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

на месторождениях Урала, Кавказа, Канады [357]. Вторая — свя­ зана с локальными повторениями условий седиментации в процессе единого проявления вулканизма. Цикличность такого рода отме­ чена на месторождениях Забайкалья [6], Центрального Казахстана [388, 435], Рудного Алтая [281] и др.

В ряде случаев наблюдается смещение в пространстве и во вре­ мени («возрастное скольжение») осадочно-вулканогенных месторо­ ждений, вызванное смещением зон вулканизма от одного борта гео­ синклинали к другому [357].

Взаимоотношение оруденения с магматическими формациями

рассмотрено Г. С. Дзоценидзе [122] и В. И. Смирновым [357], поэтому мы на этом не останавливаемся. Отметим лишь, что боль­ шинство исследователей связывает стратиформные осадочно-вул­ каногенные руды с кислыми эффузивными породами, образующимися в субмаринных условиях на ранней стадии эвгеосинклинальногр развития. При этом подавляющая массаметаллов отлагается на конечных этапах вулканических циклов. Важно отметить, что про­ мышленное оруденение возникает не за счет эффузивных пород (лавовых потоков или покровов) как материнской среды, а исклю­ чительно благодаря поствулканической газогидротермальной дея­ тельности. Газогидротермы же связаны с вулканическими породами общностью магматического очага.

Ролъ тектоники в размещении руд. Следует различать две кате­ гории структур в осадочно-вулканогенных месторождениях: регио­ нальные и локальные. В первую категорию входят протяженные (до нескольких тысяч километров) глубинные разломы, определя­ ющие размещение вулканических построек и, соответственно, раз­ мещение рудных поясов (Уральский, Кавказский, Японский и дру­ гие рудные пояса). Ко второй категории относятся многочисленные дизъюнктивные и пликативные структуры месторождений, не влия­ ющие на размещение оруденения, а лишь способствующие переме­ щению и перераспределению металлов [117]. Как и осадочные стра­ тиформные, осадочно-вулканогенные руды вместе с вмещающими их породами участвуют в складкообразовании, образуя сложные формы [436 ]. Даже в очень сложно построенных месторождениях тщательное изучение фактического материала позволяет полностью реконструировать структуру месторождения в период его формиро­ вания и сделать выводы относительно последовательности проявле­ ния тектонических нарушений [281].

Жильные образования в осадочно-вулканогенных месторождениях могут в отличие от осадочных стратиформных месторождений иметь не только латераль-секреционную природу (тип «альпийских, жил»), но и отражать химизм породо- и рудообразующего процесса, имея связь с магматическим очагом. Показателен пример, приведен­ ный Г. С. Дзоценидзе [122]. Близкие по петрографическому составу юрские и палеогеновые вулканогенные толщи отличаются характером жильных проявлений: первые включают большое количество бари­ товых жил, имеющих промышленное значение, вторые таковых не

42

содержат. Причина заключается в различных содержаниях бария и калия в исходных породах. Так как барий входит в полевые пшаты, изоморфно замещая калий (ионные радиусы бария и калия соответ­ ственно равны 1,35 и 1,33 Â), а юрские вулканиты бедны калием (К20 содержится от следов до 1%), а следовательно, и барием, это обусловило богатство им постмагматических продуктов. В палеоге­ новых вулканитах калия больше и весь имевшийся в эоценовой магме барий был изоморфно захвачен калишпатом и в остаточные постмагматические продукты он поступал в весьма незначитель­ ном количестве. Это в конечном итоге и определило различие характера жильных проявлений в юрских и палеогеновых порфиритах.

Латераль-секреционные образования в осадочно-вулканогенных месторождениях по природе образования аналогичны таковым в осадочных стратиформных месторождениях. Сложностью и разно­ образием своего проявления они отражают степень трансформации рудовмещающих пород (месторождений).

Литология (петрография) вмещающих пород. Как уже отмеча­ лось, осадочно-вулканогенные руды могут локализоваться в осадоч­ ных, вулканогенных и смешанных породах.

