Блог


Аюпова Н.Р.
СУЛЬФИДНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ В ГЕМАТИТ-КВАРЦЕВЫХ ПОРОДАХ АЛЕКСАНДРИНСКОГО РУДНОГО РАЙОНА (ЮЖНЫЙ УРАЛ)

СУЛЬФИДНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ В ГЕМАТИТ-КВАРЦЕВЫХ ПОРОДАХ

АЛЕКСАНДРИНСКОГО РУДНОГО РАЙОНА (ЮЖНЫЙ УРАЛ)

Н. Р. Аюпова

Институт минералогии УрО РАН, Миасс, Россия

 

Александринский рудный район расположен в северной части Восточно-Магнитогорской металлогенической зоны в пределах Учалино-Александринской колчеданоносной структуры Южного Урала. В районе выявлено одно промышленное медно-цинково-колчеданное месторождение (Александринское), три крупных (Бабарыкинское, Сабановское, Каменный Плес) и множество мелких рудопроявлений (Правобережное, Маячное, Нагайбакское, Катабукское, Фестивальное, и др.). Характерной чертой Александринского рудного района является широкое распространение гематит-кварцевых пород, локализованных на четырех стратиграфических уровнях, каждый из которых завершает формирование вулканогенных толщ [3].

Первый уровень гематит-кварцевых пород приурочен к верхней части базальтовой карамалыташской (kr1) толщи, вскрытый глубокими скважинами на флангах Александринского месторождения (мощностью 1–5 м) и представленный джасперитами оранжево-красного цвета, иногда с вкрапленностью пирита. На удалении от Александринской вулканодепрессии они сменяются яшмами и зелеными силицитами (например, в Совхозной депрессии). Благодаря их устойчивости к выветриванию, эти породы часто распространены и на поверхности в виде коренных выходов и элювиальных развалов, фиксируя местоположение известных рудопроявлений.

Второй («александринский») уровень залегает в кровле андезит-дацит-риолитовой толщи (kr2) и локализован в виде первичного ореола на рудоносном уровне в кровле и на выклинивании сульфидных тел Александринского месторождения.

Третий уровень залегает в кровле надрудной базальтовой толщи (kr3), которая встречается в центральной части Александринского месторождения. Оксидно-железистые породы этого уровня образуют маломощные линзы среди базальтовых гиалокластитов (в карьере Александринского месторождения – 20 см, в керне скважин – от 3 до 5 см). Несмотря на то, что выявленные оксидно-железистые отложения фиксируют уровень вкрапленного сульфидоотложения, признаков апосульфидного железистого материала в них не обнаружено.

Четвертый уровень находится в кровле риолит-дацитовой толщи на границе с известняками урлядинской толщи (kr3-ul). Этот горизонт гематит-кварцевых пород соответствует рудоносному уровню рудопроявления Каменный Плес.

В работе рассмотрены результаты минералого-геохимических исследований гематит-кварцевых пород, содержащих сульфидную минерализацию, из различных рудоносных уровней, направленные на диагностику их рудоконтролирующих и безрудных горизонтов.

На Александринском месторождении установлены автохтонные госсаниты – продукты окисления колчеданных руд – в кровле первого рудного тела, где они образуют закономерный вертикальный ряд в зоне субмаринного окисления колчеданных руд: сульфидные руды – барититы – госсаниты [3]. Прослои апосульфидных госсанитов достигают мощности 1 м. В нижней части госсанитовых слоев гематитовый и хлорит-гематитовый материал цементирует рудный материал, состоящий из обломков барит-халькопирит-пиритовых руд, а также гематитовых и гематит-кварцевых пород с примесью вулканокластов кислого состава. В госсанитах наблюдаются признаки замещения крупных рудокластов (размером до 20–30 см) тонкодисперсным пурпурно-красным гематитом.

