Введение к работе
Актуальность работы. Риддер-Сокол ыюе месторождение является одним in крупнейших колчеданно-полиметаллнческих месторождении Рудного Алтая и известно с середины XVIII века. Оно является сырьевой базоіі Лешшошрского полиметаллического комбината, хороню вскрыто выработками, давно и интенсивно изучается. Тем не менее остаются не до конца выясненными многие вопросы, связанные как с определением перспектив месторождения, как промышленного объекта, так и с выяснением его природы. Это касается, в частности, выявления структурного контроля рудных тел и генезиса рудовмещающих структур, минералого-геохимнческнх особенностей руд, минеральных форм нахождения в рудах попутных компонентов, источника рудного вещества, природы минералообразугощих флюидов, прогнозирования рудных тел на глубоких горизонтах месторождения и ряда других проблем.
Цели и задачи исследований. Основная цель работы состоит в выяснении условий и особенностей строения и формирования месторождения, для чего проводились комплексные исследования и решался ряд частных задач: уточнение геологического строения и условий локализаций оруденения; установление природы рудовмещающих структур и рудных тел, и их связь с палеовулканическнми структурами; изучение морфологии, строения и условий залегания рудных тел; изучение минералого-геохимических особенностей различных типов руд; выявление минеральных форм нахождения ценных попутных компонентов; изучение парагенетических ассоциаций; выяснение источников рудного вещества и природы минералообразующих флюидов.
Фактическая основа и методика исследований.
В основу работы положены материалы, собранные автором в ходе полевых работ 1990-1993гг., в течение которых была проведена детальная геологическая документация более 10 000 погонных метров подземных горных выработок и 12 000 пог.м. буровых скважин, изучен большой графический материал (погоризонтные планы, разрезы, планы опробования и др.). Составлены серии разрезов и карт. Детально описано 670 аншлифов, 186 шлифов. Использованы 337 химических анализов пород, данные опробования и подземных горных выработок (648 анализов). Проведены палеофациапьный, микроструктурный и др.анализы. Исследования руд проводились в лаборатории рудной микроскопии кафедры полезных ископаемых на лазерном (593 анализа) LMA-10 и электронно-зондовом (202 анализа) JXA-5 микроанализаторах, а также в лаборатории ВИМСа на ренгеноспектральном микроанализаторе Superprobe-733 (аналитик А.А.Дергачева) (105 анализов), на микроанализаторе JSM-820 кафедры
минералогии (аналитик Д.А. Варламов) (40 анализов). Было получено 10 анализов декрепитацни кварца в лаборатории ИГЕМа на установке ЛУГДА (аналитик А.Д. Хатеев). Изучение изотопных составов свинца (15 анализов) и стронция (10 анализов) в рудах месторождения проводилось на масс-спектрометрах МИ-1320 и МИ-3306 в лаборатории изотопной геохронологии ИГЕМа. Статистическая обработка результатов исследований проводилась на ЭВМ СМ-4 и ПК.IBM.
Научная новизна и практическая значимость работы
Установлена конседименташюнная природа рудовмещающих куполов и их связь с палеовулканическими структурами; обоснована пщротермально-осадочная природа пластовых рудных тел; детально охарактеризована морфология и строение жилыю-штокверковых рудных тел, обосновано их образование путем выполнения зияющих трещин при незначительной роли гидротермального метасоматоза; подтверждена контролирующая роль синвулканических нарушений в размещении купольных структур и рудных тел; выявлена скрытая минералого-геохимическая зональность в рудах месторождения; установлены минеральные формы нахождения ряда попутных компонентов руд (висмута, теллура, золота, серебра, селена); открыто пять новых для месторождения минералов (тетрадимит, алексит, верлит, герсдорфит, ксенотим) в его рудах; определены некоторые физико-химические параметры формирования руд. Изотопные составы свинца, стронция н серы позволили опредилить источники рудного вещества и установить природу минералообразующих флюидов. Рекомендованы участки проведения поисково-разведочных работ по результатам изучения рудовмещающих структур, морфологии и строения жильно-штокверковых рудных тел и пиритных ореолов рассеяния.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на конференциях молодых ученых геологического факультета МГУ в 1991, 1992 и 1993 гг., на семинаре аспирантов факультета геологии н геофизики университета Висконсин, США. С участием автора было написано два производственных отчета по месторождению. Опубликовано четыре статьи.
Объем работы. Диссертация состоит из ill страниц машинописного
текста, который сопровождается Л V таблицами, <Р& рисунками,
фотографиями, а также списком литературы из /У наименований.
