ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2007, № 4, с. 406-425
УДК 552.55+550.4+551.761] (571.6)
ГЕОХИМИЯ И МЕТАЛЛОИОСИОСТЬ УГЛЕРОДИСТЫХ СИЛИЦИТОВ
ТРИАСА СИХОТЭ-АЛИИЯ
© 2007 г. Ю. Г. Волохин, В. В. Иванов
Дальневосточный геологический институт ДВО РАН 690022 Владивосток, проспект 100-летия Владивостока, 159;
E-mail: yvolokhin@mail.ru Поступила в редакцию 13.06.2006 г.
В триасовой кремневой формации Сихотэ-Алиня углеродистые силициты залегают в позднеоле-некско-среднеанизийской пачке (4-20 м) переслаивания кремней и глинистых кремней ("фтанито-вой пачке") вблизи основания разреза формации. Они представлены радиоляриевыми и спикулево-радиоляриевыми кремнями и глинистыми кремнями, содержащими до 8.5% СорГ и претерпевшими в большинстве разрезов структурные и вещественные преобразования на стадии мезокатагенеза. Их органическое вещество (первично морской сапропелевой природы) характеризуется низкой степенью окисленности, содержит хиноны, метильные, метиленовые и эфирные группировки. Количество нейтральных битумоидов в породах широко варьирует. Изотопный состав углерода фтанитов и глинистых фтанитов (513C = -27.3 ... -30.2%о) тождественен изотопному составу многих битумов и нефтей палеозоя и мезозоя. В сравнении с другими мезозойскими осадочными породами Сихотэ-Алиня углеродистые силициты обогащены V, B, Mo, Ni, Cu и Ag. В породах фтанитовой пачки в разрезах рек Горной, Хор и в окрестностях г. Хабаровска установлены аномально высокие содержания Ba. Модальное значение содержания Au во фтанитах и глинистых фтанитах в 3-4 раза превышает его кларк в углеродистых силицитах, достигая в некоторых разрезах (р. Огородная) аномальных значений. Углеродистые силициты этого разреза также характеризуются повышенным содержанием платины. Положительная корреляция Au и Сорг фиксируется в глинистых фтанитах разреза р. Огородной, содержащих более 0.5% Сорг. В органических фракциях Au и Ag концентрируются в спиртовых и спиртобензольных битумоидах, асфальтогеновых кислотах и асфальтенах. Миграция битумоидов из высокоуглеродистых глинистых фтанитов в порово-трещинное пространство слоев кремней и фтанитов приводила к локальному обогащению этими металлами и низкоуглеродистых слоев пачки.
Под "черными сланцами" понимают осадочные породы различной природы и состава (песча-но-алевритовые, глинистые, кремнистые, карбонатные или смешанные) с повышенным содержанием (более 1% Сорг) углеродистого вещества. Они представляют интерес в качестве источников углеводородов (нефтематеринских пород) и концентраторов некоторых металлов (V, U, Re, Mo, Pb, Zn, Cu, Ni). Последние содержатся в углеродистых породах в количествах, превышающих кларки элементов в однотипных низкоуглеродистых образованиях, и местами достигают значительных и даже рудных концентраций [Анкино-вич, Анкинович, 1968; Петров, 1976; Поплавко и др., 1974, 1978; Холодов, 1973; Юдович, Кетрис, 1988; 1994; Coveney et al., 1987; Gorzhevskiy, 1987; Holland, 1979; Kesler et al., 1986; Lewan, Maynard, 1982; McKelvey et al., 1986; Sheldon, 1959]. Интерес к черносланцевым формациям возрос и в связи с открытием в них крупных месторождений золота и платины [Арифулов, 2005; Буряк, 1987, 2000; Вуд, Попов, 2006; Гурская и др., 1999; Ермолаев, Созинов, 1986; Ермолаев и др., 1999; Ковалев,
Мичурин, 2005; Коробейников и др., 1999; Коробейников, 2002; Лаверов и др., 1997; Некрасов и др., 2001; Немеров и др., 2005; Плюснина, Кузьмина, 1999; Развозжаева и др., 2002; Сидоров, Томсон, 2000; Сидоров, Волков, 2001; Чернышов, 1999; Coveney, Pasava, 2005; Orberger et al., 2005; Zhang et al., 2005; Jiang et al., 2005 и др].
