Сурьмяные месторождения относятся к низко — и частично к среднетемпературным гидротермальным образованиям. По геологическим условиям формирования среди сурьмяных месторождений выделяются: 1) образованные среди слоистых толщ осадочных пород; 2) возникшие среди вулканогенных образований, интрузивных и метаморфических пород. Основными промышленными типами месторождений являются:
- пластовые, залегающие в осадочных породах и связанные со складчатыми структурами;
- жильные и штокверковые, залегающие в различных породах и связанные с трещинными структурами.
В месторождениях первого типа развиты руды собственно сурьмяные либо сурьмяно-ртутные. В месторождениях второго типа также преобладают собственно сурьмяные руды, но встречаются и более сложные по составу комплексные руды (с мышьяком, золотом, вольфрамом и др.).
Пластовые месторождения в осадочных породах, связанные со складчатыми структурами
К рассматриваемому типу относятся наиболее крупные по запасам сурьмяные месторождения. Руды пластовых месторождений обычно залегают согласно со слоистостью смятых в складки вмещающих пород. Они локализуются в брекчированных и окварцованных породах (роговиках) на контакте малопроницаемых сланцев в висячем боку и известняков в лежачем. Во всех изученных месторождениях известняки и роговики пересечены крутопадающими разрывными нарушениями, служившими рудопроводящими каналами. В сланцы, представляющие собой породы надрудной толщи, эти нарушения проникают далеко не всегда. Однако наиболее крупные из них пересекают и сланцы. Брекчированные роговики, залегающие на контакте сланцев и известняков, на ряде месторождений возникли в зоне крупных межформационных срывов или даже шарьяжей.
В составе руд рассматриваемых пластовых месторождений преобладают кварц и антимонит, часто представленный крупными кристаллами. В некоторых случаях из жильных минералов широко развиты флюорит, карбонат, а из рудных появляется киноварь. В качестве примера пластовых месторождений, связанных со складчатыми структурами, рассмотрим месторождения Кадамджайское в Киргизской ССР, Сигуаньшань в КНР и Сан-Хозе в Мексике.
В районе Кадамджайского месторождения обнажаются те же осадочные образования палеозойского возраста, которые слагают рудное поле Хайдарканского месторождения. Однако в результате интенсивной тектонической деятельности, выразившейся в развитии шарьяжей, которые в дальнейшем были смяты в складки, условия залегания пород были резко нарушены. Сланцы нижнего девона и силура были надвинуты на среднекаменноугольные образования. В результате в висячем боку пластового рудного тела, сложенного брекчированными оруденевшими роговиками, залегают более древние сланцы по сравнению с карбонатными породами лежачего бока. В соответствии с элементами залегания нижележащих известняков рудное тело приобретает то более крутое, то более пологое падение, а на втором горизонте имеет даже куполовидную форму.
Максимальной мощности брекчии (до 25—30 м) достигают в сводах второстепенных небольших антиклинальных складок, осложненных разрывными нарушениями.
Рудное тело осложняется крутопадающими разрывами, которые обусловили его ступенчатое строение. Разрывы возникли еще до оруденения и служили рудоподводящими каналами. Особо важную роль сыграли два крутопадающих сброса, по которым свод рудоносной антиклинали был взброшен по отношению к крыльям. Из минеральных образований в оруденевших брекчированных роговиках основное значение принадлежит кварцу и антимониту. В незначительном количестве развиты кальцит, арагонит, флюорит. Редко встречаются пирит, марказит, реальгар, халькопирит, аурипигмент, сфалерит, галенит. Часто роговики пересекаются более поздними трещинами, выполненными антимонитом второй генерации. Кадамджайское месторождение находится в пределах Ферганского сурьмяно-ртутного пояса, прослеживающегося по южному борту Ферганской долины на протяжении более 200 км. Вдоль этого пояса отмечается серия продольных и секущих разрывных нарушений, которые и служили рудопроводящими каналами. Кадамджайское сурьмяное месторождение типичное средне-низкотемпературное гидротермальное месторождение, имеющее пластовую форму. Формирование месторождения происходило в позднепермское — раннетриасовое время в условиях небольших и умеренных глубин.
