Ховуаксинское месторождение

Тектоническая схема района Ховуаксинского м-ния Усл.обозн. - кликнуть по картинке

Ховуаксинское арсенидно-никель-кобальтовое месторождение (Хову-Аксы) открытого в респ. Тува (Россия) в 1947 году геологами В.А. Унксовым и А.А. Богомолом. Разрабатывается с 1970г., основные компоненты руд: кобальт, никель и медь.

Геолого-структурная характеристика района

Месторождение расположено в непосредственной близости к зоне глубинного Кызыл-Убсунурского разлома, прослеживаемого в северо-восточном направлении по границе двух крупных структурных единиц Тувы - Восточно-Таннуольского антиклинория и Западно-Таннуольского синилинория (Тувинского межгорного прогиба). На юго-востоке с этой зоной сопряжены крупные Унгешский и Чумуртукский разломы. Примыкающая к району месторождения краевая часть Восточно-Таннуольского антиклинория сложена осадочно-вулканогенными породами нижнего кембрия, смятыми в складки и прорванными интрузиями таннуольского плагиогранитного комплекса (Сm₂ - Сm₃). Более ранние (Сm₂) ультраосновные интрузии актовракского комплекса связаны с зонами глубинных разломов. Ближайшие выходы этих пород расположены среди нижнекембрийских отложений области сочленения Восточно-Таннуольского антиклинория с докембрийским Сангиленским массивом.
В нижнекембрийских отложениях района месторождения преобладают диабазовые, андезитовые и более кислые разности вулканогенных пород серглигской свиты (алданский ярус). В юго-западной части, отделённой от месторождения Унгешским разломом, в сложной, недостаточно выясненной геологической обстановке обнаруживаются крупные блоки известняков и доломитов ирбитейской свиты (ленский ярус). Породы салаирской складчатой системы Восточно-Таннуольского антиклинория образуют нижний структурный этаж района.
После перерыва в локальных прогибах северного крыла Восточно-Таннуольского антиклинория были отложены терригенно-карбонатные осадки силура, а вслед за ними осадочно-вулканогенные породы нижнего девона, вместе обраpазующие средний структурный этаж района. Тектоническая деятельность, навшаяся в конце силура и давшая доступ мощным излиянием нижнедевонского времени, была особенно интенсивной в течение эйфельского века, на который падает перерыв в осадконакоплении. Она завершилась крупными субвулканическими интрузиями и внедрением многочисленных даек преобладающего основного состава.

Сформированная структура в живетское и более позднее время (D₃, С_1-3, J₂) была перекрыта терригенными континентальными отложениями Тувинского межгорного прогиба (верхний структурный этаж района). Эти отложения собраны в складки, северо-восточного или поперечного простирания, отражающие движения блоков среднего и нижнего этажа в мезозойское время. Проявления магматической деятельности в породах верхнего структурного этажа не установлены.
Значительная часть района по крупным впадинам перекрыта мощными третичными и четвертичными отложениями.

Схема геологич. строения Ховуаксинского рудного поля. Усл.обозн. - кликнуть по картинке

Геология рудного поля

Рудное поле, сложенное в основном породами среднего структурного этажа, приурочено к участку сочленения трех крупных региональных разломов - Кызыл-Убсунурского, Унгешского и Чумуртукского. На юго-востоке оно граничит с салаирской складчатой системой Восточно-Таннуольского антиклинория, а на севере окаймляется осадками Тувинского межгорного прогиба, начиная с живетского яруса D₂. По многостадийному развитию тектонических движений, большому разнообразию интенсивных предрудных преобразований вмещающих пород и по специфическому составу рудной минерализации площадь рудного поля существенно отличается от смежных участков района, примыкающих с северо-востока и юго-запада. Породы среднего структурного этажа в пределах рудного поля представлены силурийскими и нижнедевонскими отложениями с широко распространёнными субвулканяческими залежами и дайками. Возраст и возможная роль в истории района гранитов, выступающих среди нижнекембрийских пород в юго-восточной части района, спорны.

