Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Строение и колчеданные месторождения Баймакского рудного района 12
Геологическая позиция 12
Вулканические комплексы 15
Колчеданное оруденение 19
Металлогеническая зональность 34
Глава 2. Строение рудных тел месторождения Таш-Тау 36
Рудовмещающая структура 36
Рудные тела 38
Рудные фации 41
Распределение главных рудообразующих элементов 58
Промышленные типы руд 63
Глава 3. Соотношение рудных тел с пострудными магматическими и гидротермальными процессами 68
Явление эрозии рудных тел пострудными лавами и дайками 68
Разрывные нарушения и гидротермальные жилы 82
Глава 4. Минералогические особенности руд 88
Сульфиды и сульфосоли месторождения Таш-Тау 88
Минералы золота и серебра 100
Глава 5. Сравнение сульфидной залежи месторождения Таш-Тау с древними и современными «черными курильщиками» 127
Заключение 133
Приложение
- Металлогеническая зональность
- Распределение главных рудообразующих элементов
- Разрывные нарушения и гидротермальные жилы
- Сравнение сульфидной залежи месторождения Таш-Тау с древними и современными «черными курильщиками»
Введение к работе
Актуальность ислледований. При разработке средних и малых колчеданных месторождений Урала появилась возможность детально исследовать процессы формирования относительно простых сульфидных залежей. Эти данные имеют важное значение для выяснения генезиса оруденения и его прогнозирования.
Выбор для исследования сульфидных залежей Таш-Тау обусловлен, помимо геологических факторов тем, что они отрабатывалась открытым способом и это позволило провести детальные исследования на разных горизонтах в интервале 360-500 м по мере его отработки.
Месторождение является типичным представителем рудных объектов бай-макского типа (аналог типа Куроко) [Медноколчеданные..., 1985; 1988;?1992], образование которых дискуссионно. Преобладает точка зрения, что месторождение по-лигенно и на ранние медно-цинково-колчеданные руды накладывалось золото-, колчеданно-полиметаллическая и золото-баритовая минерализация, обогащая руды благородными металлами [Серавкин, 1987, 2001; Салихов и др., 1997; Прокин, 1998]. В то же время была высказана точка зрения, что рудная залежь является придонной сульфидной постройкой [Зайков, Масленников, 1987; Зайков, 1995; Зайков и др., 2001].
Целью работы является определение условий формирования рудных тел месторождения, испытавших влияние пострудных магматических, дизъюнктивных и' гидротермально-метасоматических процессов. Основные задачи исследований.
1). Построение погоризонтных геолого-петрографических карт карьера, детальная документация опорных обнажений для понимания взаимоотношения рудных тел с дайками, надрудными лавами, дизъюнктивными нарушениями.
2). Изучение соотношения рудных фаций в Южном рудном теле для получения информации о его морфологии, внутреннем строении, механизме поступления рудного вещества.
3). Анализ распределения цветных и благородных металлов, изучение минералов золота, серебра и их размещение в Южном рудном теле, для определения путей * поступления этих металлов и их перераспределения. Сравнение минералов благородных металлов из рудных фаций месторождений Баймакского рудного района. . .
Научная новизна. В результате исследований детально изучена морфология рудного тела и его взаимоотношение с вмещающими горными породами, а также последствия тектонических нарушений, приводящие к перемещениям отдельных рудных блоков или к формированию из них.многоярусных рудных пакетов. Данные по образцам руд, химическому опробованию помогли понять внутреннее строение рудного тела и определить критерии выделения рудных фаций. Получен новый материал по одному из механизмов поступления и отложения рудного вещества - рудопод-водящим каналам. На основании этих данных подтвержден вывод о придонном образовании рудных тел.
На.месторождении Таш-Тау и исследованных рудопроявлениях выявлено 7 новых минералов, для этих объектов: самородное серебро, кервеллеит, гессит, штромейерит, ялпаит, аргентит, волынскит. Получены новые данные по строению и пробности самородного золота в разных сортах руд.
Практическая значимость. Построенные геолого-петрографические карты карьера, сведения о строении рудных фрагментов по месторождению Таш-Тау использовались полевыми геологами как оперативные документы при эксплуатационных работах. Данные по морфологии и внутреннему строению рудных тел могут
быть ориентиром при прогнозных оценках и отработке других колчеданных месторождений "Баймакского" типа.
