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
         » » Геолого-генетическая модель Среднего и Зареченского месторождений полиметаллических и барит-полиметаллиических руд на Рудном Алтае

Геолого-генетическая модель Среднего и Зареченского месторождений полиметаллических и барит-полиметаллиических руд на Рудном Алтае

21.10.2017

Среднее и Зареченское месторождения в основном известны с 50-х годов текущего столетия. Они детально разведаны при помощи скважин и подземных горных выработок и эксплуатируются. В результате этого их общее современное геологическое строение изучено достаточно полно и широко освещено в печати. Основные положения этого строения принципиальных разногласий у исследователей не вызывают. Однако генезис и возраст рассматриваемых месторождений, а также процесс формирования их современных структур остаются дискуссионными. По мнению В.А. Полянина и др., Е.И. Венцловайте, Н.Н. Шатагина, они являются постскладчатыми образованиями, связанными с гранитоидами змеиногорского комплекса (C2—C3) или с постзмеиногорскими малыми интрузиями порфировых пород.
Изучив эти месторождения и проанализировав богатый фактический геологический и аналитический материал, а также просмотрев многие скважины и все доступные выработки, мы независимо друг от друга пришли в основном к одному выводу об образовании их оруденения и картируемой в настоящее время структуры.
Геологический разрез рудного поля месторождений представлен (снизу вверх) нерасчлененной толщей метаморфических песчано-сланцевых пород нижнего палеозоя и часто переслаивающимися вулканогенными и осадочными образованиями среднего девона (рис. 1, 2). Последние делятся на три согласно залегающие между собой свиты: березовскую, таловскую, шипуновскую. Березовская свита верхнего эйфеля несогласно перекрывает породы нижнего палеозоя и сложена базальными конгломератами, песчаниками, аргиллитами, известковисто- и кремнисто-глинистыми алевропелитами, туфопесчавиками, туфами кислого состава, редко известняками. Мощность ее 10—330 м. Таловская свита нижнего живета характеризуется лавами и туфами риолитовых и риолит-дацитовых порфиров с резко переменной мощностью, достигающей 200 м. Шипуновская свита верхнего живета состоит из известковисто- и кремнисто-глинистых алевропелитов, первично кремнистых пород, известняков, песчаников, туфопесчаников, туфов кислого и основного состава, конгломерато-брекчий. Ее мощность достигает 1000 м и более. Анализ разреза девонских пород показывает, что мощность березовской свиты при значительной ее изменчивости в целом заметно уменьшается, а таловской и шипуновской увеличивается в северо-восточном направлении. Это увеличение происходит за счет увеличения мощности вулканитов кислого состава по мере приближения к вулканическому центру, местоположение которого подтверждается геофизическими данными (Ю.А. Неминущий, В.Л. Кейно).


Магматические образования в рудном поле проявлены широко и представлены эффузивными (туфы, лавы), субвулканическими, плутоническими и дайковыми породами. Эффузивные породы различной основности участвуют в строении стратифицированных толщ среднего девона, составляя в их объеме от первых десятков до 100% (таловская свита). Субвулканические порфировые интрузии слагают разнообразные по форме и размерам тела, количество которых также увеличивается к северо-востоку в направлении к вулканическому центру. К плутоническим породам относятся гранитоиды (граниты, плагиограниты, гранодиориты) змеиногорского комплекса, слагающие Алейский массив, расположенный среди сланцев нижнего палеозоя в 200 м к югу от Зареченского месторождения. Дайки, нередко встречающиеся в рудном поле, сложены преимущественно диабазовыми порфиритами. Они часто фиксируют разрывные нарушения, а также встречаются на месторождениях. Некоторые исследователи склонны считать их дорудными образованиями. Поскольку эти дайки всеми изучавшими их связываются со становлением гранитоидов змеиногорского комплекса, возраст полиметаллического и барит-полиметаллического оруденения в таком случае можно было бы считать не позднее позднего палеозоя. Однако внимательные наблюдения в горных выработках позволили нам сделать заключение о том, что дайки диабазовых порфиритов в действительности пересекают рудные тела, отдельные сульфидные прожилки и являются, таким образом, пострудными. Это подтверждается также образованием в барит-полиметаллических рудах и вмещающих породах, содержащих барит, на контакте с дайкой калий-бариевых полевых шпатов, которые образовались локально при внедрении диабззовых порфиритов. Следовательно, если дайки являются производными верхнепалеозойского магматизма, то можно считать оруденение месторождений доверхнепалеозойским.

