Научная статья на тему 'Рифейскнй осадочно-породный бассейн на Южном Урале'

Рифейскнй осадочно-породный бассейн на Южном Урале Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
244
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Аифимов Л. В.

Рассмотрением во взаимной связи литогенеза и эпигенетического рудообразования в Башкирском мегантиклинории показано, что разрез рифейских отложений имеет ритмичное строение, обусловленное последовательным чередованием определенных литологических комплексов. Дана характеристика зональных пост-диагенетических изменений осадочных пород, реконструирован геотермический градиент, составляющий 0,8 °С на 100 м погружения разреза. Рудные растворы формировались в ходе катагенеза рифейских отложений при взаимодействии с внутрислоевыми водами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Аифимов Л. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Рифейскнй осадочно-породный бассейн на Южном Урале»

В этом отношении Лекынтальбейский рудотип, хотя и имеет определенную специфику, отмеченную И. Г. Павловой, во многом перекликается с известными рудными районами Казахстана, Восточного Саяна «ДР- [5, 7].

Выводы

Анализ закономерностей размещения ведущих геолого-промышлен-гых типов оруденения, связанных с вулканизмом, дал возможность газработать региональные и локальные палеовулканологические крите-тни прогнозной оценки западного склона севера Урала. Последние во -'ногом определяются благоприятным для рудоотложения сочетанием Формаций, фаций, морфологий и палеопостроек и состава самих пород. Создание геолого-металлогенической модели территории и изучение Бегущих геолого-структурных позиций в геологическом пространстве, с •четом положительных палеовулканических критериев, позволило выявить, в пределах исследуемого региона, ряд перспективных площадей, -редставленных рудными районами и полями: Енганепейский, Мани--анырдскнй, Хараматалоуский — для медноколчеданной формации; Прибрежный, Соединенный, Паровский, Оченырдский, Хадатинский — :ля колчеданно-полиметаллических и Лекынтальбейский, Кызыгейский, Лонготский, Харбейский, Малопатокский — для порфировой формации.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИИ СПИСОК

1. Бабенко В. В. О способах и принципах моделирования геологических явлений ?з основе системного подхода//Изв. вузов. Геология и разведка,—1986, № 12.— С. 3-9.

2. Душин В. А., Григорьев В. В. Металлогения авлакоген-рифтогенных и рифтоген--ых магматических комплексов западного склона Урала//Эволюция металлогении Урала в процессе формирования земной коры.— Свердловск: УрО АН СССР, 1988.— С 81-88.

3. Душин В. А. Высокомагнезиальные андезиты и бониниты из инициальных рифеид Полярного Урала//ДАН СССР,—1989.—Т. 306, № 3,—С. 693—696.

4. Кривцов А. И., Мигачев И. Ф., Попов В. С. Медно-порфнровые месторождения yapa.— М.: Недра, 1986 —236 с.

5. Критерии прогнозной оценки территорий на твердые полезные ископаемые / Под

Д. В. Рундквиста,— Л.: Недра, 1978 —607 с.

6. Медноколчеданные месторождений Урала / В. А. Прокин и др.— Свердловск: УВД АН СССР, 1985.-288 с.

7. Павлова И. Г. Медно-порфировые месторождения.— Л.: Недра, 1978.-275 с.

8. Рудницкий В. Ф. О влиянии вмещающих пород на состав и зональность руд ?! Уральских колчеданных месторождениях//ДАН СССР.—1981,—Т. 206, № 5.— С. 1248-1251.

9. Серавкин И. Б. Вулканизм и колчеданные месторождения Южного Урала.— : Наука, 1986,—268 с.

УДК 551.72+552.5(470.0)

Л. В. Анфимов

РИФЕЙСКИЙ ОСАДОЧНО-ПОРОДНЫЙ БАССЕЙН НА ЮЖНОМ УРАЛЕ

Рифейский осадочно-породный бассейн на Южном Урале выражен крупной геологической структурой — Башкирским мегантиклинорием, сложенным осадочными образованиями верхнего докембрия. Здесь раз-гиты породы стратотипического разреза рифея, которые в западных частях данной структуры не испытали сильного метаморфизма. Все это

делает данный геологический регион уникальным полигоном для исследования древнейшего на Урале рифейского осадочного породообразо-вания. В других местах развития уральского рифея изучение процессов литогенеза затруднено метаморфизмом пород. В данной статье термины литогенез, осадочно-породный бассейн используются в свете представлений П. П. Тимофеева и В. Н. Холодова.

