» » О формировании аномальных рудных концентраций на штокверковых месторождениях субвулканического типа

О формировании аномальных рудных концентраций на штокверковых месторождениях субвулканического типа

13.08.2016

Проблема обогащенных рудных участков («рудных столбов») с давних пор привлекала внимание исследователей. Однако в подавляющем большинстве случаев эта проблема ставилась для месторождений жильного типа (сама история вопроса о «рудных столбах» начинается именно с разведки и эксплуатации жильных месторождений). Значительно меньшее внимание «рудным столбам» уделялось на месторождениях других (в том числе прожилково-вкрапленных) структурно-морфологических типов. Последнее, по-видимому, во многом объясняется, с одной стороны, значительно более поздним промышленным освоением штокверковых месторождений, а с другой — их отработкой преимущественно открытым способом, когда оценка запасов и распределения рудного компонента обычно производится на крупные эксплуатационные блоки без строгого учета локальных геологических особенностей. Да и сама методика разведки штокверковых месторождений, ориентирующаяся в основном на экономическое (а не геологическое!) оконтуривание рудных тел, также дает недостаточный материал для суждения о характере проявления и степени развития «рудных столбов» на месторождениях подобного типа.
Вместе с тем в настоящее время, когда доля прожилково-вкрапленных месторождений по сравнению с жильными (и месторождениями других типов) значительно возросла, а для ряда металлов эти месторождения стали ведущими, проблема обогащенных рудных участков на штокверковых месторождениях становится все более актуальной. Вопрос об участках концентрированного рудоотложения на месторождениях прожилково-вкрапленного типа особо актуален в связи с рассеянным характером проявления минерализации, охватывающей обычно значительные площади. Именно наличие подобных локальных концентраций часто и обусловливает целесообразность промышленного освоения месторождения при существующих на данное время кондициях. He менее важны для штокверковых месторождений вопросы, связанные с выявлением «пустых окон» среди поля минерализованных пород, учет которых позволяет значительно снизить себестоимость извлекаемого металла.
Проблема обогащенных рудных участков на штокверковых месторождениях субвулканического типа (в том числе и на месторождениях медно-молибденовой формации) имеет свою специфику, обусловленную, во-первых, структурно-морфологическими особенностями проявления оруденения и, во-вторых, физико-химическими особенностями эндогенного процесса, развивающегося в условиях относительно малых глубин.
Ведущими структурно-морфологическими типами оруденения на рассматриваемых месторождениях являются прожилково-вкрапленный и брекчиевый с подчиненной ролью более крупных рудных жил, которые, однако, при отработке месторождений открытым способом отдельно обычно не выделяются. Проявление и распределение «рудных столбов» в жилах (как и обогащенных интервалов в отдельно взятых прожилках) характеризуются теми же особенностями, что и при их образовании в «типичных» жильных месторождениях. Для штокверковых месторождений выделение подобных «рудных столбов», как правило, нецелесообразно, так как учесть их в процессе эксплуатации практически невозможно. Участки локальной концентрации оруденения на этих месторождениях, кроме повышенных содержаний полезных компонентов. должны еще характеризоваться наличием соответствующего объема руды, соизмеримого с масштабом применяемой системы отработки.
О формировании аномальных рудных концентраций на штокверковых месторождениях субвулканического типа
О формировании аномальных рудных концентраций на штокверковых месторождениях субвулканического типа

