Эндогенные процессы и связанный с ними рудогенез в фанерозое Воронежской антеклизы

В предшествующих работах [1, 2] выделялись гер- цинская, киммерийская и альпийская эпохи тектонической активизации территории антеклизы, однако, специфика каждой из них особо не рассматривались, за исключением первой, характеризующейся значительным развитием эксплозивного магматизма. Проведенные авторами настоящей статьи дальнейшее изучение проявлений эндогенных процессов в фанерозое ВА позволили детализировать имеющиеся представления об эпохах эндогенеза и специфику ру- догенеза каждой из них. Установлено шесть таких эпох: 1 - раннегерцинская (D₂-C₁), 2 - позднегерцин- ская (С₂-Т₁), 3 - раннекиммерийская (T₂-J₁), 4 - позднекиммерийская (J₂-K₁), 5 - раннеальпийская (К₂-?₃), 6 - позднеальпийская (N-Q).

Раннегерцинская эпоха является наиболее представительной с точки зрения разнообразия эндогенных пород и руд. В это время по глубинным разломам формировался юго-восточный фланг Воронежской ан- теклизы и заложилась крупная эрозионно-тектоническая Мамонская депрессия. Она протягивается от Старого Оскола до границ Волгоградской области более чем на 250 км, имеет ширину от первых десятков до 100 км на востоке. Депрессия выполнена песчанокаолиновой толщей, образованной за счет размыва кор выветривания (КВ) на кристаллических породах [3].

Рис. 4. Литологическая карта ястребовского времени (D3js): 1 - туфопесчаник; 2 - туфоконгломерат, туфогравелит, часто с прослоями туфов, туффитов, лавобрекчий различного состава; 3 - песчаник; 4 - аргиллитоподобная глина; 5 - предполагаемые жерла вулканических аппаратов; 6 - опорная буровая скважина: в числителе номер скважины, в знаменателе мощность отложений.

[Fig. 4.Lithological map of the yastrebovsky time (Djjs): 1 - tuff sandstone; 2 - tuffoconglomerate, tuffogravelite, often with interbeds of tuffs, tuffites, breccia of various compositions; 3 - sandstone; 4 - argillite-like clay; 5 - alleged vents of volcanic apparatus; 6 - reference borehole: in the numerator is the number of the well, in the denominator is the thickness of the deposits.]

Образование Воронежской антеклизы сопровождалось неоднократными проявлениями вулканизма. В эйфельское время происходили излияния базальтов в Калужско-Бельской структуре на крайнем севере антеклизы. В начале франского века на юго-востоке региона действовали вулканы (рис. 4), поставляющие в морской бассейн вулканогенный материал [4]. Образовавшиеся вулканогенно-обломочные породы представлены туфами и туффитами, лавобрекчиями различного состава, вулканогенно-осадочные - туфогравелитами, туфопесчаниками, туфоалевритами и ту- фоаргиллитами. Среди туфов преобладают разности щелочно-базальтового и базальтового состава, гораздо реже встречаются туфы трахириолитов и риолитов. С вулканогенно-осадочными породами связаны ильменитовые россыпи, содержащие до 350 кг/т полезного компонента.

На северо-западе региона свинцово-цинковая минерализация в глинисто-песчаных породах живета, франа и фамена отмечается в зонах трещиноватости (рис. 5), связанных с разломом в поле развития гранито-гнейсовых пород архея.

В начале позднефранского (петинского) времени, в меньшей степени в его конце (евлано-ливенского), произошли излияния толеитовых базальтов (потоковые и жерловые) [5], образовавших несколько полей (рис. 6). Площади их распространения составляют десятки и первые сотни квадратных километров, а мощности пластов от первых до 60 и более метров. В разрезах встречаются слои андезитобазальтов и андезитов, а также разностей с признаками коровой контаминации. Предполагается, что вулканы были центрального и центрально-трещинного типов [6]. Сходные излияния базальтов в франское время были и в пограничной с антеклизой Днепровско-Донецкой впадине [1].

Базальты с размывом залегают на осадочных и вулканогенно-осадочных породах раннего и среднего франа, живета, реже на кристаллических сланцах и базит-гипербазитах докембрия (рис. 7), а перекрываются верхнефранско-фаменскими образованиями песчано-каолиновой толщи [7].

