CC BY
27
УДК 553.411:553.068.7
А.В. Сначёв1, В.И. Сначёв2, М.А. Романовская3
ГЕОЛОГИЯ, ПЕТРОГЕОХИМИЯ И РУДОНОСНОСТЬ УГЛЕРОДИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЛАРИНСКОГО КУПОЛА (ЮЖНЫЙ УРАЛ)4
Рассмотрено геологическое строение Ларинского гранитогнейсового (C1-2) купола, являющегося южным продолжением Ильменогорско-Сысертского мегантиклинория. Уточнена стратиграфия расположенного по периферии купола зонального метаморфического комплекса, представленного амфиболитами, гранат-слюдистыми и графитистыми кварцитами. Доказано, что кремнисто-углеродистые отложения саитовской свиты (S1—D1, ранее RF2?) — метаморфи-зованный аналог булатовской толщи (S1—D1). Приведены все имеющиеся данные опробования углеродистых отложений на золото. Показано, что все точки с промышленным содержанием золота локализованы в области развития пород зеленосланцевой фации метаморфизма, что является очень важным поисковым признаком для обнаружения золотого оруденения.
Ключевые слова: углеродистые сланцы, рудоносность, благородные металлы, Ларинский купол, золото, метаморфизм.
The article is devoted to the geological structure of the Larinsky granite-gneiss (C1-2) dome, which is the southern extension of the Ilmeno-Sysertsky mega-anticlinorium and petrochemics, geo-chemics and ore mineralization of its rock. There is a zone of metamorphic rock on the periphery of the dome. The results of the conducted investigations refine the stratigraphy of these metamorphic rock, represented by amphibolite, grenade-micaceous and grafitistymi quartzites. It is proved that siliceous-carbonaceous deposits of the saitovskoy formation (S1—D1, former RF2?) are metamorphic analogues of the bulatovskoy column (S1—D1). All available results of gold content analyses of the carbonaceous schists of the area are given in this article. It is shown that all points with an industrial gold content are concentrated within greenschist metamorphic facies. This fact supports our model of metamorphogenic-hydrothermal gold origin in the carbonaceous schists. It is a very important search sign of gold mineralization in the area.
Key words: carbonaceous schists, ore potential, precious metals, Larinsky dome, gold, meta-morfizm.
Введение. Ларинский гранитогнейсовый купол расположен в пределах Арамильско-Сухтелинской зоны (лист N-4^X111) и представляет собой южное продолжение Ильменогорско-Сысертского анти-клинория. С запада от Магнитогорской мегазоны он отделяется Уйско-Новооренбургской зоной смятия. Разрез метаморфических толщ в Ларинском куполе представляет собой единый мегаритм мощностью >1500 м, в котором сланцы и аповулканические амфиболиты снизу вверх и от центра к периферии купола сменяются гранат-слюдистыми (глиноземистыми) и графитистыми кварцитами. Эти породы прорываются гранитоидами Первомайского и Ларинского массивов (С1-2, в раннем варианте Р1), образующими двуглавую структуру [Чесноков, 1971], осложненную поперечными, диагональными и дугообразными нарушениями, которые контролируют размещение согласных тел метагипербазитов. От гранитоидов к сланцам наблюдается серия концентрических вы-
сокоградиентных зон метаморфизма. Минеральные парагенезисы амфиболитовой фации на расстоянии несколько километров сменяются ассоциациями эпидот-амфиболитовой и зеленосланцевой фаций.
В ближайшем обрамлении Ларинского купола ранее выделялись следующие стратиграфические подразделения: нижнесаитовская подсвита (RF2?ns), верхнесаитовская подсвита (ЯР2?У8), шеметовская (02§ш), булатовская (S1—D1bl), кулуевская ф1-2?ку), аджатаровская ф2аё), сухтелинская ф2-3вЬ), крас-нокаменская ф3кг), биргильдинская (С1Ьг) толщи [Сначёв, 2013] (рис. 1).
Углеродистые отложения в пределах рассматриваемой территории выделяются только в пределах саитовской свиты и булатовской толщи.
Геологическое строение. Породы саитовской свиты (RF2?st) слагают крупный блок, вмещающий Первомайский и Ларинский гранитные массивы (так называемый Ларинский купол). Свита названа
1 Учреждение Российской академии наук Институт геологии Уфимского научного центра РАН, ст. науч. с., канд. геол.-минерал. н.; e-mail: SAVant@inbox.ru
2 Учреждение Российской академии наук Институт геологии Уфимского научного центра РАН, заведующий лабораторией рудных месторождений, профессор, докт. геол.-минерал. н.; e-mail: SAVant@inbox.ru
3 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра динамической геологии, доцент, канд. геол.-минерал. н.; e-mail: maria_roman@mail.ru
4 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант Поволжье № 14-05-97005).
