08.02.2018

Месторождения Куроко


По отношению ко всем другим месторождениям или рудным узлам месторождения Куроко считаются эталонными колчеданными образованиями, залегающими в вулканических толщах. Исключительно хорошая сохранность первичного облика и отсутствие деформаций сделали их природной лабораторией для проведения интенсивных исследований. Сборники и статьи, содержащие исчерпывающие описания этих месторождений, включают публикации Тацуми, Тацуми и Ватанабе, Исихары (редактор) и др., Ламберта и Сато, Сато и серию материалов под редакцией Омото и Хорикоси. Месторождения Куроко находятся в поясе зеленых туфов, вытянутом в длину более чем на 1500 км и имеющем среднюю ширину 100 км; пояс сложен толщей вулканических и осадочных пород мощностью до 3000 м, накапливавшихся в условиях погружения по разломам в течение миоцена. Наиболее интенсивный вулканизм происходил в раннем миоцене, затем он постепенно затухал, эволюционируя по своему составу от андезитового до кислого, после чего в плейстоцене стал очень слабым. Подавляющее большинство месторождений Куроко сформировались в течение очень узкого интервала времени в конце среднемиоценовой стадии Нисикуросава приблизительно 13 млн. лет назад (рис. 52).
Стратиграфическая характеристика. Третичные породы ниже рудоносного горизонта представлены преимущественно переменными количествами лав, брекчий и туфов. Хотя мощность их местами и меняется, она не превышает 1000 м и может уменьшаться до 150 м. Большая мощность зафиксирована в бассейне Хокуроку, заключающем многие колчеданные месторождения пояса зеленых туфов. Согласно Сугимуре и др., дооннагавские отложения (приблизительно соответствующие стадиям Нисикуросава, Дайдзима и Мондзен) примерно на 40% сложены базальтами и андезитами и на 60% — дацитами и риолитами. В восточной части района Акита третичные породы в основании разреза представлены на 20% базальтами, на 65% андезитами и на 15% риолитами и дацитами, а в верхней части толщи Нисикуросава содержится до 12% базальтов, 8% андезитов, 40% риолитов и дацитов и 40% осадочных пород. В ходе орогении Грин-Тафф породы бассейна Грин-Тафф были метаморфизованы в условиях цеолитовой фации (при геотермальном градиенте около 100 °С/км).

Свыше 50% запасов руд месторождений Куроко принадлежат рудникам района Хокуроку, которые расположены в пределах среднемиоценового бассейна (рис. 53). Месторождения локализуются вдоль внешнего края бассейна. Основные промышленно важные объекты концентрируются в виде отдельных групп месторождений (рис. 53), которые, согласно Скотту, приурочены к системе сопряженных линейных структур северо-северо-западного и северо-восточного простирания. Скотт полагает, что эти трещинные структуры фундамента контролировали размещение сульфидных руд, а также ассоциирующихся с ними риолитовых куполов и брекчиевых штоков. Коуда и Койде и Омото выдвинули альтернативное предположение, согласно которому пространственное размещение месторождений контролировалось кальдерообразованием или обрушением.
Стратиграфический разрез бассейна Хокуроку вполне устойчив, хотя мощности (и наименования) формаций изменяются от одного рудника к другому. Отсутствие стратиграфической непрерывности, выявляемое при более детальном изучении, свидетельствует о линзовидной природе отдельных единиц разреза. Сложность стратиграфии иллюстрируется сводным поперечным разрезом (рис. 52).