В Баймакском рудном районе Баймакским филиалом "Башкиргеология" при реализации проекта поисковых работ выявлены три рудопроявления: Северо-Уваряжское, Утреннее и Звездное. При их изучении выполнены 2 хоздоговорные работы, в которых принимал участие автор, по темам "Минералы золота и серебра в рудах Северо-Уваряжского рудопроявления (Баймакский рудный район, Башкортостан)" и "Технологическая минералогия руд рудопроявлений Утреннего и Звездного". Эти сведения использовались Баймакским филиалом при составлении государственных отчетов.
Защищаемые положения.
Южная рудная залежь представлена двумя сросшимися холмообразными сульфидными телами формировавшиеся на морском дне. В них наблюдается закономерное распределение рудных фаций: гидротермально-метасоматической, придонной гидротермальной, кластогенной, субмаринной гипергенной, регенерированных руд.
Пострудные магматические процессы оказали значительное влияние на морфологию рудных залежей. Сульфидные постройки эродированы андезитовыми лавами с образованием пакетов отторженных рудных блоков и разнообразных ксенолитов. Дайки, которые фиксируют магмоподводящие каналы надрудных дацитов, рассекают фланги холмов на ряд блоков.
Высокие содержания золота и серебра в сульфидной постройке определяются двумя главными факторами: положением рудоподводящих каналов богатых сфалеритом и продуктами придонного окисления руд. Вариации пробности золотин (640-910) близки в рудных фациях, но контролируются разными факторами. В первом случае она связана с зональностью рудоподводящих каналов (чем ближе к пе-
риферии, тем выше пробность), а во втором с перераспределением золота и серебра под влиянием дислокаций с образованием сетчатого золота.
Фактическая материал. В основу диссертации положены материалы полевых работ 1995-2004 гг. в рамках государственных тем: «Эволюция процессов минера-лообразования в колчеданоносных палеоокеанических структурах» (№ 01.20.0001589, научный руководитель В. В. Зайков) и «Гидротермальные и гипергенные факторы формирования и преобразования месторождений полезных ископаемых в- складчатых поясах» (№ 01.200.202519, научный руководитель В. В. Масленников). На заключительном этапе работа явилась составной частью темы «Сравнительный анализ минералогии, геохимии и биохимии сульфидных руд современного и палеозойского океанов» (научный руководитель В. В. Масленников). Тема относится к Приоритетному направлению Президиума РАН №1f4 «Мировой океан: геология, геодинамика, физика, биология». Выполнению работ также способствовали хоздоговорные работы по изучению новых рудопроявлений. Баймакского рудного района: Северо-Уваряжского, Утреннего и Звездного [Зайков и др., 2000ф; 2001 ф].
Методологической основой являлся фациальный анализ. Для этого выполнялось геолого-минералогическое картирование карьера и горных выработок (штолен) с составлением геолого-петрографических карт масштаба 1:1000, документацией обнажений и керна скважин. Всего было задокументировано 23 обнажения и 15 скважин, по которым отобрано 97 демонстрационных образцов и изготовлено 93 ан-шлифа, 44 шлифа и 15 полированных пластинок. Образцы приготовлены в шлифовальных мастерских Института минералогии УрО РАН, Баймакского филиала "Баш-киргеологии", Фрайбергской горной академии (г. Фрайберг), Музее естественной истории (г. Лондон).
Изучение минералогии и текстурно-структурных особенностей руд, подготовка
препаратов к микрозондовым исследованиям проводилось оптическими методами
при помощи шлифов и аншлифов с использованием микроскопов ПОЛАМ Р-113,
Axiolab, Olimpus ВХ 50 (Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс), Axiophot (Фрай
бергская горная академия, г. Фрайберг). Точечные, профильные и картографические
микрозондовые исследования были выполнены на микроанализаторах JEOL JCXA-
733 (Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс), JEOL JXA-8900RL (Фрайбергская
горная академия, г. Фрайберг), Camebax SX 50 (Музей естественной истории,
г. Лондон). Геохимические исследования главных элементов в рудах (Си, Zn, S, Аи,
Ад) базируются на химических пробах, которые отобраны из шлама эксплуатацион
ных скважин глубиной 6-22 м. Эти анализы выполнены в химической лаборатории
ОАО "Башкирского медно-серного комбината". - „;>
Для определения минерального состава вмещающих пород применялся метод рентгенофазового анализа на установке ДРОН-2.0 (Уральская государственная горно-геологическая академия, г. Екатеринбург). Для выяснения химического состава перекрывающих пород выполнен силикатный анализ классическим методом "мокрой" химии в Иинституте инералогии УрО РАН.
