Олово концентрируется в результате пегматитовых, гидротермальных и экзогенных процессов. Выделяются следующие генетические группы месторождений:
- пегматиты,
- контактово-метасоматические,
- гидротермальные,
- россыпи.
Эти генетические группы включают следующие промышленные типы месторождений:
- пегматитовый,
- касситерит-кварцевый (гидротермальный),
- касситерит-сульфидный (контактово-метасоматические и гидротермальные),
- россыпи.
Главное практическое значение имеют россыпи, заключающие 60% всех запасов и обеспечивающие до 75% всего производства оловянных концентратов. Из коренных месторождений олова наиболее важны сульфидно-касситеритовые, на долю которых приходится около 20% запасов и добычи олова.
Оловоносные пегматиты
Олово встречается в различных типах пегматитов, но только в натроволитиевом типе (по А. Е. Ферсману) касситерит образует промышленные концентрации. Для оловоносных пегматитов характерно широкое развитие грейзенизации и альбитизации. Они обычно возникают в эндо- и экзоконтактных зонах рудоносных гранитных массивов, удаляясь от их контакта на расстояние до 1—2 км и более.
М. Ф. Стрелкин [1938] различает: 1) кварц-микроклиновые и 2) кварц-микроклин-сподуменовые оловоносные пегматиты.
Наиболее широко распространены кварц-микроклиновые пегматиты, характеризующиеся интенсивной альбитизацией и мусковитизацией. Альбит и сопровождающие его минералы, различные фосфаты, полихромные турмалины и колумбит, развиваются в основной массе жилы. Грейзеновая ассоциация с касситеритом в виде гнезд, линзочек и других неправильных тел сосредоточивается в зальбандах. В некоторых случаях на образования ранних стадий накладываются сульфиды в ассоциации с кварцем. Наложение этой минерализации на кварц-микроклин-сподуменовые пегматиты приводит к переходу сподумена а альбит-слюдистый агрегат.
Оловоносные пегматиты имеют плито-, линзо-, реже трубообразную форму. Содержание олова в пегматитовых месторождениях низкое (обычно менее 0,1%) и практическое значение их невелико. Оловоносные пегматиты развиты в СССР (Средняя Азия), в ряде стран Центральной Африки, в Бразилии.
Оловоносные пегматиты Средней Азии приурочены к пегматитовому поясу, вытянутому вдоль водораздела хребта среди сланцев (средний палеозой) и прорывающих их гранитных массивов. Месторождения расположены как внутри массива гранитов, так и в зоне их ближайшего экзоконтакта. Для оловоносных пегматитов района, по А. А. Беусу [1948 г.], характерно развитие зональности первичной кристаллизации и зональности, возникшей в процессе замещения. Для первичной кристаллизации характерны шесть зон: 1) пегматоидного гранита, 2) аплитовидная, 3) графическая, 4) средне- и грубозернистая кварц-полевошпатовая, 5) блокового полевого шпата и 6) блокового кварца и кварц-сподуменовая. Эти зоны ориентированы как по мощности — от зальбандов к центру пегматитовых жил, так и по вертикали.
Зональность замещения приводит к возникновению следующих, зон: мусковитовой, альбитовой, лепидолитовой и грейзеновой. Мусковитовая зона сложена фосфатами марганца и железа, мусковитом и кварцем. В альбитовой развиты альбит, турмалин, фосфаты марганца и железа. В лепидолитовой зоне присутствуют альбит, лепидолит и кварц. Грейзеновая зона представлена мусковитом, кварцем, альбитом, и касситеритом. Из рудных минералов также встречается колумбит (Fe, Mn) (Nb, Та)2O6. Содержание олова в пегматитах колеблется от 0,1 до 0,2%. Альбитовые оловоносные пегматиты М. Ф. Стрелкин разделяет на два типа: 1) клевеландит-сподуменовый и 2) грейзенизированный. Касситерит находится в тесном парагенезисе с альбитом и грейзеновой слюдкой.
Широко распространенные в Африке пегматиты связаны с докембрийскими и нижнепалеозойскими гранитами. Согласно С. Е. Колотухиной и др. [1964 г.], они сконцентрированы в пяти структурных поясах: Родезийско-Трансваальский, Центрально-Африканский, Восточно-Африканско-Мадагаскарский, Нигерийско-Сахарский и Марокканско-Малийский. Относительно более детально были изучены месторождения второго из упомянутых поясов, в частности оловоносные пегматиты Заира.
Оловоносные граниты верхнепротерозойского возраста (800—1015 млн. лет) и ассоциирующие с ними во времени и пространстве оловоносные пегматиты в пределах Центрально-Африканского пояса прослежены на 1100 км. Здесь развиты различные типы пегматитов, распределение которых, по Варламову [1961 г.], обусловлено тектоническим и температурным режимом кристаллизующегося магматического расплава. Оловоносные пегматиты располагаются обычно в апикальных частях оловоносных гранитных массивов и в их экзоконтактовых зонах. Основная промышленная минерализация развита именно в последних. Наибольший практический интерес представляют 12 месторождений, в. том числе месторождение Маноно-Китотоло в провинции Шаба.