Разрез рифейских отложений в Башкирском мегантиклинории достигает 12 км мощности. Стратиграфическая последовательность этих образований и общий характер седиментогенеза изучены с достаточной полнотой. Однако глубина погружения верхнедокембрийских отложений в рифейском породном бассейне еще не определялась. Открытым оставался вопрос о том, как протекал литогенез рифейских отложений— или в условиях единого мощного разреза (12 км), или же в разрезе, разобщенном на блоки, испытавшие дифференциальные вертикальные перемещения. Решение этого вопроса позволило бы установить палеотектоничеекие особенности рифейского осадконакопления — происходило ли оно в едином бассейне для всех стратонов этого геологического времени, или каждому из них были свойственны свои области седиментации, площади которых не проектировались в одно место.

С отложениями рифея на Южном Урале связаны крупные месторождения сидерита, магнезита, барита, рудопроявления полиметаллов и других полезных ископаемых. Существует поляризация представлений о генезисе названных месторождений, которые либо относятся к типичным осадочным (седиментогенным), либо к эндогенным (гидротермальным, метасоматнческим). Поскольку полезные ископаемые приурочены к осадочным толщам рифея, вполне очевидно, что решение основных вопросов металлогении последних можно осуществить только путем комплексного литологического исследования. Разработка представлений о стадийном развитии осадочных пород в осадочно-пород-ном бассейне позволяет осуществить более полное изучение рифейских образований и ассоциирующих с ними полезных ископаемых.

Литологические комплексы

Формационное исследование рифейских образований на Южном Урале выявило закономерное существование в вертикальном разрезе определенных литологических комплексов: вулканогенно-конгломерато-песчаниковых, песчаниковых, сланцевых, сланцево-карбонатных (рис. 1). Они слагают крупные седиментационные циклы, в нижней части выраженные обломочными породами, которые сменяются вверху сланцево-карбонатнымн образованиями. Литологические комплексы формировались в условиях крупной платформенной структуры типа авлакогена на восточной окраине Русской плиты [4, 10]. Седиментация здесь зависела от рельефа бортов и дна прогиба. Вулканогенно-конгломерато-пес-чаниковые и песчаниковые комплексы накапливались в прогибе при максимальном развитии дифференциальных блоковых движений дна и бортов, что обусловливало значительную расчлененность рельефа этих структурных элементов и проявления вулканизма [1, 8]. Осадки сланцевых литологических комплексов формировались при затухающих блоковых движениях и сглаженном рельефе дна и бортов прогиба. Отложения сланцево-карбонатных литологических комплексов накапливались в условиях консолидированного и медленно погружающегося дна прогиба при его пеиепленнзированных бортах.

Рудоносность

Литологические комплексы рифейского разреза Башкирского меган-тиклинория, помимо различий в петрографическом составе, обладают еще и качественно неодинаковой рудоносностыо.

В лканогенно-конгломерато-песчаниковые литологические комплек-• ¿рактеризуются медным и полиметаллическим оруденением [9]. "гсчаниковые литологические комплексы обладают бедной россып-^нрконнево-титановой металлоносностыо (айская, зильмердакская гы). Отложения зигальгннской свиты, относимые к этому литологи-/ II III IV V

^З^тС/Пй

Г '500

-5000

Рас. !. Литологические комплексы в разрезе рифейских отложений Южного Урала.

?2йоны: I — Тараташско-Каратауско-Нугушский, II — Ямантауский. III — Иремель-Криволук-!V — Маярдакскнй, V — Златоустовский. Свиты: Ri — ai (айская), st (саткинская). b (бакаль-- :;п (большеннзерская). sr (суранская), js (юшинская). kz (кызылташская), R2 — zg (зигаль-вы), ?к (знгаэнно-комаровская), av (авзянская), ms (машакская), aj (аюсапханская), Ы (беле-•я), kv (кувашская), tg (таганайская), «г (уреньгинская), Rs — zl (зильмердакская), kt (катав-. in (инзсрская), ran (миньярская), ut (уйташская), Rt— uk (укская). Литологические комплек-— вулканогенно-конгломерато-песчаниковый, 2 — песчаниковый, 3 —сланцевый, 4 — сланцево-ЫГНЫЙ

пому комплексу, бедны акцессориями и металлоносны лишь на ^льском рудном поле, где в низах разреза свиты имеется зона раз-эпигенетической вкрапленности сульфидов. В силу высокой сте-"5В однородности минерального состава кварцитовидные песчаники Н свиты сами приобретают значение полезного ископаемого и ис-Ь^ьзуются в производстве ферросилиция и динаса. С песчаниками Ьльмердакской свиты связано Кужинское месторождение барита.

