CC BY
26
УДК 553.4
СВЯЗЬ ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ ТОЛЩ С ПРОЦЕССАМИ РУДООБРАЗОВАНИЯ В ПРЕДЕЛАХ КОДАРО-УДОКАНСКОЙ СТРУКТУРНО-ФОРМАЦИОННОЙ ЗОНЫ
М.Г. Волкова1, А.Е. Будяк2, П.А. Неволько3, Н.Н. Брюханова4, А.М. Спиридонов5
1,2,4,5Институт геохимии СО РАН, 664033, Россия, г. Иркутск, ул. Фоворского, 1.
3Институт геологии и минералогии СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3.
Рассмотрено геологическое строение Кодаро-Удоканской структурно-формационной зоны, представлены результаты минералого-петрографических, геохимических исследований пород и руд кодарской, чинейской и кеменской подсерий. Полученные данные подтвердили инфильтрационно-метасоматическую модель формирования месторождений, расположенных в пределах исследуемой территории.
Библиогр. 19 назв. Ил. 13. Табл. 2.
Ключевые слова: песчаники; сланцы; борнит-халькозиновые руды; катагенез; рудогенез.
BLACK SHALE STRATA RELATIONS WITH ORE FORMATION WITHIN KODAR-UDOKAN STRUCTURAL FORMATION ZONE
M.G.Volkova, A.E. Budyak, P.A. Nevolko, N.N. Bryukhanova, A.M. Spiridonov
Institute of Geochemistry SB RAS; 1a Favorsky St., Irkutsk, Russia, 664033.
Institute of Geology and Mineralogy of SB RAS; 3 Academician Koptyug Av., Novosibirsk, Russia, 630090.
The paper examines the geological structure of Kodar-Udokan structural-formation zone and provides the results of mineralogo-petrographic and geochemical researches of rocks and ores of Kodarsky, Chineisky and Ke-mensky subseries. The obtained data confirm the infiltration metasomatic model of deposit formation within the territory under investigation.
19 sources. 13 figures. 2 tables.
Key words: sandstone; shale; bornite-chalcocine ores; catagenesis; ore formation.
В пределах Байкальской горной области и Кодаро-Удоканской структурно-формационной зоны (СФЗ) известно большое количество месторождений благородных и редких металлов, включая месторождение меди Удокан.
Несмотря на многолетнюю историю изучения, исследователи не пришли к единому мнению о проис-
хождении этого месторождения. Существует несколько точек зрения, отличающихся представлениями об источниках рудного компонента и механизме его концентрирования. На основе предположения, что источником рудного вещества является глубинный флюид, выделяют несколько генетических типов: гидротермально-магмато-
1 Волкова Мария Геннадьевна, кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник, доцент ИрГТУ, тел.: (3952)422645, е-mail: [email protected]
Volkova Mariya, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Researcher Worker, Associate Professor of ISTU, tel.: (3952)42645, e-mail: [email protected]
2Будяк Александр Евгеньевич, научный сотрудник, тел.: (3952) 422645, е-mail: [email protected]
Budyak Alexander, Research Worker, tel.: (3952) 422645, e-mail: [email protected]
3Неволько Петр Александрович, научный сотрудник, тел.: (383) 3307339, е-mail: [email protected]
Nevolko Petr, Research Worker, tel.: (383) 3307339, e-mail: [email protected]
4Брюханова Наталья Николаевна, научный сотрудник, тел.: (3952) 422645.
Bryukhanova Natalya, Research Worker, tel.: (3952) 422645.
5Спиридонов Александр Михайлович, доктор геолого-минералогических наук, заместитель директора, тел.: (3952) 511463.
Spiridonov Alexander, Doctor Geological and Mineralogical Sciences, Deputy Director, tel.: (3952) 511463.
генно-метасоматический [2, 12]; рифто-генно-флюидный [13]; гидротермально-осадочный [14]. Существуют также гипотезы о поверхностных источниках меди: собственно осадочная [4, 8] и гидрогенная [3]. Первая сводится к тому, что месторождение сформировалось в результате переотложения рудного и сопутствующих компонентов метаморфизованных толщ архея со стороны Алданского щита. Вторая заключается в том, что источником рудного вещества являются красноцветные прибрежные фации морских отложений, образовавшиеся под влиянием поверхностных кислородсодержащих вод.
В результате изучения территории Кодаро-Удоканского прогиба с региональных позиций [7, 10], проведения комплексных исследований пород и руд непосредственно месторождения Удо-кан, а также отложений за его пределами, появились новые данные, подтверждающие гипотезу, предложенную В.К. Немеровым [10], об инфильтрационно-метасоматическом генезисе.
Геологическое строение Кодаро-Удоканской СФЗ. В пределах Байкальской горной области (БГО) выделяется несколько углеродистых толщ ранне-протерозойского возраста (рис. 1), которые являются единой углеродисто-терригенной формацией, возникшей в условиях эпикратонного рифтогенного морского бассейна [6, 11, 17]. На Тонод-ском поднятии они представлены алба-зинской и михайловской свитами, на Нечерском - чуйской толщей и ходо-канской свитой, а в пределах Кодаро-Удоканской СФЗ - отложениями кодар-ской подсерии, разделенной на борурях-скую, веселинскую, икабийскую и аян-скую свиты (рис. 2). Перечисленные образования в пределах изучаемой территории выделяются нами как единая ке-вактинская углеродисто-терригенная формация.