Месторождение Сигуаньшань. В Южном Китае в провинциях Хунань, Гуйгтоу, Юньнань и др. сосредоточены основные запасы сурьмяных руд. Крупнейшее в мире месторождение Сигуаньшань расположено в провинции Хунань (запасы сурьмы при среднем содержании 6% более 1 млн. т).
Это месторождение приурочено к северной окраине Цзянси-Хунаньского прогиба (платформенного синклинория) вблизи его границы с выступом докембрийских кристаллических пород (массив Цзяннания). Месторождение сложено верхнедевонскими массивными известняками, которые через горизонт силифицированных сланцев (мощностью 20 м) перекрываются толщей (мощность 400 м) слоистых доломитовых известняков нижнего карбона с пластами песчаников и прослоями гематитовых руд и углей. Осадочные толщи смяты в пологие складки. Оруденение развито в кварцитовидных породах — джаспероидах, образующихся при замещении известняков под горизонтом сланцев. В согласно залегающих залежах разбросанных и брекчированных джаспероидов, мощность которых достигает 50 м, и распространенных на. площади 20 км2 развита сложная сеть кварц-антимонитовых и антимонитовых жил и прожилков мощностью 10—15 см (редко 0,8 м) и длиной до 5 м. Местами отмечаются гнездообразные скопления и друзы антимонита. Состав руд простой. Главный рудный минерал антимонит. В подчиненном количестве присутствуют пирит, арсенопирит, киноварь.
Жильные минералы — кварц, кальцит, барит, серицит, каолинит. Вторичные минералы — валентинит и сервантит (на их долю приходится до 20% добычи сурьмы).
Месторождение Сан-Хозе находится в Мексике в штате Сан-Луис-Потоси. Оно детально описано Уайтом и Гонзалесом [1946 г.]. Рудоносная площадь сложена отложениями четырех верхнеюрских формаций. Наиболее древняя из них Кализа-дел-Фондо мощностью 120 м представлена в основании пластами известняков и сланцев с отчетливо проявленным кливажем. Выше залегает формация Санта-Эмилия, в основном сложенная известняками, пласты которых имеют мощность около 3 м, с тонкими прослоями сланцев. Мощность этой формации около 250 м. Следующая вверх по разрезу формация Сан-Хозе мощностью 60—120 м сложена известковыми сланцами и известняками в верхней части. Венчает разрез формация Корона, в литологическом отношении сходная с формацией Санта-Эмилия, но мощность слоев известняка здесь меньше (не превышает 1 м). Все породы смяты в асимметричные складки с осями, вытянутыми в меридиональном и северо-восточном направлении, разбиты сбросами и зонами трещиноватости северо-западного простирания.
Сурьмяное оруденение приурочено к верхней части формации Санта-Эмилия. Здесь выделяются четыре горизонта сурьмяных руд, расположенные по вертикали через 8—12 м друг от друга. Они получили, название манто. Мощность их колеблется от 0,5 до 1,5 м. В каждом из этих манто в верхней части прослеживается полоса интенсивно окварцованной породы мощностью от 0,1 до 1 м, в нижней половине эти залежи сложены тонко- и грубозернистым кавернозным мрамором. Основные запасы и наиболее богатые руды сосредоточены в первой (верхней) залежи. Отмечается приуроченность обогащенных участков к местам пересечения манто шарнирными сбросо-сдвигами с амплитудами смещения от 3 до 7 м. В направлении к, северо-западу амплитуда перемещений постепенно уменьшается вплоть до перехода в безамплитудную зону брекчирования.
