УДК 553.435:552.3(574.3)

Библ. 9. 

 В. Г. Степанец1, Р. М. Антонюк2
1 – НД, г. Вильгельмсхафен, Германия
 wladimir@stepanez.de
2 – ТОО «Центргеолсъемка», г. Караганда, Казахстан

Магматизм и оруденение Майкаинского сиалического бассейна
(Центральный Казахстан)

Существующие базы данных по геохимии полиметаллических месторождений мира и вулканитов в современных поисковых информационных системах и их анализ позволяют поновому осмыслить историю геодинамического развития структур Майкаинского золоторудного района северо-востока Центрального Казахстана.
Геологическое строение бассейна. Обнаружение в Майкаинском рудном районе ордовикских вулканитов с нормативным корундом, а также высокостронцие-вых базальтов, андезитов и адакитов дает основание предполагать, что эти магматические комплексы формировались в структурах с сиалическим типом коры. Такое предположение хорошо согласуется с уровнем содержания свинца (Pb = 0.38–1.39 %) и бария (Ba = 17.53–44–62 %) в рудах типа куроко месторождения Майкаин. Это выше, чем в аналогичных рудах локализующихся в структурах внутриокеанических задуговых бассейнов [Herzig, Petersen, 2000]. Высокая доля свинца в полиметаллических рудах куроко и наличие кислых высокоглиноземистых вулканитов указывают на высокую степень участия материала сиалической коры в магмообразовании [Еремин и др., 1999 и др.]. Это предположение подтверждается тем, что золото-барит-полиметаллическое оруденение в структурах рудных полей Жиланды и Майкаина, как правило, локализуется в поселковской толще зеленых туфов и пропилитов [Щебуняев, 1983]. Аналогичные породы широко известны в составе сиалических островов Японии [Sato, 1976], Камчатки и Курильской гряды [Еремин и др., 1999]. На основании типизации зон перехода континент-океан и их эволюции, показано [Ермаков, 2001], что комплекс зеленых туфов, залегающий в основании Курило-Камчатской дуги, не является принадлежностью островной дуги.
По аналогии можно предположить, что и в структурах рудных полей Жиланды и Майкаина толща зеленых туфов также является более древней, чем базальт-риолитовая кураминская формация. В этой связи уместно вспомнить о раннекембрийских беззамковых брахиоподах Kutorgina cf. cingulata (Billings.) [Объяснитель-ная…, 1981]. После находок лланвирнских конодонтов в яшмах карьера «В» место-рождения Майкаин [Михайлова и др., 1981], а впоследствии и за пределами рудного поля, эти материалы были забыты [Щебуняев, 1983 и др.]. По данным В. К. Заравняевой [Объяснительная…, 1981], беззамковые брахиоподы были обнаружены в линзе известняков в разрезе осадочно-терригенной толщи также в карьере «В» месторож-дения Майкаин. Позднее А. Н. Таран указывал, что таковые были обнаружены в комковатых известняках близ баритовой жилы недалеко от тела кератофиров в том же карьере, Н. Я. Ященко рассматривала их как ксенолит, захваченный субвулканическим телом.
Учитывая вышеизложенные данные, авторы предлагают зеленые туфы поселковской толщи месторождения Майкаин, вслед за составителями геологической карты масштаба 1: 500000 [Объяснительная…, 1981], выделить в раннекембрийский комплекс активной континентальной окраины. Палинспастические реконструкции не исключают, что таковой могла быть западная окраина Южной Гондваны.
В этой связи представляется интересным рассмотреть состав и геохимическую специализацию вулканогенных комплексов месторождения Майкаин и его флангов.
Кураминская толща (O1) обнажается к западу и северо-западу от Майкаинского рудного поля, в горах Жиланды и восточнее оз. Курама. Сложена толща зеле-новато-бурыми, вишнево-бурыми лито-, витрокристаллокластическими туфами, брекчиями и лавами андезитов, трахиандезитов, базальтовых трахиандезитов, трахи-базальтов с горизонтами кремнистых туффитов и яшм, известны поля игнимбритов, дацитов с горизонтами конгломератов. Для толщи характерна антидромная последовательность магматизма, присутствие роговой обманки, биотита, магнетита, резкая фациальная изменчивость, наличие большого количества субвулканических тел трахибазальтов, трахиандезитов, андезитов, трахитов, риолитов, лейкогранитов и плагиогранит-порфиров. В карьере месторождения Жиланды в массивных красных яшмах, аналогичных таковым из разреза гряды Баскай, Н. М. Гридиной обнаружены O2 конодонты Periodon cf. aculeatus Hadd.