Месторождение Маноно-Китотоло является наиболее крупным оловянным месторождением Заира. Здесь выявлено два пегматитовых тела, каждое протяженностью около 5 км и шириной 400 м. Восточное тело получило название месторождение Маноно, а западное — Китотоло. Пегматиты имеют зональное строение, причем от периферии к центральным частям наблюдаются следующие зоны: 1) кварцевая с мусковитом или без него, 2) альбит-аплитовая и 3) натриево-литиевая. Из рудных минералов в пегматитовых телах развиты касситерит и колумбит-танталит, а из литиевых — сподумен. В подчиненных количествах развиты апатит, циркон, флюорит, турмалин, рутил, торолит (SnTa2O7), леллингит, арсенопирит, пирит и ильменит. Зальбанды пегматитовых тел сложены слюдистыми сланцами. Касситерит неравномерно рассеян во всем теле пегматита, но более всего он концентрируется в кварц-мусковитой зоне, образуя дипирамидальные кристаллы темно-коричневого цвета. Попутно с касситеритом извлекается колумбит-танталит. Отношение Ta2O5/Nb2O5 0,7—1,2 (до 1,8). При обогащении получаются концентраты, содержащие Та2O5 30—40 %, Nb2O5 30—35 %,
SnO2 1,9—2,2% и TiO2 0,7—1,6%. С поверхности и до глубины 30—40 м пегматиты интенсивно выветрены и представляют собой рыхлую каолинизированную массу. В настоящее время производится отработка коренных руд, содержащих 2 кг касситерита на 1 м3 пегматита.
Заканчивая рассмотрение оловоносных пегматитов, следует отметить, что они не дают крупных промышленных скоплений, но являются одним из основных источников оловоносных россыпей. Они могут представлять большой интерес для попутной добычи минералов тантала, лития, а иногда и бериллия.
Касситерит-кварцевые месторождения
Месторождения данного промышленного типа развиты в Малайской провинции, в Центральной Африке, на Пиренейском полуострове, в Рудных горах Западной Европы, в некоторых районах Восточной Австралии. В пределах СССР эти месторождения известны в Сибири. Общая особенность рассматриваемых месторождений — генетическая связь с кислыми и ультракислыми гранитными массивами, которые обычно сопровождаются постмагматическими изменениями с новообразованиями таких минералов, как топаз, турмалин, флюорит, фтор и литийсодержащие слюды. Эти интрузивы преимущественно возникают в гипабиссальных условиях, иногда на средних глубинах. Их возраст от архейского и раннепротерозойского до позднемезозойского и третичного.
О. Д. Левицкий выделяет следующие рудные формации: 1) грейзеновую, 2) касситерит-топаз-кварцевую, 3) касситерит-полевошпат-кварцевую, 4) касситерит-кварцевую.
Месторождения этих формаций имеют много общих черт и отличаются в основном количественными соотношениями отдельных минералов и прежде всего кварца, топаза и мусковита. Между собой они связаны взаимопереходами. Мы охарактеризуем месторождения кварц-касситеритового типа в целом. Они ассоциируют с относительно глубинными крупными массивами гранитов, а также с гипабиссальными массивами. Нередко наблюдается широкое развитие постмагматических процессов, проявляющихся не только в экзоконтактовых зонах, но и в центральных частях массивов. Рудоносные граниты рассматриваемых месторождений близки к гранитам, с которыми связаны оловоносные пегматиты.
Оруденение приурочено как к самим гранитным массивам, так и к зоне их экзоконтакта. В некоторых случаях на периферии рудных полей оловорудных месторождений появляются сульфидные рудные жилы — медные и свинцово-цинковые, возникшие в более поздние стадии минерализации. Большинство касситерит-кварцевых рудных тел представлено жилами, которые выполняют трещины скалывания и отрыва. Штокверки играют подчиненную роль. Протяжение рудных жил колеблется в широких пределах: от нескольких десятков метров до первых сотен метров. Мощность жил варьирует от 0,1 до 1 м, причем обычно изменение мощности происходит постепенно. Часто от основных жил отделяются апофизы. Зальбанды жил обычно четкие, что свидетельствует об их образовании путем выполнения полостей.
В составе жил резко преобладает кварц. В заметном количестве обычно присутствует мусковит, а в некоторых провинциях также турмалин. В других провинциях турмалин имеет подчиненное развитие либо отсутствует. В качестве второстепенных, а иногда даже редких минералов отмечаются калиевый полевой шпат, альбит, берилл, топаз, флюорит, амблигонит, триплит, данбурит и др. Из рудных распространены, помимо касситерита, вольфрамит и арсенопирит. Значение других рудных минералов, в том числе и сульфидов, обычно небольшое. Минерализация развивается, как правило, в несколько стадий, причем такие главные минералы, как кварц и некоторые другие, образуют несколько генераций. Время выделения касситерита относительно вольфрамита непостоянно. В некоторых месторождениях в более поздние стадии кристаллизуется халцедон, а иногда и сульфиды, нередко ассоциирующие с железистыми карбонатами. Изменение вмещающих пород, выражается в появлении мусковитовых, топаз-мусковитовых и других, грейзенов. Для более полного представления о конкретных месторождениях перейдем к описанию примеров.