Поля распространения базальтов обычно тяготеют к зонам развития глубинных разломов и располагаются на их пересечениях. С такими долго живущими разломами связаны эксгаляции рудных элементов в породы осадочного чехла. Так, в районе Подколод- новского медно-никелевого месторождения (рис. 7) в основании песчано-каолиновой толщи, представленном грубозернистыми песчаниками, отмечается прослой, мощностью до 0.3 м, сцементированный карбонатно-сульфидным веществом [8].

Рис. 5. Свинцово-цинковая минерализация в глинисто -песчаных породах живета и франа: dr - дорогобужская, kl - клинцовская, ms - мосоловская, cr - черноярская, vb - воробъёвская, tm - тимская, sm - семилукская, sr - саргаевская, pt - петинская, lv - ливенская, zd - задонская, el - елецкая.

[Fig. 5.Lead-zinc mineralization in clay-sandy rocks of zhivet and fran: The Devon Suites: dr - Dorobobuzhaya, kl - Klintsovskaya, ms - Mosolovskaya, cr - Chernoyarskaya, vb - Vorobyovskaya, tm - Timskaya, sm - Semilukskaya, sr - Sargaevskaya, pt - Petinskaya, lv - Livenskaya, zd - Zadonskaya, el - Eletskaya.]

Рис. 6. Поля развития франских базальтов на ЮВ Воронежской антеклизы [5].

[Fig. 6.Fields of development of frasnian basalts in the southeast of the Voronezh anteclise, according to [5].]

Рис. 7. Схематический геологическиий разрез осадочного чехла района Подколодновского медно-никелевого месторождения: 1 - современный аллювий; 2 - покровные суглинки; 3 - мел (K₂t); 4 - песок с желваками фосфоритов; 5 - песчано-каолиновая толща (D₃f³-fm); 6 - базальты (D₃f³); 7 - туффиты, 8 - песчано-глинистые отложения (D2gv), 9 - ультраосновные породы мамонско- го комплекса (PR1m); 10-11 вороцовская серия (PRlvc); 12 - Лосевско-Мамонская зона разломов; 13 - линейные зоны разломов; 14 - скважина и ее номер.

[Fig. 7.Schematic geological section of the sedimentary cover of the Podkolodnovsky copper-nickel deposit area: 1 - modern alluvium; 2 - cover loam; 3 - chalk (K₂t); 4 - sand with phosphate rock nodules; 5 - sand-kaolin stratum (D₃f³-fm); 6 - basalts (D₃f³); 7 - tuffites, 8 - sand-clay deposits (D2gv), 9 - ultrabasic rocks of the Mamon complex (PR1m); 10-11 Vorontsovskaya Series (PR1vc);12 - Losevsko- Mamonsky fault zone; 13 - linear zones of faults; 14 - well and its number.]

Cульфиды, составляющие 30-35% объема породы, представлены пиритом (55-60%), в том числе никелистым (бравоит), халькопиритом (25-30%) и арсенопиритом (10-12%). Последний в породе распределен крайне неравномерно. Минералы не только находятся в цементе песчаников, но и образуют тонкие ветвящиеся прожилки.

По данным химических анализов рудных штуфов содержания меди могут достигать 1.0, никеля 0.45, кобальта 0.04% [8]. При этом Cu сосредоточена в халькопирите, Ni в пирите и арсенопирите, Co - в арсенопирите. Эта ассоциация рудных минералов характерна для развитых в этой части антеклизы медно - никелевых месторождений в гипербазитах докембрия.

Позднегерцинская эпоха отвечает окончательному оформлению Воронежской антеклизы как палеозойской платформенной структуры. Это связано с прогибанием северо-восточного борта Днепровско-Донецкой впадины (ДДВ), граничащего на северо- востоке с антеклизой. В интервал времени пермь- триас происходил размыв и выравнивание территории. Так на большей части антеклизы практически полностью уничтожены каменноугольные отложения, перекрывающие ее полностью в доюрское время. Они сохранились в краевых частях и в опущенном по глубинным разломам небольшом Курско-Бесединском грабене, расположенном в центральной части ВА. В нем (территория листа M-37-I) были изучены каменноугольные образования, отнесенные к визейскому ярусу. В одной из проб, отобранных из разнозернистых песков, установлено наличие сульфидов - сфалерита и галенита. Зерна данных минералов преимущественно неокатанные, в меньшей степени угловатоокатанные, галенит содержится в единичных знаках, сфалерита до 4% от веса тяжелой фракции.

