Распределение свинца, цинка, барита и их соотношение в рудах как геохимический фактор оценки стратиморфного свинцово-цинкового оруденения месторождения "Учкулач"

Размещено на http://www.allbest.ru/

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СВИНЦА, ЦИНКА, БАРИТА И ИХ СООТНОШЕНИЕ В РУДАХ КАК ГЕОХИМИЧЕСКИЙ ФАКТОР ОЦЕНКИ СТРАТИМОРФНОГО СВИНЦОВО-ЦИНКОВОГО ОРУДЕНЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ «УЧКУЛАЧ»

месторождений свинцовый цинковый барит

П.В. Панкратьев, д.г.-м.н, профессор, В.С. Пантелеев, аспирант

Оренбургский государственный университет

Одним из важных факторов прогнозирования свинцово-цинковых месторождений является геохимический, который находит отражение в разнообразных геохимических ореолах (Григорян, Янишевский, 1968; Овчинников, Баранов, 1975; Овчинников и др.,1979). Большое значение при оценке полиметаллических руд и изучении вопросов их зональности имеет выяснение характера распределения в них главных рудообразующих элементов (Смирнов, Еремин,1976; Кривцов, Шишаков, 1980 и др.). Определенный интерес представляет также изучение количественных соотношений основных компонентов руд, отражающих условия их формирования (Панкратьев, 1965, Горжевский 1970 и др.).

Учкулачское рудное поле находится в северных предгорьях Северо-Нуратинского хребта в пределах горной гряды Ханбандытау. В схеме металлогенического районирования эта территория входит в состав Учкулач-Гузанской металлогенической зоны («Региональная металлогения», 1979). В тектоническом отношении она приурочена к зоне глубинных разломов, ограничивающих грабено- и горстообразные структуры рифтогенного типа, вдоль которых широко проявлены подводные основные и наземные кислые вулканические породы бандской свиты (Д1-Д2e bn). В пределах рудного поля развиты в основном кислые разности вулканитов - туфы, туфолавы, лавы липаритового порфира. Реже встречаются прослои лав андезито-дацитового и андезитового состава.

Вулканогенные породы залегают в основании разреза. На них согласно или с незначительным размывом залегают отложения учкулачской (Д2 gv1) свиты, разделенные на две подсвиты, - нижнеучкулачскую вулканогенно-терригенно-карбонатную и верхнеучкулачскую, преимущественно карбонатную; их перекрывают особенно широко распространенные на западном фланге рудного поля, писталитауская (Д2 gv2 ps), ханбандытауская (Д2 gv2 h п), ментская (Д3 fr1 m п), по составу карбонатные, и устькуруксайская (Д3 fr1 uk) терригенно-карбонатная свиты. Основной рудовмещающей является учкулачская свита. Отложения нижнеучкулачской подсвиты представлены переслаивающимися доломитами, туфогравелитами, аргиллитами, содержащими примесь пирокластического материала, прослоями туфов и лав липаритового состава [4].

Верхнеучкулачская подсвита сложена доломитами, органогенными известняками, седиментационными карбонатными брекчиями, реже, преимущественно в основании разреза, аргиллитами, которые иногда, также как и породы нижнеучкулачской подсвиты, содержат примесь пирокластического материала. В целом разрез учкулачской свиты на западном фланге рудного поля становится более известковым.

Главной структурой рудного поля является ханбандытауская горст-антиклиналь субширотного простирания, осложненная складчатостью более высокого порядка. Из разрывных нарушений наиболее крупные Северо-Учкулачский и Южно-Ханбандытауский разломы, ограничивающие антиклиналь с севера и юга, а также Южно-Учкулачсккй взбросо-сдвиг. Кроме того развиты разломы диагонального и поперечного направления, которые имеют в основном послерудный характер.

Учкулачское рудное поле включает ряд участков, два из них (Дальний и Центральный) являются самостоятельными месторождениями. Свинцово-цинковое оруденение приурочено к различным литолого-стратиграфическим уровням, каждый из которых характеризуется рудами определенного типа, в результате чего в распределении руд отмечается вертикальная зональность. В нижней части разреза нижнеучкулачской подсвиты руды существенно баритовые, выше барит-галенит-сфалеритовые, далее, в основании верхнеучкулачской подсвиты, галенит-сфалеритовые и в верхней части разреза учкулачской свиты - существенно колчеданные [3].

