Лекция 11

Вопрос 21. Месторождения платформенного чехла: стратиформные месторождения медистых песчаников и сланцев. Месторождения медистых песчаников Урало-Монгольского пояса.

Характерными типоморфными особенностями месторождений медистых песчаников и сланцев являются:

1 — приуроченность к пестроцветным терригенным толщам, сформированным в платформенных условиях;

2 — стратиформный пластовый тип оруденения, развитый на значительной площади (до первых км) при относительно небольшой мощности рудных тел (от десятков см, до нескольких м), многоярусное строение;

3 — сульфидный состав руд (халькозин, борнит, халькопирит, пирит), их вкрапленный тип, наличие свинца, цинка, серебра, рассеянных элементов − рения, селена, теллура, в некоторых случаях − кобальта и урана; в различных районах преобладают те или другие из этих элементов, достигая промышленных значений; средние содержания меди составляют 1-6%;

4 — среди пестроцветных толщ, приуроченность руд к сероцветным прослоям, свидетельствующее о восстановительных условиях рудообра­зова­ния;

5 — формирование рудовмещающих толщ в крупных депрессиях платформ различного происхождения и положения на стабильных блоках земной коры; образование рудовмещающих континентальных и прибрежно-морских мелководных условиях — континентально-лагунных, лагунно-дельтовых, заливно-мелководных морских, прибрежно-морских.

В соответствии с условиями формирования, наиболее распростра­ненными меденосными формациями являются: молассовая и молассоидная, флишевая, аспидная и терригенно-карбонатная.

Меденосные депрессии на платформах, занимающие положение по их периферии и в центральных частях, связаны с различными геодинамичесикми обстановками: пассивных континентальных окраин, рифтов и авлакогенов, возникавших при активизации платформ в результате мантийных процессов. А.Митчелл и М.Гарсон (1984), А.Твалчрелидзе считают, что большинство меденосных депрессий связаны с рифтами и авлкагенами Г.А.Твал­чре­лидзе, в частности, указывает, что меденосные песчаники Удокана залегают на различных горизонтах авлакогена, то есть формированию Кодаро-Удоканского прогиба Сибирской платформы предшествовал этап формирования авлакогена.

Наиболее крупными и известными месторождениями рассматри­вае­мого типа являются протерозойские месторождения знаменитого Медного Пояса Замбии − Заира и Удокана, палеозойские − каменноугольное Джезказган и пермские (цехштейн) Мансфельдского типа (Германия, Польша), мезозойские (аптские) месторождения бассейна Кванза (Ангола) (фиг. 11-1) и другие. Даже эти немногочисленные примеры показывают, что медистые

песчаники и сланцы формировались в широком возрастном диапазоне от протерозоя до мезозоя, известны они и в кайнозойских отложениях.

Месторождения медистых песчаников и сланцев в различных регионах несколько отличаются по составу и условиям накопления рудовмещающих пород. В.И.Старостин приводит их следующие типы: Джезказганский, Замбийский, Мансфельдский, Каргалинский и Минусинский.

Замбийский тип, кратко рассмотренный ранее (фиг. 9-13), характеризуется сменой континентальных и прибрежно-морских грубообломочных осадков ® прибрежно-морскими песчано-глинистыми ® морскими мелководными глинисто-карбонатными и карбонатными, по мере углубления внутриконтинентального прогиба, заполнявшегося позднепротерозойскими осадками. Руды локализованы среди морских мелководных осадков — терригенных песчано-глинистых известковистых (в Замбии) и известняков (в заире), подстилаются конгломератами и перекрываются доломитами и ангидритами (в Замбии). По составу руды медно-кобальтовые содержат 1/5 часть составов Cu (без СССР) и 2/3 запасов Co [Митчелл, Гарсон, 1984, с. 101].

