Научная статья на тему 'Минералогия черносланцевых отложений Улуелгинско-Кудашмановской зоны (башкирский мегантиклинорий)'

Минералогия черносланцевых отложений Улуелгинско-Кудашмановской зоны (башкирский мегантиклинорий) Текст научной статьи по специальности «Геология»

CC BY
11
2
Поделиться
Ключевые слова
ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ / БАШКИРСКИЙ МЕГАНТИКЛИНОРИЙ / СУЛЬФИДНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ / РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ / САМОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ / КВАРЦЕВОЖИЛЬНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ / ФЛЮИДОНАСЫЩЕННОСТЬ / ТЕРМОБАРОГЕОХИМИЯ / МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЕ / BLACK SHALE DEPOSITS / BASHKIR MEGANTICLINORIUM / SULPHIDE MINERALIZATION / RARE EARTH ELEMENTS / NATIVE METALS / QUARTZ VEIN MINERALIZATION / FLUID CONTENT / THERMOBARIC GEOCHEMISTRY / MINERALIZATION

Аннотация научной статьи по геологии, автор научной работы — Ковалев С.С., Шарипова А.А., Ковалев С.Г., Мичурин С.В.

В работе приводятся материалы по геологическому строению и минералого-петрографическому составу черносланцевых отложений среднерифейского возраста, приуроченных к Юрюзано-Зюраткульскому региональному разлому (Башкирский мегантиклинорий). Детально описана комплексная сульфидно-Au-Ag-U-Th-REE и кварцевожильная минерализации, изученные на современной прецизионной аппаратурной базе с применением методов термобарогеохимии. С различной степенью детальности охарактеризованы сульфиды (пирит, пирротин, халькопирит, сфалерит, галенит), самородные элементы (Au, Ag, Sn), а также уран-ториевая и редкоземельно-фосфатная минерализации. На основе изучения кварцевожильной минерализации выделено несколько генераций кварца, каждая из которых характеризуется своим газовым составом флюидных включений и общей флюидоносностью. Участки развития золотой, Au-содержащей, Ag-содержащей и сульфидной минерализации в породах Кудашмановского разреза совпадают с зонами развития голубовато-серого кварца, обладающего флюидоносностью на уровне 50-100 мкл/г. Показано, что комплексная минерализация черносланцевых отложений Улуелгинско-Кудашмановской зоны формировалась в несколько этапов. В обобщенном виде генезис комплексного оруденения сложнодислоцированных черносланцевых толщ Башкирского мегантиклинория обусловлен геодинамическим режимом развития региона и может быть охарактеризован двухэтапной моделью: первый этап рифтогенный «подготовительный», во время которого формируется геохимическая специализация пород и образуются минералы первой генерации; второй колизионный(?), рудогенерирующий, характеризуется развитием регионального метаморфизма, процессов водного корового палингенеза и минералообразованием в условиях функционирования флюидно-гидротермальной системы при меняющихся геохимических параметрах среды и термобарических условиях процесса.

Похожие темы научных работ по геологии , автор научной работы — Ковалев С.С., Шарипова А.А., Ковалев С.Г., Мичурин С.В.,

Mineralogy of black shale deposits in the Yluelga-Kudashmanovo zone (Bashkir Meganticlinorium)

This article contains information on the geological structure and mineralogical and petrographic composition of Middle Riphean black shale deposits confined to the Yuryuzan-Zyuratkul regional fault (Bashkir Meganticlinorium). It describes in detail the complex sulphide Au-Ag-U-Th-REE and quartz vein mineralizations studied with the use of modern precision equipment and thermobarometric geochemical techniques. With varying degrees of detail, the article describes sulphides (pyrite, pyrrhotine, chalcopyrite, sphalerite, galena), native elements (Au, Ag, Sn) as well as thorium-uranium and REE-phosphate mineralizations. Investigations into the quartz vein mineralization made it possible to identify several quartz generations, each characterized by its specific gas composition of fluid inclusions and total fluid content. The areas of gold, Au and Ag-containing and sulphide mineralizations within the Kudashmanovo section coincide with the zones of bluish grey quartz having fluid content of 50-100 µl/g. It is shown that complex black shale mineralization of the Uluelga-Kudashmano zone was formed at several stages. In summary, the genesis of complex mineralization within highly dislocated black shale strata of the Bashkir Meganticlinorium was caused by the regional geodynamic regime and can be characterized by a two-stage model. The first stage is "preparatory" riftogenic, during which the geochemical specialization of rocks and first-generation minerals took place. The second collisional (?) ore-forming stage is characterized by the development of regional metamorphism, water palingenesis in the crust and mineral formation under the conditions of the functioning fluid-hydrothermal system with varying parameters of the geochemical environment and thermobarometric features of the process.

