CC BY
42
№
УДК [549+550.4] : 552.4 (234.851)
МИНЕРАЛОГИЯ И ГЕОХИМИЯ ПОРОД О ЗОНЕ МЕЖФОРМАЦИОННОГО КОНТАКТА НА ХР. САУРНПЭ
И. В. Козырева, Н. Ю. Никулова Институт геологии Коми НЦ УрО РАН kozyreva @geo. komisc. ru, nikulova @geo. komisc.ru
На xp. Саурипэ допалеозойские отложения представлены метадолеритами бедамельской свиты (RF3-V1bd). В основании палеозойского структурного этажа фрагментарно присутствуют образования кембрийской метаморфизован-ной коры выветривания (kv G), перекрывающиеся терригенными образованиями бадьяшорской свиты (£3-01 bd). Характер строения разреза зоны межформационного контакта, литолого-геохимические особенности слагающих его пород, набор акцессорных минералов в них, ассоциация золота с минералами-носителями лантаноидов, присутствие минералов палладия и ряд других особенностей позволяют провести аналогию с хр. Малдынырд и предположить сходство условий и процессов минералообразования и источников вещества.
Ключевые слова: зона межформационного контакта, метадолериты, бедамельская и бадьяшорская свиты, кембрийская метаморфизованная кора выветривания.
MINERALOGY AND GEOCHEMISTRY OF ROCKS IN INTERFORMATIONAL CONTACT ON SAURIPE RIDGE
I. V. Kozyreva, N. Yu. Nikulova
New data on petrographic, geochemical and mineralogical features of basic lithological rock types, composing basal horizons of uralides, have been presented. Conclusions about genetic and stratigraphic affiliation of deposits, sources and supply of terrigenous material were made. The stages of epigenetic transformations and their contribution to modern rock patterns were traced. The lithochemical features of gold mineralization were determined. The comparison and typification of interrelations of the basement and sedimentary cover was made. The type sections were described that were related to each possible variant of basement/cover interrelations. The lithochemical features of gold mineralization were determined that were necessary for the forecast of rare- and noble metal mineralization in Northern Ural Lower Paleozoic strata.
Keywords: interformational contact zone, metadolerites, Bedamel and Badyashor suites, Cambrian metamorphized weathering crust.
На междуречье Мал. Кары и Мал. Усы в районе г. Саури-Пэ в 75 км к северо-востоку от Воркуты (рис. 1) в обнажениях на ручьях Сауришор и Ерхойяха вскрывается зона межформационного контакта уралид/доура-лид. Допалеозойские отложения на
работ (1)
участке представлены метадолеритами бедамельской свиты (ИР^-У^ё). В основании палеозойского структурного этажа фрагментарно присутствуют образования кембрийской метаморф изованной коры выветривания (ку Є), перекрывающиеся терригенными образованиями бадьяшорской свиты (Є3—01 Ъё).
Полевое описание и опробование горных пород в двух разрезах зоны меж-формационного контакта было проведено В. С. Озеровым и Л. М. Сивано-вой во время полевого сезона 2007 г. На правобережье руч. Ерхойяха в основании бадьяшорской свиты В. С. Озеровым обнаружены породы, по положению в разрезе и структурно-текстурным признакам сопоставимые с отложениями алькесвожской (Є3—01а1) толщи Приполярного Урала. Золоторудная минерализация установлена в метадо-леритах бедамельской серии, апобази-
товых сланцах коры выветривания и терригенных породах бадьяшорской свиты.
Нами проведено комплексное изучение литологических, геохимических и минералогических особенностей отложений зоны межформационного контакта [2, 4] в двух разрезах на ручьях Сауришор и Ерхойяха (рис. 2). Определение РЗЭ в 28 пробах из отложений зоны межформационного контакта выполнены методом инструментального нейтронно-активационного анализа (ИНАА) в ГЕОХИ им. В. И. Вернадского (Москва) под руководством Г. М. Колесова.
