ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2009, том 51, № 5, с. 397-413
УДК 553.32
МАГМАТОГЕННЫЕ МАРГАНЦЕВЫЕ РУДЫ ЮЖНО-МИНУСИНСКОГО МЕЖГОРНОГО ПРОГИБА
© 2009 г. Э. Г. Кассандров*, М. П. Мазуров**
*Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья МПР РФ 630091, Новосибирск, Красный просп., 67 **Институт геологии и минералогии им. В С. Соболева СО РАН 630090, Новосибирск, просп. Коптюга, 3 Поступила в редакцию 01.04.2009 г.
Обобщены и систематизированы первые данные изучения минерального состава и условий формирования марганцевых руд месторождений Чапсордаг и Малосырское в Аскизском рудном районе в Хакасии. Выполнено детальное минералогическое картирование месторождений. Диагностика минералов, определение микротекстур руд осуществлены с помощью оптической микроскопии в проходящем и отраженном свете, с применением сканирующего электронного микроскопа с энергодисперсионной приставкой, электронно-зондового анализа, рентгенографии, инфракрасной спектроскопии и других методов. Установлено, что оруденение пространственно и генетически связано с нижнедевонским магматизмом, сопутствующей гидротермально-метасоматической и гидротермальной деятельностью. Впервые для марганцевых месторождений обнаружено повышенное (в том числе до промышленного) содержание сингенетического браунита в девитрифицированной основной массе порфиритов, в цементе лавобрекчий и в обломках пирокластических пород. Этот маг-матогенный тип оруденения, по аналогии с железорудными месторождениями, рассматривается как рудные лавы, порфириты и туфы, совмещен в пределах стратифицированных рудоносных горизонтов с метасоматическими и гидротермальными рудными ассоциациями и является одним из источников гидротермально-метасоматических рудных масс. Повышенное содержание марганца в магме нижнедевонской базальт-трахиандезит-трахидацитовой формации связано с ассимиляцией высокомарганцовистых карбонатных толщ рифея-нижнего кембрия в промежуточных очагах. В пределах промышленных контуров рудных залежей гидротермально-метасоматические руды выделяются как участки массивных, пятнисто-вкрапленных, брекчиевидных, брекчиевых, прожилко-во-вкрапленных и вкрапленных текстурных разностей. Богатые сливные руды образуют плитооб-разные стратифицированные и ветвящиеся тела мощностью до 1.5 м и протяженностью в первые десятки метров, а также более мелкие гнездообразные жильные тела. Главные рудные минералы -браунит и пиролюзит (полианит), изменяющиеся по размеру, кристалличности и типам срастаний с ассоциирующими минералами. Нерудные минералы - карбонаты, сульфаты, альбит, кварц, хлориты, актинолит, пьемонтит и впервые обнаруженный в месторождениях России и детально исследованный нами охотскит - марганцевый пумпеллиит. Жильные гидротермальные руды представлены кальцит-барит-пиролюзитовым типом. Температура кристаллизации гидротермально-метасомати-ческих руд составляет 350-180°С, фугитивность кислорода выше гематит-магнетитового буфера. Гипергенные гетит-гидрогетитовые, кремнисто-гематитовые и пиролюзит-псиломелановые корки и прожилки инкрустируют поверхность богатой руды. Они составляют доли процента от общей рудной массы. Полученные данные могут способствовать поискам высококачественных марганцевых руд в бортовых частях рифтогенных наложенных впадин в складчатых областях, в том числе крупных промышленных концентраций марганца магматического типа в виде рудных лав и туфов, образовавшихся из металлоносного расплава.
ВВЕДЕНИЕ
Магматогенные марганцевые месторождения в природе встречаются относительно редко и, как правило, представлены гидротермально-осадочным и гидротермальным типами (Сапожников, 1984; Смирнов, 1982; Соколова, 1980; Попов, 1991; Рой, 1986 и др.). В этом отношении месторождения
Адрес для переписки: М.П. Мазуров. E-mail: mik@uiggm. nsc.ru
марганцевых руд Аскизского района в бортовой части Южно-Минусинского межгорного прогиба представляют собой редкий пример совмещения разных генетических и минеральных типов руд. Здесь среди вулканогенных образований нижнего девона обнаружены порфириты и лавобрекчии, в неизмененной стекловатой основной массе и в связующей ткани которых содержится аномально высокое количество браунита. Эти своеобразные породы являются носителем позднемагматической
85°
90° в.д.
^^ Кемерово
Абакан ж
т Новокузнецк / \ У я/ \ Аскиз у |
Бийск
0 60 120 км1-- 1 III
-55° с.ш.
■53°
Фиг. 1. Географическое положение Аскизского рудного района (черный квадрат).
минерализации и могут рассматриваться как рудные порфириты". Основную часть запасов и ресурсов месторождений составляют охотскит-браунито-вые и пиролюзитовые гидротермально-метасомати-ческие руды, образованные в несколько стадий регрессивного этапа преобразования эффузивно-пирокластических отложений. В перекрывающих главные рудные залежи туфовых слоях встречаются обломочные и жильные гидротермальные руды. Самые поздние - гипергенные руды.
