Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Региональная геолого-структурная позиция месторождения Снежное 8-3 8
1.1. Физико-географическое положение 8-10
1.2. История исследования 11-15
1.3. Геологическое строение района месторождения 15
1.3.1. Стратифицированные образования 15-21
1.3.2. Интрузивные образования 21-28
1.3.3. Тектоника 28-30
1.3.4. Полезные ископаемые 30-38
Глава 2. Структурно-вещественные особенности месторождения Снежное 39-72
2.1. Общие сведения 39-40
2.2. Состояние изученности 40-42
2.3. Геологическое строение 42-50
2.4. Структура и минеральный состав рудной залежи 51-66
2.5. Промышленная оценка коренного месторождения 67-69
2.6. Россыпь месторождения Снежное и её промышленная оценка 69-72
Глава 3. Предпосылки и факторы образования месторождения 73-94
3.1. Состав первично-осадочного субстрата 74-87
3.2. Метаморфизм — как главный фактор образования месторождений рубина 87-91
3.3. Процессы рубинообразования 91-94
Глава 4. Закономерности размещения, поисковые критерии и признаки рубиновой минерализации 95-121
4.1. Сравнительная характеристика месторождения Снежное и месторождений типа «скарнированных мраморов» 95-108
4.2. Формационная принадлежность месторождения 108-112
4.3. Тектоническая позиция рубиновых месторождений 112-113
4.4. Поисковые критерии рубиновой минерализации в мраморах 113-121
Заключение 122-124
Литература
- Геологическое строение района месторождения
- Состояние изученности
- Метаморфизм — как главный фактор образования месторождений рубина
- Формационная принадлежность месторождения
Введение к работе
Актуальность работы. Последнее десятилетие существования СССР ознаменовалось важнейшим геологическим событием - открытием месторождения рубина Снежное (Центральный Памир, Республика Таджикистан). В последующие годы оно было оценено как крупное месторождение. Тем самым было опровергнуто считавшееся ранее представление о том, что «в СССР крупных месторождений ювелирного корунда пока не выявлено» (Киевленко и др., 1982, с.31). Данное открытие явилось результатом целенаправленного научного минерагенического прогноза, основанного на геологическом сходстве района исследований и рубиноносных районов Центральной Азии, преимущественно, в Северо-Восточном Афганистане. В этом государстве в 60-90-х годах прошедшего столетия советскими геологами проводились масштабные региональные геологические работы. Одними из них были поисково-оценочные работы на рубиновом месторождении Джегдаллек, давшие ценную научную информацию, послужившую основой для прогнозирования и последующего открытия на территории Таджикистана (бывшая республика СССР) месторождения Снежное и других камнесамоцветных объектов.
Новый рубиноносный район ограничен контурами музкольской метаморфической серии (PRi), её сарыджилгинской свитой, в разрезе которой присутствуют наиболее благоприятные для локализации рубина горизонты пород.
Расширение перспектив рубиноносности за счет глубоких горизонтов месторождения Снежное, поиски и оценка новых месторождений в разрезах карбонатных пород музкольской метаморфической серии, в том числе и не выходящих на поверхность, поиски россыпных месторождений рубина в благоприятных геоморфологических условиях, поиски новых типов месторождений самоцвета представляется важной минерагенической проблемой сегодняшнего времени.
Цель и задачи. Целью исследования является - обоснование осадочно-метаморфической природы месторождения Снежное, предопределившей параметры промышленной рубиноносности. Для её достижения сформулированы следующие задачи:
1) Определить структурно-вещественные и генетические особенности
месторождения Снежное;
Выявить формационную принадлежность рубиновой минерализации и увязать её с аналогичными известными крупными месторождениями;
Установить первичный источник вещества рубиновой минерализации и условия её образования и преобразования;
4) Разработать геологические критерии и признаки на исследуемую
рубиновую минерализацию.
Фактический материал работы основан на результатах поисковых, тематических и поисково-оценочных работ, проводившихся на месторождении Снежное и на аналогичных проявлениях на протяжении последних двадцати
лет. Автор с 2006 года принимает участие в научно-исследовательских работах
по Договору между Липецким Государственным педагогическим
университетом и экспедицией «Чамаст» (бывшая экспедиция
«Памиркварцсамоцветы»). В ходе полевых исследований автором литолого-
петрографическими методами был изучен разрез рубиноносной
сарыджилгинской свиты, её взаимоотношения с подстилающими и перекрывающими свитами музкольской метаморфической серии. На основании этого была составлена геологическая карта месторождения Снежное. Камеральные работы сопровождались минералого-петрографическими и геохимическими исследованиями рубиноносных и вмещающих пород, а также отдельные качественные признаки рубина. Автором просмотрены под бинокуляром около 40 минералогических проб (протолочек), 50 шлифов, проанализировано 9 дифрактограм сложных в диагностике минералов и рубина определены физические свойства (габитус, степень прозрачности, показатель преломления, количество и качество включений, плотность и др.) рубина и сопровождающих его минералов.