В пределах Тонодского и Нечерского поднятий породы представлены гнейсами, метапесчаниками, метаалев-
1081 120*
Рис. 1. Схема структурно-формационного
районирования Байкальской горной области (по [9] с добавлениями):
1 - дорифейские образования фундамента Сибирской платформы; 2 - выступы дорифейского фундамента: С-Б - СевероБайкальский вулкано-плутонический пояс, Ч - Чуйское, Т - Тонодское, Н - Нечерское поднятия; 3 - Кодаро-Удоканская СФЗ; 4-6 - рифейские структурно-формацион-ные зоны: 4 - внешние: Прибайкальская (ПБ), Приленская (ПЛ), Причарская (ПЧ); внутренние: 5 - Мамско-Бодайбинская, 6 - Байкало-Муйская; 7 - фанерозойские отложения чехла Сибирской платформы; 8 - северная граница накопления рифейских образований; 9 - границы Ленского золотоносного района
ролитами и филлитовидными хлорит-серицитовыми углеродистыми сланцами, вмещающими пластовые тела мета-базитов кевактинского комплекса [1]. Эти отложения характеризуются высоким содержанием в сланцах Л1203 (в среднем 19 мас.%, с максимумами до 27 мас.%) и К20 (4-6 мас.%). Накопление отложений подобной специализации можно объяснить активным выветриванием исходных пород в условиях гу-мидного климата. Отложения формации обогащены также рассеянным углеродистым веществом, что свидетельствует о бурном развитии бактериального бентоса в бассейне осадконакопления с зас-
Кода ро-Удо капский прогиб
Анашкин и др. 1997; Том&эсов и др. 1998
Тонодское поднятие Иванов и др. 1980; Немеров и др. 1985
Нечёрское поднятие
Дорожков и др. 1977; Потороченкоидр. 1977; Дитмар и др. 1988 Скотников и др. 1995
U, Pb.Zn, Cu.Au.Pt
g g -_- V.Cu.Pb.ü.Au
---
о 7-DT
Ь
с
S
СС (0 о о ÎN ps.
I ф ? J£ trt Ф
£
a
О S
-T
Си, Ад
Си Ад
Си, Аз
Рис. 2. Схема сопоставления и металлогеническая характеристика разрезов кевактинской нижнепротерозойской углеродисто-терригенной формации Байкальской горной области:
1 - конгломераты, гравелиты; 2 - метапесчаники; 3 - песчаники известковистые; 4 -алевросланцы, алевропесчаники; 5 - сланцы черные углеродистые; 6 - карбонатные породы; 7
- парагнейсы; 8 - метабазиты; 9 - косая слоистость; 10 - металлогеническая специализация углеродистых толщ.
Свиты: alb - албазинская; mh - михайловская; al - александровская; hd - ходоканская; ik
- икабийская; an - аянская; in - инырская; cht - читкандинская; bt - бутунская; tl ская; sk - сакуканская; nm - намингинская
талакан-
тойным режимом [16]. Концентрации Сорг варьируют в пределах от 0,5 до 10 мас.%.
В пределах Кодаро-Удоканской СФЗ терригенные и карбонатно-терри-генные красноцветные отложения прибрежных и дельтовых фаций, расположенные на одном стратиграфическом уровне с отложениями кодарской под-серии, а также находящиеся выше по стратиграфической вертикали, часто обогащены медью. В этой связи представляется целесообразным охарактеризовать толщи прогиба, акцентируя внимание на отложениях кеменской подсерии, вмещающих медное оруденение месторождения Удокан.
Месторождение находится в зоне развития нижнепротерозойских образований в пределах Удоканского синкли-нория (прогиба). Главная роль в локализации рудной минерализации принадлежит карбонатно-терригенному комплексу удоканской серии, в составе которой выделяется четыре подсерии: джялтук-тинская, кодарская, чинейская и кемен-ская. Суммарная мощность комплекса составляет 8-10 км. Для изучения высокоуглеродистых метаалевролитов и метааргиллитов кодарской и чинейской подсерий было осуществлено опробование черносланцевых отложений в районе р. Нижний Ингамакит. Литологи-ческие характеристики отложений под-
серий указывают на их формирование в условиях дистального шельфа и материкового склона [17]. Отложения развиты преимущественно в южных частях прогиба и имеют тектонические соотношения с джялтуктинской подсерией.
Минералого-петрографическая характеристика пород и руд. В разрезе кодарской подсерии выделяются икабийская, аянская и инырская свиты. Икабийская свита сложена
метапесчаниками и метаалевролитами темно-серой до черной окраски с тонкораспыленным углеродистым веществом и сульфидной минерализацией. Мощность до 1000 м. Аянская свита представлена тонким ритмичным переслаиванием темно-серых алевролитов, песчаников и черных филлитовидных сланцев мощностью 500-1000 м. Характерно присутствие текстур взму-
чивания и подводных оползней. В составе инырской свиты преобладают серые, лилово-серые, иногда черные песчаники. Мощность 120-600 м.
Породы кодарской подсерии представлены преимущественно слюдисто-кварцевыми метапесчаниками. Текстура пород сланцеватая, структура лепидо-гранобластовая (рис. 3, 4), обломки алевропсаммитовой размерности представлены кварцем (60-80%), единичными зёрнами плагиоклаза (рис. 4) и микроклина. Кварц чаще встречается в виде мозаичных агрегатов, образующих линзы и полосы, но иногда в слюдистой массе отмечаются отдельные округлые и эллипсовидные обломки. Биотит, мусковит и хлорит (15-40%) чаще образуют тонкие прерывистые полосы, формирующие сланцеватость, реже присутствуют в виде отдельных чешуек,
■Р \ .
