ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2015, том 57, № 3, с. 221-238
УДК 553.43
ПОЛОСЧАТЫЕ СУЛЬФИДНО-МАГНЕТИТОВЫЕ РУДЫ МАУКСКОГО МЕДНОКОЛЧЕДАННОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (СРЕДНИЙ УРАЛ):
СОСТАВ И ГЕНЕЗИС
© 2015 г. Н. П. Сафина*, **, В. В. Масленников*, **, С. П. Масленникова*, В. А. Котляров*, Л. В. Данюшевский***, Р. Р. Ларж***, И. А. Блинов*
*Институт минералогии УрО РАН 456317, Челябинская обл., Миасс, Ильменский заповедник **Филиал Южно-Уральского государственного университета в г. Миассе 456300, Миасс, ул. 8 Июля, 10 ***Университет Тасмании, Хобарт Поступила в редакцию 07.04.2014 г.
В статье изложены результаты исследования метаморфизованных сульфидно-магнетитовых руд Маукского месторождения, расположенного в пределах Главного Уральского разлома на участке смыкания Тагильской и Магнитогорской вулканогенных колчеданоносных зон. Рудовмещающая толща включает метаморфические породы, субстратом которых являлись базальты, углеродистые и углеродисто-кремнистые алевролиты, линзовидные тела серпентинизированных ультрамафитов. Руды месторождения представлены в основном полосчатыми и реже брекчиевыми разностями. В полосчатых рудах установлены признаки их обломочного происхождения. Об этом свидетельствуют знаки нагрузки в основании сульфидных прослоев, чередование сульфидных и нерудных слоев, срезание зональности роста кристаллов пирита. Главными минералами полосчатых руд являются пирит, пирротин, халькопирит, сфалерит и магнетит. Внутреннее строение перечисленных минералов свидетельствует о глубокой перекристаллизации исходных гидротермально-осадочных руд в условиях метаморфизма, сопровождавшейся деформациями. Кубанит, пирротин, макинавит, грейгит и золото в виде включений присутствуют в метакристаллах пирита, магнетита и халькопирита. Впервые для Маукского месторождения установлены акцессорные минералы систем РЪ—В1—Те, В1—Те и ^—Те, а также уранинит. Магнетит образовался, главным образом, по пириту и в меньшей степени — по халькопириту, пирротину и нерудным минералам. Установлено, что основными минералами-носителями А и Со являются метаморфогенные кристаллы пирита. Основное количество /п, Бп, Те, РЪ, В1 и Ag сосредоточено в халькопирите. Для сфалерита характерны примеси Fe и Си, для пирротина — Бе и N1. Магнетит накапливает Т1, V, Мп, БЪ, Ая, Ва и и. Предполагается, что полосчатые руды Маукского месторождения претерпели несколько стадий преобразования: диагенез, катагенез и метагенез (? < 300°С) и метаморфизм амфиболитовой ступени (? > 500°С).
DOI: 10.7868/S0016777015030053
ВВЕДЕНИЕ
Проблема генезиса полосчатых руд, широко представленных на колчеданных месторождениях, до сих пор остается нерешенной. Некоторые исследователи рассматривают полосчатые руды как продукты литификации гидротермально-осадочных сульфидных илов (Скрипченко, 1972; Solomon, Groves, 1994). В последние годы применительно к колчеданным месторождениям Урала успешно развивается модель "черных курильщиков", предусматривающая процессы придонного гидротермального роста холмообразной сульфидной постройки и подводного выветривания (галь-
Адрес для переписки: Н.П. Сафина. E-mail: safina@ilmeny.ac.ru
миролиза) с разрушением и образованием шлейфа кластогенных сульфидных отложений (Зайков, Масленников, 1987; Масленников, 1999, 2006, 2012; Сафина, Масленников, 2009; МазЬпшкоу а1., 2012, 2013). На флангах слабометаморфизованных месторождений залегают сульфидные брекчии, которые переходят в сульфидные песчаники и сульфидные алевролиты, переслаивающиеся с фоновыми осадками. Как на неметаморфизован-ных, так и на метаморфизованных колчеданных месторождениях тонкополосчатые руды почти полностью утратили первичный облик класто-генных сульфидных осадков. Значительные преобразования обломочных сульфидных отложений могут иметь как диагенетическую, так и гидротер-мально-метасоматическую или динамометамор-
фическую природу. Соответственно, разные исследователи относят полосчатые руды к разным по генезису продуктам преобразований: диагенитам (Зайков и др., 2001; Масленников, 2006), гидротермальным метасоматитам (Doyle, Allen, 2003) и ми-лонитам (de Roo, van Stall, 2003).
Признаки диагенетических преобразований массивных колчеданных руд рассмотрены в работе П.Я. Яроша (1973). Позднее на примерах неме-таморфизованных колчеданных месторождений показана доминирующая роль диагенеза при формировании полосчатых руд по обломочным сульфидным осадкам (Масленников, 2006; Сафи-на, Масленников, 2007, 2009). Минеральный состав полосчатых руд существенно отличается от состава массивных и брекчиевых руд, а преобразования тем интенсивнее, чем меньше размер рудо-кластов и, соответственно, мощность сульфидных слоев. Закономерное концентрирование аутиген-ных сульфидов в кровле слоев рассматривается как доказательство важной роли диагенеза в преобразовании обломочных сульфидных отложений (Са-фина, Масленников, 2007).
