книги из ГПНТБ / Карпунин, А. М. Стратиформные месторождения цветных металлов

Тесную связь рудной минерализации и органического вещества можно наблюдать и на этапе современного осадконакопления [401, 464]. Имеются сведения, что докембрийские осадочно-метаморфиче­ ские породы содержат органическое вещество в количествах, близ­ ких фанерозойским [344], что позволяет предполагать аналогич­ ную связь и в докембрийское время.

Между тем в некоторых случаях наблюдается пространственный «разрыв» оруденения с органическим веществом [149, 276 ]. На наш взгляд, это объясняется большей миграционной способностью ме-. таллов сравнительно с органическим веществом *. При интенсивных процессах трансформации (фации регионального метаморфизма, метагенез) может происходить миграция органического вещества, которое образует скопления антраксолита [270]. Такие явления наблюдались нами на полиметаллических рудопроявлениях в Запад­ ном Забайкалье.

Ритмичность оруденения. Большинство стратиформных место­ рождений цветных металлов имеет многоярусное строение; для них характерно присутствие в разрезе одновозрастной продуктивной толщи нескольких рудоносных горизонтов. Ритмичность (циклич­ ность) рудных отложений вызвана повторением одинаковой палео­ географической обстановки, что связано с периодической сменой знаков колебательных тектонических движений.

В разрезе пород Джезказганского месторождения меди выявлено 18 ритмов [251 ]. Каждый ритм начинается сероцветной пачкой, наблюдается некоторый размыв подстилающих красноцветных пород. От подошвы к кровле ритмопачек изменяется гранулометрический состав пород — от крупно- и среднезернистых песчаников с линзами и прослоями конгломератов до мелкозернистых песчаников, алевро­ литов и аргиллитов. Верхняя половина ритма сложена красноцвет­ ными тонкозернистыми аргиллитами и алевролитами с подчинен­ ными прослоями мелкозернистых песчаников. Ритмичность продук­ тивной толщи обусловлена сменой двух типов фаций — прибрежно­ мелководной и наземной. Сероцветная часть ритма образовалась при трансгрессии территории и развития условий залива, красноцвет­ ная — в период регрессии и возникновения на месте залива сухой равнины.

В разрезе нижнемеловых меденосных пород Таджикской депрес­ сии выделено четыре ритмосвиты, каждая из которых состоит из двух ритмоподсвит; первая и четвертая являются неполными. Пер­ вая включает карабильскую, альмурадскую и кызылташскую свиты (валанжин-готерив), которые представляют ее вторую ритмопод­ свиту. Вторая ритмосвита охватывает окузбулакскую (баррем) и калигрекскую (ант) свиты. Третья — включает каракузскую и мингбатманскую (нижний и средний альб) свиты. Четвертая — пред­

* Миграционная способность органического вещества доказана эксперимен­ тальными исследованиями [178].

30

ставлена лятобанской (верхний альб) свитой, являющейся первой ритмоподсвитой.

В пределах каждой из ритмоподсвит устанавливаются менее крупные ритмические единицы — ритмопачки. Если образование ритмоподсвит связано с продолжительными опусканиями и под­ нятиями территории, то ритмопачки возникли благодаря локальным относительно быстрым изменениям ландшафта. В основании ритмо­ пачки залегают обычно грубо- и крупнозернистые песчаники, реже— мелкогалечные конгломераты; вверх по разрезу происходит их смена алевролитами и глинами. Основная масса рудопроявлений меди отмечается в ритмодачках, входящих во вторые (регрессивные) ритмоподсвиты.

Четкая ритмичность наблюдается в свинцово-цинковых проявле­ ниях Срединного Тянь-Шаня [14]. Рудоносная толща включает три ритмосвиты (макроритма). Нижняя ритмосвита сложена в основном терригенными или терригенно-карбонатными отложениями; вто­ рая — доломитами и известняками, отображающими максимальную стадию распространения трансгрессии; третья — мергелями, гли­ нистыми известняками, гипсами, ангидритами и различными солями, отображающими регрессивную стадию развития тех или иных бассейнов. Все без исключения свинцово-цинковые проявления связаны со второй известково-доломитовой ритмо­ свитой.

Примеры ритмичного строения можно найти во многих месторо­ ждениях стратиформных руд цветных металлов. Так, в медистых песчаниках Донбасса установлено 6 рудных горизонтов-ритмов, на Мангышлаке — 14, в месторождении Коро-Коро (Боливия) до 20 ритмов и т. д. [291].

