книги из ГПНТБ / Карпунин, А. М. Стратиформные месторождения цветных металлов
.pdfКолчеданно-полиметаллические руды осадочно-вулканогенного Озерного месторождения в Западном Забайкалье подверглись кон тактовому метаморфизму в результате внедрения субвулканических интрузий диабазов, кварцевых диабазовых порфиритов и более поздних даек долеритов и сиенит-порфиров. Наиболее интенсивные изменения (до первых десятков метров) зафиксированы в рудах у контактов с телами кварцевых диабазов. Представлены они обра зованием хлорито-магнетитовых, магнетитовых и пирито-магне'ти- товых руд порфировых, бурундучных, брекчиевых, полосчато-уна следованных и массивных текстур. Диабазы включают ксенолиты колчеданных и колчеданно-полиметаллических руд порфирового строения и с оторочками перекристаллизации.
Таким образом, «...наибольшее значение для формирования метаморфогенных месторождений имеет прогрессивный региональ ный метаморфизм» [357, с. 559], при резко подчиненной роли кон тактового метаморфизма.
Наряду с прогрессивным региональным метаморфизмом в стратиформных месторождениях цветных металлов (особенно в докембрийских) отмечаются проявления регрессивного метаморфизма. Послед ний, как правило, возникает благодаря воздействию на метаморфи ческие породы более поздних интрузий. В частности, при воздействии гранитов на архейские (?) породы Енисейского кряжа, метаморфизованные в условиях гранулитовой фации регионального метамор физма, произошла фельдшпатизация гнейсов и амфиболитов, а также замещение в них гранатов и пироксенов биотитом и амфиболом [277].
Исследования метаморфических пород, встречающихся в интру зивах побережья Японского моря, показали, что под действием по следних породы амфиболитовой и гранулитовой фаций подверглись диафторезу, который выразился проявлением серицитизации и. актинолитизации первичных минералов метаморфических пород [235].
На полиметаллических месторождениях Северной Швеции в уча стках интенсивных геотектонических движений и вдоль рудных зон, по данным Е. Грипа, в итоге регрессивных проявлений наблю дается переход от амфиболитовой фации к зеленосланцевой [ИЗ]. Аналогичная картина в метаморфических породах Орского За уралья [195].
Очень важно при определении фации регионального метаморфизма достоверно установить, при каком процессе — прогрессивном или регрессивном — окончательно формировались породы.
Присутствие пород низких фаций регионального метаморфизма (как было показано выше, исключительно благоприятных для лока лизации в них крупных месторождений цветных металлов), новозникших в итоге диафтореза пород высоких фаций, полностью исключает, на наш взгляд, возможность нахождения в них месторо ждений, интересных с экономической точки зрения.
Г Л А В А ІИ
КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ
9. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
Вдальнейшем мо На 7-м Всесоюзном литологическом со
жет быть откроется возможность рациональ ной генетической груп-
.пировки метаморфогсн- ■ ных месторождений по фациям метаморфизма.
Л . И. Смирнов, 1969
вещании, состоявшемся в 1965 г. в Москве, в докладе Л. В. Пустовалова и А. М. Лурье отмечалось, что существующая классифи кация осадочных месторождений меди и других цветных металлов не удовлетворяет современным требованиям науки и практики [296]. Несмотря на значительные успехи, достигнутые с того времени, в этом вопросе по существу сохранилось прежнее положе ние. Отсутствие общепринятой единой клас сификации стратиформных месторождений цветных металлов обусловлено сложностью и разнообразием проявления оруденения в них.
Были попытки классифицировать стратиформные руды как по отдельным харак терным признакам, так и по совокупности их. По геотектоническому признаку меди стые песчаники подразделены на платфор менные и геосинклинальные образования [139, 393]. С этих же позиций свинцово цинковые месторождения рассматриваются в следующих четырех геотектонических ти пах структур земной коры: докембрийских
;86
щитах и кристаллических массивах, геоантиклиналях вулканоген ного типа, геоантиклиналях вулканогенно-карбонатного и карбо- натно-терригенного типа, чехлах древних платформ и областях завершенной складчатости [106].
