Ново-Учалинское медно-цинковое колчеданное месторождение открыто в 1986 г. Межозерной ГРП Уральской ГРЭ МЦМ СССР (ныне ОАО «Уралцветметразведка») при реализации проекта поисково-оценочных работ на южном фланге Учалинского рудного поля [Пирожок, Диденко, 1997] в Учалинско-Александринской структурно-фациальной зоне [Бородаевская и др., 1973]. В статье дана характеристика текстурно-структурных особенностей колчеданной залежи и процессов ее формирования.

Структура месторождения. Разрез месторождения слагают (снизу вверх) вулканиты риолит-базальтовой субформации (карамалыташская свита D₂ef) и лежащие в разрезе колчеданные руды:

1) нижняя базальтовая толща вскрытой мощностью 100–200 м, по геофизическим данным – более 1 км;

2) риолит-дацитовая толща мощностью 200–600 м;

3) колчеданная залежь мощностью от нескольких метров до 120–180 м;

4) туфогенно-осадочная пачка мощностью 0–150 м;

5) толща подушечных базальтов мощностью более 800 м;

6) шлакобрекчии и руды пироксен-плагиоклазовых базальтов мощностью до 1 км [Ширай, 1997; Требухин, Ширай, 1994].

Колчеданная залежь Ново-Учалинского месторождения, залегая на контакте кислой и базальтовой толщ в западном крыле Малоучалинской антиклинали [Бородаевская и др., 1984], вместе с вмещающими породами приобрела субвертикальное положение относительно первичного близгоризонтального. Северный фланг залегает на глубинах 600–700 м, южный – до 1200 и более метров. Залежь представляет собой субмеридионально вытянутое линзовидное тело, прослеженное по простиранию на 1200 и по падению на 750 м. В поперечном сечении она имеет вид ассиметричной линзы с резко раздутой, туповыклинивающейся верхней частью и постепенно уплощающейся нижней в виде флексурного перегиба. В продольном сечении по нормали к современному залеганию центральной раздутой части форма рудного тела представляет собой выпуклую вниз линзу с несколькими раздувами мощности и плавным выклиниванием по падению.

Контакты рудного тела с породами висячего бока резкие. Внутри рудного тела согласно с ним залегают прослои туфопесчаников, кремнистых пелитовых и пепловых туффитов, превращенных в хлоритолиты; здесь встречены послерудные дайки диабазов. Со стороны лежачего бока к рудному телу примыкают послойные зоны различной мощности серицито-кварцевых и серицит-хлорит-кварцевых метасоматитов, местами интенсивно минерализованных сульфидами.

Минеральный состав и текстуры руд. По минеральному составу руды Ново-Учалинского месторождения являются типичными для колчеданных месторождений уральского типа и подразделяются на серноколчеданные (4 % от всех запасов), медноколчеданные (39 %) и медно-цинково-колчеданные (54 %) со средним отношением меди к цинку 1 : 3. Основной объем руды представлен сплошными (массивными) разновидностями. Вкрапленные руды развиты незначительно (до 3 %) в лежачем боку и, отчасти, в виде прослоев внутри тела и на его выклинках [Серавкин и др., 1994].

Главными рудными минералами являются пирит (нескольких генераций), сфалерит и халькопирит, встречаются галенит, теннантит, магнетит, халькозин, самородное золото. Жильные минералы составляют не более 5–10 % объема рудной массы и представлены карбонатом, баритом и кварцем.

По текстурным особенностям среди руд сплошного сложения выделены массивные, слоисто-брекчиевые и слоистые разновидности.

Массивные руды пиритового и халькопирит-пиритового состава образованы сростками средне- и мелкозернистого пирита (до 0.5 мм), промежутки между которыми выполнены халькопиритом с примесью сфалерита (до 1 %) или жильными минералами. В отдельных участках сохраняются реликты метаколлоидных агрегатов пирита в виде фрамбоидов и их колоний, радиально-лучистых сфер и криптозернистых масс с концентрической зональностью.

