научная статья по теме МЕСТОРОЖДЕНИЯ МАРГАНЦА НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ И УРАЛА: ГЕОХИМИЯ ИЗОТОПОВ, ГЕНЕЗИС, ЭВОЛЮЦИЯ РУДОГЕНЕЗА Геология

Текст научной статьи на тему «МЕСТОРОЖДЕНИЯ МАРГАНЦА НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ И УРАЛА: ГЕОХИМИЯ ИЗОТОПОВ, ГЕНЕЗИС, ЭВОЛЮЦИЯ РУДОГЕНЕЗА»

ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2014, том 56, № 5, с. 423-439

УДК 553.323+550.32+550.42:553.3/.9

МЕСТОРОЖДЕНИЯ МАРГАНЦА НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ И УРАЛА: ГЕОХИМИЯ ИЗОТОПОВ, ГЕНЕЗИС, ЭВОЛЮЦИЯ РУДОГЕНЕЗА

© 2014 г. В. Н. Кулешов*, А. И. Брусницын**, Е. В. Старикова**

*Геологический институт РАН 119017, Москва, Пыжевский пер., 7 ** Санкт-Петербургский государственный университет 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9 Поступила в редакцию 03.12.2013 г.

На основе полученных данных по литологии, минералогии, химии и изотопному составу карбонатных марганцевых руд и пород месторождений и рудопроявлений Новой Земли, Пай-Хоя и Урала, с учетом литературных данных, для фанерозоя выделены основные бассейны накопления марганца в истории геологического развития палеоматериков Лавразия, Пангея и Сибирь. Характер рудогенеза марганца постепенно менялся от гидротермально-осадочного в среднем палеозое к осадочно-диа-генетическому в мезо-кайнозое. Рудообразование происходило также и в условиях катагенеза. В формировании карбонатов марганца существенная роль принадлежит углероду окисленного органического вещества.

БО1: 10.7868/80016777014050062

ВВЕДЕНИЕ

Марганцевые руды в России в настоящее время относятся к группе остродефицитных полезных ископаемых (Лисицын, 2008; О состоянии..., 2009, 2010, 2012; Шарков, 2000). В связи с распадом Советского Союза главнейшие месторождения марганца (Никопольское, Чиатурское), обеспечивавшие сырьем металлургические комбинаты Российской Федерации, оказались за ее пределами. Это привело к изменениям в состоянии минерально-сырьевой базы (МСБ) России, и, прежде всего, марганцеворудной. Возникший дефицит в этом виде сырья для металлургических комбинатов России, в том числе и для Уральского региона, сегодня покрывается преимущественно за счёт импорта из Украины, Казахстана и частично из Африки (ЮАР).

Существенного прогресса в вопросе обеспечения потребностей черной металлургии в товарной марганцевой руде за последние десятилетия не произошло (О состоянии., 2009, 2010, 2012). Выполненные исследования на Северном и Полярном Урале в полосе проектируемой здесь железнодорожной магистрали (в рамках программы "Урал промышленный — Урал Полярный") также не привели к открытиям новых месторождений марганца (Бавлов, Михайлов, 2008).

Адрес для переписки: В.Н. Кулешов. E-mail: vnkuleshov@mail.ru

В настоящей работе сделана попытка на основании выявленных генетических особенностей образования карбонатных марганцевых руд и пород (по изотопным данным углерода и кислорода) месторождений и рудопроявлений северо-востока европейской части России и Урала проследить закономерности развития марганцеворудных бассейнов рассматриваемой территории в фанерозое. Предполагается, что выявленные закономерности в рудогенезе марганца могут быть использованы при проведении поисковых работ на обнаружение новых марганцеворудных объектов в пределах рассматриваемых регионов.

МЕСТОРОЖДЕНИЯ И РУДОПРОЯВЛЕНИЯ МАРГАНЦА СЕВЕРО-ВОСТОКА ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ

Месторождения и рудопроявления рассматриваемого региона относятся к Новоземельско-Пайхойскому марганцеворудному бассейну (Воя-ковский и др., 1984; Платонов и др., 1992), который является одним из обширнейших в позднем палеозое и самым крупным по минерагеническо-му потенциалу. По некоторым оценкам, потенциальные ресурсы пород и руд марганца здесь составляют многие десятки миллиардов тонн (Платонов и др., 1992; Михайлов, 1993; Шарков, 2000; Столяров и др., 2009).

Карбонатные марганцевые руды на Пай-Хое распространены широко и приурочены к палеозойским отложениям Лемвинской структурно -

формационной зоны (Юдович, Кетрис, 1981; Юдо-вич и др., 1981, 1987, 1998; Микляев, 1991; 1994; Микляев, Беляев, 1994; Старикова, 2012). Здесь отложения палеозоя, начиная с низов ордовика и заканчивая пермью, образуют непрерывный разрез, который представлен чередованием карбонатных, кремнистых и песчано-глинистых отложений (Осадочные..., 1984; Елисеев и др., 1986).

Марганцевая минерализация, которая во многих случаях достигает рудных концентраций, приурочена к трем стратиграфическим уровням:

D2, -С и С2-Р1 (Юдович, Кетрис, 1981; Юдович и др, 1981, 1987; Рогов, Галицкая, 1983, 1984; Беляев, Юдович, 1983; Рогов и др., 1988; Микляев, 1991; 1994; Микляев, Беляев, 1994) и проявлена как в виде конкреций и конкреционных (или конкрецоидных) выделений, так в виде протяженных стратифицированных горизонтов. Кроме этого на изученной территории широким распространением пользуются оксидные марганцевые и железо-марганцевые проявления, сформировавшиеся как в результате процессов гидротермального перераспределения рудного вещества (жильный тип), так и представленные марганценосны-ми корами выветривания. Последние относятся к инфильтрационному и линейному типам и развиты в большинстве случаев по породам фаменско-го марганценосного уровня.

