Минерализованные брекчии Сугульского проявления оксидных марганцевых руд на Алтае. Кассандров Э. Г., Мазуров М. П., Лидин Н. С., Кассандров В. Э. // Металлогения древних и современных океанов–2008. Рудоносные комплексы и рудные фации. Миасс: ИМин УрО РАН, 2008.

 

В северо-восточной части Алтая среди карбонатно-кремнистых отложений венда–нижнего кембрия установлена марганцеворудная зона протяженностью 12 км. Руда представляет собой брекчию, сложенную обломками кварцитов и марганцевой руды и сцементированную оксидами и гидроксидами марганца. Главные рудные минералы: псиломелан, криптомелан, пиролюзит, голландит. Обосновывается образование руд в несколько этапов: первоначальное вулканогенно-осадочное накопление марганца и его гидротермально-метасомати­ческое преобразование в условиях тектоно-магматической активизации и гипергенеза.

 

Илл. 2.

 

 

Сугульская марганценосная площадь расположена в северной легкодоступной части Алтая в 40 км от г. Горно-Алтайска. Рудопроявления марганца были открыты в начале прошлого века местным краеведом. В дальнейшем на площади, начиная с 1930 г., неоднократно производились геологосъемочные, поисковые и тематические работы Г. Д. Афанасьевым, А. П. Берзиным, Ю. Н. Земцовым, А. А. Месяниновым, В. Н. Коржневым, А. В. Кривчиковым, Д. Н. Михеевым, В. М. Сенниковым и др. Материалы с упоминанием рудопроявлений публиковались в некоторых сводных работах по марганцу. В 2000–2002 гг. на Сугульском участке авторами были проведены поисково-ревизионные работы, по результатам которых написана данная статья.

В геологическом плане Сугульская марганценосная площадь находится на стыке двух крупных структур: Катунского антиклинория и Уйменско-Лебедского синклинория, резко различающихся друг от друга тектоникой, магматизмом и стратиграфическими разрезами. В Катунском антиклинории распространены, в основном, рифей-вендские и нижне-среднекембрийские отложения. Гораздо меньшую роль играют отложения верхнего кембрия, ордовика и девона. В Уйменско-Лебедском синклинории преобладают девонские отложения. Эта разница объясняется геодинамическим развитием Палеоазиатского океана и его континентальных окраин. В раннепалеозойский период (рифей-силур) Алтае-Саянская складчатая область представляла собой область развития островодужных, аккреционно-субдукционных зон и окраинно-континентальных магматических дуг с определенной металлогенией. В среднепалеозойский период (девон-ранний карбон) на гетерогенном фундаменте ранних каледонид в результате тектоно-магматической активизации сформировалась активная континентальная окраина и рифтогенные тыловодужные бассейны, к которым, вероятно, следует отнести и Уйменско-Лебедской синклинорий. Значительную роль в структуре района играют разрывные нарушения разных порядков, зоны рассланцевания и дробления пород. Вдоль разломов породы претерпели динамометаморфизм, гидротермальный метасоматоз, окремнение и хлоритизацию, нередко пронизаны кварцевыми и кварц-кальцитовыми прожилками.

На площади выявлены оксидные марганцевые руды, представляющие собой минерализованные марганцевые брекчии, большинством исследователей считающиеся проявлением инфильтрационной коры выветривания. В последнее время на участке получены новые данные, характеризующие оруденение как гидротермально-метасоматическое за счет метаморфизма ранее сформированных вулканогенно-осадочных концентраций марганца. Рудное вещество представлено гидроксидами марганца, а обломки на 90–95 % кварцитами. Минерализованные марганцевые брекчии в виде узкой полосы длиной более 12 км и шириной 300–500 м оконтурены по верхней границе аллювиально-делювиальных свалов и единичным коренным выходам.