V V
■ •: Л 1 \ • ■
а б
Рис. 3. Слюдисто-кварцевый метапесчаник аянской свиты. Образец КО-10-30: Q - кварц, Ми - мусковит, Ы - биотит, Н1г - хлорит; а - поляризаторы ||, б - поляризаторы х
Рис. 4. Слюдисто-кварцевый метапесчаник икабийской свиты. Образец КО-10-37: Q - кварц, Ми - мусковит, Ы - биотит, Р1 - плагиоклаз; а - поляризаторы ||, б - поляризаторы х
рассеянных среди кварцевой массы. На фоне общей массы наблюдаются линзы, полностью сложенные хлоритом, пили-тизированные калиевые полевые шпаты, единичные зёрна карбонатов. Акцессорные минералы представлены апатитом, гранатом, эпидотом.
Породы чинейской подсерии, перекрывающей отложения кодарской под-серии, распространены значительно шире последней [1]. Они расчленены на читкандинскую, александровскую и бу-тунскую свиты.
Читкандинская свита сложена зеленоватыми известковистыми, слюдистыми и светло-серыми до белых кварцитовидными метапесчаниками с вкраплениями рудных минералов. Мощность от 95-300 до 1000-1500 м.
Главными породами александровской свиты являются лилово-серые и серые тонкозернистые метапесчаники, обладающие повышенной известковис-тостью с выдержанным горизонтом кварцитов в кровле. Среди кварцитов и песчаников отмечаются стратифицированные слои и линзы мощностью до 12 м, обогащенные углеродистым веществом. Мощность свиты 160-220 м.
Бутунская свита отличается от александровской наличием мраморизо-ванных известняков и альбитсодержа-щих пород. Мощность более 220 м. В александровской и бутунской свитах также отмечаются горизонты песчани-
ш
ков и алевролитов с незначительными содержаниями углеродистого вещества.
Породы александровской и чит-кандинской свит представлены метапес-чаниками, в последней наблюдаются также алевросланцы и сланцы. Петрографически метапесчанники кодарской и чинейской подсерий схожи. Алевро-сланцы характеризуются сланцеватой и плойчатой текстурами и лепидограно-бластовой структурой (рис. 5). Они сложены на 50% биотитом и мусковитом и на 50% обломками кварца. Сланцы читкандинской свиты серицитовые с пиритом, тонко лепидобластовой структуры. В сланцах и алевросланцах присутствуют ромбовидной формы зёрна доломита до 5%.
Рудная минерализация углеродистых отложений кодарской и чинейской подсерий представлена пиритом, халькопиритом, пирротином, молибденитом, сульфидом никеля, характеризуется повышенными содержаниями Со, V, Л§, и, Р1;, а также Лб. Содержания элементов платиновой группы (ЭП1 ) в единичных пробах высокоуглеродистых метаалевролитов и метааргиллитов достигают 0,0п - 0,п г/т [5].
Отложения кеменской подсерии имеют наибольшее распространение в пределах изучаемой территории, слагая крупные синклинальные структуры прогиба. Представлены они талаканской, сакуканской и намингинской свитами,
' 1 •
V' '1'
Щт
; ж ■ , - : жШш ж
шШ
О 0.5 чм 5
|—^ : т
к у чтет
а б
Рис. 5. Плойчатый алевросланец читкандинской свиты. Образец КО-10-49: Q - кварц, Ми - мусковит, Ы - биотит, Са - доломит, а - поляризаторы ||, б - поляризаторы х
исследованными в непосредственной близости от месторождения Удокан.
Главной особенностью талакан-ской свиты является ее алевролит-аргиллит-песчаниковый состав и структурно-текстурные признаки мелководных отложений. Мощность свиты колеблется от 400 до 1600 м.
Сакуканская свита характеризуется наличием горизонтально- и косо-слоистых песчаников, нередко извест-ковистых и часто содержащих тонкие мартитовые прослойки. Цвет песчаников серый, отдельные прослойки среди них обладают розовым, вишневым и фиолетовым оттенками. Подчиненное значение имеют аргиллиты, алевролиты, гравелистые песчаники и брекчии, образующие маломощные прослои и линзы. Мощность свиты 2-3 км.
Намингинская свита представлена в нижней части песчаниками с прослоями алевролито-песчаников и алевролитов, количество которых увеличивается вверх по разрезу, в верхней -алевролитами с прослоями аргиллитов. Мощность свиты до 1600 м.
Медная минерализация отмечается во всех свитах кеменской подсе-рии, но наиболее ярко выражена в саку-канской свите, сформированной в прибрежной части бассейна осадконакоп-ления, к которой и приурочено месторождение.
Среди пород рудной зоны сакукан-ской свиты встречаются метаморфизо-ванные медистые полевошпат-кварце-вые песчаники и алевропесчаники и безрудные кварцевые песчаники, содержащие рудные прожилки.