Рудные тела представлены линзовидными и сравнительно выдержанными лентовидными пластовыми телами, которые располагаются кулисно по отношению друг к другу и образуют многоярусные залежи барит-свинцово-цинкового и колчеданного состава.

В основу анализа закономерностей распределения главных полезных компонентов руд положены результаты разведочного опробования рудных залежей на свинец, цинк, барит, по скважинным сечениям и штольневому горизонту, а также отношения содержаний свинца и цинка. Обобщение данных опробования предусматривало: 1) изучение вариаций содержаний свинца, цинка, барита и свинцово-цинкового отношения в рудных телах в геологическом разрезе, по простиранию рудных тел (по различным разведочным профилям), в поперечных сечениях их; 2) рассмотрение отношений средних содержаний и запасов свинца и цинка по отдельным рудным телам; 3) анализ характера зональности в пределах отдельных рудных тел, а также в поперечном и продольном сечениях месторождений и рудного поля в целом.

Проведенные исследования позволили выявить ряд интересных закономерностей.

В распределении свинца, цинка, барита, в геологическом разрезе рудного поля наблюдается своеобразная вертикальная зональность, заключающаяся в снижении отношения свинца к цинку от нижних горизонтов к верхним. Так, на Центральном участке отношение свинца к цинку уменьшается от рудных тел, находящихся в отложениях нижнеучкулачской подсвиты, к рудным телам веркнеучкулачской подсвиты; рудная минерализация, локализующаяся на границе этих подсвит, в тектонически неспокойной части разреза отличается несколько повышенным отношением свинца к цинку и повышенными содержаниями свинца, что связано с преобразованием руд в этой контактовой зоне в процессе складчатости.

Ещё более отчетливая зональность отмечается для барита. Его концентрации снижаются от нижних частей разреза к верхним. Наличие баритовых, барит-доломитовых ритмов, баритовых прослоев в аргиллитах, чередование зон ритмически-полосчатых баритовых руд с отчетливо сингенетичным колчеданным оруденением, широкое распространение барита в цементе туфогравелитов и, наконец, о чем свидетельствует наличие обломковидных руд барита в складчатых зонах.

С увеличением количества барита в рудах снижается отношение свинца к цинку и соответственно наблюдается прямая зависимость в содержаниях барита и цинка. Минералогическими исследованиями также выделяется барит-сфалеритовая ассоциация, которая характерна для руд в туфогравелитах. Чередование в разрезе нижнеучкулачской подсвиты туфогравелитов, с барит-сфалеритовыми рудами, и доломитов, с пирит-галенит-сфалеритовыми, обуславливает ритмичное строение рудных тел. В целом для учкулачской свиты отмечается четкая прямая зависимость в содержаниях цинка и силикатной составляющей, что хорошо видно не только в рудных телах нижнеучкулачской подсвиты, где широко развиты терригенные и терригенно-пирокластические разности пород.

Анализ зависимости концентраций барита и свинцово-цинкового отношения показывает, что в рудном теле нижнеучкулачской подсвиты при низком отношении свинца к цинку (0,1 - 0,25), отмечаются наибольшие концентрации барита и наиболее широкие пределы их колебаний. В рудном теле «г» с увеличением количества барита увеличивается свинцово-цинковое отношение.

В рудном теле «е», при сравнительно устойчивых содержаниях барита, отношение свинца к цинку обнаруживает наибольшие колебания. В других рудных телах ”ж” и «з» (верхнеучкулачская подсвита) при минимальных содержаниях барита, отношение свинца к цинку также невысокое. Таким образом, между баритом и свинцово-цинковым отношением в рудах определенной закономерности не устанавливается. Некоторые отклонения от закономерности вероятно связано с изменением в условиях формирования барита и сульфидов.

