Введение к работе
Актуальность работы. Стратиформные полиметаллические месторождения - важнейший источник мировой добычи свинца и цинка с попутным извлечением серебра, кадмия и других элементов. В Сибири одним из высокоперспективннх регионов со стратиформным свинцово-цинковым оруденегатем является Ангарский рудный район на Енисе-й-ском кряже, входящий в качестве западного звена в трансрегионалъ-ннй Сибирский периплатформекный полиметаллический пояс. Практическая значимость Ангарского района заключается в том, что на его территории располагается пока единственное в Восточной Сибири действующее горнодобывающее предприятие цветных металлов на базе уникального Горевского месторождения. Освоение последнего вызвало интенсификацию геолого-разведочных работ в Нижнем При-ангарье с целью расширения запасов уже известных здесь многочисленных месторождений и рудопроявлений-свинца и цинка (более 100) и возможного открытия новых, как ближайшего резерва рудно-сырье-вой базы Горевского ГОКа. Успешное выполнение поставленной задачи невозможно без сравнительного изучения типовых условий локализации, размещения и формирования полиметаллических руд, выявления типоморфных минеральных и геохимических особенностей, роли метаморфизма и ряда других факторов, на которых базируются поисковые признаки и оценочные критерии, способствующие повышению эффективности локального прогноза, разведке и эксплуатации месторождений, что и определяет важное народно-хозяйственное значение работы.
Цель исследований заключалась в создании геологических и генетических моделей образования и постдиагенетического преобразования стратиформных полиметаллических месторождений Ангарского рудного района на основе изучения закономерностей размещения, физико-химических параметров рудообразования, минералого-изотоп-но-геохимических характеристик рудных залежей и литофациальных особенностей вмещающих пород, а также выработке комплекса поисковых признаков и оценочных критериев.
Задачи исследований. Достижение поставленных целей осуществлялись путем последовательного решения следующих частных задач:
I. Обобщения на основе рудно-формационного анализа существующих данных по геологическшл обстановкам размещения различного по строению и составу свинцово-цинкового оруденения. Под типовой
обстановкой понимается тот образ (описательная модель) рудного поля, месторождения, рудной залежи, который определяется характерным набором вмещающих пород и их структурно-фациальными взаимоотношениями, закономерностями локализации оруденения данного типа, особенностями их вещественного, минералого-геохимического, текстурно-структурного, изотопического и т.д. состава.
2. Исследования главных минеральных парагенезисов руд в типовых ситуациях, физико-химических параметров их образования и выявления типоморфных признаков для сувдения о составе гидротермальных растворов, механизме формирования первичных рудных накоплений, последовательности их отложения и условиях преобразования.
3. Обоснования поисковых признаков и оценочных критериев на базе полученных геолого-генетических моделей для прогнозирования, поиска и разведки стратиформного свинцово-цинкового оруденения как в Ангарском рудном районе, так и в других аналогичных районах Сибирского периплатформенного полиметаллического пояса.
Научная новизна. На основе рудно-формационного анализа в Ангарском рудном районе выявлены функциональные связи между выделенными минеральными типами полиметаллических руд и геологическими условиями их нахождения. Выполнены палеофациальные реконструкции. На основании соотношений урано- и торогенного возрастов рудных свинцов, изотопов серы, углерода и кислорода, редкоземельных и радиоактивных элементов сделан вывод о существенно коровом источнике рудного вещества. Текстурно-структурный анализ и электронномикроскопическое изучение микроструктурных особенностей строения рудного вещества позволили развить тезис о первично гидротермально-осадочном механизме формирования рудных концентраций. Разработан взаимосвязанный комплекс региональных и локальных поисковых признаков и оценочных критериев, который отражает особенности возникновения, формирования и преобразования рудного вещества в геологической истории и может быть использован при разработке теоретической базы прогнозирования и поисков полиметаллических руд в складчатом обрамлении Сибирокой платформы на основе экспертных систем. .