Текст научной работы на тему «Минералогия черносланцевых отложений Улуелгинско-Кудашмановской зоны (башкирский мегантиклинорий)»

УДК 553.3/4

г

минералогия черносланцевых отложений

улуелгинско-кудашмановской зоны (башкирский мегантиклинорий)*

© С.С. Ковалев,

младший научный сотрудник, Институт геологии, Уфимский научный центр РАН, ул. К. Маркса, 16/2,

450077, г. Уфа, Российская Федерация, эл. почта: kovalev@ufaras.ru

© А.А. Шарипова,

младший научный сотрудник, Институт геологии, Уфимский научный центр РАН, ул. К. Маркса, 16/2,

450077, г. Уфа, Российская Федерация, эл. почта: ajsylu_azatovna@mail.ru

© С.Г. Ковалев,

доктор геолого-минералогических наук, заместитель директора по научной работе, Институт геологии, Уфимский научный центр РАН, ул. К. Маркса, 16/2,

450077, г. Уфа, Российская Федерация, эл. почта: kovalev@ufaras.ru

© С.В. Мичурин,

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, Институт геологии, Уфимский научный центр РАН, ул. К. Маркса, 16/2,

450077, г. Уфа, Российская Федерация, эл. почта: s michurin@mail.ru

В работе приводятся материалы по геологическому строению и минералого-петрографическому составу черносланцевых отложений среднерифейского возраста, приуроченных к Юрюзано-Зюрат-кульскому региональному разлому (Башкирский мегантиклинорий). Детально описана комплексная сульфидно-Аи-Ад-11-Т1>13ЕЕ и кварце-вожильная минерализации, изученные на современной прецизионной аппаратурной базе с применением методов термобарогеохимии. С различной степенью детальности охарактеризованы сульфиды (пирит, пирротин, халькопирит, сфалерит, галенит), самородные элементы (Аи, Ад, Бп), а также уран-ториевая и редкоземельно-фосфатная минерализации. На основе изучения кварцевожильной минерализации выделено несколько генераций кварца, каждая из которых характеризуется своим газовым составом флюидных включений и общей флюидоносностью. Участки развития золотой, Аи-содержащей, Ад-содержащей и сульфидной минерализации в породах Кудашма-новского разреза совпадают с зонами развития голубовато-серого кварца, обладающего флюидоносностью на уровне 50-100 мкл/г.

Показано, что комплексная минерализация черносланцевых отложений Улуелгинско-Кудашмановской зоны формировалась в несколько этапов. В обобщенном виде генезис комплексного орудене-ния сложнодислоцированных черносланцевых толщ Башкирского ме-гантиклинория обусловлен геодинамическим режимом развития региона и может быть охарактеризован двухэтапной моделью: первый этап рифтогенный «подготовительный», во время которого формируется геохимическая специализация пород и образуются минералы первой генерации; второй - колизионный(?), рудогенерирующий, характеризуется развитием регионального метаморфизма, процессов водного корового палингенеза и минералообразованием в условиях функционирования флюидно-гидротермальной системы при меняющихся геохимических параметрах среды и термобарических условиях процесса.

Ключевые слова: черносланцевые отложения, Башкирский мегантиклинорий, сульфидная минерализация, редкоземельные элементы, самородные металлы, кварцевожильная минерализация, флюидонасыщенность, термобарогеохимия, минералообразование

© S.S. Kovalev1, A.A. Sharipova2, S.G. Kovalev3, S.V. Michurin4

mineralogy of black shale deposits in the uluelga-kudashmanovo zone (bashkir meganticlinorium)

This article contains information on the geological structure and mineralogical and petrographic composition of Middle Riphean black shale deposits confined to the Yuryuzan-Zyuratkul regional fault (Bashkir Meganticlinorium). It describes in detail the complex sulphide Au-Ag-U-Th-REE and quartz vein mineralizations studied with the use of modern precision equipment and thermobarometric geochemical techniques. With varying degrees of detail, the article describes sulphides (pyrite, pyrrhotine, chalcopyrite, sphalerite, galena), native elements (Au, Ag, Sn) as well as thorium-uranium and REE-phosphate mineralizations. Investigations into the quartz vein mineralization made it possible to identify several quartz generations, each characterized by its specific gas composition of fluid inclusions and total fluid content. The areas of gold, Au and Ag-containing and sulphide mineralizations within the Kudashmanovo section coincide with the zones of bluish grey quartz having fluid content of 50-100 Ml/g.