Научная новизна. 1) Впервые с позиции осадочно-метаморфической гипотезы рассмотрены проблемы геологии и генезиса месторождения рубина. 2) Обосновано выделение нового промышленно-генетического типа месторождений в кальцитовых мраморах и кальцифирах, относящихся к метаморфогенному генетическому классу. 3) Составлена оригинальная геологическая карта месторождения Снежное, отражающая генетические особенности самоцвета. 4) Установлено генетическое сходство между месторождением Снежное и крупнейшими месторождениями Джегдаллек, Хунза, Таплиджунг и Могок. 5) Выявлены закономерности размещения месторождений рубина во времени и пространстве.
Практическое значение. Поисковые критерии рубиновых месторождений рубин-мраморно формации, разработанные автором, одобрены и приняты экспедицией «Чамаст» в качестве методической основы для расширения ресурсной базы рубиновых месторождений на Памире при дальнейших поисковых работах. Они могут быть использованы также при прогнозировании перспективных на данный самоцвет территорий и при поисково-оценочных работах на территории Российской Федерации. Автором предложен для поисков слепых рубиноносных залежей метод изучения акцессорной рубиновой минерализации в мраморах и выделена перспективная на рубин тектоническая структура в зоне Центрального Памира.
Публикации и апробация результатов. По теме диссертации опубликовано 6 статей и тезисы 3-х докладов. Материалы диссертации обсуждались на заседаниях НТС экспедиции «Чамаст», а также в Департаменте Минеральных ресурсов и драгоценных металлов Министерства промышленности Республики Таджикистан.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы из наименований, 20 рисунков, 12 таблиц, общим объемом 128 страниц.
Благодарности. Работа выполнена в лаборатории минеральных ресурсов и природопользования Липецкого Государственного педагогического университета. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю Литвиненко Андрею Кимовичу, сотрудникам кафедры географии, Главному геологу экспедиции «Чамаст» Республика Таджикистан Журавлеву Николаю Николаевичу и всем памирским геологам, которые с большим вниманием и терпением относились к вопросам автора. Автор испытывает глубокую признательность за помощь в обсуждении работы профессорам РГГРУ им. С. Орджоникидзе А.А. Верчебе, Г.Н.Пилипенко, Б.И. Пирогову, Е.П. Мельникову, Ю.П. Солодовой и всем знакомым геологам, причастным к созданию данной работы.
Защищаемые положения.
Месторождение Снежное приурочено к мраморам сарыджилгинской свиты музкольской метаморфической серии (PRi). Серия представляет собой часть обнаженного докембрийского фундамента киммерийской складчатой зоны Центрального Памира. Породы фундамента сформировали Музкол-Рангкульский антиклинорий - рубиноносную структуру.
Промышленная минерализация рубиноносной зоны месторождения Снежное располагается согласно напластованию мраморов и прослежена по простиранию на 290 и по падению на 30 метров. Её мощность составляет от нескольких см до 0,6 м, средняя - 0,15 м. Она приурочена к слабо волнистой поверхности напластования мраморов, которая контролирует размещение рубиновой минерализации.
3) Рубиновая минерализация представлена двумя типами: 1-й -
мономинеральный и 2-й - полиминеральный (флогопит, мусковит, фуксит,
плагиоклаз, скаполит, графит, минералы титана: сфен и рутил). Источником
вещества для её образования послужили высоко глиноземистые, Сг и Ті
содержащие осадки, которые по петрохимическим и структурным
особенностям автор относит к бокситоподобным образованиям.
Полициклический метаморфизм высокотемпературной амфиболитовой фации (1-й цикл) и эпидот-амфиболитовой и зеленосланцевой фации (2-й цикл) преобразовали их в рубиноносные залежи.
Геологическое строение района месторождения
История открытия и освоения памирских месторождений самоцветов группы корунда, в весьма кратком изложении, приведена ниже.