Выявление закономерностей ритмичного строения стратиформ­ ных месторождений позволяет выделять продуктивные горизонты

врудовмещающих толщах и правильно ориентироваться при поисках

ипрослеживании рудовмещающих пластов.

Минерально-геохимические особенности руд. Отличительной осо­ бенностью минерального состава руд стратиформных месторождений цветных металлов является относительная простота и исключитель­ ное постоянство его на обширных площадях рудных полей. Специ­ фические черты минерального состава руд определяются особен­ ностями пород и месторождений областей питания, а также кон­ кретными условиями седиментации и послеседиментационной транс­ формации вмещающих пород.

В. С. Домаревым [140] с позиции промышленной значимости выделены следующие типы рудных минеральных ассоциаций в место­ рождениях медистых песчаников.

1. Монометальные медные месторождения и рудопроявления — Средней Азии; месторождение Болео и Коро-Коро в Центральной и Южной Америке; некоторые месторождения Колорадо; мезозой­ ские месторождения и рудопроявления Северной Африки, Китая, Кугитанга в Туркмении; палеозойские проявления Мангышлака,

31

Приуралья, Донбасса; докембрийские месторождения Уайт-Пайн в США, Удокан и др.

2. Медно-свинцово-цинковые — Маунт-Айза; М'Пасса в Народ­ ной Республике Конго; рудопроявление Рам-Джангл в Австралии; в силурийском месторождении Джордж в провинции Новый Южный Уэльс; в мезозойских черных сланцах Новой Каледонии; Джезказ­ ган; в подчиненном количестве галенит и сфалерит присутствуют в медистых песчаниках Сибирской платформы, Западного Приуралья, картамышской свиты Донбасса, месторождениях Коро-Коро, Болео

и др.

3. Медно-урановые — плато Колорадо; Агадер в Нигере; Рахуко в Аргентине; рудопроявления Новой Шотландии; рудные залежи района Рам-Джангл в Австралии; в некоторых месторождениях Марокко, Алжира, Испании (Центральные Пиренеи). В незначитель­ ных количествах урановые минералы присутствуют в медистых сланцах Мансфельда.

4; Медно-кобальтовые — месторождения Катанга-Замбии; РамДжангл; некоторые залежи Колорадо, Мангышлака, Центральной Европы, в «фальбандах» Норвегии.

5. Медно-серебряные — месторояедение Силвер-Риф, приурочен­ ное к пестроцветной толще верхнего триаса в штате Юта (США); месторождение Негра Хуануша в Центральном Перу.

Как видно из приведенного перечня месторождений, промыш­ ленно значимые минеральные ассоциации в стратиформных место­ рождениях меди состоят из двух-трех металлов.

Стратиформные руды имеют очень простой минеральный состав. Так, рудные тела Удоканского месторождения медистых песчаников сложены пятью главными минералами: халькозином, борнитом, халькопиритом, пиритом и магнетитом [198]. В виде незначитель­ ных примесей присутствуют валлериит, молибденит, пирротин, сфалерит, марказит, теннантит, полидимит, кобальтин, штромейерит. самородное серебро и олово. "■

В зоне окисления и вторичного сульфидного обогащения распро­ странены малахит, азурит, халькозин, борнит, ковеллин, гипс, гидроокислы железа; реже встречаются брошантит, халькантит, антлерит, хризоколла, мелантерит, ярозит, делафоссит, тенорит, куприт, самородная медь.

По преобладанию главных рудных минералов в медистых песча­ никах Таджикской депрессии можно выделить три основные разно­ видности: пирито-халькопиритовые, халькопирито-борнитовые и бор- нито-халькозиновые руды. В рудах также установлены марказит, магнетит, пиролюзит, гематит, сфалерит, галенит, мельниковит, маггемит, киноварь, реальгар. В зоне окисления обнаружены ковел­ лин, малахит, азурит, гидроокислы железа, куприт, хризоколла, церуссит. Основными первичными рудными минералами в свинцово­ цинковом месторождении Уч-Кулач являются галенит, сфалерит, пирит и марказит. В меньших количествах присутствуют халько­ пирит, борнит, вюртцит, теннантит [398].

32

Элементный состав руд стратиформных месторождений цветных металлов также чрезвычайно прост. На Удоканском месторождении в качестве элементов-примесей отмечаются серебро, свинец, цинк, молибден, висмут [19S ]; в нижнемеловых медистых песчаниках юго-западных отрогов Гиссарского хребта — свинец, цинк, се­ ребро [29]; в медистых песчаниках Приуралья — ванадий, мышьяк, свинец, молибден, никель [252]; в свинцово-цинковых рудопроявлениях раннетурнейского возраста хр. Молдотау (Центральный ТяньШань) — серебро, кадмий, медь, ртуть и т. п.