12,34Institute of Geology, Ufa Scientific Centre, Russian Academy of Sciences, 16/2, ulitsa Karla Marksa, 450077, Ufa, Russian Federation e-mail: kovalev@ufaras.ru

* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант № 16—35—00144.

...........ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/ 2016, том 21, № 2 (82) 11111111111111111111111111111111111111111111111111111|53

It is shown that complex black shale mineralization of the Uluel-ga-Kudashmano zone was formed at several stages. In summary, the genesis of complex mineralization within highly dislocated black shale strata of the Bashkir Meganticlinorium was caused by the regional geodynamic regime and can be characterized by a two-stage model. The first stage is "preparatory" riftogenic, during which the geochemical specialization of rocks and first-generation minerals took place. The second collisional (?) ore-forming stage is characterized by the development of regional meta-morphism, water palingenesis in the crust and mineral formation under the conditions of the functioning fluid-hydrothermal system with varying parameters of the geochemical environment and thermobarometric features of the process.

Key words: black shale deposits, Bashkir Meganticlinorium, sulphide mineralization, rare earth elements, native metals, quartz vein mineralization, fluid content, thermobaric geochemistry, mineralization

Геология Улуелгинско-Кудашмановская зоны. Улуелгинско-Кудашмановская зона структурно приурочена к Ишлинскому грабену, располагаясь непосредственно в зоне Юрюза-но-Зюраткульского разлома, представляя собой узкую (100—250 м) полосу субмеридионального простирания, прослеженную на расстоянии около 15 км (см. рис. 1). Терригенные породы зоны представлены серицит-кварцевыми алевролитами и углеродсодержащими сланцами. Характерной особенностью, как для первых, так и для вторых разновидностей пород, является значительная дислоцирован-ность, а именно: смятие, гофрирование, ми-кробудинаж, завальцовка кварцевых обломков с мозаичным, облачным погасанием и формирование текстур пластического течения. Мета-соматическая перекристаллизация выражается в укрупнении серицита с образованием крупночешуйчатого (до 5 мм по удлинению) мусковита и дорастании кварцевых обломков. В породах широко развиты окварцевание, альбити-зация и карбонатизация, выражающиеся в наличии прожилков неправильной формы и переменной мощности.

Основным отличием углеродсодержащих сланцев от алевролитов является пелитовая размерность зерен кварца и присутствие углеродистого вещества, которое образует послой-но-полосовидные, шнурообразные и комковатые выделения. Содержание углерода в породах колеблется от 1,1 до 2,6%. При изучении образцов углеродсодержащих сланцев в отраженном свете в однородной массе установлены мелкие (0,01 мм и менее) чешуйки, обладающие хорошо наблюдаемой яркой оптической анизотропией, характерной для графита. Основная масса углеродистого вещества (УВ) изотропна либо обладает слабой анизотропией

с прямым или облачным погасанием, что позволяет отнести его к УВ керит-антраксо-литового ряда.

Магматические породы зоны образуют вулкано-плутоническую ассоциацию, включающую пластовые тела интрузивных габбро-до-леритов и эффузивов основного состава с небольшим количеством пирокластического материала. Для габбро-долеритов центральной части Улуелгинского разреза характерны реликтовые офитовые и габбровые структуры. Минеральный состав включает клинопироксен (авгит), замещающийся сине-зеленой роговой обманкой, зернистыми агрегатами клиноцои-зита и эпидота; альбитизированый и соссюри-тизированный плагиоклаз; титаномагнетит, часто псевдоморфно замещающийся агрегатом тонкозернистого титанита. В качестве акцессорных минералов в породах присутствуют циркон, апатит, рутил, сульфиды (пирит, халькопирит).

