ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2015, том 57, № 1, с. 48-70
УДК 553.261
СОСТАВ БЛЕКЛЫХ РУД КАК ЭЛЕМЕНТ ЗОНАЛЬНОСТИ ПОРФИРОВО-ЭПИТЕРМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (НА ПРИМЕРЕ РУДОПРОЯВЛЕНИЯ БИКСИЗАК, Ю. УРАЛ) © 2015 г. О. Ю. Плотинская*, А. И. Грабежев**, Р. Зелтманн***
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Старомонетный пер., 35 **Институт геологии и геохимии УрО РАН 620075, Екатеринбург, Почтовый пер., 7 ***Center for Russian and Central EurAsian Mineral Studies (CERCAMS), Department of Earth Sciences, Natural History Museum Cromwell Road, London SW7 5BD, UK Поступила в редакцию 25.06.2014 г.
Изучены вариации состава минералов группы блеклых руд на рудопроявлении Биксизак (Биргиль-динско-Томинский рудный узел, Южный Урал). Оно представляет собой метасоматическое полиметаллическое оруденение в карбонатных породах и связано с порфирово-эпитермальной системой палеозойского возраста. Блеклые руды по составу варьируют от Fe-теннантита до Zn-тетраэдрита с различными количествами Ag. Их выделения имеют сложное зональное строение с общей тенденцией к увеличению содержаний Sb и Ag во времени. При этом между содержаниями Sb и Ag установлена высокая положительная корреляционная зависимость. На диаграмме Ag/(Ag + Cu)—Sb/(Sb + As), точки анализов блеклых руд ложатся на прямые линии, наклон которых индивидуален для каждого образца. Наиболее пологий наклон у линий, отвечающих образцам из Восточного участка, находящегося вблизи интрузии диоритовых порфиритов, т.е. близко к центру порфирово-эпитермальной системы, а более крутой — у образцов из Западного Биксизака, удаленного от центра системы более чем на километр. Показано, что состав блеклых руд и особенности его эволюции могут быть использованы как важный прогнозно-поисковый признак при изучении порфирово-эпитермальных рудо-образующих систем.
DOI: 10.7868/S0016777015010037
ВВЕДЕНИЕ
Минералы группы блеклых руд (Cu,Ag)10(Fe,Zn,Cd,Hg...)2(Sb,As,Bi,Te)4(S,Se)13 являются важным индикатором условий минерало-образования на гидротермальных месторождениях различных типов (Сахарова, 1966; Мозгова, Це-пин, 1983; Kovalenker, Bortnikov, 1985; Спиридонов, 1985, 1987; Sack etal., 2003; и др.). Более того, вариации состава блеклых руд часто представляют собой один из ключевых элементов скрытой минералого-геохимической зональности на месторождениях различных типов (Чесноков, Попова, 1972; Гамянин и др., 1988; Прокофьев и др., 1988; Staude et al, 2010; Krismer et al., 2011; Catchpole et al, 2012; Vassileva et al., 2014; и др.). В частности, имеется целый ряд статей, посвященных пространственной и временной вариации состава блеклых руд на эпитермальных месторождениях (Некрасова, Сан-домирская, 1979; Коваленкер и др., 1980; Ковален-кер, Русинов, 1986; Спиридонов и др., 1990; Фили-
Адрес для переписки: О.Ю. Плотинская. E-mail: plotin@igem.ru
монов и др., 2005; Hackbarth, Petersen, 1984; Lynch, 1989; и многие другие). Однако работы, в которых состав блеклых руд изучался бы на разных типах минерализации в рамках единой порфирово-эпи-термальной системы, встречаются крайне редко.
Примером территории, где расположено несколько таких систем, может служить Биргиль-динско-Томинский рудный узел. Он расположен примерно в 20 км к юго-западу от г. Челябинска и приурочен к Восточно-Уральской вулканогенной мегазоне Южного Урала (Грабежев и др., 1998, 2000; Plotinskaya et al., 2014). В геологическом строении территории (фиг. 1а) принимают участие нижне-среднеордовикские базальты бимодальной формации, среднеордовикско-силурийские известняки, верхнедевонско-нижнекаменноугольные вулканогенно-осадочные отложения андезит-дацитового состава и нижнекаменноугольные андезитовые туфы с прослоями мраморов. Интрузивные породы представлены диоритовыми и андезитовыми порфиритами биргильдинско-то-минского комплекса позднедевонско-раннека-менноугольного возраста (Грабежев и др., 1998) и
км
1 2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
Фиг. 1. Схематическая геологическая карта Биргильдинско-Томинского рудного узла (а) и положение месторождений в сводной стратиграфической колонке района (б) (Грабежев и др., 2000 с изменениями).
1 — андезитовые туфы, мрамора (С1); 2 — вулканогенно-осадочные породы березняковской свиты Ф3—С1); 3 — осадочные породы ^2_з); 4 — известняки (З^); 5 — песчаники, алевролиты и мрамора (02—81); 6 — базальты и их туфы (О1-2); 7, 8 — челябинский комплекс: 7 — граниты (С3—Р2), 8 — гранодиориты (С^); 9 — биргильдинско-томинский комплекс ^з—С1): диоритовые порфириты (а) и андезитовые порфириты (б); 10 — габбро-кварц-диорит-плагиогра-ниты вознесенского массива (О2—3); 11 — тектонические нарушения: субвертикальные (а), надвиги (б); 12 — месторождения и рудопроявления: 1 — Биксизак, 2—3 — эпитермальные: 2 — Мичуринское, 3 — Березняковское, 4—7 — медно-порфировые: 4 — Томинское, 5 — Калиновское, 6 — Ягузак, 7 — Биргильдинское. Серый прямоугольник на врезке — территория района.