Участок Сугульского проявления марганцевых руд сложен породами баратальской свиты венд-раннекембрийского возраста. Свита подразделяется на три подсвиты. Нижняя подсвита сложена песчано-глинистыми хлоритизированными, местами – окремненными, сланцами и мелкозернистыми песчаниками. Мощность отложений составляет не менее 730 м. Средняя подсвита без видимого несогласия залегает на породах нижней подсвиты. На участке она пользуется наиболее широким распространением и представлена разнообразными кварцитами с подчиненным количеством мраморизованных известняков. Мощность отложений 800 м. Кварциты скрыто­кристаллические от черного до розово-серого цвета. Изредка в них отмечаются участки, с поверхности сплошь покрытые черной тонкой пленкой гидроокислов марганца, вследствие чего породу можно принять за сливную марганцевую руду. Структура кварцитов микрогранобластовая. Иногда в кварцитах встречаются мелкие зерна марганцевых минералов как в виде вкрапленности, так и в виде тонких прожилков мощностью до 0.5 мм. Верхняя подсвита согласно залегает на средней и состоит из массивных известняков и кварцитов с подчиненными прослоями сланцев, доломитов и эффузивов. Мощность отложений 700–1000 м.

Марганцевые рудыпредставлены двумя разновидностями: брекчиевыми рудами и рудными брекчиями, или рудокластами. И те, и другие по морфологии схожи с эксплозивными образованиями.
Брекчиевые железо-марганцевые рудысостоят из обломков кварцита, сцементированных оксидами марганца и железа (рис. 1). Иногда брекчиевые руды переходят в сетчатые и прожилковые брекчиевидные образования, а затем в раздробленные нерудные кварциты. Обломки кварцита в брекчиях имеют самые различные формы и размеры от нескольких миллиметров до 10 см. Контуры обломков неровные,  извилистые с заливами марганцовистого цемента. По трещинкам они заполняются рудным материалом от периферии к центру. Структура кварцитов тонкозернистая аллотриоморфная с размером зерен в сотые доли миллиметра. В участках перекристаллизации размеры кварцевых зерен достигают 0.5–1 мм. В тонкозернистых участках кварцитовых обломков наблюдается тонкая сыпь марганцевых минералов. Кроме кварца в незначительном количестве встречаются гидрослюда, мусковит, хлорит, глинистые и карбонатные минералы, изредка сульфиды железа. В брекчиях нередки обильные дорудные прожилки кварца разных генераций. Руда тем богаче, чем больше в кварцитобрекчиях цемент преобладает над обломками.

В отдельных случаях ее можно принять за кварцевый песчаник с рудным цементом, в других за кварцевую брекчию с разновеликими обломками, форма которых изменяется от остроугольной до округлой. В крупных обломках кварцита (до 2 см в длину) наблюдается сложный узор двойников давления. Средние по размеру (2–4 мм) зерна имеют близкие к идиоморфным очертания. Они срастаются по 2–3 зерна. В цементирующей тонкозернистой массе мельчайшие (<0.01 мм) зерна имеют зазубренные границы и неправильные очертания. Иногда встречаются участки перекристаллизации кварца, ориентированные псевдогексагональными вершинами в сторону цементирующей рудной массы. Отмечаются халцедоноподобные агрегаты с кварцином.

Рудные брекчии, или рудокласты, отличаются от брекчиевых марганцевых руд присутствием, кроме обломков кварцитов, остроугольных и сглаженных обломков (рудокластов) марганцевых руд и марганцовистой породы. Цемент брекчий также марганцовистый (рис. 2).
Обломочное строение руды обусловлено не только обломками измененного кварцита, но и обломками руды, что свидетельствует о неоднократном проявлении на месторождении явлений дробления и рассланцевания. В таких обломках кроме Mn и Fe присутствует примесь Al, Si, P, K за счет тонко рассеянных минеральных примесей. Обнаружены неоднородные обломки с голландитом и псиломеланом, а также гнездово-колломорфные обособления более сложного строения с маннардитом и литиофоритом. Присутствуют также обломки марганцевой руды с обычным катаклазированным кварцитом и обломки кварц-гетитового состава. Последние рассекаются сетью трещин, в которых происходила регенерация кварца, рост его кристаллов происходил ортогонально зальбандам с последовательным укрупнением опаловидной массы. В крупных обломках развита тонкая сеть волосовидных прожилков псиломелана. В породах изредка наблюдается замещение обломков браунита минералами группы псиломелана и пиролюзита с сохранением его реликтов.
В неоднородных кварцитах встречены линзовидные обособления, сложенные до 30 % сланцеватым слюдистым веществом. Чешуйки слюды длиной около 0.015 мм и 0.001 мм в сечении местами образуют слипшиеся агрегаты, гнезда, прожилки в промежутках обломков кварцита разной величины. Рудные прожилки включают разноориентированные кусочки слюдистого кварцита. В таких местах встречаются метакристаллы кварца, ориентированные перпендикулярно рассланцеванию, которое лучше всего подчеркивается размещением чешуек серицита. В единичных образцах встречаются обломки изверженной породы, где гетит образует псевдоморфозы по пириту и титаномагнетиту, а с кварцем ассоциирует плагиоклаз.

