Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




15.09.2020


15.09.2020


15.09.2020


04.09.2020


03.09.2020


03.09.2020


21.08.2020


05.08.2020


05.08.2020


05.08.2020





Яндекс.Метрика
         » » Сингенетично-регенерационная модель образования полигенных сульфидных полиметаллических и железорудных месторождений Западного Забайкалья

Сингенетично-регенерационная модель образования полигенных сульфидных полиметаллических и железорудных месторождений Западного Забайкалья

21.10.2017

Построение генетических моделей месторождений и рудных районов с полигенным оруденением имеет большое теоретическое и прикладное значение. Предпочтительной и универсальной в этом аспекте представляется двухстадийная сингенетично-регенерационная модель, которая предполагает формирование первичных скоплений рудного вещества гидротермально-осадочным или гидротермально-метасоматическим путем на геосинклинальном этапе и последующее преобразование его в результате более поздних контактово-метаморфических и гидротермально-метасоматических процессов. Подобная модель рассматривается нами на примере Западного Забайкалья, где широко проявлено полигенное сульфидное полиметаллическое и железоокисное оруденение. Здесь наиболее интересной является Удино-Витимская структурно-формационная зона, охватывающая территорию распространения каледонской эвгеосинклинали.
В ее пределах встречается множество разновеликих останцов нижнекембрийских вулканогенно-осадочных пород в полях гранитоидов с сульфидным полиметаллическим и железоокисным оруденением. Наиболее крупным из них является Озернинский блок в Еравнинском рудном районе, который может служить классической объемной моделью компактного рудного узла. На площади блока более 200 км2 сосредоточено около 30 месторождений и рудопроявлений, относимых к различным генетическим типам (рис. 1). Основное оруденение останца представлено гидротермально-осадочными, колчеданно-полиметаллическими, колчеданными, гематит-магнетитовыми и сидеритовыми рудами. Они хорошо сохранились на участках Озерном, Васильевском, Ульзутуе, Звездном, Аришинском. На других участках руды претерпели преобразования различной степени интенсивности, но и здесь реликтовые руды и породы несут наследственную информацию, позволяющую судить об их первичных условиях образования. Преобразование руд в Озернинском останце в самых различных геодинамических обстановках и масштабах дает возможность представить модель объемно и во времени — от этапа синхронного накопления рудного вещества на ранней геосинклинальной стадии до последующего изменения его во время стабилизации каледонид и внедрения гранитоидных интрузий.

Общие черты металлогении каледонид Западного Забайкалья и характер рудоносности раннепалеозойских геосинклинальных формаций рассматривались в работах В.С. Кормилицына, В.Г. Беличенко, А.А. Крупского и В.Ф. Рукавца и многих других исследователей. Всеми отмечалась металлогеническая специализация Удино-Витимской структурно-формационной зоны на стратиформное полиметаллическое, железоокисное и марганцевое оруденение. По мере проведения геолого-разведочных работ в пределах отдельных останцов были выявлены общие и частные закономерности отложения сингенетичных гидротермально-осадочных руд в толщах нижнекембрийских вулканогенноосадочных пород.
Сингенетичные элементы модели. На основе выявленных закономерностей для Озернинского рудного узла была построена идеализированная схема вулканогенно-осадочного рудообразования (рис. 2). Она отражает принципиальные моменты этого процесса — палеотектоническую и палеогеографическую обстановку, главные рудолокализующие структуры, пространственное соотношение фаций формации гидротермально-осадочных руд, их геохимическую и минеральную специализацию, состав вмещающих литофаций, физико-химические условия рудоотложения. Главной рудолокализующей структурой останца был межразломный троговый прогиб, прослеживаемый в его центральной части и развивающийся на вулканическом поднятии. Общее простирание его совпадает со структурами каледонской эвгеосинклинали Западного Забайкалья. В пределах троговой структуры, контролируемой северо-восточными разломами, формировались локальные грабен-синклинали, вмещающие сингенетичные руды.