1
2
3
Челябинским гранитоидным массивом раннека-менноугольно-триасового возраста (Осипова и др., 2010). На территории рудного узла известно несколько месторождений и рудопроявлений Си-порфирового (Томинское, Калиновское, Биргильдинское и др.) и Ли-Л§ эпитермального (Березняковское рудное поле, Мичуринское
рудопроявление и др.) типов, связанных с интрузиями биргильдинско-томинского комплекса (Грабежев и др., 1998). Генетическое родство рудной минерализации различного типа и диоритов доказано на основании изучения петро-химических особенностей диоритов и околорудных метасоматитов (Грабежев и др., 1998) и геохи-
мии редких и редкоземельных элементов и изотопов 8г и Nd (Грабежев, 2009; Грабежев, Краснобаев, 2009).
Каждое месторождение или рудопроявление Биргильдинско-Томинского узла, по-видимому, было образовано в самостоятельной порфирово-эпитермальной системе, которая функционировала вокруг штокообразной интрузии, сложенной диоритовыми или андезитовыми порфиритами. Строение таких комплексных систем подробно описано в литературе, например (Коваленкер, 2007; ВШИое, 2010; и др.). По имеющимся представлениям, на глубинах менее полутора километров формируется Ли-Л§ эпитермальная минерализация, а на глубинах два и более километров — Мо-Си-порфировая (фиг. 1б). Это хорошо согласуется с данными изучения флюидных включений на Березняков-ском эпитермальном (Плотинская и др., 2009) и Калиновском порфировом (Р1оИп8кауа г1 а1, 2014) месторождениях. При наличии в разрезе карбонатных пород образуются скарны и связанное с ними метасоматическое полиметаллическое оруденение, примером которого на описываемой территории является Биксизак (Грабежев, Широ-бокова, 1991; Плотинская и др., 2010). В дальнейшем тектонические подвижки и разный уровень эрозии обусловили эксгумацию минерализации, относящейся к разным уровням порфирово-эпи-термальной системы (Грабежев и др., 2000).
Цель настоящей работы — исследование эволюции состава блеклых руд от центра порфирово-эпитермальной системы к ее периферии по лате-рали. Для этого нами было выбрано рудопроявление Биксизак из-за большой горизонтальной протяженности минерализованной зоны.
КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Рудопроявление Биксизак находится в центральной части Биргильдинско-Томинского рудного узла. Территория рудопроявления (примерно 3 х 3 км) сложена верхнедевонско-нижнека-менноугольными андезит-дацитовыми туфами, которые подстилаются позднеордовикско-силу-рийскими известняками биксизакской свиты. Основание разреза сложено афировыми базальтами саргазинской свиты ордовикского возраста (фиг. 2). Породы прорываются андезитовыми и диоритовыми порфиритами биргильдинско-томинского комплекса (Грабежев, Широбокова, 1991; Пужаков, 1999; Сначев, Кузнецов, 2009; Серавкин, Сначев, 2012). На востоке территории интрузия диоритовых порфиритов вмещает молибден-меднопор-фировую минерализацию, а известняки, находящиеся в контакте с ней, скарнированы (Пужаков, 1999). По-видимому, эта интрузия являлась центром Биксизакской порфирово-эпитермальной системы, восточная часть которой была эродирована.
На рудопроявлении Биксизак выделено два участка — Западный и Восточный, которые различаются условиями локализации, химизмом и минеральным составом руд (Грабежев и др., 1998; Сначев, Кузнецов, 2009). Прожилково-вкраплен-ная полиметаллическая минерализация Западного участка приурочена к прослоям окварцован-ных и анкеритизированных известняков в анде-зит-дацитовых туфах. В центральной зоне широко распространены халькопирит и блеклая руда, часто встречаются гнезда барита, а на периферии пирит, халькопирит, гематит и галенит (Плотинская и др., 2010). Минерализация Восточного участка образует прослои вкрапленных, иногда массивных, халькопирит-пирит-сфалери-товых руд мощностью до первых метров в известняках силурийского возраста (Грабежев и др., 1998). Рудные тела залегают согласно с вмещающими породами и имеют пластовую или линзо-видную форму (фиг. 2б). В целом рудная залежь в плане имеет размеры 700—1000 м в длину и 400— 800 м в ширину и полого погружается на запад (Грабежев и др., 1998). Восточный участок характеризуется заметно более высокими содержаниями Zn и РЬ, а Западный — Си и Л§ (Пужаков, 1999).
МИНЕРАЛЬНЫЕ АССОЦИАЦИИ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ
На рудопроявлении установлено шесть основных минеральных ассоциаций (фиг. 3): 1) гема-тит-магнетитовая; 2) пирит-арсенопиритовая; 3) халькопирит-сфалеритовая; 4) блеклорудно-халькопиритовая; 5) золото-теллуридная и 6) се-ребро-сульфосольная (Плотинская и др., 2010; Р1оИп8кауа г1 а1, 2014). Установить временные соотношения между ассоциациями удается не всегда, и, возможно, зачастую они имеют не стадийный, а фациальный характер.
Гематит-магнетитовая ассоциация встречается в подошве рудных тел и представлена вкрапленностью магнетита и гематита в кварце. Минерализация пирит-арсенопиритовой ассоциации развита на Восточном участке и представлена кварц-карбонат-арсенопиритовыми прожилками. Помимо арсенопирита здесь изредка встречаются пирит и блеклая руда-1. Минералы халькопирит-сфалеритовой ассоциации представлены сфалеритом,
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.