Месторождения бирюзы

Бирюза распространена на земном шаре относительно широко. Основные её месторождения сосредоточены в Иране, США, на Синайском полуострове и в Китае. Известны месторождения и проявления бирюзы в Афганистане, Австралии, Чили, Перу, Эфиопии, Танзании, Судане, Германии, Польше и в Великобритании. В последнее время установлены находки бирюзы в Монголии. На территории бывшего СССР выделяются бирюзоносная провинция Средней Азии, осваиваются месторождения бирюзы в Казахстане, на Кавказе и отмечены единичные паходки её на Алтае.

Бирюза относится к гипергенным образованиям, развитым на незначительной глубине от дневной поверхности. Её формирование связано с циркуляцией метеорных вод в толщах пород, содержащих медь и фосфор. В бирюзоносных зонах содержание их в 10 раз выше, чем в окружающих породах. Имеются и другие точки зрения на образование бирюзы. Многочисленные месторождения бирюзы на территории бывшего СССР находятся в Узбекистане, Северном Таджикистане, Южном Казахстане. Они часто трассируются древними выработками, особенно крупные из которых (миллионы кубических метров) находятся в Центральных Кызылкумах.

Особенности геологического строения бирюзоносных площадей

Остановимся на характеристике двух резко различных бирюзоносных формаций, давших начало двум типам месторождений бирюзы и кратком опиcании магматических комплексов, с которыми связано образование бирюзоносиых метасоматитов и самой бирюзы.

Углеродисто-карбонатно-кремнистая формация
На мелкомасштабных картах Средней Азии и Казахстана эта формация входит в состав нижнесилурийской вулканогенно-осадочной метаморфической толщи. Последняя прослеживается в виде дуги от хр. Султануиздаг на северо-западе, через палеозойские массивы Кызылкумов, горы Нуратау, далее протягивается в широтном направлении в пределах Зеравшанского и Туркестанского хребтов, уходя на восток за пределы Исфаринского района. От Карсакпайской площади на севере, спускаясь почти по меридиану на юг н далее в юго-восточном и восточном направлениях через хр. Каратау, проходит зона углеродистых вулканогенно-осадочных пород Западного и Южного Казахстана. В пределах этих зон и концентрнруются проявления бирюзы кызылкумского типа.
На картах эта в принципе единая толща разбивается на многочисленные свиты, именуемые в каждом массиве по-разному и датируемые от ордовика до девона. В книге "Геологическое строение Центральных Кызылкумов" К.К. Пятков и М.А. Мяковская (1978) пишут: в геологическом строении Центральных Кызылкумов принимают участие отложения всех стратиграфических подразделений от кембрия до четвертичных включительно. Возраст каждого из них подтверждается органическими остатками. К.К. Пятковым дана интересная сводная таблица по стратиграфии данного региона, где видно, что возраст одних и тех же свит палеозойского структурного яруса определялся различными исследователями от рифея до карбона. По данным Ю.А. Лихачева (1964), едва ли не половину всей площади выходов домезозойских образований Центральных Кызылкумов, хр. Султануиздаг, Нуратинских и Зирабулак-Зиаэтдинских гор слагают немые толщи, условно определяемые им как ордовикские и кембрийские отложения.
Анализ геологических материалов по Кызылкумам и сопредельным районам даёт основания считать, что только единичные находки органических остатков установлены на площади развития углеродисто-карбонатно-кремнистых пород. В большинстве случаев немые толщи расположены в пределах мощных тектонических зон, среди которых присутствуют блоки пород различного состава и возраста. Размер блоков изменяется от крупных глыб типа Актауского массива и Мурунтауской гряды карбонатных пород до более мелких блоков типа горы Кургантау в поднятии Тамдытау или горы Джургантау в массиве Бельтау. Ш.Ш. Сабдюшев (1971), составлявший геологическую карту Северного Тамдытау, показал ва ней отдельные блоки и пласты известняков, кварцитов, кремнистых сланцев, разделенных мощными зонами меланжа, представленными мелкоперетертым материалом с глыбами и валунами пород различного состава.
С.С. Шульц (1972) в работе о геологическом строении хр. Султануиздаг также отмечает широкое развитие подобных зон меланжа. Сложноблоковое строение и опрелеляет расположение бирюзоносных площадей во всех палеозойских массивах. Наиболее вероятный возраст бирюзоносной формации пород, это верхиий кембрий - нижний силур. Бирюзоносные метасоматиты явно более поздние образования, связанные с послемагматическими процессами, завершающими магматическую деятельность того или иного района.
На площади хр. Султануиздаг бирюза развивается в вулканогенно-кремнистой формации, включающей образования султануиздагской и джамансайской свит.