Медистые песчаники и алевропес-чаники характеризуются однородной, иногда слоистой текстурой. Структура пород среднезернистая до мелкозернистой, лепидогранобластовая. Рудное вещество составляет от 5 до 80% породы (рис. 6). Обломки представлены кварцем, плагиоклазом, микроклином и мусковитом в различных пропорциях. Акцессорные минералы представлены апатитом, турмалином, гранатом, тремолитом, эпидотом. Базальный и кон-тактово-поровый цемент представлен рудным веществом, серицитом, органическим веществом и карбонатом. Иногда зёрна кварца растворяются с образованием регенерационного цемента.
В песчаниках, содержащих около 80% рудной составляющей, наблюдается базальный цемент без серицита и карбоната с содержанием органического вещества до 0,6%. На контакте руды и кварца появляется биотит в виде каёмок; зерна кварца округлой и неправильной формы изъедены каплевидными включениями рудного компонента с ровными границами, тогда как в
Рис. 6. Медистый полевошпат-кварцевый песчаник сакуканской свиты. Образец Н-0531а:
Q - кварц, Mu - мусковит, Bi - биотит, Mi - микроклин, контактово-поровый цемент сложен рудным веществом, серицитом (Ser) и карбонатом (Са); а - поляризаторы ||, б - поляризаторы х
остальных породах рудного горизонта они часто зазубрены.
В безрудных кварцевых песчаниках, содержащих рудный минерал про-жилковой формы, текстура однородная, структура мелкозернистая до среднезер-нистой, лепидогранобластовая. Обломки представлены кварцем. Цемент между мелкими зёрнами кварца имеет кон-тактово-поровый характер и представлен в большей мере серицитом и полевыми шпатами (плагиоклазом).
В песчаниках, контактирующих с рудными прожилками, наблюдаются гидротермальные изменения, выраженные появлением эпидота, цоизита, серицита, мусковита. В боковых частях гидротермальной жилы крупнозернистый эпидот переходит в мелкозернистый эпидот-цоизитовый агрегат. Мелкозернистая эпидот-цоизитовая масса сменяется тонкочешуйчатой серицито-вой масссой. На контактах с рудными прожилками встречаются полностью гидротермально измененные породы, которые нацело сложены цоизитом, эпидотом, хлоритом, актинолитом, карбонатом.
Петрографическое исследование прожилков с гидротермальной рудной минерализацией позволило сделать следующие выводы:
1. В прожилках прослеживается парагенезис роговой обманки с рудными минералами. Образование амфибола происходило после кристаллизации рудных минералов. Морфология зерен
' ' /Л V
■Э 0.5-мм
'■■""■' 1 ■ 1" "-КС ^МЕЧ^1
, . ■ ■ и ■
J
роговой обманки отражает динамику движения гидротермальных растворов: от центральных частей рудных прожилков к периферическим минерал меняет форму агрегатов от листовато-чещуйчатой, ромбической до игольчатой (рис. 7).
2. Кварц в породах гидротермальный, жильный от мелко- до крупнозернистого (рис. 7). Границы между зёрнами кварца местами зубчатые, местами ровные, часто зёрна входят друг в друга. В отдельных прожилках в поле удлиненно-зернистого, лапчатого, микро- и мелкозернистого кварца выделяются линзовидные, округлые и прожилковые формы мелкочешуйчатых агрегатов амфибола, ассоциирующего с рудным минералом.
3. В некоторых прожилках отмечается парагенезис карбонатов и мусковита с рудными минералами, а также рудного минерала и турмалина.
4. Установлено, что гидротермальные растворы с рудной составляющей перемещались в безрудных преимущественно кварцевых песчаниках. Полевого шпата в таких песчаниках почти нет, отмечаются лишь единичные зёрна в цементе, а рудное вещество в качестве цемента вообще отсутствует. Цемент в таких песчаниках преимущественно серицитовый, в отличие от цемента медистых песчаников, описанных выше.
Перекрывающие рудную зону отложения сакуканской и намингинской
а б
Рис. 7. Морфология зерен роговой обманки (Ат/).
Образец КО-10-68/2: а - поляризаторы ||, б - поляризаторы х
свит представлены в основном кварцевыми алевросланцами. В этих породах тонкочешуйчатые и мелкочешуйчатые частицы серицита и хлорита формируют линзы и слойки, на фоне которых выделяются зёрна кварца, чешуйки мусковита, плагиоклаза и ните-подобные выделения органического вещества. Выделения рудного вещества кубической и каплевидной формы составляют 1-5% породы. В алеврослан-цах наблюдаются секущие сланцеватость трещины, выполненные поле-вошпат-кварцевым материалом алевро-литового и алевропесчаникового облика, петрографически схожим с медистыми песчаниками рудного горизонта (рис. 8).
В результате минераграфического изучения руд выделены два основных типа оруденения: 1) борнит-халькози-новый и 2) пирит-арсенопиритовый.
Борнит-халькозиновый тип включает 4 разновидности или подтипа:
1-1 - массивное борнит-халькозин-магнетитовое оруденение в метамор-физованных полевошпат-кварцевых песчаниках;
1 -II - пятнисто-прожилковидное вкрапленное борнит-халькозин-магне-титовое оруденение в метаморфизован-ных полевошпат-кварцевых песчаниках;
1-Ш - массивное борнит-халькози-новое оруденение в метаморфизован-
Ш I
у->> :
-^шшт
■ИД ... ■ .-■ к,|Я
\'г -3? -■ - -У- - ■■■)
шШж
н
! ИМ
I ШШ
т- ЯН -МЛ ^аДУчС* ИК н.