Месторождения Корнуэльского полуострова в Великобритании разрабатываются более 2000 лет и за этот период было получено 2 млн. т олова, в том числе 750 тыс. т из россыпей. В разное время добыча оловянных руд производилась на 180 рудниках. В настоящее время разрабатываются только два месторождения: Саус-Крофти и Гивор, которые в отличие от ранее разрабатывавшихся типичных касситерит-кварцевых месторождений содержат повышенное количество сульфидов. Промышленные запасы этих месторождений оцениваются в 5 тыс. г олова. Добыча олова из года в год уменьшается и в 1968 г. составила 1830 т.
Основная часть территории Корнуэльского полуострова представляет собой варисскую складчатую область, сложенную песчано-сланцевыми толщами с прослоями конгломератов (отложения «киллас») девона — карбона. В районе графства Девоншир каменноугольные отложения перекрываются полого залегающими пермскими терригенными красноцветными осадочными толщами и вулканогенными образованиями, а еще восточнее — мезозойскими образованиями Лондонского бассейна. Отложения девона — карбона интенсивно дислоцированы, смяты в складки субширотного простирания, разбиты разрывными нарушениями и прорваны пятью главными и серией более мелких массивов гранитов пермо-карбона. На контакте этих массивов возникли зоны роговиков. Согласно данным геофизических исследований на глубине все эти массивы соединяются в единый батолит, который распространяется под всей Корнуэльской металлогенической провинцией. Граниты двуслюдяные, многофазные, сопровождаются пегматитами. Они характеризуются преобладанием калия над натрием.
Рудные жилы приурочены к разрывным нарушениям, проходящим как по гранитам, так и по вмещающим их песчано-сланцевым отложениям. Отчетливо выделяются жилы, связанные с трещинами отдельности, и более крупные, вдоль сколовых нарушений, характеризующиеся развитием брекчий. Руды содержат большое количество минералов (более 220), из которых главными рудными являются касситерит, станнин, халькопирит, арсенопирит и вольфрамит. Реже встречаются шеелит, блеклая руда, сфалерит, висмутин, асениды цикеля и кобальта, урановая смолка, борнит, галенит и др. Из жильных минералов главным является кварц, а второстепенными — хлорит, турмалин и флюорит. В распределении минералов наблюдается зональность. В жилах, залегающих в гранитах, на глубине 800—1200 м развиты кварц с касситеритом. С глубины 300 до 800 м с касситеритом ассоциируют сульфиды меди и вольфрамит. Выше (до самой поверхности) в основном залегают сульфидные руды.
Намечается и горизонтальная зональность. Большая часть оловянных жил залегает в гранитах и роговиках. По удалению от гранитов появляется все больше сульфидов и на флангах рудных полей зарегистрированы свинцово-цинковые руды. Однако эта зональность не постоянная, и местами в гранитах развиты также сульфидные руды. Протяжение наиболее крупных жил до 7 км при средней мощности около 1 м. Жила Долькоаф, протяжение которой 6 км, вскрыта до глубины 950 м. Именно на этой жиле отчетливо проявлена вертикальная зональность. Среднее содержание олова в рудах 0,7—1,2%.
Месторождение Саус-Крофти. В пределах рудного поля Саус-Крофти обнажаются метаморфизованные песчаники и сланцы («киллас»). На глубине они прорваны гранитным интрузивом Кари Юри. В породах «киллас» залегают силлы зеленокаменных пород мощностью до 100 м. Поверхность контакта гранитов с породами «киллас» наклонена к северу и по мере углубления становится более пологой. Все породы пересечены системой даек кварцевых порфиров северо-восточного простирания. Наиболее нарушенной оказалась область выполаживания контакта гранитов с породами «киллас» и именно здесь развились многочисленные рудные жилы.
Исследователи считают, что в районе развиты послерудные нарушения северо-западного простирания, крупнейшим из которых является Большой Долкоатский разлом, смещающий рудные жилы на 100—120 м. Однако в месте пересечения этого разлома с жилами северо-восточного простирания развиты очень богатые руды, что указывает на существование этого нарушения до оруденения. В отдельных рудных жилах обогащенные участки приурочены к местам пересечения рудоносных разрывов.
На месторождении отчетливо проявляется вертикальная зональность. Медные руды развиты от поверхности до глубины 250 м, вольфрамовые — от 250 до 360 м, а оловянные руды залегают на глубине от 360 до 620 м в жилах с южным падением и до 820 м — с северным. Вертикальные размеры рудных зон в разных жилах несколько меняются (в пределах 50—70 м). Оловянное оруденение приурочено к тем жилам или их частям, которые залегают в гранитах. Рудные жилы в гранитах обычно не имеют резких границ, часто расщепляются на серию сближенных прожилков и выполнены хлоритом, кварцем и другими минералами. Мощность жил варьирует в пределах 0,3—1,5 м. От основных жил отходят многочисленные боковые прожилки. Жилы сопровождаются зонами гидротермального изменения, мощность которых достигает 3 м.