Личный вклад автора состоит в непосредственном участии на всех стадиях исследования рудного поля Таш-Тау, начиная от документации горных выработок, обнажений, скважин, сбора каменного материала и заканчивая лабораторными исследованиями с оформлением результатов работ в виде отчетов и публикаций.
Апробация работы. Основные положения, рассматриваемые в работе, докладывались на научных конференциях и семинарах: "Молодёжь и наука - третье тысячелетие" (1995 г., г. Москва); "Металлогения древних и современных океанов - 95-2005" (1995-2005 гг., г. Миасс); "Палеогеографические и геодинамические условия образования вулканогенно-осадочных месторождений" (1997 г., г. Миасс); "Геология
и минералогия колчеданоносных районов" (1998 г., г. Миасс); "Геология, минералогия и геоархеология рудных районов Южного Урала" (1999 г, г. Миасс); "Актуальные проблемы минералогии Урала" (2000 г., г. Миасс); "Уральское металлогеническое совещание. Рудные месторождения: вопросы происхождения и эволюции" (2005 г, г. Миасс).
Автор благодарен научному руководителю д.г.-м.н., профессору В.В. Зайкову, д.г.-м.н., В.В. Масленникову, к.г.-м.н. Е.В. Белогуб, к.г.-м.н. К.А. Новоселову, к.г.-м.н. И.В. Синяковской, аспирантам Шавалееву P.P., Поповой Е.С. за ценные советы, постоянную поддержку на всех этапах исследования и совместную работу. Выполнению диссертации способствовала помощь директора Института минералогии УрО РАН, член-корр. В.Н. Анфилогова, а также коллектива лаборатории прикладной минералогии Института минералогии УрО РАН (г.-Миасс). Завершение^ диссертации выполнено в филиале Южно-Уральского государственного, университета г. Миасса при поддержке директора филиала ЮУрГУ в г. Миассе И.В. Воинова и коллектива Геологического факультета. Автор благодарен геологам горнодобывающих компаний Гатиятуллиной P.M. (ОАО "Башкирский медно-серный комбинат", г„Сибай), Шее-току С.А. (ООО "Купрум", г. Сибай) и Гильмаеву В.А., Зайцеву В.Н. (Баймакский филиал "Башкиргеология", г. Баймак) за содействие в сборе научного материала. Большую помощь оказали сотрудники Фрайбергской горной академии в лице профессора Питера Херцига, Бернда Бушманна, Питера Йонеса, Клаудия Буллей. Автор очень признателен всем специалистам и коллегам, кто способствовал выполнению этой работы.
Содержание работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Она содержит 119 страниц текста, 20 таблиц, 63 рисунока и 2 приложения. В списке литературы 113 наименований.
В первой главе дана краткая характеристика Баймакского рудного района, который принадлежит Баймак-Бурибайской зоне Западно-Магнитогорской палеоост-ровной дуги. Вулканические сооружения здесь образуют плато из основных и кислых лав, сформировавшиеся в результате излияний трещинного и центрального типов. Его основными элементами являются вулканические гряды, купола и межвулканические депрессии. Месторождения и рудопроявления района приурочены, в основном, к периферии риолит-дацитовых куполов, которые сопровождаются вулканогенно-обломочными породами с рудокластами.
Во второй.главе приведена информация о строении рудных тел месторождения Таш-Тау (Южного, Центрального и Северного).. Дано соотношение рудных фаций в Южном рудном теле и минералого-геохимических, промышленных типов руд. В строении холма № 1 выделяются тела, сложенные массивными сульфидными рудами, которые окружены шлейфом обломочных руд. Предполагаемые центры поступления гидротермальных растворов фиксируются пиритовыми телами,, предположительно диффузионной природы.
В третьей главе показано соотношение рудных тел с субвулканическими телами андезитов, дацитов, разрывными нарушениями, а также пострудными гидротермальными жилами.
В четвертой главе рассмотрены минералогические особенности руд месторождения Таш-Тау, дана характристика составов минералов золота, серебра месторождения и исследованных рудопроявлений в рудных фациях.
В пятой главе дано сравнение Южного рудного тела месторождения Таш-Тау с древними и современными "черными курильщиками".