По литологическому составу рудовмещающих пород стратиформ- „ ные месторождения меди подразделены на медистые песчаники и ме дистые сланцы [140, 199, 252]. Породы, вмещающие стратиформные
свинцово-цинковые |
руды, делятся на карбонатные |
и обломочные, |
с одной стороны, |
и осадочно-вулканогенные — с |
другой [454]. |
По условиям седиментации различают трансгрессивные и регрессив ные стратиформные руды меди [140 ]. По степени постседиментационных изменений выделены диагенетические, диагенетически-катаге- нетпческие и осадочно-метаморфические медные руды [140, 309].. Более детальная градация стратиформных руд по этому признаку приведена нами в гл. II.
По глубине образования полиметаллические руды (в частности,, полиметаллические месторождения Рудного Алтая) разделены на три группы: 0,5—1,5; 2—4; 4—6 км [105].
По формационному признаку стратиформные медные месторожде ния подразделены на: 1) пестроцветные терригенные и терригеннокарбонатные и 2) сероцветные кремнисто-карбонатные и чернослан цевые формации [140 ]. Имеются классификационные схемы место рождений меди, свинца и цинка с экономической позиции [55], по характеру восстановительной обстановки рудовмещающих толщ [276], генетическим признакам [205 ] и т. п. В одной из последних, работ Ю. В. Богданова и Э. И. Кутырева [58] для стратиформных месторождений меди предложена следующая классификационная: схема. А. Осадочные (седиментационно-диагенетические).
1. |
Типа |
медистых |
сланцев (мелководно-морские). |
|
2. |
Типа |
медистых |
песчаников: |
|
|
а) |
Джезказганский (лагунно-дельтовый) подтип; |
||
|
б) |
Приуральский |
(озерно-аллювиальный) подтип. |
Б.Метаморфизованные осадочные.
1.Регионально-метаморфизованные.
2.Контактово-метаморфизованные.
Вэтой же работе стратиформные месторождения свинца и цинка подразделены на осадочные (седиментационно-катагенетические) вг вулканогенно-осадочные, с последующей дифференциацией на ос нове геотектонического признака. В существующих классификациях
нет единого признака, характерного для стратиформных руд меди,
с одной стороны, и для |
стратиформных руд свинца и цинка — |
|
с другой. С этой точки |
зрения приводимый ниже вариант |
класси |
фикационной схемы стратиформных месторождений меди, |
свинца |
|
и цпнка этих же авторов [59 ] более удачен. |
|
Ме д ъ
А.Осадочные (седцментацпоино-дпагенетпческие).
1.Тип медистых слапцев (мелководно-морской). Мансфельд в ГДР, Пред судетская моноклиналь в Польше.
8 Г
2.Тип медистых песчаников:
1.Джезказгапскпй подтип (лагуино-дельтовый). Джезказган, Сары-Оба,
Итауз и другие в Казахстане.
2. Приуральский подтип (озерыо-аллюшіальпый). Наукат, Варзьтк п дру гие в Средней Азші, плато Колорадо в США, Прпуралье.
Б.Вулкаиогенио-осадочные.
1.В связи с подводным кислым п основным вулканизмом (спидито-керато- фпровая, аидезпто-дацптовая и другие формации). Верхи разреза некоторых. колчеданных месторождений Урала, Северпого Кавказа, месторождения типа
«КурОКО» В ЯПОЛІШ II др.
2. В связп с наземным основным и кислым вулканизмом (парагенез базаль товой, лппаритовоп и пестроцветпой террпгепиой формаций). Верхнее Озеро
пУайт-Пайн в США, Минусинская котловгша в СССР.
В.Метаморфизованиые.
1.Регпопально-метаморфнзовапные. Медистые песчаники Олекмо-Вптим- ской горной страны (Удокан п др.), медистые сланцы и кварциты Катанга-
Замбпйского медного пояса, колчеданные месторождения Карелии, «фальбанды» Норвегті н Канады.
