Петрологические особенности рудоносных комплексов островодужных систем Южного Урала. Кабанова Л. Я. // Металлогения древних и современных океанов–2008. Рудоносные комплексы и рудные фации. Миасс: ИМин УрО РАН, 2008.

 

Рассмотрены особенности состава и строения двух вулканогенных колчеданоносных комплексов Южного Урала: баймак-бурибайского и карамалыташского. Проведено сравнение морфологии лавовых потоков и дайковых тел, слагающих нижние толщи обоих комплексов, описаны верхние толщи, приведены данные по составу бонинитовых пород и толеитовых лав, которые являются важными показателями начальной стадии формирования островной дуги. Сделан вывод об образовании нижних частей обоих комплексов в условиях предостроводужной обстановки в спрединговых бассейнах, а верхних толщ – в условиях формирования островных дуг. Обозначена связь определенных типов колчеданных месторождений с конкретными колчеданоносными комплексами.

 

Библ. 7.

Генезис и эволюция островодужных систем всегда были предметом острых дискуссий, которые укладывались в два направления. Одно – это выяснение закономерностей образования, что позволяет определить их геологическую природу и характер зоны перехода от континента к океану. Второе – определение положения проявлений полезных ископаемых, приуроченных к островодужным комплексам.
В статье дана характеристика вулканических комплексов, формировавшихся в девонских островных дугах.

Строение палеооостровных дуг. На Южном Урале наиболее хорошо изучена Магнитогорская палеоостроводужная система [Зайков, 2006], которая состоит из Западно-Магнитогорской и Восточно-Магнитогорской островных дуг и разделяющего их Магнитогорского междугового бассейна. Колчеданные месторождения палеоостроводужных структур приурочены к риолит-базальтовым комплексам: баймак-бурибайском, карамалыташскому и александринскому [Зайков и др., 2001; Масленникова, Масленников, 2007].

Исследования последних лет по изучению баймак-бурибайского [Spadeaetal., 1998] и карамалыташского [Зайков, 2006; Серавкин и др., 1994; Сурин, 1997] комплексов показали, что, в целом, они не являются строго контрастными и характеризуются отчетливо проявленной вертикальной и горизонтальной зональностью в распределении пород и в вариациях их химизма. Для вертикальных рядов характерна гомодромная последовательность в излияниях сначала базальтовых, андезибазальтовых, а затем риолит-дацитовых лав и повышение содержания калия в породах.
Горизонтальные ряды отличаются последовательным увеличением количества кислых вулканитов от фронтальной части к тыловой зоне островодужной системы и сменой натриевых серий калиево-натриевыми. Колчеданные месторождения в баймак-бурибайском комплексе и в части разреза карамалыташской формации относятся к медно-цинково-колчеданной формации уральского типа. Месторождения в александринском типе разреза [Зайков, 2006] относятся к колчедано-полиметаллической формации, типу куроко [Масленникова, Масленников, 2007]. Обнаружение конодонтов в прослоях яшм среди вулканических пород перечисленных комплексов [Маслов, Артюшкова, 1998] позволило доказать их одновозрастность.

Различия в геодинамической позиции и типе колчеданного оруденения в этих комплексах побуждают провести сравнение состава и морфологии вулканических образований, слагающих основной объем толщ. Это подушечные и компактные лавы.

Строение вулканических комплексов. Баймак-бурибайский комплекс, представляющий фрагмент Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги в пределах одноименной зоны, состоит из трех толщ, состав и строение которых отражают последовательность проявления островодужного вулканизма.