Мансфельдский тип представлен меденосными битуминозными глинисто-песчано-карбонатными отложениями, формировавшимися в мелководном внутриконтинентальном бассейне (фиг. 11-2). Пермский бассейн зани-

мал площадь от северной Англии до границ СССР. На этой площади развит рудоносный горизонт цехштейна (верхняя пермь) мощностью до 60 см черных битуминозных доломитизированных глинистых сланцев, содержащих Cu, Pb, Zn. Медь концентрируется в нижней части горизонта, свинец и цинк тяготеют к его кровле (фиг. 11-3). Содержатся также Ag, Co и другие металлы.

Месторождения известны на территории Восточной Германии (месторож­де­ние Мансфельд и др.) и Польши (месторождение Конрад и др.). Рудоносный горизонт залегает на континентальных образованиях красного лежня (нижняя пермь) − красноцветных песчаниках, перекрывается доломитизированными известняками цехштейна.

Минусинский тип характеризуется присутствием эффузивов в рудо­вмещающей толще, представленной вулканогенно-осадочными отложениями, формировавшимися в межгорных грабенах, в озерно-лагунных, дельтовых и прибрежно-морских условиях. Вмещающие породы — конгломераты, песчано-конгломератовые и алевро-песчаниковые толщи.

Месторождения медистых песчаников Урало-Монгольского пояса включают Джезказганский и Каргалинский типы. Они характеризуются формированием меденосных осадков в прогибах, образующихся на платформах в связи с коллизионными орогеническими процессами.

Джезказганский меденосный район, включающий одноименное рудное поле и Джиландинскую группу месторождений, расположен в центральной части Кокчетав-Северо-Тянь-Шаньской складчатой системы, являющейся континентальным блоком Центрального Казахстана. Джезказганская впадина представляет собой передовой прогиб расположенный восточнее герцинской складчатой системы и заполненный каменноугольной молассой.

Джезказганская впадина вмещает уникальное Джезказганское рудное поле ¾ группу месторождений медистых песчаников, залегающих втерригенных отложениях С_1-2. В разрезе рудоносной толщи насчитывается 19 слоев сероцветныхпесчаников мощностью до 30-40 м, вмещающих 27 рудных залежей. Рудовмещающие серые песчаники разделены красноцветными аргиллитами и алевро-песчаниками. Рудные тела мощностью от 1,5 до 30 м простираются на несколько км. Кроме меди, в рудах содержатся свинец, цинк, серебро, рений, кадмий, имеющие промышленное значение. Содержится также осмий. В целом, врудоносной толще проявлена вертикальная зональность, состоящая в том, что снизу вверх, от яруса к ярусу убывают содержания свинца и цинка, а в медных рудах возрастают количества халькопирита и убывают содержания борнита и халькозина. В пределах же отдельных ярусов медные руды залегают в подошве, а сульфиды свинца и цинка тяготеют к кровле рудных тел, самое верхнее положение занимают руды, богатые свинцом. Средние содержания металлов: Сu – 3,63-4,23%, Рb – 0,08-1,38%, Zn – 0,03-0,58%, Ag – 25,75-76,78 г/т, Re – 2,32 г/т. Латеральная зональность проявлена также отчетливо, но имеет на разных горизонтах различный характер. На нижних ярусах конфигурация зон линейная, отчасти концентрическая, на средних – концентрическая, на верхних ¾неправильная, с элементами концентрической. Во всех случаях от центра кпериферии рудоподводящих зон халькозин сменяется борнитом, халькопиритом, а на флангах появляются, наряду с пиритом, галенит и сфалерит. Форма зон в плане зависит от структурной обстановки. Считается, что формирование оруденения было многостадийным и протекало в 2 основных этапа: осадочный и гидротермально-метасоматический; в поздний этап происходило также образование рудных жил. Абсолютный возраст руд определен в пределах 210±30 млн.лет (рений-осмиевый метод) и 250-260 млн.лет (свинцовый метод), т.е., судя даже по нижнему пределу радиологических определений, возраст поздних стадий оруденения значительно моложе вмещающих пород и осадочных руд [Металлогения Казахстана… Месторождения руд меди, 1978].

Каргалинский тип выделен по наиболее значительной группе медно-порфировых месторождений Предуральского краевого прогиба, распо­ло­жен­ных на территории Оренбургской области Российской Федерации.