В настоящей работе приводятся новые данные по изотопному составу углерода и кислорода ряда рудопроявлений карбонатов марганца Лемвин-ской структурно-формационной зоны юго-восточного Пай-Хоя. Здесь в последние десятилетия была выделена фаменская марганценосная вулка-ногенно-осадочная формация протяженностью свыше 100 км (Микляев, 1991; Юдович и др., 1998). Основанием формации является горизонт яшмои-дов (яшмовидных карбонатных силицитов) грома-шорской свиты ^3§г) мощностью 6-18 м, выше которого наблюдается переслаивание темноцветных карбонатных силицитов, кремнистых известняков и карбонатно-кремнистых сланцев силова-яхинской свиты ф^С^). Марганцевые руды слагают пластовые или линзовидные тела мощностью от 0.2 до 3 м, неоднократно повторяющиеся в пределах рудоносной формации. Установлено семь участков с марганцевым оруденением в бассейнах наиболее крупных рек (Кара, Силова-Яха, Си-бирчата-Яха, Хэяха, Путью) и их притоков.

В современной структуре складчатой области лемвинские фации имеют преимущественно ал-лохтонное залегание и образуют Пайхойский ша-рьяж-антиклинорий. Марганценосные отложения обнажаются на крыльях данной структуры (фиг. 1). Рудоносным является пограничный интервал громашорской ^3§г) и силоваяхинской ф^С^) свит, датируемый фаменским ярусом верхнего девона.

Выделяются три главных минеральных типа марганцевых руд: кутнагоритовые, сидерородохро-зитовые и родонит-родохрозитовые. В единичном проявлении (участок Нижнесиловский-2) установлена поликарбонатная разновидность марганцевых пород — родохрозит-кутнагоритовые руды.

Характерной особенностью кутнагоритовых руд является их волнисто-слоистый облик, обусловленный тонким чередованием слойков микроглобулярного кутнагорита мощностью от долей до 1—5 мм с редкими тонкими прослоями, сложенными микрокристаллическим карбонатом. Слойки микроглобулярной структуры сформированы мельчайшими округлыми, реже овальными или палочковидными образованиями, размещенными в пелитоморфной карбонатной матрице. Микроструктуры кутнагоритовых руд интерпретируются нами как органогенно-седиментацион-ные, сформированные в процессе жизнедеятельности бактериальных сообществ. Предполагается, что микроглобулы являются фоссилизированны-ми марганецокисляющими бактериями, а рудные скопления — пластовыми строматолитоподобны-ми образованиями (Старикова, 2012).

Вслед за первыми исследователями пайхой-ских стратифицированных марганцевых руд (Юдович и др., 1981, 1987; Юдович, Кетрис, 1981; Микляев, 1991; 1994; Микляев, Беляев, 1994; Кулешов, Беляев, 1999) для пород фаменской мар-ганценосной формации мы предполагаем гидротермальный источник вещества. Это доказывается как литологическими особенностями рудовмеща-ющего разреза, петрохимическим и минеральным составом пород рудоносной формации, наличием одновозрастных магматических формаций (Старикова, Завилейский, 2010; Старикова, 2012), так и полученными нами данными по изотопному составу углерода и кислорода в карбонатах различных минеральных типов марганцевых пород и руд (кутнагоритовых, родонит-родохрозитовых, родохрозит-кутнагоритовых и сидерородохрози-товых) и вмещающих пород. Значения 513С и 518О в них варьируют в широком диапазоне от — 10.2 до 1.3%с и от 18.7 до 27.4%с соответственно (фиг. 2).

Изотопные данные, литологические особенности и наличие микробиальных структур позволяют считать, что карбонатные марганцевые руды рассматриваемой территории имеют аутигенное происхождение и были образованы на разных этапах литогенеза — как в раннем диагенезе, так и позже — на стадии постраннедиагенетического (катагенети-ческого) преобразования марганценосных пород.

Кутнагоритовые руды образованы в зоне раннего диагенеза и представляют собой в большинстве случаев результат биосоматоза по исходным минерализованным строматолитоподобным породам микробиальной природы. Представления о первичной органогенно-седиментационной при-

69 20'

63°00'

63°00' 69° 20'

68' 35' 63°00

D3vt Ci_2vz-cz D3pt + gr Нижнесиловский-1

68° "35' 63°30'

Фиг. 1. Положение месторождений и рудопроявлений марганца в Новоземельско-Пайхойском марганцеворудном бассейне [по: Государственная..., 2008 с упрощением].

1 — контуры и названия участков работ; 2—5 — точки наблюдения с марганцевой минерализацией: 2 — данные настоящей работы: а — с кутнагоритовыми рудами, б — с сидерородохрозитовыми рудами, в — с родонит-родохрозитовыми породами; 3 — положение проб по (Кулешов, Беляев, 1999); 4 — положение месторождений арх. Новая Земля (врезка); 5 — с жильным оксидным оруденением; 6—7 — геологические границы: 6 — стратиграфические, 7 — границы астроблем; 8—10 — разрывные нарушения: 8 — шарьяж, 9 — надвиги, 10 — без разделения по морфокинематическим особенностям. Серым цветом показаны подразделения, вмещающие фаменскую марганценосную формацию.

роде этих пород основываются на их микро-, мак-роструктурных и минералогических особенностях.

Родонит-родохрозитовые и родохрозит-кутна-горитовые руды (Надэйяхинское проявление, участок Нижнесиловский-2) характеризуются наиболее легким изотопным составом углерода и наиболее высокими содержаниями МпО. Они были образованы на постраннедиагенетической (катаге-нетической) стадии литогенеза фам

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