CC BY
48
Науки о Земле
УДК 551.72:553.434(571.55)
Зиновьев Юрий Иванович Yuriy Zinoviev
Абрамов Баир Намжилович Bair Abramov
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ДОКЕМБРИЙСКИХ И ВЕНД-КЕМБРИЙСКИХ МЕДИСТЫХ ПЕСЧАНИКОВ КОДАРО-УДОКАНСКОЙ ЗОНЫ
FEATURES OF PRECAMBIAN AND WEND-CAMBRIAN COPPER SANDSTONES FORMATION IN KODAR-UDOKAN ZONE
Установлено, что венд-кембрийские медистые песчаники силимкунской свиты образованы в континентальной обстановке, в аридных условиях.
Дана характеристика медистых песчаников ке-менской и чинейской сериям. Выявлены различные условия формирования медистых песчаников. Представлены факты, свидетельствующие о тесной связи образования медистых песчаников Кодаро-Удоканской зоны с вулканическими процессами. Выявлено различие пород областей сноса. Установлено различие распределения рудных элементов в медистых песчаниках различных стратиграфических уровней и распределение редкоземельных элементов в различных обстановках образования медистых песчаников
Ключевые слова: Кодаро-Удоканская зона, медистые песчаники, обстановки формирования, генезис, минерал, песчаник, руда
It is established, that Wend-Cambrian copper sandstone of silimkun suites are formed in the continental atmosphere in arid conditions. The characteristic is given to copper sandstones of kemensky and chineysky series . Various conditions of copper sandstones formation are revealed. The facts testifying to close connection of copper sandstones formation in the Kodaro-Udokansky zone with volcanic processes are presented. Distinction of breeds of demolition areas is revealed. Distribution of ore elements in copper sandstones of various stratigraphic levels is established. Distribution of rare-earth elements in various situation of formation of copper sandstones is given
Key word: Kodaro-Udokansky zone, copper sandstone, situation of the formation, genesis, mineral, sandstone, ore
ВКодаро-Удоканском прогибе медистые песчаники развиты в раннепротерозой-ских отложениях удоканского осадочного комплекса и венд-кембрийских отложениях силимкунской свиты (рис. 1).
Меденосные венд-кембрийские отложения развиты в восточной части Вер-хнекаларской рифтогенной впадины. В
Кодаро-Удоканской зоне единственным ру-допроявлением меди, имеющим позднепро-терозойский возраст, является рудопрояв-ление Кильчерис. От раннепротерозойских месторождений и рудопроявлений медистых песчаников Кодаро-Удоканской зоны это рудопроявление отличается возрастом и составом руд. В медистых песчаниках удо-
канской серии наиболее распространены борнит-халькозиновые руды, менее развиты — пирит-халькопиритовые, в медистых песчаниках рудопроявления Кильчерис преобладают халькопирит, блеклая руда и пирит. По характерным особенностям — пространственной приуроченностью к зо-
нам тектонических нарушений; наличию высокотемпературных метасоматических преобразований; составу рудных минералов; геохимической специфике рудопрояв-ление близко к медно-колчеданным месторождениям вулканической ассоциации [1].
Рис. 1. Геологический разрез отложений Кодаро-Удоканского прогиба: 1 - кайнозойские рифтогенные отложения (пески, глины, супеси, гравийно-галечный материал; 2 - разнозернистые породы (песчаники, конгломераты, гравелиты, алевролиты); 3 - песчаники; 4 - алевролиты; 5 - известняки, песчаники; 6 - доломиты; 7 - аргиллиты; 8 - известняки; 9 - сланцы; 10 - медистые песчаники;
11 - железистые песчаники
В венд-кембрийское время в южной части Сибирской платформы господствовал аридный климат. Здесь были развиты мелководные континентальные водоемы с повышенной соленостью. Образование медистых песчаников силимкунской свиты происходило в мелководном бассейне с
повышенной соленостью. На это указывает широкое развитие красноцветных и карбонатных отложений [8; 11].
В разрезе протерозойского удоканс-кого осадочного комплекса медистые песчаники развиты в отложениях чинейской и кеменской серий (см. рис. 1). Медистые
песчаники данных серий отличаются составами рудных минералов, содержаниями рудных и редкоземельных элементов, пет-рохимическими составами медистых песчаников. Эти различия обусловлены разными обстановками формирования отложений чинейской и кеменской серий.
Среди отложений удоканского комплекса выделяются три основных стратиграфических уровня меденосных отложений. Верхний меденосный уровень представлен отложениями сакуканской свиты кеменс-кой серии (месторождения — Удоканское, Ункурское, Бурпалинское, рудопроявления — Лабазное, Сакуканское и др.). Средний и нижний меденосные уровни приурочены к отложениям чинейской серии. Отложения среднего меденосного уровня представлены породами александровской свиты (ру-допроявления Озеро Медное, Кукугунда и др.), породы нижнего меденосного уровня — отложениями читкандинской свиты ( месторождение Красное, рудопроявления Правый Ингамакит, Луна и др.) [6].