Месторождения и рудопроявления (около 40) залегают в отложениях татарского яруса (верхняя пермь), среди мергелевых отложений, подсти­ла­ются «мергелевой постелью» и перекрываются красноцветной песчаниковой толщей. Руды представлены тремя типами: 1) медистыми песчаниками, 2) рудными конгломератами и 3) медистыми мергелями (фиг. 11-4). Содержание Cu около 3%, кроме меди, обнаружены ванадий, иногда Ag (до 12 г/т) и Au (до 1 г/т).

Охарактеризованные типы медистых песчаников и сланцев образо­ва­лись первоначально осадочным способом, с последующим преобразованием рудного вещества при диагенезе и катагенезе, а также под воздействием более поздних гидротермальных растворов, сформировавших наложенные минеральные ассоциации. Такой точки зрения на генезис медистых песчаников придерживается большинство исследователей.

Следует также рассмотреть, хотя бы вкратце, Удоканское стратиформное месторождение, являющееся крупнейшим в Росси и третьим в мире по запасам меди (около 20 млн. т).

Месторождение находится в центральной части Кодаро-Удоканской синклинальной зоны, расположенной на западе Алданского щита. Зона огибает с юга выступы архейского фундамента Чарской глыбы. Кодаро-Удо­кан­ский синклинорий сложен метаморфизованными терригенными породами раннего протерозоя (удоканская серия). Рудоносной служит сакуканская свита верхов серии, включающая горизонты медистых песчаников. Свита перекрыта алевролитами, песчаниками и аргиллитами, завершающими удоканскую серию. Рудная пачка состоит из кварцитовидных и известковистых песчаников и алевролитов (фиг. 11-4а). Рудные тела — пластообразные и линзообразные — сложены минералами меди − халькозином, борнитом и халькопиритом, присутствуют также пирит и магнетит, встречается гематит. Руды сложены 3^мя ассоциациями: 1) пирит-халькопиритовой, 2) халькопирит-борнитовой и 3) борнит-халькозиновой. Наиболее развиты борнит-халько­зиновые руды.

Фиг. 11-4а. Схема геологического строения Удоканского месторождения. По Э.Гринталю, В. Чечеткину и др.
1 - четвертичные отложения; 2 - намингинская свита - алевролиты, пес­чаники, аргиллиты; 3-5 - верхняя подсвита сакуканской свиты: 3 - надрудная пачка - известковистые и кварцитовидные песчаники, алевролиты, 4 - рудная пачка - известковистые и кварцитовидные песчаники, алевролиты, 5 - подрудная пачка - кварцитовидные и инвестковистые песчаники, алевролиты, конгломерато-брекчии; 6 - средняя подсвита сакуканской свиты - магнетитсодержащие песчаники, гравелиты; 7 - нижняя подсвита сакуканской свиты - песчаники, фвллятовидные сланцы, гравелиты, конгломерато-брекчии; 8 - бутунская свита - извест­няки, алевролиты, известковистые песчаники; 9 - дайки граносиенит-порфиров; 10 - дайки габбро-диабазов; 11 - граниты чуйско-кодар­ского комплекса; 12 - разрывные нарушения; 13 - элементы залегания

Вопрос 22. Металлогения платформенного чехла: стратиформные месторождения свинца и цинка в карбонатных породах. Примеры стратиформных месторождений свинца и цинка на Урале

Месторождения свинца и цинка в карбонатных породах характерны для пассивных окраин континентов, где месторождения этого типа обычно контро­лируются авлакогенами и рифтовыми зонами. Рассматриваемые месторождения обычно залегают по периферии выступов фундамента платформ (щитов, срединных массивов), часто соседствуют с нефтегазоносными месторождениями, располагаясь по периферии нефтегазоносных бассейнов.

Месторождения свинца и цинка, часто ассоциирующиеся с серебром, баритом и флюоритом, залегающие в карбонатных породах − типичные стратиформные месторождения с пластовыми формами рудных тел. Последние представлены прожилково-вкрапленными рудами, залегающими обычно в доломитах или доломитизированных известняках.