Предположение о возможном выявлении на Памире месторождений рубина по данным В.И. Попова (Попов, 1936), впервые в начале 30-х гг. XX в. высказал академик А.Е. Ферсман. Основанием для этого послужили материалы П. Еремеева, которым в 1878 г. описаны кристаллы красного корунда (рубина) и благородной шпинели, доставленные ему из неизвестного месторождения в Туркестане, а также сообщения о том, что кристаллики красного корунда и шпинели в 1890 г. продавались на Кокандском базаре (ныне Ферганская область, Узбекистан). А.Е. Ферсман полагал, что наиболее вероятным местонахождением месторождений рубинов может быть «Южная кристаллическая дуга» Д.В. Наливкина, т. е. область распространения докембрийских метаморфических толщ Юго-Западного Памира. Корифей советской геологии сопоставлял ее по геологическому строению и минерагении с Цейлоном и Бирмой. Прогноз А.Е. Ферсмана в 1965 г. успешно подтвердили геологи Памирской ГРЭ Я.А. Гуревич, И.М. Державец, Л.С. Зильберфарб и В.И. Киселев, обнаружившие на западном склоне Ишкашимского хребта серию месторождений рубина и сапфира (Стаж, Авдж, Сумджин и Абхарв) в составе концентрически-зональных корунд-плагиоклазовых метасоматитов. В дальнейшем площадь распространения этих образований была значительно расширена в восточном направлении (месторождения Ямчун, Лянгар и др.) А.В. Сарафановым, X. Хафизовым, К. Шамси-Заде — геологами экспедиции Памиркварцсамоцветы. В 80-е гг. детальное изучение минералогии, із петрографии и минерагении корундовых метасоматитов проводил А.К. Литвиненко (Литвиненко, 2007).
Новый для Юго-Западного Памира тип месторождений рубина в мраморах, в мраморных частях разреза шахдаринской серии (AR), впервые обнаружили СИ. Коноваленко и Л.Н. Россовский в 1978 г. (Коноваленко, Россовский, 1980). В 1976 и 1982 гг. были открыты месторождение Дальнее (К. Шамси-Заде) и Лянгар (А.В. Сарафанов и X. Хафизов).
Здесь уместно напомнить об археологической находке М.А. Бубновой изделий из сапфира, датируемых X—XI вв. Можно с большой долей вероятности предположить, что добыт он на одном из упомянутых выше месторождений корундовых плагиоклазитов. Не исключено, что в этом регионе в те давние времена эпизодически добывали и рубин.
Своеобразной сенсацией 80-х гг. стало открытие новой камнесамоцветной структуры - рубинового пояса на восточном фланге Центрального Памира. В границах пояса установлено более 50 проявлений и месторождений рубина в мраморах, приуроченных к гнейсово-мраморным свитам музкольской метаморфической серии (PRi). В открытии месторождений принимали участие геологи Института геологии АН Таджикской ССР и экспедиции Памиркварцсамоцветы: 1979 г. - Н.Н. Журавлев и В.И. Ганченко (месторождение Яхонт), 1980 г. - Э.А. Дмитриев (Снежное, Трика, Травянистое, Лагерное), 1983 г. — A.M. Скригитель (Нижнее) и СВ. Свирид (Корунд-6,-8), 1986 г. - А.В. Дронова (Аленушка), 1987 г. - З.Т. Джураев (Тимоша) и В.Д. Бессарабенко (Соседнее, Корунд-21), 1990 г. - Д.К. Пан (Надежда) и Е.И. Курилин (Корунд-24, фланги Снежного). Тематические исследования на ряде месторождений с целью изучения минералогии, петрографии, условий образования проводили Э.А. Дмитриев (1987 г.), М.С Дюфур и др. (2007 г.), А.К. Литвиненко и Н.Г. Барнов (2008 г.). Памирские месторождения рубина в мраморах по геолого-структурным позициям, количеству и качеству самоцвета аналогичны всемирно известным месторождениям Джегдаллек в Афганистане, Хунза в Пакистане и Могок в Мьянме. Они разделены на несколько генетических типов (Дмитриев, 1987). В настоящее время ряд объектов (месторождение Снежное, Надежда, Трика) отрабатываются полукустарно открытыми горными выработками.
Изучение природы и природных ресурсов региона начинается со второй половины XIX века, после добровольного присоединения Памира к Российской империи в 1868 году. Памирскими первопроходцами были известные русские путешественники-географы А.П. Федченко, В.М. Ошанин, Н.А. Северцов, Г.Д. Грум-Гржимайло и др., внесшие огромный вклад в современные представления о природе этого труднодоступного края. Геологические исследования впервые, в 1883 году проводит Д.А. Иванов. Им составлена первая мелкомасштабная геологическая карта района озера Рангкуль, т.е. непосредственно района месторождения, установлено присутствие метаморфических пород, а Памир, по орографическим признакам разделен на Западный и Восточный (Пашков, 164).