Кислые вулканиты кураминской толщи характеризуются резким преобладанием K2О над Na2O, соответственно < 6.2 %, > 0.51 %, и подразделяются на кварц-нормативные низкоглиноземистые (Al2O3 > 11.65 %) и кварц-нормативные глиноземистые (Al2O3 < 13.85 %) с нормативным корундом разновидности. Особую группу образуют ультракалиевые (< 9.84 %), низкотитанистые (TiO2 < 0.45 %) кварц-нормативные трахиты с нормативным корундом. Низкотитанистые (< 0.85 %), основные и средние вулканиты подразделяются на две группы дифференцированных пород. Первая группа представлена кварц-нормативными высокофосфористыми (P2O5 = 1.47–0.79 %), высокоглиноземистыми (Al2O3 < 20.8 %) c нормативным корундом базальтовыми андезитами, трахибазальтами и базальтовыми трахиандезитами, содержащими Na2O (3.71–2.1 %), K2О (2.66–4.22 %). Вторая группа представлена нефелин-нормативными базальтовыми трахиандезитами и трахиандезитами с нормативным оливином, они также обогащены P2O5 (1.80–0.88 %), Na2O (< 5.22 %), K2O (> 2.84 %).
Высокие концентрации K, P, Al, присутствие большого количества роговой обманки, биотита и модального магнетита, антидромная последовательность магма-тизма кураминской формации сближают ее с породами субщелочной серии континентальных рифтов.
Наиболее детально геохимически был изучен состав базальтоидов майкаинской серии (O1–2), обнажающийся к востоку от месторождения Майкаин. Здесь в основании разреза, подошва которого не обнажена, вскрывается немая толща зелено-цветных вулканитов (более 1000 м), где в нижней части локализуются базальты, а в верхней части обнажаются преимущественно породы дифференцированного керато-фир-спилит-диабазового (KCD) комплекса. Структурно выше, без видимого несогласия вскрывается толща (100 м) бурых миндалекаменных, афировых дифференциро-ванных высокожелезистых долеритов, андезибазальтов и андезитов, реже отмечаются туфы и субвулканические тела примитивных габбро-диабазов. Толща в верхах прослоена пластами силицитов, кремнистых алевролитов, туффитов и яшм нижнего лланвирна. Весь комплекс пород ранее был описан как венд-нижнекембрийская майкаинская свита, отвечающая составам первого и второго океанических слоев [Антонюк, 1977].
Толща зеленоцветных вулканитов. Примитивные базальты (PB) – кварц-нормативные породы, высококальциевые (CaO = 11.2–16.39 %), низкокалиевые (K2O < 0.14 %), низкотитанистые (TiO2 > 0.61 %), среднеглиноземистые (Al2O3 < 16.49 %), обогащены Sr (300–550 г/т), Cr (190–440 г/т), Ni (66–170 г/т) и обеднены Y (12–16 г/т), Zr (50–72 г/т). Известны потоки среднетитанистых (TiO2 = 1.31 %) PB также c высокими концентрациями Sr (500 г/т). Вторая группа PB отвечает нефелин-нормативным породам среднетитанистым (TiO2 > 1.08 %), среднеглиноземистым (Al2O3 < 15.78 %), несколько обедненным Sr (170–180 г/т), Cr (110 г/т), Ni (50–54 г/т), Y (14–18 г/т). Значительно реже встречаются низкомагнезиальные (MgO = 2.61 %) аномальные базальты с высокими содержаниями Y (40 г/т), Sr (670 г/т), Cr (350 г/т) и Ni (78 г/т). Дифференцированные вулканиты (DV) высокощелочные (Na2O = 3.95–6.4 %), крайне обеднены Cr (10 г/т), Ni (< 20 г/т), а также Sr (74–180 г/т) и несколько обогащены Ti (TiO2 = 1.08–1.65 %), но неоднородны по содержанию Y. Более Fe# и недосыщенные CaO (1.86–4.87 %) кварц-нормативные породы с нормативным корундом отвечают высокоиттриевым (33–43 г/т) базальтовым андезитам и андезитам, а менее Fe# гипер-стен-нормативные породы, несколько обогащенные CaO (5.08-7.93 %), соответствуют низкоиттриевым (15–20 г/т) трахибазальтам и базальтовым трахиандезитам.