2. Контактово-метаморфпзованпые. Медпстые тгесчаппкп Красного, Бурпалпнского и месторождения Олекмо-Витпмской горной страны.
Свинец и Ц инк-
A.Осадочные (седпментациопно-катагеиетическпе).
1.Тші Миссисипской долины (мелководно-морской). Трп-Стейт п другие в США, Млргалпмсай в СССР.
2. Сумеарский тип (прибрежпо-морской). Уч-Кулач, Сумсар, Джергалан в Средней Азнп.
Б.Вулканогенно-осадочные (в связи с подводным кислым вулкапизмом).
1.Алтайский тип. Вблизи очагов вулканической деятельности (лішарнтовая, андезнто-дацито-лппарптовая, лнпарнто-туфосланцевая п другие форма
ции). Некоторые месторождения Рудного Алтая.
2.Атасуйскпй тип. В латеральном (нлп некотором хронологическом) уда лении от очагов вулканической деятельностп. Жайрем, Атасу и другие в Казах стане, Фплпзчай в Азербайджане, Раммельсберг п Мёггем в ФРГ.
B. Метаморфпзоваиные.
1.Регионал ьпо-метаморфіізопаяные. Брокен-Хилл и Маупт-Айза в Австра
лии, Горевское, Таборное, Таежпое, Холодненское в СССР.
2. Контактово-метаморфпзованные. Каскайгыр-Акджальская рудная зона, Карагайлы, Гульшад в Казахстане.
Однако эта схема не лишена недостатков. В ней основное подраз деление цветных металлов опирается на гетерогенные признаки: пункты А и Б — на источник металла, а пункт В — на степень их изменения. Последний признак заложен и в пункт А в весьма рас плывчатой и неоднозначной форме (медь — седиментационно-диа- генетические месторождения; свинец и цинк — седимеытационнокатагенетические месторождения). Вызывает возражение равно значность выделения регионально-метаморфизованных и контактовометаморфизованных месторождений, тогда как процессы региональ ного и контактового метаморфизма проявляются в резко различных масштабах по своему воздействию на формирование стратнформных
РУДЕсли ко всему сказанному учесть, что к классу стратнформных
руд кроме меди, свинца и цинка принадлежат руды золота, ванадия, ртути, сурьмы (о чем подробнее будет сказано ниже), то становится
совершенно очевидна крайняя необходимость заложения в основу классификации стратиформных руд гомогенного признака — при знака, общего для стратиформных руд всех металлов. В качестве таких универсальных признаков, по нашему мнению, могут высту пать источник металла в стратиформных месторождениях и степень, их трансформации (степень постседиментационных изменений).
10. КЛАССИФИКАЦИЯ
Классификационная схема стратиформных месторождений цвет ных металлов должна учитывать две присущие им особенности: полигенность и полихронность их формирования. Предполагая отсут ствие генетической связи стратиформных руд с интрузивными по родами, в качестве источника металлов остается допустить вулканизм и материнские породы ' континента. С учетом взаимного влияния друг на друга этих двух рудогенерирующих факторов можно выде лить четыре типа стратиформных месторождений: осадочные, вул каногенные, вулканогенно-осадочные и осадочно-вулканогенные, ха рактеризующие собой полигенность стратиформного рудообразования (гл. I). Полихронность формирования стратиформных руд демонстрируется стадиями трансформации их (гл. II).