По данным Н. С. Скрипченко [348] на Северном Кавказе выде­ ляются два типа меденосных вулканогенных формаций: базальто­ риолитовая, в которой локализуется Урупское, Бескесское и Даутское месторождения, и спилито-андезито-дацитовая, вмещающая Худесское месторождение. Типичные разрезы рудовмещающих толщ подразделяются на две части: нижнюю — преимущественно эффузив­ ную и верхнюю — туфогенно-осадочную с подчиненным количеством эффузивных пород. Характерно, что все выявленные к настоящему времени промышленные колчеданные месторождения залегают в эф­ фузивной части толщ. По мнению Н. С. Скрипченко [348], Уруп­ ское месторождение обязано своим происхождением кислому вулка­ низму, а Худесское — основному. Последнее утверждение оспари­ вается Г. С. Дзоценидзе [122], который отмечает значительную роль кислых пород в сложении Худесского рудного поля и подчеркивает, что «... залегание руды среди основных лав еще не указывает на выделение рудоносных эксгаляций и гидротерм, именно из очага, откуда изливалась лава данного конкретного покрова, подстила­ ющего рудное тело» [122, .с. 144].

Колчеданные руды месторождений Южного Урала сосредоточены преимущественно в пределах полей развития пород кислого состава [154]. Наиболее значительные колчеданные месторождения Японии сосредоточены в поясе спилито-кератофировой формации [364]. Таким образом, подавляющее большинство осадочно-вулканогенных стратиформных месторождений находится в тесной ассоциации с кислыми эффузивными породами, хотя в ряде случаев могут быть пространственно с ними и разобщены.

В случае локализации осадочно-вулканогенных руд в разрезе осадочных и смешанных (вулканогенно-осадочных) пород рудная

43

минерализация может встречаться в самых различных литологиче­ ских разностях пород.

На колчеданно-полиметаллическом месторождении Озерное (За­ падное Забайкалье) рудный материал отлагается в толщах известковистых туффитов, известковистых гравелитов, алевролитов, алевропелитов и известняков. На месторождениях колчеданно-полиметал­ лических руд Мегген и Раммельсберг (ФРГ) рудная минерализация локализуется в сланцах [356]. Полиметаллические месторождения Приаргунья (Восточное Забайкалье) приурочены к продуктивной известняково-графитисто-кремнистой формации [6].

Подмечено [53], что в стратиформных осадочно-вулканогенных месторождениях наибольшую промышленную ценность представ­ ляют разрезы пород, состоящие из переслаивания (в различных комбинациях) нормально-осадочных отложений и вулканогенных пород кислого состава при минимальном включении вулканитов среднего и основного состава. Самыми благоприятными для концен­ трации руд являются разрезы, в которых осадочные породы заметно преобладают над кислыми вулканитами, либо в обратном варианте. Разрезы с превалирующим содержанием лав, туфов и субвулкани­ ческих пород среднего и основного состава в отношении рудоотложения малоблагоприятны.

Вулканогенные, осадочные и осадочно-вулканогенные рудовме­ щающие породы могут быть трансформированы процессами ката­ генеза, метагенеза и регионального метаморфизма, что выражается в более или менее значительном перераспределении рудного мате­ риала.

В отличие от осадочных стратиформных осадочно-вулканогенные месторождения довольно часто сопровождаются гидротермальным изменением вмещающих пород, причем последнее может как сопут­ ствовать накоплению рудной массы, так проявляться и после рудоотложения [151, 356].

Для стратиформных осадочно-вулканогенных месторождений ха­ рактерно присутствие в обломочных пирокластических породах кровли рудных обломков. По целому ряду признаков рудные обломки относятся к рудокластам: их минеральный и химический состав полностью идентичен составу нижерасположенных рудных тел, степень их метаморфизма соответствует вмещающим породам и руд­ ным телам, внутри галек рудные минералы не несут следов какойлибо первичной концентрической зональности и т. п. [356 ].

