УДК 56.012:552.56(470.5)
БИОМОРФНЫЕ СТРУКТУРЫ В ЖЕЛЕЗИСТО-КРЕМНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ КОЛЧЕДАНОНОСНЫХ ПАЛЕОГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ
ПОЛЕЙ УРАЛА
© 2013 г. Н. Р. Аюпова, В. В. Масленников
Институт минералогии УрО РАН 456317 Миасс, Ильменский гос. заповедник Южно-Уральский государственный университет 454080 Челябинск, проспект им. В.И. Ленина, 76; E-mail: aupova@mineralogy.ru; mas@mineralogy.ru Поступила в редакцию 01.08.2011 г.
В статье впервые приведены бактериоморфные и микрофаунистические структуры в железисто-кремнистых отложениях, широко распространенных в вулканогенно-осадочных комплексах колче-даноносных палеогидротермальных полей Урала. Бактериоморфные структуры представлены:
1) гематит-кварцевыми нитчатыми образованиями с диаметром нитей 8—10 мкм и длиной 80—90 мкм,
2) пучками ветвящихся или спутанно-волосовидных нитей гематит-кварцевого состава, отличающимися небольшим диаметром (1—4 мкм) при длине до 100 мкм; 3) микротрубчатыми формами диаметром 20—30 мкм с длиной некоторых трубок до 500 мкм, в тесном сплетении с тонкими гематит-кварцевыми нитями (диаметр 3—5 мкм); 4) гематит-кварцевыми нитями, состоящими из цепочек удлиненно-овальных комочков и имеющими осевой канал диаметром 1 мкм. В тесной ассоциации с бактериоморфными структурами в железисто-кремнистых отложениях обнаружены фосси-лизированные трубчатые организмы (диаметр трубок 60—120 мкм), тентакулиты, скелетные остатки радиолярий, фораминифер и др. Установлено, что накопление таких элементов, как Fe, Si, Ca, P, Mn, Ba, Ti, K, ассоциирующих с биоморфными структурами, происходило с образованием собственных минеральных форм. Выявленные биоморфные структуры в околорудных госсанитах отличаются от таковых в безрудных джасперитах их обилием, разнообразием и присутствием трубчатых форм организмов и тентакулитов.
Установленная биоминерализация различной сохранности в палеозойских железисто-кремнистых отложениях может свидетельствовать о микробиальном воздействии на геохимические процессы при разложении исходных гиалокластитовых осадков с примесью сульфидов и карбонатов в низкотемпературных условиях с отложением железа и кремнезема.
DOI: 10.7868/S0024497X13030026
Ярко-красные яшмовидные железисто-кремнистые отложения гематит-кварцевого состава являются характерным компонентом рудовмеща-ющих разрезов колчеданных месторождений Урала. Формирование этих пород связывают с низкотемпературными гидротермально-осадочными процессами [Зайкова, 1991; Зайков, 1991; Гаври-лов, 1972; Старикова, 2001; Брусницын, Жуков, 2010], со сменой восстановительного и окислительного режимов водной среды в процессе хемо-генно-осадочного рудообразования [Скрипчен-ко, 1972], а также с субмаринным выветриванием и замещением гематитом и кремнеземом гиалок-ластитов базальтового состава [Пуркин, Денисова, 1987; Злотник-Хоткевич, 1989]. Последняя концепция находит свое фактическое подтверждение в работах авторов статьи [Масленников, 1999; Аюпова, Масленников, 2005]. В железисто-кремнистых породах колчеданоносных палеогидротермальных полей Урала выявлены реликтовые
гиалокласты основного и/или кислого состава, сульфидные рудокласты и карбонатные интрак-ласты [Масленников, Аюпова, 2007; Аюпова, Котляров, 2009].
