Вольфрамовые россыпи (вольфрамитовые и шеелитовые)

В Советском Союзе, как и за рубежом, вольфрамовые россыпи играли существенную роль в сырьевой базе зарождающейся вольфрамовой промышленности. В довоенные годы на их долю приходилось 28% мировой и 10% союзной добычи вольфрамовых концентратов в нашей стране. В дальнейшем производство вольфрамовых концентратов из россыпей снижалось и в последние годы существования СССР не превышало 0.5%. Тот же показатель в мировой добыче вольфрама не превышает первых процентов. Вместе с тем, этот источник вольфрамового сырья нельзя считать полностью исчерпанным, особенно если учесть возможность получения вольфрамовых Концентратов из Комплексных, в первую очередь, оловоносных россыпей.

Промышленными минералами вольфрамовых россыпей являются преимущественно вольфрамит и гюбнерит (а в комплексных оловянно-вольфрамовых россыпях и касситерит). Шеелит редко образует в россыпных месторождениях существенные концентрации, за исключением элювиально-склоновых россыпей, где большая его часть бывает заключена в рудных обломках, и небольших ложковых россыпях. Запасы триоксида вольфрама в вольфрамитовых и шеелитовых россыпях по всему миру в целом можно оценить соотношением 3:1.

Большинство вольфрамовых россыпей характеризуется запасами на порядок ниже, чем в коренных месторождениях. Мелкие и рядовые россыпи обладают запасами WO3 десятки, сотни и первые тысячи тонн; крупными (по вольфраму) считаются россыпные месторождения с запасами 5 тыс т WO3 и более. Содержания WO3 в промышленных россыпях Забайкалья составляет 500-1000 г/м3 при запасах песков 100-300 тыс (50-300 т WO3); на Северо-Востоке России содержания WO3 в аналогичных по запасам россыпях должны составлять не менее 1-2 кг/м3.

Способность вольфрамовых минералов накапливаться в россыпях зависит от их устойчивости в зоне гипергенеза, которая в свою очередь определяется следующими факторами: (а) минеральным составом питающих коренных источников (понижается с ростом долги сульфидов в составе последних); (б) агрессивностью почвенных и грунтовых вод в пределах питающего россыпи субстрата (возрастает в меру поверхностного разложения сульфидов); в) зональными особенностями выветривания и темпами денудации, зависящими от ландшафтно-климатических условий и скорости воздымания территории.

Физические свойства вольфрамита и шеелита — высокая плотность (7.1-7.5 и 5.8-6.2 г/соответственно), значительная хрупкость, хорошая делимость вольфрамита по спайности и способность шеелита превращаться при выветривании в мучнистые разности — все это определяет их ограниченную способность к транспортировке в водной среде, следствием чего является обычно небольшая протяженность вольфрамовых россыпей. Дальность переноса зерен обоих минералов от локального коренного источника обычно не превышает 1.5-2.5 км (в целом она выше для шеелита), после чего размерность и концентрация минералов вольфрама резко падают. Иначе говоря, зоны насыщения и спада концентраций в вольфрамовых россыпях более сжаты по сравнению, например, с россыпями золота и олова. Поэтому в комплексных оловянно-вольфрамовых россыпях градиент снижения значений WO3/Sn с удалением от коренного источника может составлять 10-30 и более. Например, в Омчикандинской россыпи в Восточной Якутии WО3/Sn составляет 3.0 в элювиальной россыпи, снижается до 1-2 в склоновых россыпях и до 0.5-0.1 ~ в долинной россыпи на удалении от источника питания на 1-1.5 км, после чего россыпь по-существу становится мономинеральной, касситеритовой. Все известные относительна протяженные вольфрамовые россыпи (например, Омчикандинская вольфрамит-касситеритовая длиной до 9 км, Инкурская гюбнеритовая — до 8 км, некоторые шеелитовые россыпи Центрального Казахстана — 4-5 км) образованы за счет многих источников питания и характеризуются несколькими пиками содержаний и линейных запасов WO3.

Мощности продуктивного пласта вольфрамовых россыпей изменяются от первых метров до первых десятков метров, что объясняется не только широким дипазоном геоморфологических условий, в которых формировались металлоносные аллювиальные и склоновые осадки, но и заданными кондициями при оконтуривании промышленных частей россыпи. Ширина отдельных струй аллювиальных россыпей составляет от первых десятков до 100-500 м и также во многом определяется заданным бортовым содержанием. В оконтуренных в составе пласта в обогащенных струях обычны гнезда с высокими содержаниями минералов вольфрама и его спутников.