Ролъ органического вещества как рудолокализующего фактора

восадочно-вулканогенных месторождениях неизмеримо ниже, чем

восадочных, и существенна лишь при отложении рудных металлов

вне собственно вулканических пород. В этом случае присутствие органического вещества приводило к созданию «геохимического барьера», что способствовало седиментогенезу металлов. Присут­ ствие ископаемого органического вещества отмечается во многих осадочно-вулканогенных месторождениях. В частности, в породах рудоносной пачки Риддер-Сокольного полиметаллического место­

44

рождения (Рудный Алтай) содержание органического углерода достигает 2,1%. Ископаемое органическое вещество представлено мельчайшими частицами угля — обрывками гелифицированной рас­ тительной ткани, часто сохраняющей первичную структуру [281 ].

В продуктивной известняково-графитисто-кремнистой формации Приаргунья, в которой локализуются многочисленные полиметалли­ ческие месторождения, количество графитистого вещества достигает 40-70% [6].

Минерально-геохимические особенности руд. Среди осадочно-вул­ каногенных месторождений цветных металлов могут быть выделены залежи серноколчеданные, медистых колчеданов, медно-цинковые, свинцово-цинковые, полиметаллические [136 ]. Минеральный состав руд в значительной мере определяется особенностями химизма отдельных магматических очагов, с которыми связаны проявления вулканизма. Группа осадочно-вулканогенных месторождений, воз­ никшая в результате поступления рудного материала из единого магматического очага, будет иметь одинаковые или близкие соотно­ шения отдельных полезных компонентов, в то же время заметно отличаясь от месторождений, имеющйх иную материнскую область питания. Подобная закономерность наглядно продемонстрирована Д. И. Горжевским [107] на примере свинцово-цинковых месторожде­ ний Рудного Алтая, Салаира, Бурятии и др.

Минеральный состав руд осадочно-вулканогенных стратиформных месторождений характеризуется значительным количеством сульфидов железа в общей массе рудных минералов и постоянным присутствием барита среди нерудных минералов.

Для многих месторождений описываемого типа характерно присутствие «оруденелых» или «пиритных бактерий» (пиритовых фрамбоидов) — реликтов микроорганизмов, имевших активное раз­ витие в средах С высокой концентрацией сульфатов в районах вул­ канической деятельности [125, 349, 351]. Они отмечены на место­ рождениях Блява, Комсомольское, Сибай (Южный Урал), Худее, Уруп (Северный Кавказ), Джайрем (Центральный Казахстан), Раммельсберг, Мегген (ФРГ), Рио-Тинто (Испания) и др. Правда, не все исследователи придерживаются гипотезы биогенной природы пиритовых фрамбоидов [158].

В состав руд в качестве основных компонентов входят пирит, халькопирит, сфалерит, пирротин, блеклые руды, борнит, магнетит. Состав элементов-примесей зависит от минерального типа руд. Наиболее распространенными являются селен, теллур, мышьяк, висмут, молибден, олово, золото, серебро.

В осадочно-вулканогенных рудах фиксируется зональность трех типов: отложения, стадийная повторного тектонического раскрыва­ ния и комбинированная [356]. Текстуры и структуры руд отражают сложные условия их образования — от вулканогенных до типично седиментационных. Наиболее распространены массивная, вкраплен­ ная, полосчатая, прожилковая, колломорфная текстуры и колломорфная, зернистая, метасоматическая структуры.

45

Ниже в геохронологическом порядке перечислены наиболее известные осадочно-вулканогенные стратиформные месторождения меди, свинца и цинка.

Протерозойские месторождения представляют: серноколчеданные и медноколчеданные проявления в пенченгинской свите бассейна р. Панимба, Енисейский кряж [278], медные руды в кыоиноусской толще Альгонка оз. Верхнее, штат Мичиган, США [440], медно-цин­ ковые руды вулканогенного пояса Северной Манитобы, Канада [480], полиметаллические месторождения (Савинское № 5, Почекуевское) Приаргунья [6], колчеданно-полиметаллические руды Южной Каре­ лии [96, 102, 249, 322 и др.], свинцово-цинковое месторождение

ные руды известны в следующих регионах: медноколчеданные место­ рождения на Урале [161, 305, 356, 443 и др.], проявления самород­ ной меди в Горной Шории, Тайметское месторождение [297, 345], колчеданно-полиметаллические руды в Еравнинском рудном районе, Западное Прибайкалье [9, 116, 186, 297, 409 и др. ], полиметалли­ ческие месторождения Приаргунья — Мальцево-Килгинское, Кадаинское, Акатуевское, Благодатское, Воздвиженское, Ивановское, Михайловское, Спасское, Явленское [6], колчеданные сульфидные руды Норвегии [356, 482, 547].