В верхней части разреза присутствуют жилы альбититов мощностью 15—20 см, состоящие из ксеноморфных зерен альбита с небольшим количеством кварца. В интерстициях присутствуют хлорит, мелкие кристаллы минералов эпидот-цоизитовой группы (клиноцои-зит), апатит, рутил и турмалин. В крайней степени изменения интрузивные породы представляют собой карбонат(кальцит)-эпидот(кл иноцоизит)-альбит-кварц-хлоритовые сланцы и эпидот-альбит-кварц-амфиболовые (с арф-ведсонитом) породы массивной текстуры, трассирующие тектонические нарушения, которые располагаются внутри мощного габбро-доле-ритового тела (см. рис. 1).

Эффузивные метабазальты имеют мелкозернистую, реликтовую порфировидную и ин-терсертальную структуру и массивную тексту-

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/ 2016 том 21, № 2 (82) IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

ру. Сложены они разноориентированными лейстами плагиоклаза, клинопироксеном, нацело замещенным эпидотом и хлоритом, а также девитрифицированным вулканическим стеклом. Совместно с маломощными прослоями литокристаллокластических туфопесчаников они рассланцованы и превращены в эпи-дот-кварц-хлоритовые породы.

Рудная минерализация. Сульфиды являются самой распространенной группой рудных минералов, присутствующих в породах зоны. Их количество в среднем составляет 0,1—0,5 мас. %, повышаясь в черносланцевых горизонтах до 10—15 мас. %, где они образуют прожил-ково-вкрапленную минерализацию. Взаимоотношения сульфидов с вмещающими породами

Рис. 1. Геологическая схема и разрезы (а - Улу-Елгинский, б - Кудашмановский) Улуелгинско-Кудашманов-ской зоны. По [1]:

1-3 - разновозрастные структурно-вещественные комплексы (1 - нижнерифейские, 2 - среднерифейские, 3 - верхнерифейско-палеозойские нерасчлененные); 4 - кора выветривания; 5 - эпидот-кварц-хлоритовые сланцы; 6 - серицит-кварцевые алевросланцы; 7 - углеродсодержащие сланцы; 8 - кварцитопесчаники; 9 -магматические и апомагматические породы; 10 - зоны рассланцевания; 11 - тектонические нарушения; 12 -скважины

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/ 2016, том 21, № 2 (82) 11111111111111111111111111111111111111111111111111111^5

разнообразны. Иногда они представлены суби-диоморфными порфиробластовыми кристаллами (рис. 2, а), образуют субсогласно смятые прожилки и выделения линзовидной формы, а иногда развиваются по микрокливажным трещинам (см. рис. 2, в). Мощность сульфидизи-рованных зон переменчива (от 2—3 м до 15 м) и в целом соответствует мощности чернослан-цевых горизонтов.

Пирит — самый распространенный минерал среди сульфидов, встречается в виде отно-

сительно крупных (до 8—10 мм) субидиоморф-ных и идиоморфных порфиробластовых кристаллов кубического габитуса (пирит-1), часто деформированных (см. рис. 2, а), разбитых трещинами со смещением обломков друг относительно друга. Кроме того он встречается в виде прожилковых выделений (пирит-11) в срастаниях с пирротином, сфалеритом, галенитом и халькопиритом (см. рис. 2, г, д, е). В таких случаях пирит практически всегда обрастается пирротином, либо его кристаллы включены

Рис. 2. Микрофотографии сульфидов из пород Улуелгинско-Кудашмановской зоны

^2016 том 21, № 2 (82)

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/2С

в пирротиновую «матрицу». Среди примесей в пирите установлены кобальт (1,15—2,45 мас. %), никель (0,31—0,36 мас. %), а также золото (0,57 мас. %) и селен (0,61 мас. %) в единичных зернах.

Пирротин — второй после пирита по распространенности минерал, встречается в ассоциации с пиритом, сфалеритом и халькопиритом в виде прожилковых выделений (см. рис. 2), ксеноморфных обособлений, иногда образуя практически мономинеральные зоны мощностью до 10—25 см. Часто концентрируется на границе углеродсодержащих сланцев и серицит (мусковит)-кварцевых алевросланцев, где образует удлиненные ориентированные «просечки», приуроченные к кливажным трещинам (см. рис. 2, в). Среди примесей в нем присутствуют N1 (0,47-0,54 мас. %), Со (0,36— 0,49 мас. %), Аи (0,83—0,96 мас. %) и 8е (0,48— 0,53 мас. %).