Начало систематических геологических исследований Памира связано с экспедициями Д.В. Наливкина (1928-1932 гг.), в которых участвовали П.П Чуенко, В.И. Попов, Г.П. Юдин, которому принадлежит приоритет в разработке первых схем тектонического районирования Памира. Им были выделены два типа тектонических зон: кристаллические (докембрийские) и осадочные (фанерозойские) дуги (Бархатов, 1963). По этой схеме район месторождения Снежное попадает в контур Северной кристаллической дуги, которая по современным тектоническим построениям частично совпадает с тектонической зоной Центрального Памира (рис. 1). Особый этап в истории изучения Памира связан с деятельностью Таджикско-Памирской Экспедиции Академии наук СССР (1932-1938 гг.). Ее научными руководителями были выдающиеся советские геологи А.Е. Ферсман, Д.В. Наливкин, Д.И. Щербаков, В.А. Николаев. По геологической результативности и размаху исследований Таджикско-Памирской Экспедиции (ТПЭ), по оценке В.И. Попова, не имело аналогий ..."не только в Союзе, но и в мировой практике" (Попов, 1936; с.5).
Состояние изученности
Геологическое строение месторождения Месторождение рубина Снежное локализовано в кальцитовых мраморах сарыджилгинской метаморфической серии (PRi), слагающей юго-западное крыло Шатпутской брахиантиклинали. На этом участке, в разрезе свиты закартировано 5 пачек мраморов мощностью от 150-180 до 250-300 м (Курилин и др., Отчет ГРП, 1991). В составе каждой пачки преобладают кальцитовые и доломит-кальцитовые мраморы, чередующиеся с прослоями кристаллических сланцев, гнейсов, редко кварцитов, диопсид-скаполитовых пород и др. Диопид-скаполитовые породы залегают как в стратифицированных, так и в контактах интрузивных. В первом случае их мощность может достигать десятков метров (рис. 4), а во втором - десятков сантиметров.
Интрузивные породы сравнительно редки. Они представлены небольшими, преимущественно согласными телами изометричной, овальной или неправильной формы (рис. 4), сложенные лейкократовыми и пегматоидными гранитами Зорбурулюкского комплекса (PR), а также пегматитами шатпутского - комплекса (Р-). Породы сарыджилгинской свиты в юго-западном крыле брахиантиклинали залегают в виде крутопадающей (45-85) в юго-западных и западных румбах (200-270) моноклинали, прослеживающейся с юго-востока на размещение Верхней продуктивной зоны северо-запад на расстояние более 12 км. Моноклиналь осложнена изоклинальной складчатостью, будинажем, флексурами и разрывами, затушевавшими истинную мощность свиты. Разрывные нарушения представлены согласными и секущими сбросами и взбросами, выраженными зонами дробления, повышенной трещиноватостью и рассланцеванием пород. Нередко, они «залечиваются» дайками и жилами гранитоидов и пегматитов. Шарнир брахиантиклинали погружается с востока на запад (рис. 1). В этом же направлении заметно увеличивается ширина выхода на поверхность сарыджилгинской свиты (рис. 2). Её можно рассматривать как рубиноносную свиту и она является главным объектом исследования автора.
Месторождение приурочено ко второй снизу пачке мраморов, чередующихся" с прослоями биотитовых, биотит-кианитовых, биотит-гранатовых кристаллических сланцев и гнейсов (рис. 4). Пласт рубиноносных мраморов залегает и перекрывается биотит-гранат-кианитовыми кристаллическими сланцами темного цвета. Рудовмещающие мраморы средне-и крупнозернистые, полосчатые, грубослоистые, окрашены от темно-серого до светло-серого, белого, иногда желтоватого цвета. Состав, преимущественно, кальцитовый, мощность до 100 м. Содержание MgO в висячем и лежачем боках мраморов, вмещающих рубиноносную зону, составляет, соответственно, 1,2 и 2,7 мас.%. Порода в приконтактовых частях становится более крупнозернистой и приобретает более светлую окраску. Особенностью мраморов висячего бока является запах сероводорода, ощущаемый при их раскалывании. Общее направление падения мраморной пачки юго-западное, углы падения крутые -60-65. Круто наклонные стенки карьера (рис. 3), пройденного на месторождении к сегодняшнему дню, повторяют поверхности напластования мраморов. Карьер пройден по падению мраморов на глубину более 30 м. Кроме того, на небольшом удалении от месторождения отмечаются мощные (до 20 м) пачки зеленых крупнозернистых диопсид-скаполитовых пород и небольшой мощности кварцитов (метапесчаников, рис. 4).