Изменения вмещающих пород выражены в развитии кварца, серицита, хлорита и турмалина, находящихся в различных соотношениях. Почти постоянно в измененных породах присутствуют вкрапленники касситерита. В самих жилах касситерит образует скопления в участках развития позднего голубого турмалина. В тех интервалах жил, где голубой турмалин не отмечается, отсутствует и касситерит. В некоторых участках жил характеризуемого месторождения проявлены более поздние по отношению к оловянному оруденению кварц-флюоритовые прожилки. В этих участках содержание олова невысокое, но во вмещающих породах заметную роль приобретают жильбертит и реже рубеллит.
В СССР касситерит-кварцевые месторождения встречаются в Забайкалье и в других регионах. В Забайкалье к этому типу относится одно из штокверковых месторождений. Рудоносная площадь сложена нижнепалеозойскими сланцами, интенсивно смятыми в складки и разбитыми разрывными нарушениями. К некоторым из этих нарушений северо-западного простирания приурочены дайки лампрофиров. Само месторождение размещается в участке интенсивного дробления сланцев, пересеченных серией разрывов меридионального и широтного простирания. В узлах этих пересечений локализуются оловянные штокверки с прожилками и неправильными участками кварца, несущими касситерит и небольшое количество сульфидов.
Касситерит-сульфидные месторождения
В рудах месторождений данного промышленного типа касситерит тесно ассоциирует с разнообразными сульфидами железа, меди, цинка» свинца и других металлов. К этому же типу относятся и такие месторождения, в которых касситерит ассоциирует с хлоритом, железо-магнезиальным турмалином, гранатом, пироксеном, магнетитом и некоторыми другими минералами. Среди этих месторождений выявлены крупные рудные объекты с запасами 500 тыс. т олова и более. Задержка в промышленном освоении касситерит-сульфидных месторождений (они стали разрабатываться только с конца XIX в.) была вызвана мелкозернистостью касситерита и трудностью его выделения. Они известны в Боливии, Австралии, Южном Китае, в СССР (Сибирь, Средняя Азия) и в других странах.
Общей особенностью касситерит-сульфидных месторождений является их связь не с кислыми интрузиями, что характерно для ранее рассмотренных типов, а с гранитоидами повышенной основности — гранодиоритами и даже кварцевыми диоритами. По геологическим условиям нахождения эти месторождения сходны с некоторыми сульфидными и золоторудными месторождениями. Касситерит-сульфидные месторождения образуются преимущественно на небольшой глубине от поверхности, существовавшей в процессе оруденения, и в складчатых областях они обычно имеют значительный (до 1000 м) вертикальный размах оруденения. Рудоносные растворы, порождавшие эти месторождения, характеризовались недостатком серы. В связи с этим из сульфидов железа в рудах преобладает пирротин и широко развит железистый хлорит. Околорудные изменения выражены в хлоритизации, турмалинизации, серицитизации и пропилитизации.
Отмеченные особенности учитывались С. С. Смирновым, который одним из первых предложил выделить все эти месторождения в самостоятельную группу, а также Е. А. Радкевич [1966], которая разработала классификацию данных месторождений. Ниже приведена группировка касситерит-сульфидных месторождений с учетом данных по их систематике С. С. Смирнова и Е. А. Радкевич. Нами выделяются месторождения следующих рудных формаций: 1) касситерит-скарновой, 2) касситерит-турмалиновой, 3) сульфидно-касситеритовой с преобладанием сульфидов железа, 4) сульфидно-касситеритовой с преобладанием сульфидов свинца и цинка, 5) сульфидно-касситеритовой с широким развитием сульфосолей.
Касситерит-скарновые месторождения
Данные месторождения характеризуются развитием касситерита в зонах скарнов, обогащенных магнетитом и сульфидами. Рудные тела образуют круто- и пологопадающие залежи на контакте гранитоидов и известняков, трубы на пересечении разрывов, их сопряжениях и искривлениях, пластовые залежи.
Олово в основном заключено в скарнах в виде касситерита, тесно ассоциирующего с другими рудными минералами: магнетитом и различными сульфидами, чаще всего арсенопиритом, пирротином и др. Такая тесная связь с сульфидами и позволяет относить оловоносные скарны к касситерит-сульфидному типу, хотя они занимают в нем несколько особое положение и по условиям формирования заметно отличаются от месторождений других формаций.