Вулканизм района, предшествующий рудоотложению, отвечает базальт-андезит-дацитовой формации, однако значительные площади останца картируются геологами более как кислые породы. По нашему мнению, истинный состав вулканизма искажается масштабными проявлениями позднего наложенного кремнещелочного метасоматоза и процессов порфиризации. Поступление вулканогенного материала в район рудоотложения, по данным одних исследователей, происходило с северо-запада, а других — и с северо-запада и с юго-запада. Наряду с вулканогенными породами в рудовмещающих разрезах значительная доля принадлежит терригенному материалу, поступающему в троговую часть за счет размыва древних пород выступов, обрамляющих эвгеосинклиналь.
Выделяется три типа рудоносных литофаций — существенно вулканогенные, вулканогенно-осадочные и терригенно-карбонатные, вмещающие соответственно железоокисное, сульфидно-железоокисное и сульфидное полиметаллическое оруденение. По отношению к источникам вулканизма первые относятся к проксимальным фациям и отражают более аэрированную обстановку, а вторые и третьи — к дистальным фациям, рудоотложение в которых происходило в более застойных условиях. В заключение следует отметить, что в целом рудоотложение на рассматриваемой территории происходило в условиях островодужного вулканизма, крайне расчлененного рельефа, активной сейсмотектонической обстановки, на небольших глубинах и при невысоких температурах, способствующих широкому развитию рифогенных построек.
Метаморфогенные элементы модели. Стабилизация геосинклиналь-ной области сопровождалась складчатостью, метаморфизмом пород и руд и внедрением (по данным одних исследователей, в раннепалеозойское, а других — в средне-позднепалеозойское время) гранитоидов. Нижнекембрийские вулканогенно-осадочные толщи в большинстве своем были переработаны и лишь в отдельных участках сохранились в виде разрозненных разновеликих останцов. Сам Озернинский останец имеет сложноблоковое строение, обусловленное различными глубинами подстилающих гранитоидов. В его пределах породы и руды претерпели в различной степени динамотермальные, гидротермальные и контактовые преобразования.
Динамотермальный метаморфизм. В пределах блока выявлены локальные зоны динамотермального и дислокационного метаморфизма, превышающие общий уровень нижней ступени зеленосланцевой фации регионального метаморфизма пород. По минеральным парагенезисам рудовмещающих пород в этих зонах устанавливаются фация зеленых сланцев (участки Гурвунур, Северный Гурвунур, Гундуй) и эпидот-амфиболитовая фация (участок Туркул) метаморфизма. На участке Туркул широко представлены биотитовые, гранат-биотитовые и гранат-амфибол-биотитовые сланцы, имеющие узловатое и порфиробластическое строение и напоминающие метаморфизованные рудовмещающие породы Холоднинского месторождения.
Рудная минерализация на рассмотренных участках представлена рас-сланцованными и перекристаллизованными сульфидными полиметаллическими и железоокисными рудами. Степень изменения руд в значительной мере определяется нерудной составляющей. Меньшему изменению подвергаются руды с кремнистой и кремнисто-туффитовой основной массой, большему — с карбонатной и карбонатно-туффитовой. Пластовые сингенетичные руды разлинзовываются, будинируются и брекчируются. Наряду с реликтовыми слоистыми и ритмично-слоистыми рудами здесь отмечаются полосчатые и порфиробластические текстурные разновидности. За счет первичных магнетитовых руд, связанных с нижнекембрийским вулканизмом андезит-базальтового состава, по нашим представлениям, образуются и порфировые апатит-магнетитовые руды Северного Гурвунура, напоминающие руды месторождения Кируна в Швеции, Холзуаского и Маркакульского месторождений на Алтае. Следует отметить, что динамотермальный метаморфизм в пределах останца не превышает эпидот-амфиболитовой фации и поэтому глубокой переработки гидротермальноосадочных и, возможно, синхронных вулканизму метасоматических руд здесь не происходит.
Гидротермальный метаморфизм. В пределах останца довольно широко проявлены жильная минерализация, наложенная на локально деформированные сульфидные и железоокисные руды (участки Гундуй, Туркул, Солнечный, Октябрьский), и кремнещелочной метасоматоз (участки Озерный, Аришинский, Звездный, Васильевский), контролируемый крупным Аришинско-Ульзутуйским разломом северо-восточного простирания. В первом случае на рассланцованные и катаклазированные руды и породы накладывается жильная баритовая, халькопирит-баритовая и карбонатная минерализация. В обломках брекчий встречаются слоистые кремнисто-гематитовые, кремнисто-пиритовые и кремнисто-магнетитовые руды.
Наиболее глубокие преобразования испытывают руды и породы при процессах кремнещелочного метасоматоза. Кварц-альбитовые, кварц-адуляровые, кварц-серицитовые и существенно кварцевые метасоматиты широко развиты на юго-восточном фланге Озерного, Васильевского, Октябрьского, Аришинского участков и на северо-западном фланге Звездного участка. Метасоматоз съедает пластовые тела сульфидных и железо-окисных руд и разубоживает их с формированием ореолов рассеянной гнездовой и прожилковой рудной минерализации по его фронту. На Аришинском железорудном месторождении на отдельных участках широко представлена регенерированная жильная анкеритовая и кварц-анкеритовая минерализация с халькопиритом. Отмечается существенная переработка пластовых магнетитовых руд с формированием брекчиевой и штокверковой минерализации гематит-магнетит-хлорит-карбонатного состава.

