Содержание к диссертации
Введение
Глава І. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ БОГУТИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 40
І. История открытия и постановка геологоразведочных работ 10
2.Краткие выводы . . 21
Глава II. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИИ БОГУТИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 23
1. Стратиграфия .23
2.Тектоника .28
3. Магматизм 29
4.Вольфрамовое оруденение 31
Глава III. МИНЕРАЛОГИЯ, ПЕТРОГРАФИЯ И ГЕОХИМИЯ ГЛАВНЕЙШИХ ТИПОВ ПОРОД БОГУТИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 33
1. Минералого-петрографическая характеристика пород 33
2.Геохимическая характеристика :пород 5Ц
3.Краткие выводы 69
Глава ІV. ОКОЛОЖИЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД 71
1. Общие закономерности около жильных изменений 71
2.Количественные изменения минерального состава пород 73
3.Количественные изменения вещественного состава пород 90
4.Изменение свойств породообразующих минералов в около жильном пространстве
5.Краткие выводы 113
Глава V. ТИПОМОРФНЫЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ ЖИЛ .116
1. Светлые слюды 116
1.1 Вводные замечания 416
1.2 Химизм светлых слюд 116
1.3 Щелочные металлы в слюдах мк
1.4 Прочие элементы-примеси светлых слюд 129
1.5 Форма вхождения вольфрама в светлые слюды 43)
1.6 Оптические свойства 1А1
1.7 Инфракрасная спектроскопия слюд
1.8 Рентгенометрическое изучение слюд 453
1.9 Дифференциальный термический анализ 45?
2. Полевые шпаты 159
2.1 Общие сведения о полевых шпатах 159
2.2 Полевые шпаты Богутинского штокверка 163
III. Краткие выводы П8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .181
ЛИТЕРАТУРА 196
- История открытия и постановка геологоразведочных работ
- Стратиграфия
- Минералого-петрографическая характеристика пород
- Общие закономерности около жильных изменений
- Светлые слюды
История открытия и постановка геологоразведочных работ
Месторождение Богуты расположено в горах Заилийского Алатау в 200 км к северо-западу от г.Алма-Ата, Оно открыто в 1941 г. геологом И.И.Машкара как кварцевожильное и до 1968 г. считалось мелким по запасам, С I94-I по 1968 гг. оно изучалось Р.Д.Беседеным, А.И.Бобровым, И.С.Бродским. ЭЛС.Вильцингом, Ё.К.Мелиоранской, В.Л. Мельниковой, В.Г.Севастьяновым, А.Н.Феклистовой, С помощью немногочисленных горных выработок и четырех старательских штолен (про-тяженностью до 10 м) были выработаны кварц-молибденитовая жила в гранитах, кварц-шеелитовые жилы в песчаниках и шеелитовые россыпи в узких ложках, примыкающих к месторождению; подсчитаны запасы W05 в размере 17 тонн и месторождение было оценено как малоперспективное. В эти же годы решались вопросы стратиграфии, тектоники, магматизма района, структуры рудного поля, вопросы минералогии,
С 1968 г. в результате работ под руководством Б.А.Салина Богутинское месторождение разведывалось как штокверковое и было признано вторым в Союзе по запасам шеелита, С 1968 г. по настоящее время на нем работали видные геологи: К.А.Абдрахманов, И.И, Аранович, В.А.Бирюлин, В.О.Вальков, Н.А.Воронкова, Ф.Г.Губайдулин, С.И.Дмитренко, Г.А.Долгих, В.А.Карабанов, А.П.Коробкин, О.Ф.Кродь, А.Г.Лютый, Н.С.Мендыбаева, С.Н.Митрофанская, В.Ф.Митрофанский, К.А.Мухля, Б.А.Салин, В.Г.Севастьянов, И.Б.Соколова, Ф.А.Стари-ченко, Н.М.Чабдарова, В.И.Чернов, П.М.Чумаченко, Г.Н.Щерба. В 1977-1983 гг. на месторождении работал коллектив кафедры геохимии ЛГУ под руководством В.Ф.Барабанова.
В пределах Богуты-Турайгырского района завершены геологосъемочные работы масштаба 1:200000 и 1:50000, для Богутинского рудного узла составлена геологическая карта 1:10000 [ 149,150], расчленены песчано-сланцевые толщи улькен-богутинской свиты, за-картированы отдельные горизонты пород. Наиболее детально разведочные работы проведены на самом месторождении Богуты, где вкрест протирания штокверка пройдено 56 разведочных профилей с канавами длиной от 50 до 2000 м. Пройдены скважины колонкового бурения по сети 100x100 на глубину до 400 м, три разведочные штольни с многочисленными ортами [ 147,148].
