МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТИТАНОМАГНЕТИТ-ИЛЬМЕНИТОВЫХ РУД ЗАПАДНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ, РОССИЯ

Бадмацыренова Р.А.  

Введение
Эндогенные титаномагнетит-ильменитовые руды представляют интерес в качестве объектов, изучение которых способствует решению ряда петрологических проблем. Одной из них является выяснение характера связи с щелочно-основными и основными комплексами пород и способа отделения, обогащенных фосфором систем. Начиная со второй половины  XX в. титаномагнетит-ильменитовые руды многих месторождений стали расцениваться как один из ведущих промышленных типов железорудного и ванадиевого сырья, а отдельные типы этих руд – как важный источник получения титана. Такие месторождения разведаны во многих странах мира – ЮАР, Канаде, Норвегии, КНР, Украине, но более всего – в России. Они известны на Урале, в Карелии, Восточном Саяне, Забайкалье, на Дальнем Востоке.
Геологическое строение
Арсентьевский габбро-сиенитовый массив входит в группу титаноносных массивов, которые относятся к Моностойскому комплексу интрузивных пород. Арсентьевский массив расположен в центральной части хребта Моностой, на левобережье пади Маргетуй (Соленопадская). Обнаженная часть массива занимает около 20 км². Массив описывался как интрузив центрального типа [Богатиков, 1966], ядро которого сложено габброидами, а периферические части – сиенитами. В плане массив имеет овальную форму, слегка удлиненную в меридиональном направлении. Габброиды занимают южную часть массива, сиениты – северную. Контакт габброидов с вмещающими породами и с прорывающими их сиенитами неровный, с многочисленными бухтообразными затеками и выступами сиенитов в габбро. Габброиды на всех участках своего распространения в большей или меньшей степени расслоены. Наиболее выразительно расслоенность габброидной серии проявлена в северной и южной частях массива. Здесь она выражена чередованием лейкократовых и меланократовых прослоев.
К Арсентьевскому массиву приурочено месторождение титаномагнетит-ильменитовых руд, которые сосредоточены в поясе развития габбро [Кислов и др., 2009]. Преобладающими формами рудных тел являются линзовидная и жилообразная, реже наблюдаются изометричная или угловатая с многочисленными апофизами. Мощность изменяется от десятков см до 3-10 м. Эти руды имеют резкие контакты с габбро, и приурочены к тектоническим зонам в породах габброидной серии. На контактах здесь обычно наблюдаются небольшие зоны рассланцевания, габбро сильно амфиболизировано.
Классификация руд
На Арсентьевском массиве нами выделены два типа руд: син- и эпигенетические руды. По количественному содержанию магнетита и ильменита сингенетические руды делятся на рассеянно-вкрапленные и густовкрапленные руды:
Сингенетический тип:
Рассеянно-вкрапленные руды характеризуется содержанием Fe-Ti окисно-рудных минералов до 10%. Этот тип минерализации является характерным для оливиновых и нормальных габброидов. К этому типу относятся габбро, пироксениты. Обособления вкрапленных руд развиты среди   наиболее  сильно  дифференцированных участков интрузии, где чередуются габбро с переходами к керсутитовому габбро. Для этого типа оруденения характерно присутствие как идиоморфных зерен титаномагнетита, так и ксероморфных по отношению  к  силикатам образований,  что,   по видимому,   указывает на длительность и многоэтапность процессов кристаллизации этого минерала.
Рудные минералы, представленные магнетитом и ильменитом, этих пород, как правило, образуют сидеронитовую вкрапленность, которая выполняет промежутки между зернами силикатов. Следует отметить тесную ассоциацию титаномагнетита с апатитом.
Количество рудных минералов в густовкрапленных рудах достигает 20-40 об. %. По минеральному составу эти руды делятся на титаномагнетит-ильменитовые и апатит-титаномагнетит-ильменитовые. В последних содержание апатита доходит до 10-15 об.%.  Главные рудные минералы представлены магнетитом и ильменитом. Между собой они находятся в тесной ассоциации, образуя неправильной формы ксеноморфные агрегаты в интерстициях зерен силикатных минералов и кристаллизуясь всегда после них. Размер зерен варьирует от 0.04 до 2-3 мм. В незначительных количествах рудные минералы отмечаются в виде более мелких включений в пироксене, керсутите и плагиоклазе. Наблюдается как “гомогенный” магнетит, имеющий состав, близкий к теоретическому, так и высокотитанистый со структурой распада твердого раствора в виде пластинок ильменита. Ильменит также имеет непостоянный состав, выражающийся в присутствии в разных количествах Fe³⁺.
Кроме магнетита, ильменита и апатита, руды слагаются переменным количеством оливина, пироксена и плагиоклаза. Встречаются амфиболы и биотит. В незначительном количестве во вкрапленных апатит-титаномагнетит-ильменитовых рудах присутствуют сульфиды и шпинель, содержание которой значительно ниже, чем в сплошных рудах.
