Месторождение Акчатау (Мо, W)

Описание месторождения приведено по В.И. Смирнову, 1974 г. Молибден-вольфрамовое месторождение Акчатау расположено в Централь­ном Казахстане в северной части Джунгаро-Балхашской геосинклинали, на участке сочленения Жаман-Сарысуйского антиклинория и Токрауской впадины. В геологическом строении Акчатауского района принимают участие эффузивно-осадочные образования нижнесилурийского, верхнедевонского и нижнекаменноугольного возраста, неогеновые и четвертичные отложения.

Нижнесилурийские отложения представлены песчаниками, алевролитами и аргиллитами; девонские – андезитами, липаритовыми туфами, туффитами, туфопесчаниками, туфоалевролитами и туфоаргиллитами; каменноугольные вулканогенные образования характеризуются пестрым составом от андезитов – до липаритов; неогеновые – сложены красноцветными глинами.

Интрузивная деятельность широко проявилась в каменноугольном и пермском периодах в виде многочисленных плутонов, жерловых образований, суб­вулканических интрузий и даек. Наибольшее практическое значение имеет постнижнепермский интрузивный комплекс, слагающий Акчатауский гранитный массив, с которым пространственно и генетически связано редкометальное оруденение района. Массив занимает площадь 26 × 10 км, в западной части обнажается на площади 5× 4 км. Возраст акчатауских гранитов определен в 300 ± 10 млн. лет.

В районе проявлены каледонский и герцинский этапы складчатости. Силу­рийская осадочная толща смята в антиклинальную складку северо-западного направления; на дислоцированных породах силура залегают интенсивно смятые породы нижнего карбона; в ядре складки обнажается слабо затронутый эрозией Акчатауский массив, предположительно сформировавшийся на небольшой глубине.

Складчатые структуры осложнены крупными тектоническими нарушениями типа сбросов и сбросо-сдвигов с амплитудой смещения более 1 км и мел­кими сдвигами с амплитудой в десятки и сотни метров.

Рис. Схематический продольный геологический разрез Акчатауского гранитного плутона по обобщенным геологическим, геолого-разведочным и геофизическим данным (по В.А. Жарикову и Г.П. Зарайскому).

1 – крупнозернистые граниты I фазы; 2 – средне- и мелкозернистые граниты II и III фаз; 3 – терригенные и вулканогенные вмещающие породы; 4 – кристаллические породы докембрийского фундамента; 5 – рудные тела; 6 – контактовые роговики

Западная часть Акчатауского рудного поля сложена песчано-сланцевой толщей силура, подвергшейся хлоритизации, серицитизации и окварцеванию; в восточной и юго-восточной частях залегает песчано-конгломератовая и эффузивно-пирокластическая каменноугольная толща; большая часть рудного поля занята интрузивными породами среднекаменноугольного топарского и постнижнепермского акчатауского комплексов: микродиоритами, адамеллитами, кислыми гранитами и их дайковыми производными (гранодиорит-порфирами, квар­цевыми диорит-порфиритами, диоритовыми порфиритами, аплитами, пегмати­тами).

Граниты акчатауского комплекса имеют сложное внутреннее строение и образованы в три фазы. Крупнозернистые граниты первой фазы формируют купол, обнажающийся на поверхности, среднезернистые граниты второй фазы и мелкозернистые граниты третьей фазы представлены пологими пластовыми телами, располагающимися в гранитах первой фазы.

Дайковые образования встречаются главным образом в крупнозернистых гранитах первой фазы; со среднезернистыми гранитами второй фазы связаны интрарудные дайки аплитов, секущие грейзеновые тела и кварц-вольфрамитовые жилы.

Между двумя куполами крупнозернистых гранитов расположен среднекарбоновый безкорневой массив адамеллитов, представляющий трещинную интрузию размером 3,8 × 0,6 км. На глубине 350–450 м адамеллиты среза­ются акчатаускими гранитами. Песчано-сланцевые породы в зоне экзоконтакта интенсивно ороговикованы, ширина контактового ореола 1–3 км.

Месторождение расположено в западной части Акчатауского массива и от­носится к грейзеновой группе. Главная масса грейзеновых тел размещается в эндоконтактовой части гранитного массива и в адамеллитах. В ороговикованных песчаниках грейзенизация проявлена слабо.