Силурийские осадочные отложения чергакской свиты (венлок-лудлоу), залегающие с резким угловым несогласием на кембрийских породах Восточно-Таннуольского антиклинория, подверглись интенсивным складчатым и разрывным нарушениям одновременно с существенными метасоматческими их преобразованиями. Первичный состав этих отложений восстанавливается при сравнении с расположенными к северо-востоку неизменёнными осадками того же возраста.
В пределах рудного поля прослеживается следующий разрез силурийских пород, подразделяемый на четыре пачки (снизу вверх):

а - песчаниковая с прерывистым горизонтом базальных конгломератов и редкими прослоями алевролитов, эта пачка наименее затронута метасоматическими преобразованиями;
b - чередование мелкозернистых песчаников и алевролитов с прослоями тонкослоистых известняков; замещена скарнами, перемежающимися с алевролитами, иногда редкими прослоями нескарнированных известняков;
с - существенно карбонатная с прослоями известковистых песчаников и мало распространённых алевролитов; практически полностью превращена в скарны;
d - чередование алевролитов и песчаников с редкими прослоями известняков и известковистых песчаников; развитие скарнов и более поздних метасоматических преобразований ограничено в ней отдельными участками, чаще в южной части рудного поля.

Общая мощность пачек а-d силура составляет 600 м., причём интенсивно скарнированных толщ Ь-с около 420 м.
Разрез силурийских осадочных пород завершается мало распространенными на месторождении красноцветными песчаниками и алевролитами хондергейской свиты верхнего силура.
Нижнедевонская осадочно-вулканогенная толща (кендейская свита) занимает западную половину рудного поля. Она представлена туфами, туфоконгломератами, туффитами и песчаниками, перемежающимися с покровами кварцевых и трахитовых порфиров. Разрез толщи (1.700-1.800 м.) значительно осложняется заключёнными в ней субвулканическими пластовыми залежами основных и средних пород, почти удваивающими ея мощность (до 3.300 м.). На юге рудного поля, по приближении к нарушениям зоны Унгешского разлома, крупнообломочные туфы и туфоконгломераты нижних горизонтов толщи интенсивно скарнированы.

Живетские осадочные отложения в северной части рудного поля местами с отчетливым угловым несогласием залегают на различных горизонтах нижнедевонской толщи.
Третичные и четвертичные отложения широко распространены в юго-западной части рудного поля за нарушениями, входящими в систему Унгеншского разлома. Их мощность достигает здесь 200 м. и более.

Интрузивные породы

Интрузивные породы рудного поля различаются по составу, форме залегания и времени внедрения. Граниты, с которыми многие исследователи района связывают процессы рудообразования, расположены в юго-восточной части рудного поля среди вулканогенных пород нижнего кембрия. По имеющимся данным граниты не проникают в породы силура и отчетливо наблюдаемого активного контакта с ними не имеют. Подстилая их, они вместе с нижнекембрийскими эффузивами полого погружаются к западу. Отсутствует также какая-либо пространственная связь между гранитами и интенсивностью в развитии процессов метасоматоза. Наоборот, отмечаются случаи их скарнирования и других преобразований, включая проявления наиболее поздних процессов рудной минерализации.
Дайки трахитовых порфиров, которые можно рассматривать как наиболее ранние интрузивные образования, тесно связаны с крупными меридиональнмми нарушениями в северо-западной части рудного поля. Они представляют собой, вероятно, жерловую фацию покровов трахитовых порфиров, широко развитых вблизи этих нарушений.
Пластовые субвулканические залежи основного и среднего состава характерны для всего разреза нижнедевонской толщи. По составу преобладают породы основного состава (диабазы, габбро-диабазы, диабазовые порфириты); менее распространены андезитовые порфириты (как в верхних, так и в нижних частях разреза).
Дайки основного состава (диабазы и диабазовые порфириты) обнаружены во всех породах рудного поля - от кембрийских эффузивов и гранитов до пластовых субвулканических залежей, но наиболее широко распространены среди метасоматических пород его южной части. По времени образования подразделяются на более ранние доскарновые и поздние послескарновые, непосредственно предшествовавшие процессу рудной минерализации.
Дайки кварцевых порфиров встречаются значительно реже. Одна из наиболее крупных даек сечет южный выход гранитов; две других залегают среди нижнедевонских пород в северной части рудного поля.

