Молибденовые месторождения можно классифицировать следующим образом:
- контактово-метасоматические (скарновые);
- грейзеновые;
- гидротермальные среднетемпературные.
К последнему типу относятся: а) кварц-молибденитовые, б) кварц-сфалерит-галенит-молибденитовые, в) кварц-халькопирит-молибденитовые (меднопорфировые руды); г) настуран-молибденитовые.
Контактово-метасоматические (скарновые) месторождения
К этой группе относятся скарново-молибденит-шеелитовые и скарново-шеелитовые месторождения, образующиеся на контактах гранитоидов с карбонатными породами. Основная масса молибденита выделяется после образования скарновых минералов и шеелита в виде секущих скарны молибденитовых либо кварц-молибденитовых прожилков. Месторождения этой группы, встречающиеся относительно редко, имеют важное промышленное значение. К ним относятся Азгур в Марокко и Тырныауз в СССР.
Молибден-вольфрамово-медное месторождение Азгур находится на северном склоне Высокого Атласа в 60 км к юго-западу от г. Марракеша в Марокко. Согласно Перманжа и Буру [1959], месторождение приурочено к северной части палеозойского блока, находящегося в зоне Высокого Атласа. Крупными разрывными нарушениями этот массив расчленяется на более мелкие вытянутые в широтном направлении блоки. В одном из них (Азгурском) и находится месторождение.
Нижний структурный этаж блока образуют интенсивно дислоцированные и местами метаморфизованные карбонатно-сланцевые породы палеозоя, их перекрывают песчаники, конгломераты и известняки среднего мела, залегающие горизонтально или с небольшим наклоном на юг и слагающие верхний структурный этаж.
На рудоносной площади обнажаются карбонатные и сланцевые толщи палеозоя, прорывающие их постгерцинские граниты (на западе) и перекрывающие все эти образования песчаники, конгломераты и известняки мела (на юге и востоке). Толща палеозойских образований представлена в различной степени метаморфизованными сланцами (пятнистыми, фельдшпатизированными, окварцованными, кордиеритовыми, андалузитовыми) и карбонатными породами (известняками, мраморами, скарнами). Карбонатные породы образуют вытянутые линзы и пласты среди сланцев. В центральной части рудного поля с севера на юг прослеживается наиболее мощная полоса карбонатных пород, постепенно выклинивающаяся на юге и слагающая ядро антиклинальной складки.
Рудное поле месторождения осложнено разрывными нарушениями, типа сбросо-сдвигов, среди которых рудоконтролирующими являются меридиональные и северо-восточные нарушения. Следует отметить, что многие пережимы, флексуры и мелкие складки, наблюдаемые в карбонатных породах, тесно связаны с разрывными нарушениями.
На контакте с гранитами в карбонатных прослоях образуются скарны (тактиты). При этом наблюдается отчетливая зональность, выражающаяся в смене минеральных ассоциаций, развитых в направлении от контакта гранитов к карбонатным породам, в следующем порядке: 1) кварц-плагиоклазовая зона (эндо-экзоскарн), 2) кварц-диопсидовая зона, 3) пироксен-гранатовая (с молибденитом) зона, 4) гранатовая зона, 5) пироксеновая зона.
Карбонатные породы в ряде пунктов рудного поля окварцованы. Скарнообразование наиболее интенсивно проявляется в карбонатных породах, слагающих ядро сжатой антиклинальной складки.
Молибденовые ишеелитовые руды локализуются в крыльях складки по границе окварцованных и скарнированных пород. Вкрапленные молибденовые и шеелитовые руды образуют в верхних горизонтах сложные по форме линзообразные тела, прослеживающиеся по простиранию до 900 м. Изометрические в сечении участки образуют в пределах линз рудные столбы, которые круто склоняются на юг.
Контуры медной минерализации гораздо более четкие. Это преимущественно изометрические в сечении или удлиненные вдоль контактов рудные тела со сложными ответвлениями. Массивные халькопиритовые руды образуют крутопадающие столбообразные залежи со склонением на юг и север. Угол склонения более крутой, чем у молибденовых столбов. Халькопиритовые столбы локализуются как в крыльях синклинальной складки, так и в ее ядре. Главной особенностью локализации медных руд является их приуроченность к контактам скарнов и мраморизованных известняков. Медная минерализация главным образом концентрируется в скарнах и сравнительно редко в карбонатных породах. Богатые медью рудные столбы приурочены не только к мелким складкам в скарнированных породах, но и к участкам пересечения меридиональных и северо-восточных крутопадающих разрывных нарушений. Этим объясняется более крутой угол склонения медных рудных тел.