Cлоисто-брекчиевые руды состоят из обломков пиритовых и халькопирит-пиритовых руд, полностью идентичных массивным рудам, и сфалерит-халькопирит-пиритового цемента. Размеры обломков колеблются от 0.1 до 1.0 см, изредка встречаются более крупные обломки до 3–8 см; форма обломков округлая и угловатая, количество их составляет 20–30 %. Цемент образован чередованием слоев существенно пиритового, сфалеритового и халькопирит-пиритового состава толщиной от первых мм до 1–1.5 см. В последних обычно имеются включения идиоморфных, часто скелетных зерен пирита, а также магнетита, галенита и теннантита. Существенно пиритовые слои состоят из мелких осколков пиритовых зерен размером от сотых долей до 0.3–0.5 мм, в которых при травлении местами заметна зональность роста, срезаемая границами зерен и цементирующей метаколлоидной матрицы, состоящей, в основном, из криптозернистого пирита, колоний фрамбоидов и радиально-лучистых сфер. Форма слоев линейная, слабо волнистая, часто линзовидная.
Крупные обломки огибаются слоистостью.

Слоистые руды по строению и составу в основном идентичны слоистому цементу брекчиевых руд. Здесь выделяются слои из тонкозернистого (0.1–0.3 мм) пиритового песка, метаколлоидного пирита без обломочного материала и переходные разновидности между ними. Слоистость по форме более сложная: наряду с линейной, здесь характерны линзовидная, перистая, плойчатая и петельчатая разновидности.

Зональность рудной залежи и процессы рудообразования. Рассмотренные особенности строения и состава типов руд, их распределения в рудном теле свидетельствуют о формировании рудной залежи в результате двух процессов: а) отложения сульфидов в местах выхода гидротерм, б) разрушения и механического перемещения рудного вещества. С процессом рудоотложения связано накопление массивных пиритовых и халькопирит-пиритовых руд, а также образование метаколлоидного цементирующего пирита и сфалерита в слоисто-брекчиевых рудах. Находящийся в них обломочный материал образован при разрушении и механическом перемещении массивных руд, как это показали М. Б. Бородаевская с соавторами [1973; 1984], А. Г. Злотник-Хоткевич и др. [1985; 1991], И. Б. Серавкин и др. [1994] на примере Учалинского месторождения, В. В. Масленников, В. В. Зайков [1991] на примере других уральских месторождений.

Плойчатые, петельчатые и перистые рисунки слоистости указывают на то, что рудные осадки, содержащие обломочный материал, подвергались оплыванию и оползанию. Особенно четко это видно на контактах руд с прослоями туфов. Здесь из-за различия в плотностях при наличии неровностей палеорельефа создавались условия гравитационной неустойчивости, при которых происходило оползание осадков.

Палеореконструкция структуры месторождения и анализ объемного распределения выделенных текстурных разновидностей руд свидетельствует о том, что осаждение руд происходило в обстановке значительных неровностей рельефа. Так, массивные пиритовые и халькопирит-пиритовые руды образуют серию линзовидных тел, сосредоточенных в трех локальных участках рудной залежи: северо-восточном, северо-западном и юго-восточном. Показательно, что в этих участках наиболее интенсивно проявлена вкрапленная минерализация в туфах лежачего бока, которые вероятнее всего фиксируют пути движения гидротермальных растворов. Слоисто-брекчиевые руды пространственно тяготеют к линзам массивных руд и нередко образуют их латеральные продолжения. Слоистые руды с наиболее тонким обломочным материалом выполняют промежутки между линзами массивных руд и сопровождающих полосчатых брекчий.

Совокупность приведенных данных свидетельствует о том, что на Ново-Учалинском месторождении существовало три центра выхода гидротермальных растворов на дно морского бассейна, над которыми накапливались массивные руды, формируя рудные холмы; последние служили источниками обломочного материала для последовательно сменяющих друг друга слоисто-брекчиевых и слоистых руд, приуроченных к склонам этих холмов.

Наличие трех центров гидротермальной активности подтверждается также анализом средневзвешенных содержаний серы (по вертикали), которая образует три поля максимальных концентраций, пространственно совпадающих с проявлениями вкрапленной минерализации и линзовидными телами массивных руд.

Максимумы концентраций меди в плане локализованы в области северо-восточного и юго-восточного центров гидротермальной активности, тогда как в области северо-западного центра, где тела массивных руд состоят преимущественно из пирита, концентрация меди минимальна. Максимумы концентраций цинка, наоборот, пространственно разобщены с максимумами серы и меди. Один из них располагается между СЗ и СВ центрами гидротермальной активности, другой – между СВ и ЮВ центрами. Между этими максимумами и южнее ЮВ центра расположены поля умеренных концентраций серы и меди, минимумы цинка совпадают с максимумами серы. Поля высоких концентраций этих элементов вытянуты в В-СВ направлении и, видимо, отвечают генеральному направлению рудовыводящей разрывной структуры.

