Содержание к диссертации
Введение
1. История изучения рудоносности верхнепермских отложений Вятско-Камской полосы и Ныртинского участка 11
2. Краткие сведения по геологии и генезису черносланцевых толщ 21
3. Геологическое строение верхнепермских отложений Ныртинского участка 44
3.1. Стратиграфия и тектоника 44
3.2. Литолого-петрографическая характеристика верхнепермских отложений 66
3.3. Геохимическая характеристика верхнепермских отложений 87
4. Методика исследований 104
5. Минералогия и геохимия углеродсодержащих пород казанского яруса Ныртинского участка 110
5.1. Минералогия и особенности строения углеродсодержащей толщи казанского яруса 110
5.2. Геохимия углеродсодержащих пород казанского яруса 153
5.2.1. Геохимические особенности битуминозных пород нижнеказанского подъяруса 162
5.2.2. Геохимические особенности углеродсодержащих пород верхнеказанского подъяруса 166
5.3. Минералого-геохимическая характеристика медных руд верхнеказанского подъяруса 180
5.4. Минералого-геохимические закономерности состава углеродсодержащих пород казанского яруса Ныртинского участка 192
6. Рудоносность верхнепермского разреза Ныртинского участка 215
Заключение 233
- Краткие сведения по геологии и генезису черносланцевых толщ
- Литолого-петрографическая характеристика верхнепермских отложений
- Геохимия углеродсодержащих пород казанского яруса
- Минералого-геохимические закономерности состава углеродсодержащих пород казанского яруса Ныртинского участка
Введение к работе
ГЛАВА 1. История изучения рудоносности верхнепермских
отложений Вятско-Камской полосы и Ныртинского
участка 11
ГЛАВА 2. Краткие сведения по геологии и генезису
черносланцевых толщ 21
Краткие сведения по геологии и генезису черносланцевых толщ
Углеродистые толщи (черные сланцы) издавна привлекают к себе внимание, поскольку с ними связаны крупнейшие и уникальные месторождения шун-гитов и графитов, фосфора, марганца, благородных металлов, серноколчедан-ных руд, меди, полиметаллов, ванадия, урана. По данным ЯЗ. Юдовича и М.П. Кетрис (1988), которыми наиболее полно рассмотрены вопросы геохимии и генезиса черных сланцев, они представляют собой водно-осадочные породы, обогащенные сингенетическим органическим веществом (ОВ) преимущественно аквагенного и отчасти терригенного типов. По содержанию Сорг. черные сланцы подразделены на три группы: низкоуглеродистые (1-3%), углеродистые (3-10%) и высокоуглеродистые ( 10%). В процессах катагенеза они теряют большую часть Сорг. - 55% для аквагенного ОВ и 40% для существенно терригенного. Дальнейшая потеря Сорг. происходит и при региональном метаморфизме. Значительные потери Сорг. черными сланцами отмечаются в ходе гидротермально-метасоматических процессов. По данным этих авторов, образование черных сланцев контролировали три фактора: величина биопрсдукции, доля фоссилизированного ОВ, выходящая из биологического круговорота; скорость минеральной седиментации. Черные сланцы, формировавшиеся в обстановках мощного синхронного вулканизма, обогащались кремнеземом и тяжелыми металлами с образованием геохимических аномалий. При диагенезе осуществлялось интенсивное сульфидообразование и образующиеся сульфиды могли сорбировать благородные металлы. Формации черных сланцев, образованные в складчатых структурах, на платформах и в переходных зонах, формировались в близких палеогеографических условиях - как глубоководных так мелководных прибрежно-морских. Формациям этим присуща ритмическая слойчатость, наличие вкрапленности пирита, очень малые содержания битумоидов.