Глубокие преобразования стратиформных колчеданно-полиметаллических руд при наложении кремнещелочного метасоматоза отмечаются на юго-восточном фланге Озерного месторождения (рис. 3). Многоярусные пластовые залежи слоистых и седиментационно-брекчиевых сульфидных и сульфидно-сидеритовых руд при этом превращаются в полосчатые, брекчиевидные или массивные руды со штокверковой прожилково-гнездовой галенит-сфалерит-халькопирит-барит-сидеритовой минерализацией. При этом первичные пластовые залежи высококонцентрированных руд вовлекаются в метасоматическую переработку и разубоживаются по всему объему эндо- и экзоконтактовых зон метасоматитов. Первичные глобулярные агрегаты слоистых руд претерпевают перекристаллизацию и приобретают кристаллически-зернистое или колломорфное строение. Темно-серые тонкозернистые осадочные сидериты пластовых сульфидно-сидеритовых руд при метасоматозе преобразуются в крупнокристаллические кремовые сидериты с рассеянной сульфидной и баритовой минерализацией. Составы метасоматитов в значительной степени определяются исходным составом замещаемых пород. По вулканогенным породам среднего — основного состава образуются кварц-хлорит-альбитовые метасоматиты, по существенно терригенным породам — кварц-адуляровые метасоматиты.