По данным документации горных выработок с запада на восток происходит смена вольфрам-молибденовых рудных тел медными.
Процесс рудообразования протекал в три стадии. В первую стадию в карбонатных породах формировались тактиты, образующие вытянутые в меридиональном направлении тела. Шеелит и молибденит, присутствующие в тактитах в виде вкрапленности, а местами слагающие обогащенные участки, кристаллизовались во вторую стадию. Вольфрам-молибденовые рудные тела вытянуты в основном в меридиональном направлении, образуя вертикальные минерализованные столбы. Медная минерализация возникла в третью стадию. Она не так тесно связана с тактитами, как шеелит и молибденит, часто распространяясь в мраморы и другие породы.
Имеющийся материал свидетельствует, что разрыв между формированием скарнов и вольфрам-молибденовой минерализацией был относительно небольшой. Медная же минерализация несколько больше оторвана от предыдущей. Согласно этому представлению пути проникновения растворов, несущих вольфрамовое и молибденовое оруденение, и растворов, приведших к скарнообразованию, были едиными. Однако рудообразующие растворы поступали несколько позднее скарнирующих. Отложение шеелита и молибденита определяется интенсивностью тектонических движений, происходивших в процессе минерализации. Медная минерализация накладывается на скарны и ранее возникшие рудные минералы. Путями проникновения медьсодержащих растворов и местами локализации медных руд явились участки пересечения разрывных нарушений меридионального и северо-восточного простирания.
Грейзеновые месторождения
Месторождения представлены кварцевыми жилами с молибденитом, нередко вольфрамитом, пиритом, реже с висмутином. Вмещающие породы, гранитоиды, вблизи жил интенсивно грейзенизированы. Иногда встречаются трубчатые и пластообразные тела грейзенизированных пород, а также зоны грейзенизации в гранитоидах. Месторождения этого типа многочисленны, но по масштабу относительно невелики. Они Известны в СССР (Восточно-Коунрадское и др. в Казахстане), в Китае, в США, в Австралии. Типичным примером может служить Восточно-Коунрадское месторождение, изученное Ф. В. Чухровым [1960 г.].
На площади рудного поля Восточно-Коунрадского месторождения известно несколько молибденовых и вольфрамовых месторождений, залегающих в пределах Коунрадского верхнепалеозойского гранитного массива. Этот массив площадью 110 км2 на западе залегает среди осадочно-метаморфических и эффузивных пород позднедевонского и раннекаменноугольного возраста, а на востоке и юге среди каменноугольных гранофиров, гранодиоритов и гранитов.
Массив сложен главным образом среднезернистыми, иногда порфировидными гранитами; встречаются участки развития мелкозернистых биотитовых и аплитовидных гранитов. Последние обычно образуют пологопадающие пластообразные тела мощностью 10—15 м и площадью в несколько квадратных километров, перемежающиеся с участками, сложенными среднезернистыми гранитами. Массив рассекается дайками мелкозернистых аплитовидных гранитов, редко диабазовых порфиритов. В средней части прослеживается разлом северо-западного простирания типа правого сдвига.
К востоку от разлома граниты интенсивно раздроблены, содержат в обилии ксенолиты вмещающих пород, насыщены дайками и кварцевыми жилами. Здесь находятся все основные месторождения рудного поля, в том числе и Восточно-Коунрадское. Западная часть массива менее деформирована, бедна жильными образованиями и здесь известно одно месторождение — Вольфрамовые сопки.
Для отдельных месторождений характерна жильная форма рудных тел. Жилы протяженностью от 50 до 55 м расположены кулисообразно и локализуются в пределах узких линейно вытянутых полос, длиной до 3 км.
Восточно-Коунрадское месторождение находится в центральной части восточной половины массива и представлено двумя системами крутопадающих кварц-молибденитовых жил субширотного (275—285°) и северо-западного (330—340°) простирания, часто сопровождаемых апофизами. Отчетливо выделяются жилы, сложенные сливным кварцем и жилы полосчатого строения, обусловленного чередованием слоев светло-серого сливного и темно-серого кварца. Мощность жил незначительная. Рудные жилы сопровождаются зонами грейзенизации. Главный рудный минерал молибденит, образующий лучистые и сферолитовые агрегаты или отдельные чешуйки в кварце и грейзенах. Нередко молибденит встречается в виде оторочек по зальбандам жил. Из других минералов отмечаются пирит, вольфрамит, сфалерит, борнит, ильменорутил, блеклая руда, халькопирит, галенит, висмутин, а также альбит, микроклин, мусковит и флюорит.
