Борисов Константин Викторович
Петрохимические особенности рудовмещающих пород Ново-Учалинсткого месторождения (Башкортостан)
Руководитель: Кабанова Лариса Яковлевна, Институт минералогии УрО РАН, ведущий научный сотрудник
Рецензент: Аюпова Н.Р.
Обзор литературы по колчеданным полям Южного Урала показал, что основные геолого-петрологические аспекты прямой связи колчеданного рудообразования на Урале и магматизма сводятся к тому, что вулканогенные рудовмещающие ассоциации медно-колчеданных месторождений представлены контрастной формацией (карамалыташской риолит-базальтовой живетского возраста). Анализ литературы показал, что эти ассоциации отличаются от типичных контрастных формаций, удаленных от рудных полей, особенностями, присущими только им.
Ряд исследователей, занимающихся колчеданными и медноцинковоколчеданными месторождениями Урала (Зайков. В. В., Масленников. В. В., Сопко. П. Ф., Сурин. А. С., Пшеничный Г. Н, и многие другие) основное внимание уделяли геологическому положению, формационному делению, особенностям строения рудных залежей, составу и структуре руд, не занимаясь детально вмещающими породами.
Наша задача состояла в том, чтобы разобраться в чем состоит особенность рудовмещающих пород, изучить их состав детали микроструктурного строения, ассоциацию пород, их преобразование и изменение в постмагматическую стадию в процессе регионального метаморфизма и последующего метасоматоза.
Нами были отобраны образцы из керна скважин, пробуренных на южном фланге Ново-Учалинского колчеданного месторождения. Образцы были взяты из надрудной (преимущественно базальтовой) толщи и подрудной (преимущественно риолитовой и риодацитовой) толщи. Всего было взято 30 образцов, из которых было изготовлено, изучено и описано 70 шлифов. 50 шлифов из пород базальтового, андезибазальтового и андезитового состава и 20 шлифов- дацитового и риолитового состава.
По ряду главных породообразующих минералов (плагиоклаз, пироксен, амфибол) определены показатели преломления (иммерсионный метод и кристаллоптический метод для определения номера плагиоклаза).
Для написания главы “Петрохимические особенности рудовмещающих пород Ново-Учалинского месторождения” были использованы данные химических анализов пород, опубликованные в сборнике посвященному Ново-Учалинскому медно-цинковоколчеданному месторождению (изд. В 1998 г) и взяты из опубликованной литературы. (всего 54 пробы). Была составлена таблица хим. Состава и построено 8 вариационных диаграмм, сделано 35 фотографий шлифов по всем разновидностям пород.
Ново- учалинское месторождение расположено в пределах учалинско-Александринской рудоносной медноколчеданной зоны в пределах Магнитогорской островной дуги. (показывать на обзорной карте.)
Месторождение было открыто в мае- июне 1986 г. работами межозерной ГРП.
Были пробурены скважины глубиной от 900 до 1500 м, размещенными на линиях широтноориентированных профилей вкрест предпологаемых рудоносных структур, с расстояниями между профилями 400м и 1 км, а между скважинами 400-500 м. скважины 2292 и 2295 подсекли рудное тело.
Это месторождение сопостовимо по масштабам с учалинским. Глубина и условия залегания свидетельствуют о возможности нахождения здесь и другим глубокозалегающих месторождений подобного типа.
Ново-учалинское месторождение по мнению Пшеничного Г. Н. И Волькштейна М. Я. И др. приурочено к линейно вытянутой деформированной вулканокупольной постройки.
В строении указанной постройки участвуют породы карамалыташской свиты.(показывать карту 2). Рудовмещающие породы месторождения представлены кварцевыми риолитами, риодацитами, дацитами, брекчиями кислого состава, туфовидными и игнибритоподобными породами. Для пород кремнекислой толщи характерна фациальная изменчивость, сложность взаимоотношений, наличие субвулканических тел, а также сильная тектоническая и гидротермально-метасоматическая преработка.
Мощность пород рудовмещающей толщи по данным Пшеничного и других(1998) составляет около 500-600 м с уменьшением до 200-400 м на восточном и западном флангах.
Надрудная толща базальтов(D2gv) представлена лавами и лавовыми брекчиями (шлаковыми) базальтового и андезибазальтового состава, иногда с прослоями вулканомиктовых песчаников, гравелитов и кремнистых алевролитов. Обломочный материал базальтово, среднего сотава с обломками серицит-кварцевых пород нередко с рудокластами. Мощность непостоянная и варьирует от первых метров в крыльях рудоносной структуры до 250-300 м в ее апикальной части.