В рудах Сугула установлены псиломелан, криптомелан, голландит, пиролюзит, браунит, манганит, маннардит, романешит, литиофорит, гетит, образующие тесные срастания друг с другом и с нерудными минералами, среди которых преобладает кварц и незначительная примесь серицита, каолинита, рутила и других минералов, в том числе барита, пирита, титаномагнетита. Химический состав марганцевых руд следующий (мас. %): Mn 11.80–53.20, MnO 1.72–8.41, MnO₂ 16.55–79.90, SiO₂ 2.90–58.85, Al₂O₃ <0.01–5.82, TiO₂ <0.01–0.78, Fe₂O₃ 1.57–8.32, MgO 0.05–0.17, CaO 0.20–0.87, Na₂O 0.07–0.17, K₂O 0.38–1.31, P₂O₅ 0.12–0.42, H₂O 0.46–0.76, п.п.п. 1.93–7.00.

Полученный материал свидетельствует о наложении процессов выветривания на образовавшиеся ранее гидротермально-метасоматические руды. Об этом говорят следующие обстоятельства.

1. Составы минералов, последовательность их образования и текстурно-структурные особенности руд. Марганцевые минералы представлены как низкотемпературными образованиями группы псиломелана, криптомелана, пиролюзитом, манганитом, так и реликтами браунита – минерала, кристаллизующегося обычно из более высокотемпературных растворов. Из других минералов в марганцевых рудах отмечаются реликты пирита, в том числе фрамбоидального, который замещается гетитом, халькопирита и борнита. Пирит присутствует как в кремнистой породе, так и в марганцевистом цементе.

2. В железо-марганцевом цементе брекчий нередко наблюдается флюидальность, выраженная ориентацией в одном направлении мелких таблитчатых обломков кварцита, а в рудокластах цементация обломков колломорфной марганцевой руды флюидальным кремнисто-псиломелановым агрегатом.

3. Химический состав руд. Химический состав руд и марганцовистых пород в своей нерудной части мало чем отличается от вмещающих кварцитов и кремнистых сланцев. Это, в основном, двухкомпонентная порода, состоящая из кремнезема и оксидов марганца.

Таким образом, главная масса марганцевых и железо-марганцевых руд Сугульской площади является, как нам представляется, гидротермально-метасоматическими образованиями. Источником марганца для них, вероятно, послужили обогащенные марганцем кремнистые, углисто-кремнистые, карбонатно-кремнистые породы и вулканогенно-осадочные марганцевые руды баратальской свиты венда-нижнего кембрия. Источником энергии, растворов и частично рудного вещества являлась тектоно-магматическая активизация Горного Алтая в девоне. Об этой связи говорит широкое распространение марганцевых проявлений и месторождений в венд-нижне­кембрийских толщах Алтае-Саянской складчатой области. Намечаются три основных этапа в истории формирования марганцевых руд района:

1 – накопление марганца в венд-нижнекембрийских осадочных и вулканогенно-осадочных толщах с последующим их диагенезом, эпигенезом и региональным метаморфизмом. О масштабах его непосредственно в Северо-Восточном Алтае пока сведений нет;

2 – тектоно-магматическая активизация Горного Алтая в девоне. Регенерация первичных месторождений и рудопроявлений, а также экстрагирование марганца из обогащенных пород. Отложение и концентрация рудного вещества в зоне тектонических брекчий и рассланцевания. Состав отложившихся руд, видимо, был существенно браунитовым и пиролюзит-криптомелан-голландит-тодорокитовым;

3 – гипергенез и формирование коры выветривания в мел-палеогеновое время. В этот период руды частично были дезинтегрированы, переотложены и окислены. Сформировались пиролюзит-псиломелановые и гетит-пиролюзит-псиломелановые разновидности с манжироитом, романешитом, тодорокитом, рамсделлитом и другими гидроксидными минералами.

Выдвинутые представления о генезисе, с учетом детального изучения состава руд, существенно увеличивают перспективы Сугульского проявления для получения запасов оксидных марганцевых руд промышленных категорий.