Образования медистых песчаников Кодаро-Удоканской зоны тесно связаны с вулканическими процессами. Об этом свидетельствуют следующие факты:
1) наличие в пуддинговом горизонте сакуканской свиты меденосных галек кислых эффузивов [3];
2) присутствие в рудовмещающей толще Удоканского месторождения вулканических стекол кислого состава [9];
3) наличие в разрезе меденосной читкандинской свиты метатуффоидов [10];
4) присутствие в граувакках верх-нечиткандинской подсвиты мельчайших (50...80 мкм) не окатанных зерен цирконов с убедительными признаками их вулканической природы. Возраст цирконов по изотопному соотношению РЬ 207/ РЬ 206 составил 2180 ± 50 млн лет [5].
Важным в установлении генезиса медного оруденения явилось описание в гальках туфов риодацитов пуддингового горизонта сакуканской свиты медной минерализации. Пуддинговый горизонт представлен мелкозернистыми песчаниками с редкой,
хорошо окатанной галькой гранитоидов, яшмоидов, кварца (редко — с включениями борнита, халькозина), риодацитов и их туфов с медной минерализацией. Мощность пуддингового горизонта достигает 500 м, протяженность — первые сотни километров [7]. В составе галек преобладают гранито-иды. Выявлено, что весь набор пород галек пуддингового горизонта не характерен для архейских и раннепротерозойских пород обрамления Кодаро-Удоканской зоны. Отмечено их сходство с вулканогенно-оса-дочными отложениями падринской серии и прорывающими их субвулканическими интрузиями [6].
В гальках туфов медная минерализация представлена, в основном, мелкорассеянной вкрапленностью борнита и халькопирита. По данным атомно-абсорб-ционного анализа, в них установлены следующие содержания элементов, г/т: Cu — 5000; Au - 0, 55; Ag - 9; Ni - 18; Zn - 230; Ti - 300; V - 50; Cr - 26; Rb - 8; Sr - 60. ASI (ASI=Al2O3/(Na2O+K2O+CaO) галек кислых эффузивов колеблются 0,85...1,02, что указывает на формирование их в остро-водужной обстановке [3].
Формирование медистых песчаников чинейской и кеменской серий происходило в различных условиях. Это подтверждается следующим:
1) геодинамическими обстановками формирования отложений чинейской и кеменской серий. Отложения чинейской серии были образованы в обстановке активной континентальной окраины, породы кеменской серии - в обстановке пассивной континентальной окраины (рис. 2) [2];
2) различным составом руд. В медистых песчаниках кеменской серии наиболее распространенными являются борнит-халькозиновые руды, в медистых песчаниках чинейской серии - пирит-халь-копиритовые, пирротин-халькопиритовые руды. Месторождения кеменской и чинейс-кой серии также характеризуются разными соотношениями содержаний рудных элементов;
3) содержаниями рудных элементов. Содержания рудных элементов в медистых
песчаниках чинейской серии значительно превосходят таковые в медистых песчаниках кеменской серии (см. таблицу);
4) разным составом редкоземельных элементов. В медистых песчаниках кеменской серии превалируют легкие лантанои-
ды, в медистых песчаниках чинейской серии — тяжелые лантаноиды (таблица, рис. 3). Это указывает на то, что отложения чи-нейской серии в значительной степени образованы за счет размыва пород основного состава.
о
Fe04 MgO, %
Рис. 2. Tiü. - Fe2ü3*+Mgü медистых песчаников Кодаро-Удоканского прогиба:
Г 2 2 3 ^ о ^
- медистые песчаники сакуканскои свиты; 2 - александровской свиты; 3 - читкандинской свиты. Поля на диаграмме. Геодинамические обстановки: D - пассивная континентальная окраина, C - активная континентальная окраина, B - континентальные островные дуги, A - океанические островные дуги
100% MREE
О 1 •2 Д 3 04
Рис. 3. Распределение редкоземельных элементов в меденосных отложениях Кодаро-Удоканской зоны Меденосные отложения удоканского комплекса: 1 - сакуканской свиты; 2 - читкандинской свиты; 3 - александровской свиты; 4 - венд-кембрийские меденосные отложения (рудопроявления Кильчерис); LREE - легкие лантаноиды {1а-Рг), средние - MREE(Ыб-йу), тяжелые HREE(Ho-Lu, У)
Для реконструкции геодинамических обстановок формирования песчаников наиболее часто используются диаграммы Бхатия [12]. Так, на диаграмме ТЮ2 — Ре203*+Мё0 песчаники кеменской серии соответствуют песчаникам пассивной континентальной окраины, песчаники чиней-ской серии — активной континентальной окраины (рис. 2).
