Парагенетические соотношения минералов рубинового месторождения Снежное, Музкол-Рангкульский антиклинорий, Центральный Памир

Постановка задачи

Месторождение рубина Снежное является самым крупным на Памире и отнесено к рубин-карбонатной [9], рубин-мраморной камнесамоцветной формации метаморфического генезиса [10]. Этот тип месторождений получил название «рубин в мраморах» [6][14][19]. Снежное является типоморфным к крупнейшим месторождениям рубина: Лук Ен (Вьетнам), Могок (Мьянма), Таплиджунг (Непал), Нангимали (Пакистан), Джегдаллек (Афганистан) [12][16][17].

Месторождения рубина на Центральном Памире, включая месторождение Снежное, локализованы в мраморах сарыджилгинской свиты, входящей в музкольскую серию (PR₁) [18][20]. Она является вещественной основой Музкол-Рангкульского антиклинория, являющегося фундаментом киммерийской тектонической зоны Центрального Памира. Эта зона одна из четырех (Северный, Центральный, Юго-Западный и Юго-Восточный Памир), составляющих горно-складчатое сооружение Памир [1][4].

В 300 метрах к западу от месторождения Снежное находятся месторождение Надежда и проявления рубина Корунд-4 и Корунд-7, в 80 метрах к северу — Тимоша, в 3 км к востоку — Трика, к югу и юго-востоку — еще 4 проявления (Лагерное, Аленушка, Корунд-1 и Корунд-2) с недооцененными кондициями. Рассматриваемые рубиноносные объекты формируют минерагеническую структуру широтного простирания — Туракуломинскую зону протяженностью около 12 и шириной 0,6 км [9][20]. Рубиновая минерализация месторождения Снежное и других объектов региона локализована стратиформно в кальцитовых мраморах, с которыми образовалась одновременно. В раннем докембрии это были прослои бокситоподобных, глинистых пород в известняках. В процессе полициклического метаморфизма они превратились в рубиноносные залежи в мраморах. На этом основании возраст рубиновой минерализации синхронизируется с возрастом докембрийских мраморов [12].

Рубиноносные залежи характеризуются резкими колебаниями гранулометрического и минерального состава, мощности, протяженности и содержания рубина. Минеральная ассоциация рубина на рассматриваемом месторождении представлена 7 породообразующими и 19 акцессорными минералами. Все минералы месторождения имеют переменный состав, связанный с изоморфизмом [12]. Отдельные участки залежей формируются разными группами минеральных ассоциаций (парагенезисов), которые располагаются на первый взгляд хаотично: рубин в них то присутствует, то отсутствует, поэтому при разведке оно было отнесено (фондовые материалы экспедиции «Памиркварцсамоцветы») к четвертой группе сложности и разведка была объективно ограничена категорией С₂.

Геологические особенности месторождения

Подробные сведения о геологическом строении месторождения Снежное приведены ранее [9][12]. Для решения нашей задачи необходимо отметить основные геологические особенности месторождения.

Месторождение локализовано в кальцитовых мраморах раннепротерозойского возраста [13]. Они полициклически метаморфизованы в Р—Т-условиях высокотемпературной амфиболитовой фации (Т = 750—780º, Р = 7—9 кбар) — первый цикл (докембрийский) [5] и эпидот-амфиболитовой и зеленосланцевой фаций — второй цикл (мезо-кайнозойский) регионального метаморфизма [2][3]. Мощность мраморов около 150 м, протяженность ~ 12 км. Они согласно подстилаются и перекрываются высокоглиноземистыми кристаллическими сланцами кварц-плагиоклаз-биотитового состава с гранатом и кианитом. Рубин и его минеральная ассоциация формируют согласные залежи, приуроченные к поверхности напластования, которую мы рассматриваем как главную структуру, контролирующую их размещение [12]. Залежи протягиваются на несколько метров при мощности до 0,5, средняя — 0,15 м. Затем они выклиниваются и через пустые интервалы от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров вновь появляются. Эту поверхность мы рассматриваем как локальное стратиграфическое несогласие внутри апоизвестняковых мраморов. К этой структуре приурочены также месторождение Надежда и проявления рубина Корунд-4 и Трика. Разнообразие химических составов рубиноносных залежей отражено в таблице 1. Структурные особенности месторождения и химические составы рубиноносных залежей позволили нам ранее [8] предположить в качестве протовещества для них бокситоподобные осадки.