В последнее десятилетие были выявлены ранее неизвестные промышленные месторождения благородных и цветных металлов в углеродсодержащих осадочно-метаморфических черносланцевых комплексах и в месторождениях медистых песчаников и сланцев, богатых углеродистым веществом, в которых присутствуют металлы платиновой группы (МПГ), - так называемый черно-сланцевый их тип. Его особенностью является наличие ассоциации металлов платиновой группы и темных рассланцованных пород, обогащенных углеродистым веществом. К месторождениям МПГ нового нетрадиционного типа относятся месторождения Ю.Китая, Канады, Польши (Любин-Серошовице), Германии (Манс-фельд), Карелии (Падминское), Средней Азии (Мурунтау, Амантайтау), Тянь-Шаня (Кумтор), Центральной России в пределах Воронежского кристаллического массива (ВКМ), в Иркутской (Сухой Лог), Магаданской области (Натал-кинское) и др. В работе (Платиноидные месторождения..., 1999), характеризующей платиноидные месторождения Северо-Азиатского кратона и его обрамления, они отнесены к ведущим платиноносным рудным формациям - в данном случае полиметальной углеродистой (сухоложский, таймырский, натал-кинский типы).
Как известно («Платиноидные месторождения...»,!999), платиноносные пояса и провинции при длительности геодинамического развития отличаются устойчиво сохраняющейся во времени специализацией на МПГ. Весьма характерным является наследование в рамках одного пояса (или провинции) молодыми структурно-формационными комплексами (СФК) платиноидной геохи-мико-металлогенической специализации более древних СФК. Устанавливается четкая связь в одном СФК платиноносных формаций разного состава, генезиса и геодинамического режима: 1) медистые песчаники-черные сланцы- расслоенные интрузии; 2) офиолиты-»черные сланцы, коматииты, расслоенные интрузии-»черные сланцы и т.д.; 3) медистые песчаники-черные сланцы 1- черные сланцы П-»платиноносные трап-пы- платиноносный ийолит.- карбонатитовые массивы. Все это свидетельствует о том, что платиноидный рудогенез был связан с субдукционными и флюидотермальными (проявляющимися и автономно от магматизма) процессами. Месторождения МПГ в черносланцевых толщах связаны с породами различного возраста. По данным Л.И Гурской (2000), формирование платинонос-ных сланцев началось уже в раннем докембрии и продолжалось на протяжении всего фанерозоя. Однако наиболее активно оно проявилось на рубеже докем-брийской (рифейской) и палеозойской эр. Но независимо от возраста, платино-носные сланцы обладают многими общими чертами. Одна из них - темная, почти черная окраска, обусловленная присутствием углеродистого вещества различных модификаций. Из литературных источников (Дюжиков и др., 1995; Дистлер и др., 1996; Митрофанов и др., 1995 и др.), также известно, что, несмотря на различия в масштабах оруденения, морфологии рудных тел и ряда других признаков, их характеризуют общие особенности или черты сходства, которые могут быть приняты как необходимые предпосылки при оценке потенциальной платино-носности углеродистых толщ: 1. Приуроченность к рифтогенным окраинам палеоконтинентов либо внутрикратонным палеорифтовым системам; 2. Отсутствие прямой связи оруденения с традиционно платиноносными магматическими образованиями; 3. Связь платиноидного оруденения с углеродистыми осадочными породами и стратиформный характер оруденения; 4. Широкие возрастные вариации проявлений платиноидов; 5. Нередкая приуроченность концентраций МПГ к зонам фациальных переходов; 6. Контроль оруденения зонами низких ступеней регионального метаморфизма (цеолитовой, кремнисто-пумпелиитовой, зеленосланцевой фациями); 7. Низкотемпературный характер рудоносных метасоматитов, представленных в основном альбитом, карбонатами, слюдами, кварцем, сульфидами; 8. Приуроченность платиноидного оруденения к геохимически специализированным углеродистым толщам с повышенными фоновыми содержаниями Ni, Си, Со, Мо, Аи, Ag, Zn, Pb, As, Sb, Se, Те, U, V, P и др. элементов и обо-гащенность этих толщ сульфидами и сульфоарсенидами; 9. Частая приуроченность МПГ к золоторудным объектам, несущим иногда комплексные руды.