Наиболее крупные месторождения рассматриваемого типа известны в провинции Верхнего Миссисипи (по этим месторождениям дано название Pb-Zn месторождениям в карбонатных породах «тип Миссисипи»), Юго-Восточного Миссури (США), Пайн-Пойнт (Канада), в Верхней Силезии (Польша), в Ирландии. Некоторые из них (Долины Миссисипи, Ирландии) упоминались в предыдущей лекции № 9 (табл. фиг. 9-15). Размещение Pb-Zn месторождений в северном полушарии показано на фиг. 11-5.

Многие Pb-Zn месторождения в карбонатных породах обнаруживают признаки эпигенетического отложения металлов по отношению к образо­ванию вмещающих карбонатных толщ, то есть месторождения являются стратифицированными, но не стратиформными. Единой точки зрения на происхождение месторождений не существует, но широко распространено мнение, что металлы (Pb и Zn) были мобилизованы из подстилающих пород и отлагались в благоприятной обстановке карбонатных толщ. Примером может служить район Ирландии, где месторождения формировались на шельфе океана Рейк в каменноугольное время (крупные месторождения Тайнаф, Силвермайнс и Наван, фиг. 11-6).

Pb-Zn месторождения в карбонатных породах Верхней Силезии (Польша) залегают в низах платформенного чехла — отложениях триаса (фиг. 11-7). Рудоносные доломиты подстилаются пестрыми песчаниками и известняками и перекрываются доломитами, мергелями и известняками. Рудные тела представлены пластообразными залежами, в которых минералы Pb и Zn, а также Cu и Ag, заполняют пустоты и трещины в доломитах.

Другим примером европейских месторождений Pb и Zn в карбонатных толщах служат месторождения юга Франции, расположенные в зоне развития карбонатных отложений мезозоя, в южном обрамлении Центрального массива. Крупное месторождение Малин образовано пластовыми залежами

Pb-Zn руд в мергелях и доломитах среднего триаса и неправильными линзообразными рудными телами Ba-Pb-Zn состава в породах кембро-силурийского цоколя (фиг. 11-8).

Стратиформные Pb-Zn месторождения Урала кратко были рассмотрены в предыдущей лекции № 9 (месторождения среднего рифея — Кужинское и верхнее-Аршинское, ордовика — Саурейское). Типичными представителями Pb-Zn рудной формации в карбонатных породах служат месторожде-

дения южной части Центрального Казахстана. Они образуют пояс субширотного простирания вдоль южной периферии Казахстанского континента, представлявшей в позднем девоне − раннем карбоне пассивную континентальную окраину.

Осадочные отложения фамена-турне вмещают полиметаллические месторождения Шалкия, Миргалимсай и Ачисай, расположенные в Северо-Западном Каратау (каратауский тип свинцово-цинковых месторождений). Месторождения залегают в карбонатных породах в близкой геологической обстановке, но различаются составом и структурой. В основании разреза месторождений выделяются красноцветные терригенные отложения среднего девона, на которых залегают рудовмещающие карбонатные толщи фамена-турне. Месторождения Шалкия и Миргалимсай расположены в фаменских, Ачисай ¾ в турнейских отложениях.

Галенит-пирит-сфалеритовое месторождение Шалкия (фиг. 11-9) пред­ставлено протяженными пластовыми рудными телами, залегающими в пачке темно-серых массивных и слоистых доломитов, которые подстилаются известняками и перекрываются доломитовыми известняками. Руды представляют собой пылевидную вкрапленность сульфидов в доломитах (галенита, пирита и сфалерита), текстуры руд послойно-вкраплен­ные, прожилково-вкрапленные, ритмично-слоистые. Цинк преобладает над свинцом, элементы-примеси представлены Cd, Ag, As и Ge. Месторождение залегает в грабен-синклинали и приурочено в области ее центрикли­нальногозамыкания к грабену, ограниченному взбросами и надвигами и осложненному сбросами. По запасам свинца и цинка месторождение очень крупное.