ных полевошпат-кварцевых песчаниках, содержащих до 80% рудного вещества;
1-^ - вкрапленно-прожилковид-ные борнит-халькозиновые руды в кварцевых песчаниках.
В убого- и густовкрапленных бор-нит-халькозин-магнетитовых рудах (1-I и 1-11 подтипов) борнит-халькози-новая минерализация (рис. 9,а) наложена на относительно более раннюю маг-нетитовую. Магнетит, составляющий от долей % до 30-50 % руды, слабо марти-тизирован (по решетчатым структурам развит гематит - структуры распада твердых растворов).
Вторичные сульфиды меди в количестве от 0 до 5% руды (в отдельных участках до 20-30%) представлены халькозином и борнитом, которые находятся в виде ячеисто-прожилковых агрегатов в интерстициях нерудных минералов и по трещинам в магнетите. Окисленных каемок у халькозина, борнита не наблюдается. В борните видны структуры распада халькопирита. Борнит и халькозин корродируют, секут зерна и агрегаты магнетита, на границе халькозина с магнетитом отмечены тонкие единичные агрегаты ковеллина.
В массивных борнит-халькозино-вых рудах подтипа 1-Ш доли халькозина и борнита примерно равны (рис. 9,б). Борнит имеет розовато-коричневатый
а б
Рис. 8. Трещины в кварцевых алевросланцах намингинской свиты, заполненные по-
левошпат-кварцевым материалом.
Образец Н-0540: а - поляризаторы ||, б - поляризаторы х
а б
Рис. 9. Массивная борнит-халькозин-магнетитовая руда I (а) и III (б) типов со структурами распада халькопирита в борните. Поле зрения рисунка 1,44 мм
оттенок. Размеры агрегатов борнита и халькозина близки (десятые, сотые доли мм), границы между ними неровные, четкие. Борнит занимает центральные части сульфидных агрегатов, в нем наблюдаются пластинчатые структуры распада халькопирита. Халькозин всегда оконтуривает борнит в виде каемок. На границе борнита и халькозина наблюдаются тонкие (менее сотых долей мм) изометричные и «точечные» агрегаты темно-синего ковеллина.
Во вкрапленно-прожилковидных борнит-халькозиновых рудах подтипа 1-
IV преобладает халькозиновая составляющая. Борнит имеет светло-розовый цвет, отмечены структуры распада халькопирита (рис. 10,а). Халькозин обычно светло-голубой. На границах борнита с халькозином в виде каемки до 0,1 мм наблюдаются ажурные светло-голубые, светло-серые агрегаты предположительно малахита с халькозином (?). Иногда с ними ассоциируют тонкие выделения ковеллина. В рудах отмечены также реликты мартитизированного магнетита.
а б
Рис. 10. Вкрапленно-прожилковидная борнит-халькозиноваяруда IVтипа (а) и пирит-арсенопиритовая минерализация (б). Диаметр поля зрения 0,57мм
Пирит-арсенопиритовый тип руд включает 2 разновидности или подтипа:
2-1 - рассеянная мелковкрапленная малосульфидная минерализация в поле-вошпат-кварцевом песчанике;
2-11 - умеренно-сульфидная, пятнистая вкрапленно-прожилковидная минерализация в кварцевых песчаниках, ассоциирующая с кварцевыми метапро-жилками.
В подтипе 2-1 пирит и арсенопи-рит присутствуют приблизительно в равных долях с некоторым преобладанием арсенопирита (рис.10,б).
В подтипе 2-11 преобладают тонкозернистые пиритовые агрегаты с примесью арсенопирита. Пирит находится в тесной ассоциации с нерудными (турмалином?), заполняет интерстиции между его зернистыми выделениями, образует пойкилитовые срастания. В породах наблюдается реликтовая вкрапленность магнетита.
Таким образом, для исследуемых руд медно-магнетитового и борнит-халькозинового типов основными сульфидами меди являются борнит и халькозин. С пиритом и арсенопиритом медная минерализация не отмечена.
Для уточнения состава сульфидов меди аншлифы руд исследованы на микрозондовом рентгеноспектральном анализаторе СатеЬах-тюго с энергетическим спектрометром КЕ"УЕХ и четырьмя волновыми спектрометрами при ускоряющем напряжении 20 токе ~ 60 пЛ. В качестве стандартов использовались природные минералы известного состава.
Изучался химический состав преимущественно мономинеральных агрегатов сульфидов меди - борнита и халькозина, а также железа - пирита и арсе-нопирита. Особое внимание было обращено на однородность состава сульфидов меди, железа (измеряли состав центральных и периферических зон агрегатов). Измерения производились с точностью до тысячных процента (массовые доли).
Борнит (Си5Бе84) характеризуется высоким относительно теоретического состава содержанием меди, низким -железа и незначительным понижением серы. Неравномерное распределение меди дает основание предположить, что агрегаты вторичных сульфидов представляют собой твердые растворы халькозина с борнитом (Си2Б + Си5Бе84) с преобладанием последнего. Перераспределения основных химических элементов не выявлено.
Распределение Те и Бе в агрегатах борнита неравномерное, случайное, четкой корреляции между ними не отмечается. В борнитах кварц-карбонатных метасоматитов выявлены единичные точки с повышенными (на порядок) значениями Те и Бе.
Средний состав халькозина (Си2Б) близок к теоретическому. Однако доля меди понижена на 1,76%, сера повышена на 2,06%, примесь железа около 0,11%. Закономерного обогащения или обеднения периферических или центральных зон для этих элементов не выявлено. Примесь Бе свидетельствует о небольшой примеси борнита.