Рис. 1. Схематическая геологическая карта обрамления Ларинского купола с использование данных А.В. Моисеева: 1, 2 — саитовская свита (1 — верхняя подсвита, кварциты гранатовые, мусковитовые, графитистые; 2 — нижняя подсвита, гнейсы, биотитовые и амфибол-биотитовые плагиосланцы); 3 — шеметовская толща, афировые и мелкопорфировые базальты; 4 — булатовская толща, углеродистые сланцы и алевролиты; 5 — копаловская толща, кремнистые алевролиты, прослои яшм и туфы кислого состава; 6 — краснокаменская толща, трахибазальты и их туфы, вулканомиктовые песчаники и алевролиты; 7 — каганский комплекс, тремолитовые и тальк-карбонатные породы; 8 — куликовский комплекс, серпентиниты аподунитовые, апогарцбургитовые; 9 — большаковский комплекс, габбро, габбро-диабазы; 10 — краснокаменский комплекс, сиениты, кварцевые монцодиориты; 11 — неплюевский комплекс, граниты; 12 — еланчи-ковский комплекс, граниты мусковитовые с гранатом, гранитогнейсы; 13 — степнинский комплекс, граниты
по д. Саитова (северная часть листа ^41-УП), где она широко развита и детально изучена. Свита имеет двучленное строение.
Нижнесаитовская подсвита (RF2?ns) на 80—90% сложена амфиболитами, а также биотит-амфиболо-выми, гранат-амфиболовыми плагиосланцами, содержащими прослои биотитовых и гранат-биотитовых плагиосланцев и кварцитов. Верхнесаитовская подсвита (RF2?vs) представлена биотитовыми, гранат-биотитовыми, мусковит-биотитовыми, биотит-ам-фиболитовыми и амфиболовыми плагиосланцами с прослоями графитистых кварцитов, количество которых увеличивается вверх по разрезу. В юго-восточной части Ларинского купола присутствуют прослои мраморов.
Общая мощность отложений саитовской свиты ~1000 м. Граница между ними проводится по смене сплошного разреза амфиболовых сланцев более пестрыми по составу плагиосланцами.
Породы нижнесаитовской и верхнесаитовской подсвит отличаются по степени метаморфизма. Так, в пределах Ларинского купола отложения метамор-
физованы в условиях от амфиболитовой фации (нижняя подсвита) до высоких ступеней зеленосланцевой (верхняя подсвита). Зона измененных пород симметрична относительно Первомайского и Ларинского гранитных массивов, и ее ширина составляет ~2 км.
Существует несколько точек зрения по поводу возраста саитовской свиты — от среднего рифея до среднего палеозоя. Среднерифейский возраст описываемой свиты ранее принимался на основе сходства ее разрезов с отложениями Ильменогорского поднятия. Однако некоторые исследователи считали их одновозрастными с углеродисто-кремнистыми образованиями булатовской толщи Арамильско-Сух-телинской зоны.
Булатовская толща (S1—D1bl) углеродисто-кремнистых сланцев получила название по д. Булатово, где была детально описана и фаунистически охарактеризована [Плюснин и др., 1965].
Картируется она в виде полос субмеридионального простирания, ограниченных разломами. Местами границы подчеркнуты телами серпентинитов. Толща однородна по составу и сложена так назы-
ваемыми фтанитами — углеродисто-кремнистыми, углеродисто-глинисто-кремнистыми и кремнистыми сланцами. В составе сланцев преобладает кварц (90—95%), углеродистое (графитистое) вещество составляет от 1 до 5%, в незначительном количестве присутствуют серицит и биотит. Зерна кварца величиной от 0,001 до 0,08 мм обычно изометричные, с неровными краями. Углеродистое вещество образует равномерную пылевидно-точечную вкрапленность, часто настолько густую, что порода становится совершенно непрозрачной. Ориентировка зерен серицита и биотита подчеркивает сланцеватость пород. Довольно часто в сланцах отмечаются реликты радиолярий, имеющих овальную форму. В результате перекристаллизации размер зерен кварца увеличивается (до 0,01—0,02 мм) и уменьшается количество углеродистого вещества. При этом сланцы осветляются и приобретают пятнистые и полосчатые текстуры. Углеродисто-кремнистые сланцы обычно содержат вкрапленность пирита, пирротина, магнетита.
К характерным особенностям всех разрезов относятся: 1) наличие в верхних частях разреза шеме-товской толщи прослоев углеродисто-кремнистых сланцев, аналогичных отложениям булатовской толщи; 2) постепенное увеличение их мощности вверх по разрезу; 3) отсутствие следов размыва и углового несогласия. Граница между толщами проводится по кровле последнего прослоя вулканогенно-осадочных пород.
Мощность булатовской толщи достигает 800— 900 м. Возраст ее определен на основании находок К.П. Плюсниным с соавторами [1965] фауны грапто-литов у д. Булатово, что позволяет датировать толщу поздним лландовери на границе с венлоком.