Сфалерит, как правило, встречается в ассоциации с пиритом и пирротином, образуя либо ксеноморфные выделения, либо хорошо ограненные кристаллы додекаэдрического габитуса. Содержание железа в них изменяется в пределах 5,67—7,79 мас. %, а среди примесей установлены селен (0,53—2,06 мас.%) и медь (0,06—0,27 мас. %).

Халькопирит чаще встречается в апомагма-тических породах, где он образует ксеноморф-ные выделения, которые пространственно совмещены с пиритом и пирротином. В терри-генных породах халькопирит, как правило, располагается по периферии сульфидных (пирит-пирротиновых, пирротиновых) сраста-

ний. В целом его состав относительно стабилен и близок к теоретическому.

Галенит образует мелкие (0,1—0,5 мм) иногда обильные субидиоморфные включения в кристаллах пирита, а также встречается по периферии пирротиновых (пирит-пирротино-вых) агрегатов в виде ксеноморфных либо сла-боограненных выделений. В его составе обнаружено железо (1,39—1,66 мас. %).

Самородные элементы. Олово было обнаружено при промывке проб-протолочек мета-соматически измененных пород (гетит-лимо-нитовых метасоматитов), которые приурочены к контакту габбро-долеритов с кварцевыми жилами [1]. Самородное олово представлено знаками белого цвета неокатанно-пластинчатой, неправильно-комковатой формы размером до 0,5'1 мм. Изучение на рентгеновском микроанализаторе показало, что 8п имеет неоднородное строение, подразделяясь на светлую и темную фазы. Как показал проведенный анализ, в светлой фазе концентрируются сидерофиль-ные элементы (Бе, N1, Сг, Со и V), в то время как темная обогащена благородными металлами, Т1, Си, и отчасти 8 и РЬ.

По результатам экспериментальных исследований [2] установлено, что при повышении температуры в процессе минералообразо-вания смена одного интерметаллида олова с набором определенных элементов платиновой группы другим, определяется его активностью в системе. Поскольку при снижении активности кислорода и температуры возрастает активность 8п, более палладистые его интер-металлиды будут сменяться более оловянисты-

в

^■■кнввкн .«Г - - Г V' Аи+Си * * * »

'¡КМ

^^^ИНШИЙ'И 1 яуг

1 3 \

2 4

Рис. 3. Микрофотографии (а, б, в, г) и микродифракционные картины (1, 2, 3, 4) золота из коры выветривания Улуелгинско-Кудашмановской зоны

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ /

/21

ми [2], что и фиксируется в нашем случае. Различия же в составах минералов на основе олова, обнаруженные нами и описанные ранее в различных парагенетических ассоциациях, обусловлены более восстановительной обстановкой, существовавшей в момент их образования.

Самородное золото было обнаружено визуально при минераграфическом изучении угле-родсодержащих сланцев в углеродистой матрице, где оно представлено мелкими (3—5 микрон, очень редко до 10—12 микрон) выделениями разнообразной формы. Кроме того, в коре выветривания по черным сланцам Кудашманов-ского разреза были установлены мелкие знаки самородного Аи. На микрофотографии (рис. 3, а) среди призматических кристаллов тодоро-кита ((Мп,М£,Са,Ва,К,№)2Мп3012 х3И20) присутствует небольшое — 0,3 мкм2, толщиной около 50 нм полупрозрачное выделение, представляющее собой агрегат тонкодисперсных частиц, которые дают кольцевую микродифракционную картину, соответствующую самородному Аи (см. рис. 3, фото 1). На микрофото (см. рис. 3, б) изображено зерно самородного Аи размером 0,05 мкм. Его точечная монокристальная микродифракционная картина приведена на рис. 3, фото 2.