Генетическое, текстурно-структурное и минеральное разнообразие марганцеворудной минерализации, сосредоточенной здесь на относительно небольшой площади с хорошо наблюдаемыми взаимными переходами, создает предпосылки для получения новых знаний о специфике рудообразую-щих процессов, сопряженных с наземным базито-вым магматизмом. Цель данной статьи - привести первую детальную характеристику марганцевых руд Аскизского рудного района, оценить условия и последовательность их образования, обсудить природу источников рудного вещества и дать интерпретацию развития эндогенных процессов.
ГЕОЛОГИЯ РУДНОГО РАЙОНА И МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Аскизский рудный район находится вблизи города Аскиз (Хакасия) в легкодоступной обжитой местности (фиг. 1). Марганцевые руды выявлены Минусинской геологической экспедицией в 1978 г. при проведении поисково-оценочных работ на жильные бариты. К настоящему времени здесь предварительно разведаны два месторождения
марганца - Чапсордаг и Малосырское с суммарными прогнозными ресурсами более 3 млн. т.
Общие черты геологии рудного района
Аскизский рудный район входит в состав Чап-сордагского металлогенического пояса (Дистанов и др., 2006). Он приурочен к северо-западному крылу Южно-Минусинского межгорного прогиба, который в геодинамическом плане представляет собой тыловодужную рифтогенную структуру, заложенную в раннем девоне на каледонском основании. Рудоносные нижнедевонские отложения, принадлежащие базальтовой красноцветно-вулканогенной (наземно-вулканогенной) формации (Моссаков-ский, 1964), с резким угловым несогласием и после длительного перерыва в осадконакоплении, падающего на большую часть кембрия, весь ордовик и силур, залегают на нижнепалеозойском фундаменте. И.В. Лучицкий (1960), выполнивший фундаментальное исследование вулканизма и тектоники девонских впадин Минусинского межгорного прогиба, отмечал, что в рассматриваемом районе разрез нижнедевонской вулканогенной серии начинается с базальных конгломератов мощностью около 45 м, несогласно налегающих на сильно перемятые карбонатные породы кембрия. Выше конгломератов залегает небольшая по мощности (12 м) пачка крас-ноцветных песчаников с галькой карбонатных и кремнистых пород фундамента, над которой расположена система покровов (общей мощностью 110 м) диабазовых порфиритов и диабазов, переслаивающихся с вулканическими брекчиями и туфами диабазового состава. Далее следуют мощные пачки кластических красноцветных пород, чередующиеся с вулканогенными (Сравнительная..., 1966).
В Южно-Минусинском прогибе развита преимущественно щелочноземельная группа магматических пород, охватывающая ряд: долериты (диабазы) - базальты (диабазовые порфириты) -лабрадоровые порфириты - трахиандезиты - пла-гиопорфиры. Наряду с трещинными излияниями, частично развиты также вулканические аппараты центрального типа, которые представляют наибольший интерес для поисков полезных ископаемых. Фациальное разнообразие вулканических пород подробно рассмотрел И.В. Лучицкий (1960). Он отметил, что кроме согласных вулканических тел встречаются серии секущих эксплозивных тел и даек такого же состава. Им отмечены дайки в местах, где из-под покровов вулканогенной серии выступают карбонатные породы кембрия, и даже среди гранитов, подстилающих вулканогенную серию девона. Наличие среди эффузивно-пирокла-стических отложений послойных и секущих тел с ксенолитами пород фундамента, разновозрастных даек свидетельствует о многократном опустошении глубинных магматических очагов, взаимодействии расплавов с породами рамы.
Крупные интрузивные тела среди девонской вулканогенной серии неизвестны. Синхронные интрузивные комплексы проявлены только в сопредельных структурах горных сооружений среди ка-ледонид Кузнецкого Алатау и Западного Саяна.
В структурном плане район имеет двухэтажное строение. Нижний структурный этаж представлен комплексом сложно построенных отложений протерозоя и кембрия, метаморфизованных до уровня зеленых сланцев, смятых в линейные, часто крутые, сжатые и запрокинутые складки, сохраняющие простирание осей на значительном расстоянии. Породы нижнего этажа участвуют в строении крупных тектонических структур - антиклинориев и синклинориев. Для района марганцевых месторождений - это южное крыло Уйбатско-Батеневского антиклинория, которое сложено комплексом карбонатных отложений нижнего кембрия. Складчатая структура района осложнена сбросами и взбросами по разломам, ориентированным в северо-западном и субмеридиональном направлениях.
Верхний структурный этаж сложен вулканогенными и красноцветными терригенными образованиями девона, а также сероцветными терригенно-карбонатными и угленосными отложениями карбона и нижней перми, выполняющими Южно-Минусинский межгорный прогиб. В наиболее прогнутых участках мощность этих отложений достигает 9 км. Южно-Минусинский межгорный прогиб представляет собой крупную наложенную тектоническую структуру рифтогенного типа. Она возникла в начале девонского времени на нижнепалеозойском, в значительной степени консолидированном складчатом основании. С востока, запада, юга и севера она ограничена поднятиями нижнепалеозойских складчатых сооружений Западного и Восточного С
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.