В другом блоке сланцев, на запад от пос. Мирный, найдены конодонты Ozarkodina aff. ziegkri Wall. и др., характерные для позднего силура, а также грап-толиты и конодонты, включенные в фаунистический комплекс раннего девона [Пучков, Иванов, 1989]. Таким образом, по датировке органических остатков возраст булатовской толщи охватывает интервал от раннего силура до раннего девона.
Изучение петрологических и петрохимических характеристик пород саитовской свиты, а также шеметовской и булатовской толщ свидетельствует о том, что амфиболовые разности нижнесаитовской подсвиты имеют первичную вулканогенную природу и идентичны базальтам шеметовской толщи (O2 sm) Арамильско-Сухтелинской зоны. На это указывает сходство типовых разрезов. Удельный вес амфиболитов в разрезе нижнесаитовской свиты составляет 80—90%, в шеметовской толще базальты составляют 90—95% от ее объема. Биотитовые и амфибол-биотитовые плагиосланцы верхнесаитовской под-свиты сопоставляются с вулканогенно-осадочной булатовской толщей. Так, амфиболовые плагиосланцы в верхнесаитовской свите составляют 28—55%, а гра-фитистые кварцитосланцы — 3—18%. В булатовской
толще Арамильско-Сухтелинской зоны наблюдается пропорциональное соотношение базальтов (11—12%) и углеродисто-кремнистых сланцев (30%).
Петрохимические особенности кремнисто-углеродистой формации. Аналитическая база петрохимиче-ского состава черных сланцев саитовской свиты и булатовской толщи включает 79 силикатных анализов (выполнены в ИГ УНЦ РАН, аналитик С.А. Ягудина), 33 определения редкоземельных элементов (ГЕОХИ РАН имени В.И. Вернадского, ЦЛАВ, заведующий лабораторией Г.М. Колесов) и Сорг (газометрический анализ, АСИЦ ВИМС, заведующий лабораторией С.В. Кордюков), а также заимствованные данные из предшествующих работ [Сначёв, 2013].
Химический состав отложений кремнисто-углеродистой формации Арамильско-Сухтелинской зоны однообразен: породообразующие составляющие представлены SiO2 (по 93 анализам от 82 до 98%, среднее 93,5%) и Сорг, сумма остальных 12 оксидов составляет ~5—10%. В 113 шлифах из кремнисто-углеродистых отложений булатовской толщи отмечены многочисленные остатки крупных, хорошо сохранившихся радиолярий, которые находятся среди микрозернистой массы кремнезема и углеродистого вещества.
Для определения формационной принадлежности черносланцевых отложений использована диаграмма A—S—C, полученная на основе обобщения химических анализов пород углеродистых формаций [Горбачев, Созинов, 1985]. Параметры A=1000-(Al2O3-(CaO+K2O+Na2O)) и S=1000-Si02-(Al2O3+Fe2O3+FeO+CaO+MgO) выражены в молекулярных количествах, параметр C=(CaO+MgO) — в массовых долях оксидов. Практически все анализы углеродистых отложений очень компактно попадают в поле кремнисто-углеродистой формации, что свидетельствует о выдержанности их химического состава на всей рассматриваемой территории (рис. 2).
Обратная корреляция между параметрами A и S, а также C и S указывает, во-первых, на биохемоген-ный и вулканогенный источники кремнезема, но не на терригенный его привнос, а во-вторых, на независимые источники кремнезема и карбоната. Ситуация, при которой наблюдается резкий дефицит CaO и избыток SiO2, присуща активно прогибающимся дистальным частям бассейнов.
Рассмотрим это подробнее. Известно [Горбачев, Созинов, 1985], что основной индикатор удаленности бассейна седиментации от береговой линии — примесь терригенного материала, долю которого можно установить из анализа диаграммы A—S—C. Так, чем больше влево смещены точки в пределах выделенных полей формаций (в данном случае поле III кремнисто-углеродистой формации), тем больше терригенно-го материала в осадках. На рис. 2 хорошо видно, что большинство точек, принадлежащих углеродистым отложениям, занимает крайнее правое положение, и только несколько анализов углеродисто-глини-
200
100
■100
-200
■300
10
15
20
25
стых и углеродисто-серицитовых сланцев попадает в левую и центральную части поля.
Более детальное рассмотрение кремнисто-углеродистых отложений на укрупненной диаграмме А—8—С показало, что состав черносланцевых отложений саитовской свиты и булатовской толщи обрамления Ларинского купола сходен, они образуют два компактных роя точек, один соответствует наиболее чистым и «зрелым» породам, другой характеризуется наличием незначительной терригенной примеси (рис. 3).
Отношение стандартных петро-химических гидролизатного (ГМ = =(ТЮ2+А120^е20^е0+Мп0)/8Ю2) и алюмокремниевого (АМ=А1203/8Ю2) модулей показывает их отчетливую положительную корреляцию (рис. 4).
Максимальное отклонение от линии тренда наблюдается для части отложений саитовской свиты и булатовской толщи обрамления Ларинского купола, что говорит о увеличении доли вулканического материала в общем объеме примесей с востока на запад.