Нами выделено пять основных структурно-текстурных признаков пород, составляющих месторождение.

1. Контуры рубиноносных залежей совпадают с литологическими границами мрамора: мрамор — залежь с рубином — мрамор (рис. 1).
2. Породы рубиноносных залежей характеризуются крайней изменчивостью структуры. На небольшой площади наблюдаются лепидобластовая, гломеробластовая, гетеробластовая, гранонематобластовая и их различные вариации, смены и переходы одна в другую (рис. 2а).
3. В залежах наблюдаются сланцеватость, будинаж и плойчатость. По форме их можно представить в форме протяженного маломощного слоя с волнистыми зальбандами, иногда с плоскостями скольжения.
4. Продуктивные тела характеризуются резкой изменчивостью мощности и внутреннего строения, а также распределением содержания рубина. Он образует вкрапленно-гнездовую форму (рис. 2б).
5. Резко изменчиво качество рубина. Эти изменения наблюдаются на микро- и макроуровнях, в кристаллах и внутри залежей, по простиранию и падению, а также на всей площади месторождения. Это свойство рассмотрено ранее [11][15].

Минеральный и химический состав, условия залегания, структура и текстура минеральных ассоциаций позволяют предположить, что первичным веществом рубиноносных залежей месторождения Снежное являлись бокситоподобные осадки [8][12].

Парагенезисы рубина

Рубиноносные породы характеризуются весьма переменным по простиранию и по падению минеральным составом и различными по размеру и форме минералами. В залежах нами выделено пять минеральных ассоциаций, которые формируют обособленные участки с трех- и двухминеральными парагенезисами (табл. 2).

I. В первой группе пород выделяются три парагенезиса:

1) рубин + мусковит + маргарит,

2) рубин + скаполит (основной) + маргарит,

3) рубин + скаполит (основной) + флогопит (высокоглиноземистый).

Эту группу пород можно определить как скаполитовую серию. Скаполит здесь выступает как типоморфный минерал. В этой группе пород не отмечается парагенезис рубина с плагиоклазом, скаполитом среднего состава и низкоглиноземистым флогопитом (рис. 3а). Для третьего парагенезиса характерен флогопит с самым высоким содержанием глинозема и основной скаполит с 74% мариалитовой молекулы. Особенностью этой группы пород является флогопит, который образует парагенезисы со всеми минералами, кроме маргарита (рис. 3а).

II. Во второй группе пород наблюдается два парагенезиса:

4) рубин + плагиоклаз (кислый) + мусковит,

5) рубин + плагиоклаз (средний) + маргарит.

Эту группу пород можно определить как плагиоклазовую серию. Плагиоклаз является типоморфным минералом. В этой группе отсутствует скаполит (рис. 3б).

Первая и вторая группы пород залежей благодаря скаполиту и плагиоклазу обладают гломеробластовой и/или гетеролепидобластовой структурой.

III. В третьей группе выделены два трехминеральных парагенезиса:

6) рубин + мусковит + маргарит,

7) рубин + флогопит (высокоглиноземистый) + маргарит.

Эту группу пород можно определить как безплагиоклазовую и безскаполитовую серию (рис. 3в). Местные геологи их называют слюдитами. В них с рубином в парагенезисе не отмечаются одновременно мусковит, флогопит и маргарит. Слюдиты с рубином имеют средне-, крупнозернистую лепидобластовую структуру с фрагментами гломеропорфировой (рис. 4б). Слюды различного размера: от первых миллиметров до первых сантиметров в поперечнике, гранонематобластовой или гетеробластовой структуры. Их парагенетические соотношения показаны на диаграмме (рис. 3в).

IV. В этой группе мы выделяем мономинеральные кристаллы, желваки, сростки рубина на поверхности напластования (рис. 5а). Она определяется двухминеральным парагенезисом:

8) рубин + кальцит.

Четвертая группа отличается разнообразием форм и размеров рубина. Самоцвет является самым крупным и самым богатым кристалломорфологическими формами среди минералов месторождения (рис. 5б). В музее экспедиции «Памиркварцсамоцветы» экспонировались три обломка кристаллов длиной 23 см и поперечником более 10 см каждый. Почти мономинеральные скопления рубина могут достигать 50×20×20 см, весом более 50 кг.