Верхняя зона, основная продуктивная зона месторождения, прослежена г горными выработками по простиранию на 290 м, по падению на 30 м. В естественном эрозионном срезе она протягивается на глубину 150 м. Зона представляет согласное внутрипластовое тело крайне изменчивой мощности, варьирующей от 0,0 до нескольких см и от нескольких см до 0,5-0,6 м, редко до , 1 м. Протяженность участков зоны средней мощности (0,15м) по простиранию и падению от нескольких до 25 м. В целом зона имеет форму вытянутой по простиранию чётковидной залежи, в которой неравномерно чередуются раздувы с пережимами. Она может выклиниваться до полного исчезновения или расширяется.
Рубин в продуктивной зоне ассоциирует со слюдами: ярко-зеленым фукситом, бесцветным мусковитом (серицитом), светло-коричневым флогопитом, суммарное количество которых колеблется в широких пределах, до 70% объема зоны. Помимо слюд породообразующими минералами зоны являются скаполит, плагиоклаз, графит, более редкие: рутил, сфен, пирит, турмалин и акцессорные - циркон и апатит (детальное их описание приведено в разделе 2.4.). Разведчиками отмечаются линзообразные скопления глинистого вещества (предположительно - каолиновой глины) слабоизученного, но очень важного для формирования высококачественного рубина. Это вещество можно рассматривать и как реликтовое, слабо измененное первично-осадочное, и как вторичное, возникшее по метаморфическим породам, подвергшимся гипергенному изменению. Для решения вопроса генезиса этого глинистого материала следует его получить на исследование. Автору не удалось самому наблюдать данный минеральный комплекс.
Количество корунда-сырца, извлекаемого из одного «гнезда» (раздува зоны) колеблется от 20 г до 50 кг. Выход кондиционного (ювелирного и кабошонного) материала из корунда-сырца от 0 до 10%, в среднем 0,9%. Ценность месторождения значительно повышает коллекционный материал, представленный крупными кристаллами и друзами кристаллов ярко красного корунда (рис. 7).
Вмещающие мраморы в висячем и лежачем боках продуктивной зоны заметно минерализованы. Она представлена неравномерно рассеянными вкраплениями флогопита, фуксита, флогопита, скаполита, графита и др., а также мелкими кристаллами рубина. Перечисленные минералы формируют минералогический ореол (своего рода ореол рассеяния), окаймляющий рубиноносную зону со стороны висячего и лежачего боков и прослеживающийся на некоторое расстояние вкрест простирания зоны, до 12 м. Эти породы можно называть кальцифирами по терминологии геологов, изучающих скарны.
По результатам валового опробования минерализованные мраморы с вкраплениями кристаллов рубина включены в контур блока запасов рубина категории Сг, иными словами включены в контур Верхней продуктивной зоны, увеличив тем самым его мощность от 5 до 12 м, но значительно сократив содержания. Важно отметить, что вкрапления разновеликих кристаллов рубина в мраморах вне видимой связи с продуктивными зонами нередко наблюдаются во второй и четвертой (снизу) пачках мраморов (рис. 3). Чаще всего они находятся на плоскостях напластования, разделяющих слои мраморов. Иногда кристаллы сопровождаются небольшими скоплениями слюд и др. минералов. Самостоятельного промышленного значения эта минерализация, в настоящее время, не имеет.
Метаморфизм — как главный фактор образования месторождений рубина
В желваковидных обособлениях наблюдается формирование граней по касательным направлениям к округлым поверхностям. Часто на них наблюдаются каверны и пустотки, которые производят впечатление о растворении и перекристаллизации минерала. Автор рассматривает каверны и пустотки на поверхности желваков как образования, возникшие еще на стадии диагенеза бокситоподобного материала за счет сингенетичного материала. Недоразвитые грани, по-видимому, являются результатом влияния вмещающих пород, а многие грани можно считать индукционными — слепками с поверхности кристаллов кальцита из мраморов.
Цвет кристаллов рубина ярко-красный различных оттенков и полутонов (рис. 7, 12). Интересно отметить, что кристаллы разного габитуса различаются по цвету.
Прозрачность кристаллов рубина также весьма различна. Как правило, мелкие кристаллы более прозрачны, чем крупные. Это своего рода закономерность: чем крупнее кристалл, тем обычно хуже его прозрачность. Более прозрачны кристаллы со следами оплавленности, т.е. подвергшиеся регенерации. Непрозрачность зерен самоцвета объясняется наличием мелких газово-жидких включений, мельчайшими вростками других минералов и трещинами отдельности.