Выявлены примесь БЬ, Те и Бе. Закономерности в распределении элементов-примесей в агрегатах халькозина не выявлено, распределение их случайное (отмечается как в центре, так и на периферии агрегата). Теллур распространен более равномерно и отмечается чаще, чем селен. Четкой корреляции между теллуром и селеном не отмечается, они ассоциируют ~ в 45% (точки измерения).
Рассчитанные средние составы пирита (Бе - 46,88; Б - 53,44%) и арсенопирита (Бе - 34,88; Лб - 43,54; Б -21,38%) близки к теоретическому (Бе -46,55; Б - 53,45% и Бе - 34,30; Лб -46,00; Б - 19,70%) [15]. Состав агрегатов довольно однородный, каемок не выявлено. Разница доли основных химических элементов в периферических зонах относительно центральных изменяется незначительно, менее 1,0%,
наблюдается как повышение, так и понижение относительно центра. Также отмечены примесь БЬ, N1 и Со, в незначительных количествах Те и Бе. Доли БЬ и N1 несколько повышены в центральной части, Со распределен случайно. Четкой закономерности в распределении элементов-примесей также не выявлено.
Изучение рудной минерализации в отложениях сакуканской свиты позволяет сделать следующие выводы:
1. Характер выделений совместных халькозин-борнитовых агрегатов с примесью халькопирита указывает на низкотемпературный гидротермально-метасоматический генезис отложений. В халькозин-борнит-магнетитовых рудах отмечается коррозия магнетита кварцем, халькозин-борнитовыми агрегатами и мартитизация магнетита, которая обычно происходит при понижении температуры рудообразующих процессов.
2. Составы борнита и халькозина в разных типах оруденения довольно постоянны. У борнита колебания основных химических элементов (Си, Б, Бе) не превышают 1%, у халькозина - десятых-сотых долей %. Для них характерна незакономерно распределенная примесь Те и Бе (сотые, тысячные доли %).
3. В борните проявлены решетчатые структуры распада халькопирита и мирмекитовые срастания с халькозином. Образование таких структур характерно при понижении температуры гидротермальных растворов ниже 1000300°.
4. Окраска агрегатов халькозина от светло-голубой до голубой и розово-голубой, слабая анизотропия, пластинчатая спайность в грубозернистых агрегатах и тонкопластинчатые, тонкорешетчатые структуры характерны для твердых растворов - халькозина с борнитом, дигенитом, что свойственно для гипогенных процессов (низкотемпературных гидротегмально-метасома-тических).
5. Часть халькозина, ассоциирующего с ковеллином, малахитом, вероятно, имеет гипергенный характер, хотя не исключается его низкотемпературный гидротермальный генезис.
6. Состав пирита, арсенопирита довольно однородный, каемок не выявлено. В пирите, арсенопирите присутствует примесь Sb, Ni и Co (сотые, тысячные доли %). Кроме того, в арсенопирите отмечены Te и Se. Четкой закономерности в распределении элементов-примесей не выявлено. Пирит и арсено-пирит ассоциируют с метапрожилками кварца в песчаниках и алевролитах. Все это указывает на одноактный процесс рудообразования.
7. На общий источник сульфидов железа и меди может косвенно указывать примесь в арсенопирите Te и Se того же порядка, как и у борнита и халькозина.
Геохимические характеристики отложений кодарской и чинейской подсерий. Изучение распределения, форм нахождения и поведения петро-генных и редких элементов в породах и рудах (рис. 11, 12) отчетливо показывает геохимическую специализацию формирования отложений кодарской под-серии (икабийская, аянская и иннырская свиты) и читкандинской свиты чинней-ской подсерии, которые имеют резкое отличие практически по всем основным показателям от александровской свиты, представляющей верхний стратиграфический уровень чинейской подсерии. Наиболее характерным является увеличение содержаний Fe2O3, MnO, Na2O и P2O5 (рис. 11) от пород икабийской к породам читкандинской свиты, что характерно для гидротермальной деятельности, характеризующейся щелочным (преимущественно натровым) ме-тасамотозом с сопряженным формированием субщелочных метасоматитов хлоритового, слюдисто-карбонатного составов.
По распределению редких элементов отложения кодарской подсерии относительно стандарта черных сланцев
5.GG
4:С0
3,00
2.Ü0 -
1 ПО
CLÜÜ
Б102 ТЮ2 Л12О3 Бе203 МпО MgO СаО Na2O К2О Р2О5
Рис. 11. Распределение петрогенных элементов в породах кодарской и читкандинской подсерий: икабийской (Ик), аянской (Ая), иннырской (Ин) читкандинской (Чи) и александровской (Ал) свит, нормированных по стандартному образцу черных сланцев БСЖ-1 [18]
БГО отличаются повышенными содержаниями Sn, Mo, Ag, Sr (рис. 12). Обращает на себя внимание резкое отличие геохимических параметров черносланцевых отложений нижних стратиграфических горизонтов от пород вышележащей александровской свиты, особенно чётко проявленное в распределении концентраций Mo, Zn, Pb, Ag и Sr, характерных для гидротермального флюида на начальных этапах развития рифтогенеза.
Поведение лантаноидов в отложениях кодарской и чинейской подсерий несколько различается.