Сланцевые литологические комплексы содержат мелкие инфильтра-Ьжнис месторождения бурых железняков (верхи айской свиты, зига-«зжомаровская свита), пластовые залежи диагенетических сидеритов ■ж-азино-комаровская свита).

Сланцево-карбонатные литологические комплексы характеризуются ¡■сг.роченными к ним эпигенетическими месторождениями сидерита, Иагнезита, барита, полиметаллических руд, флюорита и других полез-вп ископаемых. Связь магнезитоносности и сидеритоносности с опре-^-•^нными осадочными формациями рифея на Южном Урале впервые Ьсематривалась 3. М. Старостиной в 1962 г. Ниже приводится краткая «^гзктеристика рудоносности сланцево-карбонатных литологических виплексов всех стратиграфических уровней рифея.

Нижнерифейский. Известны эпигенетические месторождения сидери-— магнезитов, флюорита, полиметаллических руд. Сидеритовые место-Э ждения приурочены к породам саткинской (Ахтенское) и бакальской

(Бакальская группа) свит. Месторождения магнезитой связаны с образованиями саткинской (Саткпнская группа), бакальской (Петлинское, Шиханское, Рудничное, Северо-Западный Иркускан), суранской (Юшнн-ское, Исмакаевское), кызылташской (Кызылташское, Сюрюнзякское, Белетурское) свит. Проявления полиметаллических руд отмечены в тер-ригенных и карбонатных породах бакальской свиты.

Среднерифейский. Здесь известны метасоматические месторождения магнезитов, баритов и полиметаллических руд. Магнезитовые месторождения приурочены к низам авзянской свиты (Катав-Ивановское, Байгазинское, Егоровы печи, Отнурское и др.), а также уреньгинской (Семибратское, Веселовское) свите. Бариты залегают также в нижних частях разреза авзянской свиты (Бретякское, Ирлннское месторождения). Полиметаллические руды связаны с отложениями верхов авзянской свиты (Аршинское, Новониколаевское, Кужинское и др. месторождения).

Верхнерифейский. С отложениями катавской и инзерской свит связаны многочисленные рудопроявления меди, а с образованиями минь-ярской свиты — рудопроявления полиметаллов.

Постдиагенетические изменения пород

Наиболее чутким и универсальным индикатором условий литогенеза в осадочно-породных бассейнах являются глинистые породы. Степень уплотненности и состав тонкодисперсных силикатов, слагающих эти образования, дают возможность ориентироваться в глубинах погружения породных бассейнов и существовавших там температурах.

Глинистые породы рифея в данном регионе представлены аргиллитами, пелитовымп сланцами.

А

Зона тш^лшпа, каш шла, /1 /

I гидрослюд смешашемшшх

/'///, / / / /

А// /\ / / У / /\// |/ / л / л*/А/ / /

минеральный состав которых по данным рентгенографического анализа, ИК-спектроскопии, тер--ур у-у кяг/ ЖЖ/ ^ / / У мографии, электронной и оптиче-О/ /д3У //£п/< У30?0"/У / с кой микроскопии выражен пара-

генезом диоктаэдрических гидрослюд и хлоритов на всех уровнях рифейского разреза (рис. 2). Местами в рифейских сланцах помимо данного парагенеза отмечается присутствие малых примесей смешанослойных образований (хлорит-вермикулит; монтмориллонит-гидрослюда), палыгорски-та, обломочного биотита. Ассоциация хлоритов и гидрослюд в пелитовых сланцах позволяет рассматривать последние как глины, предельно измененные при литогенезе. Характерно, что глауконит отмечается только в верхнем рифее, иногда в среднем. Смеша-нослойные образования типа монтмориллонит-гидрослюда встречаются в породах верхнего рифея. В нижнем рифее встречается серицит и серицитоподобная диоктаэдри-ческая гидрослюда.

В 70 образцах пелитовых сланцев, послойно взятых из разреза рифея западного крыла Башкирского мегантиклинория, были определены

Рис. 2. Зональность в распределении глинистых минералов в мощных толщах осадочных пород:

/ — Восточное Предкавказье (по В. Н. Холодову), 2 — Внлюйская впадина (по А. Г. Кос-совской). 3 — Западно-Сибирская плита (по Г. Н. Перозио). -I — Восточная окраина Русской платформы (по А. В. Кутукову и В. А. Светловой), 5 — Башкирский мегантиклинорий (западное крыло)