Е. А. Радкевич среди касситерит-скарновых месторождений выделяет магнетитовые и сульфидные. Первые характеризуются резким преобладанием среди рудных минералов магнетита. Такие месторождения встречаются достаточно часто, но промышленное значение их обычно невелико. Минералообразование при формировании этих месторождений проходит в несколько стадий. Магнетит выделяется позднее основных скарновых минералов, но местами наблюдается чередование зон магнетита и граната и, следовательно, он отлагается одновременно с алюмосиликатами. Касситерит обычно очень мелкозернистый и в основном кристаллизуется в более позднюю стадию совместно с сульфидами железа, цинка и других металлов. Даже на отдельных месторождениях можно проследить переход от касситерит-магнетитовых к касситерит-сульфидным рудам. В касситерит-скарновых месторождениях, обогащенных сульфидами, широко развиты разнообразные бораты, в том числе данбурит, датолит и др., а на некоторых месторождениях станнобораты, например норденшельдит CaO∙SnO2∙B2O3 на месторождении Арандизе в Намибии. Касситерит обычно ассоциирует с хлоритом и разнообразными сульфидами — пирротином, сфалеритом, халькопиритом, станнином, борнитом, кубанитом и др. На некоторых месторождениях в заметных количествах встречаются минералы висмута.
Касситерит-скарновые месторождения Южного Китая наиболее широко развиты в пределах Юго-Западного оловянного пояса, к которому относится оловоносный район Гэцзю. Этот район протягивается вдоль окраины платформы примерно на 80 км, но все крупные месторождения олова сконцентрированы в его юго-восточной части на относительно небольшой площади. В районе Гэцзю добывается более 60% всего получаемого в КНР олова, а в недалеком прошлом добывалось более 85%. Общее количество добытого олова, начиная со времени династии Юань (1280 г.), оценивается более чем в 500 тыс. т.
По М. П. Материкову, геологическое положение района определяется его приуроченностью (как и других районов Наньлинского пояса) к платформенной впадине, вытянутой в северо-восточном направлении и на юго-западе упирающейся в крупный разлом, ограничивающий платформу. Район имеет складчато-глыбовое строение и характеризуется развитием горстов и грабенов со спокойными складчатыми дислокациями в породах платформенного чехла, обусловленными глыбовыми движениями фундамента. Нижние горизонты платформенных отложений, обнажающиеся на дневной поверхности, начинаются со среднего девона. Наиболее благоприятны для оруденения триасовые известняки, смятые в пологие куполообразные складки. Из разрывных нарушений самым крупным является сброс Гэцзюцун, который проходит через центральную часть района. Из изверженных пород развиты базальты и диабазы, а также гранитоиды, состав которых меняется от гранодиоритов до сиенитов. Гранитоиды активно воздействуют на известняки, превращая их в мраморы, а песчано-сланцевые отложения в роговики.
Среди месторождений района наиболее крупными являются Лаочан и Кафан. Оба месторождения объединяются единой куполообразной складкой, осложненной серией разрывов. Лаочан находится в северо-восточном крыле складки, а Кафан размещается в центре купола вблизи небольшого массива гранитоидов. Второй подобный массив вскрыт на глубине на месторождении Лаочан. Оруденение тесно связано со скарнами, которые развиты по контакту гранитоидов и известняков, распространяясь по разрывным нарушениям и напластованию в карбонатных породах кровли. Большая часть скарнов представляет собой убогие руды. Однако на выступах или мелких куполах интрузивного массива на скарны и частично на мраморизованные известняки накладывается сульфидное оруденение с касситеритом, иногда вкрапленное или сплошное, контролируемое разрывами. Вдоль сбросов северо-восточного простирания сформировались касситерит-турмалиновые жилы. Наиболее крупное рудное тело Лаочан приурочено к близширотному разрыву. В состав руд входят кварц, касситерит, арсенопирит, а также вольфрамит и берилл. За счет разрушения оловорудных месторождений района Гэцзю возникли крупные россыпные месторождения.
Месторождения касситерит-турмалин-сульфидной формации
Месторождения этой формации распространены достаточно широко и встречаются в Великобритании, Австралии, на о. Тасмания. К этому типу в ЮАР относится ряд месторождений в гранитах Бушвельдского массива. В СССР такие месторождения известны в Забайкалье, в Якутии, в Верхне-Колымском районе, на Чукотке и в других районах.
Интрузии гранитоидов, обнажающихся в районах развития касситерит-турмалин-сульфидных месторождений, характеризуются повышенным содержанием бора. В ряде этих провинций в различные этапы развития постмагматического процесса происходил интенсивный вынос бора с образованием турмалиновых грейзенов, турмалиновых роговиков в сланцах экзоконтакта, а также турмалин-корундовых скарнов и, наконец, оловоносных кварц-турмалиновых жил с касситеритом и сульфидами. Рассматриваемые месторождения обычно представлены минерализованными зонами дробления и жилами в гранитах либо в породах кровли.
Наиболее характерные минералы — турмалин, кварц и касситерит. С ними ассоциируют мусковит, хлорит, вольфрамит, арсенопирит, пирит и некоторые другие минералы, которые как бы связывают рассматриваемый тип месторождений с кварц-касситеритовыми жилами. Турмалин выделяется одним из первых путем замещения породообразующих минералов боковых пород и обычно сопровождается кварцем. В некоторых месторождениях с турмалином ассоциирует топаз, который обычно отлагался раньше турмалина. Представлен турмалин несколькими генерациями, выделившимися в течение нескольких стадий минерализации; с наиболее поздним турмалином связано выделение касситерита и часто арсенопирита. Остальные же сульфиды оказываются наложенными по отношению к касситериту.