Для характеристики и изучения особенностей строения надрудной и подрудной толщ рудовмещающих пород месторождения были изучены шлифы взятые из керна скважин (показать 3 карту и скважины).
В результате петрографического рудовмещающей толща по минеральному составу и структурным особенностям среди пород основного состава были выделены следующие виды пород из семейства базальтов:
Плагиоклазовые базальты. (показывать фото) структура порфировая, о.м. – пилотакситовая, гиалопилитовая, интерсертальная. Вкрапленники представлены плагиоклазом в разной степени измененым. По сотаву плагиоклаз пндезин-лабрадор, обычно сдвойникован, как правило сосюритизирован, иногда альбитизирован.
Пироксеновые и пироксен-плагиоклазовые базальты, в которых пироксен редко остается свежим, обычно замещается хлоритом, тремолитом, иногда актинолитом, эпидотом, цоизитом (показать фото)
Обычно базальты характеризуются миндалекаменной текстурой (показать фото), часто замещаются хлоритом причем хлорит развивается не только по темноцветным минералам, но даже по плагиоклазу, замещая основную массу и выполняя миндалины.
Лавовые брекчии базальтового и андезибазальтового состава встречаются очень часто, они обычно слагают верхние части потоков, мощности которых не очень большие. Обломки в лавовых брекчиях представлены обломками базальтов с разной структурой основной массы, в разной степени измененные (хлоритизированные, окварцованные, карбонатизированные) и осколки минералов (плагиоклаза, пироксена). (показать фото).
Диабазы обычно представлены дайковыми телами (рвущие контакты, несогласные) и силлами (согласные тела). Они характеризуются порфировой либо порфировидной структурой и микродиабазовой(микроофитовой основной массой) также интенсивно хлоритизированной (показать фото, на которых в центре эпидот и цоизит, по краям хлорит).
Метасоматиты по базальтам- хлорит-карбонат-альбитовая порода с кварцем (показать фото).
Из подрудной толщи кремнекислых вулканитов были изучены и описаны кварцевые риолиты, риодациты, кварц-плагиоклазовые риолиты и риодациты.
Иногда основная масса полностью изменена, превращена в агрегат лапчатого кварца с кальцитом, серицитом, среди которых наблюдаются жилки кварц-кальцитового состава (показать фото). Иногда по плагиоклазу развивается альбит, часто эпидот (показать фото)с плагиоклазом и корродированным кварцем.
Дациты и риодациты также измены, окварцованы, альбитизированы, но порфировая структура часто сохраняется (показать фото).
Лавобрекчии риолитов и риодацитов (показать фото) характеризуются брекчиевой текстурой и флюидальной текстурой основной массы. Стекловатая основная масса в разной степени измена, стручатость подчеркивается наличием чешуек и пластинок мускавита (серицита), иногда гидробиотита, биотита. Нередко к ним приурочены скопления пирита (показать фото).
Метасоматиты по риолитам и дацитам представлены кварц-альбит-хлоритовыми породами и кварц-хлорит-серицитовыми сланцами (фото).
Показать таблицу
Химический состав пород показан в таблице. По содержанию кремнезема породы карамалыташской формации, находящиеся в пределах Ново-Учалинского месторождения характеризуются последовательностью раскристаллизации от базальтов до риолитов ( от 50% до 53% базальты итд).
Вариационные диаграммы с главными породообразующими окислами свидетельствуют о существовании этой же тенденции.
Вариационная диаграмма FeO/MgO показывает существование полей пород от базальтового до риолитового состава, в которых коэффициент обладает достаточно большим диапазоном вариации, что связано со степенью насыщенности кремнеземом.
Вариационная диаграмма K2O-SiO2 и Na2O-SiO2, свидетельствуют о разделении пород на поля составов от базальтов до риолитов, образуя единую серию дифференциации пород нормального известково-щелочного и умеренно-щелочного ряда.
Вариационные диаграммы главных породообразующих окислов также свидетельствуют о существовании последовательно-дифференцированных пород базальт-андезит-дацит-риолитового состава, а содержание глинозема в пределах от 12% до 18% позваоляет все типы пород отнести к высокоглиноземистым и даже весьма высокоглиноземистым (андезибазальты). Андезиты, дациты и риолиты являются умеренно-глиноземистыми породами
По содержанию железа также выделяются группы дифференцированных пород, в которых базальты содержат повышенные содержания суммарного железа, а андезиты являютяс низкожелезистыми породами.
Таким образом, изложенный выше материал позволяеть сделать вывод о последовательной кристаллизации пород из единого базальтового расплава, что подтверждается поведением главных породообразующих окислов в породах последовательно-дифференцированной серии.