Аллохтонные госсаниты на выклинке 1 рудного тела Александринского месторождения представлены чередованием пиритовых и гиалокластитовых слоев. Основная масса госсанитовых слоев состоит из гиалокластов, замещенных хлоритом и гематитом, зерен кварца, включений рутила и апатита. Реликты рудокластов в этих слоях представлены редкими обломками пиритового и барит-халькопирит-пиритового состава. Обычным для госсанитов является последовательное замещение пиритовых рудокластов халькопиритом и баритом, а затем гематитом с образованием полных псевдоморфоз гематита по рудокластам. Во многих случаях наблюдается обрастание рудокластов каймой позднего пирита. Пиритовые рудокластыхарактеризуются повышенными содержаниями Cu, Zn, Pb, Au, Ag, Te, Bi, As, наследуемых от гидротермальных руд [2]. Содержания многих халькофильных и редких элементов, характерных для колчеданных руд, за исключением Sb и Ba, существенно снижаются в гематитовых псевдоморфозах по сравнению с рудокластическим пиритом.

На западном фланге 1 рудного тела Александринского месторождения встречены гематит-кварцевыепороды (мощностью до 20–50 см), содержащие интенсивную пиритовую минерализацию. Основная масса породы состоит из агрегатов красного тонкодисперсного гематита в тонком срастании с хлоритом и кварцем и характеризуется почковидными, колломорфными, глобулярными и реликтовыми микробрекчиевыми структурами. В гематит-хлорит-кварцевой матрице обнаруживаются многочисленные полные псевдоморфозы гематит-кварцевого состава по пириту с четкими резкими кристаллическими контурами, а также мельчайшие частицы апатита и кальцита. Строгое послойное распределение сульфидов проявляется независимо от количества гематитизированных гиалокластов или гелевидного агрегата кремнезема. Под микроскопом пиритовые агрегаты в центральных частях обнаруживают пористость или состоят из отдельных ядер (почковидные агрегаты, зерна кубической, иногда изометричной форм) размером десятки микрометров и отделяются от однородной наружной зоны. В агрегатах пирита часто присутствуют мельчайшие неправильные по форме включения сфалерита, халькопирита и пирротина. Форма и внутреннее строение этих агрегатов характерны для рудокластов. Подобные гематит-кварцевые породы описаны на Талганском медно-цинково-колчеданном месторождении (Верхнеуральский рудный район) и отнесены к «зрелым» госсанитам [1].

К северо-северо-востоку от Бабарыкинского колчеданно-полиметаллического рудопроявления в основании урлядинской толщи на контакте базальтовых гиалокластитов и кремнистых пелитолитов встречаются гематит-кварцевые породы. Гематит-хлорит-кварцевый матрикс содержит зерна стекловатого кварца, обособленные чешуйки хлорита, рутил, разъеденные мельчайшие частицы апатита. В основной массе наблюдаются микроскопические слойки, представленные чередованием госсанитовых, гиалокластитовых и обогащенных пиритом слойков (первые миллиметры), что может свидетельствовать об аллохтонном залегании этих пород. Для угловатых обломочных зерен пирита характерно неоднородное строение: в ядре каждого кристалла пирита содержится пористая затравка первичного дисульфида железа, а по краям они обрастают более поздним пиритом. Как правило, в их центральных частях содержатся редкие включения пирротина и халькопирита. Халькопирит также развивается в трещинках совместно с дигенитом. Более позднее окисление сульфидов проявлено в виде кайм гематита вокруг пирита и халькопирита. Установленные текстурно-структурные особенности гематит-кварцевых пород и присутствие в них пирита со специфическим внутренним строением, характерным для рудокластов, могут указывать на принадлежность этих образований к дистальной части колчеданоносного вулканогенно-осадочного горизонта Бабарыкинского рудопроявления. Пирит по содержаниям Cu, Pb, As, Ti, Au и Mn сопоставим с пиритовыми рудокластами из госсанитов Александринского месторождения, а низкие содержания Zn, Mo, Zr и Ba сближают их с пиритом из «зрелых» госсанитов Александринского месторождения [2].

