Собственно висмутовые месторождения и месторождения других металлов, из руд которых висмут добывается попутно, относятся к контактово-метасоматическим и гидротермальным, преимущественно среднетемпературным. Собственно висмутовые месторождения не имеют широкого распространения и обычно этот металл образует комплексные руды с другими металлами в ряде рудных формаций гидротермальных месторождений.
Среди них Н. Н. Попова и Э. Ф. Минцер [1966] выделяют следующие: 1) вольфрам-медно-висмутовые, 2) месторождения пятиэлементной формации (Со—Ni—Bi—Ag—U), 3) золото-висмутовые, 4) мышьяк-висмутовые, 5) медно-висмутовые и 6) кварц-висмутовые. Эти формации не охватывают всего многообразие висмутсодержащих месторождений, которые характерны для той или иной рудоносной провинции. Например, для Боливийской провинции ведущими в отношении висмута являются сульфидно-касситеритовые месторождения, для Забайкалья и Южного Китая — кварц-вольфрамитовые, для Кореи — скарново-шеелитовые и т. п. Тем не менее упомянутые шесть рудных формаций месторождений являются наиболее распространенными. Не останавливаясь на характеристике всех названных рудных формаций, поскольку они рассмотрены при описании месторождений других металлов, охарактеризуем лишь месторождения мышьяк-висмутовой и медно-висмутовой формации, в которых висмут представляет основную ценность руд.
Мышьяк-висмутовые месторождения
Висмутовая минерализация развита во всех арсенопиритовых месторождениях. Однако концентрация висмута обычно не превышает сотые доли процента. Известны и такие арсенопиритовые месторождения, в рудах которых содержание висмута достигает десятых долей процента или даже целых процентов (месторождение Сан-Грегорио в Перу — 3% Bi).
В качестве примера мышьяк-висмутовых месторождений охарактеризуем месторождения Брич-Муллинского рудного поля, находящегося в Чаткальском хребте (Узбекская ССР). В это рудное поле входят месторождения Брич-Мулла и Устарасай, залегающие среди отложений D3C1, смятых в антиклинальную складку, именуемую Коксуйской. Оруденение развито в шарнирной части и в юго-восточном крыле складки. Наиболее древние породы — песчаники, кварциты и конгломераты франского яруса — залегают в ядре антиклинали. Верхняя часть их представлена тонкослоистыми и сланцеватыми разностями из вестняков, получивших название бричмуллинского горизонта. На нем согласно залегают тонкослоистые известняки турне. В пределах рудного поля обнажаются небольшие тела гранит-порфиров, кварцевых порфиров и дайки диабазов. Тектонические деформации, протекавшие в процессе складчатости и наложенные на нее, привели к возникновению серии пологих надвигов северо-восточного простирания и ряда крутопадающих сбросов северо-восточного и северо-западного простирания. Последние в пределах шарнирной части Коксуйской антиклинали играли роль рудоподводящих каналов. Оруденение же локализовалось вдоль ранее возникших надвигов, пластовых срывов и мелких трещин.
Месторождение Устарасай характеризуется развитием в фаменских известняках как секущих кварц-висмутовых жил, так и пластообразных рудных залежей и столбообразных мышьяк-висмутовых метасоматических тел. Формирование месторождения протекало в три стадии: мышьяковую, свинцово-висмутовую и свинцово-сурьмяную. Первая стадия проявлена слабо и представлена метасоматическими пластообразными телами, сложенными арсенопиритом (70—80%) и кварцем (20—30%) с включением слюды. Отложение минералов второй стадии (пирита, пирротина, висмутина, самородного висмута, висмутовых сульфосолей, кварца, доломита, кальцита и редких киновари и реальгара) происходило в основном путем выполнения трещинных полостей (секущих и межпластовых). Третья стадия минерализации развита незначительно в виде маломощных (2—7 см) крутопадающих жил различного простирания. В эту стадию выделялись кварц и тесно ассоциирующие с ним сфалерит, буланжерит, галенит, бурнонит, арсенопирит, кальцит.
В отличие от Устарасая для месторождения Брич-Мулла характерна приуроченность оруденения к межпластовым срывам с образованием сложных метасоматических залежей.
