Блог

Ярославцева Н. С.
МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СЛОИСТЫХ ВУЛКАНОГЕННО-ОСАДОЧНЫХ ПОРОД ФЕСТИВАЛЬНОГО УЧАСТКА, АЛЕКСАНДРИНСКИЙ КОЛЧЕДАНОНОСНЫЙ РАЙОН (ЮЖНЫЙ УРАЛ)

РЕФЕРАТ

МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

 СЛОИСТЫХ ВУЛКАНОГЕННО-ОСАДОЧНЫХ ПОРОД ФЕСТИВАЛЬНОГО УЧАСТКА, АЛЕКСАНДРИНСКИЙ КОЛЧЕДАНОНОСНЫЙ РАЙОН (ЮЖНЫЙ УРАЛ)

 Н. С. Ярославцева

Институт минералогии УрО РАН, Миасс

 

Слоистые кремнисто-пелитовые отложения широко распространены в колчеданоносных районах Урала. Рудоконтролирующие вулканогенно-осадочные горизонты имеют свои минералого-геохимические особенности, позволяющие отличить их от безрудных слоистых пачек. Автором изучены кремнисто-пелитовые отложения, ассоциирующие с гиалокластогенными тефротурбидитами. Цель исследований – определение отношения изученной слоистой пачки к колчеданообразованию.

Поставленная задача решалась на основе комплекса современных петрографических, минералогических, рентгеноструктурных, геохимических методов, включая метод масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП–МС), обладающий высокой чувствительностью и широким спектром проверяемых элементов-примесей (49 элементов). Для анализа главных породообразующих оксидов был использован силикатный анализ, выполненый в лаборатории «Минералогии техногенеза и геоэкологии» ИМин УрО РАН.

Наиболее представительными оказались разрезы, вскрытые в 2006 г. скважинами на Южно-Фестивальном участке в Александринском рудном районе. На этом участке кремнисто-пелитовые отложения переслаиваются со слоями дистальных тефротурбидитов андезито-базальтового состава. При макроскопическом описании керна установлено два интервала слоистых пород: первый на глубине 42.7–46.1 м (мощностью 340 см) и второй – на 85.3–86.7 м (140 см). В первом интервале наблюдается переслаивание кремнисто-пелитовых отложений с песчаниками, алевролитами, яшмами, хлорит-магнетитовыми слоями, редко с джасперитами и тефроидами. Можно выделить 5 ритмов мощностью от 20 до 110 см. Все ритмиты начинаются обломочным апогиалокластогенным песчаником, который тонко переслаивается с кремнистыми пелитолитами. Во втором интервале наблюдается переслаивание кремнистых пелитолитов с песчаниками, эпидозитами, пелитолитами, магнетитами, яшмами, редко с джасперитами и тефроидами. Можно выделить 10 ритмов с мощностью от 1 до 30 см.

Кремнистые пелитолиты и песчаники окрашены в зеленый, серовато- или желтовато-зеленый, вишнево-красный и почти черный цвета. Текстура – горизонтально-слоистая, оползневая.

Под микроскопом в проходящем свете видно, что кремнистые пелитолиты содержат реликты микрокластического гиалокластического материала. Реликты гиалокластов представлены несортированными угловатыми, изометричными и удлиненными обломками стекловатого облика. Цвет их меняется от зеленого, темно-зеленого, почти до черного. Размер обломков варьируют от пылевидных до 1–2 см. В некоторых случаях в них встречаются лейсты альбита и зерна лейкоксена. Цемент – базальный, представлен гидрослюдисто-кварцевым агрегатом, в котором заключены реликты мельчайших гиалокластов

Кварц участвует в строении микрокристаллических агрегатов ге­ма­тита, эпидота и хлорита.Относительно чистый от примеси гематита кварц образует прожилки и гнезда. Более поздний кварц замещает все минеральные фазы.

Выявлено несколько морфоструктурных разновидностей гематита, условно названные: гематит-1 – сгустковые выделения оранжево-красного цвета; гематит-2 – кирпично-красные обособления гематита образуют псевдоморфозы по гиалокластам и выполняют в ассоциации с кварцем жилки; гематит-3 – серо-белые пластинчатые, кубические кристаллы и ксеноморфные зерна в основной массе. Также гематит-3 замещает магнетит и плагиоклаз.

Хлорит в кремнистых породах содержится в большом количестве, вплоть до образования в них хлоритолитовых прослоев. Темно-зеленый, почти черного цвета хлорит образует тонкочешуйчатые агрегаты с примесью кварца, эпидота и гематита.

Альбит представлен изометричными зернами. Микролиты альбита не имеют четких очертаний и беспорядочно ориентированы.

Лейкоксен представлен редкими кристаллическими агрегатами или в виде тонкой прерывающейся каемки голубого цвета. В составе этих пород также отмечены калиевые гидрослюды, кальцит, эпидот, ортоклаз и авгит.

Из рудных минералов кремнисто-пелитовые слойки содержат магнетит, пирит и халькопирит.