Закисный модуль (ЗМ^е0^е203) отражает окислительные или восстановительные условия в бассейне осадконако-пления. Для 90% кремнисто-углеродистых отложений Арамильско-Сухтелинской зоны характерно значение закисного модуля >1 (среднее для 86 образцов составляет 5,8). Это позволяет сделать вывод о дефиците кислорода в придонных водах с резко восстановительной обстановкой [Ефремова, Стафеев, 1985].
Индикатор Fe/Mn — один из фациальных индикаторов для осадочных отложений, его значения уменьшаются с увеличением глубины и с переходом от шельфовых фаций к пелагическим [Розен и др., 1994]. Большая часть отложений булатовской толщи относится к глубоководным отложениям или отложениям континентального склона. Западная часть Арамильско-Сухтелинской зоны, включающая породы булатовской толщи обрамления Ларинского купола, и саитовская свита характеризуются как минимальной глубоководностью, так и минимальными значениями параметра 8.
Тройная петрохимическая диаграмма Н.П. Семе-ненко служит для восстановления первичной природы и химической классификации метаморфических пород [Петрография..., 1956]. Анализы кремнисто-углеродистых сланцев обрамления Ларинского купола, вынесенные на диаграмму, показывают следующую ситуацию: в части отложений булатовской толщи Арамильско-Сухтелинской зоны присутствует незначительная терригенная примесь, по составу
( » \ III
\ (
/ 1 /
-1-1-1-1-1-1-1-1-
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
СнУ; t^Z
—-im
0 1 • 2 ▲ 3
/ 1 /
Рис. 2. Типизация углеродистых отложений Арамильско-Сухтелинской зоны с помощью диаграммы О.В. Горбачева, Н.А. Созинова [1985]: 1, 2 — булатовская толща: 1 — Пластовская площадь, 2 — Миасская площадь; 3 — саитовская свита. Поля формаций: I — карбонатно-углеродистая, II — терригенно-углеродистая, III — кремнисто-углеродистая
соответствующая ультраосновным породам, а другая часть отвечает основным базальтам шеметовской толщи, которые имеют достаточно выдержанный химический состав. Положение большинства образцов булатовской толщи обрамления Ларинского купола и саитовской свиты совпадает с полем шеметовских базальтов, что свидетельствует об одинаковом соотношении их главных петрогенных оксидов (рис. 5).
Более детально рассмотрим содержание органического углерода (Сорг). Так как среднее содержание Сорг в современных морских отложениях составляет <1%, то это значение рекомендуется принимать как пограничное между углеродистыми и неуглеродистыми отложениями. Содержание от 1 до 3% считается слабоаномальным, а от 3 до 10% отвечает резко аномальным условиям седиментации. Таким образом, выделяются три группы черных сланцев [Юдович, Кетрис, 1988] — низкоуглеродистые (1—3%), углеродистые (3—10%) и высокоуглеродистые (>10%).
Результаты анализа показывают, что рассматриваемые кремнисто-углеродистые сланцы относятся преимущественно к низкоуглеродистому и реже к углеродистому типам и укладываются в интервал от 1 до 3% [Сначёв и др., 2012]. Пониженные значения
Рис. 3. Типизация кремнисто-углеродистых отложений Ларинского купола с помощью диаграммы О.В. Горбачева, Н.А. Созинова [1985] (фрагмент рис. 2): 1, 2 — булатовская толща: 1 — Пластовская площадь, 2 — обрамление Ларинского купола; 3 — саитовская свита
Сорг в некоторых образцах, по-видимому, связаны с процессами окисления углерода кислородом воды и
взаимодействия с оксидами железа при метасоматических изменениях.
В анализах кремнистых сланцев бу-латовской толщи почти 100% углерода составляет Сорг, на долю CO2 приходится ничтожно мало, что в совокупности с низкими значениями параметра С (среднее 0,95) (рис. 3) и отсутствием карбонатов в разрезах свидетельствует о специфичности условий осадконакопления. Образование подобных бескарбонатных отложений возможно только на глубине, сопоставимой с глубиной карбонатной компенсации (от 3500 до 6000 м), где из-за резкого недосыщения морской воды CaCO3 происходит растворение карбонатных раковин, а раковины радиолярий и диатомей, построенные из кремнезема, выпадают в осадок [Хворова, 1968; Хворова и др., 1985; Страхов, 1978].
