ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2011, № 5, с. 475-483
УДК 550.42/552.5(924.72/76)
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕРРИГЕННЫХ РУДОВМЕЩАЮЩИХ ОТЛОЖЕНИЙ КОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ВОСТОЧНОГО КАВКАЗА © 2011 г. Н. А. Новрузов
Институт геологии НАНАзербайджана Азербайджан, Az 1143, Баку, проспект Г. Джавида, 29А;
E-mail: nnovruz@rambler.ru Поступила в редакцию 01.06.2009 г.
На основе большого фактического материала освещены геохимические особенности распределения редких, благородных, щелочных, радиоактивных и других примесных компонентов в нижне-среднеюрских терригенных рудовмещающих отложениях колчеданных месторождений Восточного сегмента Большого Кавказа. На примере Филизчайского колчеданно-полиметаллического месторождения установлены общие закономерности в характере распределения элементов в рудной залежи и околорудном пространстве, являющиеся отражением общей геохимической зональности. Уровни концентрации большинства компонентов зависят от литологического состава и степени околорудного изменения пород, расположения последних в разрезе, близости расположения контактирующей руды и ее минерального состава. Содержания элементов, характерных для руд, во вмещающих породах во многом тесно связаны с их концентрацией в самих залежах.
Полигенно-полихронные колчеданные месторождения Восточного Кавказа, сосредоточенные в нижне-среднеюрских терригенных отложениях, характеризуются специфическими особенностями. Отложения верхнего плинсбаха — филизчай-ская серия р2) — являются самой древней толщей Филизчайского месторождения. Они вмещают одноименную рудную залежь и представлены гидрослюдистыми глинистыми сланцами, чередующимися с пакетами песчаного флишоида. На месторождении Катех толща глинисто-сидерито-вой свиты тоара является рудовмещающей, характеризуется присутствием многочисленных конкреций глинистого сидерита, пирита-сидерита и отличается повышенным содержанием органического вещества. Терригенные отложения нижнего тоара на Кацдаге расчленяются на две толщи, где залежи массивных руд локализованы в нижней толще глинистых сланцев, обогащенных пиритовыми и пирротиновыми конкрециями и вкрапленниками [Курбанов и др.,1983]. Литоло-го-фациальные особенности рудовмещающих толщ на Джихих-Сагаторском месторождении (1111-2) свидетельствуют о трансгрессивном характере процесса осадконакопления. Верхнеяла-хкамская подсвита верхнего аалена, вмещающая месторождение Кизил-Дере, представляет собой мощную флишоидную толщу, в составе которой резко преобладают гидрослюдистые глинистые сланцы. Характерной чертой этой толщи является присутствие в ее верхней части многочисленных конкреций сидерита и пирита, особенно ши-
роко развитых в рудосодержащей свите [Холодов, Кикнадзе, 1983].
Вопросы, связанные с формированием рассматриваемых колчеданных месторождений и затронутые в многочисленных публикациях, были обобщены и всесторонне освещены в монографии В.Н. Холодова и З.Р. Кикнадзе [1989]. В целом, формирование рудных залежей происходило длительно, имело полиэтапный и многостадийный характер. По мнению авторов, процессы формирования пирротиновых руд в некоторой степени связаны с возрастом складчатости. В районах, где процессы ее образования начались в байосе, формирование пирротиновых руд предшествует полиметаллической минерализации (Кизил-Дере) и, наоборот, где складкообразование имело место только в конце бата, пирротино-вые руды формируются позже полиметаллических (филизчайская группа месторождений).
Используемые в настоящей работе анализы отдельных химических элементов были выполнены в лаборатории геохимии Института неорганической и физической химии и секторе геохимии редких элементов Института геологии Национальной Академии наук Азербайджана, ИМГРЭ, ЦНИГРИ, а также центральной химической лаборатории бывшей Госкомгеологии Азербайджана.
