Научная статья на тему 'Типизация колчеданных месторождений Северного Кавказа'

Типизация колчеданных месторождений Северного Кавказа Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
312
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КОЛЧЕДАННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ / СЕВЕРНЫЙ КАВКАЗ / ПОДТИПЫ / ВУЛКАНИТЫ / МОРФОЛОГИЯ ЗАЛЕЖЕЙ / МЕТАСОМАТИТЫ / РУДНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ / ГЕНЕЗИС / COPPER PYRITIC DEPOSITS / NORTH CAUCASUS / SUBTYPE / VOLCANIC ROCK / MORPHOLOGY OF DEPOSITS / METASOMATIC ORE ROCK / ORE MINERALIZATION / GENESIS

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Рябов Георгий Владимирович, Богуш Илья Александрович

Известные крупные колчеданные месторождения Северного Кавказа (Урупское, Худесское) отнесены к месторождениям «уральского» типа. На основании различий в составе рудовмещающих вулканитов, в морфологических и минералого-геохимических особенностях колчеданных руд выделенный тип северокавказских месторождений подразделяется на два подтипа: 1 Худесский, 2 Урупский

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Рябов Георгий Владимирович, Богуш Илья Александрович

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

TYPIFICATION OF COPPER PYRITIC DEPOSITS OF THE NORTH CAUCASUS

Known large copper pyritic deposits of the North Caucasus (Urupsky, Hudessky) are carried to deposits of the Ural type. On the basis of distinctions in structure containing volcanic rock in morphological and mineralogo-geochemical features copper pyritic ores the allocated type of North Caucasian deposits is subdivided into two subtypes: 1 Urupsky, 2 Hudessky.

Текст научной работы на тему «Типизация колчеданных месторождений Северного Кавказа»

УДК 553.435 (470/6):553.06

ТИПИЗАЦИЯ КОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА

© 2012 г. Г.В. Рябов, И.А. Богуш

Южно-Российский государственный South-Russian State

технический университет Technical University

(Новочеркасский политехнический институт) (Novocherkassk Polytechnic Institute)

Известные крупные колчеданные месторождения Северного Кавказа (Урупское, Худесское) отнесены к месторождениям «уральского» типа. На основании различий в составе рудовмещающих вулканитов, в морфологических и минералого-геохимических особенностях колчеданных руд выделенный тип северокавказских месторождений подразделяется на два подтипа: 1 - Худесский, 2 - Урупский.

Ключевые слова: колчеданные месторождения; Северный Кавказ, подтипы; вулканиты; морфология залежей; метасоматиты; рудная минерализация; генезис.

Known large copper pyritic deposits of the North Caucasus (Urupsky, Hudessky) are carried to deposits of the "Ural" type. On the basis of distinctions in structure containing volcanic rock in morphological and miner-alogo-geochemical features copper pyritic ores the allocated type of North Caucasian deposits is subdivided into two subtypes: 1 - Urupsky, 2 - Hudessky.

Keywords: copper pyritic deposits; North Caucasus; subtype; volcanic rock; morphology of deposits; metasomatic ore rock; ore mineralization; genesis.

Промышленное медно-колчеданное оруденение на Северном Кавказе в основном связано с раннегер-цинской металлогенической эпохой. Колчеданные месторождения приурочены пространственно к сред-непалеозойской структурно-формационной зоне Передового хребта. В этой зоне находится 11 разведанных месторождений, поставленных на баланс. Более 40 лет эксплуатируется самое крупное Урупское мед-но-колчеданное месторождение, отработано Власен-чихинское и готовятся к эксплуатации Урупским ГОКом крупное Худесское и более мелкое Первомайское медно-колчеданные месторождения. В продуктивной девонской полосе Северного Кавказа известно около 350 заметных колчеданных проявлений, перспективы которых до конца не изучены. По-прежнему северокавказские колчеданные месторождения являются объектами, заслуживающими пристального внимания с точки зрения совершенствования моделей гетерогенного вулканогенно-осадочного рудогенеза, основы которого в России заложили В.И. Смирнов, Г.А. Твалчрелидзе, Н.С. Скрипченко и активно развивают В.И. Буадзе, И.А. Богуш, В.В. Зайков, Н.И. Еремин, В.В. Масленников, А.С. Тамбиев, А.А. Бурцев и др.