В процессе трансформации рудовмещающих пород происходит перераспределение металлов, автолизия и возникновение новых генераций рудных минералов. Более подробно этот вопрос рассмот­ рен в гл. II.

Структуры и текстуры руд * стратиформных месторождений цветных металлов являются отражением двух различных этапов их формирования — седиментогенеза на дне акваторий и диагенеза- катагенеза-метагенеза-метаморфизма — в осадках и породе. Чем выше стадия трансформации рудовмещающих пород, тем сложнее и разнообразней будут структуры и текстуры руд.

Наиболее распространенными текстурами руд в медистых песча­ никах Таджикской депрессии являются вкрапленная и вкрапленнослоистая. Меньше развиты прожилково-вкрапленная, пятнистая, брекчиевидная, полосчатая, петельчатая, каемчатая, цементная. Структуры — аллотриоморфнозернистая, гипидиоморфнозернистая, графическая, колломорфная, взаимных границ, коррозионная, заме­ щения, концентрически-зональная, радиально-лучистая, распада твердых растворов. Достаточно полное представление о текстурах руд свинцово-цинковых месторождений на примере месторождений Южного Казахстана можно получить из табл. 2.

Зональность распределения рудных минералов в стратиформных месторождениях меди, свинца и цинка выступает в двух аспектах; во-первых, в закономерном пространственном размещении медных, свинцовых и цинковых руд, и, во-вторых, в размещении сульфидов меди и железа в месторождениях меди.

Зональность первого вида выражается в приуроченности медных руд к низам разреза, где они локализуются в основном в терригенных отложениях, а свинцовых и цинковых руд — к верхам разреза, как правило к карбонатным породам. Кроме вертикальной зональ­ ности наблюдается закономерное распределение минералов меди, свинца и цинка и по латерали. Минералы меди при этом локали­ зуются в прибрежных мелководных частях палеобассейна, сменяясь на глубину минералами свинца и цинка. По мнению ряда исследова­ телей, подобная зональность стратиформных руд обусловлена раз­ личной геохимической подвижностью металлов в процессе их седи­ ментации [58, 375].

* Термины «структура» и «текстура» понимаются нами в трактовке А. Г. Бетехтииа [389].

Итак, рассмотренные вкратце основные геологические особен­ ности осадочных стратиформных месторождений меди, свинца и цинка свидетельствуют в большинстве своем скорее в пользу их первично-осадочного происхождения, нежели гидротермального в классическом понимании.

Учитывая, что некоторые черты геологического строения целого ряда стратиформных месторождений меди, свинца и цинка получили отражение в настоящем разделе, мы не будем приводить детальную характеристику отдельных месторождений, а ограничимся лишь перечислением основных месторождений и рудопроявлений в гео­ хронологическом порядке. Более подробные сведения о них можно найти в приведенном списке литературы.

Месторождения полиметаллов архейского возраста нам не известны.

Протерозойские месторождения меди представляют: Удоканское месторождение медистых песчаников [25, 43, 58, 112 и др. ], медистые песчаники Олекмо-Витимской горной страны, «фальбанды» Норве­ гии [457, 473], «фальбанды» (сульфидные сланцы и гнейсы) Север­ ного Приладожья [279], медно-ураново-кобальтовое месторождение Рам-Джангл, Австралия [316, 543], медное оруденение в терригенных и терригенно-карбонатных породах нижнего протерозоя в Игар­ ском районе [253], медистые песчаники Катанга-Замбийского руд­ ного пояса [245, 459, 476, 481 и др. ], медистые песчаники бассейна р. Малая Лена (ЗападноеПрибайкалье) в породах ушаковской свиты позднего докембрия [326], месторождение М'Пасса в Народной Республике Конго в отложениях верхнего рифея-венда [234, 330, 511, 536]. Месторождения свинцово-цинковых руд: Маунт-Айза, Австралия [33, 174, 509, 541], Сулливан, Канада [209], цинковое оруденение в аргиллитах лахандинской свиты верхнего протерозоя крайнего юго-востока Сибирской платформы [369], полиметалличе­ ское месторождение Брокен-Хилл, Австралия [33, 357].

Кембрийские стратиформные осадочные месторождения пред­ ставляют медистые песчаники юга Сибирской платформы [61, 199, 227, 246 и др. ], свинцово-цинковые месторождения бассейна рек Миссури и Миссисипи, США [353, 447, 463, 465 и др. ], место­ рождение Пайн-Пойнт, Канада [452, 544], свинцово-цинковое оруденение в нижнекембрийских песчаниках Приднепровской Подолии [395 ].