Основные факторы концентрированного рудоотложения на штокверковых месторождениях субвулканического типа могут быть сведены в следующие группы: 1) структурные; 2) литологические; 3) факторы тепловой и химической активизации. Среди них особое внимание привлекают последние факторы, наиболее полно отражающие генетические особенности процесса субвулканического гидротермального рудообразования. Именно с процессов активизации при последующем воздействии других рудолокализующих факторов часто и начинается формирование обогащенных участков. Рудоконтролирующее влияние факторов активизации обусловлено в данном случае самим характером рассматриваемых гидротермальных, образований, связанных, как правило, с развитием многофазных субвулканических: гранитоидных комплексов в зонах длительной активизации и формирующихся в относительно малоглубинных условиях при наличии значительных градиентов температур и давлений. Их влияние уже было рассмотрено при анализе общих особенностей развития эндогенного процесса, а также рассматривается при теплофизической характеристике процесса и экспериментальном обосновании отдельных его сторон. Этому же посвящен ряд специальных работ.
Касаясь сущности самой активизации и мобилизации рассеянного вещества, необходимо отметить сложный характер процесса, обусловленного влиянием целого ряда факторов, ведущими среди которых являются факторы тепловой и химической активизации в условиях глубинного теплового потока, стационарность которого, наряду с глубинными источниками тёпла, поддерживается экзотермическими метасоматическими реакциями и аналогичными по эффекту фазовыми переходами (конденсация, затвердевание и т. д.). Именно в условиях активного теплового потока происходит вскрытие многочисленных пор с высвобождением законсервированных растворов, которые, согласно И.И. Xитарову, при значительных давлениях, возникающих в порах в процессе повышения температуры, создают агрессивную среду и ведут к появлению растворов со значительной минерализацией (с преобладанием щелочей, кремнезема и отчасти глинозема). В этих же условиях инфильтрационные воды (участие которых в субвулканическом гидротермальном процессе трудно отрицать) также приобретают свойства гидротермальных растворов.
Как было показано экспериментально (см. ниже), в процессе «теплового всасывания» происходит движение минерализованных растворов к термально активным областям зоны теплового потока с разгрузкой переносимого ими вещества на различном расстоянии от теплового источника в зависимости от энергетической мощности последнего и характера окружающей среды. В этом свете определенное влияние на мобилизацию и распределение рудного вещества могли оказывать и магматические массы, аккумулировавшие в себе определенный сгусток энергии. Ввиду обычно незначительных размеров субвулканических тел это влияние было относительно кратковременным (в геологическом смысле). Однако в случае глубококорневых магматических образований в связи с конвективной передачей энергии их влияние могло значительно возрастать. С энергетическим и флюидальным влиянием магматических масс и связана во многом, очевидно, заметно повышенная концентрация рудного вещества в непосредственной близости от ряда субвулканических тел.
О формировании аномальных рудных концентраций на штокверковых месторождениях субвулканического типа

Рассматривая влияние факторов активизации, нельзя не сказать о переотложении молибденита в результате метаморфизма кварц-молибденитовых образований с формированием богатых участков, представленных или мономинеральными скоплениями молибденита, или «синим» кварцем с тонкораспыленным молибденитом.
Роль тепловой и химической активизации, наряду с магматической, была, по-видимому, велика и при вовлечении в эндогенный процесс компонентов окружающих пород, особенно тех, которые в какой-то степени могли служить источником рудного вещества. Здесь наряду с более древними магматическими образованиями, несущими в том или ином количестве молибден, в пределах которых в большинстве случаев и формируются рассматриваемые молибденовые месторождения, следует, очевидно, иметь в виду и древние черносланцевые толщи, содержащие резко повышенные количества молибдена.
Структурные факторы. Эта группа факторов отчетливо сказывается при формировании обогащенных участков в пределах кварцево-молибденитовых жил и заслуживает особого внимания на штокверковых месторождениях, где эти жилы (составляют заметную долю в общем балансе запасов и где они иногда эксплуатируются отдельно. Случаи формирования «рудных столбов» в кварцевых жилах фиксировались, в частности, на Шахтаминском и Давендинском месторождениях, которые первоначально были разведаны как жильные и на которых до настоящего времени отрабатываются только отдельные жилы.
Непосредственно на формирование обогащенных участков што:к-веркового оруденения оказывают влияние такие факторы, как: а) характер развития мелкой трещиноватости в породах различной компетентности и ее соотношения с крупными трещинами; б) проявление горизонтальной (а иногда вертикальной) зональности в интенсивности трещиноватости относительно порфировых тел и зон эксплозивных брекчий; в) влияние процесса эксплозивного брекчирования на проницаемость окружающей среды; г) образование когидротермальных брекчий в результате обрушения пород в связи с оттоком магмы при становлении субвулканических тел или в процессе метасоматического выщелачивания (последнему нами отводится подчиненная роль при брекчировании) и т. д.
О формировании аномальных рудных концентраций на штокверковых месторождениях субвулканического типа