В барит-галенит-сфалеритовых рудах, представленных серией лентовидных тел в нижнеучкулачской подсвите и в галенит-сфалеритовых рудах из верхнеучкулачской подсвиты на южном крыле Ханбандытауской антиклинали наблюдается отчетливое снижение свинцово-цинкового отношения по падению рудных тел в поперечном сечении. Эта закономерность устанавливается практически для каждого рудного сечения, что послужило основанием некоторым исследователям считать это результатом проявления зональности, свойственной месторождениям гидротермального типа. Вместе с тем анализ распределения свинца и цинка в рудных телах, расположенных на северном крыле Ханбавдытауской антиклинали, показал, что для них характерна обратная закономерность:

- в нижних частях рудных линз содержания свинца повышаются, а цинка снижаются по отношению к верхним окончаниям рудных линз и, соответственно, отношение свинца к цинку наивысшее в низших их окончаниях, т.е. здесь также имеется отчетливая полярность - отношение свинца к цинку максимально на северном фланге рудных тел.

Таким образом, на северных окончаниях во всех исследованных рудных сечениях свинец преобладает над цинком.

Проведенные палеореконструкции, с учетом установленных закономерностей распределения свинца и цинка, позволили выявить наличие определенной направленной зональности в распределении свинца и цинка, а именно - снижение в направлении свинцово-цинкового отношения в каждом рудном теле в направлении с севера на юг от Северо-Учкулачского разлома.

Сопоставление средних содержаний и запасов свинца и цинка в рудных линзах, находящихся на одном литолого-стратиграфическом уровне, подтверждает эту закономерность - в рудных телах, отстоящих дальше от Северо-Учкулачского разлома, отношение свинца к цинку в целом снижается. Эта зональность обусловлена движением растворов от Северо-Учкулачского разлома к югу. Цинк, как наиболее устойчивый компонент в карбонатной среде, перемещался на более дальние расстояния, что согласуется с построениями Р. Лорджа [5], для месторождений Куроко и А.И. Кривцова, Ю.Б. Шишакова (1980) для колчеданных месторождений Урала, и в определенной степени свидетельствует об элементах сходства в механизме гидротермально-осадочного рудообразования Учкулачского месторождения с месторождениями этих типов.

В этом плане интересна и другая особенность. На Центральном участке рудные тела каждого вышележащего уровня смещаются по латерали одно относительно другого к югу от зоны Северо-Учкулачского разлома. Причем, каждая вышележащая рудная линза также обогащена цинком и соответственно характеризуется более низким свинцово-цинковым отношением.

В целом, в поперечном сечении участка Центрального, в зоне, прилегающей к Северо-Учкулачскому разлому с юга, устанавливается опускание ореола свинца и цинка к основанию разреза (к эффузивам бандской свиты) и совпадение его максимума с осью максимальной суммарной мощности рудных тел, что свидетельствует о наличии в этой зоне подводящего канала.

Определенное влияние на отношение свинца к цинку оказывает фациально-литологическая обстановка. Так, в направлении с запада на восток по простиранию рудных тел на участке Центральном с повышением магнезиальности карбонатных пород и снижением в них примеси терригенного материала, отношение свинца к цинку возрастает. Кроме того, меняется соотношение барита и суммы свинца и цинка. По направлению от Центрального участка к Южному свинцово-цинковые руды с баритом в отложениях верхнеучкулачской подсвиты, сменяются свинцово-цинковым, в то время как в нижеучкулачской подсвите отмечается обратная зональность - барит-свинцово-цинковые руды сменяются существенно баритовыми в том же направлении.

Фациальная изменчивость руд отмечается и в поперечных сечениях рудных тел. Так, многими исследователями указывается на фациальную смену с севера на юг существенно доломитового типа разреза терригенно-известняково-доломитовым. В этом же направлении уменьшается отношение в рудах свинца к цинку, что подтверждается и изменением отношений их запасов в рудных телах.

Наряду с общей эволюцией рудоносной системы, обусловившей первичное зональное распределение оруденения, о чем сказано выше, большую роль в формировании руд играло последующее перераспределение рудного вещества. При метаморфизме, под воздействием более поздних порций растворов, восходящих к уровню седиментации, осуществлялось их взаимодействие с продуктами рудоотложения, сформированными на предшествующих отрезках времени, в результате чего происходило растворение руд в зоне подводящего канала с последующим переотложением сфалерита на удалении от этого канала.