Поисковые работы в масштабе 1:10000, 1:5000, 1:2000 дали отрицательную оценку для всех участков обрамления месторождения, хотя на некоторых из них до сих пор не исключается возможность обнаружения скрытого на глубине оруденения, что подтверждается геохимическими данными [ 140,144,145].
Осадочные породы. Район месторождения приурочен к Восточной части Заилийского антиклинория. Площадь месторождения слагается мелко- или среднезернистыми полиииктовыми песчаниками и глинисто-кремнистыми сланцами; мощность отложений достигает 1000 м [130,132]. Вмещающие осадочные породы в районе месторождения име-ют полосчатый облик, представлены чередованием меланократовых и неправильной формы светлых лейкократовых частей [ 30,63,81,130, 132]. Размера ореола на поверхности 4-4,5 км, по вертикали - 1,5--2 км [іЗО]. Г.НДерба (1974) считал их инъецированными, огней-сованными песчаниками экзоконтактовых зон Богутинских гранитов [l32]. И.Б.Соколова (1975) и В.И.Чернов (1978) рассматривали их как продукты контактового метаморфизма амфибол-роговиковой фации, по В.В.Ревердатто, связанные с гипотетической скрытой на глубине интрузией, и являющиеся показателем надинтрузивной зоны. В.И.Чернов выделяет биотитовые и амфиболовые разности с пироксеном [150, 151].
Стратиграфия
Месторождение Богуты расположено в горах Улькен-Богуты, в восточной части Заилийского синклинория. Последний представляет собой познекаледонский прогиб на салаирском миогеосинклинальноы фундаменте [і]. В геологическом строении территории участвуют осадочные породы улькен-богутинской свиты среднего ордовика, вулканогенные образования шункарской свиты нижнего карбона, интрузивные тела кислого и основного состава (рис.1). Крылья и ядерная часть Богутинской синклинали сложены породами верхней части разреза улькен-богутинской свиты ( 02 ) и представлена горизонтами песчаников, сланцев, алевролитов с прослоями известняков и кварцитов. Мощность отдельных пачек 150-500 м. Свита подразделяется на три подсвиты: нижнюю, среднюю и верхнюю:
1. В нижней подсвите выделяются 4 пачки:
02кв - нижняя пачка. Здесь наблюдается чередование крупнозернистых песчаников, гравелитов, известняковых песчаников и конгломератов.
02кв,, - вторая снизу пачка - мелкозернистые песчаники с прослоями известняков, кварцитов и доломитов;
ОгкЬч " третья снизу пачка включает серые и зеленые кварциты и алевролиты;
и,кв. - верхняя пачка сложена из алевролитов и углисто-серицит-хлоритовых сланцев.
2. Средняя подсвита также разделяется на 4 пачки:
Нижняя пачка, представлена серыми крупнозернистыми ме-таморфизованными кварцевыми и полимиктовыми песчаника МИ и гравелитами с прослоями алевролитов, линз известняков, серицитовых и хлорит серицитовых сланцев; 0 кв - вторая снизу пачка - серыми крупнозернистыми метаморфизованными кварцевыми песчаниками, кварцитами, кремнистыми породами, алевролитами, серицитовыми сланцами и линзами известняков и доломитов; 02кв2 - третья пачка - серыми мраморизованными среднезернисты ми песчаниками, прослоями алевролитов и гравелитов; 0гКВ2 - четвертая (верхняя) пачка - серыми и зеленовато-серыми алевролитами, актинолит-биотитовыми, серицит-хлоритовыми сланцами, кварцитами, известняками, углисто-глинистым и углисто-кремнистыми сланцами и линзами песчаников. 3. Верхняя подсвита состоит из двух пачек: 0гк&" - нижней, сложенной серыми среднезернистыми метаморфизо-ганными кварцевыми и полимиктовыми песчаниками с прослоями темно-серых алевролитов и линзами кремнистых алевролитов; 0гкв5 - верхней пачки, в которую входят алевролиты черного и серого цвета линзы известняков, кремнистых пород и мелкозернистые песчаники. Преимущественным распространением пользуются мелкозернистые песчаники и алевролиты, цемент которых переработан в результате наложения более поздних гидротермальных процессов. По данным И.Б. Соколовой [118], песчаники содержат до ІЗ СаО, алевролиты - до 2,3%.