Вордовике известны стратиформные медные руды в Приангарье,

впесчаниках манитодорской свиты на Полярном Урале [272], в гли­

нах и известняках Маунт-Лайелл, Тасмания [540]; свинцово-цинковое оруденение: в песчаниках Приднестровской Подолии [395], в карбо­ натных породах Верхних Пиреней [258], месторождение Сентейн, Франция [202]. В силуре свинцово-цинковое оруденение установлено в осадочных породах Эстонии [212].

Девонские стратиформные осадочные руды представлены меди­ стыми песчаниками в Приднестровье и в зоне сочленения Донбасса с Приазовьем [481, медным оруденением в породах Прибалтики [81,

38

404], свинцово-цинковыми рудами месторождения Учкулач (?) * [397, 398], Калканата [1, 298], Гюмушлук [80, 213], Ачисай (?), Срединный Тянь-Шань [15], Те Диен, п-ов Индокитай [148], Чаткальского рудного района [13, 120, 238, 298 и др. ].

Среди каменноугольных отложений стратиформные руды меди установлены в Джезказгане [60, 141, 298, 334 и др. ], в Атбасар-Тер- сакканском рудном районе, Казахстан [441 ], в Челябинском За­ уралье [109]. Стратиформные руды свинца и цинка в осадочных породах каменноугольного возраста зафиксированы в КетменьТекесском рудном районе, Северо-Восточная Киргизия [298, 310], на хр. Молдотау, Центральный Тянь-Шань [298, 303, 416], в Сре­ динном Тянь-Шане, месторождение Ачисай (?), в Северном Донбассе

на плато Колорадо, США [458, 516], в Оклахоме, США [4861, в Цен­ тральной Европе; меденосные площади — Предсудетская монокли­ наль, Гродецкая мульда, Злоторыйская мульда, Шпремберг-Вайс- вассер, Бранденбург, Флехтингенский вал, Субгерцинский бассейн, Мансфельдская мульда, Зангерхаузен, Тюрингенский бассейн, об­ ласть Верра, Бебра (Гессен), Рейнская область, Штатберг (Вест­ фалия), Внутренняя Судетская мульда [227, 267, 487, 537 и др. ].

Свинцово-цинковое проявление в доломитах перми известно

вЗападных Гималаях [418].

Втриасе медистые песчаники встречены на Мангышлаке [134, 138], в Центральной Европе [227], на плато Колорадо, США [458, 516]. Стратиформные свинцово-цинковые руды известны в Польше — силезско-краковский тип [8, 90, 472, 489 и др. ], медно-свинцово­ цинковые руды локализуются в мезозойских черных сланцах Новой

В мелу медистые песчаники известны в юго-западной части Сред­ ней Азии на хребтах Гиссарском, Бабатаг, Каратау, Хозретиши, Сурхку, Петра Первого, Заалайском, Алайском [29, 168, 225, 331 и др. ]. Свинцово-цинковые проявления в меловых породах установ­ лены в Таджикской депрессии [173, 207, 437], в Эмбинском районе [400], в Высоком Атласе [462]. В палеогене проявления стратиформиой медной минерализации известны в Приаралье [375 ] и Боли­ вии [189, 375]. В неогене стратиформная медная минерализация известна в Наукате, Северная Фергана [103, 189]; в Предкарпатском прогибе [48], в Центральном Тянь-Шане, Южно-Таджикской

Знак (?) означает, что ввиду отсутствия достаточных сведений в нашем распоряжении, месторождение включено в описываемую группу с долей услов­ ности, и может иметь не осадочное, а иное происхождение.

39

депрессии, Кашгарии (Синцзян), Мексике [375]. Проявление свин­ цово-цинковой минерализации установлено в районе Трускавца [375].

Уже простой перечень стратиформных осадочных месторождений меди, свинца и цинка демонстрирует их широкое распространение на земном шаре в отложениях различного возраста и подчеркивает важную роль, которую они играют как источники цветных металлов.

Осадочно-вулканогенные месторождения

Значительное влияние вулканической деятельности на образова­ ние стратиформных месторождений цветных металлов со всей оче­ видностью продемонстрировали работы А. Н. Заварицкого, И. В. Дербикова, Г. С. Дзоценидзе, Н. С. Скрипченко, В. И. Смирнова, В. М. Попова, Г. Н. Щербы и других исследователей. В настоящее время существование осадочно-вулканогенных стратиформных место­ рождений меди, свинца и цинка в качестве своеобразных самостоя­ тельных геологических образований признается многими специа­ листами.