На рудопроявлении Правобережное в ассоциации с обломочными породами смешанного состава (kr1-kr2) встречаются гематит-кварцевые породы с интенсивной вкрапленностью пирита. Гематит-кварцевые породы состоят из псевдоморфных гематит-кварцевых обломков, которые несут черты раскристаллизации геля с появлением диагенетических микробрекчиевых текстур и трещин синерезиса. Иногда породы изменены до неузнаваемости и состоят из причудливых узоров и глобулярных частиц гематит-кварцевого состава в прозрачном кварцевом цементе. В гематит-кварцевой массе наблюдается вкрапленность частичных или почти полных псевдоморфоз гетита по пириту. Псевдоморфозы распределены по породе неравномерно и представлены кристаллическими агрегатами пирита с характерной округло-изометричной формой зерен с неоднородным внутренним строением: в центре – гетитовое ядро с типичной гелевой структурой, иногда с мельчайшими реликтами пирита, а по краям – гематит. Степень замещения пирита гидроокислами железа неравномерная. Такая пиритовая минерализация характерна для рудовмещающих гидротермально-измененных пород кислого состава этого рудопроявления. Пиритизация гематит-кварцевых пород в этом случае рассматривается в качестве естественной составной части поздних гидротермальных изменений пород. На это может указывать обогащенность гематит-кварцевых пород Zn (129 г/т), Mn (273 г/т), As (152 г/т) и обедненность их другими элементами.

Гематит-кварцевые породы рудопроявления Ягодное (участок Фестивальный) приурочены к лавокластитам дацитового состава и характеризуются массивными и пятнистыми текстурами. Породы сильно изменены, гематит-кварцевые обломки сохранены частично и часто сливаются друг с другом, теряя границы. Внутреннее строение таких образований оолитовое, колломорфное с концентрическими зонами кварцевого и кварц-гематитового состава. Обломковидные образования отделены друг от друга прозрачным кварцем, который содержит много мелких обломочков гематит-кварцевого состава. В породе наблюдаются редкие псевдоморфозы гетита по пириту. Обычно это кубические одиночные кристаллы или их сростки с прямолинейными контурами и нередко с ультрамикроскопическими кристаллами барита вокруг пиритовых псевдоморфоз. Размер пиритовых кристаллов сотые–десятые доли миллиметра, а в отдельных случаях достигает 1–2 мм. Несмотря на интенсивные текстурно-структурные изменения, гематит-кварцевые породы характеризуются повышенными содержаниями элементов-примесей (в г/т): Cu – 179, Zn – 321, As – 172, Ba – 92, Pb –27 и, возможно, имеют маркирующее значение рудоконтролирующего уровня.

Таким образом, сульфидная минерализация в гематит-кварцевых породах гетерогенна по своей природе: наряду с сульфидными прослоями и единичными реликтами значительно преобразованных рудокластов, широко распространены различные текстурно-структурные разновидности пирита, образованные в специфических обстановках диагенеза или путем переотложения хорошо сформированных кристаллов при поступлении новых порций гидротермальных растворов. Ассоциирующие с сульфидными рудами гематит-кварцевые породы переслаиваются с сульфидными прослоями и, как правило, содержат в своем составе многочисленные реликты рудокластов или полные гематитовые и кварц-гематитовые псевдоморфозы по рудокластам. В случае диагенетических изменений гематит-кварцевых пород, об апорудокластической природе пирита свидетельствуют присутствие пористых ядер, зональность, обрастание их поздним пиритом, срезание текстурного рисунка. Вкрапленность частично окисленных и полных псевдоморфоз гетита по пиритовым кристаллам является обычным для многих безрудных горизонтов гематит-кварцевых пород и в целом для рудовмещающей толщи Александринского рудного района.

Автор благодарит к. г.-м. н. К. А. Новоселова, Е. В. Белогуб, И. Г.Жукова за помощь в сборе материала и д. г.-м. н. В. В. Масленникова – за консультации.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (05-05-64532), программ ОНЗ-2 «Глобальное сравнение рудных фаций крупных колчеданных месторождений», Президиума РАН № 17 и Минобрнауки РНП.2.1.1.1840.

 

Литература 

  1. Аюпова Н. Р., Масленников В. В.Гальмиролититы Узельгинского колчеданоносного поля. Миасс: ИМин УрО РАН, 2005. 199 с.
  2. Аюпова Н. Р., Масленников В. В., Ярославцева Н. С.Элементы-примеси в пирите из околорудных отложений Александринского рудного района (Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов-2007. Условия рудообразования. Миасс: ИМин УрО РАН, 2007. С. 153–159.
  3. Тесалина С. Г., Масленников В. В., Сурин Т. Н. Александринское медно-цинково-колчеданное месторождение. Миасс: ИМин УрО РАН, 1998. 228 с.