Главная
Наряду с широко известными колчеданно-полиметаллическими месторождениями в среднедевонских вулканогенно-осадочных образованиях северо-западной части Рудного Алтая, выявлен ряд колчеданно-полиметаллических месторождений среди верхнедевонских, франских вулканогенно-осадочных отложений. К ним относятся Корбалихинское, Юбилейное и Захаровское, расположенные соответственно в Змеиногорском, Золотушинском и Рубцовском рудных районах (рис. 1). На примере этих месторождений нами сделана попытка определить соотношения между верхнедевонским вулканизмом и колчеданно-полиметаллическим рудообразованием в северо-западной части Рудного Алтая и предложить обобщенную модель их формирования.
Корбалихинское месторождение приурочено к северо-западному окончанию Быструшинского синклинория и локализуется среди вулканогенно-осадочных отложений давыдовскои свиты, представленных сочетанием кислых и основных вулканогенных образований и осадочных алеврито-песчанистых пород (рис. 2, а). Колчеданно-полиметаллические руды имеют стратифицированное положение и образуют согласные и субсогласные линзовидные тела среди алеврито-песчанистых отложений. Подстилаются они туфами и лавами липарит-дацитовых порфиров, а перекрываются мощной (до 300 м) толщей андезит-базальтовых порфиритов. Рудная зона мощностью от первых до нескольких десятков метров протягивается с юго-востока на северо-запад более чем на 1,5 км. Линзовидные рудные тела имеют кулисообразное расположение и сменяют друг друга по простиранию рудной зоны. Сложены они колчеданными, колчеданно-полиметаллическими и медноколчеданными рудами. В верхних частях рудных тел отмечаются иногда барит-полиметаллические руды, имеющие незначительное развитие. По текстурным признакам среди руд преобладают вкрапленные, гнездово-вкрапленные, массивные, полосчатые и брекчиевые разновидности. По взаимоотношению различных типов руд, их текстурно-структурным признакам, особенностям распространения в пределах месторождения и характеру околорудного метасоматоза среди них выделяются две генерации, различающиеся по времени и условиям образования.
К ранней генерации относятся существенно полиметаллические и колчеданно-полиметаллические руды, характеризующиеся в основном массивным текстурным обликом и тонкокристаллическим строением. Эти руды распространены локально и развиты главным образом на северо-западе месторождения, где слагают небольшой мощности протяженные тела. Кроме того, они встречаются в виде полу-окатанных обломков размером до 10 см среди руд поздней генерации (рис. 3) в центральной и юго-восточной частях месторождения. Рудные тела имеют однонаправленную поперечную зональность, выраженную в смене снизу вверх колчеданно-полиметаллических руд существенно полиметаллическими. Минеральный состав руд простой и представлен в основном пиритом, сфалеритом, галенитом. В меньших количествах развит халькопирит, образующий главным образом эмульсионную вкрапленность в сфалерите. Характерной особенностью этих руд является их тонкокристаллическое строение с широким развитием аллотриоморфно-зернистых, субграфических, концентрически-зональных и глобулярных структур. Из элементов-примесей в рудах установлены повышенные содержания кадмия, марганца, бария, висмута, серебра, мышьяка и сурьмы (см. таблицу).
Рудные тела сопровождаются ореолами гидротермально-метасоматических пород, имеющих асимметричное строение. Более широкое развитие метасоматитов наблюдается в лежачем боку рудных тел, где их мощность достигает нескольких десятков метров. В висячем же боку метасоматоз проявлен локально и с меньшей интенсивностью и лишь по отдельным скважинам мощность измененных пород достигает 10 м. Сложена зона метасоматоза серицит-хлоритовыми, серицит-кварц-хлоритовыми и серицит-кварцевыми породами. Первичная текстура и структура пород здесь сохраняется лишь в виде реликтов. При удалении от рудных тел интенсивность изменения ослабевает и проявляются лишь локальная серицитизация, хлоритизация, карбонатизация и окварцевание исходных пород с сохранением их текстурного облика и реликтов первичных структур.