В ордовике осадочно-вулканогенные стратиформные месторожде­ ния представлены сульфидными проявлениями Норвегии [356], полиметаллическими рудами месторождения Мадлен, провинция Квебек, Канада [521 ].

Вордовике-силуре осадочно-вулканогенные месторождения меди известны на Урале [356, 357], в Западной Туве [196].

Вдевоне осадочно-вулканогенные месторождения установлены: медноколчеданные на Урале [356, 357], медно-пиритовые на Север­ ном Кавказе (месторождение Худее) в пределах Тырныауз-Пшекиш- ской рудной зоны [28, 348, 356], медные руды Беркара, Восточного Казахстана [366], колчеданно-полиметаллические Рудного Алтая [37, 54, 63, 105 и др.], свинцово-цинковые Центрального Казахстана [205, 232, 434, 435 и др. ], колчеданно-баритовые Мегген и Раммельсберг, ФРГ [33, 97, 349, 498, 552 и др. ], медно-свинцово-цинковые руды Злате-Горы, Чехословакия [300, 489], свинцово-цинково­ баритовые руды Горни-Бенешов, Чехословакия [300].

Ккаменноугольным осадочно-вулканогенным стратиформным мес­ торождениям принадлежат колчеданные руды Карабекского рудного поля, Северный Кавказ [4],.Хандзинское' свинцово-цинковое место­ рождение, Юго-Западный Гиссар [72], свинцово-цинковое место­ рождение Ташкоро-Южное, Северная Киргизия [297], медно­

колчеданные руды провинции Уельва, Испания [97, 352, 356, 494, 500].

Месторождения перми (?) представлены колчеданными рудами Японии, месторождение Бесси [356].

46

В триасе свинцово-цинковая осадочно-вулканогенная минера­

ные руды известны в горах Восточного Тавра, месторождение ЭрганиМаден, Турция [122, 356, 453, 490, 538], колчеданные руды в Восточ­

рудами типа «куроко» на Курильских островах [356 ] и Японии [122, 239, 297, 355, 357, 364], колчеданными рудами месторождения Баггя, Мексика [356 ].

Из приведенного перечня осадочно-вулканогенных стратиформных месторождений явствует, что они, как и осадочные стратиформные месторождения меди, свинца и цинка, широко распространены на земном шаре.

Вулканогенно-осадочные (отдаленные оеадочно-вулканогенные) месторождения

В геологическую литературу понятие об отдаленных вулкано­ генно-осадочных формациях (на примере кремнезема, марганца и фосфора) ввел Н. С. Шатский [422, 423]. Позже особенности фор­ мирования хемогенных отложений вблизи очагов подводного вулка­ низма рассмотрел Н. М. Страхов [376, 377]. Он подчеркнул, что «... ограниченный набор рудных накоплений около очагов подвод­ ного вулканизма имеет причиной либо недостаточную изученность этого генетического типа, и, следовательно, есть явление кажущееся, либо вызывается ограниченностью набора выносимых гидротермами веществ в количествах, достаточных для рудообразования. Мне кажется, что действительная причина скорее первая, чем вторая» [377, с. 19]. Последующие исследования в этом направлении под­ твердили правоту высказанного положения.