Изучению продуктов гидротермального метасоматоза и метаморфизма посвящены работы (Шадлун, 1947; Бетехтин и др., 1958; Ярош, 1973; Ярош, Буслаев, 1985; Медноколчеданные..., 1988; 1992; Шадлун, Викентьев, 1992; Викентьев, 2004; Молошаг и др., 2004). Сторонники гидротермаль-но-метасоматического направления считают, что сульфидные обособления в полосчатых рудах в основном являются псевдоморфозами по фауне и обломкам пород исходных слоистых вулканоген-но-осадочных или рассланцованных пород. В последние годы на Сафьяновском колчеданном месторождении (Средний Урал), реконструированном как сильно разрушенный холм "черного курильщика", в кровле постройки непосредственно над "рудным столбом" гидротермально преобразованных халькопиритовых руд обнаружены полосчатые пирит-халькопиритовые руды — продукты гидротермально-метасоматического преобразования ритмично-слоистых обломочных сульфидных отложений (Сафина, Масленников, 2009). Они представляют собой чередование прослоев мощностью до 1 см, сложенных массивным метасоматическим халькопиритом с многочисленными порфировидными кристаллами пирита.
Сторонники третьего направления считают, что полосчатые текстуры с линейными структурами являются результатом пластических деформаций исходных обломочных руд, возникающих при тектонических подвижках в условиях метаморфизма (de Roo, van Stall, 2003). В более ранних работах исследователи считают полосчатые текстуры результатом замещения рудой слоистых пород или пород с флюидальной полосчатостью (Ярош, 1973). При
метаморфизме в рудах почти полностью исчезли первичные текстуры и структуры, изменился минеральный состав, размеры минералов. Отдельные прослои обогащались магнетитом, пиритом, сфалеритом или халькопиритом.
Появление магнетита в полосчатых рудах колчеданных месторождений Урала считается результатом метаморфизма (Ярош, 1973). Однако последующие работы показали, что полосчатые руды, скорее всего, являются сульфидными турбидита-ми, испытавшими субмаринное окисление в кровле слоев, а затем и метаморфические преобразования (Масленников, 1999). Значительная часть магнетита могла образоваться по гидроксидным железистым продуктам гальмиролиза сульфидных отложений (Злотник-Хоткевич, 1989; Масленников, 1999; Maslennikov et al, 2012). В большинстве случаев оксидно-железистые прослои утратили первичные генетические признаки за счет интенсивного преобразования.
Настоящая работа направлена на определение генезиса полосчатых сульфидно-магнетитовых руд Маукского месторождения. Изучены текстуры, структуры и минеральный состав руд с выделением парагенетических минеральных ассоциаций, соответствующих различным стадиям преобразования исходных обломочных руд. Привлечение геохимических данных позволило выявить особенности состава минералов преобразованных руд.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводились на материале, отобранном в ходе полевых работ на Маукском руднике. Макро- и микроскопическое изучение руд выполнено в лаборатории минералогии рудоге-неза (ИМин УрО РАН, г. Миасс) текстурно-структурным и минералогическим анализом с использованием оптических микроскопов Axiolab (CarlZeiss) и Olympus BX-51. Травление рудных минералов проводилось по стандартным методикам (Бетехтин и др., 1958). Магнитные свойства пирротина изучены с помощью методики магнитной по-рошкографии (Грабовский, Жерденко, 1963).
Химический состав минералов определен на растровом электронном микроскопе РЭММА-202 М с энергодисперсионной приставкой (ИМин УрО РАН, аналитик В.А. Котляров) и сканирующем электронном микроскопе Tescan Vga 3 sbu c энергодисперсионным анализатором Oxford Instruments X-act (ИМин УрО РАН, аналитик И.А. Блинов). Элементы-примеси в сульфидах и магнетите определены на масс-спектрометре HP-4500 (Hewlett Packard) с индуктивно-связанной плазмой и лазерным пробоотборником (ЛА-ИСП-МС) в Тасманийском университете (г. Хобарт, Австралия, аналитики В.В. Масленников, С.П. Масленникова). Методика ЛА-ИСП-МС-
Фиг. 1. Положение Маукского месторождения на схеме размещения колчеданоносных зон Урала. По [Масленников, 1999] с упрощениями.
1 — колчеданоносные районы, 2 — Главный Уральский разлом. Колчеданоносные зоны: ВУ — Восточно-Уральская, Т — Тагильская, М — Магнитогорская; ПС — Присакмарская зона.
анализа подробно изложена в публикации ^апу-и^еуяку г1 а1., 2011).
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Маукское месторождение, расположенное вблизи станции Маук Челябинской обл., находится в зоне Главного Уральского разлома на самом узком участке смыкания Тагильской и Магнитогорской вулканогенных колчеданоносных зон (фиг. 1) в Присакмарской металлогенической зоне (Медно-колчеданные..., 1988). Месторождение приурочено к полосе зеленокаменных пород вблизи южного окончания Уфалейского массива гипербазитов (Медноколчеданные..., 1988). Формирование рудо-вмещающего комплекса происходило в обстановке океанического спрединга в ордовике или раннем силуре (Коротеев, Сазонов, 2005). Согласно палео-тектоническим реконструкциям, месторождение относится к колчеданному оруденению кипрского типа (Контарь, Либарова, 1997; Еремин и др., 2000) или подтипу бесси (Масленников, 2012).
В основании геологического разреза района Маукского месторождения залегают мет
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.