Сумма REE во всех осадочных породах отложений кодарской и чи-нейской подсерий составляет от 192— 199 г/т независимо от стратиграфического положения; Еи/Еи*возрастает от 0,56 в нижних горизонтах (икабийкая,
5,00
4.00
3 00
аянская свиты) до 0,73 в осадках читкандинской свиты (рис. 13), что может быть обусловлено синхронным осадко-накоплению рифтогенным вулканизмом основного состава. Значение Ce/Ce* ~ 1 во всех изученных образцах говорит об удаленности формирования исследуемого материала от зоны спрединга. Такие значения характеризуют окраинно-континентальные либо морские эпи-платформенные обстановки осадкона-копления. Колебания отношения La/Yb незначительно уменьшаются от ика-бийской (15,8) к иннырской и читкандинской свитам (~ 13,5), чему, вероятно, способствовало незначительное увеличение карбонатного материала (доломит), ввиду регрессии океана в это время приведшее к более активной сорбции тяжелых REE (рис. 13).
2,:ю
1,00
0.00
Ва 5п Ве N1 Со V В Сг Мо Си 1п РЬ Ад 5е 5г Рис. 12. Распределение редких элементов в породах кодарской и читкандинской подсерий, нормированных по стандартному образцу черных сланцев SCHS-1 [18]
1000,0
100,0
10,0
1,0
0,1
Рис. 13. Спектры распределения лантаноидов элементов в породах кодарской и читкандинской подсерий. Свиты: икабийская (Ик), аянская (Ая), иннырская (Ин) читкандинская (Чи), александровская (Ал); граниты Сакуканского комплекса. Для нормирования использован состав хондрита по [19]
В целом такие незначительные изменения отношений ЬЯЕЕ/НКЕЕ, без изменения других общепринятых характеристик, вряд ли могли быть продиктованы изменениями геодинамической обстановки в регионе, приведшими к изменению источника сноса в бассейн осадконакопления.
Кривая распределения редкоземельных элементов в палеозойских гранитах сакуканского комплекса (рис. 13) показала стандартный для гранитов поздних фаз рисунок, с глубоким евро-пиевым минимумом и равноплечим распределением НЯЕЕ и ЬЯЕЕ, что исключает предположение о влиянии флюидов, связанных с интрузивными образованиями комплекса, на формирование геохимической специализации терригенных образований.
Обращает на себя внимание значительное повышение концентраций благородных металлов в пределах исследуемой толщи, что может быть обусловлено унаследованностью химизма архейского фундамента и рифтогенного магматизма основного состава (табл. 1).
Корреляционный анализ не позволил выявить какую-либо яркую зависимость, свидетельствующую об источнике рудного компонента. Однако при рассмотрении исследуемых пород
Таблица 1 Содержание благородных металлов в стратиграфических горизонтах Кодаро-Удоканской СФЗ
от нижних стратиграфических горизонтов к верхним видно, что основная группа элементов, характерных для черносланцевых формаций (V, Мо, Си, 2п), тесно коррелирует с благородными металлами и группой халькофильных элементов (табл. 2).
При этом повышенные содержания в отложениях икабийской и аянской свит относительно местного фона заметны для ограниченного ряда компонентов - Бг, Мо, Си, Л§, Ли, Р1;, Рё (рис. 12, 13), что указывает на возможное заражение толщи уже на стадии седиментации за счет поступления дополнительного вещества в бассейн осадко-накопления. Важно отметить максимальные содержания платиноидов (Р1;, Рё) в икабийской и аянской, а Ли и
Свиты Содержание, г/т
Л^ Ли Р1 Рё
Икабийская 0.17 0,002 0,011 0,034
Аянская 0.14 0,003 0,009 0,025
Иннырская 0.10 0,032 0,006 0,016
Читкандин-
ская 0.20 0,044 0,006 0,009
Александровская 0.04 0,013 0,019 0,035
Таблица 2 Корреляционные ассоциации элементов в отложениях кодарской и чинейской подсерий
Ag - в иннырской и читкандинской свитах (табл. 1). На нижних стратиграфических уровнях благородные металлы положительно коррелируют с Zr и B. Содержания последних ниже кларка для осадочных пород, что указывает на их седиментационный генезис на этапе заложения рифтогенного прогиба и поступления в бассейн осадконакопления продуктов кор выветривания. Расположенные стратиграфически выше инныр-ская и читкандинская свиты значительно обогащены Au и Ag до 0,0n - 0.n г/т. Характерно увеличение концентраций элементов, коррелирующих с Au от нижних стратиграфических горизонтов к верхним, что вероятно обусловленно усилением гидротермальной деятельности.
Выводы. По полученным данным высокоуглеродистые породы кевактин-ского черносланцевого уровня обладают повышенной платиноносностью, с содержаниями ЭПГ в единичных пробах, достигающими 0,0n - 0,n г/т, что подтверждает работы предшественников, выделявших углеродистые породы удо-канского комплекса как один из плати-ноносных уровней Урага-Холболок-ского рудного узла, с которым связаны Холболокское, Графитовое, Бортовое и другие Pd-Ir-Pt проявления [5].
Обобщая материал с позиции ин-фильтрационно-эпигенетического генезиса месторождений Кодаро-Удокан-ской СФЗ [11], можно предположить перераспределение вещества на стадии катагенетических трансформаций с осаждением его на геохимических барьерах, в результате чего рудные компоненты: Си, Zn, РЬ, и, N1, Ли, Л& Р1, Рё и др. - осаждаются, образуя характерную рудно-геохимическую зональность ореольного типа от центра (нефтемате-ринские породы) к периферии: (Ли, Р1;, Рё) ^ Си, Ag^ Zn +РЬ.