Руды поздней генерации характеризуются медноколчеданным и колчеданно-полиметаллическим составом, преимущественно гнездово-прожилково-вкрапленными, реже массивными и полосчатыми текстурами средне- и крупнокристаллическим строением. Они имеют широкое распространение и образуют самостоятельные рудные тела на юго-востоке месторождения, накладываются на ранние рудные ассоциации, изменяя их, в центральной и северо-западной частях, а также в виде прожилковой пирит-сфалерит-халькопиритовой минерализации развиваются в лежачем боку андезито-базальтовой толщи (см. рис. 2, а). Основными минералами в рудах являются пирит, халькопирит, сфалерит и галенит. В качестве примесей отмечаются марказит, блеклые руды, магнетит и халькозин. В рудах широко развиты аллотриоморфно-зернистая, микробрекчиевая и колломорфная структуры. Характерными элементами-примесями в них являются кадмий, марганец, барий, висмут, серебро, мышьяк и сурьма. Ho по сравнению с рудами ранней генерации в этих рудах уровень содержаний бария и сурьмы несколько ниже и наблюдается некоторое обогащение кобальтом (см. таблицу).
Оруденение сопровождается довольно мощными ореолами околорудных метасоматитов, развитыми как в лежачем, так и в висячем боках рудных тел. Мощность метасоматических образований составляет 40—50 м. В пределах зоны метасоматоза выделяются области интенсивного и слабого преобразования пород. Наиболее измененные породы развиты в центральной части зоны и представлены хлоритовыми, хлорит-карбонатными, серицит-хлоритовыми, реже тальк-хлоритовыми и тальк-хлорит-карбонатными образованиями. Состав и текстурно-структурные особенности исходных пород здесь полностью преобразованы. По периферии рудной зоны развиты хлорит-кварц-серицитовые, кварц-серицитовые и серицит-хлорит-карбонатные метасоматиты, а на удалении от нее отмечаются лишь локальная карбонатизация, хлоритизация и в меньшей мере окварцевание и серицитизация.
Четкая стратификация оруденения, его приуроченность к горизонту туфогенно-терригенных отложений на границе кислых и основных вулканитов, характер взаимоотношений различных типов руд с перекрывающими андезито-базальтами, а также ограниченное развитие околорудного метасоматоза в висячем боку рудных тел I генерации свидетельствуют о позднедевонском возрасте этого оруденения. Отсутствие признаков наложения руд I генерации на андезито-базальтовые порфириты говорит о доандезит-базальтовом их формировании, а существенно полиметаллический состав руд и их геохимические особенности свидетельствуют о связи с кислым вулканизмом. Наложение руд II генерации на андезито-базальты является свидетельством их послеандезит-базальтового формирования, а более медный состав оруденения и повышенное содержание в рудах кобальта указывают на его вероятную связь с этим андезит-базальтовым вулканизмом.
Юбилейное месторождение приурочено к северо-западному крылу Сургутановской антиклинали, осложняющей блоковую Титовско-Сургутановскую структуру, и локализуется среди вулканогенно-осадочных отложений каменевской свиты, представленной чередованием брекчий смешанного состава, алевропелитов, туфопесчаников и органогенных известняков. Здесь же отмечаются послойные субвулканические тела липаритовых порфиров. Подстилают эти отложения среднедевонские кислые вулканиты таловской свиты, а перекрывает их верхнедевонская туфогенно-осадочная толща снегиревской свиты (см. рис. 2, б). Колчеданно-полиметаллическое оруденение совместно с комплексом гидротермально измененных пород образует стратифицированную рудную зону, вытянутую в субмеридиональном направлении. Рудовмещающими породами являются брекчии, алевропелиты, туфопесчаники и липаритовые порфиры, превращенные в метасоматиты различного состава. Оруденение в пределах рудной зоны образует три уровня, разделенных маломощными (10—20 м) прослоями гидротермально измененных пород, и представлено лентовидными и линзообразными телами, согласными и субсогласными с вмещающими породами. Рудные тела характеризуются выдержанным простиранием и при незначительных мощностях (5—10, редко до 20 м) протягиваются на несколько сот метров. Сложены они в основном вкрапленными и гнездово-вкрапленными, в меньшей мере массивными и брекчиевидными рудами.