Изучение последовательности преобразований исходных гиалокластитов, сульфидов и карбонатов позволило разработать гальмиролитиче-скую модель формирования железисто-кремнистых отложений [Масленников, Аюпова, 2007]. В соответствии с этой моделью основными источниками железа и кремнезема служили гиалокласты и сульфиды, а карбонаты создавали субщелочную среду, благоприятную для фиксации гидроксидов железа и выноса элементов-гидролизатов [Ма81еп-шкоу е! а1., 2003; Масленников, Аюпова, 2007]. Гальмиролитическая модель не исключает биоминеральные взаимодействия, однако биоморфные структуры долгое время оставались неизученными. Такая макрофауна, как вестиментиферы, полихеты, бивальвии и другие, установленные в колчедан-
ных рудах Урала [Little et al., 1999b], не характерна для железисто-кремнистых образований. Задача данной статьи — представить информацию о био-морфных структурах железисто-кремнистых отложений для оценки возможности влияния микроорганизмов на их формирование.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Минеральный состав образцов и микрофосси-лии изучены с помощью оптического микроско-
60°
Рис. 1. Схема размещения железисто-кремнистых отложений на колчеданоносных палеогидротермаль-ных полях Урала [Аюпова, Масленников, 2005]. Преобладающие типы железисто-кремнистых отложений: 1 — высокожелезистые (Бе20з > 20 мас. %) и марганцовистые (МпО > 3 мас. %) гематит-кварцевые, хлорит-гематит-кварцевые и карбонат-гематит-кварцевые; 2 — от высокожелезистых хлорит-магнетит-гематит-кварцевых до низкожелезистых магнетит-гематит-кварцевых; 3 — от умеренножелезистых (Бе 10—20 мас. %) до низкожелезистых гематит-кварцевых с редкими высокожелезистыми разностями;
4 — низкожелезистые (Бе < 5—10 мас. %) гематит-кварцевые и кремнистые породы; 5 — пирит-карбонатные пелитолиты; 6 — известковистые хлоритоли-ты, серпентинитовые пелитолиты с гематитом, магнетитом, пирротином и пиритом; 7 — богатые магнетитом породы типа 3 и 4.
На схеме: ВУ — Восточно-Уральская; М — Магнитогорская; С — Сакмарская; Т — Тагилская металлоге-нические зоны. ГУР — Главный Уральский разлом, ЗМ — Западно-Магнитогорская островная дуга, ВМ — Восточно-Магнитогорская островная дуга; Д — Дом-баровский задуговой бассейн, ЗМг — Западно-Мугод-жарский междуговой бассейн.
Колчеданоносные районы (в скобках — месторождения): 1 — Ивдельский (Шемурское, Ново-Шемур-ское, Тарньерское), 2 — Карпинский (Валенторское), 3 — Кабанский (Кабанская группа), 4 — Красноураль-ский (Красногвардейское, им. III Интернационала),
5 — Кировградский (Левихинское, Ломовское, Ново-Шайтанское, Карпушинское, Калатинское), 6 — Дег-тярский (Дегтярское, Зюзельское), 7 — Маукский (Маукское), 8 — Ивановский (Ивановское), 9 — Иш-кининский (Ишкининское), 10 — Медногорский (Блявинское, Комсомольское, Яман-Касинское), 11 — Верхне-Пышминский (Пышминско-Ключевское); 12 — Карабашский (Сталинское, Ворошиловское, Дзержинское), 13 — Миасский (Мелентьевское), 14 — Учалинский (Учалинское, Ново-Учалинское), 15 — Верхнеуральский (Узельгинское, Талганское, им. XIX Партсъезда, Молодежное, Чебачье, Озерное, Западно-Озерное), 16 — Александринский (Александрин-ское, Бабарыкинское), 17 — Сибайский (Сибайское, Камаганское, Бакр-Узяк), 18 — Баймакский (Таш-Тау, Бакр-Тау, Балта-Тау, Уваряжское, Юлалинское), 19 — Подольский (Подольское), 20 — Бурибайский (Бури-байское, Юбилейное, Маканское, Октябрьское), 21 — Гайский (Гайское), 22 — Теренсайский (Джусинское, Барсучий Лог), 23 — Ащебутакский (Западно-Ащебу-такское, Иссигужинское), 24 — Домбаровский (Зимнее, Летнее, Осеннее), 25 — Режевской (Сафьянов-ское), 26 — Кунашакский (Касаргинское, Султанов-ское), 27 — Амурский (Амурское), 28— Айдырлинский (Айдырлинское), 29 — Среднеорский (Приорское, 50 лет Октября), 30 — Верхнеорский (Лиманное), 31 — Берчогурский (Жарлы-Аша, Кок-Жарлы).