Тектонические нарушения

Структура рудного поля определяется развитием сложной системы складчатых и разрывных нарушений. Силурийские и нижнедевонские породы слагают западное и северное крылья антиклинальной асимметричной складки северо-западного простирания. Западное крыло с падением к западу под углом в среднем 30° разбито на ряд ступенчато перемещенных блоков. На северном крыле, после изгиба слоёв в осевой части складки, падение изменяется на северное под углами от 40-50 до 60-80° с переходом в запрокинутое на юг (до 60-85°) там, где северное крыло косо врезается крупным надвигом.

Разрывные нарушения по характеру и времени заложения условно подразделяются на трещины трёх порядков.
К трещинам первого порядка относятся нарушения, ограничивающие площадь рудного поля и разделяющие его на крупные тектонические блоки.
К разрывным нарушениям второго порядка относятся менее крупные трещины того же преобладающего северо-западного или меридионального простирания внутри двух главных тектонических блоков рудного поля.
Трещины третьего порядка немногочисленны. Сопряженные с нарушениями второго порядка, они обычно безамплитудны и развиты преимущественно среди скарнированных пород силурийской толщи.

Наиболее ранними, заложенными еще на границе силура и нижнего девона, являются разломы первого порядка. Они возникли при глыбовых движениях Салаирской складчатой системы и предшествовали мощной вулканической деятельности нижнего девона. Позднее те же разломы послужили каналами для внедрения пластовых субвулканических интрузий и сопровождавших их даек. Предрудные диабазовые дайки, широко распространённые в южной части рудного поля, связаны главным образом с разломами Унгешской зоны.

Складчатые и разрывные деформации в пределах рудного поля проявились в обстановке сжатия с юго-запада на северо-восток. В результате образовались открытая к юго-востоку антиклинальная складка и одновременно - сопряженная система сколовых нарушений северо-западного и меридионального направлений. В связи с вновь возникавшими напряжениями разрывные нарушения неоднократно подновлялись.

Дорудные процессы и условия локализации оруденения

Рудовмещающие силурийские отложения, занимающие восточную половину рудного поля, подверглись интенсивным метасоматическим преобразованиям. Известняки, как правило, замещены гранатовыми и пироксен-гранатовыми скарнами, а известковистые песчаники и алевролиты - гранат-пироксен-скаполитовыми и пироксен-скаполитовыми скарнами. В подчиненном количестве среди скарнов присутствуют магнетит, апатит, эпидот, амфиболы и другие более редкие минералы. Характерна пластообразная форма скарнов, подчиненная изменениям в составе первичных осадочных пород. Секущие прожилки скарнов сравнительно редки.
Отчетливо наблюдается увеличение интенсивности скарнирования пород южной части рудного Поля, особенно на участке вблизи сопряжения Западного и Юго-Западного разломов. По направлению к северу интенсивность скарнирования силурийских отложений в средней части рудного поля убывает, но на крайнем севере вновь несколько возрастает.
Послескарновые процессы характеризуются гистерогенными изменениями ранее выделившихся минералов и широко проявленными процессами щелочного метасоматоза, захватившего не только скарны, но и неподвергшиеся юкарнированию песчаники и алевролиты силурийских пород. Ранняя стадия изменения скарнов характеризуется развитием пироксена, гранатов, апатита поздних генераций и характерного для месторождения хлоргастингсита ("дашкесанит"), содержащего 2-3% хлора при незначительных примесях фтора. Присутствуют небольшие количества датолита и флюорита. При воздействии щелочных растворов скарны (главным образом скаполитсодержащие) преобразуются в пренит-полевошпатовую породу с ортоклазом и альбитом, а цемент нескарнированных песчаников и алевролитов замещается кварцем и ортоклазом с небольшими количествами сфена, турмалина и апатита (Рудашевский, Кузнецова, 1970). Завершающая стадия послескарнового процесса представлена сравнительно редко встречающимся кобальтином, значительно более распространенным кобальт- и никельсодержащим пиритом, халькопиритом, небольшими количествами теннантита, сфалерита, галенита в ассоциации с кальцитом, хлоритом и кварцем.
Арснидное никель-кобальтовое оруденение наложено на все более ранние метасоматиты рудного поля. Оно связано с последним этапом развития трещинной структуры, заключавшимся в подновлении и приоткрытии ранее существовавшей системы разрывных нарушений и одновременно в возникновении новых трещин оперения со сбросовыми смещениями скарнов и сопровождающих их метасоматитов. Между формированием метасоматитов и арсенидным оруденением внедрялись диабазовые дайки, распространенные главным образом в южной части рудного поля вблизи крупных разломов.
Рудопроявлению предшествовала интенсивная карбонатизация по подновленным и вновь возникшим нарушениям. Последовавшее за карбонатизацией отложение арсенидов имело отчетливо выраженный избирательный характер с приуроченностью главной их массы к горизонтам скарнов. Лишь частично арсенидное оруденение проникает в верхние горизонты силурийских отложений. Ещё реже оно обнаруживается в пачке "а" силура, в гранитах и в нижнедевонских отложениях.
Избирательная приуроченность арсенидной минерализации к скарнированным горизонтам "b" и с силура определяет наличие оруденения, скрытого под налегающими на них Породами. Это установлено для западной полосы пачки "d" между выходами рудных жил на поверхности и Западным разломом. Две крупные рудные жилы скрытого оруденения обнаружены в меридиональных разломах южной части восточного блока (см. рис.2, В-Г) Одна из скрытых рудных жил обнаружена в крайней северо-западной части рудного поля. Скрытое оруденение возможно также в силурийских отложениях, смещенных по Западному разлому на различную глубину минимальную на юге и более значительную на севере.