Литологические факторы. Среди ведущих литологических факторов можно выделить такие, которые связаны с влиянием состава вмещающих пород на процесс рудоотложения (с выделением наиболее «благоприятных» пород), и такие, которые отражают влияние физических особенностей этих пород (в частности, их пористости, упругости, теплофизических, электрических и магнитных свойств и др.) на общий характер развития рудного процесса.
Здесь следует отметить два обстоятельства. Во-первых, при оценке влияния пористости вмещающих пород на процесс рудоотложения, на наш взгляд, необходимо оперировать коэффициентами пористости, полученными в пределах температурного интервала рудоотложения, а не теми значениями, которые получаются при замерах в условиях комнатных температур. Как показали наши исследования, первые значения заметно отличаются от последних (чаще в сторону увеличения — за счет термального вскрытия пор, это увеличение зависит в основном от температурных условий преобразования пород). Во-вторых, следует отметить важность анализа теплофизической карты месторождения, позволяющей оценить теплофизическую неоднородность вмещающей среды, в которой развивается рудный процесс и которая может оказывать существенное влияние на термическую (и тепловую) неоднородность гидротермальной системы, а отсюда и на характер развития рудной минерализации на площади месторождения.
Оценивая в целом воздействие структурных и литологических факторов на общий характер проявления минерализации на месторождениях субвулканического типа, необходимо иметь в виду в первую очередь их влияние на положение области разгрузки рудоносных растворов, зависящей в значительной степени от соотношений внутреннего напряжения гидротерм и внешнего давления. Велико их влияние и на степень рассеяния рудной минерализации в областях разгрузки.
Факторы, обусловливающие формирование «пустых окон». Причины, вызывающие появление в пределах штокверковых месторождений «пустых окон», могут быть сведены в две большие группы: а) связанные с неблагоприятностью для оруденения существовавших ранее пород, геологических структур и т. д.; б) обусловленные влиянием более поздних процессов. Влияние последней группы факторов особенно существенно на месторождениях, характеризующихся широким проявлением поздних эндогенных этапов или развитием наложенных геологических процессов.
Ранние тела субвулканических пород. Несмотря на тесную временную и пространственную связь с рудным процессом, субвулканические тела, во времени предшествующие развитию основного гидротермального процесса, в основной своей массе остаются безрудными. Наиболее крупные из них во многих случаях слабо подвержены даже метасоматическим преобразованиям, наиболее интенсивным среди вмещающих субвулканические тела пород. Как правило, метасоматоз захватывает только узкую эндоконтактовую зону штокообразных тел, особенно в случае резко извилистого контакта и наличия узких прихотливых апофиз. Последние часто бывают преобразованы нацело и несут вкрапленность рудных минералов.
О формировании аномальных рудных концентраций на штокверковых месторождениях субвулканического типа