Нижняя толща (Шанхайский тип разреза) сложена комплексом пород преимущественно основного состава с резким преобладанием подушечных толеитовых и бонинитовых лав базальтового и андезибазальтового состава, многочисленными дайковыми телами и гиало- и вулканокластитами в верхах толщи. Лавы характеризуются подушечной и трубчатой формой, а в междайковом и межсилловом пространстве наблюдаются скрины. Подушки размером от 0.3–0.5 до 1.0–2.0 м имеют отчетливо выраженное зональное строение. В краевой части находится зона лавовой брекчии и /или вулканического стекла, которая постепенно или резко сменяется миндалекаменной/вариолитовой, а в центре – вариолитовой/афировой. В большинстве случаев дайки прорывают базальтовые потоки, но наблюдаются случаи перехода дайки в лаву. Дайки, в основном, афировые, иногда зональные, вариолитовые, реже – порфировые. Часто встречаются комплексы «дайка в дайке». Зонки закалки мощностью 1.4–10 мм на верхней поверхности юго-западного погружения даек позволяют различать несколько генераций даек и сделать вывод о расположении центра спрединга на северо-востоке.

В разрезах хорошо сохранившихся пиллоу-лав в обнажениях с нормальным залеганием, иногда в секущих дайках, наблюдаются сульфидные прожилки и вкрапленность сульфидов. Состав даек варьирует в широких пределах. В одних случаях он аналогичен составу лав, в других заметно отличается большим содержанием кремнезема (52–56 и 54–58 мас. %), окиси натрия (5.1 и 5.7 мас. %), некоторыми колебаниями содержаний извести и магнезии и в целом отличается от лав одинаковым количеством калия и титана. Бонинитовые породы комплекса характеризуются повышенным содержанием окиси магния (7–18 мас. %), пониженным содержанием двуокиси титана (0.2–0.4 мас. %), относительно высокими концентрациями Cr (1250–1450 г/т) и Ni (445–320 г/т). Мощность нижней толщи 1500–2000 м. К этой толще приурочено Бурибайское медно-цинково-колчеданное месторождение.

Средняя толща сложена потоками базальтов, силлами и дайками и содержит значительное количество гиало- и вулканокластики. Здесь наряду с бонинитами и толеитами встречены «переходные бониниты», представляющие промежуточную разновидность между бонинитами и толеитами. Потоки подушечных и трубчатых лав рассекаются дайками, образующими рои мощностью 0.5–1.5 км. По текстурно-струк­турным признакам различаются простые дайки мощностью 0.1–1.0 м и зональные или полосчатые мощностью 0.5–2.5 м. По морфологии выделяются прямолинейные и ветвящиеся дайки мощностью не более 0.3–0.4 м. Отдельные потоки подушечных и компактных лав чередуются с горизонтами обломочного материала лавовых брекчий, гиалокластитов и турбидитов различной размерности. Для пород характерны вариации кремнезема (52–57 мас. %), повышенные содержания окиси магния (9.7–14.7 мас. %) в бонинитах и значительный разброс в содержаниях Cr(382–1011 г/т) и Ni(108–403 г/т).

Верхняя толща характеризуется преобладанием пород андезитового состава, увеличением кислого материала дацитового и риолитового состава, а в верхах разреза – присутствием большого количества несортированных блоков и глыб разнообразных вулканических пород, вмещающих прослои вулканомиктовых песчаников и алевролитов, красных и зеленых яшм. Для пород этой части разреза характерны вариации кремнезема (57–62 мас. %), нормальные содержания окиси магния (3.78–6.90 мас. %), более высокие содержания глинозема, титана и щелочей, отмечается значительный разброс в содержаниях Cr, Ni, Zr и повышенные концентрации Sr (32–178 г/т), что характерно для пород островодужной серии. К верхней части баймак-бурибайского комплекса приурочены месторождения Маканской группы с комплексным медноколчеданным и колчеданно-полиметаллическим оруденением.