Заключение. Изучение образцов (20 штуфов) и шлифов (70) Ново-учалинского месторождения позволило сделать следующие выводы: 1) мы имеем сложный состав вулканических и субвулканических пород (базальты, андезибазальты, андезиты, дациты и риолиты, слогающие разные геологические тела- потоки, силлы, дайки и экструзии. Они представлены лавами, лавовыми брекчиями основного и среднего сотава кварц- плагиоклазовыми и кварцевыми риолитами, риодацитами и дацитами. Такой состав пород свидетельствует не о контрастной а о последовательно-дифференцированной серии.
2) Сложный набор пород (вулканические, вулканогенно-осадочные, экструзивные, субвулканические).
3) Породы в разной степени изменены. Наблюдаются метаморфизованные и метаморфические породы – кварц-серицит-хлоритовые, кварц-хлоритовые, кварц-полевошпат-хлоритовые сланцы. Широко распространены метасоматические породы – хлоритолиты, кварц-пирит-хлоритовые породы, кварц-цоизит-хлоритовые и др.
4) Отмечаются руднометасоматические изменения (окварцевание, серицитизация, карбонатизация, сульфидная минерализация – пирит, халькопирит).
Петрографические особенности пород свидетельствуют об их сложном и многофакторном генезисе.
- неравновесность минеральных парагенезисов (кварц и плагиоклаз-андезин, моноклиный пироксен, роговая обманка, биотит).
- Высокая порфировость пород (крупные размеры вкрапленников от 2-3 мм до 0,6-0,8 см).
- Разнообразие текстур, позволяющих восстановить условия их образования (брекчирование верхних частей базальтовых лавовых потоков, наличие прижерловых брекчий в куполах риолитового и дацитового состава, рассланцевание пород, коррозия кристаллов и др).
- Особенности строения брекчий – дезинтеграция, дробленность вкрапленников, туфовидность, флюидальность и др.
- В брекчиях и в хлоритолитах установлены апатиты, сфен(лейкоксен), рутил, встречается флюорит.
Таким образом, суммируя все вышеизложенное, можно сделать следующие выводы.
Рудовмещающие вулканогенные ассоциации карамалыташской формации, содержащие медноколчеданное орудинение, в общем плане, хотя и отвечают уровням формирования контрастных формаций, отличаются от них присущими только им особенностями.
Для них типичны наиболее разнообразный набор пород (вулканические, вулканогенно-осадочные, субвулканические, экструзивные), сложный (основные-кислые) характер разрезов, наличие наряду с базальтами и андезибазальтами андезитов, более широкий спектр составов в области кислых пород, нарушающий строгую контрастность, свойственную базальт-риолитовым ассоциациям вне рудных полей. Эти признаки свидетельствуют о том, что в пределах рудных полей наблюдается усложненная схема вулканизма, более длительная и далеко зашедшая эволюция магматических расплавов.
Литература
- Бобохов А. С. Магматогенные брекчии кислого состава колчеданных месторождений Южного Урала. Москва: Наука, 1976. 128 с.
- Елисеев Н. А. Метаморфизм. Ленинград: ЛГУ, 1959. 415 с.
- Зайков В. В., Масленников В. В. Продукты разрушения гидротермальных построек в колчеданоносных районах. Свердловск: УРО АН СССР, 1991
- Зайков В. В., Масленников В. В., Зайкова Е. В. Вулканизм и металлоносные отложения девонской островодужной системы Южного Урала. Екатеринбург: 1993. 146 с.
- Зайков В. В., Масленников В. В., Зайкова Е. В., Херрингтон Р. Рудно-формационный анализ колчеданных месторождений Уральского палеоокеана. Миасс: ИМИН РАН 2001, 315 с.
- Овчиникова Л. В., Кириченко А. А., Голубева Л. В., Смирнова Р. А. Определитель вулканогенных горных пород Урала. Свердловск:1967
- Пшеничный Г. Н., Волькинштейн М. Я., Николайчанков Ю. С. и другие. Ново-Учалинское медно-цинковоколчеданное месторождение Южного Урала. Уфа: УНЦ РАН, 1998.
- Прокин В. А. Закономерности размещения колчеданных месторождений на Южном Урале. Москва: Недра, 1997. 176 с.
- Русинов В. Н. Метасоматические процессы в вулканических толщах. Москва: Наука, 1989.
- Серавкин В. И. вулканизм и колчеданные месторождения Южного Урала. Москва: Наука, 1986.
- Серавкин И. Б., Пирожок. П. И., Скуратов В. Н. и другие.Уфа: Башкирское книгоиздание, 1994. 328 с.