На месторождении Ф. В. Чухровым [1960 г.] выделяются три вертикальные зоны, отличающиеся минерализацией и составом околожильных грейзенов: надрудная, рудная и подрудная.
В надрудной зоне жилы характеризуются низким содержанием молибдена; в незначительном количестве присутствуют также пирит и вольфрамит, а мусковита значительно больше, чем в других зонах. Вблизи жил развиты слюдисто-кварцевые грейзены.
Ниже надрудная зона сменяется рудной. В этих частях жил содержание молибденита достигает промышленных концентраций не только в жильном выполнении, но и в кварцевых грейзенах. В подчиненных количествах отмечаются пирит, жильбертит, флюорит, реже ильменорутил, мусковит и микроклин.
Ниже рудная зона постепенно, а иногда резко, переходит в подрудную, характеризующуюся очень убогим содержанием молибденита. В небольших количествах встречаются пирит, жильбертит, мусковит и флюорит. Вольфрамит отсутствует. Грейзен почти полностью сложен кварцем, содержащим остатки плагиоклаза. Молибденит не отмечается.
Как установлено Ф. В. Чухровым, рудная зона имеет западное склонение под углом 25—30°, благодаря чему к западу от нее вскрываются жилы надрудной зоны, а к востоку — подрудная зона.
С глубиной мощность околожильных грейзенов уменьшается. На месторождении развита зона окисления и выщелачивания. До глубины 20 м наблюдаются обычные гипергенные минералы меди, железа, а также гипс, каолин и опал. Молибден на участках сильно трещиноватых рудных жил почти полностью вынесен. Ниже развивается повеллит. С глубиной в зоне окисления увеличивается, роль галлуазита и уменьшается количество опала. Выщелачиванию молибденита способствовали длительное формирование зоны окисления, сухой полупустынный климат, высокое содержание пирита в рудах и отсутствие сильных нейтрализаторов (карбонатов).
Среднетемпературные гидротермальные месторождения
Месторождения этого типа широко распространены, в них сосредоточены основные запасы молибденовых руд. Формы рудных тел — штокверки, зоны минерализованных пород и жилы. Процесс минерализации обычно происходил в несколько стадий.
На молибденовых и медно-молибденовых месторождениях процесс рудообразования часто начинался с калишпатизации (при 700—400°С), которая сменялась серицитизацией и окварцеванием, а затем отложением кварца и рудных минералов. Молибденит обычно выделялся дважды: ранний, крупночешуйчатый, совместно с пиритом и мусковитом и поздний, мелкочешуйчатый (основная масса). В следующие стадии происходило отложение сульфидов свинца и цинка и в завершение процесса — кварца с карбонатами.
На вольфрам-молибденовых месторождениях основная масса молибденита выделялась до формирования вольфрамовой минерализации, развитой обычно в виде, самостоятельных жил. Далее на молибденовую и вольфрамовую минерализацию накладывались минеральные образования сульфидной стадии (сфалерит, галенит, пирит, халькопирит, борнит, блеклая руда, кварц). Завершался процесс выделением карбонатов.
Характерная особенность большинства месторождений — некоторое пространственное обособление сульфидов свинца и цинка от кварц-молибденитовых жил.
Кварц-молибденитовая формация
Месторождения кварц-молибденитовой формации самые многочисленные и имеют наибольшее промышленное значение. Минеральный состав их довольно простой: кварц, молибденит, пирит, карбонаты, турмалин, редко галенит, сфалерит, халькопирит, висмутин и флюорит.
По форме они могут быть разделены на штокверковые, имеющие много общего с месторождениями меднопорфировых руд (кварц-халькопирит-молибденитовая формация) и жильные. Первые из них наиболее важны. К ним относятся уникальные крупные месторождения Клаймакс, Куорц-Хилл, Юэред, Хендерсон (США), Эндако (пров. Брит. Колумбия, Канада) и др. Жильные месторождения, средние и мелкие по масштабу, более многочисленны: Квеста (США), Кнабен (Норвегия), Давенда, Умальта и Парагачай (СССР) и многие другие.
Кварц-сфалерит-галенит-молибденитовая формация
Месторождения этой формации встречаются реже, но некоторые из них, залегающие в форме штокверков, характеризуются относительно крупными запасами. Месторождения формируются в шесть-семь стадий.