Таким образом, участие ранне-протерозойской углеродисто-терриген-ной формации, обладающей характерной геохимической специализацией, в эволюционном развитии региона с широко проявленными на разных этапах процессами мобилизации и перераспределения рудных элементов позволяет рассматривать ее в качестве источника Ли, ЭПГ, Си и других компонентов как на территории Кодаро-Удоканской СФЗ, так и в пределах Тонодского и Нечерского поднятий.
Библиографический список
1. Абрамов Б.Н. Условия, источники образования и закономерности размещения благороднометалльного оруденения Кодаро-Удоканской зоны и средневитимского фрагмента муйской зоны: дис. ... докт. геол.-минералог. наук. Чита, 2007. 383 с.
2. Вольфсон Ф.М., Архангельская В. В. Стратиформные месторождения цветных металлов. М.: Недра, 1987. 255 с.
3. Габлина И. Ф. Метаморфизм и гипергенез медистых песчаников и сланцев: автореф. дис. . докт. геол.-минералог. наук. М., 1994. 45 с.
4. Кренделев Ф.П. Генезис сульфидного оруденения Удоканского хребта // Геология руд. месторождений зоны БАМ. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1983. С. 173-186.
5. Макарьев Л.Б. Платинометалль-ность докембрийских углеродистых
Свиты Ассоциации элементов
породная рудная
Икабийская V-Mo-Cr-Sc-Cu-Zn-Ag-Au 1) Pt-Pd-B-Zr-Cu, 2) Ni-Co-Be
Аянская V-Ba-Li-B- Cr-Mo-Sn-Sc- Pb-Cu-Zn-Ag 1) ЭПГ -инертно, 2) Au-Ba-Zr
Иннырская V-Ba-Li-B- Co-Sn-Sc-Zn- Au-Pd Pt-Ag
Читкандин-ская V-Ba-Li-B-- Ni-Co-Cr-Sn- Cu-Zn Sr-Mo-Be-Pb-Au-Pt
формаций Северо-Восточного Забайкалья // Платина России. М.: АОЗТ «Геоинформмарк», 1994.
6. Макарьев Л.Б., Вояковский С.К., Илькевич И.В. Золотоносность урановых объектов в Кодаро-Удокан-ском прогибе // Руды и металлы. 2009. №6. С. 56-64.
7. Митрофанов Г.Л., Немеров
B.К., Семейкина Л.К. Критерии прогнозирования комплексного платино-полиметалльного оруденения в углеродистых осадочных формациях // Платина России. М.: ООО «Геоинформмарк», 2005. Т УГ С. 50-61.
8. Наркелюн Л.Ф., Салихов В.С., Трубачев А. И. Медистые песчаники и сланцы мира. М.: Недра, 1983. 414 с.
9. Немеров В.К., Станевич А.М. Эволюция рифей-вендских обстановок биолитогенеза в бассейнах Байкальской горной области // Геология и геофизика. 2001. Т. 42, № 3. С. 456-470.
10. Немеров В.К., Семейкина Л.К., Спиридонов А. М. Наиболее вероятные сценарии рудогенеза в углеродистых осадочных формациях // Мат. науч. конф. «Благородные и редкие металлы Сибири и Дальнего Востока». Иркутск, 2005. Т. 1. С. 30-33.
11. Немеров В.К., Будяк А.Е., Развозжаева Э.А. и др. Новый взгляд на происхождение медистых песчаников месторождения Удокан // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2009. №2 (35).
C. 4-17.
12. Резников И.П. К вопросу о генезисе Удоканского месторождения //
Литология и полез. ископаемые. 1965. №2. С. 85-94.
13. Салихов В.С. Рифтоген-ные структуры и осадочные накопления // Генезис редкометалльных и свинцово-цинковых стратиформных месторождений / под ред. В.Н. Холодова. М.: Наука, 1986. С.62-72.
14. Сочава А.В. Красноцвет-ные формации докембрия фанерозоя. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1979. 207 с.
15. Справочник-определитель рудных минералов в отраженном свете / Т.Н. Чвилева, М.С. Безсмертная, Э.М. Спиридонов и др. М.: Недра, 1988. 504 с.
16. Терлеев А.А., Постников А.А., Кочнев Б.Б. и др. Ранне-протерозойская биота из удоканской серии западной части Алданского щита (Россия) // Эволюция биосферы и биоразнообразия. К 70-летию А.Ю. Розанова. М.: Т-во научных изданий КМК, 2006. С. 271-281.
17. Федоровский В. С. Стратиграфия нижнего протерозоя хребтов Кодар и Удокан. М.: Наука, 1972. 130 с.
18. Petrov Lev L., Kornakov Yuri N., Korotaeva Irina Ia. et al. MultiElement Reference Samples of Black Shale // Geostandards and geoanalytical Research. 2004. Vol. 28? № 1. P. 89-102
19. Wakita H., Rey P., and Schmitt R. A. Elemental abundances of major, minor, and trace elements in Apollo 11 lunar rocks, soil and core samples. Proceedings of the Apollo 11 Lunar Science Conference. 1971. P. 1685-1717.
Рецензент кандидат геолого-минералогических наук, профессор Иркутского государственного технического университета А. С. Мехоношин