В связи с относительно слабой гипергенной устойчивостью вольфрамовых минералов при образовании россыпей особую роль играют условия переноса минералов вольфрама — в свободном виде либо в составе рудных обломков, а также темпы денудацин коренного источника, определяющие длительность пребывания минералов вольфрама в зоне сезонных колебаний температуры и влажности.

По набору генетических и морфологических типов вольфрамовые россыпи близки к оловянным — все они принадлежат россыпям ближнего сноса. Среди них существенно преобладают аллювиальные и ложковые россыпи, непосредственно связанные с россыпями элювиально-склоновой группы, в разной мере развитыми над выходами рудоносных образований почти всех вольфрамоносных районов.

Диапазон геоморфологических условий, благоприятных для образования вольфрамовых россыпей, весьма широк — от среднегорного эрозионного рельефа (россыпи Чалбинской группы Якутии, Бом-Горхонского и Джидинского рудных узлов в Забайкалье) до денудационных равнин и мелкосопочника (Казахстан). Гораздо более важным фактором для образования россыпей является соотношение долинной сети с положением структур, локализующих вольфрамовое оруденение.

Минеральные типы вольфрамовых россыпей. Все вольфрамсодержащие россыпные месторождения принято подразделять, в зависимости от состава полезных компонентов, на три группы.

1. Собственно вольфрамовые — вольфрамита вые, гюбнеритовые либо шеелитовые, с несущественной примесью других полезных компонентов, прежде всего касситерита и минералов висмута. Источниками таких россыпей служат преимущественно вольфрамитовые штокверковые и жильные месторождения молибден-вольфрамовой формации (Инкурское в Бурятии, Бом-Горхон в Забайкалье и др.), силикатно-шеелитовые штокверки той же формации (некоторые россыпи Центрального Казахстана) или скарново-грейзеновые шеелитовые месторождения полиметалльно-вольфрамовой формации (россыпи месторождений Восток-2 и Лермонтовский). Условно к россыпям этой группы можно отнести частично переотложенные коры выветривания участка Промежуточный Коктенкольского месторождения шеелитовых руд в Центральном Казахстане. Монокомпонентные вольфрамовые россыпи характеризуются содержаниями WO. 0.5 — 1 кг/м) в редких случаях, на участках непосредственного размыва богатых коренных источников — до 10 кг/м3 WO3 и более.

2. Комплексные олово-вольфрамовые (вольфрамит-касситеритовые) россыпи, иногда с минералами висмута, Касситерит и вольфрамит в таких россыпях присутствует в переменных количествах, обычно при ведущей роли касситерита; содержания суммы обоих компонентов от 1 до нескольких кг/м3. Коренные источники россыпей — различные типы месторождений касситерит-вольфрамит-кварцевой формации (Иультинский, Омчикандинский, Шерловогорский, Чнкойский и другие россыпные узлы). Россыпи формируются как за счет богатых и крупных коренных источников, так и в Полях сравнительно бедных и рассеянных рудопроявлений, распространенных на значительных площадях.

3. Существенно оловянные или золотые россыпи, содержащие минералы вольфрама (вольфрамит — в оловянных и шеелит — в золотых) в качестве попутных компонентов обычно в количестве 100-300 г/м3, весьма характерные для полиминеральных россыпных -районов с золото-кварцевой с шеелитом и касситерит-вольфрамит-кварцевой минерализацией. Некоторые из образующихся в таких условиях комплексные россыпи характеризуются отчетливой минеральной зональностью, которая формируется под влиянием отраженной зональности коренных источников и миграционной способности минералов россыпей. Характерным примерам таких россыпей может служить россыпь Ленотап на Чукотке, касситерит-вольфрамитовая в истоках долины, вольфрамит-касситерит-золотоносная ниже по течению и золотая с примесью касситерита в нижней части.

Основные россыпные провинции вольфрама расположены в пределах мезозойских складчатых поясов и сопряженных с ними структурах древней консолидации, подвергшихся отраженной тектоно-магматической активизации (первый тин), либо в активизированных структурах древних (синийских-герцинских) консолидированных областей (второй тип).

Провинции первого типа характеризуются преобладанием комплексных касситерит-вольфрамитовых россыпей, которые сменяются собственно вольфрамитовыми россыпями в активизированном обрамлении мезозойских структур. Гораздо реже встречаются шеелитовые россыпи, связанные с коренными источниками скарново-грейзенового типа. Классические провинции этого типа на территории России следующие:

1. Северо-Восточная Якутия, где известно более 10 россыпных узлов с вольфрамоносными россыпями (Чибагалахский и др. в Чибагалах-Эрикитской зоне, Чалба и Илинтас на Верхней Индигирке, Омчикандинский и Истээхский в Центрально-Полоусном районе, россыпи Кербенг, Гур и другие Центрально-Янском районе).