Медно-висмутовые месторождения
В медных месторождениях признаки висмутовой минерализации отмечаются достаточно часто. Однако повышенные концентрации висмутовых минералов, имеющих промышленное значение наряду с медными, встречаются, в общем, редко. К ним, в частности, относятся месторождения Аннивере (Швейцария) и Нейбулах (Шварцвальд, ФРГ), а также Адрасман и некоторые другие медно-висмутовые месторождения Восточного Карамазара (Таджикская ССР).
Адрасманское месторождение характеризуется относительно высоким содержанием меди. Главная зона этого месторождения, залегающего среди пород верхнепалеозойской эффузивной толщи, прослеживается в северо-восточном направлении (20—30°) при крутом северо-западном падении и располагается в висячем боку крупного Свинцового разлома, который имеет северо-западное простирание и круто падает к северо-востоку.
Исследования показывают, что разрывные нарушения, определяющие положение Главной зоны и Свинцового разлома, являются наиболее древними. С ними почти точно совпадают южный и восточный контакты некка туфолав кварцевого порфира, внедрившегося в эффузивную толщу и образовавшего покров к северо-западу от месторождения. В последующее время движения по Свинцовому разлому возобновились. Они фиксируются приуроченностью к нему на отдельных участках даек кварцевого сиенит-порфира и диабазового порфирита, более молодых, чем туфолавы, слагающие некк. Одновременно произошло двукратное приоткрывание трещин северо-восточного простирания (60—70°) и выполнение их дайками кварцевого сиенит-порфира и диабазового порфирита.
Дальнейшее развитие месторождения связано с проявлением гидротермальной деятельности, которая развивалась в четыре стадии, на фоне относительно небольших тектонических движений. Наиболее ранние гидротермальные образования представлены кварц-сульфидно-висмутовыми метасоматическими телами и рудными жилами, сложенными кварцем, халькопиритом, висмутом, эмплектитом и другими медновисмутовыми минералами. Вторая стадия характеризуется развитием кварцевых жил с пиритом с гематитом, в третью образовались жилы и метасоматические тела тонкозернистого халцедоновидного кварца с галенитом и халькопиритом. Завершается гидротермальный процесс формированием кальцитовых безрудных жил.
Главная рудоносная зона представляет собой минерализованный тектонический разрыв, в висячем боку которого развиты многочисленные рудоносные жилы северо-восточного простирания (60—70°), т. е. образующие с общим направлением зоны (и с направлением основного тектонического разрыва) угол в 40—50°. Эти жилы характеризуются неправильной формой, быстро выклиниваются с удалением от минерализованного тектонического разрыва и представляют собой по генезису оперяющие трещины отрыва. Особенно много их в непосредственной близости к Свинцовому разлому, в связи с чем рудоносная зона образует здесь незначительный раздув и концентрирует главную массу висмутовых руд.
Каждая из жил чаще представлена комплексом какой-либо одной (преимущественно первой или второй) стадии минерализации, нередко минеральными комплексами нескольких стадий. Минералы второй стадии развиваются в трещинах, возникших путем повторного приоткрывания рудоносных трещин, выполненных нераздробленными минералами первой стадии.
В пределах тектонического разрыва Главной зоны также проявлены все стадии минерализации. Но здесь отчетливо отмечается раздробление более ранних минеральных комплексов. Минералы второй стадии цементируют обломки минералов первой стадии, повернутые один относительно другого в процессе внутриминерализационных движений. Это дает основание заключить, что по разрыву Главной зоны в процессе минерализации происходили многократные подвижки.
Положение рудоносных жил, приуроченных к трещинам отрыва, определяющим Главную зону, показывает, что эти движения имели единое направление, отвечающее сдвиго-надвигам с перемещением северо-западного блока к северу при некотором поднятии его вверх. Отсюда было сделано заключение, что в пределах тектонического разрыва Главной зоны рудные тела наиболее вероятны на участках с большим азимутом простирания, что и было подтверждено дальнейшими разведочными работами.
Формирование месторождения продолжалось и в послерудное время. Оно проявилось в виде сбросов, проходящих преимущественно по контактам рудоносных жил. Послерудные нарушения имеют небольшие амплитуды и в основном не нарушают залегания рудных тел.