Вышеотмеченное свидетельствует о широком диапазоне рудоконтроли-рующих и рудомобилизирующих процессов в формировании платиноидов в углеродистых толщах. Но первым и главным условием для возникновения рудных концентраций МПГ, по данным ряда исследователей (Ермолаев, Созинов, 1986; Митрофанов и др., 1995; Созинов и др., 1995; Гурская, 2000 и др.), является первичная геохимическая специализация углеродистых отложений, а вторым - характер и степень влияния на эти толщи постседиментационных процессов. Для концентрирования металлов платиновой группы в осадочных углеродистых толщах необходимо наличие трех факторов: 1. Литолого-геохимического; 2. Структурного; 3. Эпигенетического. Литолого-геохимический фактор проявляется в приуроченности проявлений платиноидов к толщам, пачкам, горизонтам черных углеродистых сланцев, обладающих повышенной металлоносностью, мощность которых варьирует от нескольких сантиметров до 2-10 м и более. Структурный фактор выражается в тяготении таких проявлений к перерывам в осадконакоплении, структурным и стратиграфическим несогласиям, тектоническим нарушениям.
Литолого-петрографическая характеристика верхнепермских отложений
Характеризуя литолого-петрографический состав верхнепермских пород Ныртинского участка, отметим общую тенденцию изменения исследуемого разреза по вертикали. Она состоит, как было показано выше, в нарастании тер-ригенности и увеличении роли красноцветных отложений снизу вверх. При этом нарастание терригенности и красноцветности отчетливо проявлено в разрезе казанского яруса и особенно в разрезе верхнеказанского подъяруса (табл. 4 ). Так, в последнем .величина терригенности увеличивается от 23 до 91%, а красноцветности с 60 до 80% вверх по разрезу. В то же время надо отметить, что в нижнеказанском подъярусе приведенные тенденции изменения литологи-ческого состава не проявлены. В нем больше ощущается цикличность в изменении терригенности: последняя сначала снижается, а затем к концу раннека-занского времени нарастает. Приведенные особенности изменения литологии могут быть дополнены и некоторыми данными о различиях литологического состава нижнеказанского и верхнеказанского подъярусов. Так, характерной особенностью исследованной части разреза нижнеказанского подъяруса, как отмечено выше, является широкое распространение в нем карбонатных пород и, прежде всего, известняков и доломитов. При этом обращает на себя внимание довольно большое количество доломитов. Характерной особенностью данного подъяруса является и присутствие в нем доломитовых мергелей. В целом для подъяруса характерно заметное преобладание карбонатных пород (Т=24%), почти полное отсутствие крас-ноцветных отложений, что позволяет определить комплекс нижнеказанских отложений как терригенно-карбонатный сероцветный (Закирова и др., 1998ф).
Верхнеказанский подъярус в отличие от нижнеказанского характеризуется в целом невысоким распространением карбонатных пород, среди которых наиболее часты мергели известковые и доломитовые. Карбонатные породы заметно уступают по распространенности терригенным отложениям (Т=69%). При этом в составе последних особенно много песчаников, далее по распространенности идут глины и алевролиты. В составе отложений подъяруса преобладают красноцветные породы. По приведенным общим литологическим особенностям комплекс верхнеказанских отложений можно определить как карбо-натно-терригенный красноцветный. Из приведенной общей характеристики литологического состава разреза Ныртинского участка видно, что в сложении его принимают участие следующие основные типы осадочных пород: а) обломочные, б) карбонатные, в) глинистые. Помимо этих основных типов в весьма небольших количествах отмечаются сульфатные породы - гипсы. К группе обломочных пород относятся песчаники, алевролиты, конгломераты и осадочные брекчии. Доминирующим распространением в составе данной группы пользуются песчаники и алевролиты. Грубообломочные породы - конгломераты и гравелиты - являются довольно редкими. Песчаники являются самыми распространенными породами. Они встречаются во всех подразделениях верхнепермского разреза. Но особенно значительная концентрация этих обломочных пород отмечается в «переходной» пачке верхнеказанского подъяруса, в которой на долю песчаников приходится 2/3 ее разреза (рис.9). В остальных пачках песчаники уступают по распространенности глинам, алевролитам, а в нижнеказанском подъярусе - и карбонатным отложениям.