Анализ полученного материала показывает, что в основном золото связано с углеродистым веществом, которое располагается по трещинам между зерен. На микрофотографии

Рис. 4. Микрофотографии самородного золота из кварцевой жилы (а, б, в) и полированный аншлиф зерна а (а1)

...........ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/21

(см. рис. 3, в) присутствует сгусток углеродистого вещества, скорее, гумуса, из которого после прогрева выделяется тонкодисперсное Аи. Оно дает кольцевую микродифракционную картину (см. рис. 3, фото 3), на которой присутствуют и отражения самородной меди. Форма связи этих двух элементов с углеродистым веществом, вероятнее всего, сорбционная. На микрофотографии (см. рис. 3, г) приведена предположительно бактерия, в которой углеродистое вещество в процессе метаболизма (?) замещается Аи и Си, аналогично предыдущему случаю с гумусом. Кольцевая микродифракционная картина золота и самородной меди приведена на рис. 3, фото 4.

При изучении кварцевожильной минерализации самородное Аи было обнаружено в пробе-протолочке из будинированной кварцевой жилы, залегающей в черных сланцах и сложенной серовато-белым (голубовато-серым) полупрозрачным кварцем. Золотины имеют сложную форму (рис. 4) и различаются по окраске — с красноватым оттенком и соломенно-желтые. Золото высокопробное, микро-зондовым методом в его составе была обнаружена медь (от 0,21 до 0,41 вес. %), а содержания серебра варьируют в пределах 4,58— 6,50 мас. % .

Самородное серебро и минералы Ag. Минералы серебра или А£-содержащие минералы наиболее распространенная группа, обнаруженная в породах Улуелгинско-Кудашма-новской зоны (рис. 5).

Кроме идентифицированных минералов (самородного серебра, хлораргирита), здесь установлены соединения, близкие к фуруто-беиту (Си,Аё)6РЪ84, а также промежуточные нестехиометричные соединения ряда халькопирит (СиБе82) — ленаит (АвБе82). Кроме того, широкий изоморфизм между селеном и теллуром приводит к появлению соединений (Аё,Бе) п(8,8е)т— (Аё,Ре)п(8,Те)т. Как правило, все они развиваются по трещинам в порфиробластовых кристаллах пирита (см. рис. 5, а) либо образуют скопления неправильной формы, в которых пространственно совмещены с ксеноморфны-ми выделениями монацита (см. рис. 5, б). Особо следует отметить находку соединения (Аё14

3Ре0,27Аи0,12)1,83(8е0,4680,33А\21)1,00, ввидУ ^^ чТО

оно относится к разряду редких. Близкие по составу аналоги были описаны К. Мором [3] в рудах месторождения Брокен-Хилл (Австралия).

(Сс.и.мф Р01 \ . ***

Рис. 5. Серебряные, серебросодержащие, редкоземельные и уран-ториевые минералы (тп - монацит, иг - уранинит, и-К - торит урановый) из пород Улуелгинско-Кудашмановской зоны

Уран-ториевая минерализация, впервые установленная в черносланцевых породах Урала [4], характеризуется наличием разнообразных по составу минералов и и ТИ. Их характерной особенностью является приуроченность к терригенным породам, причем они встречаются как на различных «стратиграфических» уровнях, так и в отложениях Улу-Елгинского и Кудашмановского разрезов, т.е. на протяжении всей зоны. Торий встречается в силикатной форме, в виде торита, содержащего в качестве постоянных примесей и, Бе и Са, а в отдельных выделениях установлены РЬ и Р. Минералы урана более разнообразны. Он присутствует как в оксидной (уранинит) и силикатной (коф-финит) формах, так и в виде соединений более сложного состава (ураноцирцит). Практически все минералы и и ТИ находятся в тесной пространственной ассоциации с монацитом, неидентифицированными редкоземельными фазами сложного состава и сульфидами (см. рис. 5, г—е), причем редкоземельные минералы, как правило, представлены ксеноморфны-ми либо слабоограненными выделениями.

Редкоземельно-фосфатная минерализация в породах зоны представлена монацитом и не-

идентифицированными ЯЕЕ-фазами. Монацит встречается в двух видах — в относительно хорошо ограненных идиоморфных кристаллах и ксеноморфных выделениях. Характерными чертами первой разновидности является коррозия кристаллов, а второй — пространственная совмещенность с минералами серебра (см. рис. 5, б), урана и тория (см. рис. 5, г, д). При этом отличительными особенностями обоих типов Улуелгинско-Кудашмановских монацитов является практически полное отсутствие в их составе ТИ и и, что отличает их от монацита из одновозрастных отложений Шатакско-го комплекса, которые установлены в прослоях алевросланцев, залегающих среди магматических пород основного состава [5].