Содержание фосфора для 95% анализов кремнисто-углеродистых отложений булатовской толщи ниже фонового (среднее по 40 анализам составляет 0,09%). Для черносланцевых отложений обрамления Ларинского купола среднее содержание P2O5 равно 0,31%, а отдельные значения достигают резко аномальных, вплоть до рудогенных (1—2%). Содержание P2O5 положительно коррелирует с алюмокрем-ниевым модулем и карбонатностью, что указывает на привнос фосфора в бассейн седиментации совместно с вулканическим материалом, причем тренды распределения анализов для разных свит полностью совпадают, что
Рис. 4. Диаграмма соотношения гидролизатного и алюмокремнистого модулей для кремнисто-углеродистых отложений Пластовской
площади. Условные обозначения см. на рис. 3
Рис. 5. Разделение кремнисто-углеродистых сланцев на петрохимической диаграмме Н.П. Семененко [Петрография..., 1956], овалом оконтурено поле распространения
базальтов шеметовской толщи Поля: I — подгруппа собственно алю-мосиликатных пород, II — подгруппа железисто-магнезиально-алюмосиликатных пород, III — подгруппа щелочно-земельно-алюмосиликатных пород орторяда, IV — подгруппа известково-алюмосиликатных пород, V — группа глиноземисто-магнезиально-железисто-кремнистых пород, VI — группа железисто-кремнистых пород, VII — группа магнезиальных ультраосновных пород орторяда, VIII — группа щелочно-земельно-малоглиноземистых ультраосновных пород орторяда, IX — группа щелочно-земельно-глиноземистых основных пород орторяда,
X — известково-карбонатная подгруппа щелочно-земельно-известкового ряда, XI — глиноземисто-известковистая подгруппа щелочноземельно-известкового ряда. Остальные условные обозначения см. на рис. 3
Рис. 6. Последний вариант геологического строения обрамления Ларинского купола с использованием данных Б.А. Пужакова: 1, 2 — краснокаменская толща: 1 — кремнистые алевролиты, прослои яшм и туфы кислого состава, 2 — трахибазальты и их туфы, вулканомик-товые песчаники и алевролиты; 3 — булатовская толща, углеродистые сланцы и алевролиты; 4 — краснокаменский комплекс, сиениты, кварцевые монцодиориты; 5 — варшавский комплекс, граниты мусковитовые с гранатом, гранитогнейсы; 6 — куликовский комплекс, серпентиниты аподунитовые, апогарцбургитовые; 7 — граница амфиболитовой и зеленосланцевой фаций метаморфизма; 8 — точки со значимым содержанием золота (г/т): а — >1,0; б — 0,5—1,0; в — 0,1—0,5; г — <0,1. Цифры в кружках — массивы: 1 — Первомайский, 2 — Ларинский, 3 — Приданниковский, а также проявления золота: I — Никольское, II — Малоувельское, III — Приданниковское
свидетельствует об идентичности соотношения состава привносимого материала, разница лишь в его количестве.
Распределение редкоземельных элементов (РЗЭ).
Редкоземельные элементы в целом не накапливаются в черных сланцах. Их содержание по отношению к среднему европейскому сланцу в подавляющем большинстве составило <1. Использование нормирования к хондриту позволило выявить некоторую закономерность в содержании РЗЭ. Кремнисто-углеродистым сланцам свойствен однотипный характер нормированных кривых — преимущественное накопление легких лантаноидов по отношению к тяжелым и отчетливый европиевый минимум.
Элементы-примеси. Отличительная особенность черносланцевых отложений булатовской толщи — низкое содержание элементов-примесей, и в первую очередь халькофильных (Си, 2п, РЬ, Сё, 8). Исключение составляют V, Мо и которые очень подвижны в морской воде и способны легко образовывать металлоорганические соединения с Сорг, обогащая осадок этими элементами [Юдович, Кетрис, 1994].
Таблица 1
Содержание золота в неизмененных черносланцевых отложениях булатовской толщи*
Номер п/п Номер пробы Au, г/т Номер п/п Номер пробы Au, г/т Номер п/п Номер пробы Au, г/т
1 1353-1 0,010 11 2405 0,011 21 Ми-98-12 0,007
2 2053 0,017 12 2406 0,009 22 Ми-98-3 0,006
3 2138-11 0,014 13 2406-5 0,007 23 2413 0,008
4 2312-1 0,001 14 2408 0,008 24 2424-4 0,008
5 2362-1 0,004 15 2411 0,011 25 Ми-98-3 0,007
6 2363-2 0,040 16 2419-3 0,003 26 Ми-98-12 0,001
7 2373-3 0,004 17 2420 0,014 27 Ми-98-25 0,001
8 2373-22 0,009 18 2448 0,009 28 Ми-98-47 0,004
9 2373-25 0,006 19 7246-1 0,015
10 2402 0,010 20 7357 0,016
* Образцы отобраны: 1 — д. Непряхино; 2, 22 — д. Куянбае-во; 3 — с. Кулуево; 4 — карьер Грязный лог южнее Соболевской заимки; 5 — д. Байгазино; 6 — с. Ларино; 7—9, 12—15 — д. Ушта-ганка; 10, 11 — д. Крыжановка; 16, 17 — д. Малково; 18 — д. Верх. Караси; 19 — д. Мельниково; 21—27 — карьер около д. Тимир; 28 — южнее д. Сарафаново.