Структура рудного поля приурочена к северо-восточному крылу Алейского антиклинория и носит сложный складчато-блоковый характер. Она определяется Центральной антиклиналью, Южной моноклиналью (тектонический блок) и множеством различно ориентированных и ранноамплитудных разрывных нарушений.
Центральная антиклиналь простирается в субширотном направлении на расстояние около 3,5 км при ширине от 2,0—2,5 км на западе до 0,5—1,0 км на востоке. На юге и западе она ограничена соответсгвенно Долинным и Матвеевским разломами, на севере и востоке постепенно переходит в Давыдовскую и Змеиногорскую моноклинали. Ядерная часть антиклинали на древнем эрозионном срезе представлена сланцами нижнего палеозоя, а крылья — вулканогенными и осадочными породами березовской, таловской и шипуновской свит среднего девона. Антиклиналь имеет четко выраженное асимметричное строение как по характеру залегания, так и по сохранности ее крыльев. Например, северное крыло (почти полностью сохранившееся) на западе имеет очень пологое падение (0—20°), в восточном направлении выкручивается до 40—60°. Южное крыло в основном срезано Долинным разломом. Сохранилась лишь незначительная его часть, равная по протяженности на эрозионном срезе 1 км. Здесь оно сложено вулканогенно-осадочными породами березовской свиты, которые падают под углом около 70°.
Южная моноклиналь, считавшаяся ранее грабен-синклиналью, представляет собой тектонический блок моноклинально (почти вертикально) падающих пород, заключенный между Долинным и Придорожным разломами. Простирание ее субширотное, протяженность более 3—4 км при ширине до 350 м. Южную моноклиналь слагают те же породы, что и Центральную антиклиналь, но в отличие от последней здесь сохранились в основном только средняя и верхняя части березовской свиты. Таловская свита имеет полную мощность. Шипуновская свита также представлена меньшим объемом, ограничиваясь сверху известняками, реже известковистыми алевролитами. Нижняя часть березовской свиты и верхняя шипуновской срезаны соответственно Придорожным и Долинным разломами.
Широко развитые в рудном поле разрывные нарушения имеют в основном субширотное и северо-восточное простирание. Кроме уже отмеченных Придорожного и Долинного разломов к субширотным относятся Восточно-Корбалихинский, Северо-Корбалихинский и Юркинский разломы. Восточно-Корбалихинский разлом находится на востоке Зареченского месторождения, где по нему блок нижнепалеозойских и девонских пород надвинут на структуру месторождения, перекрывая тем самым восточное окончание Придорожного и Долинного разломов. Северо-Корбалихинский и Юркинский разломы, падающие под разными углами на север, значительно усложняют северное крыло Центральной антиклинали и рудную зону Среднего месторождения. Разломы северо-восточного простирания — Центральный (Зареченский), Главный, Матвеевский — направлены вкрест простирания вулканогенно-осадочных пород среднего девона и являются более молодыми по отношению к субширотным разрывным нарушениям. Все они в среднем имеют вертикальное падение. По Центральному (Зареченскому) разлому в западной части Зареченского месторождения произошло сдвоение рудовмещающих пород и рудной зоны. В его шве отмечаются обломки полиметаллических, барит-полиметаллических, баритовых руд и гидротермально измененных пород. Главный разлом примерно посредине пересекает Центральную антиклиналь, Матвеевский, как отмечалось, ограничивает ее с запада. Амплитуда перемещения отдельных блоков пород по указанным разрывным нарушениям колеблется в широких пределах (от первых десятков до многих сотен метров). Наибольшая амплитуда характерна для Придорожного и Долинного разломов.
Рудные зоны Среднего и Зареченского месторождений приурочены к разным структурным элементам и непосредственно связаны соответственно с северным крылом Центральной антиклинали и Южной моноклиналью (тектоническим блоком). Они характеризуются также и разной морфологией рудных тел, условиями залегания, распределением оруденения по мощности и латерали, текстурами и структурами руд, их вещественным составом. Так, на Среднем месторождении оруденение представлено исключительно прожилковым типом. Оно рассредоточено на большой площади в виде разобщенных сложно построенных узлов-штокверков, имеющих преимущественно северное и северо-восточное под разными углами падения и, в большинстве случаев, несогласное залегание с вмещающими породами. В каждом узле-штокверке рудные жилы и прожилки при самой разнообразной их направленности имеют также преимущественно северное и северо-восточное падения. На Зареченском месторождении руды сплошные и вкрапленные обособлены в вертикально падающие согласно залегающие с вмещающими породами тела — залежи. Развитое здесь в подчиненном количестве прожилковое оруденение находится преимущественно в лежачем боку этих рудных тел и месторождения в целом. При этом верхние контакты рудных тел четкие, нижние — неясные и устанавливаются только по данным химического анализа. Все рудные тела, как правило, сопровождаются околорудно измененными породами, которые в виде серицитолитов и кварц-серицитовых образований на Среднем месторождении наиболее интенсивно проявлены в вулканитах таловской свиты. На Зареченском месторождении околорудные изменения характеризуются слабой серицитизацией, хлоритизацией или окварцеванием первичных пород и захватывают главным образом лежачий бок рудных тел.
Исследованиями В.А. Полянина, И.Н. Пенькова, И.З. Исакович, Н.Н. Шатагина и других на месторождениях установлено более 30 различных рудных и нерудных минералов, из которых основную экономическую ценность представляют сфалерит, галенит, халькопирит, барит. Широко распространены (особенно на Зареченском месторождении) также пирит, марказит.
В распределении главных металлов (меди, свинца, цинка), а также барита по мощности и латерали существует закономерность. Так, на Среднем месторождении, как показано в табл. 1, распределение по мощности выражается в том, что основное оруденение связано с таловской свитой несколько меньше — с березовской. На долю шипуновской свиты его приходится только 5—7%. На Зареченском 85—90% локализовано в шипуновской свите. Остальные 10—15% приходятся на березовскую и таловскую свиты. Барит на обоих месторождениях приурочен исключительно к шипуновской свите. На Зареченском месторождении, кроме того, по мощности рудной зоны условно выделяется 11 рудоносных этажей, в которых снизу вверх заметно снижается содержание меди, свинца, цинка и возрастает — бария. В отдельных телах по их мощности отмечается следующий порядок оруденения от их лежачего бока к висячему: полиметаллические с пиритом и повышенным содержанием меди — полиметаллические — барит-полиметаллические преимущественно баритовые руды. Подобная зональность по мощности отмечалась также В.П. Дмитриевым. По латерали в целом на обоих месторождениях зональность проявляется, кроме того, в заметном снижении меди, свинца, цинка в западном и юго-западном направлениях по мере удаления от вулканического центра. При этом только во внешней полукольцевой зоне, состоящей из западных залежей Среднего и в целом Зареченского месторождений наряду с медью, свинцом, цинком находится барит (рис. 3). Рудные залежи западного фланга Среднего месторождения по положению, в разрезе морфологии рудных тел, минеральному составу, зональности аналогичны залежам Зареченского месторождения. Это свидетельствует, вероятно о том, что Зареченское месторождение занимало в девонских палеоструктурах такое же фланговое положение относительно центра вулканической постройки, какое занимает западная часть Среднего месторождения, и что оба этих месторождения в девоне (до проявления складчатости) представляли собой единую рудную зону.


