научная статья по теме БИККУЛОВСКОЕ МАРГАНЦЕВОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ (ЮЖНЫЙ УРАЛ): ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ, СОСТАВ МЕТАЛЛОНОСНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ, МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ Геология

Текст научной статьи на тему «БИККУЛОВСКОЕ МАРГАНЦЕВОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ (ЮЖНЫЙ УРАЛ): ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ, СОСТАВ МЕТАЛЛОНОСНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ, МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ»

ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2009, № 6, с. 613-636

УДК 553.061.11+553.32

БИККУЛОВСКОЕ МАРГАНЦЕВОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ (ЮЖНЫЙ УРАЛ): ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ, СОСТАВ МЕТАЛЛОНОСНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ, МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ

© 2009 г. А. И. Брусницын, И. Г. Жуков*, В. Н. Кулешов**

Геологический факультет Санкт-Петербургского государственного университета 199034 Санкт-Петербург, Университетская набережная, 719; E-mail: brusspb@yandex.ru * Институт минералогии Уральского отделения РАН 456317 г. Миасс Челябинской области; E-mail: zhukov@ilmeny.ac.ru ** Геологический институт РАН 119017 Москва, Пыжевский пер., 7; E-mail: kuleshov@ginras.ru Поступила в редакцию 12.11.2008 г.

Приведены результаты исследования Биккуловского марганцевого месторождения, приуроченного к вулканогенно-осадочным толщам Магнитогорского палеовулканического пояса. Охарактеризованы геологическое строение месторождения, минеральный и химический состав руд и вмещающих пород (вулканомиктовых песчаников, железистых, марганцовистых и железо-кремнистых туффитов, джасперитов). Анализ полученных данных позволил выделить четыре последовательных этапа формирования месторождения: 1) накопление и диагенез рудоносных отложений (Б2-3); 2) захоронение и низкоградный (Т = 200-250°С, Р = 2-3 кбар) региональный метаморфизм пород (Б2-3-С1); 3) тектонические деформации вулканогенно-осадочных толщ (С2-Р); 4) гипергенез и частичная денудация пород (М2-К2). Предложена модель формирования рудоносных отложений, согласно которой формирование продуктивной пачки происходило в области поступления гидротермальных растворов к поверхности морского дна. Разгрузка растворов с осаждением из них железа и кремния началась не на поверхности океанического дна, а ниже этого уровня еще в придонной толще вулканомиктовых осадков. Поверхности дна достигали "истощенные" растворы. Смешиваясь с морской водой, они окончательно теряли металлы: железо и марганец переходили в осадок, образуя рудоносный пласт. Таким путем формировались зональные отложения с железистыми туф-фитами в основании и марганцевыми рудами в кровле.

Биккуловское месторождение находится на Южном Урале в 40 км к западу от г. Магнитогорска, в 3.5 км северо-западнее одноименного поселка. Месторождение было открыто в 1917 г., его разведка с попутной добычей руд проведены в 1939-42 гг. группой геологов под руководством В.Н. Разумо-вой. Результаты этих работ, дополненные материалами собственных исследований, приводятся в монографии А. А. Гаврил ова [1972]. Немного позже месторождение изучал В.В. Калинин [1978]. Кроме того, краткие сведения или просто упоминания о нем содержатся во многих публикациях, посвященных марганцевому оруденению Южного Урала [Бе-техтин, 1940; Херасков, 1951; Ходак, 1973; Михайлов, Рогов, 1985; Магадеев и др., 1997; Овчинников, 1998; Контарь и др., 1999; Салихов и др., 2002 и др.]. Практически все исследователи относят Биккулов-ское месторождение к числу широко распространенных в примагнитогорском районе марганцево-рудных объектов гидротермально-осадочного генетического типа.

Характерной особенностью месторождений данного типа служит локализация рудных пластов среди кремнистых или железо-кремнистых отложений. Это типично и для месторождений Южного Урала. Строению и моделям образования таких залежей посвящено большое число работ [Херасков, 1951; Рой, 1986; Старикова и др., 2004; Брусницын, Жуков, 2005; БопаШ а а1., 1976; Сгегаг е! а1., 1982; ИиеЪпег е! а1., 1992 и др.]. В то же время литологиче-ский состав отложений Биккуловского месторождения несколько иной: силициты здесь имеют ограниченное развитие, а основной объем марганцевых руд приурочен к вулканомиктовым породам. Соответственно и условия накопления металлоносных осадков в данном случае обладают своей спецификой, что заслуживает особого рассмотрения.

В последние годы интерес к марганцевым месторождениям Южного Урала заметно усилился. Это связано с переоценкой их значения как источников марганцевых руд, а также с всесторонним исследованием металлогении палеовулканических ком-

плексов. В рамках данных задач авторами в 20002006 гг. проведено дополнительное изучение геологического строения Биккуловского месторождения и вещественного состава слагающих его пород. Благоприятными предпосылками для наших работ служили хорошая обнаженность объекта, а также то, что основная масса добытой в 1940-е годы руды не отправлялась на утилизацию, а складировалась на бортах нескольких карьеров. В настоящей статье приводятся результаты выполненных исследований и дается их генетическая интерпретация с позиции современных представлений о процессах гидротермально-осадочного рудогенеза.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Месторождение расположено в западном борту Магнитогорского палеовулканического пояса (рис. 1). По современным представлениям эта крупная структура является фрагментом активной океанической окраины, сочетавшей в себе обстановки энсиматической островной дуги (Западно-Магнитогорской) и примыкающего к ней с востока междугового бассейна (Сибайского) [Зоненшайн и др., 1984; Серавкин и др., 1992; Пучков, 1993; Контарь, Либарова, 1997; Коротеев, Сазонов, 2005; Зайков, 2006 и др.]. Индикатором островодужных условий служит дифференцированная андезит-базальтовая формация ирендыкской свиты ^еш-^е^). К формации междугового бассейна относится контрастный риолит-базальтовый комплекс карамалыташ-ской свиты (Б2е1). Эффузивные породы на всей территории района перекрыты более молодыми осадочными толщами, сформировавшимися в период затухания магматической деятельности в ходе эрозии вулканических построек, что сопровождалось седиментацией эдафогенного, гидротермального и органогенного материала. В строении осадочной толщи снизу вверх по разрезу выделяются: бугулыгырский кремнистый горизонт (В2е1), улута-уская тефро-терригенная свита (В27у-В31т), мука-совский кремнистый горизонт (В3!г), колтубанская