О разных породах областей сноса сви-
детельствуют разные содержания элементов в меденосных отложениях кеменской и чинейской серии (см. таблицу). Особенно контрастно эта разница проявляется в распределении рудных элементов (N1, 7п, РЬ, В1), содержания которых в медистых песчаниках читкандинской свиты в 5.10 раз превосходят таковые в медистых песчаниках сакуканской свиты.
Средние содержания микроэлементов в медистых песчаниках Кодаро-Удоканского района, г/т
Свиты n Ni Zn Pb Bi Ba La Ce Y 1 Ce/ 2 Y
Сакуканская 15 3 176 10 28 912 28 62 12 5,11
Александровская 5 10 192 10 25 355 17 40 15 2,75
Читкандинская 9 83 317 634 650 1476 48 81 17 4,71
Примечание: п — число анализов. Анализы выполнены в аналитическом центре Геологического института СО РАН (г. Улан-Удэ) рентгенофлуоресцентным методом, аналитик Б.Ж. Жал-сараев
Анализ распределения редкоземельных элементов (REE) в медистых песчаниках различных стратиграфических уровней Кодаро-Удоканской зоны показывает различные условия их образования. Применение REE для условий образования ме-таосадочных пород основано на представлениях о фракционировании лантаноидов на начальных профилях седиментации, а также инертном их поведении при ранних стадиях метаморфизма. По данным Ю.А. Балашова, в процессе осадкообразования в прибрежно-морских условиях обломочные материалы обогащаются легкими лантаноидами — La, Ce. При этом по мере удаления от береговой линии увеличивается доля тяжелых лантаноидов и иттрия [4].
Распределение редкоземельных элементов свидетельствует об обогащении легкими лантаноидами медистых песчаников сакуканской (ZCe/ Z Y =5,11), читкандин-ской свит ( Z Ce / £ Y = 4,71) и увеличении доли тяжелых лантаноидов в медистых отложениях александровской свиты ( Z Ce / Z Y = 2,75) (см. таблицу). Увеличение количества тяжелых лантаноидов в медистых песчаниках александровской свиты свидетельствует о формировании их на более значительном удалении от береговой
линии относительно медистых песчаников сакуканской и читкандинской свит [2].
Анализ распределения REE свидетельствует о том, что медистые песчаники чинейской серии относительно медистых песчаников кеменской серии в более значительной степени обогащены тяжелыми REE (см. рис. 3).
Распределение REE свидетельствует о формировании медистых песчаников александровской свиты на более значительном удалении от береговой линии относительно таковых сакуканской и читкандинской свит. При этом образование медистых песчаников сакуканской свиты происходило как вблизи береговой линии, так и на значительном удалении от нее.
Таким образом, венд-кембрийские медистые песчаники силимкунской свиты образованы в континентальных мелководных водоемах в аридных условиях. Медистые песчанки кеменской серии сформированы в обстановке пассивной континентальной окраины, медистые песчаники чинейской серии — в обстановке активной континентальной окраины. В формировании месторождений медистых песчаников кеменской и чинейской серии принимали участие вулканические процессы.
Literatura_
1. Abramov B.N., Chernyshova N.E.. Miner-alogo-geohimicheskie osobennosti rudoprojavleniya Kilcheris (Kodaro-Udokanskaja zona) // Ekaterinburg: Izd-vo Ur.O RAN. 2012. № 1. S. 147-153.
2. Abramov B.N. Geodinamicheskie rezhimy formirovaniya otlozhenij udokanskogo kompleksa: dokl. Akademii nauk. M., 2004, T. 398. № 4. S. 510-512.
3. Abramov B.N. Osobennosti obrazovaniya me-distyh peschanikov kemenskoj i chinejskoj serij Kodaro-Udokanskoj zony: dokl. Akademii nauk. M., 2008. T. 418. № 5. S. 647-649.
4. Balashov Ju.A. Geohimiya redkozemelnyh jelementov. M.: Nauka, 1976. 267 s.
5. Berezhnaya N.G., Bibikova E.V., Sochava A.V., Kirnozova K.I., Makarov V.I., Bogomolov E.S. Izotopnyj vozrast chinejskoj podserii udokanskoj serii: dokl. Akademii nauk SSSR. M., 1988. T. 302. № 5. S. 1209-1212.
6. Bogdanov Ju.V., Kochin G.G., Kutyrev Je.I., Paradeeva L.M., Travin L.V., Trifonov N.P., Feoktis-tov V.P. Medistye otlozheniya Olekmo-Vitimskoj gor-noj strany. L.: Nedra, 1966. 386 s.