Приведенное позволяет представить следующий один из возможных вариантов модели формирования Среднего и Зареченского месторождений.
Во второй половине эйфельского века в районе описываемого рудного поля при неравномерном погружении нижнепалеозойского основания преимущественно в мелководных условиях произошло накопление терригенных тонко-грубообломочных осадков и в небольшом количестве вулканитов березовской свиты.
В раннеживетское время терригенное осадконакопление сменилось излиянием лав и выбросами туфов риолитовых и риолит-дацитовых порфиров таловской свиты. Один из вулканических центров, дававших продукты извержения кислого состава, находился к восток-северо-востоку от Среднего месторождения (см. рис. 3). В процессе его деятельности сформировалась сложная палеовулканическая постройка пологой конусообразной формы, состоящая из беспорядочно перемежающихся лав, лавобрекчий туфобрекчий, туфов риолитовых порфиров. Эта постройка была осложнена серией меридиональных и, в первом приближении, концентрических (с падением в сторону рудно-магматического очага) разломов.
Позднеживетское время характеризуется накоплением преимущественно терригенных отложений шипуновской свиты, относительным затишьем вулканической деятельности. Однако эпизодические импульсивные проявления эксплозивного вулканизма все-таки имели место. Они приводили не только к образованию маломощных горизонтов и линз туфов кислого состава, но и к подновлению зон повышенной проницаемости, по которым в периоды полного затишья активного вулканизма поднимались гидротермальные растворы (в том числе и рудоносные) из рудномагматического очага. Зонами повышенной проницаемости являются ранее отмеченные синвулканические, в основном концентрические наклоненные к рудно-магматическому очагу и меньше меридиональные (по отношению к палеовулканической постройке) зоны разломов. Активная гидротермальная деятельность вулкана (вулканов), характерная для этого периода, приводила к образованию первично кремнистых пород, изменению (серицитизации, окварцеванию, хлоритизации) первичных осадочных и вулканогенных пород, отложению руд. Отложение руд происходило в горизонтальных или полого лежащих синвулканических структурах на пути наклонно восходящего потока гидротермальных рудоносных растворов. В нижних частях разреза вулканогенных и осадочных пород (березовская и таловская свиты) на северо-востоке рудного поля ближе к рудно-магматическому очагу образовались путем выполнения различных по мощности и ориентировке полостей (трещин) жильно-прожилковые полиметаллические руды Среднего месторождения. Морфологически они представляют собой, как отмечалось, сложно построенные, нередко уплощенные или вытянутые узлы-штокверки, падающие в основном в направлении рудно-магматического очага. На верхних горизонтах и на большем удалении от вулканического центра в породах шипуновской свиты отложились метасоматическим путем в основном сплошные и вкрапленные согласно залегающие барит-полиметаллические руды Зареченского месторождения и западного фланга Среднего месторождения (рис. 3, 4, А). Прожилковое оруденение здесь отмечается, как правило, в лежачем боку, являясь результатом выполнения рудоподводящих каналов. Одним из авторов не исключается возможность образования барит-полиметаллических руд Зареченского месторождения на самом верхнем стратиграфическом уровне в нелитифицированных осадках (на границе осадок — вода) гидротермально-осадочным способом. Выше руд этого уровня залегают известняки или известковистые алевролиты без следов проникновения в них нижележащего оруденения.