С сульфидами (галенит, сфалерит, халькопирит) нередко связано выделение золота, а из примесей в рудах отмечаются селен и теллур. Месторождения этой формации известны в СССР (Шахтама и др.).
Кварц-халькопирит-молибденитовая формация
Месторождения кварц-халькопирит-молибденитовой формации (так называемые меднопорфировые или прожилково-вкрапленные руды) тесно связаны с умеренно кислыми гранитоидами. Оруденение представлено тонкими прожилками и вкрапленностью халькопирита, пирита, реже галенита, сфалерита и молибденита. Почти постоянно в рудах присутствует золото, а молибдениты обогащены рением. Вмещающими породами являются интенсивно серицитизированные и окварцованные интрузивные порфировые породы. Оруденение приурочено к куполам и верхним частям небольших интрузий порфировых пород. Содержание молибдена в рудах низкое (от тысячных долей процента до 0,05%), но запасы значительны. Месторождения этого типа известны в СССР (Коунрад, Бощекуль, Каджаран), в США (Бингем, Куорц-Хилл), в Чили (Чукикамата, Браден и др.), в Монголии (Цаган-Суварга, Арын-Нур и др.).
Настуран-молибденитовая формация
Месторождения этого типа большого практического значения для молибдена не имеют. Они приурочены к участкам пересечения разломов различного направления, секущих туфогенно-осадочные породы и эффузивы типа кварцевых порфиров. Форма месторождений — штокверковые зоны. Молибденит мелкочешуйчатый, находится в тесном прорастании с урановой смолкой. Выделение его происходило после образования основной массы сульфидов и карбонатов. Изменение вмещающих пород вблизи рудных тел выражается в серицитизации, хлоритизации, окварцевании, альбитизации, карбонатизации или аргиллизации.
В качестве примера среднетемпературных гидротермальных молибденовых месторождений рассмотрим уникальное месторождение Клаймакс (штат Колорадо, США), типичное штокверковое месторождение кварц-молибденитовой формации.
Месторождение Клаймакс — самое крупное молибденовое месторождение в капиталистических странах. Ежедневно обогатительные фабрики перерабатывают 48 тыс. т руды со средним содержанием 0,4% MoS2. С 1948 г. попутно из руды начали извлекать вольфрамит (около 1 тыс. т WO3), а также касситерит, пирит и монацит. Общие (оставшиеся) запасы руд оцениваются в 470 млн. т со средним содержанием 0,32% MoS2 и 0,025% WO3. Месторождение залегает в древних докембрийских гранитах, гнейсах и кристаллических сланцах вблизи регионального разлома Москито, отделяющего с запада область развития палеозойских пород от докембрийских образований, слагающих рудоносную площадь. Все породы, согласно Уоллесу и др. [Многократная…, 1973], разбиты разломами и прорваны раннетретичными порфирами диорит-кварц-монцонитового состава.
Молибденовая минерализация связана со сложным штоком риолитовых порфиров и ассоциирующих с ним даек среднетретичного возраста, развившихся со стороны лежачего бока сброса Москито. Молибденит и другие рудные минералы сконцентрированы в трех обособленных штокверках, каждый из которых возник в одну из продуктивных фаз становления штока Клаймакс (27—34 млн. лет). Формирование этого штока происходило в четыре фазы, которые сопровождались гидротермальной деятельностью. При внедрении интрузивного тела каждой фазы происходило раздвигание вмещающих пород и образование надынтрузивного купола.
У рудных тел много сходных черт, но интенсивность, и особенности распространения минерализации в них различны. У верхнего контакта каждого продуктивного штокверка залегают интенсивно окварцованные породы, их перекрывают и окаймляют молибденитовые рудные тела. Над молибденитовыми залежами располагаются зоны пирит-вольфрамитовых руд, которые в сущности являются индикаторами скрытого молибденового оруденения.
Породы двух ранних фаз близки по химическому и минеральному составу и сложены кварцем, ортоклазом, альбитом и биотитом. Они, образуют два небольших массива, имеющих в плане почти изометрические формы (размером 360×630 м). Первый из них (наиболее ранний) находится ближе всего к поверхности, огибая вершину второго массива. Второй из них с куполовидной кровлей и вертикальными стенками с периферии сопровождается дайками того же состава, изгибающимися в плане и разрезе в соответствии с направлением контакта. Особенностью внутреннего строения второго массива является также отчетливое проявление в порфирах текстур течения, усиленных интенсивным развитием крутопадающей сланцеватости.