Стратифицированная толща миоценовых зеленых туфов разделяется на четыре основные части (рис. 52). Породы стадии Мондзен подстилают большую часть бассейна и представлены нижней толщей андезитовых туфобрекчий. Вышележащие образования стадии Дайдзима, не всегда выделяемые, представлены песчаниками андезитового состава и конгломератами. В пределах этой толщи мафические минералы хлоритизированы и эпидотизированы, а полевые шпаты эпидотизированы. Толща содержит подчиненные аргиллиты, включая и лигнитовые разновидности, а также автоинтрузивные андезитовые, дацитовые и долеритовые тела. Она перекрыта горизонтом аргиллитов, образующих основание разреза пород следующей стадии. Породы стадии Нисикуросава, перекрывающие образования стадий Мондзен — Дайдзима, являются в своей верхней части рудовмещающими и разделяются обычно на две формации. Нижняя формация — Хотакидзава в Ханаоке и Нижняя Увамуки в Косаке — состоит из базальтовых потоков B2 и аргиллитов M3 с перекрывающими их туфами T4 и дацитовыми лавами D4. Две последние пачки в Ханаоке, по мнению Такахаси и Суги, входят в состав центральной формации (формация Нижняя Ханаока стадии Нисикуросава), однако во всех других местах их относят к нижней формации. Верхняя формация, включающая рудные тела, в центре восточной части района залегает непосредственно на породах стадии Мондзен и состоит из следующих единиц: 1) дацитовых потоков D3, включающих риолитовые купола и языки кислых лав; 2) ассоциирующихся с ними хорошо сортированных эксплозивных брекчий, обычно перекрывающих лавы и тесно связанных со многими месторождениями; 3) туфобрекчий T3, составляющих главную часть разреза лежачего бока тех месторождений, где отсутствуют купола белых риолитов. Туфобрекчии T3 образованы преобладающими обломками дацитов с подчиненными обломками базальтов, аргиллитов и пород палеозойского основания.

Туфобрекчии, белые риолиты и руды обычно перекрыты аргиллитами M2, имеющими исключительно большое значение из-за наличия в них фауны; большинство аргиллитовых пластов содержат обильные фораминиферы. Губер и Омото, анализируя данные Сато и Кусаки, установили, что образование базальных аргиллитов M3 стадии Нисикуросава происходило в момент опускания дна бассейна Хокуроку до глубины 4000 м; в последующем дно поднялось до глубины 3500 м. В процессе отложения пачки туфов лежачего бока T3 дно бассейна вновь опустилось до 4000 м, а в последующую стадию отложения аргиллитов M2 сразу же за стадией рудоотложения вновь поднялось до 3800 м. Такая глубина сильно отличается от глубин 300—500 м, которые указывались в более ранних работах.

Аргиллиты M2 соответствуют времени завершения стадии Нисикуросава и являются переходными к перекрывающим породам стадии Оннагава. Верхняя часть толщи этих образований в западной части бассейна представлена главным образом туфами T2 и T1 и аргиллитами M1, однако на месторождении Фурутобе в северо-восточной части территории тонкий покров аргиллитов и туфов над месторождением перекрыт в свою очередь 300— 400-метровой толщей подушечных базальтов Bs-1. Верхняя часть толщи описываемой стадии сложена преимущественно аргиллитами M1, в которых близ рудника Косака содержится немного андезитов и базальтов и которые рассечены дайками и пластовыми телами долеритов D0, D1, D1'.

Такахаси и Суга, основываясь на физических свойствах, интерпретируют горизонты туфов как подводные лавы (T4) и пирокластические потоки (T3, T2). Они установили, что в районе Ханаока минерализации предшествовали два цикла вулканической деятельности: ранний начался с излияния подводных пирокластических потоков T4 и завершился интрузией (или автоинтрузией) дацитового пластового тела D4; второй цикл начался с излияния пирокластического потока T3 и закончился формированием лавовых куполов белых риолитов D2, сопровождавшимся формированием фреатических эксплозивных брекчий.
Локальная позиция месторождений. Как указывалось ранее, большинство рудных тел располагаются в верхней части разреза стадии Нисикуросава, над выдержанной пачкой кислых обломочных пород. Непосредственно в лежачем боку многих месторождений Куроко залегают купола белых риолитов и ассоциирующиеся с ними брекчии, хотя в ряде участков, например на рудниках Фукадзава (рис. 54) и Ханава, купола кислых пород отсутствуют и риолиты лежачего бока здесь могут представлять собой лавовые потоки. На отдельных месторождениях, таких, как Йосино и Такара, в лежачем боку в интервале нескольких сотен метров кислые потоки отсутствуют. На руднике Мацуки руды Куроко залегают среди аргиллитов на достаточном удалении от кислых интрузивов или куполов.