Минералого-петрографическая характеристика пород
Формирование района Богутинского месторождения происходило в три этапа: дорудный, рудный, пострудный. В дорудный этап сформировалась верхнеордовикская песчано-сланцевая толща (Од), при этом породы претерпели регинальный метаморфизм. Рудный этап связан с внедрением Богутинской интрузии () и образованием шеелитового штокверка. В пост рудный этап происходило внедрение даек основного состава (G) и формирование цеолит карбонатных жил и зон дробления.
Дорудный этап.
Терригенные породы улькен-богутинской свиты представлены по-лимиктовыми мелко-среднезернистыми песчаниками, от которых сохранились обломки кварца и сильно серицитизированного полевого шпата с редко просматривающимися широкими двойниками. Цемент песчаников - карбонатно-глинистый.
Породы претерпели региональный метаморфизм зеленосланцевой фации [5 ] , выразившийся в образовании биотит-актинолит-хлори-товой и актинолит-хлорит-серицитовой ассоциаций.
Метаморфизованные песчаники - среднезернистые, темно-серые или темно-зеленые породы с псаммитовой структурой. Карбонатно-глинистый цемент превращен в биотит-хлорит-актинолитовый агрегат с подчиненным количеством кварца, серицита, плагиоклаза, калиевого полевого шпата.
По характеру цемента метаморфизованные песчаники разделяются на три группы: І - существенно биотитовые, существенно хлоритовые, существенно актинолитовые (рис.4,5). Существенно биотитовые метапесчаники сложены (в %): кварцем (25-45), биотитом (20-40), плагиоклазом (10-30), хлоритом (5-15), актинолитом (до 15), сери-цитом (до 5), кальцитом (2). Существенно хлоритовые метапесчани ки сложены кварцем (30-45), плагиоклазом (15-30), хлоритом (2040), биотитом (5-15), актинолитом (5-12). Существенно актинолитовые мета песчаники сложены актинолитом (12-50), кварцем (3045), пла-гиоклазом (10-30), хлоритом (4-15), биотитом (до 3). Во всех раз-новидностях метапесчаников присутствуют магнетит, сфен, апатит, лейкоксен, циркон, гематит, которые встречаются в количествах менее 1%.
Таблитчатые кристаллы биотита имеют размер 0,01-0,03 мм, дают характерную лепидогранобластовую структуру и обычно развиваются по глинистому цементу метаморфизованных песчаников. Часто встречаются неправильной формы участки сегрегации биотита, в которых размер кристаллов достигает 0,1 мм. Цвет зерен биотита - коричневый. Наблюдается плеохроизм. Для одних зерен окраска изменяется от светло-коричневой, почти бесцветной, до бурозеленой, а для других - от коричневой до красновато-бурой. Показатели преломления биотита, определенные имерсионным методом, колебляются ( tfm ) от 1,623 до 1,632. По биотиту развивается хлорит, редко - актино-лит. При образовании хлорита по биотиту нередко возникают мелкозернистые агрегаты сфена, магнетита, гематита. Когда хлоритом замещаются буровато-зеленые разности биотита, то их образование сопровождается зернами магнетита. Если же образование хлорита идет по красно-бурым разностям биотита, то появляются зерна сфена.
Общие закономерности около жильных изменений
Форхгаммер в 1856 году одним из первых высказал идею о том, что источником металлов в жилах могут являться горные породы. Зандбергер (1882) предположил, что метеорная вода выщелачивает различные металлы из породообразующих слюд и амфиболов и пере откладывает их в жилах [10] многими советскими геологами в свою очередь отмечалась общность минерального состава рудных жил и около жильных грейзенов, однако количественные характеристики около жильной грейзенизапии немногочисленны [8,9,10,58,84,87].
Так, на месторождениях Восточного Забайкалья кварц-вольфра-митовые жилы залегают в породах кислого состава - гранитах, гра-нодиоритах. Мощность зон околожильной грейзенизапии колеблется в пределах 0,3-1,5 м. Околожильная грейзенизапия выражается здесь в увеличении количества серицита от 1-5% в 50 см от жилы до 40% у контакта с жилой и кварца от 10 до 60 .1 Одновременно происходит уменьшение по направлению к жиле количества плагиоклаза, биотита, калиевого полевого шпата и серипитизация первых двух. В том же направлении увеличиваются удельный и объемный веса породы, пористость возрастает в 10-12 раз [10]
Яри грейзенизапии по плагиоклазу развиваются серицит, апатит, шеелит, флюорит, его основность понижается, обособляется альбит.4 Околожильные зоны обогащаются апатитом, флюоритом, пиритом, сфеном [5 6,7]. Они возникают на разном расстоянии от жил, образуя, так называемые, зоны выноса [ 12,13].