Кварцевожильная минерализация представлена жильными телами и прожилками, мощность которых варьирует от нескольких мм до 1,0—1,2 м, сложной морфологии, взаимно пересекающихся и часто будинированных. Среди них можно выделить несколько разновидностей: 1 — сливной молочно-белый кварц без видимых примесей, изредка содержащий вкрапленность пирита; 2 — полупрозрачный голубовато-серый сливной кварц; 3 — полупрозрачный голубовато-серый зернистый кварц, с размером «зерен» от 5—7 мм до 1—2 мм; 4 — кварц в составе карбонат-кварцевых прожилков, в которых кальцит составляет от 2 до 25 мас. %. Последняя разновидность преобладает в измененных габбро-долеритах, а также породах разреза, вскрытых скв. № 77 на глубине свыше 200 м.

Кварц из жил и прожилков часто расслан-цеван и разбит трещинами, по которым обычно развиваются сульфиды (пирит, реже пирротин и халькопирит), карбонатные минералы (кальцит) и серицит.

Газовый состав флюидных включений разных генераций кварца из пород Кудашманов-ского разреза характеризуется переменными концентрациями СО и . Особенно это

^ 2 восст. газы

касается последнего параметра, значения которого колеблются от 2,7 до 46,4 об. % [6].

В целом флюидоносность кварца в породах Кудашмановского разреза подчиняется определенной закономерности — в его нижней части преимущественно развит кварц со средней и низкой флюидонасыщенностью, а область высоких величин флюидоносности (свыше 100 мкл/г) располагается в верхней части разреза (рис. 6) [6].

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ

v

/21

Сопоставление полученных материалов показывает, что рудная минерализация Кудаш-мановского разреза попадает в зону со средней (50—100 мкл/г, см. рис. 6) флюидонасыщенно-стью кварца. Это неожиданно, поскольку, согласно предыдущим исследованиям, кварц с высокой флюидонасыщенностью является индикатором золотого и некоторых других типов гидротермального оруденения в рифейских породах региона [7; 8]. Кроме того, как показывают результаты ранее проведенных термо-барогеохимических исследований, между высокой флюидоносностью пород и концентрацией в них серебра обычно также устанавливается прямая зависимость [9]. Вместе с тем современный анализ использования термоба-рогеохимических параметров в геологоразведочной практике показывает, что наибольшим коэффициентом флюидоносности на рудных объектах обладают рудовмещающие метасома-титы, а жильные минералы (кварц и др.), входящие в рудные парагенезисы, имеют пониженные значения флюидонасыщенности [10]. Физико-химическая сущность этого процесса объясняется авторами раскристаллизацией

Рис. 6. Изменение флюидоносности по профилю скважин № 76-81. По [6]:

1-3 - области развития кварца с разной флюидонос-ностью: 1 - более 100 мкл/г, 2 - 50-100 мкл/г, 3 - менее 50 мкл/г; 4 - изолинии флюидоносности; 5 - минерализация в породах: Ag - серебросодержащая; PyAu и PoAu - золотосодержащая пиритовая и пир-ротиновая; U - урановая; Mnz - монацитовая; REE -редкоземельная; 6 - место отбора кварца и среднее значение флюидоносности; 7 - границы пород разного литологического состава; 8 - скважины

рудных минералов, в последнюю очередь, из дегазированных гидротерм. По-видимому, именно таким процессом можно объяснить приуроченность рудной минерализации в породах Кудашмановского разреза к зонам развития кварца с относительно невысокой флю-идоносностью.

Геотектонические условия формирования оруденения Улуелгинско-Кудашмановской зоны. Породы Улуелгинско-Кудашмановской зоны представляют собой образования среднери-фейского возраста, объединяемые в пределах региона в машакскую свиту, которая сформировалась в континентально-рифтогенных условиях [11; 12; 13]. Приводимая ниже этапность процесса рудообразования носит обобщающий характер и основывается на анализе всего имеющегося геологического материала по западному склону Южного Урала ввиду того, что Улуелгинско-Кудашмановская зона является локальной структурой, процессы минералоо-бразования в которой невозможно рассматривать в отрыве от общей истории развития региона.