Таким образом, оруденение Среднего и Зареченского месторождений — доскладчатое, сингенетичное среднедевонскому вулканизму, образовалось одновременно, в один этап и в единой наклонной колонне потока гидротермальных растворов из одного рудогенерирующего источника. На возрастное и генетическое единство этих месторождений указывают также одинаковые значения изотопного состава свинцов из их руд (табл. 2). Очень низкие коэффициенты вариаций изотопных отношений pb206/Pb204, Pb207/Pb204, Pb208/Pb204 (для Среднего месторождения они равны соответственно 0,1; 0,2; 0,1, для Зареченского — 0,13; 0,16; 0,1), по мнению Р.Л. Стептона, характерны для месторождений «согласного типа», свинец которых поступает из мантии в процессе вулканизма. Рудоотложение на месторождениях по данным гомогенизации и декрепитации, полученным Н.Н. Шатагиным, Н.А. Гибшер, происходило в интервале температур 360—100°C.
Картируемые в настоящее время структуры месторождений являются пострудными, образовавшимися при складкообразовательных процессах герцинского цикла тектогенеза в позднепалеозойское время. При этом в результате тангенциальных сжатий субмеридионального направления по наклонным субширотным ослабленным зонам (разломам), являющимся частью вышеописанных концентрических разломов, произошло субпослойное и послойное в девонской части разреза смещение отдельных блоков пород. Движение разных блоков происходило с различной относительной скоростью в южном направлении. Так, с наибольшей скоростью поднимался практически вертикально Блок-1 ядерной части Алейского антиклинория (рис. 4, Б, В). С несколько меньшей скоростью двигался Блок-3 сначала полого, а позднее почти вертикально вверх. Движение промежуточного Блока-2 с барит-полиметаллическими рудами хотя и было направлено вверх, но в связи с тем, что оно характеризовалось относительно самой низкой скоростью, этот блок как бы опускался между Блоками-1 и -2. Все это привело к тому, что мы сейчас наблюдаем, т. е. вертикально падающие девонские породы Блока-2 через Придорожный и Долинный разломы контактируют с нижнепалеозойскими породами Блоков-2 и -3. Позднее после некоторого изменения плана деформации с субмеридионального на диагональный или субширотный в Блоке-2 по Центральному (Зареченскому) разлому произошло сдвоение разреза девонских пород и рудной зоны (рис. 4, Г). Так, схематично, образовалась структура Южной моноклинали (тектонического блока) — структура Зареченского месторождения. Вместе с этим сформировалась Центральная антиклиналь, с северным крылом которой связано Среднее месторождение. Среднее месторождение практически осталось на месте, усложнившись лишь мелкой складчатостью и разнонаправленными разломами сбросо-сдвигового (Главный, Матвеевский) и надвигового (Северо-Корбалихинский, Юркинский) характера.
В заключение следует отметить, что первоначально количество рудных тел, зон на Среднем и Зареченском месторождениях могло быть значительно большим, чем оно известно сейчас (см. рис. 3). Возможно, одна часть этих тел и зон в процессе складкообразования и формирования структуры Зареченского месторождения была опущена на значительную глубину, где она пока не обнаружена и может быть предметом поисков в ближайшее время; другая — оказалась выше эрозионного среза и денудирована.