пористость, удельный и объемный веса. Средние значения микро-ости глинистых пород нижнего рифея — 2,23 %, среднего рифея — верхнего рифея — 4,36% свидетельствуют, что в 12 км разрезе обозначается тренд степени уплотненности глинистых пород. Та-эбразом, в западном крыле Башкирского мегантиклинория глини-породы низов рифейского разреза характеризуются максималь-уплотнением и существенно отличаются (почти в 2 раза) по этому ~аку от таких же пород верхов разреза. Для песчаных и карбонатных пород отмечается аналогичная тендеи-^остдиагенетнческих изменений. Песчаные породы айской, бакаль-зигальгинской свит представлены кварцито-песчаниками, кварци-иыми песчаниками, обладающими конформными, конформно-реге-ионными структурами, проявлениями внутрислоевого растворе-катаклаза, бластеза и т.п. В зильмердакской (Из), инзерской (Из), и (Из) свитах имеются кварцитовидные песчаники и песчаники с ~тым, кремнистым цементами. В них выражены структуры внут-вого растворения, но отсутствуют катаклаз, бластез. Во всех иках рифея пелитовая фракция выражена минеральной ассоциа-хлорита и диоктаэдрическнх гидрослюд. Песчаные породы верхов .'¡ского разреза содержат обломочный биотит, глауконит. Карбо-е породы низов рифея (К[ и Нг) представлены перекристаллизо-ыми крупнозернистыми разностями, в то время как в верхах раз-|{?з) они чаще всего пелитоморфные или перекристаллизованные -ернистые. Пелитовый терригенный компонент карбонатных пород :гавлен хлоритами и диоктаэдрическими гидрослюдами. В верхах за (Из) карбонатные породы содержат глауконит. В 12 км раз-рифейских отложений выделяются зоны, сложенные породами раз-го уровня литогенетическон измененностн. Нижняя зона, охва-ющая разрез от айской до зигальгинской свит включительно, ха-)изуется развитием пород, прошедших глубинный катагенез и ми затронутых метагенезом. Средняя зона включает знгазино-эовскую, авзянскую и знльмердакскую свиты, породы которых про-:тадию глубинного катагенеза. Верхняя зона выражена разрезом от :кой до укской свит включительно и представлена породами, не едшими полностью глубинный катагенез и сохранившими реликты ьного. Изложенное свидетельствует в пользу того, что литогенез 'ских отложений западного крыла Башкирского мегантиклинория •ал в условиях погружения единого и мощного разреза (12 км), существовал единый седиментационный бассейн, который затем формировался в осадочно-породный и погрузился на значительную ану.

Б западном крыле Башкирского мегантиклинория глубокая скважи-(5010 м)—Кулгункно-1 вскрыла разрез от до Из. Таким обра--редставление о литогенезе пород в условиях единого рифейского "за в Башкирском мегантиклннории находит прямое подтвержде-В разрезах мощных осадочных толщ различного возраста таких нов, как Восточно-Предкавказский прогиб. Западное Верхоянье, ск Русской платформы, Западно-Сибирская плита, по исследова-В. Н. Холодова, А. Г. Коссовской, А. В. Кутукова, В. А. Светло-Г. И. Перозио, установлено, что разнообразные ассоциации неус-.зых тонкодисперсЕшх силикатов (каолинит, монтмориллонит, сме-лойные образования и др.) в породах верхних частей разрезов глубинах 2—4 км сменяются устойчивым и однородным парагенезом :люд и хлоритов (см. рис. 2). Это позволяет предполагать, что Южном Урале даже, верхняя часть рифейских отложений была переча толщей пород не меньшей мощности. Составленная автором карта постдиагенетических изменений оса-

дочных рифейских пород (рис. 3) демонстрирует неоднородность области развития катагенеза, охватывающей западное крыло Башкирского мегантиклинория. В осевой части Башкирского мегантиклинория породы изменены метагенезом, зона развития которого в северной части структуры имеет границу, секущую стратиграфические контакты айской,

саткинской, бакальской, зигаль-гинской свит, что указывает на метаморфическую природу, не связанную с погружением данных постдиагенетических изменений.

В целом в западном крыле Башкирского мегантиклинория постдиагенетические изменения осадочных пород невысокие и отражают ход литогенеза рифей-ского погружающегося осадочно-породного бассейна, а в осевой части этой структуры изменения пород значительные и связаны с метаморфизмом Уральского подвижного пояса, расположенного в непосредственной близости на востоке. Особенно сильное воздействие этого метаморфизма испытало восточное крыло Башкирского мегантиклинория (см рис. 3).