Грейзеновые тела образуют четыре области сгущения: Центральный и Юго-Восточный, Юго-Западный, Западный и Северный участки. Названные участки состоят из групп грейзеновых тел, часто образующих подобие «пучков». Всего выделяется 22 апогранитных эндоконтактовых и экзоконтактовых «пуч­ков». Все апогранитные «пучки» грейзеновых тел Западного массива встречаются только на склонах купола, при этом выделяются южносклоновые и североскло­новые «пучки». Центральная водораздельная часть массива безрудная.

Намечается ветвление южносклоновых «пучков» в северном направлении к водораздельной части массива, а северосклоновых – на юг. Наблюдается закономерная приуроченность «пучков» к субмеридиональным гребневидным выступам гранитов второй фазы. Наиболее мощные грейзеновые тела распола­гаются в центральных частях «пучков» и на удаленных от вершины флангах. Маломощные оперяющие грейзеновые тела околовершинной части отли­чаются по составу и быстро выклиниваются на глубину. В. Боголепов выде­ляет на Акчатауском месторождении внешние и внутренние фации грейзенов. Состав внешних фаций изменяется в зависимости от характера исходных пород: по гранитам образуются грейзенизированные граниты и кварц-мусковитые грейзены, по адамеллитам – калишпатизированные адамеллиты, хлоритизированные адамеллиты, кварц-хлорит-мусковитовые и кварц-мусковитовые грей­зены. Внутренние фации – апогранитные и апоадамеллитовые – аналогичны по составу, представлены кварц-топазовыми, топаз-кварцевыми и кварцевыми плотными грейзенами.

Грейзеновые тела характеризуются зональным строением по горизонтали и вертикали. В поперечном сечении отчетливо выражены внутренняя и внешняя фации, причем внутренняя фация резко преобладает над внешней (в отношении от 10 : 1 до 200 : 1). По вертикали выделяются четыре пояса: подрудный, основ­ной рудный, надрудный и второстепенный рудный. Границы между поясами на вертикальных проекциях имеют вид дуг, обращенных выпуклостью вверх. Основной рудный пояс приурочен к области перехода кварц-топазовых грейзенов в кварцевые грейзены и образует слабонаклонную рудную ленту, отделя­ющуюся по вертикали от второстепенного рудного пояса 100–150-метровой полосой безрудных кварц-топазовых грейзенов. Второстепенный рудный пояс сложен телами второго, третьего, четвертого и пятого типов.

Вертикальный размах оруденения в основном рудном поясе 100–200 м, редко 250 м, во второстепенном поясе 30–50, редко 100–150 м, при этом оруденение содержится только в кварцевых жилах.

На месторождении известно более 300 грейзеново-жильных тел, которые разделяются на пять типов, отличающихся по составу и промышленной зна­чимости.

1. Мощные грейзеновые тела зонального строения, в которых заключены основные запасы руд. На поверхности представлены надрудными, кварц-то­пазовыми грейзенами, с глубиной переходят в оруденелые плотные кварцевые грейзены и еще ниже в подрудные пористые кварцевые грейзены.

2. Кварц-мусковитовые псевдоморфные грейзеновые тела с прожилками кварца с вольфрамитом или с зонами крупночешуйчатого мусковита, в сраста­нии с которым встречаются кристаллы вольфрамита.

3. Кварцевые грейзены.

4. Кварц-полевошпатовые жилы с вольфрамитом, грейзенизация отсут­ствует или развита ограниченно.

5. Кварц-турмалиновые грейзены.

Грейзеновые тела второго, третьего, четвертого и пятого типов большей частью являются оперяющими и более поздними, возникают преимущественно на флангах «пучков».

Грейзеновые рудные тела первого типа обычно слагают центральные части «пучков», имеют мощность от долей метра до 40 м, простирание субмеридиональ­ное с крутыми углами падения 70–85° на запад и восток. Морфология грейзеновых рудных тел в гранитах сложная; они часто ветвятся, сливаются, на глубинах 30–60 м расщепляются и вновь соединяются, иногда сопровождаются парал­лельными слепыми телами грейзенов с жилами мощностью до 1 м; обычно при­урочиваются к системам различно ориентированных коротких трещин, обра­зующих линейно-вытянутые зоны брекчирования.

