. Главные рудные минералы - берилл и вольфрамит, отмечаются флюорит, пирит, молибденит, реже шеелит, браннерит, поликраз, ортит, ильменорутил, висмутин в виде мелкой вкрапленности, гнезд и тонких прожилков. По данным С.В.Журавлева и др. (1960), берилл в центральных частях кварцевых жил образует гнездообразные скопления мелких минеральных агрегатов или одиночные призматические кристаллы, иногда тонкие мономинеральные прожилки. В грейзенизированных оторочках кварцевых жил берилл крайне редок. Кристаллы его мелкие (0, 5х0, 1 см), хотя иногда достигают 5 см в длину и 1, 5 см в поперечнике. Выделяются две разновидности берилла: плохо ограненные кристаллы желтого цвета и хорошо ограненные зеленоватой окраски. Их химический состав по единичным пробам следующий, %: Be 12, 40 и 13, 56, Al2O3 17, 00 и 18, 65, SiO2 61, 40 и 63, 30, Fe2O3 4, 70 и 0, 53, CaO 0, 20 и (-), K2O, Na2O, Li2O и др. 2, 30 и 1, 83, п.п.п. 1, 78 и 1, 27. Наиболее распространенный после берилла вольфрамит выделяется в виде мелких, реже крупных кристаллических форм. Ассоциирует с бериллом, при этом берилл второй разновидности накладывается на него.В грейзенизированных гранитах вольфрамит встречается редко. Содержание берилла в кварцевых жилах возрастает с приближением к контакту гранитов с вмещающими породами и на участках сбросо-сдвигов и пересечения жилами даек аплитовидных гранитов.
Месторождение относится к гидротермально-плутоногенному генетическому типу. Предварительно разведано только с поверхности канавами и шурфами. Запасы руды (по С.В.Журавлеву, 1960) до глубины 55-155 м в десяти наиболее изученных жилах по категориям C1+C2 равны 54, 6 тыс. т, BeO 125 т (0, 229%), WO3 95, 5 т (0, 175%). Однако они могут возрасти за счет разведки на глубину и прилегающих площадей, где установлены геохимические аномалии с содержанием Be до 0, 01%.
Новоколываиское месторождение вольфрамовых руд гидротермально-плутоногенного типа известно с 1723-1726 гг., оценивалось в 1941-1942, 1958, 1972-1975 гг. (С.А.Романович) при помощи канав, шурфов, двух скважин. Находится в северо-западном экзоконтакте Синюшинского массива. Разрез сложен ороговикованными, местами скарнированными сланцами чинетинской и мраморизованными известняками чагырской свит северо-западного простирания. Породы рассланцованы и трещиноваты. Основная часть трещин выполнена кварцем с вольфрамовой минерализацией. Насыщенность вмещающих пород рудоносными прожилками: 1-5 на 1 м при их средней мощности 2-10 см, более мощные жилы редки. Частота очень тонких прожилков увеличивается до 15-20. Отмечаются небольшие (1-2)х0, 3 м тела везувиан-гранат-пироксеновых скарнов. Жильные минералы - кварц, реже полевой шпат. Главные рудные минералы - шеелит, вольфрамит, реже присутствуют пирит, берилл, флюорит. Рудные минералы развиты не только в кварцевых жилах, но и в кварц-полевошпатовых метасоматитах и мусковит-флюорит-кварцевых грейзенах. Общая зона минерализации со средним содержанием W03 0, 11% прослеживается в северо-западном направлении на 1500м при ширине 100-150 м. В центральной ее части выделяются участки с содержанием WO3 от следов до 1, 8% (в среднем 0, 21%). С.А.Романович и другие исследователи отмечают, что вольфрамовое оруденение с глубиной не уменьшается. Поэтому прогноз WO3 до глубины 350 м оценивается в 68 тыс. т.
Убино-Белореченский массив (рудный узел) в значительной своей части связан с Северо-Восточной зоной смятия, тяготея к горно-алтайским структурам. По простиранию он прослеживается на расстояние 32 км при ширине до 10 км. Его площадь около 210 км. кв., из которых 40 км. кв. принадлежат России и 170 км. кв. - Казахстану. Вмещают массив кембро-ордовикский алевролит-сланцево-песчаниковый, нижнесилурийские известняково-песчаниково-алевролитовый и известняковый и нижне-среднедевонский осадочно-вулканогенный комплексы пород. По М.С.Баклакову (1935), массив представлен асимметричным лакколитом с основным подводящим каналом на участке его северо-западного окончания и, возможно, одним небольшим дополнительным, находящимся примерно в середине. Он погружается в северо-западном направлении, где в сохранившейся апикальной части обнажаются наиболее кислые дериваты гранитной магмы (аплиты и аплитовидные граниты, гранит-порфиры с альбитом N 5, двуслюдяные лейкократовые граниты с альбитом N 5-8, среднезернистые биотитовые граниты с альбит-олигоклазом N 10-20). В юго-восточной воздымающейся части массива обнажаются крупнопорфировидные неравномерно-зернистые граниты нижних горизонтов с повышенной основностью (с олигоклазом N 25-28). Описанная смена разностей гранитов отражает естественное явление нормальной дифференциации гранитной магмы, когда верхние горизонты обогащаются летучими компонентами, обусловливая образование более кислых дифференциатов, а на нижних горизонтах накапливаются продукты повышенной основности. Переходы между этими разностями, как правило, постепенные.
При становлении массива в нем проявились хорошо картирующиеся трещины отдельности систем S, Q и L (по Клоосу). Особенно заметно выражена продольная отдельность S, ориентированная согласно простиранию массива по азимуту 310-340ш с падением в разные стороны под углом 50-75 градусов. С ней связаны дайки аплита, пегматита, апофизы аплитовидных гранитов и основная часть рудоносных кварцевых жил и т.д. Трещины отдельности Q, перпендикулярные трещинам системы S, простираются по азимуту 40-70 градусов с падением в разные стороны под углом 70-80 градусов. Они во многом имеют то же наполнение, что и трещины системы S, но рудоносность их значительно слабее. Пологопадающие (10-25 градусов) трещины системы L разбивают массив на субгоризонтальные плиты. Иногда они фиксируются дайками аплита. Крутопадающие системы трещин отдельности S и Q предопределили благоприятные условия для свободного движения рудоносных растворов из глубинных очагов остывающего магматического расплава и образования рудосодержащих скарнов, кварцевых жил, грейзенов как в самом массиве, так и во вмещающих его породах. Так сформировалось большое поле вольфрам-редкометального оруденения с Белорецким месторождением.