Физико-химические условия образования месторождений бора и олова

Изложенные материалы исследования свидетельствуют о сложной эволюции минеральных форм нахождения петрогенных и рудных элементов в процессах эндогенного формирования магнезиально-скарновых месторождений бора и олова, претерпевающих изменение и в гипергенных условиях. В этом аспекте рассматриваемые скарновые месторождения не имеют аналогов: становление оруденения, начинающееся на магматическом этапе, продолжается и видоизменяется на фоне эволюции pH постмагматических растворов с понижением температуры, не минуя и экзогенного этапа.

В отношении конкретных, в том числе и сопряженных в пространстве, рудных зон, месторождений, рудных полей и регионов прохождение эндогенных процессов в отношении их представительности не является идентичным, что отражает реальные различия тектонических условий формирования месторождений, различия фациальной принадлежности взаимодействующих магматических и осадочных пород и различия глубины становления скарнов и оруденения. Тем не менее даже при этом устанавливаются отчетливые тенденции последовательности прохождения всех стадий минералообразования, но выраженных с различной отчетливостью.

Существует мнение, что скарны как таковые являются лишь благоприятной средой для отложения оруденения при отсутствии генетической связи между процессами скарно- и рудообразования. Эта точка зрения высказывается в ряде исследований, в которых, к сожалению, отсутствуют геохимически обоснованные данные об эволюции минеральных форм нахождения петрогенных и рудных элементов. He отрицая как таковую возможность локальной генетической разобщенности скарно- и рудообразования в регионах проявления разновозрастных интрузий, необходимо отметить, что это не может не вызвать повторения стадий минералообразования, а следовательно, может быть установлено тщательным исследованием. Это убеждение основано на отсутствии безрудных магнезиальных скарнов, показанном в настоящей работе; варьируют только масштабы оруденения.

Определяющими физико-химическими факторами формирования оруденения являются температура, pH, окислительно-восстановительные условия, режимы углекислоты, сульфатной и сульфидной серы, химические активности бора, олова, железа, фтора, кремния и других петрогенных элементов и изменения их величин, а также временные соотношения этих факторов, определяющих состав и свойства эндогенных флюидов и растворов. Анализ физико-химических факторов образования боратных, борооловянных и оловянных руд в магнезиально-скарновых месторождениях, обнаруживающих и региональную изменчивость, и зависимость от литолого-тектонической обстановки, еще не может быть проведен на количественной основе и в настоящем разделе работы рассматривается с возможной детальностью в свете проведенных экспериментальных и геохимических исследований с позиций установленных закономерностей последовательного изменения химического состава и эволюционной преемственности слагающих их минералов.

Исследования В.Л. Барсукова положили начало систематическому геохимическому и физико-химическому изучению процессов формирования боратного оруденения в магнезиальных скарнах, что совпало с появлением первых обобщающих работ по минералогопетрографическому изучению этого типа месторождений Л.И. Шабынина.

Экспериментальные работы в этой области были проведены В.Л. Барсуковым и Г.Е. Курильчиковой по изучению ссайбелиитизации людвигита и бороносности серпентина и продолжены В.Л. Барсуковым и Н.Н. Дерюгиной по генезису котоита, ссайбелиита, датолита и данбурита. Этими исследованиями были впервые определены условия образования эндогенных минералов бора, слагающих промышленные концентрации в скарновых месторождениях, под воздействием гидротермальных растворов. Ранее эти и другие бораты (вонсенит, котоит, суанит) синтезировались сплавлением стехиометрических смесей слагающих их компонентов.

В дальнейшем исследования по моделированию процессов образования эндогенных боратов в системах MgO—B2О3—H2O—CO2, MgO—FeO—Fe2O3—B2O3—H2O—CO2 и MnO—B2O3—H2O—CO2 в широком диапазоне изменения температуры, pH и давления углекислоты продолжались автором настоящей работы, а по синтезу и исследованию боратов с применением стехиометрических смесей компонентов — И.Я. Некрасовым, А.П. Григорьевым, Е.Н, Диманом и другими учеными, данные которых по изучению магниевых, железных и оловянных боратных систем обобщены в книге "Изучение высокотемпературных боратов". Независимо от методических различий решения проблемы оба направления исследований привели к установлению общих тенденций, определяющих существование различных по составу боратов при сопоставимых граничных условиях эксперимента: температуре, pH и химических активностях (или концентрациях) бора в растворах.

Значительным вкладом в понимание физико-химических условий образования эндогенных (и скарновых в том числе) месторождений бора и олова являются исследования Г.Е. Курильчиковой, В.Л. Барсукова и других по экспериментальному изучению химических форм миграции бора и олова. Исследованиями установлено, что наиболее вероятными являются тетрабораты, гидроксофторобораты и гидроксофторостаннаты калия и натрия, состав которых коррелируется изменением pH, температуры и концентрациями компонентов гидротермальных растворов. Этими факторами определяются возможности мобилизации, миграции и отложения бора и олова при химическом взаимодействии с породами и минералами.

Наиболее информативными в отношении физико-химического анализа экзогенного образования боратов являются исследования А.В. Николаева, А.Д. Кешана, MT. Валяшко и Г.К. Годе по изучению и синтезу гипергенных боратов и условий их осаждения из растворов в зависимости от pH. Все эти и другие экспериментальные данные привлечены для интерпретации физико-химических условий становления и преобразования боратного и борооловянного оруденения на магнезиально-скарновых месторождениях, рассматриваемых в настоящей работе.

Излагаемый материал не может отразить всего многообразия геохимического процесса формирования руд с учетом локальных и региональных его особенностей, но на основании анализа парагенезисов рудных и породообразующих минералов и экспериментальных данных о полях их устойчивости отражает реальные возможности объективной оценки наиболее выраженных тенденций постмагматического процесса.