К. Р. Ковалев, Э. Г. Дистанов, И. В. Гаськов, В. А. Акимцев, М. В. Баулина

Институт геологии ОИГГМ СО РАН, г. Новосибирск

 

 

Гидротермально-осадочные полиметаллические руды, как и вмещающие осадочные породы, проходят все стадии литификации и разномасштабные изменения при последующих процессах локального и регионального метаморфизма. При более высоких температурах и давлениях руды испытывают перекристаллизацию, происходят значительные изменения в текстурном и структурном рисунке, минеральном составе, отмечаются признаки дифференциации рудного вещества. На месторождениях, метаморфизованных в условиях амфиболитовой фации, описаны примеры частичного плавления сульфидов и миграции вещества на значительные расстояния [7–9].

Со времен Г. Шнейдерхена и П. Рамдора, основателей теории метаморфогенного рудообразования, масштабы дифференциации и мобилизации рудного вещества при различных процессах метаморфических преобразований остаются предметом дискуссии исследователей. Нами процессы метаморфических преобразований полиметаллических руд изучались на крупных гидротермально-осадочных месторождениях Сибири, метаморфизованных в различных условиях локального и регионального метаморфизма: на стадии нижней ступени зеленосланцевой фации с локальными проявлениями гидротермального, контактового и дислокационного метаморфизма (Озерное месторождение), на стадии верхней ступени зеленосланцевой стадии в условиях сложной дислоцированности пород и руд (Горевское месторождение) и на стадии эпидот-амфиболитовой фации (Холоднинское месторождение). Это позволило проследить поведение рудного вещества при достаточно широком спектре условий преобразования.

Геологическая позиция месторождений и метаморфизм руд

Все месторождения располагаются в окраинно-континентальных структурах, обрамляющих с юга Сибирскую платформу, и формировались в различных геодинамических обстановках активных бассейнов, перикратонных прогибов и междуговых депрессий. Месторождения залегают в рифейских и нижнекембрийских отложениях различного литологического состава и представлены масштабными субпластовыми и пластовыми залежами массивных сульфидных руд с запасами свинца и цинка от 10 до 20 млн т.

Озерное месторождение, расположенное в Западном Забайкалье, сформировалось в пределах внутриостроводужной депрессии при накоплении турбидитовых осадков туфогенно-терригенно-карбонатного состава раннекембрийского возраста [5]. Породы рудовмещающего разреза слабо метаморфизованы и представлены парагенезисами кварц-карбонат-хлорит-слюдистого состава, что отвечает нижней ступени зеленосланцевой фации. Пластовые тела массивных сульфидных полиметаллических руд мощностью от 5 до 40 м ярусно залегают в верхней части рудовмещающего разреза в брахисинклинальной складке размером 2.4´ 1.5 км. Мощность рудовмещающей пачки, сложенной известковистыми алевропелитами, туфогенно-карбонатными породами, рифогенными известняками и седиментационными брекчиями достигает 350 м (рис. 1). Сульфидные и марганецсодержащие сидерит-сульфидные руды характеризуются различным рисунком, отражающим отложение их из придонных рассолов как в обстановке спокойного ритмично-хемогенного осаждения, так и при вспышках сейсмо-тектонической активности. В них широко проявлены признаки диагенетически-эпигенетических преобразований [1]. На фоне слабометаморфизованных руд заметны признаки более интенсивных преобразований при процессах локального контактового, дислокационного и гидротермального метаморфизма.

Контактовый термальный метаморфизм проявлен в связи с внедрением субвулканического силла диабазовых порфиритов и более поздних даек андезитов. Максимальные изменения руд отмечаются на контакте с диабазовыми порфиритами, где проявлена перекристаллизация и магнетитизация гидротермально-осадочных сульфидно-сидеритовых руд, появление массивных и полосчатых магнетитовых и пирит-магнетитовых разностей крупнозернистого и порфиробластового строения. Наиболее интенсивные преобразования происходили на расстоянии до нескольких метров от контакта, но температурное воздействие фиксируется и на более значимых расстояниях порядка десятка метров и проявляется в постепенном уменьшении кристалличности руд до первичного глобулярного и тонкозернистого строения. В приконтактовых зонах, помимо магнетита, развиваются спессартин, марганецсодержащий амфибол, хлорит, хлоритоид, биотит, цельзиан, эпидот, альбит, барит.

Локальный дислокационный метаморфизм руд на месторождении проявлен в тектонических зонах и местах нарушения пологого залегания пластовых залежей. Он выражается в изоклинальной складчатости слоистых галенит-сфалерит-пиритовых и сидерит-пиритовых руд, появлении экзотических пластических брекчиевых и шариковых текстур за счет различных механических свойств прослоев (сидеритовых, пиритовых, галенит-сфалеритовых), перераспределения части галенита и сфалерита в замки мелких складок, в межслоевые полости, трещины отрыва или скола в более компетентных прослоях. При этом в ассоциации с галенитом часто встречается Ag-As-Sb минерализация. Существенной перекристаллизации руд при этом не происходит – реставрируются элементы первичного текстурного и структурного рисунка.