2. Чукотская — Куэквунь-Иультинская зона с касситерит-вольфрамитовыми либо с вольфрамит-касситеритовыми россыпями Иультинского, Тенкергинского, Куэквуньского и др. рудно-россыпных узлов.

3. Забайкальская, где особенно широко распространены комплексные касситерит-вольфрамитовые и собственно вольфрамитовьш россыпи (10 вольфрамоносных россыпных узлов). Только в западной части провинции известно около 10 собственно вольфрамитовых (Инкурская группа, Шумиловский узел) и около 25 касситерит-вольфрамитовых и вольфрамит-касситеритовых (Верхне-Ононский и др. узлы) россыпей. Существенно вольфрамитовые россыпи были также известны и отрабатывались в Шерловогорском, Былыринском, Агинском и в ряде других россыпных площадей Забайкалья.

4. Дальневосточная (Хингано-Охотская), в восточной части которой, в хр. Дуссе-Алинь находится Мерекский россыпной узел (россыпи отрабатывались в 70-80-х годах). Незначительные по масштабу шеелитовые россыпи элювиально-склонового генезиса известны на месторождениях Восток-2 и Лермонтовское в Приморье.

Типичной вольфрамоносной россыпной провинцией второго типа является Центральный и Восточный Казахстан, где в общей сложности известно более 10 собственно вольфрамитовых (Куу, Байназор, Ак-Мая и др.), шеелитовых (Мамайка) и комплексных шеелит — касситеритовых (Чердоякская, Каиндинская) и золото-шеелитовых (Верхне-Кайрактинс-кая) россыпей.

Сегодня большинство наиболее масштабных из разведанных вольфрамовых россыпей бывшего СССР отработано. Среди них преобладали россыпи, совмещенные с современными долинами, ко заключающие рудные пласты довольно широкого возрастного диапазона, от плиоцена до голоцена, залегающие в пределах совмещенных с современной долиной древних врезах. Большинство из известных крупных вольфрамовых россыпей заключало до трех пространственно совмещенных пластов, нижние из которых имели дочетвертичный возраст и были погребенными, Все эти аллювиальные россыпи сопровождались богатыми склоновыми россыпями. Именно эти россыпи, формировавшиеся в унаследованно развивающихся логах и долинах на фоне стабильной денудации коренных источников, и представляли собой наиболее масштабные россыпные месторождения вольфрама. По-видимому, их роль как промышленного типа россыпных месторождений вольфрама сохранится в случае выявления новых площадей россыпной вольфрамовой минерализации.

Наиболее характерными примерами таких относительно крупных россыпей вольфрама могут служить Инкурская вольфрамовая россыпь в Джидинском рудном узле в Западном Забайкалье и комплексные оловянно-вольфрамовые Омчикандинская россыпь в хр. Полоусном в Северо-Восточной Якутии и россыпи Иультинского узла на Центральной Чукотке.

Инкурское россыпное месторождение вольфрама представляет собой единственную промышленную россыпь гюбнеритового состава. Оно связано с одноименным штокверковым месторождением, относящимся к молибден-вольфрамовой грейзеновой формации, в составе полиформационного Джидинского месторождения и образовывалось в весьма благоприятных условиях вскрытия россыпеобразующего оруденения в южной части рудного поля. Источником россыпи служили залежи прожилково-вкрапленного типа и отдельные крупные и протяженные кварц-гюбнеритовые жилы мощностью до нескольких метров. Россыпь приурочена к участку сочленения морфоструктур с разным режимом развития, поэтому в ней четко обособляются два участка — верхний, приуроченный к долине р. Инкур, с аллювием нормальной мощности, заключающий долинную россыпь верхнеплей-стоцен-голоценового возраста, и нижний, залегающий в отложениях Модонкульского грабена. Верхняя, долинная россыпь совпадает с зоной непосредственной подпитки за счет коренных источников, вскрывающихся в бортах и в днище долины.