Контактовый метаморфизм. Контактово-термальные и контактово-метасоматические преобразования сульфидных и железоокисных руд останца описывались многими исследователями на участках Озерном, Солонго, Гурвунуре, Ульзутуе, Звездном, Назаровском. Это локальные зоны термального метаморфизма руд у силлов диабазовых порфиритов, участки скарнирования пород и руд, контролируемые тектоническими нарушениями, либо типичные скарны в непосредственных контактах с гранитами, вмещающие сульфидное и железоокисное оруденение. Были выявлены геологические, текстурно-структурные и минералого-геохимические критерии контактового преобразования гидротермально-осадочных руд.
При контактовом воздействии прежде всего изменяется минеральный состав руд. На Озерном месторождении отмечалось постепенное уменьшение по мере удаления от контакта силла диабазов магнетита и хлорита в слоистых сульфидно-сидеритовых рудах. На месторождении Солонго Ю.А. Нуварьевой и др. было прослежено увеличение магнетитовой составляющей в стратиформных сульфидно-железоокисных рудах к контакту с гранитами. В условиях глубокого скарнирования пластовые тела испытывают наибольшие изменения, первичные руды теряют свои текстурные и структурные черты, а наиболее подвижные сульфиды обособляются в прожилки и гнезда в перекристаллизованной и новообразованной массе магнетита. В рудовмещающих вулканогенно-осадочных породах развиваются известковистые и магнезиальные скарны. При этом наследуется геохимическая специализация вмещающих толщ, а минералы скарнов проявляют типоморфизм, выражающийся в широком колебании химического состава. Геохимическая особенность рудных и нерудных минералов скарновых парагенезисов выражается в появлении таких своеобразных элементов, как молибден, олово, индий, висмут и вольфрам.
Таким образом, при гидротермально-метасоматических и контактово-метасоматических преобразованиях наряду с процессами разубоживания и рассеяния стратиформных руд происходит сегрегация рудного вещества и локализация его в виде жильного оруденения, которое относится к метаморфогенному регенерированному типу. Подобные локальные скопления богатых магнетитовых и сфалеритовых руд характерны для месторождений Солонго и Назаровское.
Минеральные новообразования.
Метаморфизм стратиформных сульфидных и железоокисных руд и вмещающих вулканогенно-осадочных пород сопровождается формированием новых минеральных форм. Часть минералов образуется при перекристаллизации ранее существующих концентраций, другая развивается за счет элементов, экстрагированных из пород и руд нижнекембрийского комплекса.
В условиях контактового метаморфизма образуются цельзиан, элла-херит, магнетиты с высоким содержанием цинка и марганца, сфалериты, обогащенные марганцем, железом, медью, цинковая шпинель, высокомарганцовистые пироксены, гранаты, эпидоты, калиевые полевые шпаты с барием, боровые минералы, эпидоты с высоким содержанием редких земель и другие минералы.
При гидротермально-метасоматических преобразованиях колчеданнополиметаллических руд Озерного месторождения за счет рассеянных серебра, мышьяка, сурьмы образуется комплекс серебросодержащих минералов (аргентит, пирсеит, полибазит, пираргирит, стефанит), сурьмяномышьяковистые блеклые руды, сульфосоли, арсенопирит, а за счет первичных высоких концентраций во вмещающих породах бария и марганца — барийсодержащие полевые шпаты, барит, высокомарганцовистые гидротермальные сидериты.
В динамометаморфизованных вулканогенно-осадочных толщах останца встречаются флогопиты, мусковиты, биотиты с повышенным содержанием бария, марганецсодержащие гранаты и амфиболы, апатит, турмалин и другие минералы. Перечень минеральных новообразований будет еще пополняться по мере углубленного минералогического изучения пород и руд на отдельных участках, но и из приведенного обзора становится ясным, что ведущими элементами здесь являются железо, цинк, медь, марганец, барий, фосфор, бор, мышьяк, представляющие устойчивый геохимический парагенезис гидротермально-осадочного рудообразующего процесса.
Процессы полиметаморфического преобразования стратиформных сульфидных и железоокисных руд и вмещающих вулканогенно-осадочных пород Озернинского останца исказили первичную картину его геологического строения и привели к формированию полигенного оруденения, в котором сочетаются черты первичных рудолокализующих факторов и вторичных, отражающих процессы метаморфогенного, скарнового и гидротермального рудообразования (рис. 4).