Таблица 2
Содержание золота в сульфидизированных и окварцованных углеродистых отложениях обрамления Ларинского купола
Номер п/п Образец Au, г/т Номер п/п Образец Au, г/т Номер п/п Образец Au, г/т
1 Н-3/1 0,20 24 МС-1/2 0,54 47 9279-1 0,70
2 Н-3/2 0,32 25 ЛР-10 0,54 48 9279-5 0,27
3 Н-5/1 0,19 26 УВ-1/2 0,30 49 9279-8 0,21
4 Н-5/2 0,28 27 УВ-3/2 0,64 50 9279-10 0,30
5 Н-6/1 1,93 28 УВ-3/3 0,59 51 9279-16 0,18
6 Н-6/2 0,20 29 УВ-4/2 0,55 52 9280 3,60
7 Н-8/1 1,66 30 УВ-5/2 0,53 53 9280-1 0,34
8 Н-8/2 0,74 31 Ник-7/2 0,87 54 9280-2 0,20
9 Н-10/1 0,17 32 Ник-7/3 0,55 55 9281 4,90
10 Н-10/2 0,33 33 Ник-7/4 0,47 56 9281-1 0,21
11 Н-24/1 1,12 34 Ник-9/2 0,47 57 9281-2 0,20
12 Н-24/2 0,08 35 Ник-10/1 0,38 58 9285 0,10
13 Н-25/1 0,15 36 Ник-10/2 0,51 59 9285-2 0,50
14 Пл-176/1 0,19 37 Ник-10/4 0,69 60 9285-3 0,10
15 Пл-5402-3 0,10 38 Ник-14/2 0,68 61 9285-4 0,40
16 Пл-5400-1 0,07 39 5524-2 0,43 62 9286 0,30
17 Н-13/1 0,06 40 5529-2 0,42 63 9287 0,10
18 Н-14/1 0,04 41 5529-18 0,71 64 294 0,24
19 Н-14/2 0,11 42 5529-52 0,40 65 294-1 0,26
20 Н-15/1 0,04 43 5530-180 0,49 66 294-2 0,05
21 Н-16/1 0,12 44 Пл-11070 0,18 67 294-3 0,06
22 Н-16/2 0,30 45 Пл-227 0,18 68 294-4 0,03
23 Н-17/1 0,05 46 Пл-2715 0,34 69 5401-1 0,10
Примечания. Анализы выполнены: 1—43 — ВИМС, рентгеноспектральный метод с предварительной экстракцией; 44—46 — ИГЕМ, химико-спектральный метод; 47—69 — химическая лаборатория ОАО «Челябинскгеосъемка», пробирный метод. Образцы отобраны: 1—16 — карьер у пос. Никольский; 17—23 — бывш. д. Пролетарка; 24—43 — обрамление Ларинского купола (высотная отметка 539,0 м); 44 — карьер около д. Новоусцелимово; 45 — разрез на правом берегу р. Бурля; 46 — на 3 км севернее пос. Лесной; 47—57 — карьер, правый берег р. Мал. Увелька; 58—63 — г. Суватлы, севернее пос. Никольский; 64—69 — севернее карьера пос. Никольский. Полужирным курсивом выделены анализы с повышенным содержанием, полужирным — с промышленным.
Резко аномальное их содержание связывают прежде всего с метасоматическими преобразованиями отложений. Примечательно, что в углеродистых сланцах из некоторых разрезов отмечено довольно высокое содержание N1 (до 200 г/т), что, как правило, характерно для углеродисто-глинистой разновидности пород, это указывает на терригенную природу осадков. В тех же пробах установлено повышенное содержание Сг, Со и Fe, это позволяет предположить, что источник сноса связан с корами выветривания ультраосновных и основных пород.
Несмотря на в целом низкое содержание в рассматриваемых породах Ва и 8г, наблюдается устойчивое преобладание первого над вторым (Ва/8г>1), что в комплексе с другими важными показателями, в частности с отношением СаО/М§О>1, многочисленными находками радиолярий и отсутствием бентосной фауны, высоким значением закисного модуля ^еО/ Fe203=5^40), свидетельствует об умеренной солености вод, характерной для глубоководного открытого морского водоема [Рыкус, Сначёв, 2000].
Рудоносность. Современная модель метамор-фогенно-гидротермального золотообразования, применимая к черносланцевым толщам [Сначёв и др., 2012; Буряк, 1982], предполагает комплексное участие в рудогенезе взаимосвязанных тектонических, магматических и метаморфических процессов осадконакопления при ведущей роли последнего. В работах многочисленных исследователей [Буряк, 1982; Коробейников, 1985] показано, что при процессах метасоматоза и сульфидизации происходит миграция золота, при этом подрудные толщи нередко рассматриваются как промежуточные кол-
лекторы золота при формировании золотоносных кварцевых жил.