Морфология рудных тел

Рудные тела м-ния представляют собой типичные трещинные жилы, связанные с системой разрывных нарушений всех трёх порядков. Существенная роль принадлежит многочисленным рудовмещающим трещинам второго порядка; в них заключено 70% запасов. Менее значительна роль крупных нарушений первого порядка (28%), из которых только часть является рудовмещающим. На долю небольших крутопадающих и безамплитудных трещин третьего порядка падает всего 2% запасов.
В наиболее изученном восточном блоке рудного поля, сложенном силурийскими отложениями, выделяются два участка максимальных тектонических напряжений с развитыми в них пучками рудоносных трещин: Южный, ограниченный Юго-Западным, Западным и Восточным разломами, и Северный - в висячем боку Северного надвига. Между ними располагаются менее значительные и хуже разведанные Средний и Промежуточный участки (рис. 2).
Параметры рудных жил на этих участках зависят от соотношения элементов залегания рудоносных трещин и вмещающих оруденение скарнированных горизонтов силура. На Южном участке при совпадении простирания большинства разломов и вмещающих пород, но при различном их падении (близком к вертикальному у разломов и пологом у вмещающих пород), наблюдается выдержанный их характер по простиранию и ограниченный по падению (в 2-6 раз). На Северном участке разломы расположены вкрест простирания пород, круто падающих на север. Поэтому рудные тела в скарнированных горизонтах силура имеют небольшую длину по простиранию и более развиты по падению. На Среднем участке, где происходит изменение простирания силурийских пород с меридионального на широтное, характерны значительные колебания размеров жил по простиранию и падению.
Формы рудных жил довольно разнообразны. Кроме более или менее протяженных жил характерны кулисно залегающие серии линз с переходом к маломощным прожилкам и к вкрапленности. В сопровождающих оруденение метасоматических оторочках количество арсенидов резко сокращается. Распространены также метасоматические жильные зоны с преобладанием карбонатов, содержащие бедную вкрапленность арсенидов и сульфидов.
Появление концентрированных форм оруденения с образованием раздувов жил, рудных колонн и столбов обычно для участков сопряжения трещин разных порядков, их разветвлений, изменений в простирании и локальных изгибов стенок трещин. В строении рудных тел нередко обнаруживаются зонально полосчатые и более редкие брекчиевидные текстуры, однако случаи пересечения жил различного минерального состава не наблюдались. Послерудные нарушения со смещением рудных жил обычно незначительны.

