Т. Н. Сурин
Территориальное агенство по недропользованию
по Челябинской области, г. Челябинск;
по Челябинской области, г. Челябинск;
surin@geolkom.modem.ru
Основные проблемы геологического строения и перспективы медно-колчеданной рудоносности
Александринского рудного района (Южный Урал)
Под Александринским рудным районом понимается область развития александринского и урлядинского вулканических комплексов среднего–верхнего девона на южном замыкании крупнейшей на Южном Урале колчеданоносной Учалино-Александринской зоны. Общая площадь рудного района около 900 км2. О геологическом строении рудного района в опубликованной литературе имеются весьма скудные сведения [4, 8, 9]. Выявленные в последние годы петрологические особенности среднедевонской колчеданоносной формации Александринского района объяснили причины образования здесь месторождений, близких к типу “куроко”, становление которых связано с кислыми дифференциатами мантийных известково-щелочных магм [1, 7]. Подобные месторождения характеризуются повышенной полиметалличностью и золотоносностью. Обычно размеры их невелики, но, в целом, рудоносность подобных формаций довольно высока. Анализ строения и изученности Александринского района показывает, что его сырьевой потенциал весьма велик, и здесь возможно значительное увеличение эксплуатируемых запасов.
В последние годы в результате проведения ГДП–200 получены новые данные о геологическом строении района [6]. Установлено, что он имеет весьма сложную блоковую структуру, образованную большим количеством разнообразных тектонических нарушений, что существенно отличает его от сопредельного к северу Верхнеуральского рудного района. Многие блоки испытали значительные сдвиговые и сбросовые перемещения, нередко они развернуты по отношению друг к другу, в ряде случаев доказано опрокинутое залегание пород. В пределах района выявлено значительное количество небольших по размерам вулканических построек центрального типа, образованных сложно дифференцированной серией пород (от базальтов до риолитов) при существенной (а иногда – и преобладающей) роли андезитоидов.
Нами проведена геолого-экономическая переоценка прогнозных ресурсов Александринского рудного района. Анализ проведенных ранее работ позволяет выделить в его пределах 6 площадей, перспективных на медно-колчеданное оруденение. Подсчет прогнозных ресурсов проводился по стандартной методике [2]. Ресурсы Александринского рудного района могут быть оценены ориентировочно в 1 млн т меди, 1.5 млн т цинка на глубинах до 300 м, 300 т золота в железных шляпах. Примерно вдвое большие ресурсы оцениваются на глубинах до 1000 м.
Катабукское рудное поле приурочено к крупной вулканической постройке сложного строения в северной части рудного района. Здесь выявлены несколько проявлений серно- и медно-цинково-колчеданных массивных и вкрапленных руд (Катабукское, Золотая осень, Золотая гора, Нагайбакское и др.). На участке достоверно установлен рудоносный уровень, погружающийся в северном направлении, а также выявлены много прямых и косвенных (как геохимических, так и геофизических) признаков колчеданного оруденения. Прогнозные ресурсы участка оцениваются по категории Р2 в 300 тыс. т меди, 390 тыс. т цинка и 100 тыс. т свинца, с учетом состава руд и сопоставления с месторождением–аналогом (Александринское).
Северо-Александринская площадь локализована в западной части Александринского рудного района и объединяет площади двух рудных полей: Сабановского в северной и Бабарыкинского в южной части площади.
В пределах Сабановского рудного поля, кроме Сабановского серно-колчеданного месторождения, известны многочисленные проявления колчеданных руд (Кара-Бутак, Межевое, Новое, Холмистое и др.), комплексные геофизические и геохимические аномалии. Проведенные в последнее время на флангах Сабановского месторождения поисковые работы показали их бесперспективность.
В пределах Бабарыкинского рудного поля известно Бабарыкинское проявление чрезвычайно богатых комплексных колчеданно-полиметаллических руд, а также ряд вскрытых скважинами проявлений массивных и вкрапленных медно-цинково-колчеданных руд с содержаниями меди 0.5–2.1 % и цинка 1.1–11.5 %. На Бабарыкинском проявлении в настоящее время оценены незначительные запасы колчеданно-полиметаллических руд при средних содержаниях: меди 3.74 %, цинка 24.74 %, свинца 3.19 %, золота 1.97 г/т и серебра 164.44 г/т. Прогнозные ресурсы Сабановского рудного поля локализованы в его южной части. С учетом опоискованной площади и реальных средних содержаний полезных компонентов в имеющихся рудных подсечениях (%, меди 1.5, цинка 2.0 и свинца 0.5) ресурсы категории Р2 Северо-Александринской площади до глубины 300 м составляют: меди 300 тыс. т, цинка 400 тыс. т, свинца 100 тыс. т.