Расчеты Р.П. Рафальского (1981) по растворимости сфалерита и галенита также свидетельствуют о возможном переотложении свинцово-цинковых руд и указывают на то, что растворимость сфалерита в большинстве случаев заметно превышает растворимость галенита, т.е. сфалерит выносится на более дальние расстояния, чем галенит. Характерной особенностью строения рудных тел является наличие центральных, ядерных частей, обогащенных полезными компонентами. Как правило, ядра совпадают с наибольшими мощностями рудных тел и с зонами интенсивного дробления и приоткрывания и являются, в большинстве случаев, результатом переотложения рудного вещества в образовавшихся полостях, следствием чего являются широко развитые здесь брекчиевые текстуры. Эта закономерность, присущая и для других стратиформных месторождений (Миргалимсай, Сумсар), особенно отчетливо выражена на участке Дальнем, где в рудном теле № 2 сравнительно маломощная ядерная часть максимально насыщена баритом, свинцом, цинком и содержит около 70 % запасов рудного тела.

В отличие от этого рудного тела, на Центральном участке рудные тела характеризуются более мощными ядрами, по сравнению с окаймляющими их узкими зонами. Ядра, как правило, обогащены баритом и незначительно свинцом и цинком. Вместе с тем максимальные концентрации барита не всегда совпадают с максимумами свинца и цинка. Особенно отчетливо это выражено в продольном сечении рудного тела ("ж") из верхнеучкулачской подсвиты, где максимум свинца и цинка приходится на центральную часть рудной ленты, а максимум барита заметно смещен к западу. Кроме того, в колчеданной залежи устанавливается два максимума концентраций свинца и барита - один в висячем, другой в лежачем боку [2]. Изучение геологической обстановки этих максимумов показало, что они совпадают субсогласными зонами дробления, в пределах которых руды интенсивно преобразованы и содержат агрегативные скопления хорошо раскристаллизованных галенита, халькопирита, борнита.

В тектонических нарушениях, пересекающих рудные тела, в призамковой части Ханбандытауской антиклинали, наблюдается так-же обогащенные баритом, свинцом и медью.

Выводы

1. Характер распределения свинца, цинка, барита и анализ свинцово-цинкового отношения в рудах, находящихся на различных литолого-стратиграфических уровнях, свидетельствует о единстве рудного процесса и прерывисто-пульсационном поступлении рудных растворов со стороны Северо-Учкулачского разлома, который может рассматриваться в качестве главного рудоподводящего канала.

Полученные данные указывают на эволюцию состава рудообразующих растворов, обусловившую зональное распределение свинца и цинка с удалением от зоны разлома.

Значительную роль в распределении свинца, цинка, барита играет литологический состав вмещающих пород и фациальная обстановка в процессе рудонакопления.

2. Зональность рудных тел свидетельствует о большой роли процессов перераспределения рудного вещества в становлении руд под воздействием дислокационного метаморфизма и взаимодействия восходящих рудоносных растворов с ранее отложенными рудами, что выражается, с одной стороны, в обогащении центральных частей рудных тел полезными компонентами, с другой, в растворении к выносе цинка из зоны выводных каналов в верхние горизонты месторождения, одновременно с удалением от зоны Северо-Учкулачского разлома.

3. Проведенные результаты исследований свидетельствуют о сходстве месторождения Учкулач по характеру распределения полезных компонентов, по отношению к рудоподводящим каналам, с месторождениями колчеданного типа.

Свинцово-цинковое отношение имеет большую информативность и вполне может быть использовано для решения вопросов зональности и генезиса стратиформных свинцово-цинковых месторождений.

Список литературы

1. Горжевский Д.И. О геотектонической позиции промышленно-генетических типов свинцово-цинковых месторождений. ГРМ 1970, № 3.

2. Донец А.И., Дынкин М.Л., Панкратьев П.В., Ручкин Г.В. Учкулач-стратиформное свинцово-цинковое месторождение в вулканогенно-карбонатной толще. ГРМ, 1982, № 1.

3. Панкратьев П.В., Михайлова Ю.В. Рудные формации стратиформных свинцово-цинковых месторождений Узбекистана. Ташкент, изд. «Фан» УзССР, 1981.

4. Панкратьев П.В., Михайлова Ю.В., Завалишин С.В., Донец А.И., Дынкин М.Л., Цой Р.В. Стратиформное свинцово-цинковое оруденение Учкулачского рудного поля. изд. «Фан» УзССР, 1990.

5. Zarge R.R. Chemical evolution and zonation of massive sulfade deposits in volcanic Terrains, 1977.

Размещено на Allbest.ru