В скв. 2-г на юго-востоке Воронежской антеклизы, южнее села Новая Меловатка, Р. В. Красненковым обнаружена дайка кварц-полевошпатового состава. Аналогичные образования Приазовья относятся к позднему палеозою, датированы ИМРом (г. Симферополь) в 260-290±12 млн лет (рубеж ранней и поздней перми). К этому времени, возможно, относятся мощные солевые ореолы меди и никеля, выявленные Г. В. Зеленщиковым на юго-востоке ВА [9]. Один из таких ореолов локализован в девонских породах над интрузией гипербазитов «Липов куст» в пределах Ми- гулинско-Новохоперской зоны фанерозойской активизации. Соединения Cu, находящиеся в солевой форме, обогащают весь разрез девона. Кроме меди, в сероцветной пачке повышено количество Ni - 0.7x10^-2%. Участки с повышенными содержаниями Cu и Ni, тяготеют к локальному выступу фундамента, и имеют тенденцию расширяться вверх по разрезу. При этом средние содержания элементов почти не меняются, оставаясь близкими в образованиях докембрия и девона.

Содержания меди до 0.5% в осадочных породах делают интересным этот не вполне обычный тип оруденения. Высокая подвижность элементов обусловлена здесь положением интрузива в пределах зоны фанерозойской активизации с ее многократным раскрытием, интенсивной циркуляцией подземных вод, переносящих рудные компоненты. Все это позволяет по-новому взглянуть на перспективность осадочного чехла над интрузиями гипербазитов ВА, имея в виду возможность открытия в нем рудопроявлений, подобных Шумилинскому.

Из песков и гравелитов базальных горизонтов карбона скв. 4 Курского грабена проанализированы зерна хромшпинелидов. Два анализа на диаграмме Н. В. Соболева (TiO₂-Cr₂O₃ и Al₂O₃-Cr₂O₃) попали в поле составов алмазной ассоциации. На диаграмме Фипке (MgO-Cr₂O₃), результаты одного анализа разместились в поле алмазоносных кимберлитов [10]. Это первая и потому особенно ценная находка из столь древней осадочной толщи региона. На диаграмме В. И. Ваганова (Fe³⁺/(Fe³⁺+Al+Cr) одна точка (проба 4/198) оказалась на пересечении полей алмазоносных и неалмазоносных кимберлитов.

Раннекиммерийская эпоха характеризуется широким проявлением эндогенных процессов на большей части ВА. В ее пределах выделены следующие мине- рагенические районы, в пределах которых известны проявления киммерийского рудогенеза (рис. 8): 1 - Белгородско-Миллеровский, 2 - Курский, 3 - Восточно-Воронежский, 4 - Брянско-Орловский [11]. Районы с оруденением в осадочном чехле занимают краевые части антеклизы, тяготеют к зонам активизации. Курский район, расположенный на своде, имеет ру- допроявления только в активизированных участках фундамента. Для площади с наиболее активными геодинамическими процессами (Восточно-Воронежский район) выявлены максимальные концентрации проявлений эндогенных полезных ископаемых (см. рис. 8).

Рис. 8. Минерагеническое районирование осадочного чехла Воронежской антеклизы. Минерагенические районы: 1. Белгородско-Миллеровский (полиметаллы, флюорит) - Б-М; 2. Курский (каменные строительные материалы, полиметаллы, ртуть, флюорит в породах докембрия) - К; 3. ВосточноВоронежский (полиметаллы, медь, барит, флюорит, каменные строительные материалы) - В-В; 4. Бесперспективные площади срединных массивов и районов с неблагоприятной тектонофизической обстановкой: Карачевская (К), Сумская (С), Россошанская (Р), Касторненско-Ливенская (К-Л), Тамбовско- Борисоглебская (Т-Б). Эти площади представляют, однако, интерес при прогнозировании кимберлитов [1].

[Fig. 8.Mineralic zoning of the sedimentary cover of the Voronezh anteclise. Mineragenic areas: 1. Belgorod-Millerovsky (polymetals, fluorite) - B-M; 2. Kursky (stone building materials, polymetals, mercury, fluorite in Precambrian rocks) - K; 3. East Voronezh (polymetals, copper, barite, fluorite, stone building materials) - V-V; 4. Unpromising areas of middle massifs and regions with unfavorable tectonophysical conditions: Karachevskaya (K), Sumy (C), Rossoshanskaya (R), Kastornensko-Livenskaya (K-L), Tambov-Borisoglebskaya (T-B). These areas are, however, of interest in predicting kimberlites [1].]

