УДК 553.435(470.55/57)
КОРРЕЛЯЦИЯ СОСТАВА РУД И РУДОВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД В ВУЛКАНОГЕННЫХ КОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ (НА ПРИМЕРЕ ЮЖНОГО УРАЛА)
© 2013 г. И. Б. Серавкин
Институт геологии УНЦ РАН, 450077, Уфа, ул. К. Маркса, 16/2 Поступила в редакцию 02.12.2011 г.
В статье рассмотрены геологическое строение и типизация вулканогенных колчеданных (VMS) месторождений Южного Урала. Показана корреляция минералого-геохимических типов месторождений с составом подстилающих магматических пород: Ni-Co-Cu-колчеданных — с серпентинитами (ивановский тип), (Со)-Си-колчеданных — с базальтами (домбаровский тип), Cu-Zn-колчеданных — с базальт-риолитовыми и базальт-андезит-риолитовыми комплексами (уральский тип), Au-Ba-Pb-Zn-Cu-колчеданных — с базальт-андезит-риолитовыми комплексами с преобладанием андезитов и кислых вулканитов (баймакский тип). Месторождения уральского типа подразделены на 3 подтипа: I — подстилаемые базальтами (Zn-Cu-колчеданные), II — залегающие среди кислых вулканитов контрастных комплексов (Cu-Zn-колчеданные) и III — расположенные в кислых вулканитах последовательно дифференцированных комплексов (Zn-Cu-колчеданные с Ba, Pb, As). Выделенные типы и подтипы, которым даны местные названия, сопоставлены с глобальными типами VMS-место-рождений (месторождениями САХ, кипрским, норанды и куроко), с которыми они близки, но не идентичны.
DOI: 10.7868/S0016777013030052
ВВЕДЕНИЕ
Колчеданные месторождения, как известно (Франклин и др., 1984; Franklin et al., 2005; и др.), подразделяются на 2 обширные группы: I — месторождения вулканической ассоциации (VHMS — volcanic hosted massive sulphide), или вулканогенные (VMS), и II — месторождения, залегающие в осадочных породах и непосредственно не связанные с вулканизмом (SEDEX — sedimentary exhala-tive). Поскольку подавляющее большинство колчеданных месторождений Южного Урала принадлежит к I группе (исключение представляет Амурское месторождение), объекты группы SEDEX в статье не рассматриваются.
Систематики вулканогенных колчеданных месторождений, предложенные еще в 70-х годах прошлого столетия, основывались на двух основных критериях: составе руд и типе ассоциаций ру-довмещающих пород (Hutchinson, 1973; Solomon, 1976; Sawkins, 1976; Sangster, Scott, 1976; Large, 1977; Колчеданные месторождения мира, 1979; и др.) (фиг. 1). В качестве дополнительных критериев использовались тектоническое положение и геотектоническая (геодинамическая) позиция месторождений (Sawkins, 1976). Последний критерий даже фигурировал в качестве одного из основных (Pearce, Gale, 1977). Д. Пирс и Г. Гейл
Адрес для переписки: И.Б. Серавкин. E-mail: seravkin@ufaras.ru
(фиг. 1), базируясь на геохимических характеристиках рудовмещающих базальтов, выделили следующие обстановки формирования месторождений: в "щелевых" океанических бассейнах (тип Йома), в тыловодужных бассейнах, на ранних стадиях их развития (кипрский тип), в тыловодужных спрединговых центрах (тип Леккен), в островных дугах (тип Йерсвик). Однако гораздо большую популярность среди зарубежных и отечественных исследователей приобрела классификация, в которой выделенные по составу руд УМ8-месторождения получили собственные названия: кипрский, норанды (впоследствии также уральский) и куроко (фиг. 1), залегающие соответственно в базальтовых, бимодальных базальт-риолитовых и дифференцированных существенно кремнекислых комплексах. Был выделен также тип бесси, по аналогии с существенно медными месторождениями Японии, залегающими среди сланцев основного состава и базальтов. Что касается корреляции между составом руд и рудовмещающих вулканогенных свит, то в капитальной сводке Дж.М. Франклин и его соавторы, подразделившие УМ8-месторождения по составу на 2 группы — Си^п и Zn-Pb-Cu, отмечают, что "...выявленный тренд выражен весьма слабо, хотя и существует общая корреляция между составом руды и составом вмещающих пород" (Франклин и др., 1984, с. 44). Тем не менее в ряде последующих классификаций лито-
Источники Типы месторождений и провинций
I ГЛОБАЛЬНЫЕ ТИПЫ
(Hutchinson, 1973)*
II УРАЛЬСКИЕ ТИПЫ
(Прокин В.А. и др. 1985)***
Домбаровский (Кипрский) Co-Cu (Co-Cu, Zn-Cu)
Бесси Cu
Уральский
Cu-Zn (S-колч., Cu, Cu-Zn)
Баймакский
(Куроко, Алтайский) колч.-полим. (Ba-Cu, Ba-Cu-Zn, Ba-Pb-Cu-Zn)
Автора
Ивановский (Ni-Co)-Cu
Домбаров-ский Cu Уральский Cu-Zn Баймакский Au-Ba-Pb-Cu-Zn
I Cu> > Zn II Cu< < Zn III Cu-Zn + + Ba, As, Pb
Фиг. 1. Типы вулканогенных колчеданных месторождений (VMS) и колчеданоносных провинций по разным данным. Кроме авторов, указанных в графе "источники", соответствующую систематику использовали также: * (Sawkins, 1976; Solomon, 1976; Sangster, Scott, 1976; Large, 1977); ** (Franklin et al., 2005; Herrington et al., 2005); *** (Контарь, Либаро-ва, 1997; Prokin, Buslaev, 1999; Серавкин и др., 1992).