Лавовые купола сложены массивными, сильно измененными кислыми породами, сопровождающимися местами хорошо сортированными эксплозивными брекчиями. Такахаси и Cyгa установили, что они образовались либо непосредственно ниже морского дна, либо как экструзивные структуры. В последнем случае их образование сопровождалось фреатическими выбросами, формировавшими прилегающие эксплозивные брекчии.
Форма залежей. Из-за отсутствия деформаций в поясе зеленых туфов рудные тела сохраняют свои первичные особенности. Обычно рудники объединяют группу рудных тел. Например, на руднике Косака (рис. 55) имеется шесть рудных тел, а на руднике Саканай как минимум семь. Среднее рудное тело в поясе зеленых туфов содержит 1,3 млн. т руды, а 13 из 35 рудных тел, по которым мы располагаем соответствующими данными, содержат по крайней мере 1 млн. т руды каждое. Однако рудные тела Доясики и Саканай № 4 содержат 10,5 и 12 млн. т руды соответственно, а самое крупное рудное тело пояса зеленых туфов, находящееся на руднике Мацумине, содержит приблизительно 60 млн. т руды. «Классическое» рудное тело Куроко (рис. 56), как это показано Ламбертом и Сато, разделяется на семь зон, которые описаны ниже (снизу вверх):

1. «Кремнистые руды (кейко): пирит-халькопиритовые штокверковые образования. Часто можно распознать структуры первичных вулканических пород, иногда замаскированные широким развитием криптокристаллического кварца».

2. «Гипсовые руды (секкоко): гипс-ангидрит-(пирит-халькопирит-сфалерит-галенит-кварцево-глинистые) стратиформные образования, реже жильные; ...могут находиться над кремнистыми рудами, близ них или близ желтых руд».

3. «Пиритовые руды (рюкако): пирит-(халькопирит-кварцевые) образования. Они являются стратиформными, но иногда встречаются в виде жил и вкрапленности».

4. «Желтые руды (око): пирит-халькопирит-(сфалерит-барит-кварцевые) стратиформные образования».

5. «Черные руды (куроко): сфалерит-галенит-халькопирит-пирит-баритовые стратиформные образования. По направлению к верхней части зоны увеличивается количество блеклой руды. В отдельных месторождениях отмечен также борнит».

6. «Баритовые руды: отчетливо слоистые, почти исключительно баритовые образования, иногда содержащие подчиненное количество кальцита, доломита и сидерита».

7. «Железистые кремни (пласт тецусеки): тонкий слой криптокристаллического кварца и гематита».
Одни месторождения, такие, как Мацумине, Саканай № 4 и 8, Доясики, Тасиро и Юкота, имеют, по существу, все вышеуказанные зоны. Месторождения второй группы — Утинотай, Мотаяма и Едзури — не имеют зоны массивных пиритовых руд. Здесь наблюдается увеличение количества пирита по направлению вниз в кремнистых (кейко) прожилково-вкрапленных рудах. На месторождениях третьей группы — Фукадзава, Увамуки, Айнаи и Фурутобе — желтые (халькопиритовые) руды отсутствуют; для них характерна очень мощная прожилково-вкрапленная зона со сфалеритом и галенитом в верхней части, халькопиритом и пиритом — в средней и возрастающим количеством пирита — в нижней. Четвертая группа, включающая месторождения Цутихата и Ивами, характеризуется очень небольшой зоной черных руд, но весьма значительной штокверковой зоной сфалерита, галенита и барита. Наконец, рудные тела месторождений пятой группы — Ванибути и Ханава — сложены почти нацело обломочными черными рудами, которые перекрыты обогащенными железом осадочными породами (железистые кварциты) и подстилаются пластами гипса. На месторождениях отсутствует подстилающая штокверковая зона. Отдельные месторождения или группы месторождений, такие, как на участке Ханаока—Саканай, характеризуются многочисленными рудными зонами с несколькими из вышеперечисленных ассоциациями типов руд. Прожилково-вкрапленная зона, или зона кремнистых руд, обычно подстилает лишь часть стратиформной зоны массивных черных руд. Очень небольшая зона прожилковых руд фиксируется в висячем боку залежи Мацумине. Черные руды обнаруживают как обломочные, так и слоистые текстуры; обломочные руды содержат обломки сульфидов и пород, хаотически рассеянные в тонкозернистом гранулярном сульфидном матриксе (рудник Камикита). Компактные пластовые черные руды состоят из полосок или слойков сульфидов, обычно обнаруживающих признаки седиментации, такие, как градационная слоистость или ритмичное переслаивание, а также признаки деформаций рыхлых осадков, такие, как складки оползания и мельчайшие межформационные сбросы. Для отдельных участков пластовых руд, а также для обломков брекчиевых руд характерна колломорфная полосчатость.