В основу проведенных исследований были положены материалы, собранные автором в полевых условиях и обработанные в лаборатории. Пробы глинистых сланцев, алевропесчаников и других пород были отобраны из многочисленных
Таблица 1. Средние содержания элементов-примесей в рудовмещающих породах колчеданных месторождений азербайджанской части Южного склона Большого Кавказа (г/т)
Глинистые сланцы
Элементы Филиз-чай Катех Кацдаг Джихих-Сагатор Филиз-Чай Катех Кацдаг Джихих-Сагатор
Т1 7.3 (28) 1.8 (25) 0.9 (34) 2.5 (13) 2.2 (16) 1.6 (14) 0.3 (13) 1.5 (10)
Оа 25 (19) - 27.8 (5) 15 (13) 19.6 (12) - 26.7 (6) 12 (10)
Ое 2.2 (8) 1.4 (9) - 2.3 (13) 2.1 (2) 0.8 (6) - 2.1 (10)
Ag 2.5 (45) 4.0(16) 0.84 (29) - 1.6 (21) 2.4 (7) 0.38 (9) -
В1 6.5 (17) 1.1 (13) 1.9 (29) - 6.0 (7) 1.0 (7) 2.9 (9) -
Со 52.9 (285) 31.2 (24) 13.3 (34) 9.2 (12) 46.3 (41) 31.7 (6) 10.6 (13) 8.4(12)
N1 42.5 (36) 29.3 (6) 31.4 (34) 13.1 (12) 29.4 (15) 22.5 (5) 26.8 (13) 11.2 (12)
Мп 350.3 (35) 455 (6) 451 (34) 1600(12) 327.3 (15) 350 (5) 729(13) 1475(12)
Яп 9.3 (36) 3.8 (6) 4.4 (29) - 2.8 ( 8) 2.5 (5) 3.6 (8) -
НЕ 0.028(111) 1.3(29) - - 0.013(15) 0.7 (14) - -
Мо 2.5 (18) 1.4 (6) 1.5 (34) 1.8 (12) 1.1 (5) 1.2 (5) 0.7 (13) 1.2 (12)
ы 34.5 (42) 74 (46) 23.4 (5) - 34.9 (7) 60.4 (11) 23.6 (5) -
Rb 77.9 (43) 135.7 (46) 112 (5) - 90.0 (7) 60.9 (11) 50 (5) -
К,% 1.67 (46) 2.91 (46) 2.58 (5) - 1.87 (7) 1.50 (11) 1.08 (5) -
0.80 (45) 1.07 (46) 0.22 (5) - 1.73 (7) 1.26 (11) 0.09 (5) -
и 1.4 (16) 2.5 (9) - - 1.4 (7) 1.9 (9) - -
ТЪ 13.1 (15) 6.1 (9) - - 8.4 (6) 3.9 (9) - -
Алевропесчаники
Примечание. В скобках — количество анализов; прочерк — нет данных.
горных выработок и кернов скважин со всех колчеданных месторождений и рудопроявлений, а также из естественных обнажений на Южном склоне Большого Кавказа. При выборе вида анализа подготовленных проб особое внимание было уделено чувствительности и точности методов. Анализы на Сё, Аи и Л§ проводились атомно-аб-сорбционным методом; 1п, Т1, Ga, Ge, Со, N1, Мо, Мп, В1 и ТЪ — фотоколориметрическим; и — люминесцентным; К, Li и Rb — пламенно-фотометрическим; Щ, Sn и В — количественно-спектральным; Си, Zn и РЬ — полярографическим. Сходимость анализов была удовлетворительной.
Результаты многочисленных аналитических данных были обработаны с помощью статистических методов анализа с выявлением функции распределения содержаний химических элементов в литофациях изученных пород и корреляционных взаимоотношений между ними.
ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ-ПРИМЕСЕЙ В РУДОВМЕЩАЮЩИХ ПОРОДАХ
Геохимические особенности распределения химических элементов в рудовмещающих породах колчеданных месторождений региона были
рассмотрены в ряде работ, в подавляющем большинстве которых изучением охвачены, главным образом, рудообразующие компоненты. Проведенные нами исследования включают целый ряд примесных компонентов, в первую очередь редких и благородных элементов, что, как нам кажется, полностью отражает геохимические свойства изучаемых пород.
Элементы-примеси руд во вмещающих породах
В рудовмещающих породах Филизчайского месторождения среди элементов группы индия (1п, Сё, Т1, Ga, Ge) повышенной концентрацией отличается лишь Т1, являющийся характерной примесью также и самих руд. Он преимущественно накапливается в глинистых сланцах (см. табл. 1), в которых максимальные концентрации элемента приурочены к гидротермально-измененным разностям (в среднем 15.1 г/т). В сериците содержание Т1 составляет 5.8—9.2 г/т. Выявлено изменение концентраций элемента по вертикальному разрезу рудовмещающих пород (рис. 1). Концентрация Т1 в них в существенной мере контролируется также типом контактирующей руды. Так, породы, контактирующие со слоисто-полосчатыми колчеданно-полиметаллическими рудами, содержат его в несколько раз больше, чем породы, вме-
20
15
Г 15
0
'10
й сл
10
0
« H
0
Ь4
ее1 Ü
о~2 U
Co
Tl Ni
Mn Ag Ga Bi
Sn» Mo»
Hg
Sn Mn
Co Mo Bi
Ni
Ag Ga
Tl Hg
8
6
5
5
0
0
Рис. 1. Распределение средних содержаний элементов-примесей в глинистых сланцах по разрезу рудовмещающих пород Филизчайского месторождения.
1 — надрудная толща, 2 — рудный горизонт, 3 — подрудная толща.
щающие другие типы руд. Расположение названного типа руд в составе единой пластообразной залежи Филизчая и область повышенных содержаний Tl пространственно совпадают: те и другие тяготеют к верхней ее части и западному флангу. При этом концентрация Tl в глинистых сланцах значительно (иногда более, чем в 20 раз) увеличивается с приближением к рудной залежи (скв. 379, 602 п). В рудовмещающих отложениях Катехского месторождения содержание Tl значительно уменьшается (см. табл. 1). Бедность рудоносных растворов Tl — причина обеднения этим элементом околорудных пород Кацдагского и Джихих-Сагатор-ского месторождений. Во вмещающих породах содержание Ga обычно больше, чем в самих сфалеритах, распределен он относительно равномерно. В надрудной и подрудной толщах и в отдельных разновидностях рудовмещающих пород содержания его близкие. В околорудных породах Cd присутствует спорадически. Небольшое количество его отмечено в отдельных пробах сульфиди-зированных глинистых сланцев Филизчая. Концентрация In в породах на 2—3 порядка ниже, чем других элементов этой группы. Количество Ge в рудовмещающих породах несколько повышено в глинистых сланцах, подвергшихся гидротермальному изменению, и в надрудной толще. На Джи-хих-Сагаторском месторождении средние содержания элемента в литофациях очень близки.
На Филизчае повышенные содержания серебра характерны для сульфидизированных, а также гидротермально-измененных пород. Сравнительно высокая концентрация элемента наблюдается в рудном горизонте и надрудной толще. В редких случаях в сульфидизированных породах подрудной толщи Л§ составляет тысячные доли процента. В 50% проб вмещающих пород Ли не обнаружено, а в остальных содержание его составляет 0.01—0.03 г/т. Л§ присутствует во всех пробах околорудных пород Катеха, где количество его значительно варьирует, а среднее содержание повышено. В сильно измененных глинистых сланцах концентрация Л§ возрастает, там спорадически обнаруживается и Ли (максимально до 0.6 г/т). Несмотря на низкое содержание Л§ в околорудных породах Кацдага, в глинистых сланцах концентрация элемен
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.