Полосы грейзенов разделены линзами неизмененных или грейзенизированных гранитов; в каждом грейзеновом теле встречаются реликты грейзенизированных гранитов. Наибольшие мощности грейзенов наблюдаются в местах пересечения жилами трещинных зон в гранитах и сопряжения жил с различ­ными элементами залегания.

Отношение суммарной мощности кварцевых жил и прожилков к суммарной мощности грейзенов, слагающих рудные тела, колеблется от 1 : 3 до 1 : 30 при среднем значении 1 : 10.

Форма кварцевых жил внутри грейзенов обычно прямолинейная, реже из­вилистая. Мощность жил большей частью 0,1–0,2 м с колебанием от несколь­ких сантиметров до 0,5 м. Количество жил в поперечном сечении грейзеновых тел 5–6, прожилков 10–15.

Кварцевые и кварц-топазовые грейзены количественно преобладают над другими разностями грейзенов и содержат основную часть запасов вольфрама и молибдена. С глубиной в грейзенах наблюдается снижение содержания топаза и повышение содержания слюды и кварца, постепенная смена кварц-топазовых и кварцевых грейзенов на флангах кварц-мусковитовыми, жильного кварца – мусковитом.

Минеральный состав рудных тел разнообразен. Наиболее распространены: кварц, представленный многими разновидностями и генерациями, мусковит, топаз, пирит; к среднераспространенным относятся: вольфрамит, молибденит, флюорит; малораспространенные – турмалин, биотит, полевые шпаты, шеелит, висмутин, сфалерит, халькопирит, касситерит, бисмит.

Вольфрамит в жилах распределен весьма неравномерно, приурочен пре­имущественно к осевым и призальбандовым частям жил; размеры отдельных вкрапленников вольфрамита колеблются от сотых долей миллиметра до 20 – 50 мм и более, гнезд – от первых сантиметров до 1 м, линз – до 10–20 м при мощности до 10 см. В грейзенах распределение вольфрамита более равно­мерное в виде мелких вкрапленников. Соотношение количества вольфрамита в грейзенах и кварцевых жилах Юго-Восточного участка 1:1, Центрального 2:1. Относительное содержание вольфрама в шеелите к общему колеблется от 10 до 33 %.

Содержание WO₃ в вольфрамите 74,12–75,65 %, FeO 9,0–13,5 %, МnО 9,66–14,11 %, соотношение ферберитовой и гюбнеритовой молекул 54 : 46; отмечается повышенное содержание скандия.

Молибденит присутствует в гранитах, пегматитах, грейзенах и кварце­вых жилах в виде отдельных кристаллов, вкрапленников, прожилков и гнезд, не имеющих практического значения.

В целом в верхних частях рудных лент основного пояса отмечается повы­шенное содержание вольфрама, молибдена при общем затухании оруденения с глубиной. При этом в верхних частях рудных лент вся рудная минерали­зация локализуется исключительно в кварцевых жилах и прожилках, в сред­них частях оруденелыми являются и жилы, и грейзены; в нижних частях пре­обладает тонковкрапленное оруденение вольфрама и молибдена в маломощных кварцевых прожилках; мощные жилы безрудны.

Специфической особенностью Акчатауского месторождения является ин­тенсивное растворение вольфрамита в приповерхностной зоне. Продукты физического и химического выветривания вольфрамита развиты до глуби­ны 10–15 м от поверхности. До глубины 5–8 м молибденит полностью и до 15–20 м частично выщелочен или замещен повеллитом, ферримолибдитом, лимонитом.

Формирование Акчатауского месторождения предположительно прохо­дило в следующей последовательности. После раскристаллизации гранитов в верхней части, в тектонически ослабленные зоны поступали самые ранние порции рудоносных растворов. Вслед за ними внедрились дайки гранит-аплитов, секущие ранние рудные жилки. Последующие порции растворов, имевшие высокую физико-химическую активность, интенсивно взаимодействовали с вме­щающими породами. Продуктами метасоматоза гранитов явились околожиль­ные зоны кварцевых, кварц-топазовых, кварц-слюдяных грейзенов и грейзенизированных гранитов. Уменьшение степени кислотности растворов вызвало осаждение вольфрама, молибдена и др.

Наиболее поздние порции растворов, отделенные от ранних комплексов тектоническими подвижками, образовали секущие жилы и прожилки гребен­чатого кварца с сульфидами меди, свинца и цинка, жилы роговикового кварца и кальцита.