Карамалыташский комплекс наиболее хорошо изучен в Карамалыташской и Сибайской структурах [Маслов, Артюшкова, 1998]. Вулканические породы отнесены к базальт-риолитовой формации, в которой выделены две субформации: базальт-риолитовая и непрерывная базальт-андезибазальт-риодацитовая. Основание базальт-риолитовой субформации сложено потоками подушечных лав и силлами базальтового состава мощностью от 3–7 до 30 м, чередующимися с пластовыми телами диабазов и долеритов. Характерно зональное сложение подушек, в некоторых потоках в кровле отмечается зона закаленных стекловатых афиритов, обогащенных миндалинами. Потоки базальтов прорываются дайками диабазов, которые по структуре не отличаются от пород, слагающих центральные и нижние части лавовых потоков. Базальты содержат прослои яшм. Мощность их более 1000 м.

Разрез Сибайской структуры надстраивает разрез карамалыташской зоны, что связано с резким увеличением объема обломочного материала разной размерности, представленного гиало- и вулканокластикой и возрастанием мощности горизонтов кислых пород. В непрерывной формации преобладают кислые породы, представленные дацитами, риодацитами и риолитами. Дациты встречаются преимущественно в виде потоков, реже – даек и купольных тел, а риолиты образуют экструзивные и субвулканические силлы на заключительных этапах накопления формации. Сибайское медно-цинково-колчеданное месторождение приурочено к верхней части карамалыташской формации. По геодинамической позиции месторождение связано с вулканическим хребтом, расположенным в пределах Магнитогорского междугового бассейна [Зайков, 2006].

Особое положение занимает александринский комплексВосточно-Магнито­горской дуги. Здесь изучены маломощные (1–5 м) потоки бонинитовых лав, переслаивающиеся с толеитовыми островодужными базальтами [Сурин, 2007]. Они, как и бониниты баймак-бурибайского комплекса, порфировые, содержат, в разной степени измененные, вкрапленники оливина и пироксена, и включения хромшпинелидов.
К этому комплексу приурочено Александринское колчеданно-полиметаллическое месторождение.

Изложенный выше материал позволяет сделать следующие выводы:

1. Формирование нижних толщ баймак-бурибайского, карамалыташского и александринского комплексов происходило в условиях спрединговых бассейнов в преддуговую стадию, о чем свидетельствуют рои даек, прорывающие потоки подушечных лав. Начало формирования островных дуг фиксируется присутствием бонинитов и пород переходного типа от толеитов к бонинитам.

2. Верхние толщи комплексов образовались в островодужную стадию. Они характеризуются породами последовательно-дифференцированных формаций известково-щелочной серии.

 

1.    Зайков В. В. Вулканизм и сульфидные холмы палеоокеанических окраин. М.: Наука, 2006. 429 с.

2.    Зайков В. В., Масленников В. В., Зайкова Е. В., Херрингтон Р. Рудно-формационный анализ колчеданных месторождений Уральского палеоокеана. Миасс: ИМин УрО РАН, 2001. 315 с.

3.    Масленникова С. П., Масленников В. В. Сульфидные трубы палеозойских «черных курильщиков». Екатеринбург-Миасс: УрО РАН, 2007. 312 с.

4.    Маслов В. А., Артюшкова О. В. Палеонтологическое обоснование стратиграфического расчленения дофаменских вулканогенных комплексов Верхне-Уральского и Магнитогорского районов. Уфа: ИГ УфНЦ РАН, 1998. 156 с.

5.    Серавкин И. Б., Пирожок П. И., Скуратов В. Н. и др. Минеральные ресурсы Учалинского горно-обогатительного комбината. Уфа: ИГ УфНЦ РАН, 1994. 328 с.

6.    Сурин Т. Н. Петролого-минералогические исследования магматитов Восточно-Магнитогорского пояса (Южный Урал). Миасс: ИМин УрО РАН, 1997. 310 с.
7.    Spadea P., Kabanova L. Ya., Scarrow J. Petrology, geochemistry and geodynamic significance of mid-devonian boninitic rocks from the baimak-buribai area (Magnitogorsk zone, Southern Urals) // Ofioliti, 1998. Vol. 23. № 1. P. 17–36.