С использованием этих двух общих для всех без исключения стратиформных месторождений цветных металлов признаков и по строена табл. 4, представляющая по существу предлагаемую клас сификационную схему. В качестве дополнительных характеристик,, отражающих особенности геологического строения заключенных в табл. 4 стратиформных месторождений, служат следующие при знаки, охарактеризованные в большей или меньшей степени в преды дущих разделах:
1)преобладающий рудный компонент;
2)геотектоническая позиция;
3)вещественный состав вмещающих пород;
4)приуроченность к формациям;
5)фациальные особенности;
6)морфология рудных тел;
7)зональность оруденения;
8) |
характер огранического |
вещества; |
||||
9) проявление |
более |
поздней |
интрузивной деятельности; |
|||
10) проявление |
контактового |
метаморфизма; |
||||
11) |
проявление |
более |
поздней |
гидротермальной деятельности: |
||
(в классическом |
представлении). |
|
||||
В зависимости от того, к какому генетическому типу принад |
||||||
лежит |
исследуемое |
стратиформное месторождение — осадочному, |
вулканогенному, осадочно-вулканогенному или вулканогенно-оса дочному — могут быть добавлены специфические характеристики, такие-как наличие рудных обломков в кровле пород вулканогенных и осадочно-вулканогенных месторождений или условия седиментации
89>
(трансгрессия, регрессия) для осадочных месторождений и тому подобные дополнительные характеристики.
Положительной стороной, на наш взгляд, предлагаемой класси фикационной схемы является малочисленность классификационных групп, сравнительно несложное (на современном уровне знаний) определение степени трансформации месторождений. Слабое место -этой схемы — неуверенное определение и выделение осадочно-вулка- шогенных и вулканогенно-осадочных месторождений.
іі . ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЫДЕЛЕННЫХ КЛАССОВ
Впроцессе изучения медистых песчаников в нижнемеловой крас ноцветной формации Таджикской депрессии отчетливо наблюдалось увеличение степени трансформации рудовмещающих пород в напра влении с запада на восток— от стадий раннего и позднего катаге неза (западная часть депрессии) до позднего катагенеза — раннего метагенеза (восточная часть депрессии). В этом же направлении про
исходило укрупнение рудопроявлений меди и увеличение количе ства металла на единицу объема породы в продуктивных пластах. Если в западной части депрессии в рудопроявлениях меди (ЧинараСухта, Ак-Мечеть на хр. Бабатаг и др.) содержания металла чрез вычайно низки, то на востоке депрессии в рудопроявлениях (Фарроу, Ходжа-Али-Шо на Вахшском хребте; Яфуч, Кафтар-Гузар на хр. Петра Первого и др.) достаточно высокое содержание металла.
Подобная закономерная картина роста концентраций рудного вещества с увеличением степени трансформации месторождений свойственна не только медистым песчаникам Таджикской депрессии, но является обязательной для большинства месторождений меди, свинца и цинка земного піара (см. табл. 4). Здесь уместно вспомнить М. М. Константинова «... процесс рудообразования не заканчива ется актом накопления осадка, но продолжается далее при диаге незе, эпигенезе (позднем диагенезе) и метаморфизме . . . промышлен ные руды во многих случаях создаются именно на этих более позд них этапах» [184, с. 72]. Соразмерность концентрации металла в породах со степенью трансформации последних и, соответственно, классами руд приведена в табл. 7.
Возникает вопрос, является ли степень трансформации рудо вмещающих пород функцией геологического времени? Если бы это было так, то задача поисков руд цветных металлов сводилась бы к исследованию благоприятных в возрастном отношении толщ. Нам представляется, что на этот вопрос не может быть однозначного ответа, как отрицательного, так и положительного. Степень транс формации стратиформных месторождений, в общем подчиняясь фак тору времени (чем древнее отложения, тем интенсивней они изме нены), в частном случае зависит от конкретных геологических ус ловий формирования того или иного региона. Например, степень трансформации нижнемеловых медистых песчаников Таджикской
90
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а Т |
Степень концентрации металлов в породах |
||||||
Класс руд |
|
Экономическая |
Преобладающий |
|||
|
оценка |
|
|
возраст рудовмещающпх |
||
|
|
|
|
|
|
пород |
Диагепетнчесшіе |
Рассеянная рудная ми |
Голоцен |
||||
|
нерализация в породах |
|
||||
Р аннек атаген етцчѳские |
Рудопроявлеипя |
|
|
Кайнозой, мезозой |
||
Поздпекатагенетическпе |
Рудопроявления, |
мел |
Мезозой, палеозой |
|||
|
кие месторождения |
|
||||
Рашіеметагенетическпе |
Рудопроявления. мелкие |
Мезозой, палеозой |
||||
|
и |
средние |
|
место |
|
|
|
рождения |
|
|
|
|
|
Позднеметагенетпческпе |
Средние |
и |
крупные |
Мезозой, палеозой |
||
|
месторождения |
|
|
|||
Раннеметаморфпчесште |
Крупные месторождения |
Протерозой, палеозой |
||||
Позднеметаморфические |
Рассеянная |
рудная ми |
Архей, протерозой |
|||
|
нерализация |
в |
поро |
|
||
|
дах |
|
|
|
|
|
депрессии аналогична таковой рифейских медистых песчаников: оселковой серии Присаянья.