Основными минералами в рудах являются сфалерит, пирит, галенит и халькопирит. В качестве второстепенных установлены марказит, блеклые руды, борнит и халькозин. На контактах с дайками диабазов под действием контактового термального метаморфизма отмечается образование пирротина по пириту. Распределение главных минералов в рудах неравномерное, и по преобладанию того или иного минерала выделяются различные минеральные типы руд. В целом на месторождении преобладают колчеданно-полиметаллические руды, в меньших количествах установлены колчеданные, медноколчеданные, полиметаллические и барит-полиметаллические. В общем для всей рудной зоны какие-либо закономерности в распространении этих типов руд отсутствуют, но в пределах отдельных рудных тел отмечается приуроченность колчеданных и медноколчеданных руд к их основанию, а полиметаллических и барит-полиметаллических — к кровле. Изучение микроструктурных особенностей рудных минералов показывает, что в рудах широко развиты аллотриоморфно-зернистые, колломорфные, концентрически-зональные и глобулярные структуры. Наиболее характерные элементы-примеси в рудах — кадмий, серебро, висмут, марганец, мышьяк и сурьма (см. таблицу).
Как уже отмечалось, рудные тела сопровождаются ореолами гидротермально-метасоматических пород. Околорудные метасоматиты имеют асимметричное строение, выраженное в более широком их развитии в под-рудной части по сравнению с надрудной. Среди метасоматитов выделяются кварц-серицитовые породы и существенно хлоритовые образования, отвечающие соответственно метасоматитам выщелачивания и осаждения, по В.Б. Чекваидзе. Кварц-серицитовые метасоматиты, развиваясь по всему комплексу осадочных и магматических пород, широкое распространение получили в подрудной части каменевской свиты, а хлоритовые породы являются непосредственно рудовмещающей средой либо развиты на выклинке рудной зоны. Иногда отмечаются взаимоналожения различных типов метасоматитов, переходы одних типов в другие, что свидетельствует о длительном и сложном процессе их образования. На удалении от рудных тел степень гидротермального изменения пород уменьшается и отмечаются лишь их осветление и частичное окварцевание, серицитизация или хлоритизация.
Приуроченность оруденения к верхнедевонским туфогенно-осадочным отложениям и достаточно выдержанная стратификация, пространственная его связь с верхнедевонскими субвулканическими телами липаритовых порфиров, а также находки обломков руд в вышележащих отложениях снегиревской свиты свидетельствуют о позднедевонском возрасте оруденения и о связи его с вулканизмом.
Захаровское месторождение приурочено к северному крылу Рубцовской синклинали, осложняющей северо-восточный борт Алейского антиклинория. Оно локализуется среди существенно терригенных отложений давыдовской свиты, представленных глинисто-кремнистыми алевропелитами с редкими маломощными (до 10 м) прослоями полимиктовых песчаников и туфов липаритовых порфиров (см. рис. 2, в). На флангах месторождения доля вулканогенных пород в разрезе увеличивается, а Рубцовское месторождение, расположенное в 20 км к юго-западу, локализуется уже среди существенно вулканогенных пород давыдовской свиты. Колчеданно-полиметаллическое оруденение концентрируется среди глинисто-кремнистых алевролитов и образует совместно с комплексом гидротермально измененных пород стратифицированную рудную зону мощностью до 60 м, протягивающуюся в юго-восточном направлении более чем на 800 м. Рудная зона, совместно с вмещающими породами, испытала пликативные дислокации и по простиранию и падению осложнена мелкой локальной складчатостью с амплитудой крыльев в первые метры, а на южном фланге отмечается флексурный изгиб рудной зоны с изменением ее простирания с юго-восточного на восточное. В пределах рудной зоны четко выделяются один главный рудный горизонт, представленный серией сменяющих друг друга по простиранию линзовидных рудных тел, и масса мелких линзообразных тел, развитых в лежачем и висячем боках этого горизонта. Мощность рудных тел изменяется от первых десятков сантиметров до 25 м.