Колчеданное оруденение в зоне Передового хребта генетически связано с проявлениями базальтоидно-го магматизма девонского времени (О1-2). Колчедано-носные базальтоидные вулканиты представлены двумя свитами: 1 - кизилкольской, относящейся к базальтовой натровой серии спилито-кератофировой формации, гомодромно эволюционирующей в ряду базальт-андезит-дацит-риолит; 2 - даутской базальт-риолито-вого состава. Свиты имеют определенные различия в характере вулканической деятельности, в петрологическом составе вмещающих вулканитов и особенностях проявления рудогенных процессов. Различия в рудовмещающих комплексах проявляются в геологи-

ческих особенностях строения однотипных колчеданных месторождений, что, соответственно, влияет на параметрические показатели поисково-оценочных критериев промышленного колчеданного оруденения.

Фациально-петрологическое различие вулканитов кизилкольской и даутской свит

Вулканиты кизилкольской и даутской свит относятся к производным субмаринного базальтоидного вулканизма остороводужных систем [1 - 4]. Между кизилкольской толщей вулканитов и базальтовой толщей Троодос на Кипре Н.С. Скрипченко и А.С. Там-биев [5] находят ряд сходных черт, что дает им основание для отнесения Худесского месторождения к кипрскому типу. На наш взгляд, такое сходство действительно существует, но отождествлять эти свиты нельзя, поскольку между ними гораздо больше принципиальных различий в вещественном составе и типах продуктивного вулканизма. Породы кизилкольской свиты, состоящие из базальтов, андезито-базальтов, дацитов и риолитов, не имеют в основании ни ультраосновных, ни габброидных комплексов, характерных для толщ кипрского типа [4, 6]. Толща пород даутской свиты с крупным Урупским месторождением, согласно [5], отличается более кислым составом и тяготеет по составу вулканитов к типу Куроко. В целом рудов-мещающий комплекс Худесского месторождения можно отнести к слабо дифференцированной субформации, а комплекс Урупского месторождения - к контрастно дифференцированной субформации вулканогенной базальтоидной субмариной формации. Сравнительный анализ вулканизма рудовмещающих вулканитов, вещественного состава колчеданных залежей, их геологических и генетических позиций позволяет авторам отнести все колчеданные образования Северного Кавказа к уральскому типу с некото-

рыми отклонениями в характеристиках залежей к типу Куроко (Урупский подтип) и Кипрскому типу (Худес-ский подтип).

Как нами было показано ранее [7 - 9], оба подтипа колчеданных месторождений являются гетерогенными залежами вулканогенно-осадочного генезиса. К их числу на Северном Кавказе относятся Худесские (Главная, Промежуточная, Кизилкольская), Главная Урупская, Власенчихинская, Быковская, Бескесская. А также наиболее перспективные рудопроявления -Западное и Восточное Кыркольские, Буруны, Пцы-церское, Левобережное Чучкурское, балок Нефтянки, Горелой, Кривой. Гетерогенные залежи являются основным промышленным типом руд, в котором сосредоточено 97 - 98 % запасов меди и цинка Северного Кавказа.