На юго-восточном фланге Озерной брахисинклинали вдоль крупного разлома проявился кремнещелочной метасоматоз во вмещающих породах и перекристаллизация гидротермально-осадочных руд. В этой зоне развиты массивные и полосчатые кварц-сидерит-барит-сульфидные и сидеритовые руды метасоматического облика с регенерированной гнездово-вкрапленной сульфидной минерализацией. В них встречаются дезинтегрированные реликты гидротермально-осадочных руд. В целом, эти руды характеризуются крупно- и среднезернистым строением. Метасоматические сидериты по сравнению с гидротермально-осадочными обеднены цинком и обогащены марганцем.

Горевское месторождение располагается в Большепитской троговой структуре Енисейского кряжа [6]. Рудовмещающие породы рифейского возраста представлены флишоидной толщей углеродсодержащих ритмично-слоистых известняков и доломитов с глинисто-алевритовыми прослоями. Минеральный комплекс пород включает кварц, карбонат, амфибол, альмандин, эпидот, биотит, флогопит, хлорит, что, в целом, соответствует верхней ступени зеленосланцевой фации метаморфизма. Месторождение приурочено к крылу синклинальной складки, которое осложнено серией изоклинальных складок и мощной зоной дробления. Рудные тела представлены крутопадающими субпластовыми залежами цинково-свинцовых руд на кремнисто-сидеритовом субстрате (рис. 2). Главная рудная залежь прослежена на глубину 1.3 км, по простиранию – на 1.1 км и имеет однонаправленное зональное строение: к подошве приурочены пирротин-галенитовые руды, к средней части – сфалерит-пирротин-галенитовые и к кровле – существенно пирротиновые и галенит-сфалерит-пирротиновые руды. Основная масса руд имеет ритмично-слоистое строение за счет переслаивания галенитовых, сфалерит-галенитовых, кремнистых, сидеритовых, реже – пирротиновых и магнетитовых прослоев. Рудоотложение происходило в обстановке дефицита серы и избытка железа. Руды в основной массе имеют тонкозернистое и глобулярное строение. Вместе с тем в них широко проявились процессы дислокационного метаморфизма в виде мелкой складчатости, разгнейсования, будинирования и брекчирования более компетентных кремнистых и сидеритовых прослоев, которые залечены кварцево-галенитовой или кварцево-сфалеритовой массой. Повсеместным развитием пользуются шариковые и микробрекчиевые структуры и гнездово-прожилковая серебро-сульфосольная As-Sb минерализация.

Холоднинское месторождение расположено в рифейской Олокитской троговой структуре в Северном Прибайкалье [2]. Рудовмещающий разрез флишоидно-турбидитового строения представлен чередованием порфиробластических пород и углеродсодержащих сланцев. Среди них выделяются гранат-биотитовые, гранат-амфибол-биотитовые, плагиоклаз-биотитовые, кварц-плагиоклаз-амфиболовые пара- и ортопороды и графит-карбонат-кварц-слюдистые сланцы эпидот-амфиболитовой фации метаморфизма. Субсогласные тела массивных сульфидных галенит-сфалерит-пиритовых руд на существенно кварцевом субстрате имеют крутое залегание, прослежены на глубину до 1.5 км и по простиранию до 8 км (рис. 3).

В подошве главной рудной линзы преобладают пиритовые руды с халькопиритом, в средней части – галенит-сфалерит-пиритовые, в кровле – галенит-сфалеритовые. Руды представлены массивными, порфировидными, полосчатыми, гнейсовидно-полосчатыми и реликтово-слоистыми текстурами. Характерно присутствие послойных и секущих разностей руд шарикового и брекчиевидного строения. Руды имеют, в целом, среднезернистое строение. Реликтовая слоистость руд проявляется в ритмичном чередовании кремнисто-пиритовых, пиритовых, галенит-сфалеритовых, кремнистых и углеродисто-кремнистых прослоев. Нередко в сульфидно-кремнистых прослоях встречаются глобули сульфидов мономинерального или полиминерального строения в графитовых оболочках размером 1–3 мкм.
На этапе регрессивного метаморфизма формируются пирротинсодержащие кварц-плагиоклаз-цоизит-мусковитовые сланцы с Zn-Cr-ставролитом, ганитсодержащие породы и гнездово-прожилковые ганит-галенитовые руды. В порфиробластических породах широко представлена регенерированная пирротин-сфалерит-галенитовая гнездово-прожилковая минерализация. В регенерированных секущих и послойных прожилках и гнездах встречается Ag-As-Sb-минерализация.
На геологических разрезах и в горных выработках отмечается концентрация богатой галенит-сфалеритовой минерализации в шарнирах изоклинальных складок.

Заключение

Некоторые общие закономерности преобразования сульфидных руд, установленные на изучаемых месторождениях, заключаются в следующем.

Таблица

Классификация текстур гидротермально-осадочных руд
и их метаморфизованных аналогов