Рудные тела тяготеют к зонам тектонических нарушений высоких порядков и расположены в пределах Белгородско-Марковской зоны. Цепочки рудопроявлений прослежены до границы Белгородской области в соседних районах Украины работами ПГО «Луганскгеология», они описаны в работе [12]. Такие проявления известны в Белгородском районе, где перспективы обнаружения рудных тел не ниже, чем на Украине, так как в структурном отношении эти площади едины, мощности же осадочного чехла на КМА меньше. Белгородско-Миллеровский минерагенический район - это продолженный на северо-запад Старобельско-Милллеровский район в понимании Е.Г. Сущука [13]. Установлены следующие особенности местных рудопроявлений:

1 - приуроченность к нижне-, и среднекаменно-2 угольным отложениям на площади несколько тыс. км при глубинах 250-400 м;

2 - смещение оруденения вверх по разрезу «от намюра в районе с. Марковка до башкирского яруса в районе сел Белолуцкое и Вейделевка». Проявления представляют собой сфалерит-флюоритовые прожилки в нижневизейской терригенной толще мощностью 0.5-1.0 см, «секущие кальцитизированные магнезиально-сидеритовые конкреции»;

3 - выделяются три типа оруденения: а - прожил- ково-вкрапленных руд с мощностью рудоносных тел до 60 м и больше и содержаниями Zn до 1.12%, Pb - до 0.35%; б - метасоматические линзообразные залежи в зонах развития выщелоченных и брекчирован- ных пород. Там количество сульфидов полиметаллов достигает 50% от их объема, в т.ч. Zn - до 3% и более, Pb - до 0.5%; в - жильный, в виде халцедон- карбонатных и карбонатных жил с вкрапленностью сульфидов;

4 - минеральный состав руд: пирит, сфалерит, реже галенит, а также халькопирит, арсенопирит, марказит, киноварь, антимонит. Нерудные минералы представлены кварцем, халцедоном, доломитом, кальцитом, баритом, флюоритом, с примесью битумов. Концентрация рудных элементов достигает промышленных значений: Cu - до 0.1%, Pb - до 1.5%, Zn - от 3 до 12%;

5 - возраст оруденения, определенный по галениту, 200±30 млн лет [12];

6 - изотопный анализ серы показал, что ее минералы образовались в результате сульфат-редукции в бескислородных закрытых системах;

7 - положение наиболее крупных рудопроявлений контролируют субмеридиональные разрывы, пересекающие Белгородско-Марковскую зону;

8 - гидротермальный тип рудного вещества, показанный ранее Е.М. Крестиным, Ю.А. Шустовым и Ю.А. Егоровым, с температурами декрепитации кальцитов: 8О-120^о (редко 140^о), 160 и 18О-200^о и массовым растрескиванием при 22О-260^оС;

9 - руды располагаются лишь в доломитизированных известняках. «Там, где каменноугольные известняки... не доломитизированы, руды нет», писали Г.Ф. Багно и В.Н. Машир [14]. Проявления полиметаллов на юго-западе тяготеют к периферии Россошанского срединного массива (рис. 8), где располагались площади разгрузки тектонических напряжений. Источник последних - Днепровско-Донецкая впадина. Сходной структурной позицией обладает плохо изученная бурением часть Белгородско-Марковской зоны, прилегающей к Сумскому массиву.

На территории листа N-37-XXXI (Малоархангельск) практически во всех стратиграфических горизонтах выделяются аномалии цинка. Наиболее интенсивные и мощные из них приурочены к границе среднего и нижнего девона. Максимальные содержания цинка установлены в скважинах 2950 - 0.1% и 2745 - 0.3% (рис. 3). Южнее этих аномалий в юрских отложениях, в глинах батского яруса, были установлены содержания Zn до 0.85 %, Ge и U 340 и 51,4 г/т соответственно.

В пределах листа M-37-III (Касторное) скважиной № 11, расположенной вблизи с. Еманча 1-я, по данным ПКСА были установлены аномальные содержания цинка. Они отмечаются в глинах и алевритах воронежской свиты. В них отмечаются вкрапления марказита и гипса. Максимальные концентрации приурочены к кровле слоя, к контакту вор онежских глин с песками готеривбарремского возраста, где Zn 1 %, вниз по разрезу его концентрация падает до 0.3%.