Металлогеническая зональность
Приведенная характеристика Баймак-Бурибайской зоны показывает, что ее -важной особенностью является латеральная зональность. Она выражается в изменении набора и состава вулканогенных пород, типов вулканических сооружений и околорудных метасоматитов, минералогических особенностей руд.
В Бурибайском блоке и северо-западной части Маканского, где состав рудоносных вулканических сооружений андезит-базальтовый, преобладают халькопирит-пиритовые и сфалерит-халькопирит-пиритовые руды с соотношением меди к цинку 2.7-3.5. В базальт-андезит-дацит-риолиуовых постройках Маканского блока, в основном, развиты халькопирит-сфалерит-пиритовые руды с баритом и повышенными содержаниями золота (2 г/т). Среднее отношение меди к цинку в рудах равно 2-2.5. Для Баймакского блока с андезит-дацит-риолитовой рудовмещающей толщей наиболее характерны барит-халькопирит-сфалеритовые руды, в которых содержание золота наиболее высокое (3-5 г/т), среднее соотношение меди и цинка 0.5-1.2. В восточной части блока, вблизи Западно-Ирендыкского разлома, где рудные поля охвачены рассланцеванием, присутствуют пиритовые залежи (месторождение Куль-Юрт-Тау). По минералого-петрографи-ческим признакам установлено, что руды подвержены динамометаморфизму и регенерации с выносом сульфидов меди и цинка.
Околорудные метасоматиты на колчеданных месторождениях зависят от состава рудовмещающих отложений [Кривцов, 1979; Прокин, 1977; Серавкин, 1986]. В Бурибайском блоке преобладают породы кварц-хлоритового и серицит-кварц-хлоритового состава, слагающие линейные и субпластовые зоны мощностью сотни метров. На Юбилейном месторождении метасоматический ореол имеет сложную грибообразную форму. От периферии к центру происходит смена хлоритовых и хлорит-кварцевых метасоматитов серицит-хлорит-кварцевыми и серицит-кварцевыми. На Октябрьском и Подольском рудных полях Маканского блока гидротермально-измененные породы охватывают обширные площади в рудовмещающих кальдерах. Метасоматиты, развивающиеся по вулканогенно-осадочными пачкам, слагают, преимущественно, тела субпластовой формы. Мощность залежей, имеющих ярусное строение, от 100-200 до 400-500 м.
В Баймакском блоке наряду с перечисленными типами измененных пород отмечены метасоматиты серицит-кварцевого состава с баритом, ангидритом и гипсом. Они слагают линейные и трубообразные тела, фиксирующие рудоподводящие каналы (Балта-Тау, Северный Уваряж). Кроме того, для блока характерны гидротермально-измененные породы с пирофиллитом и диаспором, наиболее детально изученные на месторождении Куль-Юрт-Тау [Зайков и др., 1987, 1988; Синяковская и др., 2003].
Итак, изучаемый Баймакский рудный район принадлежит Баймак-Бурибайской зоне Западно-Магнитогорской энсиматической дуги. Вулканические сооружения здесь образуют плато из основных и кислых лав, сформировавшиеся в результате трещинных излияний. Его основными элементами являются вулканические гряды и межвулканические депрессии. Месторождения и рудопроявления исследуемого района отнесены к золото-колчеданно-полиметаллической формации и приурочены, в основном, к периферии риолит-дацитовых куполов, которые сопровождаются вулканогенно-обломочными породами с рудокластами. Рудовмещающие структуры сложены верхней толщей баймак-бурибайского комплекса, где преобладают вулканиты кислого и среднего состава, а также продукты их разрушения в виде вулканомиктовых брекчий и тефроидов.
Палеовулканологическими исследованиями установлено, что рудовмещающие структуры Баймакского рудного района представляют собой систему вулканических гряд и сооружений центрального типа, сложенных базальт-андезит-риолитовой субформацией [Серавкин, 1986; Зайков, 1991]. Абейсаз-Бакр-Тауское рудное поле этого района включает месторождения Таш-Тау, Бакр-Тау, Абейсаз [Салихов и др., 1997].
Сульфидные руды месторождения Таш-Тау сосредоточены в зоне длиной 1.5 км (рис. 6), где слагают три рудных тела, залегающих полого и не выходящих на дневную поверхность. Они находятся в сводовой части базальтовой гряды северовосточного простирания и приурочены к линейной депрессии, которая заполнена потоками андезитов, дацитов и риолитов общей мощностью 10-200 м. По данным гравиметрической съемки длина этой структуры 2.5 км, а ширина 0.7 км.