Антимонитовые рудные залежи развиты на площади 2×4 км, вытянутой в меридиональном направлении. На выходах месторождения обнажаются окисленные руды, сложенные сервантитом, валентинитом и стибиоконитом и содержащие небольшое количество кристаллов антимонита, сохранившихся от окисления. С глубиной количество антимонитовых руд увеличивается. Основным рудопроводящим каналом считается так называемый Главный сброс, рассекающий шарнир антиклинальной складки. При формировании месторождения роль экрана играли известковистые сланцы формации Сан-Хозе. Антимонит обычно отлагался в порах, кавернах и в приоткрытых трещинах, а также развивался метасоматически по известнякам. Часть сурьмяных руд ассоциирует с халцедоном, выполняющим пустоты и развившимся метасоматически по известнякам. Местами проявлена киноварь, наблюдающаяся в виде тонких пленок с окисленными сурьмяными рудами.
Месторождение Сан-Хозе формировалось в два этапа. В первый — под воздействием горячих растворов, поступавших снизу, происходило окварцевание и выщелачивание известняков с возникновением пор и каверн. Во второй этап, после заложения северо-западных сбросо-сдвигов и дробления окварцованных пород, в зону рудоотложения поступали рудоносные растворы, в результате раскристаллизации которых происходило заполнение пор и каверн кальцитом, халцедоном, антимонитом и выделялось небольшое количество киновари.
Жильные и штокверковые месторождения в различных породах, связанные с трещинными структурами
Среди этих месторождений нередко встречаются собственно антимонитовые рудные тела, сопровождаемые кварцем. Однако широко развиты также и другие разнообразные рудные формации, содержащие антимонит, например: 1) реальгар-аурипигментовая; 2) пирит-арсено-пиритовая; 3) арсенопирит-галенит-сфалерит-карбонатная (иногда с баритом и кварцем); 4) флюоритовая; 5) баритовая; б) арсенопирит-бурнонит-джемсонитовая; 7) кварц-золото-арсенопиритовая; 8) ферберитовая. Кроме того, сурьма концентрируется в кварц-буланжеритовых, буланжерит-галенит-сфалеритовых и некоторых других рудных формациях. В качестве примеров сурьмяных месторождений, связанных с трещинными структурами, кратко охарактеризуем месторождение Сарылахское в Якутской АССР, а также упомянем некоторые месторождения Северной Африки, Боливии и КНДР.
Сарылахское месторождение располагается в пределах Яно-Колымского пояса и приурочено к одной из ветвей крупного Ядыча-Тарынского разлома в месте его пересечения Верхне-Индигирским поперечным («скрытым») разломом [Бергер В. И., 1979]. Рудное поле сложено норийскими песчано-сланцевыми отложениями, смятыми в крупную синклинальную складку и более мелкие линейные складки с крутыми углами падения крыльев, осложняющие эту синклиналь. Из интрузивных пород здесь известны штокообразное тело кварцевых диоритовых порфиритов и силл кварцевых плагиопорфиров (133±8 млн. лет).
Месторождение представлено одной крупной жилой и серией более мелких жил в зоне рассланцевания и перемятых пород. Простирание жилы северо-западное (310°), падение крутое (55—85°) на северо-восток. Мощность колеблется от 5 см до 3,3 м. В жиле выделяется «стволовая» часть и сопровождающие ее различно ориентированные прожилки. В висячем боку залегают мелко- и среднезернистые полимиктовые песчаники с пластами алевролитов и глинистых сланцев, в лежачем преобладают углистые алевролиты, глинистые сланцы и песчаники (на нижних горизонтах). Падение вмещающих пород на северо-восток под углами 70—80°. В участках изгиба рудбвмещающей трещины в результате взбросо-сдвиговых перемещений были сформированы рудные столбы. На морфологию жилы большое влияние оказали поперечные дорудные разрывы. Вдоль одного из них рудная жила оказалась смещенной. По мере приближения к этому разлому жила разветвляется, меняет простирание на близширотное и выполаживается. В другом блоке прослеживается зона ветвящихся арсенопирит-пиритовых жил со слабым сурьмяным оруденением.
Текстуры руд в раздувах жилы асимметрично-полосчатые и друзовые, на участках пережима чаще брекчиевидные. Вблизи зальбандов руды катаклдзированы, отмечаются признаки перекристаллизации (в полосе шириной до нескольких десятков сантиметров), что свидетельствует о проявлении пострудных деформаций вдоль жилы.