Эта группа представляет главный промышленный интерес. С ней связаны самые крупные и наиболее прозрачные кристаллы самоцвета. Его качественные кондиции рассмотрены в [11].

V. В залежах часто наблюдаются «пустые» участки, без рубина (рис. 6). Они представлены восемью парагенезисами (четырех-, трех- и двухминеральными):

9) флогопит (низкоглиноземистый) + скаполит (средний) + плагиоклаз (средний) + мусковит,

10) флогопит (разного состава) + скаполит (основной) + мусковит,

11) скаполит (средний) + плагиоклаз (разного состава),

12) флогопит (низкоглиноземистый) + скаполит (средний) + плагиоклаз (кислый),

13) флогопит (разного состава) + скаполит (разного состава),

14) скаполит (разного состава) + плагиоклаз (разного состава),

15) флогопит (разного состава) + мусковит,

16) флогопит (высокоглиноземистый) + маргарит + мусковит.

Общая картина парагенезисов на месторождении Снежное сведена в таблицу 2.

Характерной особенностью всех минералов, находящихся в парагенезисе с рубином, является изоморфная примесь хрома и ванадия от сотых долей до первых процентов [11].

Текстура рубиносодержащих пород является такситовой (неоднородной). В них очень слабо выражена либо отсутствует сланцеватость. Обычно слюды ориентированы разнонаправленно, хаотично. Сланцеватые участки рассекаются кристаллами рубина.

Рубиноносные породы непрерывно протягиваются на несколько метров при мощности до 0,5 м и выклиниваются. Через десятки сантиметров они могут появиться вновь. Их контакты с мраморами резкие, иногда осложнены зеркалами скольжения площадью до 10 см², т.е. разрывы являлись мелкими, локальными.

Кондиционные кристаллы самоцвета находятся среди хромсодержащих слюд или в белых мраморах без рудно-графитовой смеси минералов. Во втором случае прозрачность самоцвета связана с тем, что при его росте окружающее его пространство оказалось без рудно-графитовой «пыли». Ее мы часто наблюдаем в рубиноносных породах и обрамляющих их темно-серых мраморах (рис. 3, 4а).

Повышение прозрачности самоцвета возрастает с уменьшением количества минералов в составе залежей и во вмещающих мраморах [11], поэтому самой промышленно ценной является четвертая минеральная ассоциация (рис. 3).

Выводы

1. На основе парагенетического анализа [7], проведенного с минералами рубиноносных залежей, залегающих внутри мраморов месторождения Снежное, нами выделены четыре группы пород. Три из них по преобладающему минералу разделены на серии: плагиоклазовую, скаполитовую и слюдитовую, а четвертая группа — мономинеральная рубиновая. В их составе установлено 16 парагенезисов: двух-, трех- и четырехминеральных.
2. Разнообразие и неравномерное проявление парагенезисов определяются изменчивым химическим составом протолита (бокситоподобного осадка), метаморфогенное преобразование которого привело к возникновению месторождения Снежное.
3. Использование парагенетического анализа для исследования метаморфогенного месторождения рубина получило эффективный результат, проверенный на конкретных объектах: рубиноносных залежах Снежного и других. Полученные материалы могут быть использованы при поисках и разведке новых месторождений в контурах мраморов музкольской метаморфической серии.

ВКЛАД АВТОРОВ / AUTHOR CONTRIBUTIONS

Литвиненко А.К. — разработал концепцию и подготовил текст статьи, окончательно утвердил публикуемую версию статьи и согласен принять на себя ответственность за все аспекты работы.

Andrey K. Litvinenko — developed the concept and prepared the text of the article, finally approved the published version of the article and agreed to take responsibility for all aspects of the work.

Одинаев Ш.А. — внес вклад в обработку и анализ геолого-петрохимических данных и в создании графической информации, утвердил публикуемую версию статьи и согласен принять на себя ответственность за все аспекты работы.

Sharifjon A. Odinaev — contributed to the processing and analysis of geological and petrochemical data and to the creation of graphical information, approved the published version of the article and agrees to take responsibility for all aspects of the work.