Липарит-дацитовая формация вмещает месторождения кураминского типа, развита в пределах Кавказа, Казахстана и Чаткало-Кураминской зоны. Рудные пояса Грузии и Армении расположены на площади развития нижнемеловых эффузивов кислого состава. На бо’льшей площади преобладает липарит-дацитовая формация третичного возраста с мелкими массивами щелочного и субщелочного составов, вторичными кварцитами, зонами позднего окварцевания и дробления, которые и фиксируют рудные площади и проявления бирюзы: Маднеульское в Грузии, Техутское в Армении. Для Джунгаро-Балхашской зоны Центрального Казахстана также характерны породы липарит-дацитовой формации, многочисленные массивы вторичных кварцитов с гидротермальной минерализацией меди и молибдена. На бирюзу эта площадь изучена слабо. В настоящее время здесь известно лишь два её проявления.
Из всех пород этой формации вмещающими бирюзоносные зоны породами являются субвулканические образования вплоть до жерловых фаций или гипабиссальные мелкие интрузии кислого, щелочного и субщелочного состава, с повышенной апатитоносностью. Все они относятся или к корневым фациям указанных вулканических свит, или могут представлять собой уже чисто интрузивный комплекс. В обоих случаях это наиболее молодые образования района, возможно, тесно связанные друг с другом.
В Кураминском хребте широко развиты малые интрузии условно предверхнепермского возраста. Это штоки разнообразной формы и дайки, группирующиеся в тектонически ослабленных зонах, сложенные сиенитами, сиенит-диоритами, диоритами, кварцевыми диоритами, граносиенитами, гранодиорит-порфирами, гранит-порфирами и диабазовыми порфиритами. Эти разновидности местами полностью слагают бирюзоносные площади и захвачены процессами образования пропилитов и вторичных кварцитов. Породы сходного состава отмечены и в более молодом послекызылнуринском комплексе.

Геолого-промышленные типы месторождений бирюзы

Все месторождения бирюзы приурочены к молодым областям альпийской складчасти: Кызылкум, Южный Тянь-Шань, Кавказ и др. В зависимости от состава вмещающих пород месторождения бирюзы подразделяются, по Т.И. Менчинской, на три типа: кураминский - в магматических породах порфировой формации, кызылкумский - в осадочно-метаморфических толщах, кальмакырский - в зонах окисления и вторичного сульфидного обогащения меднопорфировых и полиметаллических месторождений.

К кураминскому типу относятся месторождения бирюзы Бирюзакан, Унгурликан, Шаугаз и другие, расположенные в Кураминском хребте. Они контролируются зонами тектонических нарушений. Размеры их сравнительно небольшие: первые сотни метров по простиранию при ширине бирюзоносных зон 10-15 м. и глубине минерализации до 60 м. Бирюзоносные зоны выделяются по осветлению пород и их ожелезнению; представлены они кварц-серицитовыми образованиями типа вторичных кварцитов низкотемпературных фаций. Первоначальный состав и структура пород макроскопически в большинстве своем неопределимы. По периферии минерализованных участков в метасоматитах Бирюзакана наблюдаются реликты первичного кварца и полевых шпатов. На месторождениях Шаугаз и Унгурликан встречаются вторичные кварциты с реликтовой структурой андезитов и андезитовых порфиритов. На месторождении Ак-Турпак вмещающие породы представлены сильно измененными сиенитами и сиенитовыми порфирами.