На участке выхода россыпи в долину р. Модонкуль в зоне разлома, ограничивающего восточный борт грабена, происходит резкое увеличение мощности отложений и одновременно более чем 10-кратное увеличение пласта по сравнению с верхней частью россыпи. В мощной толще вольфрамоносных осадков выделяются по крайней мере три пачки, разделенные четкими границами размыва. Максимальная мощность нижней пачки достигает 30-35 м, средней — 35 м, верхней — до 22 м. На фоне единого пласта, занимающего всю толщу осадков, намечаются три обогащенных гюбнеритом горизонта с содержаниями WO3 от 500 до 1000 г/м3, контуры которых в общих чертах согласуются с отмеченным трехчленным строением разреза (рис. 65). Избыточная аккумуляция в Модонкульском грабене обусловлена двумя причинами: с одной стороны, устойчивыми дифференцированными подвижками, сформировавшими систему молодых впадин вдоль долины, а с другой — подпруживанием ее молодыми (голоценовыми) базальтовыми покровами, перекрывшими долину р. Джида на протяжении около 100 км ниже устья р. Модонкуль. Нетрудно видеть, что нижняя часть Инкурской россыпи с ее более чем 50-метровой мощностью пласта обладает всеми чертами россыпей зон тектонических уступов, к которым относятся крупнейшие месторождения россыпного олова и золота. Характерно, что аналогочный раздув пласта на границе двух морфоструктур описан в нижней части касситерит-вольфрамитовой россыпи лога Худжихан в Модотинском россыпном узле в МНР.

Примером комплексных оловянно-вольфрамовых россыпей в долинах унаследованного развития являются россыпи Омчикандинского россыпного узла в Северо-Восточной Якутии, детально описанные в литературе. Крупнейшее среди них — Омчикандинское россыпное месторождение олова и вольфрама — генетически связано с Полярным месторождением касситерит-волъфрамит-кварцевой формации, залегающим в нижнемеловых гранитах Омчикандинского массива в центральной части Полоусного хребта (рис. 66). Оруденение, представленное кварцевыми жилами, грейзенами и метасоматически измененными кварцевыми порфирами, вскрывается по обоим бортам слабо врезанной долины и в ее днище. Вертикальный диапазон вскрытого оруденения, участвующего в питании россыпи, составляет около 150 м. В долине, помимо современного днища и одной надпойменной террасы, развит террасоувал, в основании которого располагается погребенный врез плиоцен-нижнеплейстоценового возраста, выполненный толщей плохо окатанных галечников и щебня в песчано-глинистом заполнителе суглинков, супесей и глинистых песков с включением щебня, обильных растительных осадков и прослоем торфа.

Установлено, что основное врезание и вскрытие оруденения происходило именно на этом этапе развития долины, в то время, как впоследствии было лишь незначительное ее расширение. В соответствии с этим запасы суммы полезных компонентов в россыпи погребенного тальвега и в долинной соотносятся как 4:1. Россыпь древней долины также более выдержана по простиранию, она имеет протяженность 8 км и в 3.5-4 раза длиннее россыпи современного днища и низкой террасы, которая прослеживается только непосредственно на участке рудного поля, где она сопровождается склоновыми россыпями. Суммарная мощность рудного пласта составляет на разных участках месторождения от 5 до 13-14 м при ширине залежи 150-500 м. В целом это достаточно компактная лентовидная залежь, относящаяся по выдержанности ко II группе классификации ГКЗ. Суммарное содержание суммы Sn+WQ3 колеблется от 400 г до 2 кг/м3 при среднем по месторождению — около 800 г/м3.

Характерной особенностью Омчикандинской россыпи, как и других россыпей узла, является отчетливая зональность минерального состава, отражающая состав руд коренного источника и разную миграционную способность касситерита и вольфрмита. В результате отношение WO3/Sn является наиболее высоким и составляет 1.5-2 в склоновой россыпи правого борта при среднем содержании WO3 1-2 кг/м3, снижается до 0.9-1.2 — в центральной части аллювиальной россыпи при содержаниях WO3 по отдельным линиям 400-800 г/м3 и падает до 0.5 г/м3 в ее хвостовой части. Россыпь р. Омчиканди отрабатывалась в 70-е годы на протяжении около 10 лет и дала более 5 тыс т WO3.

Близкие черты строения, распределения полезных компонентов и зональности минерального состава характерны для других комплексных касситерит-вольфрамитовых россыпей Иультинского рудно-россыпного узла на Чукотке, отрабатывавшихся с 40-х годов на протяжении нескольких десятков лет, и в Мерекской россыпи в хр. Дуссе-Алинь на севере Хабаровского края, служившей предметом старательской отработки в 70~80-е годы.