Г. С. Дзоценидзе [122] показал сложный характер возникнове­ ния отдаленных осадочно-вулканогенных месторождений: по спо­ собу образования они являются настоящими осадочными, но в отличие от нормально осадочных, для которых областью питания слу­ жили разрушающиеся материнские породы континента, здесь мате­ риал в основном поступал из вулканических очагов. Г. С. Дзоце­ нидзе подчеркивал, что вулканогенно-осадочные рудные залежи не обязательно должны быть строго синхронны подводному вулка­ ническому изверженшо; наоборот, многочисленные примеры пока­ зывают, что накопление руд совпадает с периодами затишья вулка­ нической активности в момент проявления гидротермальной деятель­ ности после прекращения извержений.

Все сказанное подводит нас к тому, что настало время среди стратиформных месторождений цветных металлов выделить само­ стоятельную генетическую группу вулканогенно-осадочных место­ рождений, занимающих промежуточное положение между осадоч­ но-вулканогенными и типичными осадочными стратиформными.

47

Под вулканогенно-осадочными стратиформными месторождениями цветных металлов, таким образом, будем понимать месторождения, локализующиеся исключительно в осадочных породах, но рудный материал в которых генерирован вулканизмом.

Вполне можно согласиться с И. В. Дербиковым и ІО. А. Иуварьевой, что настала пора пересмотреть «... классические представ­ ления о связи гидротермального оруденения только с интрузивными фациями магматизма, а осадочного — только с корами выветрива­ ния, на чем воспитано большинство геологов» [119, с. 47]. Утверж­ дение вулканизма в качестве важного рудогеиерирующего фактора, способствующего возникновению многочисленных вулканогенных, осадочно-вулканогенных и вулканогенно-осадочных месторождений цветных металлов, позволит решить целый ряд теоретических и прак­ тических задач стратиформного рудообразования.

Перечислим некоторые характерные особенности вулканогенно­ осадочных стратиформных месторождений.

В геотектоническом отношении подобные месторождения форми­ руются в геосинклиналях и на платформах, на дне акваторий в сфере влияния вулканических очагов. Учитывая, что по времени образо­ вания эти месторождения синхронны или следуют сразу же за вулка­ ническими проявлениями (извержения, гидротермальная деятель­ ность и т. п.), в едином стратиграфическом горизонте или ниже по разрезу они должны сопровождаться вулканитами. Пример подоб­ ной ассоциации на месторождениях Филизчай и Горевское мы при­ водили выше.

Как отмечалось выше, седиментация вулканогенно-осадочных руд происходит по тем же законам, что и типично осадочных, поэтому в отношении литологии вмещающих пород они должны иметь много общего. Они могут локализоваться как в терригенных (конгломе­ раты, песчаники, алевролиты, глины), так и в хемогенных породах. Большое значение для создания «геохимического барьера» на дне водных бассейнов имеет органическое вещество. Поэтому для вул­ каногенно-осадочных месторождений характерно повышенное со­ держание органического углерода в рудовмещающих пластах.

Большинство стратиформных вулканогенно-осадочных месторо­ ждений содержит «вулканогенные» элементы — барий (в виде барита) и фтор (в виде флюорита и ратовкита). Текстурно-структурные осо­ бенности вулканогенно-осадочных руд аналогичны таковым осадоч­ ных руд. Между осадочными и вулканогенно-осадочными рудами имеются отличия в фациальной принадлеяшости. Формирование последних исключительно в субмаринной обстановке предопреде­ ляет набор соответствующих фаций и полностью исключает назем­ ные фации (русловые, болотные и т. п.).

Следует признать, что на настоящем уровне знаний в целом геологии стратиформных месторождений еще довольно трудно уве­ ренно отделять вулканогенно-осадочные руды от типично осадочных. Можно надеяться, что в процессе накопления фактического мате­ риала некоторая часть стратиформных месторождений, причислен­

48

ная в настоящее время к группе типично осадочных, будет переве­ дена в разряд вулканогенно-осадочных [119].

Ниже перечисляются стратиформные месторождения меди, свинца и цинка, которые мы включили в класс вулканогенно-осадочных.

Протерозойские месторождения указанного класса представлены медистыми песчаниками Прнсаяиья [394], колчеданными рудами месторождения Ачик-Таш, Киргизский хребет, Северный Тянь-Шань [356], свинцово-цинковыми Горевского месторождения, Енисейский кряж [83, 187, 299, 307, 426 идр.], колчеданно-полиметаллическими Холодненского месторождения, Прибайкалье [392, 430], интенсивно метаморфизованными цинковыми о-ва Франклин, Ныо-Джерси, США [357].