Окраска песчаников преимущественно серая (коричневато-серая, зеленовато-серая и серовато-зеленая), хотя некоторая часть песчаников, особенно верхних пачек верхнеказанского подъяруса и уржумского горизонта, окрашена и в коричневый, красно-коричневый и красный цвета. По размерности обломочного материала песчаники относятся к мелко-, среднезернистым и, реже, крупнозернистым разностям. При этом в наиболее распространенных мелко- среднезернистых песчаниках на доминирующую гранулометрическую фракцию 0,15-0,25 мм приходится 75-85%, фракция 0,07-0,1 мм - 10-20%, фракция 0,06-0,1 мм составляет 20-25% и иногда отмечаемая фракция 0,2-0,5 мм - 10-15% (Закирова и др., 1998ф). Содержание петрокласти-ческого материала в рассматриваемых породах колеблется от 50 до 80%, среднее его содержание 65%. Исключения составляют редкие разности, почти лишенные цемента, определяемые как арениты. Содержание в них обломочного материала достигает 87-90%. Значительное разнообразие обломочного материала в рассматриваемых песчаниках, предстазленного различными породами и минералами - все это позволяет относить данные песчаники к полимиктовым разностям, а заметное преобладание литокластического материала позволяет считать их граувакками (Позднепермские..., 1999). При этом обилие в них известкового кальцитового и гипсового цемента позволяет относить эти породы по химическому составу (высокому содержанию СаО) к известковым субграуваккам.
Другой, но значительно менее распространенный тип песчаников, это собственно граувакки. Главной особенностью данных пород является сравнительно небольшое (20-25%) содержание глинисто-известкового и глинисто-доломитового цемента. По сравнительно высокому содержанию в них кварца и полевых шпатов, данные породы можно отнести к кварц-полевошпатовым грауваккам. Известковые субграувакки пользуются особенно широким распространением. Они встречаются во всех подразделениях казанского яруса и в уржумском горизонте. Граувакки с гипсовым цементом распространены в основном в пачке «опоки». Характерной особенностью рассматриваемых субграувакк является весьма устойчивый состав обломочного материала (табл. 5). Основными компонентами являются обломки кремнистых, глинистых и вулканических пород, а также обломки минералов - плагиоклаза и кварца. Обломки кремнистых пород имеют несколько и угловатую, и округлую формы. Края их в основном ровные. Кремнистая порода представляет собой халцедон-кварцевые, реже халцедон-опаловые кремни, иногда с примесью глинистого вещества. Обломки глинистых пород распространены довольно неравномерно. Их гораздо больше в песчаниках казанского яруса. Обломочки глинистых пород имеют в основном удлиненную округлую форму. Слагающая их глина отличается значительным разнообразием: это и бурая сильно ожелезненная тонкодисперсная масса и коричневатое низкопреломляющее лептопелитовое глинистое вещество — иногда оно имеет чешуйчатое строение и сравнительно высокое двупреломление 0,010-0,013. Обломочки глины, особенно ожелезненной, иногда бывают собраны в скопления - полосы, к которым приурочены мелкие узелки-стяжения гематита.
