Mеталлоносность юрских пород Фан-Ягнобской синеклизы, Центральный Таджикистан

Постановка задачи

Фан-­Ягнобская синеклиза является наложенной структурой в составе герцинской Зеравшано-­Гиссарской зоны. Она сформировалась на палео­зойском складчатом основании в виде толщи осадочных пород от Т₃ по N₁, включая юрские, меловые и палеогеновые терригенные комплексы общей мощностью ~ 2,7 км [9]. Из полезных ископаемых в ее составе известно крупное месторождение каменного угля, одноименное с названием синеклизы. В палеозойском обрамлении вблизи нее находятся два месторождения: на севере — вольфрамовое Такфон с повышенными содержаниями Sn, As, Bi, Cu, Ag, Au и на юге — сурьмяное Джижикрут с Au, Ag, Hg, Tl, Se, Pb, Bi, Sn.

Геологи, проводившие поисковые работы в гра­ницах Зеравшано-Гиссарской зоны Цент­раль­ного Таджикистана, считали Фан-Ягнобскую синеклизу безрудной, бесперспективной на обнаружение в ней рудной минерализации. Это мнение аргументировалось отсутствием в ее контурах проявления магматизма и гидротермальных процессов. Проведенное нами в 2024 году опробование юрской терригенной толщи и исследование ее гео­химических и минералогических особенностей ставит под сомнение утвердившееся представление об отсутствии рудной минерализации в границах синеклизы.

Наши поисковые работы проводились на водоразделе рек Ягноб — Фандарья, на горе Кухи-Малик, выше выходов газов от горения каменного угля. Здесь была опробована пачка юрских песчаников мощностью 800 м. Пробы отбирались по всем литологическим разновидностям терригенных пород.

Геологическое положение Фан-Ягнобской синеклизы

Фан-Ягнобская синеклиза, по [12] грабен-син­к­линаль, располагается приблизительно в 10 км к северу от Гиссарского хребта. Ее тектоническая позиция в региональной герцинской тектонической структуре Центрального Таджикистана показана ранее [3][12]. Для данного исследования важно отметить, что синеклиза является вторым мезо-кайнозойским структурным этажом палеозойской Зеравшано-Гиссарской зоны и как бы «наследует» ее обломочный материал, возникший в ходе герцинского орогенеза, послепалеозойской пенепленизации и прибрежно-морского седиментогенеза в мезозое.

На юге синеклиза ограничена Пасруд-Ягноб­ским разломом от нижнесилурийских пород; на севере, северо-востоке и западе с угловым несогласием контактирует с осадочно-метаморфическими породами верхнего силура (рис. 1). Ее линейные размеры составляют 35×10 км. Она является межгорной впадиной, заложенной на палеозой­ском фундаменте, после палеозойского орогенеза и пенепленизации [2]. В соответствии с тектоническим районированием территории синеклизы она была расчленена на несколько блоков, разделенных разломами и, имеющих разный характер вертикальных движений [13]. Структурная ось синеклизы воздымается в западном направлении. В конце плиоцена она была смята в результате альпийской складчатости в относительно широкие субширотные складки [13]. Их протяженные крылья контрастно проявляются на фоне высоких хребтов, сложенных палеозойскими комплексами пород (рис. 2).

Для палеозойских пород Зеравшано-Гиссарской зоны Центрального Таджикистана характерно большое разнообразие видов рудных месторождений [3]. В непосредственной близости к синеклизе, вблизи ее южного контакта, расположено крупнейшее в Средней Азии месторождение сурьмы Джижикрут с высокими содержаниями Au, Ag, Hg, Tl, Se, Pb, Bi, Sn (рис. 1). На северо-западе и севере, в нескольких километрах, находится группа золоторудных месторождений: Кум-Манор, Чоре и Восточная Дуоба, на северо-востоке — вольфрамовое Такфон, на юго-западе — ртутное Кончоч и золоторудное Чульбои [3].

Стратиграфия и литология пород Фан-Ягноб­ской синеклизы

Строение Фан-Ягнобской синеклизы определяют осадочные породы T₃, J_1–2, K_1–2, P_1–3, N₁. Они имеют лагунно-континентальное происхождение и относительно небольшую мощность ~ 2,7 км [2][9]. Сине­клиза содержит самое крупное в регионе месторождение высококачественного каменного угля [6].