Минеральный состав руд

Минеральный состав рудных жил, занимающих центральные части метасоматических трещинных зон, представлен арсенидами кобальта, никеля и железа в ассоциации с кальцитом, доломитом, реже анкеритом. К периферии в составе околожильных метасоматитов, наряду с карбонатами, наблюдается появление хлорита, кварца, рассеянных сульфидов и арсенидов, железистого талька, каолинита и гидромусковита (Рудашевский и др., 1972). В различных количественных соотношениях сохраняются также реликтовые минералы скарнов.
Среди арсенидов, слагающих рудные жилы, наиболее распространен неоднородный зональный шмальтин-хлоантит со значительными колебаниями отношения Со:Ni (от 4:1 до 1:4), но в среднем по месторождению это отношение приближается к 1:1. Кроме крупнокристаллических зёрен и кристаллов, шмальтин-хлоантит наблюдается также в тончайших зёрнах среди широко распросранённых почковидных агрегатов арсенидов смешанного состава. Скуттерудит, обычно сопровождающий шмальтин-хлоантит, входит в состав его зон, часто располагающихся по периферии крупных зёрен и кристаллов, нарастает на них или обнаруживается в секущих прожилках. Вне шмальтин-хлоантита скуттерудит самостоятельных выделений не образует.
Второй по распространенности рудный минерал саффлорит с резко подчинёнными примесями никеля (до отношения Со:Ni равного 30:1) наблюдается в крупно- и среднезернистых пластинчатых или радиально-лучистых агрегатах; в его составе присутствует небольшое количество висмута и сурьмы. Железистый аналог саффлорита - лёллингит - принадлежит к числу сравнительно мало распространенных минералов.
Собственно никелевые арсенидиды - никелин и раммельсбергит - чаще обнаруживаются в рудных жилах Северного участка, хотя характерные для них слабо дифференцированные почковидные агрегаты входят в состав руд всех участков. Небольшие обособленные линзы этих минералов сравнительно редки. Примеси кобальта и железа в составе никелина и раммельсбергита незначительны (соотв. 0,5-1% и 1-2%); содержание висмута достигает 1-1,5% и сурьмы 0,7-1,2%.
Одна из собенностей минерального состава руд - сравнительно слабое развитие сульфоарсенидов кобальта, никеля и железа (кобальтина, герсдорфита, глаукодота, арсенопирита).
В качестве наиболее поздних образований в составе арсенидных руд месторождения иногда обнаруживается ассоциация минералов, содержащая теннантит, халькопирит, борнит, реже сфалерит и галенит в сопровождении кальцита, небольших количеств кварца и барита. Появление этой ассоциации характерно для некоторых рудних жил Северного участка, мелких рудопроявлений среди нижнедевонских пород и гранитов Южного участка. При химическом и микроскопическом изучении мышьяковых блеклых руд устанавливаются примеси кобальта и никеля преимущественно в форме тонкой вкрапленности герсдорфита.
Близкая по характеру медная минерализация с теми же небольшими примесями Со и Ni обнаруживается и за пределами рудного поля, главным образом к северу от него (рудопроявления Узун-ой, Бош-таг, Худеш, и др.). Несмотря на имеющиеся указания на находки саффлорита в наиболее детально изученном рудопроявлении Узун-ой, арсенидное оруденепие ховуаксинского типа здесь практически отсутствует.
Типы руд определяются количественными соотношениями главных рудных минералов, среди которых преобладает переменный по сосаву шмальтин-хлоантит. В ассоциации с ним распространён или железо-кобальтовий саффлорит, или существенно никелевые арсениды - никелин и раммельсбергит. Сравнительно небольшие примеси скуттерудита всюду наблюдаются совместно со шмальтин-хлоантитом. Столь же мало распространён лёллингит как компонент зональных агрегатов саффлорита или как составная часть поздних перекристаллизованных арсенидов.