Минеральный состав детально изучен Л. Н. Индолевым. Кроме кварца и антимонита в небольших количествах отмечаются пирит, арсенопирит, бертьерит, анкерит, серицит, графит и в виде примесей — сфалерит, галенит, самородные элементы (золото, серебро, сурьма), гудмуздит, джемсонит и др. Из окисленных минералов встречаются сера, валентинит, стибиоконит, кермезит, скородит, мельниковит и др.
Намечается ряд последовательных минеральных ассоциаций: 1) кварц-карбонатные прожилки; 2) кварц-пирит-арсенопиритовая; 3) кварц-сульфосольная (единичные просечки с цинкитом, тетраэдритом, галенитом); 4) кварц-антимонит-бертьеритовая. С глубиной в рудах увеличивается количество бертьерита и возрастает содержание мышьяка. Околожильные изменения вмещающих пород выражаются в березитизации. Возраст оруденения, определенный по гидромусковиту (K-Ar методом), — 145 млн. лет.
Месторождения Северной Африки. В Африке известны две сурьмяно-ртутные провинции: Северо-Африканская и Южно-Африканская. В Северной Африке сурьмяные месторождения встречаются реже, чем ртутные. Они образуют пояс, пересекающий территорию Туниса, Алжира и Марокко. Наиболее крупные месторождения располагаются в Алжире (Хамимат, Сенза, Тайа, Айн-Керна) и представлены жилами, а также метасоматическими залежами в меловых известняках. Руды сильно окислены и характеризуются развитием сервантита, сенармонтита и валентинита.
Заслуживает упоминания месторождение Хаммам-Нбайльс, которое характеризуется развитием наряду с антимонитом надорита (PbClSbO2 30—35% Sb).
В Марокко главная масса сурьмяных месторождений сосредоточена в центральной части страны и приурочена к зоне развития даек микрогранитов. Оруденение развивается: 1) в дайках микрогранитов и представлено лестничными и контактовыми жилами мощностью до 0,4 м; 2) в палеозойских сланцах и карбонатных породах в виде жил, локализующихся в межпластовых и секущих напластование пород зонах дробления и брекчирования. В составе жил антимонит, кварц, карбонат, иногда барит, пирит, арсенопирит. Содержание сурьмы в рудах 3,8—5%.
Месторождения Боливии располагаются в пределах известного оловянного пояса на юге страны. Месторождения локализуются в зонах смятия и рассланцевания. Они приурочены к сбросо-сдвигам, развитым в ядрах антиклиналей, параллельно их осям. Главные месторождения Туписа, Чурквими, Атоха, Аята и Индиа. Это жильные месторождения, сложенные антимонитом, пиритом, иногда ферберитом. Мощность жил 0,6—0,9 м, в раздувах до 8 м. Содержание сурьмы достигает 20%. Общим для сурьмяных месторождений Боливии является зональное распределение рудных и жильных минералов по вертикали. На верхних горизонтах жилы сложены халцедоновидным кварцем и антимонитом; в небольших количествах встречаются кальцит и киноварь. На средних горизонтах халцедоновидный кварц вытесняется белым кварцем, антимонит развит в центральных частях жил. В рудах появляются джемсонит, блеклая руда, ферберит, анкерит, коллоидный пирит и золото. На нижних горизонтах состав руд проще, они сложены кварц-антимонитовым агрегатом с золотом.
Месторождения КНДР. Сурьмяное оруденение на месторождении Инпхен приурочено к мощной зоне дробления в гнейсах и гранито-гнейсах архея. Раздробленные породы сцементированы кварцем с антимонитом; в небольших количествах отмечаются халькопирит и пирит. Антимонит образует гнезда, массивные скопления, прожилки и рассеянную вкрапленность. Рудоносная зона характеризуется развитием многочисленных и кулисообразно расположенных небольших по простиранию (5—50 м) и мощности (1—30 см) жилообразных тел, прослеживающихся по падению на расстояние до 200 м. Протяженность рудоносной зоны 1500 м, ширина 500 м.