карбонатно-терригенная (В31Ш) и зилаирская тер-ригенная свиты (Р31Ш-С11). Накопление осадков происходило преимущественно во впадине междугового бассейна и менее интенсивно в вулканических депрессиях островной дуги. К осадочным отложениям приурочены многочисленные месторождения марганца, в том числе и Биккуловское.

Биккуловское месторождение находится на восточном фланге палеоостроводужной структуры в пределах зоны ее сочленения с комплексами междугового палеобассейна. Марганцевая минерализация локализована в отложениях верхней части улу-тауской свиты вблизи их контакта с вышележащими сланцами мукасовского горизонта. Вмещающие отложения представлены известковистыми туффи-тами, вулканомиктовыми песчаниками и гравелитами с небольшими прослоями кремнистых сланцев и известняков. Рудоносная пачка сложена собственно марганцевыми рудами, а также тесно ассоциирующими с ними джасперитами, железистыми, марга-цовистыми и железо-кремнистыми туффитами. Данные породы формируют единую стратиформ-ную залежь с четко выраженной вертикальной и латеральной зональностью (рис. 2).

В основании рудоносной пачки на вулканомик-товых отложениях и известняках залегают железистые туффиты. Они представляют собой тонко-, среднеобломочную породу темного вишнево-красного цвета с неяснополосчатой или, реже, массивной текстурой. Порода имеет такое же строение, как и подстилающие безжелезистые туффиты, но отличается от них по составу. Фрагменты вулкано-кластики здесь скреплены не терригенным, кремнистым или карбонатным материалом, а тонкозернистой кварц-гематитовой массой. Кроме того, количество цемента в железистых туффитах (3050 об. %) заметно выше, чем в неожелезненных разновидностях (10-30 об. %).

Железистые туффиты прослеживаются по всему месторождению в виде монотонного пласта мощностью около 5 м. Его однородное строение местами нарушается наличим мелких (толщиной не

Рис. 1. Схемы размещения главных марганцевых месторождений Магнитогорского палеовулканического пояса (а) и геологического строения района Биккуловского месторождения (б).

1 - палеогеодинамические зоны (П - Присакмарская, фрагмент аккреционной призмы, Зм - Западно-Магнитогорская островная дуга, Сиб - Сибайский междуговый бассейн, Вм - Восточно-Магнитогорская островная дуга, Д - Домбаровский за-дуговый бассейн); 2 - границы (а — Магнитогорского палеовулканического пояса, б - палеогеодинамических зон); 3-9 -стратифицированные отложения: 3 - зилаирская (D3fm—Cit), березовская (Cit) и кизильская (Civ) свиты: известняки, алевролиты, песчаники, глинистые сланцы, 4 - колтубанская свита (D3fm): вулканомиктовые конгломераты, песчаники, глинисто-кремнистые сланцы, 5 - мукасовский горизонт Фз&): кремнистые сланцы, 6 - улутауская свита (D2ZV—D3&1): вулканомиктовые песчаники и гравелиты кислого и среднего состава, 7 - бугулыгырский горизонт (D2ef2): джаспериты, яшмы, алевролиты, 8 - карамалыташская свита (D2ef): базальты, риолиты и их туфы, прослои яшм, 9 — ирендыкская свита (Diem(D2ef): порфириты базальтового, андезит-базальтового состава; 10 - серпентиниты; 11 — крупные разломы; 12 — месторождения марганцевых руд; 13 - города и поселки.

Цифрами на схеме а обозначены месторождения: 1 - Кожаевское, 2 - Тетраук, 3 - Уразовское, 4 - Кызыл-Таш, 5 - Мами-линское, 6 - Губайдулинское, 7 - Янзигитовское, 8 - Северо-, Средне- и Южно-Файзулинское, 9 - Бахтинское, 10 - Лисьи Горы, 11 - Репино-Круторожинское.

Схемы составлены по материалам: а - [Контарь, Либарова, 1997; Контарь и др., 1999]; б - по материалам O.A. Нестояновой и Д.Г. Жигановой (1958 г.) с исправлениями и дополнениями авторов.

БРУСНИЦЫН и др. Северный участок Южный участок

D3fr

D2zv-D3fr1

5 м

[о <.-■ 4 5

6

А А А

7

8

9

10 11

1,-6, ■■ 12

Рис. 2. Стратиграфические колонки Биккуловского месторождения (по материалам В.Н. Разумовой (1942 г.) с исправлениями и дополнениями авторов).

1 - мукасовский горизонт: кремнистые сланцы и алевролиты; 2-11 - улутауская свита: 2 - серо-зеленые грубообломочные вулканомиктовые песчаники и гравелиты, 3, 4 - сургучно-красные железо-кремнистые туффиты (яшмо-туффиты): 3 - с незначительным количеством вулканомиктового материала, 4 - обогащенные вулканомиктовым материа

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