Фактическая основа работы и методы исследований. В основу руботы положены полевые и лабораторные исследования автора, проведенные в I979-I99I гг., в составе лаборатории эндогенного ру-
дообразования Института геологии и геофизики СО АН СССР в соответствии с темой НИР - "Эволюция процессов рудообразовалия и разработка геолого-генетических моделей эндогенных рудных формаций" (15 гос.регистрации 76073749), а также по программе "Сибирь"-"Крупномасштабное прогнозирование и разведка перспективных участков для расширения полиметаллической сырьевой базы Красноярского края" и по договорным работам с Ангарской геолого-разведочной экспедицией ПГО "Красноярскгеология".
В качестве ведущего был использован метод рудно-формационно-го анализа. Автор лично принимал участие в изучении всех главных рудных полей Ангарского района. Задокументирован и отобран для последующего изучения каменный материал из естественных обнажений и керна буровых скважин на Горевском, Рассохинском, Моряни-хинском и меркурихинском месторождениях. Менее детально изучено около 20 рудопроявлений и точек минерализации. Описано более 800 шлифов, аншлифов и полированных штуфов руд и пород. Статистически обработаны более 400 оригинальных химических и количественных спектральных анализов, а.также все имеющиеся в литературе на 1990 год аналогичные анализы. Проведено 300 микрозондовых анализов рудных и нерудных минералов, более 400 анализов изотопного состава серы, сульфидов, около 200 анализов изотопного состава углерода и кислорода карбонатов, около 60 анализов на редкие и радиоактивные (500 проб) элементы, 30 анализов определения абсолютного возраста. Микроструктурные особенности руд изучались на электронном сканирующем микроскопе (300 образцов). Указанные выше результаты были получены с привлечением минералого-петрогра-фического, химического, спектрального, атомно-адсорбционного, нейтронно-активационного, рентгено-структурного', рентгено-фазо-вого, рентгено-спектрального, рентгеко-радпометрического и других методов.
Основные защищаемые полояештя.
І. В Ангарском рудном районе по условиям локализации страти-формных полиметаллических месторождений и литолого-фациальным особенностям вмещающих их пород выделяются три типовые геологические обстановки, определяющие их минеральный состав и морфологию: I) небольшие по размерам, глубокие депрессионные впадины морского дна, выполненные флишоидными пелагическими терригеїшо-карбо-натными отложениями (пирротин-сфалерит-галенитовый горевский тип);
2) палеовпадины наиболее прогнутых участков дна, выполненные углеродистыми сланцевыми толщами (галенит-сфалерит-пиритовый рассо-хинский тип); 3) рифогенные биотермно-водорослевые постройки с горизонтами сингенетичних карбонатных брекчий (галенит-сфалеритовый морянихинский тип).
-
Ведущими в формировании свинцово-цинковых месторождений Ангарского рудного района являются процессы субмаринного гидротермально-осадочного рудообразования. Они проявляются в наличии седиментационных текстур руд, ритмично-слоистого характера внутреннего строения рудных залежей, латеральной сменой околорудных фаций вмещающих пород (сидероплезит-анкерит-доломит-кальцит) и обосновываются данными электронно-микроскопического анализа микроструктур руд и вмещающих пород, изучением состава элементов-примесей, изотопного состава серы, углерода, кислорода и свинца руд и вмещающих пород, характером распределения радиоактивных, редкоземельных и других элементов.
-
Набор минеральных видов, их индивидуальный состав и мор-фоструктурные особенности синдоагенетичного этапа гидротермально-осадочного процесса образования руд являются типоморфными для каждой типовой геологической обстановки и отражают физико-химические услов
-
В качестве обобщенной геолого-генетической модели механизма формирования стратиформных полиметаллических месторождений в Ангарском рудном районе принята гидротермально-осадочная модель включающая в себя: эндогенную гидротермальную систему, которая привносит в зону рудоотложения основную массу металлов и ряд пет-рогенных компонентов; зону разгрузки гидротермальных растворов в субмаринных условиях; фациальную обстановку хемогенно-осадочного механизма образования рудных минеральных ассоциаций.