Худесский и Урупский подтипы колчеданных залежей и их различия

Характеристика Худесского подтипа приводится на примере Главной, Промежуточной и Кизилколь-ской залежей Худесского месторождения. Для Худес-ского подтипа колчеданного оруденения характерна линзовидная и линзовидно-пластовая формы сплошных колчеданных руд стратиформного характера. При значительных мощностях тел (первые десятки - сотни метров) соотношения мощностей к размерам по простиранию колеблется в пределах от 1:10 до 1:75. В кровле и на флангах колчеданных линз залегают кремнисто-оксидно-сульфидные слоистые осадочные руды [3, 10] и гематитизированные яшмоиды - продукты гальмиролиза и седиментогенеза сульфидных масс. На фланговых окончаниях линз сплошных руд часто встречаются рудные и яшмоидные гальки, свидетельствующие о синрудном размыве кровли рудных тел. Фланговые типы руд также представлены тонкослоистыми рудами с типичной градационной (флишо-идной) слоистостью кремнисто-сульфидного и крем-нисто-сульфидно-гематитового составов [3, 8]. Это -обычные продукты гравитационных и турбидитных (мутьевых) смещений и размыва рыхлых осадочных рудных агрегатов. Рыхлые продукты палеоэкзогенных придонных перемещений осадочных колчеданных масс распространяются на десятки и сотни метров по латерали за пределы контуров горизонтальных проекций рудных тел и по этой причине являются надежным поисковым признаком колчеданных месторождений.

Таким образом, кровля рудных линзовидных тел сложена рудами собственно гидротермально-осадочного генезиса, несущими текстурно-структурные и минералогические признаки седиментогенеза, диагенеза и синрудной гидротермальной проработки первичных сульфидных агрегатов, отлагавшихся в виде осадков и продуктов свободной кристаллизации в рудных холмах [4, 11]. Как правило, это тонко- и мелкозернистые, по составу богатые медные, местами медно-цинковые руды. В верхних частях кровельных руд иногда проявляется баритовая, ангидритовая, марганцевая и полиметаллическая минерализации.

Центральная часть разреза рудных тел сложена комбинированными маломедистыми и серно-колче-данными сплошными рудами средне- и грубозернистой структуры и массивной однородной текстуры. Эти руды на 95 - 98 % представлены полнокристаллическим зональным автобластическим пиритом. Автобластический (автометасоматический) пирит является продуктом глубокой переработки (синрудной собирательной перекристаллизации) гидротермально-осадочных сульфидных руд восходящими трансэндогенными флюидными растворами. В ядрах зонального автобластического пирита можно иногда наблюдать первичные реликты осадочного и диагенетического пиритов. Пириты комбинированных колчеданных руд [7, 10] обогащены изоморфными примесными элементами - Со, Se, Те, представляющими промышленный интерес (Главная Худесская залежь). Контакт комбинированных руд с перекрывающими гидротермально-осадочными рудами постепенный, неровный. Сплошные автобластические колчеданные руды большой мощности (десятки метров) специфичны для разрезов гетерогенных залежей Худесского подтипа.

Линза сплошных колчеданных руд подстилается конусообразным телом подрудных сульфидизирован-ных метасоматитов. Для Худесского подтипа колчеданных залежей весьма характерна их большая мощность (до 120 - 150 м) по оси конусовидного тела метасоматитов. Ось конуса субперпендикулярна элементам стратификации рудовмещающих вулканитов. В конусовидных телах подрудных метасоматитов вниз по оси тел в направлении боковых участков закономерно сменяются фации метасоматитов - анхикварце-вая, кварц-серицитовая, кварц-серицит-хлоритовая, кварц-хлорит-альбитовая и падает степень сульфиди-зации (пиритизации) от 16 - 18 % до 2 - 3 % объема метасоматитов. Наиболее мощной и крупной по объему является кварц-серицитовая фация метасоматитов (до 90 % объема тел).

К числу генетических признаков колчеданных залежей Худесского подтипа относится развитие брекчий сплошных колчеданных руд, сцементированных существенно гематитовыми образованиями [12]. Брекчии отмечаются в виде прерывистого плаща в кровле и на выклиниваниях отдельных залежей.

