1 – Южно-Уральский государственный университет, г. Миасс

2 – Институт минералогиии УрО РАН, г. Миасс

 

(научный руководитель В. В. Зайков)

 

Аркаимский палеовулкан раннекарбонового возраста располагается в зоне сочленения двух крупных геологических структур: Магнитогорского прогиба и Восточно-Уральского поднятия. Он расположен в северо-западной части одноименного заповедника на юге Челябинской области. Высота палеовулкана, сложенного трахибазальтами и трахириолитами, около 1 км, а поперечник порядка 8 км [2]. Основание палеовулкана сложено чередующимися базальтовыми лавами и пластами песчаников. Породы вершины палеовулкана с сульфидно-баритовой минерализацией вскрыты в скальных обнажениях и в траншее-проране глубиной 5–15 м, шириной 20–40 м, длиной 200 м (рис 1). Преобладающие типы пород: трахириолиты, псаммито-алевритовые ритмиты с прослоями туфов и известковистых пород с остатками фауны, туфы базальтового состава. Сульфидно-баритовое оруденение приурочено к дайкам диабазов, рассекающих лавы и туфы [1].

Задачами исследования были:

Исследования выполнены при поддержке ФЦП Интеграция (Э0364, П0035) и Министерства образования РФ (01.1204.ф).

Рудовмещающие породы. В траншее-проране вскрыты четыре дайки диабазов северо-западного простирания (310–340°), к которым приурочена сульфидно-баритовая минерализация. Предполагается, что западная дайка являлась подводящим каналом для излияния базальтовых подушечных лав. Дайки прорывают агломератовые (бомбовые), лапиллиевые и псаммито-псефитовые туфы базальтового состава. Породы имеют зеленовато-серый цвет, обломочную структуру, брекчиевую текстуру. Вулканические бомбы имеют размер до 50 см, сложены мелкозернистыми миндалекаменными базальтами темно-серого цвета. Микроскопически эти породы имеют афировые структуры с гиалопилитовой, пилотакситовой или интерсертальной структурой основной массы. По форме бомбы вытянутые, овальные, округлые, рогульковидные, веретенообразные, пластинчатые, расщепленные, лепешковидные, иногда зональные [4]. Некоторые бомбы содержат миндалины округлой, овальной или амебовидной формы, заполненные баритом, кальцитом, сидеритом, кварцем, хлоритом. Бомбы погружены в псаммито-псефитовый (пепловый) цемент светло-зеленого цвета, который представляет собой сильно хлоритизированную и карбонатизированную массу.

Баритовая жила. В траншее-проране вкрест простирания пачки агломератовых туфов субпараллельно дайкам диабазов на 25 м прослеживается баритовая жила мощностью 10–40 см с несколькими мелкими апофизами (рис. 2). Азимут простирания жилы изменяется от 280° до 320° , контакт с вмещающими породами неровный. В некоторых местах на контакте наблюдаются брекчии диабазов, сцементированные баритом, а также отмечена баритизация. Минеральный состав жилы представлен баритом, кальцитом, редко – кварцем. Кальцит обычно образует каемки вокруг зерен барита.

Зона баритизации располагается на южном продолжении жилы на протяжении 40 м при мощности 5–10 м. Спорадически баритизация проявлена в экзоконтактах жилы. Зона представлена баритизированными в различной степени породами (туфами, диабазами), с тонкими жилками барита. Экзоконтактовая зона баритизации с восточного контакта жилы широкая и уходит отдельными прожилками вплоть до дайки диабазов; у западного контакта она тонкая, иногда отсутствует. Экзоконтактовые метасоматиты желто-серого цвета, имеют реликтовую грубослоистую текстуру, мелкозернистую структуру, состоят из кварца, кальцита, барита и плагиоклаза, иногда с мелкими кристалликами галенита и пирита.

В баритовой жиле выделено 3 разновидности барита: розовый, белый и желтый. Барит розового цвета присутствует в виде радиально-лучистых и параллельно-шестоватых агрегатов, кристаллов столбчатого облика. Белый барит образует плотные кристаллически-зернистые массы, волокнистые, пластинчатые, параллельно-шестоватые, реже радиально-лучистые агрегаты. Показатели преломления барита n_p~1.638, n_g~1.647, n_m–n_p=0.009.

Таблица 1

Параметры элементарной ячейки баритов
по данным рентгеноструктурного анализа (Ǻ)

Примечание. Условные обозначения см. табл. 2.

 

Белый барит местами прозрачен в сколе, из-за чего приобретает сероватый оттенок. Желтый барит ассоциирует с белым, находится в виде плотных зернистых масс. Микроскопически барит наблюдается в виде ксеноморфных зерен и агрегатов волокнистого строения удлиненно-сноповидной, метельчатой, столбчатой, реже изогнутой формы.

По данным рентгеноструктурного анализа выделенные разновидности барита различаются по параметрам элементарной ячейки – табл. 1. Это может свидетельствовать о различной степени вхождения изоморфных примесей (Sr) в структуру баритов или о различных условиях их образования.

Атомно-абсорбционный анализ проб баритов (табл. 2) показал, что розовый барит обогащен Pb (до 5245 г/т) и беден Sr, а белый барит при пониженных содержаниях Pb обогащен Sr (до 21475 г/т). В результате изучения минерала на растровом электронном микроскопе (РЭММА-202МВ) выявлены следующие особенности:

Таблица 2

Примесный состав баритов по результатам
атомно-абсорбционного анализа

Примечания: Анализы проводились в химической лаборатории Института минералогии УрО РАН. Аналитик М. Н. Маляренок.

“ж” – барит желтоватого цвета; “б” – барит белого цвета; “с” – барит сероватого цвета; “р” – барит розового цвета; * – барит из миндалины в базальтовой туфолаве.

Состав минералов – включений в барите