В стратиграфическом отношении рудные тела расположены на границе первой и второй толщ баймак-бурибайского комплекса. По положению рудных тел на границе пород с гидротермально-метасоматическими изменениями и перекрывающих вулканогенных образований, не подверженных явному метасоматозу, можно сделать заключение, что рудообразование происходило в одноярусном палеогидротермальном поле. К таким полям относятся структуры, в которых был проявлен один цикл гидротермальной деятельности [Зайков и др., 1993].
Распределение главных рудообразующих элементов
К жильной субфации отнесены кварц-кальцитовые сульфидсодержащие . жилы в зонах разломов. Это крутопадающие тела (угол падения более 30) с многочисленными пустотами, стенки которых обросли кристаллами кальцита, барита и чешуйками хлорита. В исключительных случаях встречаются кристаллы халькопирита, блеклой руды, сфалерита тетраэдрического габитуса. Их размеры не превышают 0.7 см в поперечнике. Сфалерит из жил заметно отличается от рудного по цвету и прозрачности. В руде он темно-коричневый (до черного) и непрозрачный, а в жилах он светло-зеленый (салатовый) и прозрачный. Вмещающие породы насыщены мелкокристаллической сыпью сульфидов, обычно представленных пиритом,халькопиритом.
В зажатых между рудными блоками хлоритолитах были найдены многочисленные лестничные жилки, которые располагаются поперек сланцеватости (рис.13). Длина жилок не превышает 4-5 см, при мощности 0.2-0.3 см. Жилки представлены в основном молочно-белым кварцем с небольшой примесью кальцита. По периферии жилок, на контакте с вмещающей породой, наблюдается кайма параллельношестоватого кварц-хлоритового агрегата мощностью до 1 мм. Во многих жилках встречаются пирит-халькопиритовые скопления и часто в них рудная составляющая преобладает над нерудной. В сульфидных скоплениях, которые также насыщены кварцем, на границе кварц-халькопирит встречаются изометричные зерна теннантита, в поперечнике достигающие 5 мкм. Многие жилки деформированы и имеют амплитуду смещения фрагментов друг относительно друга до 1 см. Сами хлоритолиты насыщены мелкокристаллическим пиритом, который приурочен к зонам наиболее подверженным деформации, особенно к местам деформации жилок.
К контактово-метасоматической субфации принадлежат сульфидсодержащие зоны в контактах даек, силлов и вулканогенных потоков с рудами. Это переходные зоны мощностью от нескольких миллиметров до 3-5 см. В аншл. 543-10-ЗА и 543-1 ОБ присутствует контакт пирит-халькопирит-сфалеритовой руды с зеленовато-серым андезитом. В руде от контакта чистый халькопирит сменяется сфалерит-халькопиритовой графикой с галенитом и гесситом на контактах зерен сфалерита и халькопирита.
Геохимические исследования по изучению распределения основных рудообразующих элементов (Си, Zn, S, Аи и Ад) базируются на 649 пробах, взятых по 9 профилям холма № 1, ориентированных в широтном направлении. Пробы на химические анализы были отобраны из шлама эксплуатационных скважин глубиной . 6-22 м..
Для первичного разделения анализов на геохимические типы построены две гистограммы распределения серы (рис. 14,15). На первой гистограмме (с шагом 5 %), построенной по всем имеющимся пробам, выделяются две группы содержаний 0-30 и 30-55 %. Теоретическое содержание серы в мономинеральных массивных рудах, сложенных пиритом, халькопиритом, сфалеритом соответственно равны 52.1; 34.6 и 34.1 %. Нерудные минеральные примеси (кварц, барит, кальцит и т.д.), присутствующие в таких рудах в количестве до 20 %, снижают содержание серы до 30 %. Следовательно, на гистограмме первая группа соответствует вкрапленным рудам и участкам с низкими содержаниями сульфидов, а вторая -массивным. Для того чтобы разделить вкрапленные руды и участки с низкими содержаниями сульфидов, построена вторая гистограмма (с шагом 3 %), в которую вошли пробы с содержаниями серы 0-30 %. Согласно этой гистограмме границу по сере между ними можно провести через 15 %. В целом по месторождению сера подчиняется бимодальному асимметричному нормальному закону распределения.
