научная статья по теме ДЕВОНСКИЕ РУДОКЛАСТИЧЕСКИЕ ТУРБИДИТЫ НА ПРИМЕРЕ МЕДНОКОЛЧЕДАННОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ “МОЛОДЕЖНОЕ” (ЮЖНЫЙ УРАЛ) Геология

Текст научной статьи на тему «ДЕВОНСКИЕ РУДОКЛАСТИЧЕСКИЕ ТУРБИДИТЫ НА ПРИМЕРЕ МЕДНОКОЛЧЕДАННОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ “МОЛОДЕЖНОЕ” (ЮЖНЫЙ УРАЛ)»

девонские рудокластические турбидиты на примере медноколчеданного месторождения "молодежное" (южный урал)

© 2015 г. В. Ю. Русаков, Б. Н. Рыженко, И. А. Рощина, Н. Н. Кононкова, В. С. Карпухина

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 119991ГСП-1 Москва, ул. Косыгина, 19 е-шаП: rusakov@geokhi.ru Поступила в редакцию 04.10.2013 г.

Принята к печати 04.02.2014 г.

Статья посвящена изучению состава девонских рудокластитовых отложений, накопившихся на границах рудных тел Си-колчеданного месторождения "Молодежное" Южного Урала. Установлено два основных этапа их формирования: седиментационный и постседиментационный. На седимен-тационном этапе накопление околорудных отложений было связано с гравитационным переносом продуктов разрушения высокотемпературных рудных построек ("черных курильщиков"). На пост-седиментационном этапе выделены основные минералого-геохимические трансформации отложений: 1) инфильтрационно-метасоматическое влияние рудоносных растворов и инфильтрационное влияние морской воды привели к перераспределению меди и карбонатов в отложениях и формированию аутигенных минералов (халькопирита, сидерита, вторичного кальцита, апатита и замещение алюмосиликатов хлоритом); 2) дегидратация, сопровождающаяся замещением гидроксидов Fe гематитом, а аморфного кремнезема кварцем. Температуры постседиментационных преобразований, оцененные по результатам изучения флюидных микровключений и компьютерного термодинамического моделирования, составили (150—250)°С, что соответствует стадии метагенеза (метаморфизм погружения). Для описания состава органического вещества используются показатели: общий Сорг, водородный (Н1) и кислородный (01) индексы, а также изотопный состав 813С.

Ключевые слова: колчеданные руды, рудокластические турбидиты, минеральный и химический состав, органическое вещество, стабильные изотопы углерода, флюидные микровключения, колчеданные месторождения, Южный Урал.

Б01: 10.7868/80016752515070092

ВВЕДЕНИЕ

Обломочные руды (рудокластиты) были неоднократно описаны на колчеданных месторождениях в Канаде (например, Баканс в Ньюфаунленде (Вт-пеу, 1987)) и на Рудном Алтае (например, Николаевском, Камышинском и Риддер-Сокольном (Дерга-чев и др., 1986; Пак, Дергачев, 1993)). Более того, они широко представлены на колчеданных месторождениях мира (Дергачев, 2010) и по данным исследователей могут составлять до 75% объема рудных тел (8репее, 1975).

Изучению генезиса колчеданных месторождений посвящены многочисленные работы (Колчеданные..., 1950; Бетехтин и др., 1953; Скрипченко, 1972; Бородаевская и др., 1979; Медноколчедан-ные..., 1988, 1992 и др.). Неотъемлемую часть колчеданных месторождений составляют околорудные отложения, опоясывающие массивные рудные тела. На основе ранее проведенных исследований

околорудных гидротермально-осадочных отложений (Масленников, 1999) в их составе были выделены следующие седиментологические фации: рудокластиты (рудокластические турбидиты), госсани-ты, джаспериты и умбриты, а также силициты и пелитолиты. Эти фации образуют последовательный литолого-фациальный ряд от сульфидного холма, сложенного преимущественно рудными компонентами гидротермально-метасоматическо-го генезиса, к фоновым пелагическим (кремнистым и/или глинистым) отложениям осадочного генезиса. Рудокластические турбидиты в этом ряду занимают переходное положение и отражают как состав метасоматических сульфидов, являясь продуктами механического разрушения рудных построек, так и состав осадков, т.к. наравне со слоями сульфидов содержат слои яшмовидных кварц-гематито-вых отложений в виде госсанитов, содержащих также глинистые минералы. Наиболее детально текстурно-структурные и минералогические осо-

бенности рудокластитов Урала описаны для месторождений "Молодежное", "Яман-Касы" и "Сафьяновское" (Сафина, Масленников, 2008; Ма81епп1коу й а1., 2012). Исследователи (Зайков, Масленников, 1987; Зайков и др., 1995; Коротеев и др., 1997; Масленников, 2006) относят перечисленные месторождения к слабометаморфизиро-ванным, что делает возможным сравнение состава их седиментологических фаций с составом "современных" проксимальных гидротермально-осадочных отложений.