В бирюзоносных зонах всех месторождений отчетливо проявлены пиритизация, гематизация и лимонитизация пород. Вблизи дневной поверхности широко развиты пустоты выщелачивания сульфидов и продукты их окисления. Обильный неизмененный пирит развит участками на месторождении Бирюзакан на глубине 15 - 20 м. от поверхности, а на месторождении Шаугаз - на глубине 2,5 - 3,5 м. В массивных кварц-серицитовых метасоматитах пирит образует густую вкрапленность и почти сплошные скопления хорошо ограненных кристаллов и их сростков. Пирит встречается и в кварцевых прожилках. Размер его кристаллов редко превышает 2 мм.

Для бирюзоносных зон характерен ярозит, развивающийся в верхних горизонтах месторождений. Он образует неправильные зёрна, реже кристаллы с четкими гранями, кучные скопления и микропрожилки, окрашенные в жёлтые, зеленоватые и коричневые тона. Обильная ярозитизация отмечена на месторождении Шаугаз. Весьма характерно и развитие мелко- и крупночешуйчатого гематита, образующего местами (Бирюзакан) скопления до 10 см. в поперечнике.

Из других вторичных процессов интенсивно проявлены каолинитизация и галлуазитизация пород. Глинистые минералы развиваются по сети микротрещин и пор, замещают полевые шпаты, местами образуют прожилки и окрашивают породы в кремовый и почти белые тона.

В бирюзоносных участках развиты маломощные (до 30 см.) короткие кварц-бирюзовые прожилки, образующие кварцевожильные зоны протяженностью в первые сотни метров. Характерная особенность бирюзоносного кварца - шестоватая структура, устанавливаемая макроскопически и в шлифах. Стенки пустот в кварце, выполненные бирюзой или другими поздними минералами, часто покрыты мелкими хорошо ограненными кристаллами горного хрусталя. Здесь же отмечаются тонкие прожилки халцедона. Кварц бирюзоносных зон подвергался неоднократному дроблению. Наиболее четко выражена поперечная система трещин, нередко выполненных бирюзой и гидроокислами железа.

Обычно бирюза образует прожилки и включения, плотно "впаянные" в кварц. Мощность прожилков 1 - 3 мм., в редких случаях 5 мм. и более. Размер включений 1-4 см в поперечнике. Реже бирюза наблюдается в измененных эффузивах в пределах кварцево-жильных зон, выполняя короткие, ветвящиеся трещины. Мощность прожилков бирюзы в метасоматитах несколько больше, чем в кварце и нередко достигает 2 см.

Бирюза концентрируется в участках наибольшего дробления и изменения пород, местами процессы дробления захватывают и бирюзу. Образует она небольшие гнездообразные скопления (1 - 3 м. в поперечнике), обычно не выходящие на поверхность и залегающие на глубине 1,5-3 м. В приповерхностных частях минерализованных зон распространены корочки и примазки бирюзы, нередко яркоокрашенной, зеленоватого и бурого цвета. С глубины 3-5 м. преимущественно развиты прожилки и разнообразные по форме включения. Наиболее продуктивный горизонт на месторождении Бирюзакан находится на глубине 3-20 м. Выше бирюза ожелезнена и выщелочена, а ниже сильно каолинизирована.

Месторождения кураминского типа характеризуются высоким качеством сырья. Выход яркоокрашенной плотной бирюзы составляет 5-10% от всей массы извлекаемого минерала. В окраске преобладают голубые тона, зеленоватые разности развиты меньше.

К кызылкумскому типу месторождений бирюзы относится многочисленная группа месторождений: хр. Султан-Уиздаг, Центральных Кызылкумов, гор Нуратау, Кураминского хребта, западных отрогов Туркестанского хребта и хр. Каратау (Южный Казахстан).