Сары-Камышская площадь охватывает северо-восточную и восточную части Александринского рудного района. В пределах площади известны многочисленные проявления (Кассельское, Нагайбакское III и Нагайбакское IV, Долинное, Правобережное, Совхозное, Сары-Камышское, Маяк, Аще-Бутак и др.), приуроченные к многочисленным вулканическим постройкам, сложенным вулканитами среднего и кислого состава. Эти постройки локализованы в межгрядовых депрессиях в понижениях палеорельефа между базальтовыми поднятиями. В пределах площади отмечаются многочисленные как прямые, так и косвенные (геофизические и геохимические) признаки колчеданного оруденения. Площадь до сих пор практически не опоискована. В ее восточной части располагается Фестивальный участок, включающий в себя крупную (5×6 км) кольцевую вулканическую постройку, сложенную преимущественно вулканитами кислого состава, развитыми на северо-восточной периферии Сары-Камышского базальтового поднятия. Кольцевое строение вулкана, сложенного продуктивными флюидальными дацитами и риодацитами, подчеркивается кольцевым расположением магнитных и локальных гравиметровых аномалий, а также радиальным развитием синвулканических тектонических нарушений. По комплексу геофизических и геохимических признаков площадь является весьма перспективной. Общая площадь развития продуктивных вулканитов составляет около 300 км2. Оруденение ожидается на глубине до 700 м. С учетом реальных средних содержаний в рудопроявлениях района, при коэффициенте надежности 0.3, прогнозные ресурсы категории Р3 составляют: меди 700 тыс. т, цинка 1000 тыс. т, свинца 250 тыс. т.
Южно-Фестивальный участок площадью около 30 км2 расположен в восточной части Александринского рудного района. Он приурочен к южной части крупного Фестивального палеовулкана и включает Фестивальное рудопроявление. Участок характеризуется интенсивной аномалией ВП и другими геофизическими и геохимическими признаками колчеданного оруденения. В пределах участка проведены общие поиски, всего пробурены 7 скважин глубиной 700–900 м. В результате доказано наличие мощной (более 500 м) продуктивной толщи, сложенной вулканитами кислого состава со значительной ролью крупнопорфировых андезитов, выявлены несколько мощных зон вкрапленной сульфидной минерализации. Содержания меди достигают в отдельных зонах 1.1 %. С учетом мощности продуктивного разреза, наличия многочисленных признаков колчеданного оруденения в пределах участка, прогнозные ресурсы категории Р2 составляют: меди 300 тыс. т, цинка 400 тыс. т и свинца 100 тыс. т, при указанных выше средних содержаниях и коэффициенте надежности 0.3.
Лебяжье рудное поле выявлено в юго-западной части Александринского рудного района в 3 км северо-западнее центра Александринского месторождения. Оно включает известное Лебяжье рудопроявление, представленное вкрапленными халькопирит-сфалерит-пиритовыми рудами. Здесь буровыми скважинами на двух уровнях были вскрыты вкрапленные существенно цинковые руды. Верхний уровень вскрыт на глубинах 150 и 185 м, нижний – 575 и 740 м. Мощность руды достигает на верхнем уровне 25 м при среднем содержании (%): меди 0.8 и цинка 1.65. По результатам поисковых работ методом ММЗ в геоэлектрическом поле выделяется обширная аномальная зона с двумя проводящими объектами, совпадающими с рудными пересечениями по скважинам и с комплексными геохимическими аномалиями. С учетом расчетов ВИРГ-Рудгеофизика, наличия комплекса поисковых признаков методом прямого расчета расчитаны ресурсы категории Р1 верхнего уровня при указанных выше средних содержаниях, которые оцениваются в 60 тыс. т меди и 120 тыс. т цинка. Ресурсы для нижнего уровня не рассчитывались из-за большой глубины залегания руд, но в дальнейшем, при благоприятной конъюнктуре, могут быть также учтены.
Фланги Александринского месторождения за предшествующее пятилетие детально изучены. На них проведены оценочные работы, результаты которых сводятся к следующему: на юго-западном фланге месторождения выявлено тело вкрапленных цинково-колчеданных руд со средними содержаниями (%): меди 0.5 и цинка 2.2. Авторская оценка запасов категории С2 составляет 23 тыс. т меди и 100 тыс. т цинка. В соответствии с существующими методиками они могут считаться ресурсами категории Р1.
Проблемные геологические вопросы. Проведенные анализ и обобщение материалов, полученных за последние 50 лет, позволяет выделить следующие вопросы, касающиеся геологического строения Александринского рудного района и важные для эффективного прогнозирования и поисков колчеданного оруденения.
1. Стратиграфическая граница между рудоносной александринской толщей и малопродуктивной перекрывающей ее урлядинской толщей достоверно не откартирована. Если в западной, т. е. разбуренной, части района она прослежена по многочисленным скважинам, то в северной и восточной частях на существующих картах она нарисована методом экстраполяции.
2. Сложная блоковая структура района в значительной мере отличает Александринский рудный район от сопредельных к северу Верхнеуральского и Учалинского районов, на требуемом уровне детальности она не расшифрована. Опыт работ последних лет показывает, что в Александринском районе преобладают сдвиговые и сдвигово-сбросовые дислокации северо-западного и поперечного к ним простирания. В ряде случае доказано “развернутое” и даже запрокинутое залегание отдельных блоков по отношению к соседним.