Месторождение Маунт-Бишоф (о. Тасмания) — крупнейшее месторождение олова в Австралии. Месторождение залегает в смятых в складки осадочных породах докембрия (серия Дундас), перекрытых третичными песками, гравелитами и потоками оливиновых базальтов. Серия Дундас прорвана древними дайкообразными телами габбро, пироксенитов, перидотитами и молодыми гранитами. С гранитами ассоциируют дайки кварцевых порфиров, приуроченные к двум взаимно перпендикулярным системам разломов.
Оловянное оруденение связано с дайками кварцевых порфиров, превращенных в своеобразные породы (пикниты) с топазом, турмалином, касситеритом и более поздними сульфидами. Наиболее богатые руды возникли на участке, где дайки кварцевых порфиров пересекаются сбросами. Часть рудных столбов образовалась путем замещения пластов доломитов. Меньшее значение имеют кварц-касситеритовые жилы. В рудных телах на долю сульфидов (пирротина, пирита и марказита) приходится до 50%, остальная часть сложена кварцем, тальком, магниево-кальциево-марганцевыми карбонатами и касситеритом.
Касситерит-сульфидные месторождения с преобладанием сульфидов железа
Это наиболее широко распространенная формация оловорудных месторождений. Постепенными переходами они нередко связаны с более высокотемпературными касситерит-турмалиновыми месторождениями. Общей особенностью таких месторождений является то, что они обычно размещаются на большом удалении от рудоносных интрузий. В рудах помимо сульфидов железа и прежде всего пирротина широко развит железистый хлорит, что послужило основанием для выделения касситерит-хлорит-сульфидной формации оловорудных месторождений. В зависимости от преобладания хлорита или сульфидов железа возникают либо хлоритовые жилы и зоны с подчиненным развитием сульфидов, либо касситерит-сульфидные образования, сопровождаемые хлоритизацией вмещающих пород, которая распространена на оловорудных месторождениях о. Тасмания, Австралии, СССР и других районов. Преобладающая форма рудных тел рассматриваемых месторождений — жилы, приуроченные к трещинам скола, а также штокверковые зоны, обычно тяготеющие к серии сложных разрывов, в участках ответвления от основного минерализованного тектонического шва многочисленных оперяющих трещин. В этих условиях некоторые жилы по восстанию переходят в штокверковые зоны.
Список минералов в рассматриваемых месторождениях иногда относительно большой, но главные минералы сравнительно немногочисленны — пирротин, иногда пирит или халькопирит, арсенопирит, железистый хлорит и касситерит. Второстепенными минералами являются сфалерит и станнин. В некоторых месторождениях в незначительных количествах присутствует галенит, а иногда и сульфосоли либо вцсмутин и самородный висмут. В связи с недостатком серы в растворах образуются своеобразные магнетит-хлоритовые оловоносные породы.
Оруденение обычно формируется в 4—5 стадий. Примером месторождений рассматриваемого типа являются Хапчерангинское и Эге-Хайское.
Хапчерангинское месторождение (Забайкалье) является типичным касситерит-сульфидным месторождением с преобладанием сульфидов железа и высоким содержанием хлорита. Район сложен породами палеозойского возраста, преимущественно пермскими отложениями. Последние к юго-западу от месторождения прорваны гранитами триаса, а к северу небольшим верхнеюрским интрузивом гранит-порфиров. Рудные тела Хапчерангинского месторождения залегают в песчано-сланцевых отложениях нижней перми мощностью около 2000 м. Нижняя часть разреза этих отложений сложена углисто-глинистыми и кремнисто-глинистыми сланцами, а верхняя — граувакками и аркозовыми песчаниками. Эти породы смяты в складки широтного простирания.
Рудоносные отложения фациально изменчивы. В средней части площади, в пределах которой сосредоточена основная масса оруденения, наблюдается частая перемежаемость пластов песчаников и сланцев. Севернее преобладают песчаники, а южнее — сланцы. Оруденение приурочено к четырем зонам, вытянутым в северо-западном направлении. В этих зонах установлено 20 оловорудных жил. Минеральный состав каждой из зон не постоянен. Наиболее богата оловом Центральная зона. Западная зона несет в основном свинцово-цинковое оруденение.
Согласно Д. О. Онтоеву [I960], Хапчерангинское месторождение сформировалось в четыре стадии: 1) кварц-касситерит-арсенопиритовую с кварцем, темно-бурым касситеритом, пиритом, арсенопиритом и др.; 2) каоситерит-сульфидно-хлорнтовую с медово-желтым касситеритом, жварцем, хлоритом, пирротином, сфалеритом и пиритом; 3) галенитовую с пиритом, аргентитом, самородным серебром, пруститом, блеклой рудой и др.; 4) послерудную кальцитовую. На месторождении отчетливо проявлена зональность, обусловленная прерывистым, поступлением растворов, что вызвало распределение продуктов различных стадий минерализации в пределах рудоносных зон и, в частности, концентрацию в определенных участках свинцово-цинкового оруденения. Вместе с тем намечается также зональность, связанная с распределением геоизотерм. Она выражается в том, что в пределах апикальной части штока гранит-порфиров проявлена слабая грейзенизация с развитием флюорита и реже касситерита.