Теперь о температурном режиме, при котором протекали пост-седиментационные преобразования осадочных пород рифея на Сибирской платформе. В 1967 г. Г. Н. Перозио, IO. П. Казанский, Н. А. Лизалек показали, что катагенез проходил при температурах порядка 55—135 °С, а метагенез — 110— 150°С. А. П. Боярки-ным в 1982 г. установлено, что вскрытие газово-жидких включений из кварцевых прожилков и гнезд в породах рифея в Бакало-Саткинском районе Башкирского мегантиклинория происходит в интервале 110—150°С, а в Злато-устовском районе — при 185— 200°С. Учитывая это, можно считать, что низы разреза в осадоч-но-породном бассейне Южного Урала прогревались при температуре не более 135—150°С, а верхи— не ниже 50°С. Таким образом, весь 12 км разрез рифея в осадочно-породном бассейне находился в области низкого геотермического градиента порядка 0,8 3С на 100 м погружения. Такие низкие градиенты отмечены в тектонических прогибах на стабилизированных основаниях с большой мощностью осадков (Прикаспийский — 1 °С; Предкавказский — 1,5 °С; Диепрово-Донецкий — 2,3°С и т. п.).

Рис. 3. Схематическая карта постдиагенетических изменений рифейских осадочных пород Башкирского мегантиклинория.

Породы: / — тараташскнй метаморфический комплекс, 2 — граниты, 3 — гипербазнты, 4 — Зюраткульскнй разлом. Зоны: 6 — глубинного катагенеза с реликтами начального. 6 — глубинного катагенеза. 7 — глубинного катагенеза с элементами метагенеза, в —метагенеза, 5 — метаморфизма. 10 — рудные районы: 1 — Ахтенскнй (сидерит). 2 — Бакальский (сидерит, магиезит). 3 — Саткинский (магнезит), 4 — Верхнекатав-Верхнетюльмеискнй (магнезит), 5 — Исмакаевско-Юшннский (магнезит), 6 — Белорецкий (магнезит), 7— Златоустов-скнй (магнезит). «—Архангельский (бурый железняк), 9— Лемезинский (бурый железняк), 10 — Инзерский (бурый железняк), II — Зигазино-Комаровскнй (бурый железняк), 12 — Лапыштинский (бурый железняк), 13 — Белорецкий железорудный, 14 — Авзянский (бурый железняк, благородные металлы), 15 — Кувашинско-Медведевский (барит, полиметаллы), 16 — Среднекуюргашлинский (барит, по-лнметаллы). 17 — Тирлянский (бурый железняк, полиметаллы), ¡8 — Балтаюртовско-Берку-товский (барит-полиметаллы), 19 — Кужин-ский баритовый, 20 — Кужииский полиметаллический. 21 — Алакуяновскнй (барит, полн-металлы), 22 — Ирлинско-Бретякский (барит, полиметаллы)

Экспериментальные исследования уплотнения глин (Ломтадзе, 1953) ■оказали, что при давлении 5000 кг/см2, которое соответствует погружению на 15 км, пористость составляет 3—4%. С повышением темпе-г.туры пористость уменьшается до 0.4—0,6 %. В низах рифейского разреза на Южном Урале пористость глинистых пород колеблется от 15—2,5%, что позволяет принимать глубину предельного погружения :-:фейского осадочно-породного бассейна не менее 15 км.

Соотношение литогенеза и эпигенетического рудообразования

Для этих целей хорошие исследовательские полигоны представляют в бой рудные поля Сатки и Бакала, где длительное время производится заработка открытым способом полезных ископаемых, следствием чего вляется возможность широкого обзора объектов геологического изучения. А. Н. Заварицким [6, 7] было показано, что залежи сидеритов ж магнезитов имеют секущие контакты с вмещающими карбонатными городами, т.е. по сути являются дискордантными телами. По его нападениям руды имеют метасоматическое происхождение. На Бакале Л Н. Заварицкий [7] установил, что возраст диабазовых даек, контактирующих с залежами сидерита, является дорудным. Этим самым кгнгенетическая природа сидеритового и магнезитового оруденения в глфейских осадочных толщах установлена однозначно. То же самое о~чечается и для полиметаллического, баритового и флюоритового ору-эеяения. Однако на какой стадии литогенеза находились породы, когда троисходило эпигенетическое рудообразование, предшествующие иссле-хозатели не дали ответа. Исследование показало, что эпигенетические ■ гсторождения полезных ископаемых в осадочных толщах рифея приурочены к тем зонам, которые сложены породами, прошедшими пол-5:стью глубинный катагенез. Следует отметить, что в зонах Башкирского мегантиклинория, затронутых метагенезом, проявления последнего в виде прожилково-гнездовых текстур распространены как в рудах, так и во вмещающих породах [3]. При этом метагенетические прожил-$н и гнезда в рудах крупнее, а во вмещающих породах значительно ¿еньше, что свидетельствует о их синхроничности и пострудном воз--'кновении. Таким образом, вполне определенно устанавливается, что г - ¡генетическое оруденение в рифейскнх толщах возникло на завершающих стадиях глубинного катагенеза, а в метагенезе происходила :лновременная трансформация руд и вмещающих пород.