Штокообразное тело, образованное внутри второго массива в течение третьей фазы, сложено аплит-порфирами. Внедряясь, аплит-порфиры деформировали породы второй фазы с образованием в них радиальных трещин, часть из которых залечивалась теми же аплит-порфирами. Наиболее поздние гранит-порфиры и дайки риолит-порфиров образовались в четвертую фазу. Они встречены на глубине ниже тела аплит-порфиров; поздние риолит-порфиры представлены протяженными до 1,5 км крутопадающими дайками близширотного простирания, которые на участке месторождения образуют неясно выраженную радиальную систему.
В пределах месторождения закартирован ряд крупных разрывных нарушений близмеридионального и северо-западного направления, выполненных тектонической глинкой, халцедоновидным кварцем, местами флюоритом. Восточный разлом смещает рудные тела почти на 100 м. По разлому древнего заложения (Москито) существенные перемещения произошли в послерудное время. Сбросовая составляющая около 3000 м, сдвиговая около 450 м.
Выделяются три самостоятельных рудных тела (Сереско, Верхнее и Нижнее), располагающиеся одно под другим на трех горизонтах и пространственно связанные с интрузивами каждой из фаз сложного штока Клаймакс. Образовались они в последовательности сверху вниз. Самое верхнее рудное тело Сереско в значительной степени эродировано. Лучше всего изучено залегающее под ним рудное тело, получившее название Верхнего и расположенное в 60—90 м от кровли массива. В плане его форма округлая или кольцевая, в разрезе сводообразная. Максимальный размер по диаметру 810×1100 м, ширина кольцеобразной рудоносной зоны около 240 м. Ниже это рудное тело образует уже не кольцо, а дугу в 180^ Благодаря гидротермальной деятельности, которая предшествовала, сопровождала и завершала отложение молибденита, возникли зоны фельдшпатизации, пирит-вольфрамитовой минерализации и интенсивного окварцевания. Каждая из них. повторяет форму рудной зоны и соответственно располагается внутри, выше и ниже Верхнего рудного тела. Весьма характерно развитие процесса калиевого метасоматоза, особенно интенсивное перед оруденением над контактом интрузивного тела. Области калишпатизации, как правило, совпадают с участками самой богатой рудной минерализации.
Основное количество (95—97%) молибденита заключено в кварцевых прожилках мощностью от 1—2 мм до 1—2 см. Число их на 1м составляет 40—50 штук и увеличивается к висячему боку рудного тела. В виде вкрапленности молибденит отмечается в пегматитовых линзах, аплитовых дайках и в интенсивно окварцованной породе, а также в виде примазок по трещинам.
В кварц-молибденитовых прожилках присутствуют также ортоклаз и флюорит. Эти прожилки образовались преимущественно метасоматическим путем. В более поздних прожилках установлены пирит и топаз. Зона интенсивно окварцованных пород, сложенная тонкокристаллическим кварцем, образует тело диаметром 450 м при мощности 90—200 м. Граница лежачего бока зоны интенсивного окварцевания довольно резкая, висячего — постепенная.
Среднее содержание пирита в руде 2—3%. Он концентрируется над молибденовыми рудами и по их периферии в виде кварц-пирит-серицитовых прожилков. С зоной концентрации пирита примерно совпадает зона развития вольфрамовой минерализации (среднее содержание WO3 0,06%), диаметр которой 1200 м, мощность 90—150 м. Там, где молибденовая и вольфрамовые зоны совмещены, наблюдается пересечение кварц-молибденитовых прожилков кварц-пирит-серицитовыми, содержащими вольфрамит. В очень незначительных количествах в руде встречаются касситерит, браннерит, ильменорутил и монацит. Остальные рудные тела имеют подобное строение, но отличаются меньшим содержанием молибдена. Для Нижнего рудного тела характерны более высокие концентрации вольфрама; из него поступает основная масса вольфрамовой руды.
Поздняя, «безрудная», стадия (кварц, пирит, серицит, топаз, флюорит, каолинит, родохрозит, халькопирит, сфалерит, галенит, гюбнерит и молибденит) проявлена широко, но чрезвычайно неравномерно в пегматитовых образованиях, тонких просечках и в разломах.
В целом на месторождении намечается закономерная повторяемость интрузивно-гидротермальной деятельности. Каждое последующее рудное тело меньше по размерам и находится ближе к кровле материнского интрузива по сравнению с предыдущим. Мощность вольфрамовых зон при этом возрастает с глубиной для каждого тела.