Работа выполнена на кафедре полезных ископаемых геологического факультета МГУ при постоянном содействии, внимании и помощи научных руководителей профессора, член-корреспондента РАН, доктора геолого-минералогических наук Н.И.Еремина и доцента, кандидата геолого-минералогических наук АЛДергачева, которым автор выражает глубокую признательность. За предоставленную возможность выполнить данную
работу на кафедре полезных ископаемых MIT автор благодарен и.о. заведующего кафедрой член-кор.АЕН, проф. В.И.Старостину. За помощь и разностороннее содействие при подготовке работы автор благодарен проф. В.В.Авдонину, проф. Г.Ф.Яковлеву, проф. Ф.П.Мельникову, доц. Ю.С.Бородаеву, доц. Н.Н.Шатагнну, " н.с. Н.В.Поздняковой, ст.н.с. Т.Я.Гончаровой, ст.инж. Л.И.Ватутиной, доц.Ю.А. Малютину, ст.н.с. Д.Р.Сакня, н.с.А.Б.Волкову, инж. И.М.Лазоренко. Автор весьма благодарен ст.н.с. Н.Е.Сергеевой за неоценимую помощь в проведении аналитических исследований, за консультации и содействие.
Особую признательность автор выражает руководству ИГЕМ РАН, зав. лабораторией изотопной геохронологии ИГЕМа И.В.Чернышеву за предоставленную возможность проведения изотопных исследований и руководство над ними, за постоянное внимание н поддержку в работе. Автор весьма признателен за помощь, внимание и содействие сотрудникам ИГЕМа В. А. Троицкому, К.Н.Шатапшу, Ю.В.Гольцману, Э.М.Баировой, А.А.Агаповой и всему коллективу лаборатории изотопной геохронологии.
Автор благодарен зав. лабораторией минералообразующих растворов ВИМСа Д.Н.Хитарову за консультации.
Ряд аналитических исследований выполнены А.А.Дергачевой (ВИМС), Д.А.Варламовым (ИЭМ, г.Черноголовка), А.Д Хатеевым (ИГЕМ РАН). При проведении полевых исследований большая помощь оказана геологами Лениногорского полиметаллического комбината и Лениногорской геологоразведочной экспедиции (республика Казахстан) В.П.Кармаиовым, Ю.Ф.Олейником, Г.С. Дурневым. Всем вышеупомянутым лицам автор выражает свою глубокую признательность и благодарность.
1. Рудные тела Риддер-Сокольного месторождения приурочены к
куполовидным структурам, которые по всем признакам являются
конседиментационными по происхождению. Эти структуры были хорошо
выражены в палеорельефе дна бассейна осадконакопления и возникли над
источниками гидротермальных растворов, которые контролировались
синвулканическими разломами север-северо-западной и северо-восточной
систем.
2. Пластовые залежи месторождения формировались на морском дне
эксгаляционно-осадочным путем, как правило, непосредственно над
рудоподводящими каналами с образованием кварц-барит-сульфидных
построек. Рудоподводящпе каналы фиксируются в лежачем боку
крутопадающими жильными и жильно-штокверковыми рудными зонами, для
которых характерны закономерное увеличение вертикального размаха, числа
рудных тел и их единичной мощности вблизи главных рудоподводящих структур, а также монотонное или пульсационное снижение коэффициента рудоносное!и с Шубиной. Формирование штокверковых зон происходило путем выполнения зияющих трещин, а также путем пщротермально-метасоматического замещения.
-
Рудные тела месторождения характеризуются скрытой минералого-геохимической зональностью, которая выражается в уменьшении с глубиной содержаний Ni, Pb, Zn, Ag, Мл, в увеличении содержаний Со, Си, Se, Те в пирите; в повышении железлетости и понижении кадмиевости в сфалерите; в обогащении золота серебром; в уменьшении концентрации Zn, Sb, Ag и повышении концентрации Си, Fe в тетраэдрите; в увеличении содержаний Se, Bi, Ag в галените от поздних к ранним генерациям руд, т.е. от барит-свинцово-цинковых и свинцово-цинковых к медно-цинковым, от последних к медноколчеданным и к серноколчеданным рудам. Отношение Co/Ni в пиритах увеличивается с глубиной.
-
В рудах месторождения выявлены минеральные формы нахождения ценных попутных компонентов руд (Bi, Те, Au, Ag, .Se), представленные гесситом, электрумом, золотом, висмутом самородным, сульфотеллуридами и теллуридами висмута; определенная часть серебра находится в составе галенита и тетраэдрита. Установлено пять новых для месторождения минералов: тетрадимит, алексит, верлит, гередорфит, ксенотим.
-
Галениты из разных генетических, морфологических и минеральных типов руд характеризуются одинаковыми изотопными составами свинца и однородными параметрами его источника (u,W), что указывает на однотипность источника рудного свинца, который представлен смесью свинца мантийного происхождения при подчиненной роли нижнекорового материала и свинца пелагических осадков. Согласно модели плюмботектоники, формирование месторождения происходило в обстановке близкой к зрелой островной дуге.
В составе минералообразующих флюидов преобладающую роль играл Sr из морской воды при незначительной роли Sr вулканического происхождения.
Изотопный состав серы сульфидов и барита указывает на преобладающую роль серы морской воды при образовании гидротермально-осадочных руд и основную роль серы глубинного происхождения при формировании жильно-штокверковых руд.