В шлифах рубин имеет слабую светло-розовую окраску с едва заметным плеохроизмом. В некоторых разрезах, в центральных частях иногда наблюдаются синие прозрачные пятна и полосы или же пылеобразные твердые, а также газово-жидкие мелкие скопления. Некоторые зерна имеют широкие, с нечеткими краями полисинтетические двойники и две системы несовпадающей с ними совершенной спайности, пересекающейся под углом близким к 90 (рис. 11, шлиф 9). Линии спайности располагаются под углом к плоскости пинакоида. Это не согласуется с данными, приведенными в отчетах «Памиркварцсамоцветы», где ее положение описывается как параллельное пинакоиду. Помимо спайности рубины часто разбиты неориентированными трещинами, вдоль которых наблюдаются замутнения и очень мелкие твердые включения (рис. 11, шлиф 1).
Приведенный минералогический материал свидетельствует о двух возрастных генерациях залежей. Поздняя представлена рубином и его видимой невооруженным глазом ассоциацией, ранняя наблюдается в виде пойкилобластовых включений в скаполите, плагиоклазе и в самом рубине.
При исследовании окраски рубинов нами было установлено, что содержание Сг203 в пределах шлифа из розового рубина (шлиф №9, рис. 11) меняется от 0,24 до 0,00 мас.%. Это свидетельствует о неравномерном распределении элементов-хромофоров в структуре минерала. Неравномерная окраска наблюдается и в крупных кристаллах невооруженным глазом. Эти данные ещё раз доказывают, что красная окраска рубина определяется хромом. И чем его больше, тем она темнее.
По данным вышеупомянутой экспедиции-плотность самоцвета 3,995-4,012 г/см , а по Е.Я. Киевленко (2001) - 3,98 г/см , показатель преломления (без определения оптической индикатрисы) средне-густо окрашенных рубинов 1,763-1,771, а слабо - более низкие константы - 1,761-1,769. По этим параметрам рубины месторождения Снежное сопоставимы с рубинами месторождений Джегдаллек (Афганистан), Могок (Мьянма), Майт (Таиланд), Хунза (Пакистан) и Лонгидо (Танзания). Внутри рубина отмечаются многочисленные включения рутила, карбоната и слюд (рис. 11, шлиф 2, 5, 9). Для рутила характерны окатанные кристаллы, кальцит характеризуется отсутствием примеси MgO (стерильным кальцитовым составом), а слюды представлены бесхромным, мало титанистым мусковитом (табл. 6). В качестве изоморфной примеси отмечается Сг203 в количестве 0,3-0,5 мас.%. Его содержание по нашим данным может достигать 1,5 мас.%. Содержаний Сг203 в зерне рубина может варьировать от 1 до 1,32 мас.% (табл. 12). Вариации его количества определяют многообразие тонов и оттенков самоцвета. Автором было выполнено рентгеновское исследование различно окрашенных корундов. Нами ставилась задача проследить влияние изоморфных примесей на структуру минерала. В рентгеновской лаборатории Почвенного института АН РФ ведущим научным сотрудником Н.П.Чижиковой были получены дифрактограммы 3-х различно окрашенных минералов: бесцветного, синего и красного. Они практически полностью идентичны, за исключением бесцветного корунда. Его некоторые отличия объясняются тем, что в нем появляется пик другой фазы, по-видимому, диаспора. Все остальные пики, во всех минералах показывают, что элементы-хромофоры не влияют на кристаллическую структуру самоцвета (рис. 13). Этот корунд относится к другому генетическому типу с более контрастной и древней геологической историей. Он добыт из месторождения Стаж, из архея Юго-Западного Памира
Представленный материал позволяет обоснованно говорить о двух типах рубиновой минерализации. Первый тип образует полиминеральные линзовидные (полосовидные) залежи слюдитов с рубином (Верхняя продуктивная зона, рис. 5). В нем самоцвет не имеет стыков с минералами мраморов (с кальцитом), отделяясь от них массой силикатных минералов. Второй тип представлен мономинеральным рубином (Нижняя продуктивная зона). Он заключен в мраморный матрикс, контактируя с кальцитом или доломитом, при отсутствии стыков с силикатными минералами (слюд и др.). Необходимо отметить, что мономинеральные обособления рубина отмечаются и в Верхней зоне, а в Нижней — встречается полиминеральный. Кроме этого, можно констатировать, что мономинеральный рубин всегда располагается удлинением (осью С) вдоль поверхностей напластования в отличие от рубина в слюдитах. В них он иногда располагается перпендикулярно к контактам или под разными углами, особенно, в раздувах залежей, достигающих 0,5-0,8 м. Образование данных типов рубиновой минерализации автор связывает с различным по составу первичным осадочным веществом — колебаниями в его составе Сг203 и АЬ03.