Построена гистограмма меди по всем имеющимся анализам с шагом 2 % (рис. 16). На гистограмме видны два закона распределения - нормальный и логнормальный. Нормальный закон распределения включает пробы с высокими содержаниями меди (6-20 %) и соответствует массивным рудам, а логнормальный (0-6 %) - вкрапленным рудам и участкам с низкими содержаниями сульфидов. В массивных рудах наблюдается бимодальное распределение, поэтому выделены рядовые руды, с содержаниями меди 6-12 %, и богатые, с содержаниями 12-20 %. По меди и цинку построена диаграмма медь-цинк (рис. 17). По диаграмме выделяется четыре поля содержаний цинка: 0-0.5; 0.5-1.5; 1.5-6 и 6-20 %, где содержания 0-1.5 % соответствуют вкрапленным рудам и участкам с низкими содержаниями сульфидов, а 1.5-20 % - массивным рудам.
С учетом построенных гистограмм и диаграммы, выделены геохимические типы руд по меди, цинку и сере (табл. 4). В них посчитаны общие содержания изучаемых компонентов (табл. 5). По данным минералогического исследования выделенных типов руд наблюдается прямая корреляция. Медные массивные руды имеют халькопирит-пиритовый, борнит-халькопирит-пиритовый и сфалерит-халькопирит-пиритовый минеральный состав. Медно-цинковые массивные руды представлены халькопирит-сфалерит-пиритовым и реже - халькопирит-галенит-сфалеритовым составом. Медные вкрапленные руды имеют халькопирит-пиритовый минеральный состав, а медно-цинковые вкрапленные руды - халькопирит- сфалерит-пиритовый. Бедные руды представлены пиритовым и сфалерит-пиритовым минеральными типами.
Разрывные нарушения и гидротермальные жилы
Андезит-дацитовые дайки, протяженностью более 80 м и шириной в раздувах до 20 м, прорывают тела массивных сульфидных руд и перекрывающих вулканогенных пород. Они имеют северо-западное простирание и связаны с локальными раздвигами, которые происходили на заключительном этапе формирования рудоносной структуры. Дайки принадлежат рудоносному баймак-бурибайскому комплексу, поскольку имеют аналогичные минералого-петрографические признаки с лавами, а их обломки присутствуют в составе вулканомиктовых отложений верхов баймак-бурибайского комплекса.
В юго-восточной части Южное рудное тело прорвано дацитами брекчиевой текстуры с многочисленными обломками руд величиной от первых см до 1-4 м. По составу они различны: пирит-халькопиритовые, халькопирит-сфалерит-пиритовые, пиритовые. В контактах ксенолитов для выделений сфалерита характерны крупнокристаллические агрегаты.
Разрывные нарушения и гидротермальные жилы Разрывные нарушения представлены двумя типами: 1) секущими сбросами, с углом падения более 30; 2) субгоризонтальными надвигами, согласными напластованию пород.
К первому типу относятся субмеридиональные дизъюнктивные разрывные нарушения, которые фиксируются на геолого-петрографических и геохимических картах по Южному рудному телу и прослеживаются на сотни метров (рис. 18, 19, 20). Контакт руды и перекрывающих вулканогенных пород тектонического происхождения зафиксирован в обн. 406 и 407 в восточном борту карьера (рис. 23). Линия контакта неровная и имеет северо-восточное падение с углами в интервале 30-70. В самом контакте развита рыхлая давленая порода с хлоритолитовои пиритизированнои брекчией. Иногда контакт притерт, мощность хлоритовых сланцев всего 3-5 см. Со стороны руды в брекчии присутствуют обломки халькопирит-пиритового состава, а со стороны дацитов - их фрагменты. Зеленовато-серые, афировые, с гнездами и жилками джасперитов лавы дацитов постепенно сменяются лилово-бурыми. Рудное тело на этом участке представлено массивными халькопирит-пиритовыми агрегатами, участками брекчиевыми и полосчатыми.
Дизъюнктивные нарушения задокументированы также в северо-западной части рудного тела (обн. 432). Здесь найдены реликты синрудных трещин типа гьяров, заполненных отложениями низкотемпературных гидротерм - зеленоватыми иллитами с желваками гематит-кварцевого состава и пиритовыми рудокластами. Они выглядят как клиновидные жилы мощностью 5-30 см. Синрудный характер жил доказывается тем, что глинистые образования перекрываются .прослоями кластогенных пиритовых руд [Зайков и др., 2001].