Источники вещества полигенного оруденения. При формировании полигенных руд Озернинского рудного узла процессы регенерации и экстракции занимают ведущее место. Регенерация происходит в основном в пределах существующих контуров рудных залежей или на незначительном удалении от них, и источник регенерированного сульфидно-железо-окисного оруденения в рассматриваемом районе не вызывает сомнения. Наименее всего регенерация проявляется при процессах динамометаморфизма. Дифференциация рудного вещества в этих условиях ограниченна, и изменения происходят на уровне изохимического метаморфизма. Наиболее глубокие преобразования испытывают стратиформные руды и вмещающие породы при гидротермально-метасоматических процессах. Ведущую роль при этом приобретает структурный фактор локализации руд. Регенерация способствует сегрегации вещества и улучшению технологических свойств руд, но, как правило, не приводит к формированию крупных рудных скоплений.
При гидротермально-метасоматических процессах во вторичный рудообразующий процесс вовлекаются элементы, экстрагированные из вмещающих пород и руд. Особый интерес в плане определения источников вещества представляет проявление на полигенных сульфидно-железоокисных месторождениях останца марганцевой, боровой, апатитовой, баритовой, медной и редкоземельной минерализации. Общая потенциальная перспективность нижнепалеозойских толщ Западного Забайкалья на марганец и фосфор и частая ассоциация сульфидных, железоокисных, марганцевых и фосфорных проявлений отмечались многими исследователями. Высокая марганцовистость вмещающих пород и парагенных рудных отложений самого. Озерного останца также известна. Минералогическими и геохимическими исследованиями на различных участках было установлено заимствование марганца из вмещающей среды при формировании марганецсодержащих рудных и нерудных минералов. Описывались высокомарганцовистые карбонаты, сульфиды, силикаты, окислы.
Фосфорная минерализация отмечалась на частично скарнированном железорудном месторождении Гурвунур и месторождении Северный Гурвунур, приуроченных к одной рудовмещающей пачке на северо-западном фланге останца. Проявление этой минерализации в виде апатита скорее всего связано с первичными аномальными концентрациями фосфора в этих толщах и сингенетичных железных рудах. Повышенные концентрации фосфора отмечались во многих разностях рудовмещающих вулканогенных пород останца. Содержание окиси фосфора в них превышает первые десятые доли процента. Аналогичный источник фосфора признается и для других подобных апатит-магнетитовых месторождений. Так, в последнее время было убедительно показано, что на апатит-магнетитовых месторождениях Кируна в Швеции и месторождениях Алтая источником магнетита, апатита, бора и редких земель была не рудная магма,, а рудоносные вулканогенно-осадочные породы, претерпевшие метаморфизм.
Другим индикаторным элементом широкого проявления процессов экстрагирования и регенерации рудных компонентов в процессах метаморфизма служит медь. Она повсеместно встречается в ассоциации с гидротермально-осадочными железоокисными рудами и вмещающими породами среднего — основного состава как в пределах Озернинского, так и в других останцах Удино-Витимской структурно-формационной зоны. Все проявления халькопиритовой минерализации в Озернинском останце тяготеют к железорудным месторождениям и рудопроявлениям. В первичных слоистых железных рудах медь фиксируется в виде тонкодисперсной вкрапленности халькопирита в мелкозернистом магнетите, что говорит об их тесном генетическом родстве. Отмечается повышенный геохимический фон меди во вмещающих породах андезит-базальтового состава. При метаморфизме руд и пород медь в силу своей большой подвижности легко извлекается и перераспределяется в прожилки. На скарнированных участках с сульфидно-железоокисным оруденением она, помимо того, встречается в виде обильной вкрапленности халькопирита в сфалерите.
Вмещающие вулканогенно-осадочные породы останца повсеместно обогащены барием и служат источником баритовой минерализации. Этот элемент в основном отлагался в процессе гидротермально-осадочного рудообразования, но часть его, очевидно, поступала при размыве древних пород. Повышенные концентрации бария, порядка устойчивых десятых долей процента, отмечаются в терригенных породах рудо вмещающего разреза Озерного месторождения. Характерна высокая корреляция бария с калием. На повышенный уровень концентрации бария в протерозойских гранитоидах Западного Забайкалья, обрамляющих нижнепалеозойскую эвгеосинклиналь, указывалось ранее В.Ф. Рукавцом. Баритовая жильная и гидротермальная минерализация повсеместно встречается на участках останца, претерпевших метаморфические преобразования. За счет повышенных концентраций этого элемента во вмещающих породах образуются цельзиан, эллахерит, барийсодержащие полевые шпаты и слюды.