Cтруктуры и текстуры руд

Текстурно-структурные особенности руд чрезвычайно характерны, указывая на вполне специфические условия их отложения и широко распространённые явления последующих преобразований.
Среди карбонатного выполнения рудных жил кроме вкрапленности и прожилков обычна полосчатость, параллельная зальбандам, иногда текстуры дробления и брекчирования. Широко распространены типичные почковидные агрегаты, состоящие в основном из никелина и раммельсбергита при чередовании с концентрическими оболочками шмальтин-хлоантита, саффлорита и карбонатов. В существенно кобальтовых рудах преобладают зернистые изометричные агрегаты или даже хорошо образованные кристаллы шмальтин-хлоантита совместно с удлинёнными и радиально-лучистыми образованиями саффлорита.
Изучение структур руд указывает на различную степень преобразования арсенидов, входивших в состав первоначально выделившегося высокодисперсного смешанного геля. Эту первичную форму выделений в значительной мере сохраняют наименее раскристаллизованные никелин и раммельсбергит. Саффлорит в процессе изменений приобретает узорчатую и фестотчатую структуры с дифференциацией на обособленные и чередующиеся зоны железо-кобальтового (саффлоритового) и железистого (лёллингитового) состава. Особенно резко выраженные преобразования характерны для шмальтин-хлоантита с тонкозональной структурой, подчиненной кристаллографическим направлениям, при обычном обособлении зон скуттерудитового состава по периферии кристаллов и зёрен. Как конечный продукт перекристаллизации, скуттерудит развивается также по прожилкам и нарастает на шмальтин-хлоантит, образуя оторочки или зоны окаймления.
С этой точки зрения часто выделяемые при микроскопических исследованиях многочисленные генерации арсенидов могут рассматриваться как последовательные стадии перекристаллизации высокодисперсных смесей арсенидов в соответствии с их различающейся кристаллизационной способностью, а не как результат последовательного ритмического отложения при непрерывно менявшемся составе растворов. При таком истолковании процесса могут быть исключены противоречащие геологическим данным выводы о последовательном отложении в начале никелевых арсенидов и вслед за ними - арсенидов кобальтового и железо-кобальтового состава.

Литература

Богомол А.А. Особенности геологического строения и локализации оруденения Ховуаксинского кобальтового месторождения. - "Геология рудных месторождений", 1970, №6, стр 30-45
Богомол А.А. Геологические и геохимические критерии поисков скрытого оруденения на Ховуаксинском кобальтовом месторождении. Кызыл, Тувинское книжн. изд-во, 1971, с. 98-10З. (Материалы по геол. Тувинской АССР, вып. 2)
Геология СССР. Том ХХIХ. Тувинская АССР, Ч. 1. Геологическое описание. М., "Недра", 1966, 460 с.
Захаров Е.П. О локализации оруденения не Хову-Аксинском кобальтовом месторождении Тувинской АССР. - В кн.: Геол. иссл. в Красноярск. крае и Тув. АССР. Кызыл, Тувинское книжн. изд-во, 1968, с. 57-65.
Кондратьев А.В., Рудашевский Н.С. О возрасте оруденения Ni-Со Ховуаксинского месторождения (Тувинская АССР). - "Докл. АН СССР", 1971, т. 196, №6, с. 1418-1421
Крутов Г.А. Месторождения кобальта. М., Госгеолтехиздат, 1959. 232 с.
Лебедев В.И. О дайках Хову-Аксинского рудного узла. Кызыл, Тувинское книжн. изд-во, с. 74-86 (Материалы по геол. Тувикской АССР, вып. 2).
Лебедев В.И. Об условиях образования медно-никель-кобальт-мышьяковых жил. Кызыл, Тувинское книжн. изд-во, 19712, с. 128-437. (Материалы по геол. Тувинской АССР, вып. 2)
Рудашевский Н.С., Кузнецова Л.Г. Пренит-полевошпатовые метасоматиты Ni-Со Ховуаксинского месторождения (Тувинская АССР). «Зап. Всесоюзн. минерал. об-ва», 1970, 2 сер., ч. 99, вып, 5, с. 528-538
Рудашевский Н.С. и др. Железистый тальк из метасоматитов Ховуаксинского месторождения. - "Зап. Всесоюзн. минер. об-ва", 1972, 2 сер., ч. 401, вып. 1, с. 44-51.
Рудашевский Н. С., Кондратьев А. В., Сидоров А. Ф. Зональность кристаллов бравоита разных генераций из метасоматитов Ховуаксинского никель-кобальтового месторождения (Тувинская АССР). - В сб.: Минералы и парагенезисы минералов гидротермальных месторождений. Л.: Наука, 1974, с. 20-31
Рудные месторождения СССР, в 3 т. М., "Недра", 1978, под ред. акад. В.И. Смирнова
Унксов В.А. Типы медно-никель-кобальт-ммшьяковой минерализации в Алтае-Саянской складчатой области. - "Зап. Всесоюзн. минерал. об-ва", 1958, 2 сер., ч. 87, вып. 5, с. 554-566
Унксов В.А. Об особенностях двух главных типов мышьяково-никель-кобальтовых месторождений. "Труды ВСЕГЕИ. Нов. сер.", 1961, т. 60, с. 133-138

См. также