Вкрапленники магнетита-1 в породе имеют неправильную, идиоморфную и изометричную формы (октаэдрические зерна), размеры от тысячных до сотых-десятых долей миллиметров. Видимые включения других минералов в зернах очень редки, сростки с сульфидами нехарактерны. Количество в породе достигает 40–50 % объема. Полосчатая текстура в образцах обусловлена чередованием полос существенно магнетитового состава и тонких кремнистых прослоев или их фрагментов. Часть магнетита представляет собой смесь двух фаз: магнетита и маггемита (данные рентгеноструктурного анализа, ИМин УрО РАН, аналитик П. В. Хворов), в редких случаях магнетит содержит включения гематита. Магнетит-2 значительно уступает магнетиту-1 по количеству (10–15 % об.) и образует гнездовидные обособления. Характерны укрупненные размеры (десятые доли–единицы миллиметра), преимущественно аллотриоморфнозернистая структура, изредка отмечаются идиоморфные вкрапленники. Часть магнетита образует самостоятельные выделения, другая часть – в ассоциации с гематитом-3 замещает сульфиды. Магнетит-2 подвержен мартитизации, которая приурочена к наиболее окремненным частям породы.

Пирит представлен изометричными (кубическими) одиночными кристаллами и ксеноморфными выделениями, также встречается растресканный пирит, часто слагающий прожилки мощностью до 0.6 см. Почти все зерна пирита корродированны, редко встречаются «чистые» зерна. Некоторые зерна пирита замещаются магнетитом или гематит-магнетитом, в других по трещинам и периферии развивается халькопирит. Также в зернах пирита установлены мелкие включения пирротина, магнетита, рутила, сфена и халькопирита. Вероятно, что рутил и сфен образовались в результате перераспределения титана в породах.

Халькопирит представлен редкими зернами ксеноморфной формы. Наблюдается в ассоциации с пиритом, магнетитом или образует самостоятельные выделения.

В целом, породы слоистой пачки подверглись метасоматическим изменениям, таким как эпидотизация с образованием округлых и прожилковидных выделений эпидота фисташково-зеленого цвета; гематитизация (в отраженнос свете – пятна и жилки оранжево-красного цвета и зерна гематита серо-белого цвета); хлоритизация (округлые и прожилковидные выделения черно-зеленого цвета) и повсеместным окремнением.

При сравнении кремнисто-пелитовых отложений по данным силикатного анализа обнаружено, что кремнистые пелитолиты обогащены CaO (1.8–13.45 мас. %) и Р2О5 (0.07–0.4 %), а песчаники –FeO (1.94–8.1 %), MgO (2.02–7.8 %) и MnO (0.4–0.17 %). Однако, в целом, отличия в содержаниях главных породообразующих компонентов в кремнистых пелитолитах и песчаниках незначительные. По данным ИСП-МС анализа, в кремнистых пелитолитах обнаружено обогащение (г/т): Rb (0.58–104.88), Ba (18.23–2136.51), Tl (0.00–0.51), U (0.11–1.34).

В целом, формирование слоистых вулканогенно-осадочных пород происходило с выносом магния и железа и небольшим привносом кальция и фосфора. Последние два элемента могут быть связаны с поступлением планктона, однако реликтов микрофоссилий в кремнистых пелитолитах не обнаружено [3].

Содержания рудных элементов низкие (Cu 83.9 г/т; Zn 116.5 г/т; Pb 15.3 г/т) и в различных слоях меняются несущественно. Полученные геохимические данные являются характерной чертой для безрудных горизонтов.

               В рудоконтролирующих вулканогенно-осадочных горизонтах в условиях воздействия гидротермальной системы накапливаются медь, свинец, цинк, сера, железо, уменьшается содержание натрия. В некоторых случаях присутствие мышьяка, серебра, кадмия и, иногда, фосфора также может служить геохимической особенностью этих пород. Осадки, сформированные при региональном гальмиролизе, обогащены калием, марганцем, железом, алюминием и натрием [1, 2].

                 Таким образом, изложенные результаты послойного изучения слоистой пачки Фестивального участка Александринского рудного района позволяют отнести их к безрудным вулканогенно-осадочным горизонтам.

Автор благодарен научному руководителю д.г.-м.н. В. В. Масленникову, а также к.г.-м.н. Н. Р. Аюповой, к.г.-м.н. П. В. Хворову, к.г.-м.н. Е. В. Белогуб за консультации.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (05-05-64532), программ ОНЗ-2 «Глобальное сравнение рудных фаций крупных колчеданных месторождений» и гранта Минобразования и науки № РНП.2.1.1.1840.

 

Литература 

  1. Аюпова Н. Р., Масленников В. В.Гальмиролититы Узельгинского колчеданоносного поля (Южный Урал). Миасс: УрО РАН, 2005. 199 с.
  2. Масленников В. В.Литогенез и колчеданообразование. Миасс: ИМин УрО РАН, 2006. 348 с.
  3. Ярославцева Н. С.Кремнисто-пелитовые отложения как продукты преобразования гиалокластогенных осадков (на примере Александринского колчеданоносного района) // Металлогения древних и современных океанов-2007. Гидротермальные и гипергенные рудоносные системы. Т. 1. Миасс: ИМин УрО РАН, 2007. С. 159–166.