Наиболее благоприятными для локализации экономически инте ресных месторождений цветных металлов выступают протерозойские породы. Сделанный вывод еще раз подчеркивает важность изучения докембрийских пород, что совпадает с задачей, поставленной перед, советскими геологами в девятой пятилетке [432 ] об акцентировании внимания на этих весьма перспективных образованиях.
12.ВОПРОСЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
Внастоящее время выявление полезных ископаемых приобретаетособую актуальность. Подтверждением сказанному служат мате
риалы Всесоюзного совещания по прогнозу распространения руд ных и нерудных полезных ископаемых [271 ] и нахождения стратиформных месторождений цветных металлов. Нам представляется, что прогнозирование может рассматриваться в двух аспектах: обна ружение месторождений на территориях, где еще неизвестно про явлений искомого полезного ископаемого (собственно прогнозирова ние) и оценка перспективных запасов руд на площади с уже извест ными проявлениями рудной минерализации. Эти два аспекта.
9 t
теснейшим образом связаны, выявление на какой-либо территории проявлений рудной минерализации незамедлительно требует перс пективной оценки их запасов и экономической характеристики.
Своеобразие условий локализации стратиформных месторожде ний предопределяет учет разнообразных региональных и локальных критериев прогноза, в число которых входят геотектонический, стратиграфический, палеотектонический, палеогеографический, ли- толого-фациальный, минералого-геохимический контроль орудене ния [407]. Перечисленные факторы неравнозначно оцениваются различными исследователями.
В частности, А. К. Иогансон, Э. И. Кутырев и ІО. П. Рожде ственский [165] для стратиформных руд ряда черных и цветных металлов на примере территорий Северного и Срединного ТяньШаня и Казахстана значительную роль в прогнозировании отводят геотектоническому фактору. Оценивая перспективность Приангарского меденосного бассейна, Г. Ф. Борзенко и Р. Я. Скляров [62] отдают предпочтение литолого-фациальному контролю оруде нения. Важная роль палеотектопического контроля оруденения при оценке перспектив стратиформной медной минерализации в оса
дочном |
чехле |
Русской платформы |
подчеркивается В. II. Феокти |
||||
стовым |
и Г. Г. Кочиным |
[407]. |
[16] акцентировали |
внимание |
|||
на |
С. И. Талдыкин с сотрудниками |
||||||
палеогеографическом |
контроле |
оруденения. |
[139, |
140, 230] |
|||
и |
При |
оценке |
перспектив медистых песчаников |
||||
колчеданно-полиметаллических месторождений |
[126] |
определя |
ющим фактором выступает формационный анализ. Прогнозирование и оценка перспектив стратиформных место
рождений цветных металлов в итоге должны базироваться на учете
трех основных |
этапов геологического развития месторождений: |
1) зарождения |
месторождений (наличие источник-а металлов — |
областей питания на континенте или проявления вулканической деятельности), 2) формирования месторождений (перераспределение и концентрация металлов — диагенез, катагенез, метагенез, регио нальный метаморфизм начальных стадий), 3) сохранения (уничто жения) месторождений (рассеяние и вынос металлов при эндоген ных и экзогенных процессах, проявляющихся после формирования месторождений).