При преимущественном развитии рудной минерализации в экзоконтактовой (и частично в эндоконтактовой) зоне субвулканических тел образуются окаймляющие рудные тела (обычно прерывистые) с «пустым окном» в центральной части. Отчетливо подобная структура проявляется, например, на Ипчульском месторождении, где рудоносные участки тяготеют к наиболее крупным телам гранит-порфиров и кварцевых порфиров, образуя в плане штокверк грубокольцеобразной формы с очень слабо оруденелым куполом гранитоидов в центре. На Бугдае в качестве такого «пустого окна» выступает тело кварцевых порфиров. Элементы кольцеобразной структуры в расположении рудных участков относительно паукообразного тела гранит-порфиров устанавливаются, в частности, и на Жирекене. Окаймляющее расположение рудной минерализации относительно практически без-рудных субвулканических тел фиксируется как в плане, так и в вертикальном разрезе.
Чаще всего в виде «пустых окон» выступают порфировые тела среднего эндогенного этапа — этапа проявления основного концентрированного оруденения. В то же время субвулканические тела раннего этапа, когда происходит «пропаривание» значительных объемов окружающих пород и когда эти породы подвергаются метасоматическому преобразованию с формированием рассеянной минерализации, подвержены бывают в большей степени оруденению. Таковыми, в частности, являются ранние неправильные штокообразные тела лейкократовых гранитов Соры и мелкозернистых гранитов Жирекена, вмещающие на отдельных участках рудные тела, в то время как более поздние образования порфиров I (Сора) и гранит-порфиров (Жирекен) являются практически безрудными (исключая эндоконтактовую зону их).
Слабая оруденелость субвулканических тел, представленных обычно плотными, слабо трещиноватыми породами, объясняется их недостаточной структурной подготовленностью к моменту проявления рудной минерализации. Существовавший временной разрыв между становлением субвулканических образований и развитием рудного процесса был, очевидно, недостаточно велик для того, чтобы проницаемость консолидировавшихся магматических тел за этот период заметно увеличилась.
По пространственному соотношению оруденения и порфировых субвулканических тел рассматриваемая минерализация резко отличается от минерализации грейзенового типа, локализующейся преимущественно непосредственно среди магматических тел. К последней отчасти приближается минерализация раннего этапа (этапа массового «пропаривания»), однако и здесь, наряду с метасоматическим преобразованием части субвулканических тел, наблюдаются значительные изменения с охватом больших объемов окружающих пород.
Зоны эксплозивных брекчий. По своим физико-механическим особенностям (в частности, проницаемости) зоны брекчий в качестве вмещающей среды являются благоприятными для оруденения. Поэтому при общих благоприятных предпосылках ранние зоны эксплозивных брекчий обычно рудоносны. В качестве «пустых окон» здесь чаще выступают участки вмещающих пород, непосредственно примыкающие к зонам брекчий, которые в ряде случаев являются, по-видимому, зонами максимального сжатия в результате формирования эксплозивных брекчий, идущего с увеличением (за счет дробления и частичного привноса материала с глубины) общего объема пород в данном участке.
Возникновение «пустых окон» непосредственно в зоне эксплозивных брекчий возможно в случае проявления здесь «послерудного» брекчирования, приводящего к значительному разубоживанию оруденения за счет привноса безрудного материала глубоких горизонтов (Обкоронда, Давендинско-Ключевской рудный узел). He исключено также переотложение рудного вещества под влиянием процессов, сопровождающие эксплозивное брекчирование, с миграцией компонентов из зон максимального преобразования.
Ранние малоблагоприятные для оруденения метасоматиты. Таковыми в большинстве случаев являются практически мономинеральные штоки, гнезда, линзы кварцевого состава, возникающие при развитии калишпатизации в ранний эндогенный этап (Сора, Обкоронда, Цаган-Субурга, частично Жирекен и др.). Кроме спорадической вкрапленности отдельных рудных минералов, подобные метасоматиты несут более или менее повышенную минерализацию только в участках, подвергшихся последующему тектоническому воздействию. Близки к кварцевым метасоматитам и существенно калишпатовые метасоматиты, также несущие рудную минерализацию преимущественно в пределах тектонически проработанных участков. Малоблагоприятны для оруденения и поля монокварцитов, развивающиеся на существенно медных месторождениях типа Коунрада, Кальмакыра, Ак-Суга и др. Эти кварциты, часто окаймляющие порфировые тела, значительно увеличивают общую площадь «пустых окон».
В качестве «пустых окон» иногда могут выступать и отдельные разности вмещающих пород, неблагоприятные для локализации оруденения по своим физико-механическим или химическим особенностям. К таковым относятся, в частности, участки пород среднего и основного состава среди гранитов на Сорском месторождении — из-за своих физико-механических свойств они даже иногда выступают в качестве своеобразных местных экранов.
Из факторов, связанных с влиянием более поздних процессов, в первую очередь следует отметить проявление пострудных и внутрирудных (но после проявления основного оруденения) магматических тел. В частности, это характерно для Соры, где на площади месторождения фиксируются многочисленные «пустые окна», представленные штоко- и дайкообразными телами порфиров II (заключительного 3-го эндогенного этапа), а также поздними (девонскими) дайками диабазов, диабазовых порфиритов, ортофиров, сиенит-порфиров. К ним же можно отнести и крупное штокообразное тело сиенит-порфиров в юго-восточной части месторождения. Аналогичные безрудные или слабо оруденелые магматические тела отмечаются на Коунрадском, Жирекенском, Кальмакырском и некоторых других месторождениях.
К факторам последней группы следует отнести и разубоживающее влияние на рудную минерализацию поздних метасоматических процессов подобно тому, как это было отмечено Е.П. Малиновским для Первомайского месторождения.
Рассмотренными выше факторами, конечно, не исчерпываются все причины формирования аномальных рудных концентраций на штокверковых месторождениях субвулканического типа. Их общее количество, а также роль отдельно взятых факторов в каждом конкретном случае различны и в значительной степени зависят от особенностей проявления эндогенных процессов. С другой стороны, сочетание указанных факторов, выступающих, как правило, в тесной взаимосвязи и взаимодействии друг с другом, не только обусловливает формирование участков концентрированного оруденения, но и оказывает непосредственное влияние на весь ход эндогенного процесса. Последняя проблема нам кажется не менее важной.