В удалении от штока на 0,5—1,2 км развиты преимущественно жилы, сложенные пирит-касситерит-кварцевыми и кварц-касситерит-арсенопиритовыми рудами. Далее в юго-восточном направлении увеличивается роль более поздних минеральных ассоциаций. На глубине в некоторых рудоносных зонах появляются дайки лампрофиров, подвергнутые интенсивной хлоритизации. На контакте даек с вмещающими породами местами появляются мелкие жилы фельзит-порфиров. Рассматриваемое месторождение является типичным гидротермальным среднетемпературным минеральным образованием.
По минеральному составу руд сходно с описанным месторождение Эге-Хая (Сибирь). В песчаниках и сланцах в соответствии с их общим простиранием прослеживается зона жил, косо секущих свиту даек диорит-порфиритов. Главной особенностью месторождения, подмеченной Б. Л. Флеровым [Флеров Б. Л., Яковлев Я. В., 1965 г.], является то, что, наиболее богатое оруденение в жилах приурочено к висячему боку линии их сопряжения со свитой даек. С глубиной и к флангам содержание олова в жилах уменьшается, соответственно происходит смена сфалерит-пирротиновых руд существенно пирротиновыми. Главные минералы (более 10%) кварц, хлорит и пирротин. Второстепенные минералы (10—1%) кальцит, турмалин, сфалерит, мусковит, касситерит, пирит и сидерит. К минералам-примесям относятся халькопирит, марказит, арсенопирит и станнин. Рудный процесс развивался в пять стадий: 1) кварцевую, 2) касситерит-силикатно-кварцевую, 3) сульфидную (сфалерит-пирротиновую), 4) сульфидно-карбонатную, 5) кальцитовую.
В связи с «вечной» мерзлотой на месторождении до глубины 15 м проявлена своеобразная зона окисления («белая шляпа»). Вблизи поверхности развит ярозит, частично замещенный лимонитом, ниже наблюдается фиброферрит Fe2O3∙2SO3∙10H2O, который еще ниже сменяется мелантеритом FeSO4∙7H2O. В зоне цементации преобладает мельниковит, который сменяется первичными рудами.
Формация касситерит-сульфидных месторождений
К данной формации, с преобладанием сульфидов свинца и цинка, относится ряд месторождений Дальнего Востока, в частности Хрустальное. По данным В. П. Полохова [1980 г.] это месторождение располагается в западном крыле крупной синклинальной складки, осложненной более мелкими складками и приурочено к толще перемежающихся сланцев и песчаников верхнего триаса и юры. Рудные жилы размещаются в тектонической зоне близмеридионального простирания, контролирующей распределение серии разновозрастных даек порфиритов. Наиболее ранние дайки роговообманковых порфиритов имеют северо-восточное и меридиональное простирание и являются дорудными. Более поздние дайки диабазовых порфиритов образовались после формирования кварц-касситерит-сульфидных жил, но до отложения молочно-белого кварца, флюорита и кальцита (4 и 5 стадии). Наконец, самыми поздними являются базальты, образующие дайки и выполняющие местами друзы позднего кварца.
Рудные жилы, главным образом, меридионального и северо-западного простирания. Первые приурочены к трещинам скола (взбросо-сдвигам). Они характеризуются значительной (1—3 км) протяженностью и сопровождаются апофизами. При переходе из алевролитов в хрупкие песчаники жилы ветвятся с образованием прожилково-вкрапленных зон. Рудные жилы северо-западного простирания, выполняющие трещины отрыва, расположены кулисообразна, они менее выдержаны и менее протяженны.
Процесс минерализации происходил в пять стадий при температуре от 450 до 80° С: 1) кварц-касситеритовую, 2) арсенопирит-пирит-пирротиновую с халькопиритом, сфалеритом и станнином, 3) галениг-сфалеритовую, 4) кварцевую (позднюю) и 5) флюорит-карбонатную.
По данным А. М. Кокорина от нижних горизонтов к верхним (на интервале 600 м) температура отложения минералов продуктивной стадии снижалась на 100—120° С. В этом же направлении изменяется характер околожильного изменения вмещающих пород от биотитизании до образования хлорит-серицитовых и серицит-хлоритовых метасоматитов. С глубиной отмечается также смена хлоритизации турмалинизацией. Богатые руды в большинстве случаев локализуются в центральных частях рудных тел, ближе к флангам развиваются сульфидные руды, а на флангах — кварц и кальцит. Возраст месторождения 88—89 млн. лет.