Красноцветные терригенные отложения бадьяшорской свиты (в3— О1Ъё) мощностью до 900 м обнажаются в осевых частях антиклинальных структур. Выходы нижней толщи (мощностью 150—200 м) вишнево-серых гравелитов с линзами конгломе-
^гаиНии, апрель, 2012 г., № 4
Мощность, м Индекс Литология Номер образца Краткая характеристика пород
150 -140 -130120110100908070605040302010- *о -О О Ф У- 120-18 Гравелит темно-вишнево-серый среднегравийный
120-17 Песчаник вишнево-серый среднезернистый слюдистый
I" 120-16 Гравелит вишнево-серый слюдистый
120-15 Песчаник темно-вишневый разнозернистый
*. V. V. V: : 120-14 Гравелит светло-вишнево-серый
120-13 Гравелит светло-вишнево-серый
Гравелит светло-вишнево-серый
ДАДД Делювий
120-12 Гравелит светло-вишнево-серый
/ 120-11 Песчаник вишнево-серый крупнозернистый
А А А А Делювий
Гравелит светло-вишнево-серый
А А А А А А Д Делювий
/ Песчаник серый разнозернистый
А А А А А А А Ч Гравелит вишнево-серый мелкогоавийный
Делювий
120-08 Гравелит вишнево-серый мелкогравийный
Д Д Д Д Делювий
120-07 Песчаник разнозернистый светло-серый массивный
^ Детальную колонку см. на рис. 7.1.4
> \ СГ Д Д Д ^ Д Д Д Д Ал л юв иал ьно-дел ювиал ьн ые отложения в русле ручья Сауришор
Ґ 120-01 Метавулканиты основного состава
Рис. 2. Литологическая колонка обн. 120. Условные обозначения: 1 — конгломераты; 2 — гравелиты; 3 — песчаники; 4 — сланцы; 5 — вулканиты основного состава; 6 — делювиальные развалы
ратов и прослоями песчаников наблюдаются в зоне межформационного контакта палеозойского чехла с образованиями фундамента. Средняя толща представлена переслаиванием вишневых песчаников и алевролитов с линзами гравелитов (мощность до 500 м). Верхняя часть свиты сложена вишневыми алевролитами и сланцами с прослоями и линзами кварцевых песчаников (до 200—250 м) и выделяется в качестве маркирующего горизонта.
Кембрийские метаморф изован-ные коры выветривания (ку 6) по ме-тадолеритам фундамента впервые в
этом регионе выявлены В. С. Озеровым в 2007 г. Это серицит-хлорито -вые, хлорит-серицитовые и существенно серицитовые сланцы от темно-серого до вишневого цвета, часто «мылкие» на ощупь, мощностью 1.5— 2 м (рис. 2, 3).
Петрографическое описание шлифов, дополненное результатами литохимической обработки [10] 18 химических анализов (табл. 1, 2, рис. 4) позволило уточнить петрографические данные и выделить четыре литологических типа пород, различающихся по составу породообразующих и акцессорных минералов: 1) терри-
генные породы нормальной щелочности — гравелиты и гравелитистые песчаники кластера I, характеризующиеся наименьшей слюдистостью; 2) апо-базитовые сланцы кластера II, аттестуемые как псевдогидролизаты с типичной для них повышенной магнези-альностью и железистостью; 3) слюдистые сланцы с обломочными зернами (кластер III), занимающие промежуточное положение как по показателю общей щелочности, так и по железис-тости; 4) хлоритизированные метадо-лериты, отличающиеся повышенной магнезиальностью.
В сланцах по сравнению с мета-долеритами снижаются содержания (мас. %) MgO (с 10.53 до 3.68), СаО (с 4.21 до 2.03), №2О (3.71 до 1.19) и возрастают концентрации А12О3 (с 18.39 до 21.93), ТіО2 (с 1.91 до 2.29), Бе2О3 (с 4.33 до 9.72), К2О (с 0.02 до 4.99). Резкое повышение содержания калия может происходить в результате преобразований в хлорит-гидро -слюдистой коре выветривания по субстрату базальтоидов, изначально обогащенных титаном, железом и фосфором, но еще более накопивших их при корообразовании [1]. В изученных породах не обнаружено пирофиллита, хлоритоида и диаспора характерных для метаморфизованных кор выветривания. Можно предположить, что от размыва в позднем кембрии-раннем ордовике сохранились только образования самой нижней, гидрослюдистой части колонки выветривания.
В тяжелых фракциях протолоч-ных проб метадолеритов бедамель-ской серии (КР3—У1Ъё) преобладающим минералом является эпидот, представленный фисташково-зелеными и коричневыми, часто неравномерно окрашенными изометричными зернами. Присутствуют также титанит, циркон, апатит. В знаковых количествах отмечаются барит, турмалин, гематит и золото (одно зерно зеленовато-желто го цвета размером 0.1 мм с микробугорчатым рельефом).