Характеристика Урупского подтипа дается на примере Главной рудной залежи Урупского месторождения. Она детально изучена в процессе эксплуатации на глубину более 500 м геологами Урупского ГОКа и авторами статьи. Морфологически представляет собой серию кулисообразно расположенных в разрезе друг относительно друга линзовидно-пластовых тел, смыкающихся по латерали в единую залежь. Тела имеют размеры по падению в несколько сотен метров при линейном простирании до 1 км, мощности тел варьируют от долей метра до 20 - 30 м в линзораздувах. Морфологию залежей контролируют, как мы указывали ранее [12], блюдцеобразные депрессии, выполненные ассоциацией сплошных колчеданных руд и осадков обстановок с низким энергетическим уровнем - преимущественно кремнистыми сланцами, туфами, туффитами и т.п.

Гетерогенные колчеданные залежи Урупского подтипа имеют в разрезе те же разновидности руд, что и в залежах Худесского типа [3, 7, 8], похожие слоистые руды в кровле рудных тел, особенно на фланговых частях. Различия выделенных подтипов проявляются, прежде всего, в морфологии рудных тел и под-рудных метасоматитов. Урупский подтип представлен пластовыми и пластово-линзовидными рудными залежами, занимающими значительные площади по латерали и имеющими соотношения мощности рудных тел к их простиранию от 1:250 до 1:1200. Соответственно мощностям рудных тел (от 0,5 до 26 м) меняются мощности и разных генетических разновидностей руд. Из разреза залежей Урупского подтипа практически выпадают комбинированные автобласти-ческие руды, соответственно, незначительно развит зональный автобластический пирит, содержащий кобальт и никель. Значительно шире распространены руды гидротермально-осадочные, обогащенные борнитом, с высокими содержаниями меди и золота, при редуцированной позиции цинковистых руд. В этих же рудах нами установлено присутствие платины и палладия, суммарное содержание которых достигает в отдельных пробах 0,03 - 0,1 г/т [13]. Медистые руды содержат большое количество кварца (8 - 30 %). Заметную роль со стороны лежачего бока играют медистые руды прожилково-вкрапленной текстуры с анхи-кварцевым и кварц-серицитовым базисом (подрудные метасоматиты). Корневые зоны этих метасоматитов не имеют больших мощностей (первые десятки метров), развиты под рудными телами Урупского месторождения интервально, отодвигаясь от последних линзами туффитов кислого состава или силлоподоб-ными телами риолитов. По этой причине форму под-

рудных сульфидизированных метасоматитов нельзя морфологически определять как конусовидную, а как пластинную зону, развитую только по подстилающим риолитам (кварцевым альбитофирам).

Полным аналогом Главной залежи Урупского месторождения является Западная Кыркольская залежь [10], локализующаяся в южном крыле Кольтюбинской антиклинали в толще кристаллотуфов и туффитов кислого состава даутской свиты. Залежь представлена мощной (25 - 150 м) и протяженной (более 1100 м) зоной сульфидизированных метасоматитов, в стратифицированной кровле которых залегают пластовые тела слоистых руд переменной мощности (0,3 - 6,3 м). Для Кыркольской залежи характерна четкая асимметричная зональность в гидротермальной проработке рудовмещающих вулканитов и степени сульфидиза-ции, в итоге сводящаяся к классической для гетерогенных вулканогенно-осадочных месторождений руд-ногенетической зональности. Стратиформное тело медно-колчеданных и медно-цинково-колчеданных руд несет признаки гидротермально-осадочного накопления рудных масс с типоморфными слоистыми, слоисто-полосчатыми, класстогенными и градационными текстурами. В пиритном базисном агрегате выделяются натечные «колломорфные» и «метакол-лоидные», микроконкреционные, радиально-лучистые и фромбоидальные структуры. В кровле и на восточном фланге залежи развиты вишнево-бурые кремнистые туффиты, аналогичные туффитам кровли Уруп-ской залежи, очень детально описанные Н.С. Скрип-ченко [3].