Касситерит-сульфидные месторождения с широким развитием сульфосолей серебра
Месторождения данной формации характеризуются широким развитием сульфосолей серебра. Характерным месторождением этой формации является Потоси в Боливии. Оно находится в южной части Боливийского пояса, проходящего вдоль восточного хребта Анд. Пространственно месторождение связано с этмолитом риолитов (кварцевых порфиров), залегающим в осадочных породах палеозойского и третичного возраста; с глубиной этмолит меняет форму и переходит в дайкообразное тело. Риолиты подвергнуты интенсивному изменению ранними и более поздними гидротермальными растворами, и точно судить об их составе не представляется возможным. На поверхности обнажается более 30 рудных жил, залегающих как в риолитах, так и во вмещающих породах, сложенных касситерит-сульфидными рудами и ориентированных в основном в меридиональном, направлении. Мощность жил колеблется от 0,1 до 0,3 м и редко в раздувах достигает 1 —1,5 м. В верхней части месторождения часть сближенных мелких жил образуют штокверковые зоны мощностью от 4,5 до 10 м. В наиболее крупных жилах руда залегает в виде отчетливых рудных столбов. На глубине мелкие жилы сливаются и общее количество рудных тел уменьшается.
Рудные жилы сопровождаются зонами гидротермального изменения, выраженными в пропилитизации вмещающих пород с последующими окварцеванием и серицитbзацией. Главные минералы в рудах — пирит и кварц. Меньше распространены касситерит, тетраэдрит, станнин, матильдит, халькопирит, бурнонит, арсенопирит, пираргирит, прустит, серебросодержащий тетраэдрит, стефанит и аргентит. В ряде жил наблюдается полосчатая текстура, вызванная чередованием полос серебросодержащих минералов и подчиненного касситерита с полосами, обогащенными касситеритом; Касситерит образует плотные массы, мелкозернистые агрегаты и игольчатые кристаллы, иногда колломорфные выделения. Сульфосоли серебра преимущественно встречаются в самостоятельных кварц-барит-кальцитовых жилах, содержащих подчиненное количество SnO2. Месторождение вскрыто на глубину 800 м. Согласно Альфельду, верхняя часть месторождения до глубины 400 м чрезвычайно обогащена сульфосолями серебра. В интервале 400—700 м главное значение имеет касситерит и подчиненное — серебросодержащие минералы. На глубине 700—800 м наряду с касситеритом широко развиты вольфрамит, висмутин, станнин и халькопирит, в то время как серебряные руды отсутствуют.
Герценбергом высказывается предположение, что при образовании месторождения олово переносилось в щелочных растворах в виде калиевого сульфостанната, а другие металлы — в виде щелочных сульфидов. При окислении кислородом калиевый сульфостаннат переходил в оловянную кислоту, которая при определенных условиях раскристаллизовывалась с образованием колломорфного касситерита.
За время эксплуатации с 1645 г. на месторождении Потоси добыто 30 000 т серебра. Добыча олова ведется с 1840 г. Содержание олова в руде 1—1,2%.
Оловоносные россыпи
Оловоносные россыпи возникают за счет разрушения коренных месторождений — касситерит-пегматитовых, кварц-касситеритовых, оловоносных грейзенов и некоторых типов сульфидно-касситеритовых месторождений, например: оловоносных скарнов, кварц-касситерит-турмалиновых и в меньшей степени других. В основном оловоносные россыпи возникают за счет месторождений, содержащих относительно крупнокристаллический касситерит.
Наиболее крупные месторождения россыпного олова находятся на Малайском архипелаге и прежде всего в Малайзии, где известно более 519 приисков и рудников. Наиболее важные из них Перак, Селангор, Негрри, Сембилан и пр. Перак дает 60% добычи из богатых и доступных для эксплуатации россыпных месторождений долины р. Кинта. Здесь разрабатываются в основном аллювиальные россыпи, а также и несколько жилообразных залежей. Плотик россыпных месторождений сложен известняками, кристаллическими сланцами, перекрытыми мощным покровом латеритных почв. Касситерит вначале накапливался в результате разрушения оловоносных грейзенов и кварц-касситеритовых жил в элювии, а затем смывался в долину. Разработка лимитируется тем, что добыча руд нарушает почвенный слой, а это мешает земледелию. В других частях Малайзии плотиком является гранит. Местами оловоносные грейзенизированные граниты интенсивно выветрелы и разрушены на большую глубину, поэтому отрабатывается и кора выветривания гранитов.
Вторая крупная провинция оловоносных россыпей — Индонезия. Здесь касситеритовые концентраты добывают на трех островах — Банка, Биллитон и Сингкип, расположенных к югу от Малайзии. При этом 2/3 добычи производится из аллювиальных россыпей о. Банка, где глубокому выветриванию подвергнуты послетриасовые граниты, содержащие оловоносные штокверки. Это привело к образованию остаточных увальных, элювиальных россыпей (коелит). Часть россыпей смыта в прилегающие долины и перекрыта аллювиальными песчаными наносами, которые местами содержат висячие россыпи. Погружение местности, происшедшее в четвертичное время, привело к затоплению нижних участков речных долин, которые вместе с плотиком погрузились на глубину 30 м ниже уровня моря. Затопленные россыпи были прослежены под наносами морского дна и разрабатываются морскими драгами.
Достаточно крупные россыпные месторождения выявлены в южной части КНР.