Обогащенность металлами углеродистых толщ обусловлена первичным концентрированием в них органического вещества (ОВ) и халькогени-дов при седиментогенезе (ресурсная функция черных сланцев) и вторичным их накоплением на окислительно-восстановительном геохимическом барьере, создаваемом углеродистым веществом на путях фильтрации металлоносных растворов [Юдович, Кетрис, 1994; Ковалев, Мичурин, 2005; Лаверов и др., 2000; Немеров и др., 2005]. В Си-хотэ-Алине вынос металлов легкоподвижными фракциями битумоидов из подстилающих углеродистых толщ и их перераспределение могли способствовать возникновению марганцевого, бериллиевого, золотого и другого оруденения в породах вышезалегающих осадочно-вулканоген-
ных толщ (жильно-прожилкового, вкрапленного или иного морфогенетического типа) [Казачен-ко, Сапин, 1990; Казаченко и др., 2005; Зиньков и др.,1993; Иванов и др., 1997]. В тектонизирован-ных раннемеловых черных сланцах Дальнегор-ского рудного района, типизированных как "углеродистые метасоматиты", установлены повышенные содержания Аи, Ag, Мо, Re, Bi, Zn, Ni и Со, находящихся в сульфидной, самородной, интерметаллической, карбидной и металлооргани-ческой формах, что связывается с эндогенным выносом и мантийным происхождением углерода и металлов [Томсон и др., 1993, 2001, 2003, 2006].
Широко известные геохимические данные преимущественно характеризуют испытавшие глубокие катагенетические и метаморфические изменения палеозойские и докембрийские углеродистые осадочные толщи, вмещающие месторождения благородных металлов. Относительно металлоносности мезозойских черносланцевых толщ отмечается дефицит данных [Юдович, Кет-рис, 1994].
Выявленные впервые в триасе Сихотэ-Алиня [Михайлов, Волохин, 1980] углеродистые силици-ты оставались минералогически и геохимически слабо исследованными. Геохимия углеродистых и ассоциирующих с ними пород базировалась на определениях содержания породообразующих элементов методами "мокрой химии" и рентгено-флуоресцентного анализа. Распределение Бп, №, Со, РЬ, Zn, Си, Сг, V, Мо, В, ва и Ag устанавливалось с помощью эмиссионного спектрального анализа [Волохин, 1985, 1988]. В последние годы появилась возможность увеличить точность результатов и расширить круг определяемых химических элементов за счет привлечения новых аппаратурных методов анализа. Получены также первые данные о составе рассеянного органического вещества (РОВ) рассматриваемых пород ^о1окЫп et а1., 2005]. Установлено почти повсеместное распространение углеродистых силицитов в триасе Сихотэ-Алинской складчатой области (рис.1) и уточнен возраст содержащего их горизонта [Волохин и др., 1990, 2000, 2003 и др.]. Цель представленной работы - охарактеризовать геологическое положение, строение, вещественный состав и металлоносность выявленного горизонта углеродистых силицитов по совокупности накопленных к настоящему времени данных.
ФАЦИАЛЬНАЯ ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ И СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ТРИАСОВЫХ УГЛЕРОДИСТЫХ СИЛИЦИТОВ
Первичное строение триасовой кремневой формация Сихотэ-Алиня, реконструированное [Волохин и др., 2003] на основе стратиграфической корреляции разрезов показано на рис. 2.