Состав акцессорных минералов слюдистых сланцев коры выветривания (ку С) более разнообразен. В них постоянно отмечаются титанит, апатит, гематит, барит и циркон. Реже встречаются лейкоксен, турмалин и эпидот. В нескольких пробах обнаружены хлорит, фуксит, флюорит, хромит, ильменит и монацит. Золото встречено в знаковых количествах в шести пробах и представлено овальными пластинками с микробугорча-
Таблица 1
Химический состав пород, мае. %
Компоненты и модули Кластеры Составы вне кластеров
I II III 120-01 122-03 122-05
Нормо- силиты Псевдо- гидролизаты Нормо- сиаллиты Псевдогидролизаты Г ипогид-ролизат
п 8 5 2
бю2 82.16 45.85 58.93 45.32 42.66 47.88
ТЮ2 0.88 2.29 1.25 1.91 2.30 0.88
АЬОз 7.81 21.93 22.36 18.29 21.56 25.30
Ре203 3.00 9.72 3.46 4.33 5.85 9.48
РеО 0.68 2.79 0.79 5.66 6.08 0.56
МпО 0.02 0.15 0.04 0.33 0.34 0.05
1У^О 0.92 3.68 2.07 10.53 7.07 1.85
СаО 0.47 2.03 0.88 4.21 2.22 1.17
№,0 0.72 1.19 1.22 3.71 0.31 0.47
К20 1.59 4.99 5.00 0.02 4.51 7.49
р2о5 0.07 0.48 0.13 0.29 0.33 0.11
ппп 1.74 4.58 3.69 5.95 6.34 4.17
Сумма 100.06 99.68 99.79 100.55 99.57 99.41
Ка20+К20 2.31 6.18 6.21 3.73 4.82 7.96
ГМ 0.15 0.80 0.47 0.67 0.85 0.76
ТМ 0,112 0,104 0,056 0,104 0,107 0,035
Н20 0.34 0.35 0.34 0.39 0.31 0.30
со2 0.11 0.15 0.06 0.03 0.06 0.26
Таблица 2
Нормативный минеральный состав пород, %
Минералы Кластеры Составы вне кластеров
I II III 120-01 122-03 122-05
Кварц 70.2 13.3 31.1 4.2 11.3 12.9
Плагиоклаз (№) 6.9 (4) 13.3 (25) 13.6 (23) 44.6 (29) 3.7 (30) 5.9 (29)
Ортоклаз 1.1 - - - - -
Мусковит 2.0 27.9 40.4 39.7 31.9 55.8
Хлорит 4.3 15.8 8.6 39.7 33.4 5.4
Фен гит — 14.9 — — 6.5 8.5
Эпидот 0.5 — — 1.3 0.9 —
Титанит 0.2 2.4 0.2 4.1 5.1 1.6
Апатит — 0.9 0.3 0.4 0.6 0.3
Карбонат 0.2 0.3 0.1 — — 0.6
Гематит 3.0 8.2 3.5 4.2 4.6 7.8
Ильменит — 0.3 — 0.2 — —
Лейкоксен 1.0 1.5 1.5 0.2 0.3 0.3
Рис. 3. Детальная колонка интервала 10.5—11.7 обн. 120
тым рельефом, чешуйками, сложенными таблитчатыми кристаллами, дендритовидными зернами [6]. Химический состав золота (Аи 87.8—88.29, Ag 8.32-10.34, Си 1.35-3.42) соответствует электруму.
Гравелиты и гравелитистые песчаники бадьяшорской свиты (63-01Ьё) по составу тяжелой фракции существенно отличаются от описанных выше метабазитов и сланцев: они содержат гораздо больше лейкоксена и циркона; практически во всех пробах отмечается хромит в ассоциации с фукситом и новообразованные агрегаты мелкозернистого рутила. В них также в незначительных количествах присутствуют апатит, титанит, барит и гематит. В единичных пробах отмечаются турмалин, флюорит и эпидот. Знаки золота обнаружены в пяти пробах из песчаников и гравелитов. Оно представлено зеленовато-желтыми разнообразными по морфологическим характеристикам зернами: неока-танные и слабоокатанные изометрич-ными; овальными чешуйчатыми; дендритовидными, комковидными, окатанными изометричными; стержневидными сросткам. По химическому составу они также относятся к электруму (Аи 76.95-85.65, Ag 14.35-23.04).
В обр. 120-06 из метаморфизован-ной коры выветривания обнаружен атенеит (Рё3А;), в образцах из бадь-шорских гравелитов — 120-14 — мер-тиит (Рё^Ь^А;), 122-13-6 и 122-13-7 — стибиопалладинит (Рё3БЬ). Минералы палладия встречены в сростках с элек-трумом или образуют кристаллы размером до 0.25 мм [2].
На рудопроявлении «Чудное» (хр. Малдынырд) в золоте из фукси-товых прожилков в риолитах описаны стибиопалладинит, мертиит и атенеит [7, 9]. По мнению И. Х. Шумилова и Б. А. Остащенко, источником Аи-Рё оруденения были основные и ультраос-новные породы [9]. Золото с включениями мертиита было также обнаружено на хр. Малдынырд в песчаниках основания обеизской (01 оЬ а) свиты [3].
Полученные значения содержаний лантаноидов отражают особенности минерального состава исследуемых пород, а именно незначительные количества минералов-концентраторов и носителей этих элементов. Минимальные суммы зафиксированы в метадоле-ритах (ИТЯ от 6.66 до 16.05 г/т), максимальные — в корах выветривания (£ТЯ от 89.40 до 801.23 г/т). В основном уровень содержаний элементов не превышает кларковых значений.