Помимо обломков черных руд и боковых пород брекчиевые руды могут включать блоки массивных желтых руд и обломки штокверковых «кремнистых» руд (рудник Камикита, рудник Мацумине). Бороздовые текстуры наблюдались в аргиллитах, подстилающих обломочные руды, а в последних обычны чешуйчатые брекчиевые блоки; оба типа текстур образовались в результате перемещения полуконсолидированных сульфидов. Ясно, что брекчиевые руды смещались с места своего первоначального отложения в общем лишь на несколько метров с формированием зоны черных руд, смещенных по отношению к нижерасположенным колоннам кремнистых руд; однако в отдельных районах перемещение могло происходить на несколько километров с образованием «дистальных руд». На месторождении Ханава имеются различные зоны массивных руд (черные, медные, пиритовые и гипсовые руды), однако кремнистые прожилково-вкрапленные руды присутствуют лишь в рудном теле Акетоси, где они не смыкаются с черными рудами. Таким образом, многие рудные тела месторождения Ханава были смещены относительно своих прожилково-вкрапленных зон.

Минеральный состав и структуры руд. Симадзаки представил исчерпывающий обзор по минералогии руд. Он отмечает, что в рудах было найдено 47 сульфидов и сульфосолей совместно с четырьмя самородными элементами, тремя окислами и тремя сульфатами. Главным жильным минералом в массивных рудах помимо барита и гипса — ангидрита является кварц. Кремнистые руды находятся в интенсивно измененных породах; минералогия этих пород рассмотрена в следующем разделе.

Помимо упоминавшихся макротекстур и структур существует большое разнообразие микроструктур. Для черных руд весьма обычны колломорфные и фрамбоидальные структуры пирита; для желтых и кремнистых руд характерно наличие субмикроскопических эвгедральных и субгедральных агрегатов пирита. Эвгедральный облик части пирита может указывать на то, что некоторые участки залежей Куроко, несмотря на очень низкую ступень регионального метаморфизма, были рекристаллизованы. Бартон отмечает, что в рудах Фурутобе наблюдаются сложные парагенетические взаимоотношения; они содержат крупные кристаллы сфалерита, подвергшиеся последующему выщелачиванию, сопровождавшемуся выделением халькопирита. Согласно этому автору, «большая часть сфалерита испытывает «халькопиритовую болезнь», характеризующуюся появлением тонких, пылевидных, размером менее 1 мкм включений халькопирита в сплошном сфалерите». Бартон полагает, что сульфидная масса испытала значительную неоднократную перекристаллизацию на морском дне и что после первоначального отложения сульфидов руды подверглись диагенетической рекристаллизации и вступали в реакцию с внутрислоевым флюидом, что привело к изменению их состава. По его мнению, сульфидные и жильные минералы могли перераспределяться в сульфидной массе «соответственно своим растворимостям в исключительно локальных конвективных системах, имевших высокий термальный градиент».





Яндекс.Метрика