Однако механизмы их накопления и последующие постседиментационные трансформации продолжают вызывать споры. Основная причина — сложность в реконструкции постседиментацион-ных преобразований. Как правило, генезис тех или иных гидротермально-осадочных отложений приходится восстанавливать по еле заметным следам (отдельным минералам, флюидным микровключениям, химическому составу), сохранившимся после диа-, ката- и метагенетических преобразований в самих отложениях, и крайне редко удается наблюдать процесс в естественных условиях. То есть, напрямую сравнивать отложения, накопившиеся в недавнем прошлом и не подвергшиеся существенным постседиментационным изменениям, с их аналогами, сформировавшимися в глубине геологической истории и испытавшими множественные минералогические и химические трансформации. Дополнительную сложность также вызывают процессы, вызванные просачиванием восстановительных гидротермальных растворов снизу сквозь проксимальные гидротермально-осадочные отложения (инфильтационно-метасоматическое воздействие) и проникновением сверху окислительной морской воды (инфильтрационные воздействие). С целью реконструкции условий формирования девонских рудокластических турбидитов предлагается использовать их "современные" аналоги — грейниты (отложения зерновых потоков). Грейниты гидротермальных полей Атлантики представляют собой голоцен-плейстоценовые рудокластические тур-бидиты, отложившиеся в схожих фациальных условиях вследствие обрушения высокотемпературных вертикальных сульфидных построек "черных курильщиков". Они были обнаружены в ходе 32-й экспедиции на НИС "Профессор Логачев" в 2009 г. в проксимальных гидротермально-осадочных отложениях рудного узла "Семенов", расположенного на 13°30' с.ш. Срединно-Атланти-ческого хребта (САХ) (БеИепеу е! а1., 2007, 2009а, 2009Ь) и впервые описаны авторами этой работы (Русаков и др., 2013). Их сравнение с девонскими аналогами послужило основой написания данной статьи.

Район исследований. Месторождение "Молодежное" находится в пределах Узельгинского колчеданоносного поля, которое расположено в Магнитогорской металлогенической зоне. В гео-

логическом разрезе выделяются две свиты: рудо-вмещающая карамалыташская ^2кг) и перекрывающая ее улутаусская ^3и1), относящиеся к среднему и верхнему девону (Медноколчеданные..., 1988; Масленников, 1999) (рис. 1а). Карамалыташская свита состоит из трех толщ: базальтовая (подрудная), риодацитовая (рудовмещающая) и риолитовая (над-рудная). Возраст месторождения оценивается как эйфельский ^е!). Улутаусская свита состоит из двух толщ: андезиты, известняки и вулканомиктовые песчаники в нижней части разреза, а также алевролиты и песчаники в ее верхней части. На месторождении обнаружено четыре рудных тела, в двух из которых сосредоточены основные запасы. В наиболее массивном теле кластогенные сульфидные руды опоясывают само тело по периметру и слагают его кровлю (рис. 1б), а во втором — практически полностью рудное тело. Рудные тела пластообразных и лин-зовидных форм залегают на глубине 80—300 м и имеют резкие контакты с вулканическими породами. Геохимический ореол месторождения проявлен локально в подрудных вулканических породах и отражает зону циркуляции высокотемпературных гидротермальных флюидов, поскольку практически полностью совмещен с метасомати-ческим ореолом (Баранов, 1987). В перекрывающих породах он проявлен очень слабо, либо не фиксируется вовсе, что указывает на незначительные изменения первичного геохимического состава гидротермально-осадочных отложений.

Сохранению первозданных структурно-текстурных особенностей, а также минерального и химического состава турбидитов месторождения "Молодежное", по-видимому, способствовала мощная вулканическая активность района. Сульфидные руды и околорудные отложения оказались "запечатаны" под мощным слоем вулканического материала: риодацитами, дацитами и андезито-базальтами, что привело к развитию специфических условий для постседиментационных преобразований (включая литификацию) исследуемых отложений в относительно замкнутой среде и существенно не повлияло на их минералого-геохимическую трансформацию.

Объекты исследований. В качестве опорных объектов исследований были выбраны рудокла-ститы наиболее изученного месторождения "Молодежное" и песчаные баритово-сульфидные отложения поля "Восточное", входящего в состав рудного узла "Семенов". Структурно-текстурные особенности, а также минеральный и химический состав голоцен-плейстоценовых турбидных отложений рассмотрены на примере колонки 32л-362, а девонских рудокластитов — на примере трех образцов, предоставленных для исследования сотрудниками Института минералогии УрО РАН: обр. 1 и 2 — проксимальные (рис. 2 и 3), обр. 3 — дистальный (рис. 4). Впервые литология, а также минеральный и химический состав послед-

Рис. 1. Район исследований — месторождение "Молодежное". (а) — Положение рудного тела, границы свит (ul — улу-таусская, kr — карамылыташская) и поля температур в поперечном разрезе (Баранов, 1987); (I—I) — вертикальный разрез вулканогенно-осадочных отложений (Зайков и др., 1995): 1 — медно-цинково-колчеданные руды; 2—4 — породы карамалыташской свиты: 2 — базальты, 3 — лавы и вулканомиктовые породы риодацитового состава, 4 — риолиты и дациты крупно- и мелкопорфировые; 5—7 — породы улутаусской свиты: 5 — известняки, 6 — андезиты, 7 — алевролиты и песчаники. (б) — Схема внутренней структуры рудного тела с указанием названия гидротермально-осадочных пород (Масленников, 2006): 8 — рудокластиты, 9 — Si—Fe метаосадки (госсаниты).

D3ul2

D.ul1

D2kr3

D2kr2

D2kr1

I-I

V VJ

\

\

lll

lll

(a)

(б)

t^yGiV'*'

100 м

них был описан в работе В.В. Масленникова с соавторами (МазЬпшкоу е1 а1., 2012). Ниже приводятся результаты наших собственных исследований.

МЕТОДЫ

Структурно-текстурные особенности образцов изучались визуально в полированном спиле породы, а также в отдельных

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»