Разобщенность максимумов концентраций рудообразующих элементов наблюдается и по мощности залежи. Максимумы содержаний меди и серы сосредоточены, главным образом, в основании залежи, над выводящими каналами; максимумы цинка, напротив, тяготеют к кровле залежи и расширяются (в плане) по мере удаления от этих каналов (или зон).

Эти особенности распределения концентраций рудообразующих компонентов подтверждает отмеченное А. Г. Злотником-Хоткевичем и Н. А. Андрияновой [1985] влияние (зависимость) температур рудоотложения на минеральную зональность колчеданных руд. С учетом их данных, комплексные соединения меди неустойчивы и распадаются при относительно высоких (300–400 °С) температурах, что приводит к отложению халькопирита в наиболее горячих надканальных частях гидротермальной системы. Комплексные соединения цинка более устойчивы и распадаются при температурах ниже 300–250 °С. В связи с этим сфалерит накапливается в более холодных фланговых частях системы, а также при затухании гидротермальной деятельности, когда температура растворов снижается до 300 °С. Вероятнее всего полагать, что появление максимальных концентраций цинка между выводными вулканическими центрами вызвано выпадением сфалерита из растворов, одновременно поступающих из двух источников. Характерно, что на южном фланге ЮВ выводного центра раствор поступал лишь из одного источника, что заметно снижало концентрацию цинка в руде.

Ритмичность в распределении линз массивных руд и максимумов концентраций рудообразующих элементов, вероятнее всего, обусловлена прерывисто-пульса­цион­ным характером гидротермально-осадочного процесса. Исходя из пространственного положения линз массивных руд в разрезе рудной залежи, можно допустить, что в рудном поле функционировало два цикла интенсивной гидротермальной деятельности – ранний и поздний. Ранний цикл был более продуктивным на серу и медь, поздний – на цинк. В пределах СЗ рудовыводящего центра минеральные продукты двух циклов слиты воедино, но их проявление фиксируется наличием прослоев туфов в средней части линзы массивных руд. Обогащение руд верхней части залежи цинком могло быть обусловлено как резким понижением температуры гидротерм, так и переотложением цинка из руд раннего цикла.

После отложения руд происходили локальные излияния базальтовых лав, выдавливание небольших кислых куполов и потоков на фоне отложения перемытых вулканокластов (полифациальная пачка), которые лишь частично перекрывали рудное тело.

Статья написана по материалам хоздоговорной НИР института ЦНИГРИ (с участием УГОКа) с Уральской ГРЭ МЦМ СССР (ныне ОАО «Уралцветметразведка», г. Верхняя Пышма Свердловской области).

1.    Бородаевская М. Б., Курбанов Н. К., Ширай Е. П., Шмидт А. И. Учалинская структурно-формационная зона // Колчеданные провинции Южного Урала и Мугоджар. М.: ЦНИГРИ, 1973. Вып. 105. С 41–55.

2.    Бородаевская М. Б., Злотник-Хоткевич А. Г., Пирожок П. И., Ширай Е. П. Условия локализации и формирования колчеданных руд на примере Учалинского месторождения // Советская геология, 1984. № 3. С. 25–35.

3.    Злотник-Хоткевич А. Г., Кузнецов А. Г., Пирожок П. И. Генетические особенности слоистых руд Учалинского месторождения // Продукты разрушения гидротермальных построек в колчеданоносных районах. Свердловск: УрО АН СССР. 1991. С. 56–62.

4.    Злотник-Хоткевич А. Г., Андриянова Н. А. Температура рудоотложения как основной фактор минеральной зональности колчеданных руд // Тезисы доклад.
совещ. по термобарометрии и геохимии рудообразующих флюидов. Львов, 1985.

5.    Масленников В. В., Зайков В. В. О процессах придонного разрушения сульфидных построек в палеовулканических структурах // Продукты разрушения гидротермальных построек в колчеданоносных районах. Свердловск: УрО АН СССР, 1991. С. 211–225.

6.    Пирожок П. И., Диденко А. М. История открытия Ново-Учалинского месторождения и его геологическое строение // Металлогения древних и современных океанов–97. Процессы рудообразования. Миасс: ИМин Уро РАН, 1997. С. 81–87.

7.    Серавкин И. Б., Пирожок П. И., Скуратов В. Н. и др. Минеральные ресурсы Учалинского ГОКа. Уфа: Баш. кн. изд-во, 1994. 328 с.

8.    Требухин В. С., Ширай Е. П. Реконструкция палеовулканических структур Учалинского и Верхнеуральского районов // Руды и металлы, 1994. № 3–5. С 81–89.