Блог

Брусницын А. И., Жуков И. Г.
Новые данные по минералогии марганцевых месторождений Южного Урала

НОВЫЕ ДАНЫЕ ПО МИНЕРАЛОГИИ МАРГАНЦЕВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

ЮЖНОГО УРАЛА

А. И. Брусницын¹, И. Г. Жуков²

¹Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

²Институт минералогии УрО РАН, Миасс, Россия

                В пределах девонских отложений Магнитогорского палеовулканического пояса известно несколько десятков марганцевых месторождений гидротермально-осадочного происхождения. По условиям седименации рудного вещества среди них выделены два главных типа: 1) приустьевые отложения, сформировавшиеся непосредственно в области разгрузки субмаринных гидротермальных растворов; 2) дистальные отложения, накопленные на удалении от гидротермальных источников [3, 4].

Характерной особенностью отложений первого типа является присутствие органического вещества (С_орг), разложение которого приводило к увеличению в поровом растворе концентраций углекислоты, снижению содержания кислорода и созданию восстановительной среды минералообразования на этапах захоронения и метаморфизма рудных залежей. В результате марганцевые породы данных месторождений сложены в основном родохрозитом и силикатами двухвалентного марганца. Дистальные отложения практически не содержали биогенных углеводородов, поэтому в ходе постседиментационных процессов не происходило резкого снижения f_O2, и марганец сохранял высокую степень окисления, концентрируясь преимущественно в составе браунита. Соответственно, минеральный состав пород месторождений первого и второго типов можно охарактеризовать как «восстановленный» оксидно-карбонатно-силикатный и «окисленный» оксидно-силикатный.

Всего в составе не измененных гипергенными процессами марганцевых пород Южного Урала установлен 61 минерал (табл. 1). В их числе ряд редких минералов: аллеганит, риббеит, пумпеллиит-Mn, манганаксинит, марганцевый эгирин, манганбабингтонит, винчит, кариопилит, манганпиросмалит, марганцевый клинохлор, широцулит, парсеттенсит, баннистерит, кумбсит и др. Изучение пространственно-возрастных взаимоотношений между минералами позволило реконструировать последовательные процессы формирования марганцевых пород от накопления рудного вещества до его постседиментационных преобразований (табл. 2).

Продукты первого, «осадочного», этапа лучше всего сохранились в приустьевых отложениях. В ходе диагенеза таких осадков происходили частичное восстановление исходных (седиментогенных) оксидов и гидроксидов марганца, коагуляция Mn-Si-геля с образованием неотокита, замещением всех этих минералов родохрозитом. Кроме того, скорее всего, в процессе диагенеза гидроксиды железа трансформировались в гематит, а местами – в магнетит, в породах появились хлориты, тальк и вкрапленники сульфидов. По составу сформированные осадочные породы, видимо, были близки к неметаморфизованным кварц-неотокит-манганит-родохрозитовым рудам гидротермально-осадочных месторождений Оброчиште в Болгарии и Чхиквта в Грузии [1, 2].

В дистальных отложениях осадочно-диагенетические парагенезисы достоверно не документируются, поскольку они были практически полностью вытеснены более позними метаморфогенными ассоциациями. Однако ясно, что при отсутствии в таких осадках сильных восстановителей (С_орг) к завершению диагенеза марганец и железо сохраняли высокую степень окисления и находились преимущественно в оксидной форме; кроме того, уже на этом этапе в породе мог образовываться браунит.

На втором этапе – при захоронении и метаморфизме рудных залежей − образовывались многочисленные силикаты марганца и железа. Понятно, что кристаллизация (и перекристаллизация) конкретных минералов происходила не одновременно, но общим итогом метаморфогенных процессов стало формирование наблюдаемых сейчас ассоциаций основной массы пород. Набор таких ассоциаций контролировался окислительно-восстановительными свойствами среды (концентрацией кислорода и углекислоты в поровом растворе) и химическим составом отложений. Третий этап связан с тектоническими деформациями рудоносных толщ и вызванной ими активизацией поровых растворов, приведшей к образованию в породах метасоматических и сегрегационных прожилков. На завершающем, гипергенном, этапе происходило окисление карбонатов и силикатов марганца с образованием пиролюзита, криптомелана, вернадита, рансьеита, нсутита и некоторых других минералов.

Литература

1. Алексиев Б.Неотокит из олигоценового марганцеворудного горизонта Варненского района // Минерал. сборник Львов. геол. об-ва, 1960. № 14. С. 208−214.
2. Андрущенко П. Ф., Суслов А. Т., Гавашвили Н. В.Марганцевые месторождения Тетрицкаройского рудного района Грузии // Вулканогенно-осадочные и гидротермальные марганцевые месторождения (Центральный Казахстан, Малый Кавказ, Енисейский кряж). М.: Наука, 1985. С. 115−172.
3. Брусницын А. И.Модели формирования марганцевых месторождений Магнитогорского палеовулканического пояса // Терригенные осадочные последовательности Урала и сопредельных территорий: седименто- и литогенез, минерагения. Матер. 5 Урал. литолог. совещ. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2002. С. 36−39.
4. Жуков И. Г.Генетические типы девонских марганценосных отложений Магнитогорской палеоостроводужной системы // Металлогения древних и современных океанов-2000. Открытие, оценка, освоение месторождений. Миасс: ИМин УрО РАН, 2000. С. 63−67.

Таблица 2

Этапы формирования минерального состава, текстур и структур марганцевых пород месторождений Южного Урала

Примечание. ¹⁾ – в том числе аморфные фазы, а также поликомпонентные включения вулканитов и смектитов. Курсивом выделены минералы, унаследованные от предыдущих этапов, т. е. образовавшиеся ранее, но устойчивые в парагенезисах данного этапа развития месторождений. Аналогичным образом выделены текстуры и структуры. Знак вопроса поставлен у минералов, образующихся предположительно на данном этапе.