Н. И. Татарко
Сибайский филиал ОАО “Башкиргеология”,
Сибай
 
Перспективы выявления новых залежей
медноколчеданных руд в пределах Сибайской структуры
(Южный Урал)
 
Особенностью Сибайской структуры является высокая ее геологическая изученность, что связано со значительной временной продолжительностью (более 80 лет) выполнения здесь геолого-поисковых работ, обусловленных открытием все новых и новых месторождений медноколчеданных руд.
Однако, несмотря на это в настоящее время прогнозный потенциал этой структуры, по оценкам многих специалистов, остается довольно высоким, что в частности подтверждается открытием недавно, в 1998 г., в северной ее части вблизи Камаганского рудопроявления новой промышленной залежи. В то же время реализация этого потенциала в виде новых открытий остается делом высокозатратным и трудоемким.
Как показывает анализ материалов, полученных в процессе обнаружения здесь известных месторождений, каждое новое открытие обусловлено, прежде всего, значительным совершенствованием прогнозно-поискового комплекса, сформированного на передовых идеях и представлениях об условиях локализации промышленного оруденения соответствующего периода. Это наглядно подтверждается по качественному изменению поисковых признаков, обеспечивающих эффективность открытия конкретных известных месторождений:
  • Старый Сибай – открыто в 1913 г. по выходам бурых железняков (в настоящее время отработано);
  • Новый Сибай (с современным карьером) – открыто в 1939 г. при проведении поисковых работ на флангах Старого Сибая по выходам бурых железняков и результатам геофизических работ;
  • Северный Сибай – открыто в 1959 г. при опоисковании зоны метасоматитов, установленной при проведении геологической съемки масштаба 1:50 000 (не отрабатывается из-за небольших запасов);
  • Нижняя залежь – открыто в 1984 г. на базе глубинного картирования с использованием геофизических работ (отрабатывается с 2003 г. подземным способом);
  • Камаганское (с современным карьером) – открыто в 1998 г. при опоисковании Камаганской вулканической постройки, установленной по результатам структурно-фациального анализа и геофизических работ методом заряда электрического поля (отрабатывается с 2001 г. карьером).
Поэтому для определения перспектив выявления новых рудных залежей в пределах Сибайской структуры в рамках данной работы решались следующие геологические задачи, необходимые для совершенствования прогнозно-поискового комплекса:
  • установление позиции колчеданных залежей в вулканогенном разрезе, выделение рудоносных уровней;
  • проведение корреляции рудоносных уровней в пределах Сибайской структуры;
  • выделение и типизация основных рудовмещающих и рудоконтролирующих структур с использованием обработки геолого-геофизической и геохимической информации на базе современных компьютерных технологий;
Расчленение вулканогенных толщ и положение в них колчеданных залежей
Расчленением и уточнением вулканогенного разреза Сибайской структуры на протяжении всей истории ее длительного изучения занимались многочисленные исследователи. По результатам их работ была принята схема стратиграфического расчленения вулканогенного разреза карамалыташской свиты, которая подразделяется на пять толщ.
В основании свиты залегает первая, наиболее древняя базальтовая толща, которая слагает единое вулканическое сооружение диаметром 40–50 км, выполняющее роль основания для Сибайской и Карамалыташской вулканогенных структур. Базальты этого основания картируются на современном эрозионном срезе в ядре Карамалыташской структуры и вскрываются на глубинах от 600–700 м до 1000 м в пределах Сибайской структуры и в смежных прогибах.
Выше залегает вторая (нижняя) кислая толща, которая размещается локально и наиболее полно представлена в южной части Сибайской структуры. Мощность 650–750 м.
Затем разрез сменяется третьей (промежуточной) базальтовой толщей с незначительными мощностями – 250–300 м. В основании толщи присутствуют невыдержанные горизонты полимиктовых отложений. Она имеет повсеместное распространение, но наиболее полно представлена в западной части Сибайской структуры.
Выше по разрезу вновь залегает кислая, четвертая (верхняя), толща, которая также развита локально и наиболее полно вскрывается в восточной части Сибайской структуры. Мощность 500 м.
Завершается разрез пятой базальтовой толщей мощностью 450–500 м.
В разрезе карамалыташской свиты широко представлены субвулканические образования, тесно связанные с вулканитами пространственно и сходные по петрографическим характеристикам и петрохимическому составу (дайки диабазов, плагиоклазовых, пироксен-плагиоклазовых и пироксеновых порфиритов, дайки кварцевых риолитов), завершающие разрез карамалыташской свиты.
По петрохимическим признакам и литолого-фациальному составу вулканитов первые четыре толщи (1–4) параллелизуются с контрастной риолит-базальтовой колчеданоносной формацией.
В пределах формации медноколчеданные руды пространственно связаны с кислыми отложениями.
 