Начинает разрез пород синеклизы [2][9] позднетриасовая толща, которая обнажается на ее западном фланге. Она с угловым и стратиграфическим несогласием залегает на известняках (S₁). Толща триаса представлена валунно-галечниковыми конгломератами, брекчиями, песчаниками и редкими углистыми сланцами, общей мощностью 270 м. На ее размытой поверхности залегают конгломераты и песчаники (J₁) до 95 м мощности, названные базальной свитой [2]. Она согласно перекрыта алевролитами, аргиллитами и песчаниками с ископаемой флорой, мощностью до 500 м (нижняя непродуктивная свита, J₁). Ее согласно перекрывает пачка аргиллитов, алевролитов, песчаников со слоями угля (Раватское месторождение) и глиежей (мелкое месторождение), мощностью до 700 м (угленосная свита, J_1–2). В X веке арабский географ Ибн-Хаукаль описал «огнедышащие» горы в Согдийский области вблизи крепости Сарвода, а в 1841 г. русский горный инженер Богословский посетил долину р. Ягноб и первый отметил проявление каменного угля, его подземный пожар и кустарную добычу нашатыря, квасцов и угля [1]. Заканчивается юрская система косослоистыми песчаниками с прослоями сланцев и конгломератов, мощностью до 180 м (верхняя непродуктивная свита, J₂). С размывом и стратиграфическим несогласием на средней юре залегает меловая система, представленная двумя отделами, сложенная конгломератами, глинами, песчаниками, известняками с гипсами, общей мощностью до 1030 м. Меловая система согласно перекрыта глинами, известняками, песчаниками с крупными скоплениями фосфоритов, мощностью 420 м нерасчлененной палеогеновой системы. Завершают разрез синеклизы нерасчлененные палеоген-нижне-неогеновые отложения: конгломераты, песчаники, глины, мощностью 175 м [13].

В синеклизе отсутствуют магматические и гидротермальные породы. Геологами-поисковиками она считалась безрудным структурно-вещественным элементом Зеравшано-Гиссарской зоны.

Геохимические исследования

В породах юрской системы вкрест простирания терригенных пород нами был пройден геохимический профиль длиной около 800 м (рис. 3). Линия профиля проведена в 150 метрах гипсометрически выше Раватского пожара. Окраска пород меняется от светлых до коричневых, они слабо полосчатые, с трещинами кливажа и углефицированными отпечатками растений; структура — от крипто- до мелкозернистой. В шлифах идентифицируются алевролиты и мелкозернистые песчаники. В них доминируют обломки кварца и слабопелитизированного полевого шпата. Реже наблюдаются хорошо окатанные рудные обломки в 2–3 раза меньше размером породообразующих минералов. Рудные обломки могут составлять до 30% объема шлифа. Они встречаются в виде одиночных зерен, групп и линзовидных скоплений до 4×2 мм. Акцессорные минералы представлены титанитом, ортитом, зональным гранатом, цирконом, герцинитом и флюоритом. Цемент терригенных пород характеризуется минеральным разнообразием: серицитовый, хлорито-серицитовый, глинистый, рудный. Иногда он отсутствует, и обломки зерен тесно примыкают друг к другу.

Нами отбирались пробы по каждой структурной и цветовой разновидности обломочных пород по линии профиля А–Б (рис. 3); было отобрано 26 штуфных проб массой по 1,5 кг. Во всех оказались повышенные содержания металлов. В таблицу результатов были помещены химические элементы с содержанием не менее двух кларков концентрации (табл.).

В таблицу не включены следующие элементы: Cr — содержание, повышенное во всех пробах, не выше двух кларков концентрации (КК); Cu — около кларка; Ga — около кларка или чуть выше; Sn — в пробе 26 — 5 КК; Tl содержится около одного кларка (1,5), а в пробах 24 и 6 — около 6 КК; La — в пробе 26 — 6 КК, в 14 — 2 КК; Pr — в пробах 22, 13, 12, 4 — ~2 КК; U установлен во всех пробах в количестве, близком к кларку, и только в пробе 4 он достигает 5 КК.

Ранее в высокозольных углях Фан-Ягнобского месторождения установлены в содержаниях более 3 КК следующие металлы, в г/т: Mo, Pb, Zn, Cr, Be, Cd и более 5 КК (по отношению к региональному гео­химическому фону): Sn, V, W, Cu, Ag [6].

Распределение металлов по геохимическому профилю (рис. 3) показано на рис. 4–7. Значимые содержания ванадия составляют приблизительно около 100 г/т. Они то значительно возрастают до 150 г/т, то снижаются до фона (30 г/т). Цинк имеет более заметные скачки в содержаниях: от 86 до 181 г/т при кларке в 40 г/т. Церий при фоне 35 г/т колеблется от слабоповышенных значений 75–100 г/т до высоких — 120 г/т, с резкими уменьшениями до ниже фона (рис. 4).

На больших интервалах профиля содержание мышьяка многократно превышает кларк концентрации, в а двух — доходит до 40 г/т — 33 КК. В нескольких интервалах кобальт обладает двукратным КК. В начале профиля и в интервале 14-й пробы резко возрастает до 5 КК. Европий установлен на уровне фона, к интервалу 23–25 повышается до 2,5 КК, а к 26-му — до 6 КК (рис. 5).

Германий образует концентрации от 2 КК, но во многих интервалах до 3–4, доходящих во 2-м и 7-м интервалах до 7 КК. Селен во многих интервалах имеет содержания 2 КК, повышающиеся до 3–4, а самые высокие — 7 КК. Сурьма по всему профилю имеет очень высокие содержания — 5 КК, а в первом интервале резко возрастает до 33 КК. Самарий образует невысокие кларки концентрации от 1,9 до 2,4 (рис. 6).