Формационная принадлежность месторождения
Месторождение Снежное — одно из последних геологических открытий, пополнивших сравнительно немногочисленную группу важнейших в практическом отношении месторождений рубина. К ней принадлежат месторождения Джегдаллек (Сверо-Восточный Афганистан), долины р.Хунза (Северный Пакистан), «Могокского каменного пояса» (Мьянма) и ряд других. Они относятся к пневматолито-гидротермальному генетическому классу месторождений типа «скарнированных мраморов» (Киевленко и др., 1982). Ряд исследователей, на примерах месторождений Джегдаллек и Снежное разделяют генетические представления Е.Я. Киевленко с соавторами. Они относят эти месторождения соответственно к формации магнезиальных скарнов,(Геология и ..., 1980) и метасоматическим или контактово-метасоматическим образованиям (Дмитриев, 1982; 1987; Дюфур и др., 2007). Противоположные представления о генезисе месторождений «рубина в мраморах» обосновывают сторонники осадочно-метаморфической гипотезы (Россовский и др., 1982; Литвиненко, 2004).
Месторождения Сарымулинского блока. Характерным примером месторождений рубина в этой части Центрального Памира является месторождение Яхонт.
Местороэюдение Яхонт расположено в верховьях р.Сассык-Су, внизу водораздела, разделяющего две составляющие этой реки. Оно описывается по рукописным материалам Э.А.Дмитриева. Месторождение приурочено к толще мраморов сассыкской свиты мощностью около 100 м. Породы при почти широтном простирании падают на север под углои 70-85. Мраморы переслаиваются гнейсами, биотит-гранатовыми и гранат-дистеновыми сланцами и амфиболитами. Последние вместе с древними пегматитами образуют Зудины 3-4 м в длину и 1-2 м мощности.
Рубиноносные мраморы серого, белого и желтого цвета, участками обогащенные скаполитом столбчатого габитуса длиной до 3 см. Вблизи контактов с амфиболитами кристаллы скаполита становятся полупрозрачными и имеют желтый или сиреневый цвет.
Мраморы имеют средне- и крупнозернистое строение, массивную реже полосчатую текстуру. По составу они кальцит-доломитовые с содержанием MgO от 3 до 20 мас.%. Почти всегда в них присутствует вкрапленность пирита и флогопита.
Рубиновая минерализация располагается согласно с напластованием пород в виде вытянутой согласной залежи, протягивающейся на 30 м. Вблизи залежи мраморы становятся белыми и перекристаллизованными. Их мощность 5-10 см. Ближе к центру залежи кристаллы флогопита становятся более крупными. Рубин ярко-красный, розовый, лиловый, синеватый до 2 см. В парагенезисе с ним наблюдается фуксит, мусковит, турмалин и рутил. Рубиноносная залежь приурочена к поверхности напластования.
Промышленное значение месторождения Яхонт не изучено. Месторождения Юго-Западного Памира являются наиболее изученными с точки зрения геологических закономерностей (Россовский, Коноваленко, 1980; Литвиненко, 1990). Наиболее известными являются месторождения Дальнее, Зирпарчов и Лянгар (рис. 15). Их объединяет приуроченность к мраморам шахдаринской серии архейского возраста. Эта серия, состоящая из четырех свит мощностью более 4-х км (Расчленение..., 1976) претерпела три метаморфических цикла (Буданова, Буданов, 1983). Два в докембрии (гранулитовой и амфиболитовой фации) и один в кайнозое (зеленосланцевой фации).
Вещество месторождений, рассматриваемой территории, можно определить как самую древнюю рубиновую минерализацию в мире с возрастом рубина в 2,7 млрд. лет (Литвиненко, 2005). , Месторождение Зирпарчое находится на левом борту р.Тусиондара, являющейся левой составляющей р.Шахдара, в ее среднем течении, на высоте от 3600 до 4000 м над уровнем моря. Открыто и изучено в 1979 году СИ. Коноваленко и Л.Н. Россовским.
Месторождение приурочено к кальцитовым мраморам даршайской свиты (Коноваленко, Россовский, 1980). Рубиноносные мраморы образуют две пачки мощностью от 20 до 40 м, разобщенные гранат-биотитовыми гнейсами с силлиманитом мощностью 30 м. Мраморно-гнейсовая толща прослежена по простиранию на 3 км. Ее элементы залегания: азимут падения 10-40, угол падения-20-30.