Месторождение Миргалимсай, в отличие от предыдущего, имеет барит-свинцово-цинковый состав. Согласные пластовые залежи сульфидов рас­полагаются в «ленточном» горизонте доломитов, известковистых доломитов, известняков мощностью от 2 до 28 м. Основное рудное тело залегает в подошве рудного горизонта, представляя наиболее богатое послойно-вкраплен­ное оруденение в тонкослоистых карбонатных породах. В вышележащих грубослоистых породах развито более бедное оруденение. Выделяются руды свинцово-баритовые, существенно свинцовые и свинцово-цинковые. Основные минеральные ассоциации руд ¾ 1 (галенит, пирит, сфалерит, халькопирит, доломит, барит, кварц и кальцит) и II (кальцит, доломит, галенит, сфалерит, пирит и кварц) ¾ соответствуют осадочному рудообразованию (I) и диагенетическому этапу преобразования руд (II). С.А.Юшко предполагает более позднее гидротермальное наложение серебра. Латеральная зональность в рудных телах выражается в плавном изменении содержаний элементов. От центра к периферии залежей элементы образуют следующий ряд: Ва, Ag, S, Fe, Pb, Mn, Al, Si, Zn. Содержания металлов коррелируются с интенсивностью доломитизации известняков. В структурном отношении месторождение приурочено к асимметричным складкам, запрокинутым к северо-востоку и осложненным надвигами. По полиметаллам и бариту месторождение крупное.

Фиг. 11-9. Месторождение Шалкия [Металлогения Казахстана. … Месторождения руд свинца и цинка, 1978].

а ¾ схема геологического строения (по материалам Сорбулакской ГРП); б ¾ разрезы по линиям I–I и II–II.

1 ¾ чередующиеся серые и светло-серые доломиты, тонкослоистые; 2, 3 ¾ доломиты: 2 ¾ средне- и крупнозернистые, с сильным блеском на свежем изломе, 3 ¾ чёрные тонкозернистые с округлыми включениями чёрных кремней; 4–6 ¾ известняки: 4 ¾ комковатые, комковато-слоистые, массивные, серые и тёмно-серые, 5 ¾ глинистые слоистые с прослоями доломитизированных, 6 ¾ массивные и слоистые, тёмно-серые, с «поясками» кремней, прослоями и линзами кремнистых доломитов; 7 ¾ доломиты, кремнистые доломиты, тёмно-серые до чёрных, массивные и слоистые, с прослоями чёрных кремнистых пород, с вкрапленностью и слойками сульфидов; 8, 9 ¾ известняки: 8 ¾ серые слоистые плойчатые, с линзами и прослоями доломитов, 9 ¾ комковатые, тёмно-серые, с прослоями доломитов, чередование комковатых и слоистых известняков, тонкослоистые известняки с большим количеством углеродистого вещества; 10 ¾ песчаники, алевролиты, аргиллиты и брекчии этих пород; 11 ¾ стратиграфические границы, достоверные (а) и предполагаемые (б); 12 ¾ сбросы; 13 ¾ надвиги; 14 ¾ тектонические останцы; 15 ¾ зоны брекчий; 16 ¾ рудные тела.

В отличие от предыдущих, мелкое галенит-сфалерит-пиритовое месторождение Ачисай залегает в известняках турнейского возраста и имеет слож­ную форму рудных залежей, контролирующихся, наряду с напластованием, раз­рывными нарушениями и зонами брекчирования. Кроме первичных сульфидных руд, здесь широко развиты вторичные окисленные руды ¾ глинисто-охристые церусситовые, выполняющие часто зоны брекчирования и карстовые полости [Металлогения Казахстана. Месторождения руд свинца и цинка, 1978].

Как видно из рассмотренных примеров, для месторождений Pb-Zn формации в карбонатных толщах характерно залегание в доломитах, обычно перекрывающих толщи красноцветных и пестроцветных песчаников и сланцев, что знаменует наступление мелководных морских условий, приходящих на смену континентальной обстановки. Другим типичным условием формирования этих месторождений служит сочетание осадочного рудообразования с последующими процессами диагенеза, катагенеза и, возможно, гидротермальной деятельности.

Дата добавления: 2014-01-13