Кератофиры с нормативным корундом обогащены Y (70 г/т), Zr (540 г/т), Nb (13 г/т), но обеднены Cr (10 г/т), Ni (< 20 г/т), а Sr не превышает 47 г/т.
Толща бурых вулканитов. Это дифференцированные высоконатриевые (Na2O > 4.18 %), низкотитанистые (TiO2 < 0.92 %), низкокалиевые (K2O < 0.19 %), высоко-железистые (Fe2O3 (8.22–14.78 %) > FeO (1.11–2.43 %)) трахибазальты и базальтовые трахиандезиты, недосыщенные Y (11–16 г/т), Zr (50–62 г/т), Sr (130–200 г/т), Cr (45–67 г/т), Ni (42–86 г/т). В трахибазальтах отмечается некоторое преобладание Ni (86 г/т) над Cr (63 г/т). Известны ультранатриевые (Na2O < 7.44 %), среднекалиевые (K2O < 0.54 %), низкомагнезиальные (MgO < 2.57 %) трахиандезиты, также обедненные Y (16 г/т), Zr (66–88 г/т), Sr (190–210 г/т), Cr (40–58 г/т), Ni (18–42 г/т).
Аномальные (MgO < 4.85 %) габбро-диабазы высоконатриевые (Na2O > 5 %), низкотитанистые (TiO2 < 0.91 %), характеризуются высокими содержаниями Cr (230–340 г/т), Ni (86–110 г/т) и низкими содержаниями Y (11–13 г/т), Zr (70–80 г/т) и Sr (150–160 г/т). Все вышеописанные вулканиты майкаинской серии несколько обогащены Nb (5.0–6.6 г/т) и содержат одинаковые концентрации Li2O (0.0022 %), Rb2O (0.0011 %). Уровень Nb в вулканитах KCD, PB и DV свидетельствует, что они образовались из единого источника TM.
Низкие концентрации Rb, K, Y, Zr, Ni и Cr свидетельствуют о том, что в магматические процессы, протекающие над зоной субдукции, была вовлечена мантия предыдущего цикла плавления, изначально обогащенная Nb и Sr. Это заключение обосновывается тем, что Nb не переносится надсубдукционным флюидом, он транспортируется только магматическим расплавом, а содержание Sr зависит от его первичного количества в магме.
Также был изучен разрез зеленовато-серых, реже – буроватой окраски, миндалекаменных, афировых вариолитов, реже – порфировых базальтов, обнажающихся в виде тектонического блока в 10 км восточнее месторождения Майкин в Восточно-Майкаинском блоке. Зеленые силициты, алевролиты и яшмы нижнего лланвирна в верхах разреза переслаиваются с базальтами. Это является неоспоримым доказательством, что базальты ВМБ формировались синхронно с вулканитами майкаинской серии.
Базальты и трахибазальты отвечают кварц-нормативным и нефелин-нормативным породам, которые подразделяются на высоко-Fe/Ti, соответственно FeOобщ (< 11.64 %), TiO2 (> 2.0 %), и среднетитанистые (TiO2 < 1.75 %), где последние преобладают. Высоко-Fe/Ti PB, реже тефриты, характеризуются высокими концен-трациями Y (30–40 г/т), Zr (130–200 г/т), Nb (13–20 г/т), P2O5 (< 0.46 %), непостоянным содержанием Sr (130–490 г/т) и соответствуют среднекалиевым (K2O > 0.84 %), высокоглиноземистым (Al2O3 17.10–18.32 %) и дифференцированным высоконатриевым (Na2O < 5.86 %) трахибазальтам, обедненным Cr (10 г/т) и Ni (10 г/т). Примитивные среднетитанистые базальты и трахибазальты содержат статистически меньше FeOобщ (> 7.33 %), P2O5 (> 0.21 %), дифференцированы по натрию (Na2O < 4.6 %) до нефелин-нормативных высокоглиноземистых (< 18.35 %) пород.