Мраморы снежно-белые, мелко-средне-крупнозернистые. По составу они кальцитовые с небольшой примесью (не более 2,5 мас.%) MgO. В их составе присутствует рассеянная вкрапленность амфибола, флогопита, фуксита, форстерита, клиногумита, шпинели, рутила, сфена, пирита, графита и рубина. Эта минерализация приурочена к тонким согласным прослоям мощностью от 1 до 3 см, прослеженным по простиранию на первые сотни метров. Минеральный состав неодинаков.
В мраморах часто встречаются согласные прослои пегматитов и будинированные тела амфиболитов мощностью до 1 м, протяженностью десятки метров. Амфиболиты состоят из роговой обманки и биотита.
На месторождении выделяется три рубинсодержащих минеральных ассоциации. Первую составляет темно-красный рубин в парагенезисе с основным плагиоклазом, сфеном и пиритом. Его вмещают обохренные мелко-среднезернистые кальцитовые мрамора. Вторую ассоциацию составляет розово-светло-красный рубин с коричневым или изумрудно-зеленым амфиболом, флогопитом и графитом в белых крупнозернистых кальцитовых мраморах. В третью ассоциацию входит ярко-красный самоцвет цвета голубиной крови. Он находится совместно с фукситом, основным плагиоклазом (№ 80-90), сфеном, рутилом и графитом в крупнозернистых белых мраморах. Отдельные кристаллы рубина третьей ассоциации обрамляются фукситовой каймой и погружены в белую каолиноподобную массу. На месторождении среди мраморов наблюдаются также прослои силикатных минералов без рубина и прослои, сложенные паргаситом, флогопитом, клиногумитом и красной шпинелью.
Минерализованные рубином прослои в мраморах приурочены к зонам перекристаллизации мощностью от 1 до 3 м. Они чаще встречаются в подошве мраморов около контакта с гнейсами. В зонах перекристаллизации зубчатая гетеробластовая структура мраморов переходит в мозаичную, а размер зерен кальцита увеличивается от миллиметров до 0,5-1,5 см.
Рубин не образует крупных скоплений и распространен чрезвычайно неравномерно вдоль поверхностей напластования мраморов. Размеры его индивидов колеблются от 0,1 до 5 см, в среднем составляя 0,2-0,5 см. Чем крупнее размеры выделений рубина, тем более неравномерно онфаспределены. Нередко встречаются участки, напоминающие гнезда, с несколькими крупными более 1 см кристаллами рубина.
Зерна рубина имеют изометричный или короткопризматический габитус. Кристаллы грубообразованы и представляют комбинацию гексагональной призмы и пинакоида. Поверхность граней неровная, искривленная со следами ступенчатых плоскостей нарастания. Ребра и вершины кристаллов закруглены, как бы оплавлены. Редко встречаются кристаллы с зеркальными гранями. Их качество заметно выше чем матовых, но оно снижается из за частого срастания с кальцитом, плагиоклазом, сфеном и мусковитом. Наблюдались сростки многих десятков индивидов рубина.
Цвет рубина очень разный: розовый, розовато-красный, малиновый и лилово-красный, а также различной интенсивности. Некоторые, особенно мелкие, кристаллы имеют цвет типа «голубиная кровь». Прозрачность мелких камней высокая. Более крупные образования полупрозрачны и разбиты трещинами отдельности. Отмечается три системы взаимно пересекающихся трещин отдельности. Минерал вдоль них заметно светлеет. Трещины отдельности иногда заполнены кальцитом или слюдами. Мелкие кристаллы размером до 0,7 см иногда обладают прозрачностью. По данным количественного спектрального анализа в составе самоцвета установлены Сг (0,10-0,12%) и Ті (0,03%). Источником хрома, по мнению авторов, служили прослои ультраосновных пород, преобразованные в процессе метаморфизма в амфиболиты.
Месторождение Дальнее находится в верховьях самого нижнего левого составляющего р. Шахдара, на высоте 4200-4500 м над уровнем моря. Месторождение открыто и разведывалось геологами экспедиции «Памиркварцсамоцветы». По их материалам оно описывается. Площадь месторождения сложена шугнанской свитой, которая является средней частью разреза шахдаринской серии архейского возраста.
Рубиновая минерализация локализуется в кальцитовых мраморщу мощностью 30 м, переслаивающшх ся силлиманит-гранат-биотитовыми гнейсами. Породы имеют резкие контакты, выдержанное северо-западное простирание и падение под углом 25-30. Мрамора белые среднезернистые плитчатые содержат до 3 мас.% MgO. В них отмечаются согласные, мелкие линзовидные прослои амфиболитов и гранит-пегматитов.
Похожие диссертации на Геологические условия локализации и предпосылки промышленной минерализации рубина в мраморах на примере месторождения Снежное : Центральный Памир