Природа рудного вещества

При изучении эпигенетического оруденения неизбежно встает вопрос : природе рудного вещества — глубинное (мантийное) оно или заимствованное из вмещающих пород. Результаты исследования изотопии тлерода и кислорода из доломитов и руд Бакальских и Саткинских .есторождений (табл. 1), изложенные в [6], свидетельствуют о первично-осадочном происхождении вещества данных образований.

Исследование изотопии серы в пиритах из вмещающих доломитов Бакальских месторождений показывает малые содержания |—12,8 + 9,1 %о) тяжелого изотопа (табл. 2), хотя имеются и случаи .богащения им ( + 26,2 + 31,1 %о,). Т. И. Широбоковой исследовалась язотопия серы в сульфидах свинца, цинка, железа из баритовых и -олиметаллических месторождений рифея. Она отмечает, что в этих сульфидах имеются значения 6345, колеблющиеся в диапазоне от —4,1 -о 18,1 %о. Изотопный состав серы вмещающих пород аналогичный. Т. И. Широбокова подчеркивает, что вариации носят изменчивый, неупорядоченный характер, обусловленный формированием сульфидов за счет биогенного сероводорода. Повышенное содержание тяжелого

5 Заказ 134

81

изотопа б345 (+26,7%) связывается с формированием сульфидов й стадию позднего диагенеза пород.

Изучением рудных свинцов из полиметаллических месторождений Башкирского мегантиклинория [11] установлено, что широкие вариации

Таблица !

Изотопный состав углерода и кислорода |5| в породах и рудах Бакальского и Саткинского рудных полей

в13С. %. в'Ю, %„

Породы Экстремальные значения Среднее Экстремальные значения Среднее

Доломиты Сидериты Магнезиты -4,4 —3,8 + 0,5 +2,6 —2,2 +4,2 -0,4 -2,8 + 1,7 +21,3 + 20,5 + 13.6 +22,9 + 22,0 + 18.9 + 22.0 + 21.3 + 15,8

Таблица 2

Изотопный состав серы в пиритах

Место взятия пробы Геологическое тело

Бакальское рудное поле Прожилок +9,1

» » +26,2

> Стяжение —4,0

» » -2,2

> » —12,8

» » +31,1

Саткинское рудное поле » —11,1

» » —6,0

» > —9,3

» » —7,3

Таблица 3

Изотопный состав свинца из рудных галенитов [II]

РЬ'М РЬ*" РЬ»«

Проба Возраст Месторождение рЬ!И РЬ». РЬ™

116 Кужинское 16,38 15,21 35,62

127/29 » » 17,79 15,83 38,05

108/5-6 > » 18,86 15,30 39,16

140/47 » » 17,34 15,01 36,02

552/1—2 » В. Аршинское 16,77 14,92 35,43

552/1 » » 16,88 14,99 35,62

7 > » 17,36 15,45 36,45

366/6—1 Из Балтаюртовское 19,23 15,49 39,46

366/5—2 » » 19,08 15,43 39,68

10 » Зилимское 19,34 15,55 38,80

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

изотопного состава этого элемента (табл. 3) могут интерпретироваться как результат заимствования его из вмещающих пород. Авторы предполагают, что незначительная интенсивность процессов рудообразова-ния и катагенеза не обеспечила гомогенизацию выносимого из пород евин

.е с тем они допускают мысль о многоэтапном формировании я за счет поступления свинца из различных источников, образом, имеющиеся геохимические данные по рудам и вме-породам рифея в Башкирском мегантиклинории указывают на с глубинных (мантийных) источников рудного вещества в еских месторождениях и свидетельствуют о литогенной при-

Формирование эпигенетических месторождений

ые геологические признаки эпигенетических месторождений в отложениях Башкирского мегантиклинория имеют двойст--енетическое толкование, так как указывают, с одной стороны, оруденения с седиментогенезом (стратиграфический и литоло-аионный виды контроля), а с другой — свидетельствуют о на-~ характере оруденения (контакты рудных тел, секущие лито-е и фациальные границы; рудный метасоматоз; рудообразова-эонах тектонического дробления и т.п.). Поскольку магматизм зм в рифейских толщах проявились весьма ограниченно, то вовании генетической связи оруденения с этими процессами судить уверенно. Напротив, геохимическое исследование эпиге-х руд, а также вмещающих осадочных пород показывают е генетических связей с магматическими и вулканическими иями.