7. Burmistrov V.N. O genezise krupnooblomochnogo materiala kemenskoj podserii udokanskogo kompleksa Vostochnoj Sibiri: dokl. Akademii nauk SSSR. M., 1989. T. 304. № 5. S. 1201-1204.
8. Narkeljun L.F., Bezrodnyh Ju.P., Trubachev A.I., Salihov V.S. Medistye peschaniki i slancy juzhnoj chasti Sibirskoj platformy. M.: Nedra. 1977. 223 s.
9. Petrovskij P.P., Salihov V.S. O proyavleniyah vulkanizma na Udokanskom mestorozhdenii medi (Vostochnaja Sibir) // Novye idei v naukah o Zemle: mater. dokl.v VII Mezhdunar. konf. M. 2005. T. 2. S. 166.
10. Sochava A.V. Petrohimiya verhnego arheya i proterozoya zapada Vitimo-Aldanskogo shhita. L.: Nauka, 1986. 144 s.
11. Trubachev A.I. Stratiformnye rudy — vazh-nejshij vid poleznyh iskopaemyh Vostochnogo Zabajka-liya // Vestnik ZabGU. Chita: ChitGU, 2011. № 3. S. 104-109.
12. Bhatia M.R. Platetectonics and geochemical composition of sandstones // J. Geol. 1983. V.91. 191 p.
Коротко об авторах_
Зиновьев Ю.И., канд. геол.-минер. наук, доцент, декан заочного факультета, Забайкальский государственный университет Тел.: 41-66-43
Научные интересы: геология рудных месторождений
_ Literature
1. Abramov B., N. Chernyshova.. Mineralogical-geochemical features of the ore Kilcheris (Kodar-Udo-kan area) // Ekaterinburg: Izd-vo Edt.: Russian Academy of Sciences. 2012. № 1. P. 147-153.
2. Abramov B.. Geodynamic regimes of formation of sediments Udokan complex: Sov. Academy of Sciences. M., 2004, vol. 398. № 4. P. 510-512.
3. Abramov B. Features of formation of copper sandstones of kemen and chinej series in Kodar-Udo-kan zone: Sov. Academy of Sciences. M., 2008. vol. 418. № 5. P. 647-649.
4. Balashov Yu.A. Geochemistry of rare earth elements. M.: Nauka, 1976. 267 p.
5. Gentle N.G., Bibikova E.V., Sochava A.V., Kirnozova K.I., Makarov V.I., Bogomolov E.S. The isotopic age chinej series of Udokan series: Sov. Academy of Sciences of the USSR. M., 1988. vol. 302. № 5. P. 1209-1212.
6. Bogdanov Yu., Cochin I.I., Kutyrev E.I., Paradeeva L.M., Travin L.V., Trifonov N.A., Feoktis-tov V.P. Copper deposits of Olekmo-Vitim mountainous country. L.: Nedra, 1966. 386 p.
7. Burmistrov V. About the Genesis of heavy-block material of kemen series of Udokan complex of Eastern Siberia: Sov. Academy of Sciences of the USSR. M., 1989. vol. 304. № 5. P. 1201-1204.
8. Narkelyun L.F., BEzrodnykh Yu.P., Trubach-ev A.I., Salikhov V.S. Copper sandstones and shales of the southern part of the Siberian platform. M.: The subsoil. 1977. 223 p.
9. Petrovsky P.P., Salikhov V.S. On the manifestations of volcanism on Udokan deposit of copper (Eastern Siberia) // New ideas in the Earth Sciences: Mater. of reports at VII Intern. Conf., M. 2005. vol. 2. P. 166.
10. Sochava A.V. Petrochemistry of the upper Archean and Proterozoic West Vitim-Aldan shield. L.: Science, 1986. 144.
11. Trubachev A.I. Stratiform ore - the most important type of mineral resources of East Transbaika-lie // Vestnik ZabGU. Chita: ChitGU, 2011. № 3. P. 104-109.
12. Bhatia M.R. Platetectonics and geochemical composition of sandstones // J. Geol. 1983. V.91. 191 p.
_Briefly about the authors
Y. Zinoviev, The candidate of geological-mineralogical sciences, Dean of the correspondence faculty ZabGU, associate professor
Scientific interests: geology of ore deposits
Абрамов Б.Н., д-р геол.-минер. наук, ведущ. науч. сотрудник лаборатории геохимии и рудогенеза ИП-РЭК СО РАН [email protected]
Научные интересы: геология рудных месторождений
B. Abramov, the doctor of geological-mineralogical sciences, Conducting{Leading} scientific employee MПРЭК the Siberian Branch of the Russian Academy of Science Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology SB RAS
Scientific interests: geology of ore deposits