Все породы толщи содержат относительно равные концентрации Li2O (0.0032–0.0075 %), Rb2O (0.0011–0.0027 %), Zr (66–140 г/т, 180 г/т) и резко фракционированы по Nb (6.6–20 г/т), Y (11–40 г/т) и Sr (130–820 г/т).
Высокий спектр Sr, Nb, Zr, Ti, P, Y указывает, что они фракционируют от EMORB к OIB, т. е. отвечают составам базальтов с внутриплитными геохимическими признаками, широко известными в кайнозойских дивергентных зонах континент-океан. Отношения Y/Zr–Nb/Zr указывают, что они являются производными EM, а Rb/Nb, Zr/Nb, K/Nb и недостаточно высокие содержания Sr свидетельствуют о том, что такие магмы образовались из вещества неполного рециклинга океанической коры. Однако, не исключено, что они могли образоваться и из EM2, имеющей черты субконтинентальной мантии, обогащенной Pb и Na.
Особую группу пород составляют низкоиттриевые / высокомагнезиальные андезиты и адакиты из кремнисто-терригенного разреза гряды Баскай, расположенной в 6 км к югу от месторождения Жиланды. Силициты баскайской толщи (O2) также содержат конодонты нижнего лланвирна и являются составной частью O1–S1 флишоидно-молассовой Ангренсорской зоны, в ядрах структур которой вскрываются паравтохтоны кураминской толщи.
Низкоиттриевые (10 г/т) / высокомагнезиальные (MgO = 4.06 %) андезиты обогащены Na2O (4.6 %), Sr (740 г/т), Nb (8.2 г/т) и характеризуются умеренными содержаниями Zr (84 г/т), Cr (90 г/т), Ni (30 г/т). Адакиты относительно таких андезитов обогащены Sr (< 1700 г/т), Nb (< 15 г/т), Zr (< 180 г/т), обеднены Cr (56 г/т) и Ni (< 23 г/т). Адакиты и андезиты по уровню накопления Sr, Y и их отношениям сопоставимы с таковыми породами, широко известными в пределах активных окраин континентов.
Авторы благодарят А. Ф. Грекова за предоставленные материалы по геохимии руд месторождения Майкаин.

Литература


1. Антонюк Р. М. Структуры и эволюция земной коры Центрального Казахстана // Геотектоника, 1977. 5. С. 71–82.
2. Еремин Н. И., Дергачев А. Л., Сергеева Н. Е, Позднякова Н. В. Типы колчеданных месторождений вулканических ассоциаций // Вестник ОГГГН РАН, 1999.
№ 4 (10).
3. Ермаков В. А. О соотношении вулканических и островных дуг и их месте среди структур переходной зоны // Вестник ОГГГН РАН, 2001. № 2 (17).
4. Михайлова Н. Ф., Щебуняев М. П., Жуковский В. И., Москаленко Т. А. О находке среднеордовикских конодонтов на Майкаинском рудном поле (северо-восток Центрального Казахстана) // Изд. КазССР, сер. геол., 1981. № 1. С. 34–35.
5. Объяснительная записка. Геологическая карта Казахской ССР. Масштаба
1: 500 000. Серия Центрально-Казахстанская. А-А. 1981. 324 с.
6. Щебуняев М. П. Геологические условия локализации колчеданного оруденения в Майкаинском рудном поле (Центральный Казахстан) // Геология рудных месторождений. 1983. Т. XXV (2). С. 34-43.
7. Herzig P. M., Petersen S. Polymetallic Massive Sulphide Deposits at the modern Seafloor and their Resource Potential // International Seabed Authority, 2000. P. 7–35.
8. Kilian R. Magmatismus und Stoffkreislauf an aktiven Kontinentalrändern, unter-sucht am Beispiel der südlichen Anden // Zeitung. Dt. geol. Ges.; 1997, 148/1. S. 105–152.
9. Sato T. Origin of the Green Tuff metal province of Japan // Geol. Assoc. Canada, Special Paper, 1976. № 14. P. 105–120.