пность геологических и геохимических данных по изучению ческих месторождений в рифейских толщах приводит к выво-ынровании рудных растворов за счет выноса компонентов из их пород. Такие взгляды в последнее время развивает ряд телей, связывая рудообразование в Башкирском мегантикли-: тектонической активностью [9] или региональным метаморфиз-ентировочные расчеты баланса магния и железа в породах го и Бакальского рудных полей показали, что извлечение компонента из вмещающих пород является вполне вероятным . При оценке количеств выносимых компонентов, необходи-формирования полиметаллических руд, баритов и флюоритов, тяется интересным сопоставление (табл 4) концентраций руд-

Таблица 4

Кларки некоторых элементов (мас.%) в осадках и породах [14)

сланцы

ЕЛЫ

гп

9,5х Ю3 1,6x10-'

Си

4,5x10—3 2,5хЮ

РЬ

2хЮ-3 8хЮ-3

Ав

7хЮ-в 1,1X10"»

Ва

5,8х10~г 2,3x10-'

7.4ХЮ-» 1,3x10-1

л центов в современных океанических плах и глинистых породах ¿еры. Таблица показывает, что объективной стороной литогене-ых илов в земной коре является вынос существенной части ихся в них цинка, меди, свинца, серебра, бария при диаге-ГТтоцессы высвобождения различных химических элементов, со-и воды при катагенезе, а также кинетику формирования газоводных растворов в осадочно-породных бассейнах с мак-детальностью рассмотрел В. Н. Холодов [12, 13]. Им уста-что формирование этих растворов является следствием лнто-

Генеза слагающих бассейны седимектациоиных образований. Башкирский мегантиклинорий рассматривается как осадочно-породиый бассейн и в табл. 5 приведены концентрации рассмотренных выше элементов в рифейских породах.

Сравнение табл. 4 и 5 показывает, что в рифейских глинистых сланцах Башкирского мегантиклинория порядок концентрации цинка, меди, свинца, серебра, бария, фтора близок кларкам этих элементов в аналогичных породах стратисферы. Исходя из табл. 4, по разности кларков гли-

Таблица 5

Концентрации некоторых элементов в рифейских породах Башкирского мегантиклинория, п-М-3, мас.%

Породы Кол-во анализов Та Си РЬ Ав Ва Р

Песчаники Алевролиты Глинистые сланцы Известняки Доломиты 207 92 »97 280 207 1—4 2—5 3—7 1—4 1—3 1—3 0,8—1 0,8-1 0,3—2 0,3-1 0,5—2 0,1—0,5 0,1-0,3 0—0,05 0-0,001 0-0,05 0,5—0,00Х 0-0,05 0—10000 5—30 5—40 0—500 0—1000 50—200 45—85 24—80

нистых илов и глинистых сланцев можно вычислить, что каждая тонна твердого вещества ила при литификации теоретически должна высвобождать следующие количества (кг) исследуемых элементов: цинка — 0,07, меди —0,2, свинца —0,06, серебра — 0,00004, бария—1,72, фтора — 0,56. Учитывая, что площадь рифейского Южно-Уральского оса-дочно-породного бассейна составляет многие тысячи квадратных километров, а мощность всех слоев рифейских глинистых пород — несколько тысяч метров, можно с высокой вероятностью предполагать о состоявшемся выносе с элизионными водами больших количеств перечисленных элементов при начальных стадиях литогенеза глинистых осадков. Расчеты баланса органического вещества и карбонатов, а также воды, участвующей в литогенезе песчано-глинистых образований предгорного прогиба Восточного Предкавказья, выполненные В. Н. Холодовым [13]. показывают грандиозные масштабы процесса формирования газоводных растворов. С учетом объективного процесса выноса химических элементов из глинистых илов при литогенезе автором предлагается следующая модель формирования эпигенетических месторождений в рифейских осадочных толщах Башкирского мегантиклинория. Их образование определяется рядом факторов: наличием рудопроизводящих осадочных толщ, водоотдающих толщ, коллекторских горизонтов со структурными или литологическими ловушками с благоприятными геохимическими барьерами для осаждения полезных компонентов [2].

Рудопроизводящие осадочные толщи железа, полиметаллов, фтйра литологическп выражены глинистыми осадками, бария — аркозовыми псаммитами и частично глинистыми образованиями, магния — карбонатными породами. Водоотдающие толщи в рифейском разрезе представлены пачками и горизонтами глинистых образований. Коллектор-ские горизонты, где формируются залежи магнезита, сидерита, полиметаллов, флюорита, выражены карбонатными породами, барита — песчаниками и т.д. Ловушками, в которых формируются залежи названных полезных ископаемых, являются такие структурные элементы, как крылья складок, моноклинали, зоны перекрытия коллекторских горизонтов экранами, зоны трещиноватости, брекчирования.