Изменения калиевого полевого шпата при приближении к жиле выражаются в увеличении количества газово-жидких включений, возрастании степени триклинности от 0 в 30 см от жилы до 0,85 у контакта и количества вростков альбита в микроклине от 20-34$ до 50$, Увеличиваются параметры его элементарной ячейки а0 : 8,56- 8,62; С0 : 7,19- 7,23 [5,6,II].
На вольфрамовых месторождениях Забайкалья вмещающие породы рассматриваются поэтому в качестве источника минерального вещества, что подтверждается общностью минерального состава около жильных грейзенов и жил. Детальные исследования минералогии кварц-вольфрамитовых жил показали общность свойств и состава новообразованных минералов грейзенов и жил. Так, оказалось, что светлые слюды жил зоналыш;1 От центральных частей к периферическим увеличивается угол оптических осей от 25 до 45; возрастают содержания Fe , Ми,Ті, Li , Rb , Cs , Ncr, &a . От ранних к поздним слюдам меняется политипия (2 " 2% + IM- IM + 2Mj)!, уменьшается межшюскостное расстояние (060) и удельный вес от 2,99 до 2,84 г/см3 [ 7,11,12].
Полевые шпаты жил представлены адуляром ( Wa,» 1 524-, Мр = 318) и альбитом ( tfg,» 1.537, tfp = l;526, 2V = +79). Они являются одними из самых поздних минералов, ибо замещают кварц, вольфрамит.
Светлые слюды
Светлые слюды группы мусковита наиболее распространенные минералы кварцевых жил, вмещающих гранитов и песчаников. Состав мусковита можно выразить следующей формулой [33]: iweX K.Kofc.ba.Rb.Cs);
Из приведенной формулы видно, что по составу среди мусковитов выделяется большое количество разновидностей. Среди светлых слюд грейзенов часто встречаются фенгиты. У них отношение кремния к алюминию больше, чем 3:1 Обширная литература посвящена описанию состава и свойств слюд, изменение которых может свидетельствовать о характере и интенсивности рудных процессов. Ниже проводится сравнение изученных светлых слюд из грейзенизированных гранитов, слюд из жил, залегающих в различных типах вмещающих пород (гранитах, песчаниках), слюд из зальбандов и центра жил и слюд из жил, содержащих и не содержащих шеелит.
1.2. Химизм светлых слюд
В структуре мусковита имеется три позиции: тетраэдриче-ская, октаэдрическая и двенадцати координационная. В тетраэд-рической позиции находятся кремний и алюминий; их соотношение в теоретической формуле равно 3:1. В природных же мусковитах это отношение меняется от 2,65:1,35 до 3,52:0,48.
Октаэдрические позиции ( Y ) светлых слюд характеризуют-ся также переменным составом. В теоретической формуле мусковита сумма октаэдрических катионов в формульных единицах равна двум. В природных слюдах значение ( Y ) может меняться от 1,88 до 2,31 [12,55,71,120] В этой позиции почти всегда присутствуют алюминий (УІ), железо, магний. Марганец, титан, литий присутствуют не всегда.
Межслоевые двенадцати координационные позиции ( X ) в те-оретической формуле мусковита принадлежит калию, но в природных мусковитах обычно присутствует парагонитовая "молекула" Йа2[Е5і50Л0НЯг [ЮО]. Кроме К и Mm , здесь часто находятся CCL , Rb реже Сь , Ьа , Н 0 , Шц Содержание этих катионов меняется в широких пределах, но сумма их находится на одном уровне, составляя примерно 10$ от суммы X .
Все светлые слюды Богутинского месторождения представлены мусковит-фенгитами с отношением кремния к алюминию более чем 3:1 [22,33,51,56,71]. Вариации их химического состава не велики (табл.8,9).
При изучении месторождения нами сравнивались слюды гранитов и жил в гранитах со слюдами штокверка. Среди слюд штокверка по времени образования, по положению в жиле, по морфологическим особенностям выделяются три разновидности мусковитов согласно трем рассматриваемым типам жил штокверка (гл.Ш, I).