Вокруг плагиоклаза на контакте с магнетитом развита  амфиболовая каемка с эмульсиями магнетита и каемка керсутита. В нерудных участках породы встречаются мелкие 0.1 мм  идиоморфные зерна магнетита с игольчатыми структурами распада ильменита, реже сростки магнетита и ильменита с включениями рутила. Контакты магнетита и ильменита зазубрены.
Перечисленные признаки указывают на более позднюю кристаллизацию окисно-рудных минералов по сравнению с силикатами и насыщенность летучими рудоносного расплава, в частности фосфором и фтором.
Эпигенетический тип:
К этому типу относятся массивные (сплошные) руды.  Наибольшим распространением эти руды пользуются в расслоенной серии в северной и северо-восточной части массива. Они представляют промышленный интерес. Минеральный состав сплошных руд довольно однообразен. Они на 70-90 % представлены агрегатом магнетита, титаномагнетита и ильменита. Магнетит несколько преобладает (иногда в 2-3 раза) над ильменитом. По сравнению с вмещающими их вкрапленными рудами зерна рудных минералов здесь более крупные (до 3-5 мм). В незначительных количествах в рудах присутствуют сульфиды (пирит, пирротин, халькопирит, марказит и пентландит), которые обычно образуют отдельные мелкие зерна и, реже, их агрегаты. Характерной особенностью сплошных руд является постоянное присутствие в незначительных количествах апатита и повышенное содержание шпинели, количество которой в отдельных образцах достигает 10-30 %. В сплошной массе рудного вещества наблюдаются включения силикатных минералов (плагиоклаз, пироксен, керсутит).
Минералогия
Рудные минералы пользуются широким распространением во всех типах оруденения. Они относятся к двум классам: окисные минералы и сульфиды. Главными рудными компонентами являются Fe-Ti окисно-рудные минералы, сульфиды играют резко подчиненную роль.
Ильменит в сингенетических рудах наблюдается в виде: отдельных анизотропных зерен. Он представлен зернами с различной степенью идиоморфизма размером 0.2х0.3 мм, 3х3 мм, обычно около 1 мм. В более крупных зернах ильменита заметно полисинтетическое двойникование и иногда видны тонкие (около 0.001 мм) вростки ге¬матита, ориентированные параллельно спайности в ильмените. Свободный ильменит в густовкрапленных апатит-титаномагнетитовых рудах часто содержит включения апатита и очень редко сульфидов. Обычно если свободный ильменит и титаномагнетит присутствуют примерно в равных количествах, то ильменит является более идиоморфным минералом по отношению к титаномагнетиту. С увеличением отношения титаномагнетит : ильменит разница в степени идиоморфизма между этими двумя минералами исчезает;
Ильменит в структуре распада твердого раствора пользуется очень широким распространением в массивных и густовкрапленных рудах Арсентьевского массива и отличаются большим разнообразием.
Менее распространены в массивных рудах грубые прорастания ильменита и магнетита в виде пластин толщиной от 0.3 до 2.0 мм. Эта структура может быть названа грубопластинчатой. Боковые плос¬кости выделений ильменита обычно прямолинейны, а торцовые зазубрены.
Ильменит в виде включений в силикатах. Эта разновидность ильменита пользуется незначительным распространением. Наиболее железистые разности характерны для вкрапленных руд.
Магнетит  сингенетических руд встречается в виде: пылевидного магнетита, связанного с оливином и с биотитом; тонких (0.01-0.2 мм) прожилков, секущих титаномагнетит и породообразующие минералы; реакционных кайм между раннее образовавшимся оливином и ромбическим пироксеном. Важнейшей особенностью магнетита массивных руд является обогащенность TiO₂, Al₂O₃, MgO относительно магнетита вкрапленных руд.
Выводы
По данным микрозондового анализа показано, что магнетиты, ильмениты, амфиболы и биотиты сплошных руд значительно богаче TiO₂, Al₂O₃ и MgO, заметно обогащены Na₂O, чем минералы вкрапленных руд, а апатит содержит меньше фтора. При этом ильменит и магнетит из структур распада твердого раствора по сравнению с их зернистыми обособлениями заметно обогащены Al₂O₃ и MgO. Поскольку массивные и сингенетические руды имеют тесную пространственную ассоциацию, то, в целом, оруденение имеет ликвационно-кристаллизационный генезис.

Литература:
Богатиков О.А. Петрология и металлогения габбро-сиенитовых комплексов Алтае-Саянской области. - М.: Наука, 1966. – 365 с.
Кислов Е.В., Гусев Ю.П., Орсоев Д.А., Бадмацыренова Р.А. Титаноносность Западного Забайкалья // Руды и металлы. – 2009. - № 4. - С 3-12.
Zhou M.-F., Robinson P.T., Lesher C.M., Keays R.R., Zhang C.-J., Malpas J. Geochemistry, Petrogenesis and Metallogenesis of the Panzhihua Gabbroic Layered Intrusion and Associated Fe–Ti–V Oxide Deposits, Sichuan Province, SW China // J. of Petrology. - 2005. - V. 46. - № 11. - P. 2253-2280.
 

Файл с полным текстом:  Бадмацыренова_2011.doc