В северо-восточной стенке Михайловского карьера под г. Железногорском Курской области вскрыто основание нижнебатских прибрежно-морских тонких песков с редкой галькой кремня. Из них были выделены микрокристаллы алмаза (рис. 9). Они обнаружены в 5 образцах, отобранных по керну скважин, и из одной пробы из уступа восточного борта карьера. Количество мелких алмазов в изученных образцах от 1 до 29 знаков, всего выделено 39 зерен. Встречен один обломок фиолетового пиропа 0.5х0.2х0.1 мм, редкие зерна пикроильменита. Поступили они в морской бассейн из области суши, занимавшей в байосе - раннем бате всю центральную часть антеклизы.

В районе г. Курска МИК найдены в песчаных отложениях келловея (скв. 5). Из пробы весом 8 кг было получено одно зерно хромшпинелида, размером 0.25 мм (рис. 7). Оно представлено гладкогранным комбинационным кристаллом, для которого характерна гипергенно-механогенная поверхность. Содержания основных оксидов: Cr₂O₃ - 57.29, FeO - 31.53, Al₂O₃ - 6.26, MgO - 1.85, TiO₂ - 0.06 мас. %.

На северо-востоке антеклизы (Тамбовская область) в юрских отложениях келловея из пробы 102/91 (скв. 102) выделено 27 знаков хромшпинелидов. Они характеризуются близкой степенью окатанности (2-3 класс) и однотипным характером поверхности с признаками гипергенного преобразования. Содержание Cr₂O₃ от 46.5 до 56.66, FeO от 25.18 до 34.27, Al₂O₃ от 7.31 до 10.03, MgO от 6.58 до 9.41, TiO₂ от 0.28 до 0.61 %.

Рис. 9. Минералы индикаторы кимберлитов: a - комбинационный кристалл хром-шпинелида, скв. 5; b - микрокристаллы алмаза из Михайловского карьера; c-d - алмазы из местонахождения Верхняя Колыбелька.

[Fig. 9.Minerals, indicators of kimberlites: a - combination crystal of chrome spinel, borehole. 5; b - diamond microcrystals from the Mikhailovsky quarry; c-d - diamonds from the Verkhnyaya Kolyb- elka location.]

Позднекиммерийская эпоха. В северной части ВА в базальных горизонтах неокома, аптского, альбского и сеноманского ярусов встречено значительное количество минералогических свидетельств вулканических эксплозий, которые считаются мезозойскими (позднеюрскими-раннемеловыми). Сюда относятся длиннопризматические цирконы Слободки на реке Птань (аптские отложения севера Липецкой области), псевдоморфозы сульфидов по вулканическим стеклам в тяжелой фракции отдельных проб. С предполагаемым мезозойским магматизмом связаны многочисленные находки мелких алмазов в меловых песках. Еще в 1969 г. в аптских алевритах Липецкой области (Волчинская титан-циркониевая россыпь) в одной из проб Ю.А. Полкановым и Н.Ф. Кашкаровым встречено 241 зерно алмазов размером от 0.15-0.25 мм до 0.34 мм, средним весом 10 мг, содержанием 0.0268 карата/м³. Ими же были открыты 17 кристаллов алмаза в сеноманских мелкозернистых песках Центрального титан-циркониевого месторождения Тамбовской области. В 2002 г. из проб, отобранных сотрудниками ВГУ и обогащенных в ИМРе (г. Симферополь), извлечено около 100 мелких алмазов. Особенностью минеральных ассоциаций является практическое отсутствие в них минералов-спутников алмазов (МСА), что характерно для алмазоносных лампроитов. Возможно, позднекиммерийская эпоха алмазоносности в регионе отличалась по этому признаку от раннегер- цинской, проявившейся на Белорусской антеклизе и Приазовском массиве.

В песчаных породах неокома, апта и альба, в меньшей степени сеномана из крупнообъемных проб (0.5-1.0 м³) выделены многочисленные зерна мелких алмазов и их минералов-индикаторов (пиропы, хром- шпинелиды, пикроильмениты) (рис. 10, 11). Количество алмазов в одной пробе может достигать первых сотен. В ассоциациях неокомских проб преобладают минералы-индикаторов кимберлитов (МИК), в аптских и альбских присутствуют МИК и алмазы. Аптский и альбский коллектора являются самыми продуктивными на обнаружение МИК не только внутри мелового коллектора, но и среди других образований рассматриваемой территории [15]. В сеноманских песках, как и неокомских, преобладают МИК.