Источником боровой минерализации также могли служить вмещающие вулканогенно-осадочные породы, о чем свидетельствует присутствие турмалиносодержащих сланцев на участке Туркул. В локальных зонах отмечаются его сегрегация, укрупнение зерен и образование гнезд и прожилков Все это указывает на легкую миграцию бора уже на самых начальных стадиях дифференциации вещества. На контактово-метаморфизованных участках Солонго, Звездный, Назаровский, Ульзутуй, Майский, расположенных на юго-восточном фланге останца, боровая минерализация проявляется либо в виде самостоятельных боровых, либо в виде борсодержащих минералов. Большая подвижность этого элемента при контактово-метасоматических процессах и возможностях экстракции его из вмещающих толщ отмечалась многими исследователями на примерах самых различных регионов. A.P. Канищев и А.Д. Сергеев для регионов Забайкалья установили приуроченность бороносных скарнов к турмалинсодержащим протерозойским и палеозойским породам, из чего следует однозначный вывод об источнике бора. Первичная обогащенность бором и турмалиноносность описывались для стратифицированных сульфидных отложений района Аппалачей, Кордильер Канады и аналогичных образований месторождения Завар в Индии.
В отношении источника редкоземельной минерализации пока имеется мало сведений. Предварительные анализы вмещающих толщ, выполненные нами, указывают на неравномерность распределения редкоземельных элементов в осадочных, вулканомиктовых и вулканогенных породах и обедненность ими магматических пород, вызывающих скарнирование этих толщ. He исключено, что, как и на месторождении Кируна, вулканогенно-осадочные породы Озернинского останца могли служить источником редкоземельной минерализации.
Предложенная для Озернинского останца сингенетично-регенерационная модель может служить в некоторой степени эталоном и для других районов с близкой историей геологического развития. Стереотипные модели с сульфидным и железоокисным оруденением отмечаются для ряда регионов Казахстана, Урала, Кузнецкого Алатау, Восточного Саяна, Восточного Забайкалья и Родопского срединного массива в Болгарии. Наиболее широко они освещены для Урала, Алтая, Казахстана, Восточного Саяна, Кузнецкого Алатау. Классический пример регенерации стратиформного оруденения в палеозойских толщах Альп был описан Г. Шнейдерхеном. В последние годы эти представления получили развитие в работах других исследователей. Преобразование стратиформного сульфидного оруденения с формированием полигенных руд описывалось для провинции Лаврион в Греции, провинции Гренвил в Канаде, для районов Северной и Центральной Швеции. Список подобных рудных районов можно было бы продолжить, но даже из этого перечня становится ясным, что, несмотря на самый различный возраст стратиформного оруденения — начиная от архея и кончая самыми молодыми, всех их объединяет сходство первичной геологической обстановки. Геосинклинальный этап развития характеризуется накоплением синхронных вулканогенным и вулканогенно-осадочным толщам гидротермально-осадочных или метасоматических руд, обогащенных в той или иной степени медью, барием, марганцем, фосфором, бором и другими элементами. Последующее геологическое развитие регионов происходит в близком направлении.
Процессы складчатости и динамотермального метаморфизма, посторогенного магматизма и контактово-метасоматического и гидротермального метаморфизма приводят к трансформации стратиформных руд, их перекристаллизации и частичному переотложению, мобилизации рассеянных элементов и формированию полигенного оруденения. Сингенетично-регенерационная модель отражает процессы как формирования первичных рудных концентраций, так и неизбежных преобразований их в длительной истории геологического развития рудных районов, в масштабе полного геотектонического цикла, и тектономагматической активизации.
Предлагаемая модель дает ответы на многие вопросы об источниках рудного вещества для полигенного оруденения, реальных механизмах преобразования сингенетичного оруденения и вовлечения в гидротермальный процесс рассеянных элементов, первичных и вторичных рудолокализующих факторах и, наконец, причинах пространственного совмещения различных генетических типов рудной минерализации.
В заключение следует подчеркнуть, что в рассмотренном рудном районе основные промышленные концентрации дают стратиформные месторождения гидротермально-осадочного генезиса. В результате процессов метаморфизма, какими бы они масштабными ни были, новых крупных месторождений не образуется. Регенерированное оруденение играет важную индикаторную роль. Исходя из рассмотренной модели поисковые и разведочные работы в рудных районах должны проводиться с учетом факторов первичного сингенетичного и вторичного метаморфогенного рудообразования.