К палеозойским вулканогенно-осадочным проявлениям относятся руды: колчеданно-полиметаллические Джунгарского Алатау [7, 21, 22], свинцово-цинковые о-ва Сардиния [64, 160, 553, 554] и Восточ­ ного Тинтика, США [357], свинцовые месторождения Лайсвалль и Доротеа, Швеция [ИЗ, 314].

Мезозойские вулканогенно-осадочные представлены месторожде­

медно-пирротиновым Кизил-Дере, Северный склон Большого Кав­ каза [122, 223, 229], свинцово-цинково-баритовыми Марокко [64, 444, 499].

Можно предполагать вулканогенно-осадочное происхождение ме­ сторождений цветных металлов Приаргунья, хр. Пскем, Ачисая, хр. Молдотау, Калканаты, силезско-краковского типа Польши, миссисипского типа США, Мегген и Раммельсберг в ФРГ. К этому же типу могут принадлежать и некоторые месторождения медистых песчаников [119].

Из приведенного перечня месторождений видно, что вулкано- генно-осадочные руды формировались в широком диапазоне геологи­ ческого времени. Эпохи их образования, как правило, синхронны эпохам образования вулканогенных и осадочно-вулканогенных руд. Дальнейшие исследования геологических особенностей вулкано- генно-осадочных месторождений цветных металлов описываемого типа в значительной мере расширят наши представления об этих весьма перспективных в экономическом отношении образованиях.

4 Заказ 519

Г Л А В А II

/

ТРАНСФОРМАЦИЯ СТРАТИФОРМНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

50

В период господства гидротермальной гипотезы происхождения стратиформных руд цветных металлов сложность и разнообразие морфологии рудных тел, разнообразие структур и текстур руд, присутствие в рудах нескольких генераций рудных минералов и тому подобные признаки интерпретировали исключительно с по­ зиций стадийности гидротермального процесса. Позже, в процессе накопления фактического материала, говорившего в пользу первич­ но-осадочной природы оруденения в целом ряде . месторождений, подобные явления стали рассматриваться и с позиций трансформа­ ции месторождений.

В этот период выявилась исключительная сложность проблемы. Исследователи по-разному оценивали роль отдельных ступеней трансформации в формировании (в промышленном смысле этого слова) стратиформных месторождений. Подавляющее большинство утверждало, что месторождения как таковые создают постседиментационные преобразования, однако какая именно стадия трансформа­ ции приводила к промышленному скоплению металлов — здесь единства во взглядах не существовало. Большая группа исследо­ вателей главенствующую роль отводит диагенетическим процессам преобразования осадка.

По мнению Н. М. Страхова, именно в диагенезе «... равномерное и в среднем невысокое содержание рудных элементов сменяется резко выраженным неравномерным; из многих участков осадка медь — свинец—цинк уходят, зато в других избыточно накопляются, создавая высокопроцентные руды» [375, с. 81 ]. Определяющее зна­ чение диагенеза как рудообразующего (до промышленных скоплений) фактора в стратиформных месторождениях отмечали в своих рабо­

Некоторые исследователи считают, что формирование руд про­ исходило в более широких диапазонах трансформации. Например, предполагается, что образование медных руд Удоканского место­ рождения протекало в седиментационную, диагенетическую и катагенетическую стадии, при метаморфизме же рудные залежи пре­ терпели лишь незначительные преобразования. Многие исследова­ тели возникновение рудных концентраций связывают с процессами регионального метаморфизма. Общеизвестны по этому вопросу

Интенсивное развитие учения о метаморфогенных рудных (в то!я числе и стратиформных) месторождениях привело к тому, что они были выделены в самостоятельную группу и стали изучаться изоли­ рованно от месторождений, имеющих с ними единый источник метал­ лов, но не достигших в своем развитии стадии метаморфизма [34].