На рисунке приведена сводная сравнительная таблица двух подтипов колчеданных месторождений Северного Кавказа - Урупского и Худесского.

Худесский подтип

Урупский подтип

Базальты

Генетическая принадлежность оруденения Ведущий процесс рудогенеза Генетические типы дисульфидов железа Парагенез рудных минералов Промышленный тип руд, типо-морфные элементы

Надрудный ореол Рудокласты, рудная галька Автометаморфизм Пироэксплозии, донная эрозия руд Пирит (халькопирит) Пирит, халькопирит, борнит, халькозин, оксиды железа Непромышленная минерализация

Осадочное (седи- ментационное, кластогенное, пи- рокластическое), гидротермально- осадочное оруде- нение Седиментогенез, диагенез, гидротермальная кристаллизация, галь-миролиз, эндогенная и экзогенная кластеризация Осадочный, диаге-нетический, гидротермальный, гетерогенный пирит и марказит Пирит, марказит, халькопирит, борнит, халькозин,барит, сфалерит, галенит, оксиды железа и марганца Медный колчедан с полиметаллической примесной специализацией (Си, Ва, РЬ, гп, Аи, Мп)

Гидротермально- осадочное оруде-_ Телескопирование, переотложение Си, 7.п. Перекристаллизация сульфидного базиса Гетерогенный пирит (комбинации осадочного, диаге-нетического, и ав-тобластического) Халькопирит, сфалерит Медные и медно-цинковые (Си, гп, Аи(Те), С<1, 1п, Ое, ва)

Комбинированное _ Изохимический метасоматоз пи-ритного базиса, вынос Си и Ъп Автобластический пирит с зональностью роста 1 Пирит, кобаль-тоносный пирит Серный колчедан (Со, ве, Те)

Гидротермально метасоматическое оруденение Гетерохимический метасоматоз вмещающих пород Метасоматический пирит с зональностью роста 1 +2 Пирит, халькопирит, пирротин Бедный медный колчедан

Околорудные прогшлигы Гетерохимический метасоматоз вмещающих пород Метасоматический пирит с зональностью роста 1 +2 Пирит, халькопирит. пирротин Непромышленная минерализация

Сравнительная таблица Урупского и Худесского подтипов колчеданных месторождений

Проведенный сравнительный анализ вулканизма рудовмещающих пород, вещественного состава руд и морфологических особенностей залежей основных колчеданных месторождений Северного Кавказа позволяет отнести последние к одному - уральскому типу с выделением двух подтипов - Худесского и Урупского.

Месторождения Худесского подтипа формировались в обстановке гидротермального процесса высокой интенсивности и скорости накопления при многократном проседании почвы. Этим, на наш взгляд, объясняется более или менее плоская и согласная кровля и весьма неровная (конусообразная) с локальными несогласиями почва рудных залежей. Наличие глыбово-брекчиевого типа руд объясняется первичной эфемерно проявившейся холмообразной формой кровли месторождений Худесского подтипа, что известно для месторождений аналогичного типа на Урале [11]. Генетическая модель месторождений Худес-ского подтипа может включать в себя механизм образования щитовидных сульфидных залежей на дне океана.

Для месторождений Урупского подтипа характерен переслой сплошных колчеданных руд с хемоген-но-осадочными образованиями - кремнисто-гемати-товыми сланцами и, в отдельных случаях, туфопесча-никами. Эти же породы формируют кровлю и фланги месторождений. Рудные залежи при небольшой мощности имеют высокую степень дифференциации в вертикальном разрезе. Генетическая модель месторождений Урупского подтипа несет в себе главнейшие черты оруденения впадинного гидротермально-рассольного класса и возможно аналогична частично модели типа Атлантис II Красноморского рифта.

По результатам проведения Всероссийской конференции «Проблемы геологии, планетологии, геоэкологии и рационального природопользования». ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы».