ОИвдел
60°
56°
52°
Р55
ш
00 00
к
Н О
О м К ¡4
К
Я
о и
и
W
м Е
и
К
о
О
И
Е
и %
Y 1 L 2
V 4
4 I 10 | <3 | 11 | < | 12 | <1 | 13 | п 114
1 км
Рис. 2. Геологическая позиция железисто-кремнистых отложений в разрезах колчеданоносных палеогидротермальных полей. Составлена с использованием [Медноколчеданные ..., 1985].
1 — серпентиниты; 2 — базальты, их лаво- и гиалокластиты; 3 — риодациты, дациты, их лаво- и гиалокластиты; 4 — андези-базальты, андезиты, андези-дациты и их вулканокластиты; 5 — колчеданные рудные тела; 6 — известняки; 7 — базальтовая вулканогенно-осадочная толща; 8 — силициты; 9 — горизонты железисто-кремнистых отложений; 10—13 — госсаниты: 10 — высокожелезистые (FejOj > 20 мае. %) гематит-хлорит-кварцевые, хлорит-магнетит-гематит-кварцевые и кар-бонат-гематит-кварце вые, 11 — умеренножелезистые (Ре2Оз 10—20 мае. %) гематит-кварцевые, 12 — низкожелезистые (Ре2Оз < 10 мае. %) гематит-кварцевые, 13 — магнетит-хлорит-кварцевые, гематит-магнетитовые, 14 — низкожелезистые гематит-кварцевые джаспериты, слоистые яшмы, кремнистые пелитолиты. I—IX — рудные районы: I — Медногорский, II — Ивдельский, III — Бурибайский, V — Верхнеуральский, VI — Александринский, IV — Сибайский, VII — Домбаров-ский, "VTII — Среднеорский, Верхнеорский и VIII — Берчогурский, IX — Режевской.
Месторождения: 1 — Блявинское, 2 — Яман-Касинское, 3 — Ново-Шемурское, 4 — Бурибайское, 5 — Гашкулинское, 6 — Маканское, 7 — Октябрьское, 8 — Ново-Сибайское, 9 — Узельгинское, 10 — Молодежное, Чебачье, 11 — Галганское, им. XIX Партсъезда, 12 — Александринское, 13 — Бабарыкинское, 14 — Летнее, 15 — Осеннее, 16 — Зимнее, 17 — Жарлы-Аша, 18 — Приорское, 19 — Лиманное, 20 — Сафьяновское.
Формации: Ы — Блявинская (Sjld); sh — Шемурская (Sjld); bb — Баймак-Бурибайская (Djems), ir — Ирендыкская (D2e); kr — Карамалыташская и Александринская (Dje-gv); ul — Улутауская (D2_3); km — Киембаевская (Dj); kb — Кокбактинская (Dj); kur — Куркудукская ml— Милыашинская (Dje-gv) [Медноколчедан-
ные ..., 1985].
> s
я
o
и
>
s
M
я
Я
Я
§
и
Рис. 3. Положение госсанитов на колчеданных месторождениях Урала [Масленников, 2006].
1, 2 — рудокластиты: 1 — брекчии, 2 — проксимальные турбидиты; 3 — баритовые, госсанитовые и сульфидные слои; 4 — гос-саниты; 5—8 — халькопирит-пиритовые, сфалерит-халькопирит-пиритовые гидротермальные руды, содержащие реликты: 5 — сульфидных труб, 6 — донных гидротермальных колломорфных фаций, 7 — сульфидизированных трубок червей, 8 — сульфидизированных моллюсков; 9 — сульфидные штокверки.
Александринское /
YrV
50 км
Талганское
У Y Y У
100 км
Ф
И
0
па Olympus 51X (отраженный свет, темнопольное изображение), рентгенофазового анализа и электронного микроскопа РЭММА-202, оснащенного энергодисперсионным анализатором. Идентификация минерализованных микроорганизмов проводилась на основании сравнения особенностей их формы, размера и состава с имеющимися в научных публикациях данными [Ferris et al., 1986; Juniper, Fouquet, 1988; Duhing et al., 1992; Konhauser, 2006 и др.]. Полный силик
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.