Вулканические породы широко распространены в составе петрокластиче-ского материала рассматриваемых песчаников и встречаются во всех шлифах. Содержания вулканического материала в среднем составляют 13-16%, достигая порой 55% минеральной массы породы. В составе обломочного вулканического материала распространены самые различные эффузивные породы и вулканические стекла. Среди эффузивных пород весьма отчетливо выделяется группа па-леотипных пород, представленных сильно измененными (альбитизированными и глинизированными) альбитофирами (диабазами) и группа слабо измененных, а подчас и кайнотипных пород, включающая андезиты, андезито-дациты, даци-ты, кератофиры и риолиты. Анализ распределения перечисленных вулканических пород в скважинах показывает, что снизу вверх по разрезу нарастает количество альбитофиров, т.е. палеотипных вулканических пород и гиалобазальтов и, наоборот, вниз по разрезу нарастает количество андезитов и андезито-дацитов. Эта последовательность распространения вулканомиктового материала различного состава в разрезе может быть с некоторой осторожностью объяснена особенностями уральского сноса, с которым, безусловно, связано появление основной массы вулканического обломочного материала в верхнепермских отложениях. Так, можно предположить, что особенно широкое распространение палеотипных вулканических пород в наиболее молодых в рассматриваемом разрезе татарских отложениях связано с интенсивным и длительным воздыманием Урала, в результате которого в татарском веке оказались поднятыми выше базиса эрозии наиболее древние силур-девонские метабазиты. В казанском же море отлагался синхронный и субсинхронный вулканомиктовый материал, сохраняющий свой кайно-типный облик (Позднепермские..., 1999). Характеризуя первую группу вулканических пород отметим, что некоторые из них, несомненно, являются аподиабазами с достаточно отчетливо проявленной реликтовой офитовой структурой.
Геохимия углеродсодержащих пород казанского яруса
Рассмотрим поведение малых элементов в углеродсодержащих породах нижнеказанского подъяруса, битуминозных по своему составу, и проведем их сравнение с углеродсодержащими «углистыми» породами верхнеказанского подъяруса. Битуминозные породы характеризуются невысокими содержаниями РЬ, Zn, Си, а также Со, Ni, Ті, Сг. Лишь два халькофильных элемента - Ag и Мо -выделяются высокими значениями кларков концентрации (Кк 2,0), что дает основание отнести их к руднометальным элементам (рис. 35) и отметить, что углеродсодержащие битуминозные породы Ргкгі, характеризуются повышенными концентрациями молибдена и серебра. Эти породы отличаются самым высоким содержанием Sn и Р, выявленным в верхнепермских отложениях участка (табл. 6 ). Углеродсодержащие породы P2kz2, по содержанию всех халькофильных элементов, сидерофильных (Со, Ni) и некоторых литофильных (V, Сг), значительно превышают содержания таковых в битуминозных (рис.35 , табл. 6 ). В геохимическом отношении они довольно резко выделяются и на фоне вмещающих их сероцветных прибрежно-морских образований (рис. 35). В них лишь три элемента — Sn, Р, Sr имеют значения Кк ниже фоновых. Вся группа халькофильных элементов (As, Pb, Ga, Zn, Си, Ag, Мо) выделяется значениями Кк выше фоновых. К ним присоединяются сидерофильные - Со, Ni и незначительная часть литофильных элементов — V, Zr, Sc. То есть, если в сероцветной толще лишь Си и Ag выделяют ее на фоне вмещающей красноцветной, то угле-родсодержащие породы во вмещающей сероцветной пачке прибрежно-морских отложений выделяет вся группа халькофильных элементов, причем здесь к ассоциации элементов, характеризующихся повышенными значениями Кк ( 2,0), а именно, к Си и Ag присоединяются As и Мо (рис.35). Следует особо отметить, что в геохимических процессах, происходящих в «углистых» породах, резко возрастает значение таких халькофильных элементов, как As, Pb, Zn, которые во вмещающей толще, как и в битуминозных породах P2KZ1 (рис. 35), не играли существенной роли. Кроме того, подчеркнем: несмотря на различие изучаемых образований (сероцветы, углеродсодержащие породы), и те, и другие характеризуются низкими содержаниями фосфора в породах (Кк 1,0).