Комплекс признаков обобщенной геолого-генетической модели может быть использован при разработке экспертной системы автоматизированного прогнозирования оруденения данного типа.
Практическая значимость работы. Основные выводы исследований
оперативно передавались в Ангарскую экспедицию и Горевский ГОК в виде записок, рекомендаций и рабочих материалов, которые учитывались при оценке перспектив, направлений и методики геолого-разведочных работ на свинец и цинк в Ангарском районе и на конкретных рудных объектах. Авторские разработки реализованы в сводном отчете "Геологическая съемка, масштаба 1:50 000 (листы 0-46-67-Г, 0-46-68-Б, 0-46-80-А), геологическое доизучение (листы 0-46-55-Б, Г, 0-46-56-А.В, 0-46-67-Б, 0-46-68-А) масштаба 1:50 000; глубинное геологическое картирование (листы 0-46-67-Г, 0-46-68-В, 0-46-79-В, 0-46-80-А) масштаба 1:50 000 и общие поиски полиметаллических руд в районе Горевского месторовдения (Горевская площадь)", дроведеиные Западной партией в 1983-90 гг. (й гос.реги- страции 16-93-42/35), в докладах на Всесоюзных конференциях,проводимых МГ СССР по повышению эффективности научного обоснования локального прогноза месторождений рудных полезных ископаемых и в коллективной монографии "Экспертная.система - инструмент прогнозирования ст'ратиформного полиметаллического оруденения".
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены в коллективной монографии, 32 опубликованных статьях и 3 рукописных отчетах, направленных для внедрения в Ангарскую экспедицию ПГ0 "Красноярскгеология" и Горевский ГОК. Отдельные разделы работы докладывались на следующих Всесоюзных совещаниях и симпозиумах: "Научные основы прогноза и поисков полиметаллических-месторождений на Дальнем Востоке" (Владивосток, 1981), "Условия образования и. закономерности размещения стратиформных месторождений цветных, редких и благородных металлов" (Фрунзе, 1985), "Геохимия в локальном металлогеническом анализе" (Новосибирск, 1980), "Повышение эффективности научного обоснования локального прогноза месторождений рудных полезных ископаемых" (Москва,1987), "Многофакторные модели рудных месторождений - основа, разработки эффективных методик, поисков, оценки и разведки" (Тбилиси, 1988), "X и ХП Всесоюзный симпозиум по стабильным изотопам в геохимии" (Москва, 1984; 1989), "Металлогения докембрия и метаморфогенное рудообразование" (Киев, 1990), "Геодинамика, структура и металлогения складчатых сооружений юга Сибири" (Новосибирск, 1991).
Работа проводилась под руководством и при постоянном содействии доктора геол.-мин. наук Э.Г.Дистанова и старшего научного сотрудника, канд.геол.-мин. наук В.Г.Пономарева, чьи ценные за-
мечания и советы способствовали ее успешному выполнению. Существенную помощь в проведении полевых исследований и сборе фактического материала оказали автору С.В.Мазур, Ю.А.Забиров, Н.Х.Бравд-нер, М.М.Лапшин, П.С.Козлов и другие геологи Ангарской ГРЭ. Обсуждение отдельных вопросов работы и дискуссии с В.Н.Шараповым, К.Р.Ковалевым, И.В.Гаськовым, А.А.Тычинским, М.В.Баулиной, Л.И. Шиловым, Л.Н.Гриненко, В.В.Кузнецовым, Т.П.Кузнецовой, В.Д.Конкиным, Г.Н.Бровковым, С.В.Сараевым, Г.И.Таныгиным и другими геологами были весьма плодотворны для решения поставленных задач.Всем перечисленным товарищам автор искренне благодарен. Автор высоко ценит помощь А.М.Егорова, М.Н.Шкляевой и С.Ю.Ярошевской при оформлении работы.