Результаты работы получены при поддержке Минобрнауки РФ в рамках государственного задания на проведение НИОКР, шифр заявки № 5. 1354.2011.

Поступила в редакцию

Литература

1. Белов А.А., Омельченко В.Л. Офиолиты в структуре Ма-рухского покрова и некоторые вопросы стратиграфии и магматизма палеозоя Передового хребта Северного Кав-казав // Геотектоника. 1976. № 2. С. 44 - 55.

2. Богуш И.А. О колчеданной металлогении Северного Кавказа // Докл. АН СССР. 1979. Т. 247, №4. С. 902 - 905.

3. Скрипченко Н.С. Вулканогенно-осадочное рудообразова-ние. М., 1966. 292 с.

4. Large R.R. Chemikal evolution and zonation of massive sulfide deposits in volcanic terrains // Econ.Geol. 1977. Vol.72. № 2. Р. 549 - 572.

5 СкрипченкоН.С., ТамбиевА.С. Вулканиты и рудоносность девонского базальтового пояса Северного Кавказа // Геология и минерально-сырьевая база Северного Кавказа: материалы IX Междунар. конф. Ессентуки, 2000. С. 613 - 628.

6. Кадзивара И. Признаки сингенетичного происхождения руд Куроко на руднике Саканаи // Вулканизм и рудооб-разование. М., 1973. С. 163 - 168.

7. Богуш И.А. Комбинированные руды колчеданных месторождений Северного Кавказа // Геология рудных месторождений. 1979. № 6. С. 32 - 46.

8. Богуш И.А. Текстурно-структурная зональность и онтогенез полигенных колчеданных залежей Северного Кавказа // Геология рудных месторождений. 1981. Т. 23. № 5. С. 41 - 51.

9. Богуш И.А. Генетический анализ колчеданных месторождений Северного Кавказа - основа локального прогнозирования скрытого оруденения // Изв. СКНЦ ВШ. Ес-теств. науки. 1990. №1. С. 31 - 40.

10. Богуш И.А., Бурцев А.А. Онтогенический атлас морфоге-нетических микроструктур колчеданных руд. Ростов н/Д., 2004. 200 с.

11. Масленников В.В. Седиментогенез, гальмиролиз и экология колчеданоносных палеогидротермальных полей (на примере Южного Урала). Миасс, 1999. 348 с.

12. Рябов Г.В., Скрипченко Н.С. Морфогенетические типы колчеданных месторождений Северного Кавказа // Проблемы геологии, оценки и прогноза полезных ископаемых Юга России: тез. докл. зональной науч. конф., 2-3 февраля 1995 г. Новочеркасск, 1995. С. 58 - 59.

13. Рябов Г.В., Кафтанатий А.Б. Металлы платиновой группы в колчеданных рудах Урупского месторождения (Карачаево-Черкесия) // Ученые ЮРГТУ (НПИ) к юбилею университета: материалы 56-й науч.-техн. конф. проф.-препод. состава, науч. работы, аспир. и студ. Новочеркасск, 2007. С. 45 - 53.

3 мая 2012 г.

Рябов Георгий Владимирович - канд. геолого-минералогических наук, доцент, кафедра «Прикладная геология», Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт). Тел. (863)525-53-90. E-mail: Georg.riabov@yandex.ru

Богуш Илья Александрович - д-р геолого-минералогических наук, профессор, кафедра «Прикладная геология», Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт). Тел. (863)525-53-60. E-mail: i_bogush@mail.ru

Ryabov Georgiy Vladimirovich - Candidate of Geology-mineralogical Sciences, assistant professor, department «Applied geology», South-Russia State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). Ph. (863)525-53-90. E-mail: Georg.riabov@yandex.ru

Bogush Ilya Alexandrovich - Doctor of Geology-mineralogical Sciences, professor, department «Applied geology», South-Russia State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). Ph. (863)525-53-60. E-mail: Lbogush@mail.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.