Не касаясь третьего этапа (как нам представляется, весьма су щественного, но, к сожалению, в настоящее время еще недостаточно хорошо изученного), мы большое значение в прогнозировании при даем использованию степени трансформации стратиформных место рождений [171, 172]. Наиболее благоприятными в экономическом отношении являются позднеметагенетические и раннеметаморфиче ские месторождения. Поэтому при проведении поисковых работ в новых районах обнаружение рудных точек и рудопроявлений в по родах указанной степени трансформации позволяет рассчитывать На обнаружение экономически интересных месторождений в указан ных породах. При этом необходимо учитывать, что зоны метамор
.92
физма могут и не совпадать со стратиграфическими границами пород.
В свете сказанного нам кажутся слишком радужными прогнозы экономически значимых месторождений в Пермском Приуралье [163, 181, 197, 226, 306], на Украине [48, 49], в Южно-Тянь-Шань- ском меденосном поясе в пределах Узбекистана и Таджикистана [257], в Приангарье [61] и некоторых других районах. И, наоборот, перспективными выглядят проявления полиметаллических руд на территории Северо-Байкальского нагорья [430], докембрийские медистые песчаники и кварциты в Северном Айдахо и Северо-Вос точной Монтане, США [239], меденосные серноколчеданные про явления Фудотаки, Япония [179], область Коверка-Дрэгойаса [466] и др. Благоприятны в отношении содержания проявлений цветных металлов верхнепротерозойские породы Воронежского кристалли ческого массива [144], зеленосланцевые породы п-ва Стьюарт, Аляска [528], и, видимо, в целом океанические коровые породы Земли [467].
Необходимо подчеркнуть, что степень трансформации стратиформных месторождений выступает не в качестве универсального и самостоятельного (хотя и весьма важного) прогнозного критерия, а только в купе с другими признаками, достаточно полно описан ными в геологической литературе и упомянутыми в настоящей ра боте.
Использование степени трансформации стратиформных место рождений как прогнозно-поискового признака, на наш взгляд, весьма перспективно и практически несложно. Как широко извест ные методы расчленения осадочных, вулканогенных и смешанных пород по степени их постседиментационных изменений (гл. II), •так и некоторые дополнительные [143, 315, 503] позволяют с до статочной достоверностью устанавливать степень трансформации стратиформных месторождений.
Естественно, что при поисках и прогнозной оценке стратиформных
.месторождений цветных металлов наряду с перечисленными «чисто геологическими» критериями необходимо в полной мере Исполь зовать современный комплекс геофизических и геохимических ме тодов [224, 367 и др.].
Г Л А В А IV
СТРАТИФОРМНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
ЗОЛОТА, ВАНАДИЯ, РТУТИ
И СУРЬМЫ
Сейчас накопилось до статочно фактов, позво ляющ их критически пе ресмотреть генезис мно гих месторождений т я ж елых металлов, ранее связывавшихся с глубин ными интрузиями.
В. М. Попов, 1967
Успехи, достигнутые в изучении стратиформных месторождений меди, свинца и цинка, привели к тому, что с позиций оса дочного и вулканогенно-осадочного гене зиса стали рассматриваться и месторождения ряда других металлов, ранее связываемые исключительно с проявлениями интрузив ного магматизма и причисляемые к гидро термальным образованиям. К ним можноотнести месторождения золота, ртути, сурь мы, ванадия и некоторых других металлов. Рассмотрим несколько подробней подобные представления.
Золото. В настоящее время целый ряд месторождений золота рассматривается с по зиций седиментогенного образования, при чем накопление золота в породах допуска ется как механическим, так и химическим путем [190, 203, 222, 357].
Многие исследователи к осадочному типу относят месторождение золотоносных кон гломератов Витватерсранд (Южная Африка), залегающее в метаморфизованных породах позднего докембрия. Золотоносные конгло мераты характеризуются различной мощ ностью и значительной протяженностью, для рудовмещающей толщи характерно циклич-
94