Таблица 1. Систематика VMS-месторождений по составу вмещающих пород и руд (Franklin et al., 2005; Herrington et al., 2005) и соотношения металлов в рудах выделенных групп (Barrie, Hannington, 1999)
Группы по составу вмещающих пород*** Ведущие и сопутствующие (в скобках) металлы*** Соотношения ведущих (выделены) и сопутствующих металлов и их запасы* Глобальные и уральские (выделены) типы** Типичные гео-
Cu Zn Pb Au Ag Cu/Zn n динамические обстановки*
млн. т т х 102 т х 103
1-М Cu-Zn (Cu-Zn-Co) 3.7 1.3 0.04 2.31 2.6 2.8 62 Кипрский, Абитиби, Атлантический СОХ, рифты задуговых бассейнов
2-ВМ Cu-Zn (Ag, Au) 24.3 44.3 2.0 12.91 38.2 0.5 284 Абитиби— Норанда, Уральский, Домбаровский Рифты примитивных островных дуг
3-РМ Cu (Zn, Ag, Co) 16.2 9.7 0.6 4.03 9.2 1.7 113 Бесси Трог Эскана-ба, Калифорнийский залив
4-BF Cu-Pb-Zn-Ag (Au) 7.1 54.2 13.2 14.18 120.0 0.1 255 Куроко, Баймакский Зрелые островные дуги
5-BS Cu-Zn (Pb, Ag, Au) 21.5 55.1 24.0 4.11 60.0 0.4 97 Батерст, Иберийский пиритовый пояс Рифты континентальных дуг
Примечание. 1—5 — группы по составу рудовмещающих пород: 1-М — мафическая (mafic* или mafic-dominated**), 2-ВМ — бимодальная мафическая (bimodal-mafic***), 3-РМ — пелитовая мафическая (pelitic-mafic** или mafic-siliciclastic*), 4-BF — бимодальная кислых вулканитов (bimodal-felsic***), 5-BS — бимодальная кислых вулканокластических пород (bimodal-siliciclastic* или siliclastic-felsic**); n — число использованных месторождений; * по (Barrie, Hannington, 1999); ** по (Herrington et al., 2005); *** по (Franklin et al., 2005 и Herrington et al., 2005).
логический состав вулканогенных комплексов был положен в основу выделения типов VMS-ме-сторождений. Так, классификация С. Барри и М. Хеннингтона (Barrie, Hannington, 1999), проанализировавших более 800 месторождений, включает 5 групп ассоциаций вулканогенных пород, которым соответствуют руды определенного состава (табл. 1). Для каждой группы приведены типичные геодинамические обстановки формирования.
Аналогичная систематика использована Дж.М. Франклином с соавторами (Franklin et al., 2005) в итоговой публикации по международному проекту GEODE, в котором принимал участие и автор данной статьи (Herrington et al., 2005) — см. табл. 1.
Исследователи уральских колчеданных месторождений неоднократно обращались к сравнению их с мировыми типами (Прокин и др., 1985; Серав-кин и др., 1992; Контарь, Либарова, 1997; Prokin, Buslaev, 1999; Еремин и др., 2000). При этом одни и те же месторождения нередко были сопоставлены с разными глобальными типами. Подобные разночтения, на взгляд автора, связаны с недостаточно точными критериями систематики, в частности, с неопределенностью геодинамических обстановок формирования месторождений того или иного ти-
па. Геодинамическая обстановка в большинстве классификаций не является главным критерием, но он необходим при сравнении исследуемого объекта с глобальным типом.
Южный Урал — весьма благоприятный регион для систематизации месторождений и установления корреляции между составами руд и рудовмещающих пород — в связи с разнообразием мине-ралого-геохимических типов месторождений и геологических условий их локализации, относительно слабой деформированностью и низкой степенью метаморфизма рудовмещающих толщ, а также вследствие сравнительно детальной изученности рудных районов и месторождений. Еще одна важная особенность металлогении региона заключается в том, что в пределах рудоносных зон (локальных колчеданоносных палеовулканических поясов) развиты месторождения различных мине-ралого-геохимических типов, образующие зональность по простиранию, иногда — вкрест простирания пояса. Металлогеническая зональность была рассмотрена в серии публикаций автора (Серавкин, 20071, 2008; и др.), и нет необходимости повторять здесь эти данные, но закономерная смена геологических типов месторождений в Тубинско-Гайском, Учалинско-Александринском и Джусинско-Дом-
баровском поясах на протяжении соответственно 160, 100 и 80 км показывает влияние состава пород на изменение состава руд (фиг. 2). Используемая автором систематика не является новой. Ивановский тип ранее выделялся В.В. Зайковым (Нег-п^оп г1 а1., 2005; и др.) как "атлантический". Другие типы (баймакский, уральский, домбаров-ский) также ранее рассматривались, в том числе и автором (фиг. 1), но в настоящей статье содержание каждого из типов уточняется.
Приведенные данные (фиг. 1, табл. 1) и многолетний опыт работы автора на Южном Урале (Се-равкин, 1986, 2002, 20071, 20072; Серавкин и др., 1992, 2003, 2008; и др.) позволяют сформулировать основные принципы систематики УМ8-ме-сторождений и подходы к их анализу.
1. Под типом УМ8-месторождения понимается геологический тип, определяемый суммой признаков (критериев).
2. Основными классификационными критериями являются состав руд и рудовмещающих, главным образом — подстилающих пород.
3. Состав руд месторождения определяется суммой минералого-геохимических типов рудных тел; в сложных по строению месторождениях проявлена как вертикальная, так и латеральная зональность, в связи с чем в одном месторождении могут присутствовать несколько минералого-гео-химических типов руд, например, пиритовый (сер-ноколчеданный) и халькопирит-пиритовый (мед-нокол
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.