Рис. 10. Алмазы аптского возраста из Волчинской россыпи: a - два кристалла кубической формы; b - октаэдры; c - кубоктаэдр; d - октаэдр и зерно эллипсовидной формы; e - ромбододекаэдроид; f - сростки октаэдров.

[Fig. 10.Diamonds of aptian age from the volchinsky placer: a - two crystals of cubic form; b - octahedrons; c - is the cubic octahedron; d - octahedron and grain of ellipsoidal shape; e - is a rhombic dodecahedroid; f - intergrowths of octahedra.]

Раннеальпийская эпоха. Проявления этой эпохи распространены на территории, расположенной восточнее Россошанского массива и особенно в Богучар- ско-Ливенской зоне. Рассматриваемая зона находится в пределах влияния Доно-Медведицкого авлакогена, активного на альпийском и неотектоническом этапах, что сказалось на облике и возрасте рудопроявлений.

Наиболее выраженное из них локализовано в ту- ронском писчем мелу Шкурлатовского рудного поля. Гнезда рыжих охр со скоплениями барита и сфалерита там наблюдались близ протрузии граносиенитов. Они имели диаметр 0.1-0.3 м и группировались в полосу шириной 3-5 м.

Барит отличался копьевидным обликом кристаллов от разновидностей этого минерала в девонском карбонатном метасоматите. Проявление в писчем мелу пока единственное на антеклизе, уверенно относится к альпийскому этапу рудогенеза.

Более точный его возраст пока установить невозможно. Единственным мощным экраном, залегающим выше писчего мела, являются гаврильские (верхневалдайские) глины. Вне площади их распространения оруденения в писчих мелах нет.

Рис. 11. Морфологические особенности пиропов и хромшпинелидов из альбских песков: a-f - пиропы с гипергенной и гипер- генно-механогенной поверхностью; g-i - хромшпинелиды.

[Fig. 11.Morphological features of pyropes and chrome spinels from albian sands: a-f- pyropes with a hypergenic and hypergenic- mechanogenic surface; g-i - chrome spinels.]

Основную часть Шкурлатовского проявления (рис. 12) образуют пластообразные тела рудоносных карбонатных метасоматитов, кораллового биогерма, анкеритизированного, мощностью 0.6-0.8 м, в раздувах до 1.5 м. Многочисленные пустоты выщелачивания в нем рассеяны неравномерно и тяготеют к участкам максимального развития колоний кораллов. Преобладают их уплощенные горизонтальные системы сложных очертаний размером 3-10 см. Самые крупные пустоты соединяются узкими извилистыми каналами. Степень каверзности 0.05-0.1, на отдельных участках 0.2-0.3. Рудная минерализация наблюдалась в 60% полостей и вдоль трубок кораллитов. Она представлена корочками, агрегатами кристаллов, редко прожилками сфалерита, халькопирита, барита, пирита, олигонита, выстилающих поверхность каверн. Стадийность отложения минералов: пирит (пентагондодекаэдры)-сфалерит-барит. В безрудную стадию образовался кальцит в виде корочек толщиной 1-8 мм.

Сфалерит встречен в виде кристаллов размером до 6-8 мм, агрегатов, сплошных масс, выполняющих каверны. Его кристаллы - это в различной степени уплощенные тетраэдры {III}, сгруппированные в изо- метричные гроздевидные агрегаты. Рефлексы выражены при большом (х200) увеличении, они красные (у типичного сфалерита желтые). Несколько необычные свойства минерала объясняются большим количеством примесей. По данным лаборатории ИМРа (Симферополь), отмечаются Si (4%), Fe (2%), Al (0.8%), Ca (1.2%), Са (0.5%), Pb (0.5%), Ti (0.06%), In (0.032%), Cu (0.05%), Mn (0.032%), Ni (0.003%), Co (0.001%), Sn (0.005%) и Ga (0.004%).

Барит (рис. 13, a) образует серо-голубые пластинчатые кристаллы размером от 1 до 4.5 см, одиночные и сложные сростки. Наиболее часто встречаются формы в виде комбинации пинакоида {001}. Кристаллы содержат тонкую эмульсионную взвесь марматита. В минерале встречены (мас. %): Sr - 0.15, Al - 0.8, Са - 3.2, Fe - 10, Si - 3.2, Mg - 1.0, Zn - 0.04, Na - 0.063.