Под осадочно-вулканогенными стратиформными месторождениями цветных металлов понимают образования, генетически и простран­ ственно тесно связанные с вулканизмом и подчиненные напластова­ нию осадочных, осадочно-вулканогенных и вулканогенных пород. К ним также принадлежит большое число месторождений, относимых рядом исследователей к колчеданной формации.

Для указанных месторождений характерны следующие особен­ ности:

1)локализация в определенных эффузивно-осадочных формациях, возникших в результате проявления вулканизма;

2)стратиграфический контроль оруденения;

3)значительное площадное распространение;

4)преимущественно пластообразная и линзообразная форма рудных тел;

5)своеобразные структурно-текстурные особенности — широкое распространение вкрапленных и сплошных руд, часто с включе­ ниями пиритовых фрамбоидов.

Стратиформные осадочно-вулканогенные так же, как и стратиформные осадочные месторождения, имеют большое значение как источники цветных металлов. У нас в стране месторождения описы­ ваемого типа известны на Северном Кавказе, Урале, Рудном Алтае,

вТуве, Казахстане, Забайкалье; за рубежом — в Испании, Японии, ФРГ, Румынии, Канаде, Турции, Швеции и других районах мира.

Геотектоническая позиция. Осадочно-вулканогенные стратиформ­ ные месторождения формировались на дне геосинклинальных и платформенных морей [357]. Так, полиметаллические руды Приаргунья возникли в итоге процессов подводного вулканизма, широко проявленных в эвгеосинклинали позднего протерозоя [6]. На связь оруденения с вулканизмом указывают постоянная близость рудо­ носной формации к вулканогенным образованиям, наличие в разрезе

40

кремнистых сланцев и повышенная кремнистость других пород. Отсутствие в составе рудоносной формации собственно вулкано­ генных пород в виде тел вулканитов, туффитов и пирокластического материала позволяет относить ее образование к начальным и конеч­ ным этапам активного вулканизма, проявившегося в основном в гидротермально-фумарольной деятельности.

Колчеданно-полиметаллические руды месторождения Озерное (Западное Забайкалье) возникли в период проявления активного вулканизма ранних этапов формирования геосинклинали [116, 117]. Присутствие в разрезе рудовмещающей толщи линз рифогенных известняков указывает на субмаринные условия осадконакопления. Седиментация металлов происходила в спокойной обстановке с на­ коплением ритмично-полосчатых туфогенных образований с редкими периодами активизации вулканической деятельности и колебатель­ ных движений. Скорость опускания не всегда соответствовала ско­ рости осадконакопления, о чем свидетельствуют прослои игнимбритов.

Осадочно-вулканогенные стратиформные колчеданные руды обра­ зуются на ранней стадии геологического развития эвгеосинклиналей, локализуясь в субмаринных спилито-кератофировых или диабазоальбитофировых вулканогенных формациях [357]. В частности, таким образом возникли колчеданные месторождения Урала (Тарньерское, им. III Интернационала, Ольховское, Чадарское, Зюзельское, Маукское, Карабахшское, Учалинское, им. XIX партсъезда, Озерное, Молодежное, Александровское, Сибайское, Гайское, Блявинское, Комсомольское, Красноуральского и Кировоградского районов) и Северных Мугоджар — им. 50-летия Октября и Приорское [443], Северного Кавказа [348] и др.

Эпохи рудообразования и стратиграфический контролъ орудене­ ния. Как и стратиформные осадочные, осадочно-вулканогенные месторождения формировались на протяжении всей геологической истории Земли. Можно выделить 7 генеральных эпох рудообразо­ вания: архейскую, протерозойскую, байкальскую, каледонскую, герцинскую, киммерийскую и альпийскую [357]. На общем сравни­ тельно однозначном фоне проявления вулканической деятельности за геологическую историю Земли эпохами интенсивно проявленного вулканизма выступают протерозойская, каледонская и герцинская.

Осадочно-вулканогенные месторождения подчинены четкому стра­ тиграфическому контролю и имеют широкое площадное распростра­ нение (Урал, Алтай, Забайкалье, Канада). Например, рудовмеща­ ющая базальтово-кремнисто-карбонатная формация фаменского воз­ раста прослеживается на всем протяжении Успенского рудного пояса [436]; стратиформные колчеданные месторождения Урала

иЯпонии протягиваются на сотни километров [356, 364] и т. п. Для описываемых месторождений отмечается цикличность двух

типов: региональная и локальная. Цикличность первого типа обу­ словлена повторениями проявлений вулканической деятельности в процессе геосинклинального развития региона, она установлена

41