Руды Захаровского месторождения претерпели интенсивное окисление и на верхних горизонтах разреза представлены в основном окисленными и смешанными разновидностями. Однако на глубине (ниже 140 м) достаточно хорошо сохранились первичные гипогенные руды, что позволило изучить их минеральный состав, текстурно-структурные и геохимические особенности. Руды характеризуются в основном гнездово-вкрапленными, реже массивными и прожилковыми текстурами. Главными минералами в них являются сфалерит, галенит, пирит, халькопирит; из второстепенных установлены марказит, блеклые руды. Кроме того, широко развиты вторичные минералы — смитсонит, церуссит, англезит, халькозин, ковелин и др. По минеральному составу среди руд выделяются колчеданные, медноколчеданные, колчеданно-полиметаллические, полиметаллические и редко барит-полиметаллические разновидности. Изучение строения рудных тел и результаты их опробования показывают отсутствие каких-либо закономерностей в распределении этих минеральных типов руд. Отмечаются взаимопереходы одних типов в другие, а также прямая корреляция в рудах между основными рудными элементами — цинком, свинцом и медью.
Оруденение сопровождается гидротермально-метасоматическими породами. Ho в отличие от описанных выше месторождений метасоматоз здесь проявлен слабее, что, вероятно, связано со строением рудовмещающего разреза, сложенного монотонными слабопроницаемыми кремнистоглинистыми алевропелитами. Более широкое развитие метасоматитов установлено в подрудной части, где мощность их обычно составляет 20—30 м, но иногда достигает 50 м. В висячем боку мощность развития гидротермального изменения не превышает первых метров. По минеральному составу среди метасоматитов выделяются серицит-кварцевые, хлорит-серицит-кварцевые, серицит-карбонат-кварцевые и существенно хлоритовые разновидности. Все измененные породы насыщены пиритовой минерализацией, представленной либо мелкими импрегнациями кубических кристаллов, либо гнездово-вкрапленными выделениями. Часто в метасоматитах наблюдаются вторичные минералы зоны окисления — гипс, опал, галлуазит и др. В целом в разрезе метасоматической колонки отмечается зональность в распределении минеральных типов метасоматитов, представленная развитием в нижних частях серицит-кварцевых пород, которые выше сменяются хлорит-серицит-кварцевыми, хлорит-кварцевыми, серицит-карбонат-кварцевыми. Существенно хлоритовые породы имеют ограниченное распространение и образуют маломощные линзовидные тела, которые часто являются рудовмещающей средой. При удалении от рудных тел интенсивность гидротермально-метасоматического преобразования пород затухает и проявлены лишь их осветление, частичное окварцевание, серицитизация и хлоритизация.
Приуроченность Захаровского месторождения к верхнедевонским отложениям давыдовской свиты, в разрезе которой на незначительном удалении от месторождения широко развиты вулканогенные образования и локализовано вулканогенное Рубцовское месторождение, а также стратифицированный характер рудной зоны и участие ее в пликативных дислокациях совместно с вмещающими породами свидетельствуют о позднедевонском его возрасте и генетической связи с вулканизмом.
Таким образом, приведенные данные по геологическому строению и минералого-геохимическим особенностям руд Корбалихинского, Юбилейного и Захаровского месторождений показывают, что, несмотря на различные литолого-фациальные условия локализации, они характеризуются общностью многих геологических и геохимических признаков и близки, вероятно, по условиям образования.