Центральные и Западные Кызылкумы, Южный и Западный Казахстан - огромные полупустынные площади, перекрытые мощным чехлом мезо-кайнозойских отложений, среди которых как острова возвышаются массивы палеозойских пород: хр. Султануиздаг, горы Букантау, Тамдытау, Ауминза-Вельтау, Кульджуктау и хр. Каратау. Эти площади объединяют Кызылкумский и Южно-Казахстанский бирюзоносные районы. Средне- и высокогорные области Кураминского и предгорья Чаткальского хребтов составляют Кураминский бирюзоносный район. К северным отрогам Туркестанского хребта приурочен Исфаринский бирюзоносный район: Зеравшанский хребет и горы Нуратау объединяют месторождення Присамаркандского района и, наконец, Центральный Казахстан и Кавказ представляют собой области развития месторождений и проявлений бирюзы, известные в настоящее время.

К кальмакырскому типу отнесены проявления бирюзы в ассоциации со вторичными минералами меди в зонах окисления медно-молибденовых, медных, ванадиевых и других месторождений в основном Средней Азии, где бирюза - попутный компонент при добыче комплексных руд. Бирюза развита лишь в зонах осветления жильного многостадийного окварцевания; масштабы ее незначительны. Таким образом, наиболее представительные месторождения высококачественной бирюзы приурочены к магматическим породам порфировой формации, а меньшие по размерам - к осадочным, иногда метаморфическим толщам.

Месторождения бирюзы в Центральных Кызылкумах

В Центральных Кызылкумах значительная часть месторождений и проявлений бирюзы в той или иной мере были затронуты древней отработкой и устанавливаются по отвалам древних выработок. Бирюзоносные поля занимают площади в несколько квадратных километров и совмещаются с кварцевожильными полями. Располагаются они, как правило, среди палеозойских пород, обнаженных в ядрах крупных альпийских антиклинальных структур. Минерализованные площади характеризуются широким развитием разрывных нарушений. К наиболее поздним нарушениям, представленным мощными зонами рассланцевания, дробления и милонитизации и по которым происходило дробление жильного кварца, в основном приурочена бирюзовая минерализация.

Возраст вмещающих бирюзоносные зоны пород в Центральных Кызылкумах условно датируется от рифея до позднего карбона. Цитологический состав бирюзоносных толщ идентичен почти на всех месторождениях. В составе их преобладают сланцы, чередующиеся с мелкозернистыми песчаниками и алевролитами, развиты прослои кремнистых, яшмовидных и карбонатных пород. Для сланцевых пачек характерно обогащение углистым веществом, в той или иной мере графитизированным или нацело превращенным в графит. Некоторые проявления бирюзы располагаются вблизи или непосредственно в зонах контактового ороговикования. Большая часть месторождений кызылкумского типа удалена от интрузивных массивов.

Однако в пределах бирюзоносных полей всюду развиты дайки диоритового и лампрофирового состава, которые образуют параллельные или ветвящиеся серии. Многочисленные кварцевые прожилки образуют кварцевожильные зоны. Насыщенность прожилками и жилами неравномерная, максимально развиты они в местах наибольшего дробления и трещиноватости. Для основной массы прожилков характерна линзовидная форма с пережимами и раздувами, протяженность их 1-5 м., мощность - от долей сантиметра до 5, реже 10 см. Простирание их в большинстве случаев согласное с простиранием вмещающих пачек пород. Реже встречаются круто- и пологолежащие прожилки, секущие вмещающие породы по простиранию. На минерализованных площадях довольно редко встречаются прожилки кварца с полевым шпатом и баритом. Жильный кварц вмещает основную массу ювелирной бирюзы. Прожилки бирюзы, залегающие непосредственно в кварц-серицитовых сланцах, содержат бирюзу низкого качества, в большей степени замещённую вторичными минералами.