Рис. 12. Шкурлатовское барит-полиметалическое рудопроявление: 1 - палеопочва (а), суглинки (b), алевриты (c), гравийные пески (d); 2 - писчий мел; 3 - туффиты; 4 - анкеритит; 5 - аргиллиты; 6 - граносиениты; 7 - барит; 8 - полиметаллы. Названия свит: gv - гаврильская, shk - шкурлатская, js - ястребовская, vb - воробъёвская, ml - муллинская.

[Fig. 12.Shkurlatovsky barite-polymetallic ore occurrence: 1 - paleosol (a), loam (b), siltstone (c), gravel sands (d); 2 - writing chalk; 3 - tuffits; 4 - ankeritis; 5 - mudstones; 6 - granosyenites; 7 - barite; 8 - polymetals. The names of the suites: gv - Gavrilskaya, shk - Shkurlatskaya, js - Yastrebovskaya, vb - Vorobyovskaya, ml - Mullinskaya.]

Наружные поверхности и сколы пластинок барита из туронского писчего мела и девонского биогерма по целому ряд показателей (цвет, характер наслоения, кристаллографический облик, размерность, тонкая структура поверхностей, присутствие эмульсионной взвеси сфалерита в обеих случаях) идентичны, что может свидетельствовать об одновременности их образования в раннеальпийский этап из восходящих металлоносных гидротерм.

Халькопирит установлен в виде кристаллических выделений размером до 2-3 мм. Кристаллы - тетраэдры с преобладающим развитием граней {112}, в отдельных индивидах выражены грани {011}. Некоторые кристаллы сдвойникованы. Пирит отмечается в виде пентагондодекаэдров 5-6 мм в поперечнике, встречаются его натечные формы. Для него характерны повышенные количества As (0.63%) и Ni (0.01%). Спектральным анализом определены (%): Cu - 0.015, Pb - 0.0005, Со - 0.004, Zn - 0.08, Mg - 0.5, Mn - 0.012, Ва - 0.063, Al - 5, Са - 2, Si - 2.

Наиболее распространенным нерудным минералом является кальцит - одиночные крупные кристаллы, сростки, натечные формы, присыпки, корки, прожилки. Встречены прозрачные, белые, желтоватые, черные разности (последние в связи с высоким содержанием Mn). Длина кристаллов колеблется от 1-2 мм до 2 см. В таблице 1 даны результаты спектрального анализа кальцитов разных модификаций.

Из таблицы 1 видно, что состав кальцитов разнообразен. Особенно выделяются черные разности, образующие округлые лепешковидные выделения в верхней части пласта метасоматита, где между девонскими и меловыми отложениями имеется маломощный прослой плотной сурки с гальками фосфоритов. В этом кальците больше примесей, чем в прозрачных разностях. Кроме приведенных в таблице, встречены (в %) Ag (5x10'⁶), Ga (2x10^-5), Mo (6.3x10^-5), Co (15x10^-4). Содержания марганца, свинца, ванадия, титана на порядок выше, чем в прозрачных кальцитах, но полностью отсутствует стронций, установленный в последних.

Олигонит (марганецсодержащий сидерит) широко распространен. Его ромбоэдры, имеющие нередко из- за искажения кристаллографических форм конвертообразный габитус, рассеяны в основной массе породы, на внутренних поверхностях каверн, в полостях кораллитов. Размеры зерен минерала - не более 2 мм,сплошных масс - до 15 см и более. Обильная вкрапленность олигонита наблюдалась в кровле пласта анкеритита. Минерал кроме визуального определения подтвержден рентгеноструктурным анализом [1]. Олигонит придает золотистый оттенок породе, облагораживая многие штуфы. Из -за этого пласт анкерита интересен как источник камнецветного сырья.

Табл. 1. Спектральный анализ кальцитов Шкурлатовского проявления [Table 1.Spectral analysis of calcites of the Shkurlatov manifestation]

Рис. 13. Минералы из пласта живетского анкеритизированного биогерма Шкурлатовского барит-сфалеритового проявления (D₂ar), увеличение 2х: a - друзы барита на олигонитовой присыпке; b - тонкопластинчатый барит в брекчии гибротермального взрыва; c - голубой барит в пустоте выщелачивания анкерита; d - «шапочка» арагонита на сфалерите; e - кристаллы олигонита на живетских кораллах; f - натечные формы сфалерита в оторочке скаленоэдров арагонита.