На всех месторождениях оруденение образует стратифицированные рудные залежи в виде согласных и субсогласных линзовидных и пластовых тел, приуроченных к горизонтам алевропесчанистых и брекчиевых пород. Руды имеют явно наложенный гидротермально-метасоматический облик и характеризуются преимущественно прожилково-гнездово-вкрапленными, реже массивными и брекчиевидными текстурами. Они отличаются устойчивым минеральным составом и имеют одинаковый набор элементов-примесей, основными из которых являются кадмий, серебро, висмут, марганец, барий, сурьма, мышьяк. Результаты изотопных определений серы руд всех месторождений показывают их близкие соотношения и свидетельствуют о ювенильном источнике серы (рис. 4).
Вместе с тем взаимоотношения руд с вмещающими и перекрывающими породами, пересечение руд субвулканическими дайками диабазов, находки в вышележащих верхнедевонских отложениях обломков руд и околорудных метасоматических образований, единый план деформаций рудных тел и вмещающих пород, а также определения абсолютного возраста околорудных кварц-серицитовых пород свидетельствуют о позднедевонском возрасте оруденения и о генетической связи его с вулканизмом. На единый, связанный с вулканизмом рудный процесс указывают проявленные на разных месторождениях закономерности в строении рудных тел, представленные часто сменой снизу вверх колчеданных руд колчеданно-полиметаллическими и полиметаллическими, и сходство изотопного состава серы и его вариаций в минералах колчеданных руд — пирите, халькопирите — и полиметаллических — сфалерите и галените (см. рис. 4). Слабое развитие метасоматоза в надрудных частях месторождений, а также тонкозернистое строение руд показывают, что процесс рудообразования происходил в близповерхностных условиях, с малой мощностью перекрывающих осадков, т. е. в период формирования верхнедевонской вулканогенно-осадочной толщи. Характер взаимоотношений различных типов руд с продуктами вулканизма свидетельствует о формировании Юбилейного и Захаровского месторождений в один этап, а Корбалихинского — в два этапа, связанных с различными фазами антидромного развития вулканизма.
Резюмируя сказанное, можно представить следующую модель образования верхнедевонских месторождений северо-западной части Рудного Алтая.
В позднедевонское (франское) время северо-западная часть Рудного Алтая представляла собой область активного подводного вулканизма и интенсивного накопления мощных вулканогенно-осадочных толщ. В начальный период по всему региону был широко развит кислый вулканизм, сопровождающийся образованием толщ туфов, лав, субвулканических тел липаритовых порфиров и активной гидротермальной деятельностью. Вулканогенная гидротермальная деятельность проявлялась как в непосредственной близости к очагам вулканизма (Рубцовское, Корбалихинское месторождения), так и в удаленных существенно терригенных фациях (Захаровское, Юбилейное месторождения). Высокотемпературные гидротермальные растворы, поднимаясь из глубинных очагов, попадали в близповерхностные области, где в связи с низким давлением из-за малой мощности перекрывающих осадков происходило их вскипание, сопровождавшееся резким снижением температуры и выпадением рудного вещества. Стратифицированное положение высокопроницаемых областей (горизонтов алевропесчанистых и брекчиевых пород, послойных тектонических зон и зон отслоений) приводило к формированию стратиформных рудных залежей. Процесс рудогенеза носил длительный импульсный характер с формированием зональных рудных залежей и сопровождался широким развитием околорудного гидротермального метасоматоза. На заключительной стадии рудного процесса формировалась жильная барит-полиметаллическая и кварц-карбонатная с флюоритом минерализация.
Антидромный характер развития вулканизма в пределах Змеиногорского рудного района (смена в разрезе давыдовской свиты кислых вулканитов основными) проявился в образовании медноколчеданных и колчеданно-полиметаллических руд второго этапа (II генерация) на Корбалихинском месторождении. Процесс оруденения второго этапа также носил длительный импульсный характер и сопровождался образованием мощных зон метасоматоза.