В углеродсодержащих породах, как выявлено (рис. 35, табл. 9), нарушается зависимость между высокими содержаниями меди и серебра, которая проявляется в сероцветных отложениях. Причем это характерно для углеродсодержащих пород казанского яруса и особенно проявлено в битуминозных породах P2kzb в которых содержание меди довольно низкое (Кк=0,9), а серебро является элементом руднометальным (Кк=2,5). Итак, в отличие от углистых пород P2KZ2, в битуминозных выше содержание Р, Sn, Mn, Y. В геохимических процессах занижена роль халькофильных элементов (за исключением, как можно было видеть, Ag, Mo, As). Разновозрастные по составу углеродсодержащие породы объединяет, как выявлено, единая руднометальная специализация на Ag и Мо, что дает основание назвать эту единую ассоциацию - сквозной углерод-руднометальной - Сорг., Ag, Мо. Подчеркнем, что, независимо от возраста и состава углеродсодержащих пород, в них происходит накопление Ag, Мо и органического углерода (Сорг.) в повышенных концентрациях, т.е. эти элементы являются сквозными рудноме-тальными и в нижне-, и в верхнеказанском разрезе. Значения кларков концентраций Ag и Сорг. выше в последнем. Ag и Мо по-видимому мигрировали в бассейн в виде металлорганических комплексов. Как было выявлено при геохимической характеристике углеродсодержащих пород P2kz2 к этой сквозной рудно-метальной ассоциации элементов - Сорг. Ag, Мо, присоединяются As и Си. Из этого следует, что выше по разрезу (в P2KZ2), в «углистых» породах, происходит их геохимическая специализация на As и Си, а руднометальная ассоциация в составе сквозной представлена Сорг. Ag, Мо, As, Си и является, подчеркнем, ассоциацией халькофильных элементов. Несмотря на общность руднометальных элементов (Сорг., Ag, Мо), их связи между собой в разновозрастных углеродсодержащих породах резко отличаются, что демонстрируют корреляционные диаграммы значимых связей (рис. 36). Для битуминозных пород P2KZ1, характерно наличие нескольких параге-нетических ассоциаций элементов, связанных между собой корреляционными зависимостями: Сорг., Pb, Ni, Ag; Сорг., Ni, Zn и As, Ag, Ni, Zn, Cu, Pb. Как видно из рис. 36 , поведение Мо, одного из руднометальных элементов сквозной ассоциации, довольно специфично и выражается в отсутствии связей со всеми элементами. Отметим, что Мо обнаруживает значимые связи лишь с Сг и Zr, с элементами литофильной группы. Второй элемент ассоциации - Сорг. - не имеет значимых корреляций лишь с As и Си (рис. 36). Для Сорг. битуминозных пород характерны связи с большой группой литофильных элементов (V, Ті, Zr, Ва, Y, Yb, Be). Третий элемент - Ag - не образует значимых связей лишь с Zn. И вновь отметим, что для Ag, как и для Сорг., выделяется группа литофильных элементов (V, Ті, Сг, Yb, Be), с которыми серебро связано тесными корреляционными зависимостями. Для всех анализируемых элементов, которые в большинстве своем представлены халькофилами, характерно наличие значимых корреляций с литофильными элементами. Или иными словами, в битуминозных породах эти элементы проявляют свойства, присущие литофильным элементам, что вполне допустимо, поскольку, как известно (Бадалов, 1987), природные системы по химическим параметрам могут одновременно быть и окислительными, и вое становительными, с преобладанием одного из них. В данном случае, по-видимому, эти бассейны, отличались окислительными обстановками.
Важно то, что в сквозной углерод-руднометальной ассоциации битуминозных пород P2KZ1 Мо - один из ее составных элементов - характеризуется отсутствием значимых связей со всеми халькофилами и, подчеркнем, - Ag и Сорг.. Последние между собой взаимосвязаны тесными корреляционными зависимостями, и, это вполне естественно для пород, содержащих органическое вещество, поскольку тяготение серебра к ОВ частично обусловлено его вхождением в молекулу хлорофилла с замещением в ней магния (Бадалов,1987). В отличие от Ag, для Мо - характерного элемента всех черных сланцев, в битуминозных породах органическое вещество не является его носителем. Хорошим сорбентом Мо является терригенное ОВ (в частности гуминовые кислоты и гидроокислы Fe и Мп), и по-видимому, Мо присутствует, преимущественно, в гидроокисной форме, что и явилось следствием его взаимоотношений с халькофильными элементами. В «углистых» породах P2kz2 поведение Сорг. очень резко меняется. Он не образует ни с одним из халькофилов значимых связей (рис.36 ), также как и с группой литофильных элементов. Это означает, что транспортировка халько-фильных и литофильных элементов в бассейн седиментации происходила не в виде металлорганических комплексов, а в сорбированной (на глинистых минералах) форме и частично в истинных растворах (гидрокарбонатных, сульфатных).