Рис. 4. Модульная диаграмма пород зоны межформационного контакта
Формы кривых распределения РЗЭ, нормированных по верхней континентальной коре [8], различаются для выделенных типов пород, но при этом имеют одну общую особенность (рис. 5): незначительное, но заметное превышение тяжелых лантаноидов над легкими (в метадолеритах оно проявлено сильнее — отношение Ьа к УЬ снижается до 0.1). Это связано с наличием в породах минералов, концентрирующих преимущественно средние и тяжелые РЗЭ (титанит, эпидот, флюорит). Следует отметить и поведение европия: отрицательные аномалии редки, чаще наблюдаются сглаженная картина либо отчетливые положительные аномалии, отражающие присутствие плагиоклаза.
На хр. Саурипэ допалеозойские отложения представлены метадоле-ритами бедамельской свиты (КР3-У1Ьё). В результате литолого-геохи-мического изучения разреза зоны межформационного контакта установлено, что состав пород бадьяшор-ской свиты в значительной степени сформировался за счет переотложе-ния материала коры выветривания по базитовому субстрату [4]. Здесь, так же как и на хр. Малдынырд, прослеживается зависимость золотоносности нижнепалеозойских отложений от присутствия в основании разреза уралид древней метаморфизованной коры выветривания или продуктов ее ближнего переотложения. Золотоносные породы характеризуются по-
вышеными гидролизатностью и щелочностью, содержат минералы, существование которых обусловлено примесью материала коры выветривания.
Характер строения разреза зоны межформационного контакта, лито-лого-геохимические особенности слагающих его пород, набор акцессорных минералов в них, ассоциация золота с минералами-носителями лантаноидов, присутствие минералов палладия и ряд других особенностей позволяют провести аналогию с хр. Малдынырд и предположить сходство условий и процессов минералообразования и источников вещества.
Работа выполнена при финансовой поддержке Программ фундаментальных исследований УрО РАН № 12-С-5-1020 «Общие и локальные критерии различия высокодисперсных экзогенных и низкотемпературных гидротермальных рудоформирующих систем» и № 12-У-5-1008 «Редко- и благороднометалльная минерализация осадочного генезиса в нижнепалеозойских толщах севера Урала».
Литература
1. Зона межформационного контакта в каре оз. Грубепендиты // Юдович Я. Э., Ефанова Л. И., Швецова И. В. и др. Сыктывкар: Геопринт, 1998. 98 с. 2. Никулова Н. Ю. Минералы палладия
Рис. 5. Спектры распределения нормированных по верхней континентальной коре [8] содержаний РЗЭ в выделенных типах пород
в золоте из базальных горизонтов ура-лид на хр. Саурипэ (Полярный Урал) // Геоматериалы для высоких технологий, алмазы, благородные металлы, самоцветы Тимано-Северо-уральского региона: Материалы Все-рос. минералогич. семинара с между-нар. участием. Сыктывкар: Геопринт, 2010. С. 189-169. 3. Никулова Н. Ю, Ефанова Л. И., Швецова И. В. Литология и золотоносность базальных слоев уралид на хр. Малдынырд (Приполярный Урал). Сыктывкар: Геопринт, 2004. 54 с. 4. Никулова Н. Ю, Сивано-ва Л. М. Геохимические особенности пород зоны межформационного контакта уралид/доуралид на хр. Саури-
пэ (Полярный Урал) / / Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН. Сыктывкар: Геопринт, 2008. № 3. С. 12—15. 5. Озеров В. С., Озерова Э. Н., Игнатович О. О. Новые данные по геологии раннепалеозойских метамор-физованных россыпей золота на Севере Урала // Уральский геологический журнал, 2011. № 6. С. 21 — 28. 6. Сиванова Л. М., Филиппов В. Н. Золото в породах зоны межформационного контакта на хребте Саурипэ (Полярный Урал) // Г еология и минерально-сырьевые ресурсы европейского северо-востока России: Материалы ХУ Геологического съезда Республики Коми. Т. III. Сыктывкар: Геопринт,
2009. С. 243-244. 7. Тарбаев М. Б,, Кузнецов С. К., Моралев Г. В. и др. Новый золото-палладиевый тип минерализации в Кожимском районе Приполярного Урала (Россия) // Геология рудных месторождений, 1996. Т. 38. №1. С.15-30. 8. Тейлор С. Р., Мак-Леннан С. М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: «Мир», 1988. 384 с.
9. Юдович Я. Э, Кетрис М. П. Основы литохимиии. СПб.: Наука, 2000. 479 с.
10. Шумилов И. X., Остащенко Б. А. Минералого-технологические особенности Аи-Рё-ТЯ оруденения на Приполярном Урале. Сыктывкар: Геопринт, 2000. 104 с.
Рецензент к. г.-м. н. А. А. Соболева