Наиболее отчетливо механизм концентрации золота проявлен при наложении на углеродсодер-жащие отложения высоких ступеней метаморфизма. В частности, В.А. Буряком [Буряк, 1966] на примере дальневосточных и нами относительно южноуральских [Сначёв и др., 2012] объектов показана приуроченность золотосульфидной минерализации к определенным субфациям зеленосланцевой фации, которая считается зоной осаждения золота, в то время как более высокотемпературные фации — зоны потенциального выноса. Примечательно, что месторождения и рудопроявления золота, имея четкую приуроченность к зеленосланцевой фации, в большинстве случаев концентрируются вблизи или почти на границе с амфиболитовой фацией метаморфизма.
Согласно полученным нами результатам исследования золоторудных месторождений и проявлений Южного Урала, расположенных в углеродистых отложениях, предлагаемую модель золотообразования можно рассматривать как осадочно-гидротермально-метаморфогенную, включающую комплекс взаимосвязанных процессов: 1) осадконакопление с хемо-генной сорбцией золота углеродисто-глинистыми отложениями; 2) метаморфизм погружения; активизация элизионных поровых растворов, экстрагирующих из глинистой фракции рудогенные элементы и золото, их перераспределение и мобилизация в пластах-коллекторах (углеродисто-сульфидных осадках как геохимических барьерах) и создание промежуточных надкларковых концентраций; 3) динамометаморфизм, надвигообразование и складчатость, сопровождаю-
Рис. 7. Геологический разрез булатовской толщи по полотну и бортам щебеночного карьера у северной окраины пос. Никольский (обнажение 2504): 1 — серые и темно-серые углеродисто-кремнистые сланцы; 2 — черные плойчатые углеродисто-глинисто-кремнистые сланцы, пронизанные сеткой кварцевых прожилков; 3 — бурые ожелезненные сланцы с лимонитизированным пиритом; 4 — светлые серицит-кварцевые сланцы; 5 — элементы залегания сланцеватости и плитчатой отдельности. Номера точек отбора проб соответствуют
таковым в табл. 2
щиеся метаморфогенной перегруппировкой и переотложением минерального вещества; 4) контактовый и зональный метаморфизм в процессе формирования гранитно-мигматитовых куполов, интрузивных гра-нитоидов и окончательное «оформление» золото-кварцевых залежей до их настоящего вида.
Наиболее удачный пример, вписывающийся в разрабатываемую модель, — рассматриваемый нами Ларинский гранитогнейсовый купол (рис. 6).
Детальное геологическое картирование восточного обрамления Ларинского купола и опробование на золото сульфидизированных и окварцованных кремнисто-углеродистых отложений булатовской толщи показали его высокое содержание (табл. 1, 2). Наиболее значимые из них приведены на рис. 6 и привязаны к разрезам (рис. 7, 8).
В результате обработки полученных данных выявилась очень четкая закономерность распределения значений повышенного содержания золота: все точки с промышленным количеством золота укладываются в область развития пород с зеленосланцевой фацией метаморфизма (рис. 6). Наиболее значимое его содержание (Никольское, Малоувельское, Приданни-ковское проявления) приурочено к внешней высокотемпературной субфации зеленосланцевой фации, развитие которой связано с внедрением гранитных массивов варшавского комплекса (Ларинский, При-данниковский), а также к зонам интенсивной метасо-матической переработки пород, которая обусловлена становлением субщелочных массивов краснокамен-ского комплекса у пос. Никольский.
Примечательно, что в пределах амфиболитовой фации нет ни одной точки с содержанием золота
>0,1 г/т. Все они характеризуются значением содержания этого металла либо в области п • 0,01 г/т, либо в районе чувствительности метода. Это указывает на существенный вынос золота из пород непосредственного обрамления Ларинского грани-тогнейсового купола и подтверждает правильность разрабатываемой нами [Сначёв и др., 2010, 2012] модели метаморфогенно-гидротермального золото-образования в черносланцевых толщах Южного Урала. Отметим, что практически все проявления и точки минерализации золота на рассматриваемой площади приурочены к углеродистым сланцам, которые, как известно, являются хорошими концентраторами этого металла. Более того, как следует из анализа рис. 7, 8, самые высокие значения содержания золота в их пределах связаны с процессами окварцевания, сульфидизации и тектонической проработки.
Выводы. 1. Кремнисто-углеродистые отложения саитовской свиты представляют собой метаморфизо-ванный аналог булатовской толщи, на что указывает идентичность геологического строения и химического состава.
2. Черносланцевые отложения булатовской толщи и саитовской свиты относятся к низкоуглеродистому типу и очень компактно попадают в поля кремнисто-углеродистой формации, что свидетельствует о выдержанности их химического состава на всей рассматриваемой территории.