Среди собственно шеелитовых россыпей неизвестны объекты, представляющие промышленный интерес. Все сколько-нибудь значительные его концентрации сосредоточены в элювиально-склоновом комплексе осадков, непосредственно в полях рудных месторождений и представляют собой «валунчатые россыпи» со связанным шеелитом в обломках руд (Лермонтовское и Восток-2 в Приморье). Комплексные же шеелитсодержащие ложковые россыпи Казахстанской провинции могут представлять интерес только по сумме полезных компонентов (с золотом или оловом). Вместе с тем для этой провинции следует особо отметить как новый и перспективный тип экзогенных концентраций вольфрама — остаточные рудовалунные россыпи в полях скарново-шеелитового оруденения и других типов вольфрамоносных метасоматитов существенно алюмосиликатного состава. Их формированию способствовала длительная пенепленизация территории с формированием кор выветривания и последующие слабое поднятие и расчленение рельефа, обеспечившие вскрытие слабоокисленных руд ярозитовой зоны, где возможна мобилизация и сохранность вольфраматов. На участках относительно опущенных блоков, с более полным профилем коры выветривания, эти типы экзогенных концентраций вольфрама уступают место вольфрамоносным корам Выветривания типа участка Промежуточный Коктенкольского месторождения, где минеральные формы вольфрама представлены полуразрушенными вольфраматами и преобладающими по объему вторичными минералами вольфрама. Практический интерес представляют здесь участки гипергенной концентрации вольфрамовых минералов в виде остаточных рудно-валунных россыпей и уже упомянутых месторождений вольфрамоносных кор выветривания, подобные известным в Центральном Казахстане. Как подчеркивает Ф.Р. Апельцин, благоприятными для формирования валунных остаточных россыпей являются объекты скарново-шеелитового оруденения и другие типы вольфрамоносных метасоматитов существенно алюмосиликатного состава, расположенные в условиях выравненного и слабо-расчлененного рельефа. При интенсивных процессах физического выветривания и слабой окисленности руд (до начальной ярознтовой стадии) для мобилизации вольфрамовых минералов благоприятны также коренные источники жильного и жильно-штокверкового типа. В блоках с устойчивой тенденцией к относительному погружению получают развитие мощные (до 100 м и более) коры выветривания, состоящие из гидрослюдисто-иллит-монтмориллонитовых глин, водных окислов железа и марганца, различных, преимущественно вторичных, минералов W, Mo, Bi, Cu, Pb, Zn. В частности, минеральные формы вольфрама в таких корах представлены полуразрушенным вольфраматами и нередко преобладающими по объему аморфными микровыделениями вольфрама среди оксидов железа, марганца и железистого цемента глин. Подобные объекты гипергенной концентрации вольфрама выделяются в новый потенциально-промышленный тип вольфрамовых месторождений.

Таким образом, все промышленные типы вольфрамовых россыпей представляют собой типичные россыпи ближнего сноса, генетически и пространственно тесно ассоциирующие с коренными месторождениями. Вместе с тем диапазон локальных морфоструктурных и геоморфологических обстановок, в которых возникают вольфрамовые россыпи, достаточно широк, чем определяется разнообразие их морфогенетических типов — от плащеобразных элювиально-склоновых залежей и простых однопластовых ложковых и аллювиальных россыпей до сложных многоярусных образований в унаследованных долинах и зонах тектонических уступав.

Все сколько-либо значительные промышленные россыпи вольфрама сформировались за счет множественных источников либо при совмещении долин и логов с рудоносными зонами в условиях унаследованного вскрытия последних на протяжении нескольких этапов россыпеобразования. Именно эти объекты имеют самостоятельное промышленное значение. Другие типы россыпных скоплений вольфрама могут представлять определенный интерес только как объект попутной добычи на ранних стадиях отработки коренного месторождения. Кроме того, следует иметь в виду, что промышленная ценность вольфрамсодержащих комплексных россыпей в значительной мере определяется конъюнктурой других полезных компонентов — золота и олова.

В настоящее время промышленное значение вольфрамовых россыпей весьма незначительно. Однако, даже в старых районах развития вольфрамового оруденения следует учесть возможность выявления новых россыпных объектов главным образом многопластовых залежей в структурных ловушках типа зон тектонических уступов и грабен-долин, которые столь характерны для наложенных кайнозойских впадин областей тектоно-магматической активизации. В районах развития переотложенных кор выветривания можно ожидать также нетрадиционные типы экзогенных концентраций вольфрама в осадочном чехле. Объекты типа Алгамы, сочетающие в себе влияние осадочного и эпитермального рудного процессов, заставляют по-иному оценить вольфрамоносность осадочного чехла платформ, в том числе и на ископаемые концентрации вольфрама гравитационного типа, т.е. россыпи.