3. Не проведена достоверная корреляция выделенных рудоносных уровней по всей площади рудного района. Это объясняется тем, что его глубинная структура, в целом, за исключением некоторых фрагментов, до настоящего времени не выяснена. Действительно, характеризуемый рудный район, пожалуй, в настоящее время является единственным из многих известных на Урале, через который нельзя построить по данным глубокого бурения перекрытый разрез, не допускающий каких-либо альтернативных интерпретаций. Указанным обстоятельством объясняются разногласия между различными исследователями о соотношении и даже количестве рудоносных уровней в его пределах. Для решения этого вопроса необходимо глубокое структурное бурение. Наличие сейсмопрофилей через весь рудный район безусловно будет способствовать его решению.
4. До настоящего времени не составлена на современном уровне структурно-фациальная карта на всю площадь рудного района. Составление такой карты позволит уточнить строение разных ритмов продуктивных вулканитов и каждого из известных рудоносных уровней.
5. Если палеовулканическая структура рудного района, в целом, понятна, то среди многочисленных палеовулканических построек до настоящего времени не выделены наиболее благоприятные из них для локализации руд. Это необходимо сделать отдельно для каждого ритма вулканизма и каждого из известных рудоносных уровней.
6. До настоящего времени не выяснены и четко не сформулированы критерии отличия вулканитов известных рудоносных уровней друг от друга. Эта работа должна быть выполнена на современном уровне с применением тонких геохимических и минералого-геохимических методов. В настоящее время имеется опыт подобных работ непосредственно в районе Александринского месторождения [7], причем анализ их результатов позволяет сделать вывод об их высокой эффективности для целей расчленения разреза.
7. Многие из выделенных в Александринском районе рудных полей достоверно не оконтурены.
8. До сих пор не выполнен анализ латеральной и вертикальной метасоматической зональности рудного района, в целом, соответственно не выделены “рудоподводящие” каналы и не установлены их пространственные взаимоотношения с рудоносными палеовулканическими структурами. Опыт проведения подобных работ в Верхнеуральском рудном районе свидетельствует об их высокой эффективности.
9. До настоящего времени, за исключением западной части рудного района, разбуренной на большую глубину, не установлены особенности рельефа базальтовой толщи, подстилающей рудоносные кислые вулканиты.
10. Отсутствует обоснованная всем имеющимся на сегодня фактическим материалом карта эндогенных геохимических ореолов. Такая карта была составлена 17 лет назад, причем еще тогда она страдала фрагментарностью ввиду отсутствия банка данных, в котором были бы систематизированы все имеющиеся анализы, и безусловно требует обновления.
Исходя из вышеизложенного, при проведении поисковых работ в Александринском рудном районе планируется применить комплексную методику, сочетающую в себе как решение собственно поисковых задач с целью подготовки отдельных участков для проведения оценочных работ (локализация прогнозных ресурсов и перевод их из категории Р2 в категорию Р1), так и решение прогнозно-металлогенических и указанных выше структурных и общегеологических проблем. Существующий на сегодня прогнозно-поисковый комплекс для скрытых медно-колчеданных месторождений [3, 5] должен быть применен одновременно в двух вариантах: для рудного района в целом необходимо выполнить работы подстадии общих глубинных поисков, а для известных рудных полей – подстадии детальных поисков.
Литература
- Викентьев И. В., Беленькая Ю. А., Агеев Б. И. Александринское колчеданно-полиметаллическое месторождение (Урал, Россия) // Геология рудных месторождений. 2000. Т. 42. № 3. С. 248–274.
- Временные методические рекомендации по оценке, апробации и учету прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых на территории Российской Федерации по состоянию на 1 января 2003 г. М.: МПР РФ. 10 с.
- Комплексирование работ по прогнозу и поискам скрытых медно-колчеданных месторождений. Методические рекомендацию М.: ЦНИГРИ, 1983. 53 с.
- Курбанов Н. К., Ширай Е. П. Александринский рудный район // Труды ЦНИГРИ. 1973. Вып. 105. С. 129–131.
- Методика прогноза и поисков месторождений цветных металлов. М.: ЦНИГРИ, 1987. 257 с.
- Мосейчук В. М., Яркова А. В., Михайлов И. Г. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 200 000. Серия Южноуральская. Лист N-40-XXIV. Комплект карт. Объяснительная записка. СПб.: КФ ВСЕГЕИ МПР РФ (в печати).
- Тесалина С. Г., Масленников В. В., Сурин Т. Н. Александринское медно-цинково-колчеданное месторождение (Восточно-Магнитогорская палеоостровная дуга, Урал). Миасс: ИМин УрО РАН, 1998. 228 с.
- Штейнберг А. Д. Девонские магматические формации на примере Александринского рудного района // Магматические формации, метаморфизм, металлогения Урала. Свердловск, 1969. Т. 3. С. 211–218.
- Язева Р. Г. Александринский рудный район // Медноколчеданные месторождения Урала: Геологические условия размещения. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1985. С. 195–199.