3. Палеогеографические условия накопления углеродистых отложений в пределах рассматриваемой площади были неоднородными. Наибольшее количество терригенной и вулканогенной примеси
Рис. 8. Сводный разрез булатовской толщи вдоль правого борта р. Мал. Увелька и борта карьера у плотины (обнажение 5530). Условные обозначения см. на рис. 7
отмечено в составе отложений части саитовской свиты и булатовской толщи обрамления Ларинского купола. Для них же фиксируется минимальная глу-боководность, соответствующая окраине шельфа или континентальному склону. Кремнисто-углеродистые отложения в центральной части Пластовской площади образовались в глубоководном бассейне с некомпенсированным осадконакоплением при дефиците кислорода в придонных водах. Основная масса осадка, представленная кремнеземом, отлагалась биохемогенным путем, что в совокупности с практически полным отсутствием привноса терригенного материала с континента обеспечило исключительную химическую чистоту осадка.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Буряк В.А. Генетические особенности золото-сульфидной минерализации центральной части Ленской золотоносной провинции // Вопросы генезиса и закономерности размещения золотого оруденения Дальнего Востока. М.: Наука, 1966. С. 66-100.
Буряк В.А. Метаморфизм и рудообразование. М.: Недра, 1982. 256 с.
Горбачев О.В., Созинов Н.А. Некоторые петрохимиче-ские и геохимические аспекты типизации углеродистых отложений докембрия // Проблемы осадочной геологии докембрия. Вып. 10. М.: Наука, 1985. С. 46-57.
Ефремова С.В., Стафеев К.Г. Петрохимические методы исследования горных пород: Справочное пособие. М.: Недра, 1985. 512 с.
Коробейников А.Ф. Особенности распределения золота в породах черносланцевых формаций // Геохимия. 1985. № 12. С. 1747-1757.
Петрография железисто-кремнистых формаций Украинской ССР. Киев: Изд-во АН УССР, 1956. 215 с.
Плюснин К.П., Плюснина А.А., Зенков И.И. Новые данные о граптолитовых сланцах восточного склона Южного Урала // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1965. № 11. С. 121-123.
Пучков В.Н., Иванов К.С. К стратиграфии чернослан-цевых толщ на востоке Урала // Ежегодник-1988 ИГиГ УФ АН СССР. Свердловск, 1989. С. 4-7.
Розен О.М., Журавлев Д.З., Ляпунов С.М. Геохимические исследования осадочных отложений Тимано-Печерской провинции // Разведка и охрана недр. 1994. № 1. С. 18-21.
Рыкус М.В., Сначёв В.И. Особенности палеозойского углеродистого осадконакопления Сысертско-Ильмено-горской зоны Южного Урала // Осадочные бассейны:
4. По соотношению основных петрогенных оксидов состав терригенной примеси в углеродистых отложениях в подавляющем большинстве соответствует основным и ультраосновным породам; уверенно диагностируются продукты перемыва нижележащих отложений шеметовской толщи. Судя по значениям петрохимических параметров, привнос терригенного материала происходил с запада на восток.
5. Проявление зонального метаморфизма способствовало миграции и переотложению золоторудной минерализации. Приуроченность последней к внешней зоне зеленосланцевой фации метаморфизма — очень важный поисковый признак при поисках золотого оруденения.
Закономерности строения и эволюции, минерагения. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. С. 112-114.
Сначёв А.В. Сравнительная характеристика углеродистых отложений Ларинского купола (Арамильско-Сухтелинская зона) // Ежегодник-2013 ИГ УНЦ РАН. Уфа, 2013. С. 125-136.
Сначёв А.В., Савельев Д.Е., Сначёв В.И. Палладий-золо-то-редкометальная минерализация в углеродистых сланцах зигазино-комаровской свиты (Южный Урал) // Руды и металлы. 2010. № 4. С. 14-19.
Сначёв А.В., Сначёв В.И., Рыкус М.В. и др. Геология, петрогеохимия и рудоносность углеродистых отложений Южного Урала. Уфа: ДизайнПресс, 2012. 208 с.
Страхов Н.М. Геодинамический механизм распределения Сорг, 8Ю2 и СаСО3 в океаническом осадконако-плении // Литология и полезные ископаемые. 1978. № 1. С. 3-31.
Хворова И.В. Кремненакопление в геосинклинальных областях прошлого // Осадконакопление и полезные ископаемые вулканических областей прошлого. М.: Наука, 1968. С. 9-136 (Тр. ГИН АН СССР; Вып. 196).
Хворова И.В., Лисицина Н.А., Богданов Ю.А. Осадки рифтовой зоны хр. Рейкьянес (58° с.ш.) // Литология и полезные ископаемые. 1985. № 3. С. 5-16.
Чесноков С.В. Проблема ильменогорских гнейсов: Иль-меногорский комплекс магматических и метаморфических пород // Тр. Ильменского государственного заповедника. Вып. 9, т. 1. Свердловск: УФ АН СССР, 1971.
Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Геохимия черных сланцев. Л.: Наука, 1988. 271 с.
Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Элементы-примеси в черных сланцах. Екатеринбург: УИФ Наука, 1994. 304 с.
Поступила в редакцию 18.02.2014