138°
Рис. 1. Расположение разрезов триаса и выходов на поверхности "фтанитовой пачки" (на схеме распространения фаций триаса Сихотэ-Алиня). 1 - области размыва и формирования каолиновых кор выветривания (кристаллические массивы: БМ -Буреинский, ХМ - Ханкайский), 2 - терригенные шельфовые отложения триаса краевых прогибов; 35 - фации триасовой кремневой формации: 3 - карбо-натно-кремневая, 4 - кремневая, 5 - известняковая рифовая; 6 - местоположение разрезов триаса и выходы (черные треугольники) "фтанитовой пачки". Цифры на рисунке: 1 - р. Гур, 2 - р. Анюй, 3 - г. Хабаровск, 4 - р. Хор, 5 - р. Катэн, 6 - р. Матай, 7 -р. Бол. Улитка, 8 - г. Бикин, 9 - с. Шичанг (КНР), 10 -р. Дальняя, 11 - р. Горная. 12 - г. Дальнегорск, 13 -ключ Балаганный, 14 - р. Огородная, 15 - руч. Широкая Падь, 16 - с. Бреевка, 17 - р. Корейская.
Формация представляет из себя крупное полифа-циальное и полициклическое геологическое тело (макроциклит) регионального распространения, мощностью от первых десятков метров до 500 м, деформированное подводными оползнями, складчатостью и разрывными нарушениями в средне-позднеюрскую и раннемеловую эпохи. Она включает датированные конодонтами и радиоляриями отложения от верхнего подъяруса оленекского
Северный Сихотэ-Алинь Окраина бассейна Центральная часть
р. Mamau р. Катэн бассейна
р. Анюй
р. Хор р. Гур
L ^
L P2
L
T2 ans
.=== Jl
T3 nor2-3-rht T3 norx
|T Тз car2 — T3 carx
T2 T1 ol
Южный Сихотэ-Алинь
р. Огородная
г. Дальнегорск
J2-3
.-3
с. Бреевка р. Корейская ч. Балаганный
J3
У1 2-3
T2-3
Ti ol-T2 ans2
33 га4 и5
м
Г° -200
-4°°
600
6
=а7
ууг19
Рис. 2. Положение "фтанитовой пачки" в разрезе триасовой кремневой формации Сихотэ-Алиня [Во-лохин и др., 2003].
1 - песчаники; 2 - алевроаргиллиты; 3 - глинистые кремни; 3 - кремни; 5 - яшмы; 6 - углеродистые сили-циты; 7 - пелагические известняки; 8 - рифогенные известняки; 9 - базальты и их туфы; 10 - стратиграфический перерыв.
яруса до рэтского яруса включительно, являющиеся преимущественно планктоногенными кремневыми и карбонатными образованиями [Брагин, 1991, 2000; Бурий, 1989; Волохин и др., 1987, 1990, 2000, 2003].
Углеродистые силициты (фтаниты и глинистые фтаниты) в разрезе формации приурочены главным образом к кремневой фации, но встречаются и в краевых частях карбонатно-кремневой, более пелагической фации (см. рис. 1). Слои с максимальным содержанием РОВ сосредоточены вблизи подошвы формации (см. рис. 2), где они образуют пачку (толщиной 4-20 м), названную "фтанитовой" [Волохин и др., 2003]. Она представлена переслаиванием светло-серых и зеленовато-серых низкоуглеродистых и черных углеродистых кремней и глинистых кремней. На слои (1-30 см) углеродистых силицитов приходится 15-30%, местами до 50% объема пачки. Фтанито-вая пачка характеризуется примерно равным соотношением силицитов и глинистых силицитов. Она залегает на зеленовато-серых глинистых кремнях и кремневых аргиллитах и перекрывается толщей плитчатых кремней. Нижняя и верхняя
границы фтанитовой пачки диахронны. Возраст пачки варьирует от позднеоленекско-среднеани-зийского в разрезах г. Дальнегорска и г. Хабаровска (конодонтовые зоны Neospathodus homeri - N. kock-eli), до средне-позднеанизийского (зона N. kockeli и низы зоны Paragondolella excelsa) в большинстве остальных разрезов [Бурий, 1989
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.