Серебро равномерно распределено по всему профилю в содержаниях 2–4, а в первом интервале резко увеличивается до 11 КК. Кадмий имеет очень высокие содержания по всему профилю — от 2–3 до 5–8, максимумы в 6-м и 11-м интервалах — 13, а в 22-м — 19 КК (рис. 7).

Минералогические исследования

Геохимические данные были подтверждены находками минералов — источниками металлов, обнаруженных детальными минералогическими исследованиями на микрозондовом анализаторе. В шлифе с интервала 15 были установлены хорошо окатанные зерна, до 5 мк, антимонита с примесью As (рис. 8).

При исследовании черных шлихов из протолочек под номерами 10–20 определена группа минералов: 1) сурьмы с примесью Pb в виде плохо окатанной призмы длиной 15 мк (рис. 9); 2) окатанный до 100 мк Zn- и Se-содержащий галенит (рис. 10); 3) минерал Sn с примесью Ge (рис. 11 и 15Е); 4) аргентит (рис. 12 и 15Г); 5) очень мелкие зерна золота, от 2 до 9 зерен в одном шлихе, размером 3–40 мк (рис. 13); 6) зерна барита до 200 мк; 7) хорошо окатанные до 60 мк монацит, ксенотим-Y и флоренсит-Се (рис. 14); 8) сульфид W — тунгстенит (?), 30 мк. Кроме того, было установлено несколько недиагностируемых фаз, состоящих из высоких количеств Se, Ta, Mo, Bi, Ni, Sn, Tl, Pb, Ge и F. В интервалах 18, 20 обнаружено по 6 зерен самородного серебра до 10 мк в наибольшем измерении.

Обсуждение

Геохимический профиль по юрской толще с высокими содержаниями рудных элементов, а также рудные минералы в ее составе (реальгар, самородный теллур, селен, тиманит, гринокит, англезит, киноварь, касситерит, молибдит и др.) вблизи Раватского пожара [4][5][7][8][10][11], находящегося в 150 метрах ниже профиля, позволяют наметить площадь, которую можно рассматривать как аномалию (рис. 3). Источником металлов для выявленной геохимической аномалии, возможно, могли явиться продукты конденсации горячих газов из подземных угольных пожаров, а также, вероятнее всего, разрушенные руды сурьмяного месторождения Джижикрут, которое находится в непосредственной близости с синеклизой (на юге), расположенного севернее вольфрамового Такфон и на западе и северо-западе золорудных Чульбои, Чоре и Восточная Дуоба (за рамкой карты на рис. 1). Их можно рассматривать как зоны эрозии и денудации. Зоной аккумуляции разрушенного рудного вещества с образованием россыпей явилась площадь Фан-Ягнобской синеклизы. Обломки минералов сурьмы, свинца, вольфрама, серебра, золота и других минералов были выявлены в ней при минералогических исследованиях. Мелкие обломки (песчинки) рудных минералов накапливались среди значительно более крупных зерен кварца, полевых шпатов и других, а микрозернистая фракция — в цементе. Эта тонкая фракция рудных минералов послужила источником для образования выделенной нами геохимической аномалии.

Источник редких земель в аномалии обусловлен монацитом-Ce, ксенотимом-Y и флоренситом-Се; германий связан с касситеритом; сурьма — с антимонитом; серебро — с аргентитом; кадмий и селен, вероятно, — с гринокитом, тиманитом, галенитом. Обнаруженные нами многочисленные зерна самородного золота и серебра, а также антимонита, галенита, аргентита и др. подтверждают объективность выделенной геохимической аномалии. С определенной долей объективности можно закартировать потоки домезозойской миграции металлов от месторождений Джижикрут, Такфон и Чоре в сторону Фан-Ягнобской синеклизы (рис. 1).

Заключение

Предмезозойский орогенный этап развития региона послужил временем для частичной эрозии и денудации палеозойских месторождений, переноса и аккумуляции рудного материала в понижениях рельефа, где сформировались терригенные свиты Фан-Ягнобской синеклизы.

Богатый металлогенический потенциал палеозойского фундамента Зеравшано-Гиссарской зоны явился источником для формирования древней юрской россыпи внутри Фан-Ягнобской синеклизы. Полученные геохимические данные по породам юрской системы свидетельствуют об аномально высоком содержании большой группы рудных элементов. Геохимическая аномалия подтверждается прямыми находками рудных минералов: антимонита, галенита, аргентита, самородного золота и серебра, монацита-Се, ксенотима-Y и флоренсита-Се установленных нами по линии профиля в юрской толще. Данная находка многочисленных рудных минералов может быть квалифицирована как возможное рудопроявление. Это ставит дополнительную задачу по опробованию всего мезозойского разреза синеклизы, где могут быть обнаружены древние россыпи многих металлов.

Рудные минералы древней россыпи значительно мельче нерудных, поэтому их обнаружение ранее, без использования прецизионных методов, было невозможно. Приведенные минералогические и гео­химические результаты подтверждают установленные ранее авторами [3] перспективы рудоносности Фан-Ягнобской синеклизы и, возможно, других мезозойских синеклиз Центрального Таджикистана на древние россыпи.