Первый (рифтогенный) этап. Начало формирования комплексного оруденения Улуел-гинско-Кудашмановской зоны является синхронным с образованием в раннерифейское время интракратонного прогиба с компенсированным осадконакоплением терригенных отложений и связано с внедрением в зоны кон-седиментационных разломов мелких рассредоточенных базитовых и базит-гипербазитовых интрузий [14].

Собственно рифтогенный этап знаменуется переходом от рассредоточенного типа растяжения литосферы к линейно сконцентрированному, что в пределах западного склона Южного Урала выразилось в формировании серии грабенообразных структур с максимальным развитием вулканизма при большом разнообразии продуктов его деятельности — интрузии, эффузивные и пирокластические фации (рис. 7). Процессы дифференциации в промежуточных очагах и, возможно, контаминация в их верхних частях, привели к образованию магм, различающихся как по основности (базальты, риолиты), так и по геохимическим характеристикам (обогащенность Аи, Р1 и Рё, по сравнению с мантийным субстратом). При этом формирующиеся осадки и осадочные породы верхних горизонтов коры пронизываются потоками глубинных флюидов углеводородно-водород-

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/2

ного состава, существование которых на крыльях срединно-океанических хребтов и, что важно для нашего случая, активизированных континентальных склонах, доказано прямыми измерениями флюидопотоков [15]. Экстрагирующие, емкостные и транспортирующие характеристики флюидной фазы по отношению к рудогенным элементам, включая благородные и редкоземельные металлы, детально рассмотрены в большом количестве публикаций, базирующихся как на экспериментальных разработках, так и на анализе фактического материала [16; 17 и др.].

Одним из доказательств воздействия флюидной фазы на породы Улуелгинско-Кудаш-мановской зоны служат повышенные содержания Со, N1 и Си — элементов, типоморфных для основного типа магматизма, а также повышенные концентрации Аи, Р1 и Рё, в то время как черносланцевые породы, залегающих в стратотипическом разрезе и не затронутые воздействием магматогенных флюидов, характеризуются околокларковым уровнем содержания этих элементов [1; 18]. Таким образом, флюидная проработка осадочного субстрата при рифтогенезе формирует геохимические аномалии рудогенных элементов притом, что углеродистое вещество как биогенного типа, так и сформировавшееся в результате окисления восстановленных флюидов, выступает в ка-

140 млн лет

-600-500 млн лет

Шатзкский комплекс

Улуепплнско-Кудашмановсиая

Рис. 7. Геотектонические разрезы для разновременных периодов развития западного склона Южного Урала

честве эффективного сорбента и транспортирующего агента благородных металлов [19; 20; 21].

Второй этап (коллизионный(?)) метамор-фогенно-гидротермальный. Согласно современным представлениям о геодинамическом развитии региона в поздневендское время территория Южного Урала развивалась в режиме сжатия (см. рис. 7) [22]. При этом природа регионального метаморфизма остается до сих пор дискуссионной [22; 23; 24; 25]. Но, каков бы не был конкретный механизм проявления метаморфизма, следует считать установленным, что в это время формировались не только зональные метаморфические комплексы (белорец-кий), но и линейные зоны с близкими термодинамическими параметрами изменения субстрата [26]. Развитие региона, обусловленное сменой рифтогенного магматизма процессами водного корового палингенеза и регионального метаморфизма приводит к формированию разномасштабных флюидно-гидротермальных систем. Процессы минералообразования в таких зонах, одной из которых является Улуел-гинско-Кудашмановская, определялись, в первую очередь, перераспределением вещества при стрессовой(?) динамической нагрузке в условиях мусковит-хлоритовой и эпидот-ам-фиболитовой субфаций зеленосланцевой фации метаморфизма при определяющей роли сформировавшейся гидротермальной системы, условия функционирования которой не являлись, вероятнее всего специфическими, а были близки к детально описанным для схожих объектов [27]. Гидротермальный процесс характеризовался, как минимум, двумя стадиями минералообразования: высокотемпературной и относительно высокобарической (Т = 330—500°С, Р = 6—7 кбар) и низкотемпературной (менее 250°С) [1]. В результате действия последней сформировались серебряные и сере-бросодержащие минералы, сульфоселениды золота и серебра, редкоземельные фазы и уран-ториевая минерализация. На совместное образование этих ассоциаций указывает пространственная совме-

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ /

/ 2016, том 21, № 2 (82)

ЛИТЕРАТУРА

/ Те

Т