Гидротермальные пострудные жилы сложены кварцем, карбонатами, эпидотом в различных сочетаниях. На месторождении выявлено 15 крупных жил и скопления мелких. Они располагаются вокруг рудного тела, в основном, в перекрывающих вулканогенных породах.
Барит-кварц-кальцитовые жилы располагаются в кровле рудного тела (обн. 14, 105), имеют длину до 7 м и мощность в раздувах до 10 см [Кулешов, 1997]. В жилах и их зальбандах встречаются сульфиды: пирит, халькопирит, сфалерит (менее железистый, чем в сульфидных рудах), галенит, блеклые руды. В жилах виден одновременный рост сульфидов и кварц-кальцитового агрегата, который определяется по поверхностям совместного роста.
По главным минералам выделено 3 вида друзовых полостей: 1) кальцитовые; 2) барит-кал ьцитовые; 3) баритовые. Первые сложены, в основном, кристаллами кальцита скаленоэдрического облика (рис. 33) с кристаллами сульфидов: халькопирита, сфалерита, блеклых руд. Вторые - выполнены кристаллами кальцита и барита, а третьи - только баритом. Кристалломорфология барита в полостях отличается. Во втором виде полостей представлены простые кристаллы (рис. 34), а в третьем - сложными (рис. 35), что определяется по количеству комбинаций простых форм. В простых кристаллах четко видно зональное строение в плоскости базопинакоида, которая образована ростом пинакоида (а) и ромбической призмы (т). Зональность проявлена в виде последовательно чередующихся бесцветных и белых зон и свидетельствует о неоднократной смене состава растворов, из которых отлагались минералы жил. В большинстве случаев кристаллы расщеплены. В результате расщепления некоторые индивиды отклоняются (отклонение доходит до 10) от основного направления и становятся субиндивидами, что свидетельствует о быстром росте кристаллов барита. При изучении поверхности их простых форм установлено, что поверхности развитых пинакоидов, ромбических призм и дипирамид блестящие, а неразвитых базопинакоидов - матовые. Это свидетельствует о том, что во время роста происходило частичное растворение граней базопинакоидов. Отметим, что второй и третий виды друзовых полостей редки и, вероятно, они возникли в результате смешения двух разных по составу растворов, из которых отлагались минералы жил.
Кварц-элидотовые жилы встречаются над рудным телом. Основные минералы - эпидот, кварц, а второстепенный - кальцит. Радиально-лучистые агрегаты эпидота располагаются по периферии жил, а кварц приурочен к центру. В них встречаются пустоты, выполненные кристаллами низкотемпературного кварца, редко - кальцита (комбинация ромбоэдра с двумя тригональными призмами). В моноблоках кварца встречаются пустоты выщелачивания по кальциту с пленками гидроокислов железа.
Сравнение сульфидной залежи месторождения Таш-Тау с древними и современными «черными курильщиками»
Высокие содержания золота и серебра в сульфидной постройке определяются двумя главными факторами: положением рудоподводящих каналов бога- тых сфалеритом и продуктами придонного окисления руд. Вариации пробности золотин (640-910) близки в рудных фациях, но контролируются разными факторами. В первом случае она связана с зональностью рудоподводящих каналов (чем ближе к периферии, тем выше пробность), а во втором с перераспределением золота и серебра под влиянием дислокаций с образованием сетчатого золота.
Главными критериями для сравнения рудных тел колчеданных месторождений с «черными курильщиками» являются геологическое строение, формы, размеры рудных тел, минералого-геохимическая зональность, рудные фации. Особое внимание уделяется набору, соотношению объемов фаций и их распределению в рудных телах, что позволяет реконструировать процессы формирования и преобразования рудных тел. Впервые для древних придонных сульфидных холмов такие исследования были проведены А. Г. Жабиным [Особенности..., 1977] на Сибайском месторождении, а позднее В. В. Зайковым и В. В. Масленниковым на многих месторождениях Южного Урала [Зайков, 1991; 1995; Масленников, 1991, 1999; Зайков и др., 1993; 2001]. На основании обобщения данных, полученных при документации выработок и обнажений, показано, что в зрелых постройках наблюдается закономерная смена гидротермальных, кластогенных и подводных гипергенных образований, а их соотношения определяются условиями формирования рудных тел.