Если в битуминозных породах Ргкгь Сорг. тесно ассоциирует с Ag, то в «углистых» породах его связи с составными сквозной ассоциации (Ag, Мо, Си, As) очень слабые: с As, Мо положительные, а с Ag и Си отрицательные. Отметим, что для Сорг. проявлена хотя и не значимая, но положительная связь с Zn (rCoPr.-zn = 0,17), а с Р - связь отрицательная. Серебро коррелирует и с Мо, и с Си, лишь с As у него отсутствуют какие-либо связи (рис. 36 ). Молибден не связан только с Си. Следует подчеркнуть, что поведение этого элемента резко отличает геохимические процессы, происходящие в углистых породах с сульфидной минерализацией, где молибдену присуща халько-фильная направленность. С большинством литофильных элементов связи практически отсутствуют. Лишь с Sn и Yb молибден тесно ассоциирует. Поведение мышьяка довольно своеобразно. Если в битуминозных породах P2kzb мышьяк проявляет с молибденом слабую положительную связь, то в углеродсодержащих породах P2KZ2, мышьяк, являясь уже элементом рудноме-тальным, тесно ассоциирует с молибденом. Особо подчеркнем, что он имеет сильные связи только с Мо (рис. 36). Практически по отношению ко всем элементам литофильной, халькофильной и сидерофильной групп, он является антагонистом.
Минералого-геохимические закономерности состава углеродсодержащих пород казанского яруса Ныртинского участка
Резюмируя весь материал по минералого-геохимическим исследованиям углеродсодержащих пород казанского яруса Ныртинского участка отметим. Все повышенные концентрации МЭ изученного верхнепермского разреза связаны именно с ними. Наиболее высокие содержания всех элементов халько-фильной группы, большинства сидерофильной и литофильной, связаны с продуктивным горизонтом и разрезами, ассоциирующимися с верхнеказанскими углеродистыми породами с сульфидной (пиритовой) минерализацией. То есть, в углеродсодержащих породах проявлена ресурсная функция ОВ, являющаяся важнейшей из всех функций ОВ черных сланцев (Юдович, Кетрис, 1991). Разновозрастные по составу (битуминозные и «углистые») углеродсо-держащие породы, объединяет единая сквозная углерод-руднометальная ассоциация, представленная Сорг., Ag, Mo. То есть, независимо от возраста, состава, геохимической обстановки в них происходило накопление этих органо-фильных металлов в повышенных концентрациях, причем концентрации Сорг. и Ag возрастают в «углистых» шунгитоносных породах. При смене геохимической обстановки от умеренно-окислительной (Ргкгі) на восстановительную (Ргкгг), в последней, в составе сквозной ассоциации, появлялись Си и As, возрастала роль халькофильных элементов, особенно Pb, Zn, As.