Рудоносные уровни, критерии их выделения и корреляции
Многими исследователями давно установлено, что колчеданные руды в разрезе продуктивных вулканогенных формаций закономерно располагаются на одном или нескольких литолого-стратиграфических уровнях и такие уровни устойчиво прослеживаются на значительные расстояния с вертикальным диапазоном в первые сотни метров.
Это позволяет на основе корреляции формаций или литолого-стратиграфических толщ определять рудные потенциалы новых структур или их частей.
Как показывают наши исследования, позиция уровней в разрезе, как правило, совпадает с границами толщ, отвечающих периодам накопления дифференциатов различного состава, то есть уровни рудолокализации отвечают периодам смены фаз вулканизма. Нашими исследованиями устанавливается, что они фиксируются по появлению вулканомиктовых фаций (нередко с рудокластами), стратиформных геохимических аномалий рудной природы, субпластовых тел метасоматитов и непосредственно колчеданных залежей, которые залегают в целом согласно с напластованием вмещающих пород и ведут себя как элемент стратиграфического разреза, заравнивая неровности поверхности накопления.
Уровни локализации ограничены по мощности и имеют площадное распространение. Это позволяет нам уверенно проводить прогноз в пределах всей Сибайской структуры.
На основе построения детальных поперечных и продольных разрезов были прослежены и увязаны в масштабе всей Сибайской структуры толщи вулканогенного разреза, субпластовые зоны метасоматитов и уточнена позиция всех известных месторождений и значимых рудопроявлений, что отражено на продольном разрезе и на схеме сопоставления разрезов.
Выделяются три уровня локализации оруденения:
Нижний. Оруденение локализуется в средней и верхней частях разреза второй (нижней) риолит-дацитовой толщи. На этом уровне залегают месторождение Нижняя залежь и рудопроявления Подотвальное и Ряш. Прогнозируемые запасы месторождений этого уровня оцениваются в первые сотни тысяч тонн меди.
Средний. Оруденение локализуется в нижней и средней частях разреза четвертой (верхней) риолит-дацитовой толщи. На этом уровне залегают рудные тела месторождения Новый Сибай, рудопроявления “Нижняя залежь Камаганского месторождения” и Восточный Ряш. Прогнозируемые запасы месторождений этого уровня оцениваются в первые миллионы тонн меди.
Верхний. Оруденение локализуется в верхней части разреза четвертой (верхней) риолит-дацитовой толщи. На этом уровне залегают рудные тела месторождений Камаган, Северный Сибай, рудопроявление Ракай. Прогнозируемые запасы месторождений этого уровня оцениваются в первые сотни тысяч тонн меди.
Необходимо подчеркнуть, что всем трем выделенным уровням локализации оруденения сопутствуют субпластовые тела метасоматитов, которые прослежены как в поперечных и продольных разрезах, так и на геологических картах северной и южной частей Сибайской структуры. Понятно, что метасоматиты являются одним из важнейших поисковых признаков прогноза колчеданного оруденения при проведении дальнейших поисковых работ.
 
Рудовмещающие структуры
Современная Сибайская структура представляет собой горстантиклиналь, ассиметричную как в широтном (западное крыло протяженное пологое, восточное – узкое, крутое), так и в меридиональном направлении, вдоль которого южная часть Сибайской структуры в целом приподнята относительно ее северной части.
Для выделения потенциально рудоносных структур в пределах Сибайской горстантиклинали выполнялись специальные палеореконструкционные исследования с использованием данных геофизики и геохимии, обработанных при помощи современных компьютерных технологий.
В пределах горстантиклинали выделяются положительные (рудоконтролирующие) и отрицательные (рудовмещающие) структуры, которые картируются на каждой из выделенных нами литолого-стратиграфических толщах и характеризуются следующими особенностями:
  • В северной и южной частях Сибайской структуры выделяются два поднятия, отвечающие базальтовым лавовым куполам, сформированным в отложениях нижней базальтовой толщи. Подобный купол отчетливо картируется в южной части Сибайской структуры на глубине 1 км, где по данным бурения залегают отложения нижней базальтовой толщи.
  • На склонах лавовых куполов устанавливаются четыре рудоконтролирующие эффузивно-экструзивные постройки сложного строения, сложенные нижней и верхней риолит-дацитовыми толщами, разделенные лавовыми потоками промежуточной базальтовой толщи. С северным базальтовым куполом сопрягаются Сибайская и Западно-Сибайская рудоконтролирующие эктрузивно-эффузивные постройки, а с южным – Ряшская и Ракай-Колтубанская. С выделенными постройками сопряжены все известные и описанные ранее промышленные месторождения и рудопроявления. Рудоконтролирующие постройки характеризуются сложным строением, что отражается в вулканогенных разрезах чередованием лавовых потоков, пирокластических фаций кислых вулканитов и зон метасоматитов. Внутри подобных разрезов наблюдаются несколько поколений кварцевых порфиров риолит-дацитового состава, которые образуют положительные палеоструктуры, интерпретируемые как экструзивные купола.
  • В пределах выделенных рудоконтролирующих построек рудовмещающими структурами являются разномасштабные кальдерообразные, межкупольные и присклоновые синвулканичские депрессии, в которых размещаются все известные месторождения и рудопроявления Сибайской структуры. Так, по данным ЦНИГРИ (2003 г.) рудопроявление Ряш размещается в кальдерообразной депрессии, месторождение Нижняя залежь Старого Сибая – в межкупольной депрессии, а месторождение Новый Сибай – в присклоновой синвулканической депрессии.
 
Выводы
Выполнение данных исследований позволяет уточнить прогнозный потенциал Сибайской структуры, локализовать прогнозные ресурсы в пределах выделенных эффузивно-экструзивных построек и, соответственно, более целенаправленно проводить поисковые работы.