[Fig. 13.Minerals from the zhivetsky ankeritized bioherm layer of the Shkurlatovsky barite-sphalerite manifestation (D₂ar), 2x magnification: a - barite druses on oligonite powder; b - thin-plate barite in breccia of the gibrothermal explosion; c - blue barite in the void of the leaching of ankerite; d - “cap” of aragonite on sphalerite; e - oligonite crystals on living corals;f - sintering forms of sphalerite in the rim of the aragonite scalenhedrons.]

Позднеальпийская эпоха охватывает палеогеновую трансгрессию и неотектонические масштабные поднятия. В результате рассматриваемая территория превратилась в обширную сушу, где эндогенные процессы тяготели к зонам долгоживущих разломов. К ним приурочены многочисленные эксгаляции ряда металлов, образующих повышенные концентрации в различных по составу и возрасту породах. Поступление летучих по разрывам сопровождалось выносом в осадочный чехол благородных металлов, в результате чего возникли многочисленные проявления ультра- тонкого золота и интерметаллидов. Они были встречены во многих пунктах в количестве от «единичных знаков» до 3.8 г/м³ (рис. 3).

Исследования их морфологии, химизма, распр е- деления элементов-примесей, сопутствующих прочих интерметаллидов открыло совершенно необычный мир, отличный от традиционного россыпного золота, следствие иного генезиса ультратонкого металла. Важными оказались не только гранулометрический и минералогический составы вмещающих толщ, но и их структурно-тектоническая позиция, глубинное строение (особенно характер деформаций рельефа поверхностей М и корового раздела), геохимические, петрографические особенности залегающих ниже пород фундамента, присутствие и типы его коренных источников золота, даже неспособных формировать традиционные россыпи. Морфологический облик зерен металла (тонкие неокатанные частицы неправильной формы, рис. 14) и преобладающая размерность (десятки мкм, до 100-150 мкм) идентичны для пород всех подразделений осадочного чехла, меловых, палеогеновых и четвертичных. Они очень мало изменяются по площади.

Рис. 14. Золотины: a - из бентонитовых глин киевской свиты эоцена Белгородская области, с. Сергеевка. Размерность зерен 100-250 мкм; b - из базальных песков верхнего палеоцена. Воронежская области, восточная окраина с. Русская Журавка. Размерность зерен 50-60 мкм.

[Fig. 14.Gold: a - from bentonite clays of the kiev formation of the eocene, Belgorod region, v. Sergeevka. The grain size is 100-250 microns; b - from the basal sands of the upper paleocene. Voronezh region, eastern outskirts of v. Russkaya Zhuravka. The grain size is 50-60 microns.]

Для определений пробности выполнены химические анализы 60 золотин с использованием рентгеновского микрозонда «Hitachi» (МИТХТ, аналитик

А. Д. Сенчуков) для 14 местонахождений золота. В основном пробность менялась в интервале 708-944, но встречены и большие значения, до 956 (палеогеновые охры с. Сергеевка Белгородской области). Близкая к максимальной проба определена ТулаЦНИГРИ и для золота россыпи «Русская Журавка» - 952. В проявлении Нижний Бык (юго-восток Воронежской области, гравийные пески сумской свиты палеоцена) подверглись микрозондированию 5 зерен УТЗ; содержания Au в них соответственно (вес. %): 27.972, 47.840, 60.110, 70.783, 87.332. Разброс значений между минимальными и максимальными оценками проб- ности велик - 59.6%, и лаг (скачок) от зерна к зерну держится на уровне 10-20%.

Существенный разброс значений характерен и для некоторых других проявлений. В зернах УТЗ из песков Q_II Кривоборья (север Воронежской области) разрыв в пробности достигает 23.947%, песков Q_III Тамбовского карьера г. Воронежа - 17.11%. Есть немало местонахождений УТЗ, где диапазон изменений пробности намного меньше. Восемь золотин, отмытых из альбских песков Урыва (Острогожский р-н Воронежской обл.), содержат Au 77.23-86.63%, т.е. разброс вариаций пробности уложился в 7%. В Воронежской золотоносной провинции ультратонкие золотины нередко сопровождаются зернами прочих интерметаллидов, природных сложных сплавов, часть которых тоже содержит Au.