Современные «черные курильщики» установлены в океанических и окраинно-континентальных рифтах, междуговых и задуговых бассейнах, подводных островных дугах и окраинных морях. Первые обзоры по этой проблеме за рубежом подготовили Д. Кронен [1982], А.Митчелл и М. Гарсон [1984], П.Рона [1986]. Яркое описание рудоотложения и органической жизни у подводных горячих источников опубликовали Д. М. Эдмонд и К. Л. Фон Дамм [1983]. Специальные совещания по гидротермальной минерализации рифтов Мирового океана проводились регулярно в Канаде, США, Великобритании и в их трудах содержится обстоятельный фактический материал по строению, составу и условиям образования сульфидных построек.
В СССР краткие сводки по рудным холмам океанов даны в работах А.И.Кривцова и И. Т. Макеевой [1984], В.Е.Попова с соавторами [1985] А. А. Ковалева и С. А. Ушакова [1985], Е. Ф. Шнюкова и А. Ю. Митропольского [1987]. Ленинградские специалисты ВСЕГЕИ и ВНИИ Океанологии издали «Карту теплового потока и гидротермального оруденения в Мировом Океане» [1988]. В этом документе, а также в фондовых отчетах А. И. Айнемера, С. Г. Краснова, Е. А. Величко, Ф. М. Смирнова, Ю. Г. Зориной, Е. А. Ельяновой и др. обобщены и проанализированы материалы зарубежных ученых. Первые сведения о подводных сульфидных рудах, полученные в экспедициях АН СССР и Министерства геологии СССР, содержатся в публикациях А. П. Лисицына и др. [1992], С. Г. Краснова [1987].
В 90-е годы список обзорных работ значительно пополнился монографиями и сводками, в которых уже изложены результаты работ советских морских экспедиций [Лисицын и др., 1990; Геология ..., 1990; Гидротермальные ..., 1992, 1993; Сульфиды .... 1993; Ковалев и др., 1993; Зайков и др., 1994; Основы ..., 1995; Богданов, 1998; Миронов и др., 1999]. Среди зарубежных работ необходимо указать публикации в специальном выпуске журнала Economic geology [1993] и монографию «Seafloor Hydrothrmal Systems: Physical, Chemical, Biological, and Geological Interactions» [1995]. Первым известным российским учебником, в котором изложены данные по сульфидным рудам океанов, является работа В. В. Авдонина с соавторами [2000].
Информация о гидротермальном рудоотложении в океанах используется для сравнения древних колчеданных залежей с океаническими сульфидными постройками. При этом наметились две тенденции. Некоторые специалисты акцентировали внимание на отличиях данных образований и считают, что нельзя «проводить аналогий между древними колчеданными месторождениями и современными сульфидными рудами в зонах разломов Тихого океана» [Щеглов и др., 1987]. Другие геологи полагают, что многие колчеданные тела не только в базальтовых, но и в риолит-базальтовых толщах близки по способу формирования, строению и источникам металлов с сульфидными сооружениями океанических рифтов [История..., 1984]. Мало того, на рудных полях Южного Урала [Зайков, 1986; Придонные..., 1988], Кипра, Омана [Oudin et al., 1984] были реконструированы подводные рудные холмы, сопровождающиеся остатками глубоководной пригидротермальной фауны. Таким образом, подтвердилось высказанное ранее предположение [Зайков, 1982], что на рудных полях колчеданных месторождений Урала существовали придонные сульфидные сооружения.
По морфологии и строению гидротермальные постройки в рифтовых зонах океанов и окраинных морей очень разнообразны, и к настоящему времени по ним нет строгой классификации, которая учитывает их размеры, морфологию и строение. Они напоминают холмики, холмы, усеченные холмы, которые нередко образуют скопления, или экзотические постройки в виде пагод, ансамблей отдельных прямостоящих труб и трубок [Гидротермальные..., 1993; Богданов и др., 1998; Petersen et al., 2000]. Большинство сульфидных холмов на океаническом дне сложено гидротермальными отложениями и сопровождаются сульфидными брекчиями и песками, которые возникают при их разрушении.
Руды месторождения Таш-Тау имеют сходство с рудами современных сульфидных сооружений океанических рифтов как по строению, составу, так и по текстурно-структурным особенностям [Лисицын и др., 1992; Bortnikov et al., 1991; Halbach et al., 1993; Tufar, 1989]. Отметим те залежи, которые наиболее сходны с рудными телами Таш-Тау.