Анализируя магматические образования Кызылкумов, Т.И. Менчинская неоднократно указывала на пространственную близость бирюзоносных площадей к крупным интрузивным массивам кислого состава, абсолютный возраст которых составляет 260-275 млн. лет и соответствует нижней перми. С гранитоидными интрузиями многие исследователи связывают метасоматическую переработку пород и образование метасоматитов, в том числе н бирюзоносных, серицит-кварцевого, алунит-серицит-кварцевого состава в кровле и экзоконтактовых зонах массивов. Интрузии сопровождаются дайковымн сериями и кварцевыми жилами, распространенными в самих массивах и на громадных окружающих площадях. Интрузивная деятельность и в этом регионе завершается внедрением дайкового комплекса, формирование которого, по данным большинства исследователей (Хамрабаев И.Х., 1958; Сабдюшев Ш.Ш., 1969 и др.), происходило в два этапа. Первый этап представлен дайками ультракислого и кислого состава - аплитов, порфировидных гранитов, мелкозернистых гранитов, пегматитов, кварцевых порфиров, кварцевых диоритов и гранодиоритов. Ко второму этапу относятся дайки среднего и субщелочного состава: диоритовые, сиенит-диоритовые и андезитовые порфириты, микродиабазы, диабазы, габбро-диабазы и лампрофиры.

В приповерхностных зонах месторождений кварц изобилует разнообразными по форме и величине пустотами выщелачивания. Основная масса прожилков кварца выклинивается на глубине 3-5 м. от поверхности. Примерно до этой же глубины пройдена главная масса древних выработок. На глубину 20-40 м. прослеживаются только наиболее протяженные "кусты" кварцевых прожилков. На эту же глубину развита и бирюзовая минерализация.

Формы выделения кызылкумской бирюзы разнообразны. Здесь развиты прожилки, корочки, желваки, неправильные включения, а также вкрапленные, узорчатые и паутинные разности. Последние три вида характерны для сильно перемятых, брекчированных и почти не затронутых выветриванием темно-серых и черных графитизированных углисто-кварцевых кварцитов или сланцев. Красота и неповторимость рисунка вкрапленной, узорчатой и паутинной бирюзы определяют ее большую ценность.

Большая часть прожилков бирюзы желвачковых форм от крупинок до сравнительно крупных обособлений развита главным образом в сланцах и реже в жильном кварце. Строение желвачков обычно концентрически-скорлуповатое, верхние их зоны сложены глинистыми минералами, а в центральных частях сохраняются плотные разности голубой ювелирной бирюзы.

В кварцевых жилах бирюза чаще образует включения разнообразных форм и размеров. Нередко встречаются образования бирюзы до нескольких сантиметров (иногда до 10 см. и более) в поперечнике. В виду локализации бирюзы в зонах максимальной нарушенности пород и развития процессов выветривания она в основной своей массе изменена. В близповерхностных условиях, как и на месторождениях кураминского типа, преобладают железистые разности бирюзы типа рэшлейита или халькосидерита - зеленой или голубовато-зеленой окраски.

Широко развитые гидроокислы железа (лимонит, реже гидрогематит) и ярозит местами почти полностью замещают бирюзу, образуя буро-желтые агрегаты. Наряду с ожелезнением развито окремнение бирюзы, что ухудшает ее качество. В результате замещения глинистыми минералами, в первую очередь галлуазитом, бирюза обесцвечивается, приобретает белесый оттенок и становится рыхлой, мелоподобной.

Список литературы

Борискин В.П, Кузьмина С.В. Особенности генезиса бирюзы Средней Азии. - В кн. Драгоценные и цветные камни. М.: Наука, 1980, с. 265-282
Киевленко Е.Я., Сенкевич Н.Н. Геология месторождений поделочных камней. М., "Недра", 1976, 280 с. // Гаврилов А.П.. 2-е изд. М.: Недра, 1982. 279 с.
Менчинская Т.И. Бирюза. М., Недра, 1981
Менчинская Т.И. Месторождения бирюзы Ср. Азии, методика их поиска и разведки. - Разв. и охр. недр, 1971
Менчинская Т.И. Постмагматические образования и особенности бирюзовой минерализации месторождения Бирюзакан. - Сов. геол., 1973, №11, с. 146-150
Яхонтова Л.К, Соболева Т.В. Бирюза Техутского месторождения - минералогия и генезис. - Зап. ВМО. 1989. № 2, с. 83-93