Выявлена очень важная особенность, характеризующая углеродистое вещество в разновозрастных образованиях - это халькофильная направленность Сорг. в «углистых» - платиносодержащих породах, и, особенно, его связь с цинком и мышьяком и литофильная - в битуминозных породах с повышенными концентрациями Аи (табл. 18 ). Это, в свою очередь, доказывает, что ОВ битуминозных пород Ргкгі представлено, преимущественно, терригенным типом (лиганды терригенного ОВ в основном кислородные) и, отчасти, аквагенным. Отсюда и ведущая роль ОВ в накоплении большинства МЭ, так ярко проявленная в битуминозных породах, которая заключалась и в их привносе в бассейн в виде металлорганиче-ских комплексов. Органическое вещество «углистых» пород P2kz2, как выявлено, относится преимущественно к аквагенному типу, и отчасти терригенному. Для ОВ аквагенного типа характерны элементы, склонные к образованию координационных связей с N и S. К ним относится большая группа элементов-тиофилов: Zn, Си, Pb, Ag, Cd, Hg, а также Mo, Ni, Со, повышенные концентрации большинства из них наблюдаются в изученном разрезе. В «углистых» породах доминирует сульфидная форма металлов и преобладает халькофильная направленность геохимических процессов. Молибден является одним из характерных элементов для всех черных сланцев, поскольку он проявляет особое сродство к азотистому аквагенному ОВ и без него не обходится процесс бактериальной сульфат-редукции (Юдович, Кетрис, 1991). Поведение Мо в «углистых» образованиях участка свойственно поведению, проявляемому этим металлом в черных сланцах (в отличие от наблюдаемого в битуминозных породах). В «углистых» отложениях доминирует сульфидная форма молибдена, что доказано исследованиями пиритов. Корреляция Мо с элементами-тиофилами, и, в первую очередь, с As, также свидетельствует об этом. Для «углистых» пород характерны процессы интенсивного сульфидообразования. Тесная ассоциация Mo-As, которая появляется в сероцветных образованиях пачки «опоки» и становится характерной для углистых отложений с высокими концентрациями As связана с проявлением одной из основных особенностей Мо - это накопление его в сероводородных средах. Мышьяк же, в силу своих тиофильных свойств, накапливается там, где отмечается повышенная сернистость черных сланцев. Благоприятным фактором для накопления Мо, отличающимся особым сродством с азотсодержащим аквагенным ОВ, являлся и позднеказанский бассейн, представлявший собой зону повышенной биопродуктивности, поскольку для концентрирования Zn в зоопланктоне необходимо значительное количество фитопланктона.
В битуминозных осадках P2KZ1, как выявлено геохимическими исследованиями, присутствуют повышенные содержания Мо, которые могут свидетельствовать о том, что привнос его в бассейн седиментации осуществлялся природными водами, обогащенными Мо ввиду хорошей растворимости многих молибдатов. Последние накапливались терригенным ОВ (в частности железо-гумусовыми флоккулами), поскольку как известно, ОВ этого типа является хорошим сорбентом Mo. Все вышесказанное свидетельствует о том, что Мо может накапливаться и без дополнительного (глубинного) привноса данного металла. Об этом отмечается и в работах Я.Э.Юдовича, М.П.Кетрис: - концентрации Мо в черных сланцах обязаны водам океана, которые характеризуются высоким содержанием этого элемента. Итак, подчеркнем, что накопление «углистых» пород происходило в восстановительной обстановке, при высоком потенциале серы и мышьяка, о чем свидетельствует значительное количество сульфидов Fe, As и других металлов, а также практически фаунистически «немые» сероцветные отложения пачки «опоки». Изучение геохимических и минералогических особенностей платиносо-держащих «углистых» пород в двух идентичных разрезах (скв.№№15,16), накопление пород которых происходило в едином осадочном бассейне, но в одном из них (скв.№16) характеризовалось проявлением тектонических процессов, позволило выявить и ряд существенных различий. Они заключаются в том, что продуктивный горизонт характеризуется в одном разрезе (скв.№16) его руднометальной специализацией на группу элементов-тиофилов (As, Zn, Pb) и Yb в составе углерод-руднометальной ассоциации, в другом (скв.№15) — на Мп. Как показывают результаты исследований, несмотря на халькофильную направленность геохимических процессов, в разрезе скв. №15 занижена роль халькофильных элементов. В породах продуктивного горизонта в разрезах этих скважин отмечаются процессы, связанные с перераспределением металлов, в ходе которых в одной и той же толще явления концентрирования сменяются процессами рассеяния. Реализация этих процессов четко прослеживается в составе ассоциации МЭ, наблюдающихся в слоях продуктивного "углистого" горизонта (табл. 19).