Особенностью предлагаемой модели эпигенетического рудообразова-ния является то, что она рассматривает литологпческие комплексы

как квазнзакрытые системы, в которых при литогенезе отложе-зозникают растворы, обеспечивающие перераспределение внутри ,ных толщ субкларковых концентраций ряда элементов в рудные. :но этой модели рудное вещество по природе является первично-~ным. Эндогенным фактором, способствовавшим перемещению о вещества, явилась тепловая энергия Земли. Эпигенетические ождения в осадочных толщах Башкирского мегантиклинория воз-: в процессе саморазвития пород и являются катагенными, гид-мальными.

Заключение

следование в рмфейском разрезе на Южном Урале постдиагене-нх изменений осадочных пород, особенностей развития в них •этического рудообразования позволяет вполне определенно уста-. что расположенный здесь рифейский осадочно-породный бас-гредставлял собой крупную и единую область устойчивого компен-нного прогибания на глубину не менее 15 км и с невысоким мическим градиентом около 0,8 °С на 100 м мощности. Образова---игенетических залежей таких полезных ископаемых, как сидериты, иты, полиметаллы, бариты и др. связано с катагенезом рифей-пород. Таким образом, эпигенетическое рудообразование в оса-к толщах представляет собой частный случай литогенеза в ри-ом осадочно-породном бассейне на Южном Урале.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Анфимов JI. В. Карбонатный литогенез и связанное с ним рудообразование м рифее Бакало-Саткинского района на Южном Урале // Стратиграфия и лито-зоке.чбрийских и раннепалеозойских отложений Урала,— Свердловск, 1982,— S6.

. Анфимов Л. В. Рудообразование в рифейских осадочных толщах Башкирского клинория // Геология зоны сочленения Урала и Восточно-Европейской платфор-Сзердловск: УНЦ АН ССР, 1984 —С. 109—112.

Анфимов J1. В., Сульман А. М., Шур А. С. О метаморфизме сидеритов Бакаль-честорождения на Ю. Урале // Ежегодник Института геологии и геохимии УНЦ ::СР.—Свердловск, 1977 —С. 101 — 103.

- Иванов С. Н. О доордовикской истории Урала и предгеосннклинальном разви-«ягной коры вообще//Доордовикская история Урала. 1. Общие вопросы.— Сверд-

.980.-С. 3—27. (Препринт /УНЦ АН СССР). г Изотопный состав углерода и кислорода карбонатов Бакальского и Саткинского ждений / Борщевский Ю. А., Борисова С. Л., Лазур О. Г., Медведевская Н. И., Н. К.//Карбонатное осадконакопление и проблема эвапоритов в докембрии: 2Х.Х Всесоюзн. семинара.— Ростов-на-Дону, 1978,—С. 98—100.

- Заварицкий А. Н. Результаты исследования магнезитовых месторождений в :ком районе в 1918 г.//Горное дело.—1920.— № 2—3,—С. 37—39.

Заварицкий А. Н. К вопросу о происхождении железных руд Бакала.— М., —40 С.

1 Парначев В. П. Вулканизм н рифтогенез в поздне-докембрийской истории во-частн Русской платформы // Глобальные палеовулканическне реконструкции и ч их образования: Тез. докл. IV Всесоюзн. палеовулкан. симпозиума.— Хаба-"979,— С. 88-90.

Прокин В. А. Металлогения Центрально-Уральского поднятия на Южном Ура--пдовикская история Урала. 4. Тектоника, металлогения.— Свердловск, 1980.— 36 (Препринт/УНЦ АН СССР). Пучков В. Н. Тектоническая природа западного склона Урала // Метаморфизм

— иннка западных зон Урала.— Свердловск: УНЦ АН СССР. 1984.—С. 3—9.

Феоктистов В. П., Миркина С. Л., Ляхницкнй Ю. С. Изотопный состав рудных з полиметаллических месторождений западного склона Южного Урала//ДАН -1978,—Т. 238. №5.—С. 1214—1217.

Холодов В. Н. Формирование газоводных растворов в песчано-глиннстых тол-з;изнонных бассейнов//Осадочные бассейны и их нефтегазоносность.— М.: Нау-3S3 — С. 28—44.

; Холодов В. Н. Постееднментацнонные преобразования в элизионных бассей-

- >1 : Наука, 1983,—152 с.

- Turekian К. К., Wedepol К. Н. Distribution of the elements in some major of the earth's crasl, Geol. Soc. Amer. Bul., 196!, v. 72, p. ,175—191.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.