Районы свинцово-цинково-медных колчеданных месторождений
Иберийский пиритовый пояс. Иберийский пиритовый пояс находится в сильно дислоцированных нижнекаменноугольных породах южной Португалии и юго-западной Испании. Общие запасы руд этого пояса оцениваются более чем в 1 млрд. т, а по мнению Шермерхорна, здесь могло отложиться свыше 2 млрд. т сульфидов. Несмотря на то что большое количество сульфидов подверглось обширному супергенному выщелачиванию, Иберийский пояс содержит больше массивных сульфидных руд, чем любой другой рудный узел или район в мире. Месторождения сравнительно бедные, с содержаниями меди, цинка и свинца от 2 до 6%; они разрабываются в первую очередь на серу. Характеристика месторождений и их позиция приводятся лишь в немногих статьях. Большая часть приводимых здесь данных заимствована у Уильямса и др., Шермерхорна, Страусса и Мадела, Страусса и др.
Месторождения приурочены к толще каменноугольных пород, которые были сильно дислоцированы в ходе герцинской орогении. Породы смяты в лежачие складки и смещены по надвигам, что затрудняет детальную стратиграфическую корреляцию на больших площадях. Шермерхорн, Страусс и Мадел расчленили стратиграфический разрез на три основные части (снизу вверх):
1. Филлитово-кварцитовая группа мощностью свыше 1000 м, включающая аспидные сланцы, кварциты, подчиненные кварцитовые конгломераты и подчиненные пласты конодонтсодержащих известняков, указывающих на позднедевонский возраст.
2. Вулканогенно-осадочный комплекс, содержащий колчеданные месторождения, имеющий мощность от нескольких десятков метров до 800 м и более. В нижней трети комплекса преобладают вулканические породы. Месторождения совместно с известковистыми сланцами, марганцовистыми яшмами и аспидными сланцами, а также с подчиненными мафическими вулканическими породами образуют центральную часть комплекса. Его верхняя часть сложена кислыми брекчиями, агломератами и полевошпатовыми туфами. Согласно Шермерхорну, вулканогенно-осадочный комплекс является раннекаменноугольным, однако Страусс и др. сообщают, что, по мнению Карвалью (1975 г.), базальные кислые вулканические породы в южной части пиритового пояса имеют позднедевонский возраст.
3. Самая верхняя группа состоит из кульмских аспидных сланцев и граувакк.
Рудовмещающий разрез. Кислые вулканические породы, широко распространенные в лежачем боку иберийских месторождений, рассматриваются Шермерхорном как субмаринные пепловые потоки. Они размещаются вокруг вулканических центров, расположенных вдоль «трещинных вулканических линеаментов», и представлены преимущественно альбитовыми кварцевыми кератофирами; калиево-полевошпатовые пирокластические породы обычны лишь в Алжуштреле. Породы основного и среднего состава встречаются только над рудным горизонтом. Экструзивные мафические породы, как правило, развиты близ рудных тел, а во всех других местах наиболее распространены силлы основного состава.
Углистые черные плитчатые сланцы и туфы, вмещающие большинство месторождений, сложены вулканическим и осадочным материалом, причем соотношение между вулканической и осадочной компонентами сильно меняется. Например, на месторождении Сан-Антонио, район Рио-Тинто, непосредственно в висячем боку залегают чередующиеся слои тонкозернистых пепловых туфов, гематитизированных пепловых сланцев и туфобрекчий. Широко распространены богатые марганцем железистые яшмы и марганцовистые сланцы; они отлагались одновременно (но в стороне) и после образования сульфидов. Марганцовистые пласты являются превосходными маркирующими горизонтами, однако близ отдельных рудных тел они отсутствуют, а их стратиграфическое положение здесь занимают черные и зеленоватые сланцы.
Морфология и состав рудных тел. Громадные общие размеры месторождений Иберийского пояса под стать большим размерам отдельных залежей. Общие средние содержания компонентов руд на месторождениях, по оценке Шермерхорна, следующие: 46% (44—48%) серы, 40% (39—43%) железа, 0,7% (0,4—1,5%) меди, 2,9% (0,6-4,5%) цинка, 1,1% (0,2—1,8%) свинца, 0,6% (0,3—0,9%) мышьяка, 0,8 г/т (0,1—1,5 г/т) золота и 30 г/т (10—20 г/т) серебра. Реконструкция залежей Рио-Тинто показывает, что они являлись единым стратиформным пластом массивного пирита, заключавшим по меньшей мере 750 млн. т руды. Это месторождение представляет собой антиклинальную складку; оно объединяет много рудников, включая Серро-Колорадо, Сан-Дионисио, Корта-Аталага, Алфредо, Сан-Антонио и Планес. Другие гигантские месторождения (супергиганты, по Сангстеру) включают Алжуштрел в Португалии (шесть отдельных сульфидных залежей с суммарными запасами 250 млн. т), Тарсис в Испании (пять сульфидных залежей с суммарными запасами свыше 110 млн. т), Лa-Capca в Испании (одна залежь с запасами 100 млн. т) и Acналькольяр на восточном окончании пояса с запасами как минимум 45 млн. т руды с содержанием 0,44% меди, 1,77% свинца, 3,33% цинка, 1 г/т золота и 67 г/т серебра.
Месторождение Планес — Сан-Антонио является типичным представителем многих колчеданных образований описываемого пояса. Оно состоит из двух частей — Сан-Антонио и Планес. Залежь Сан-Антонио, имеющая длину более 1200 м, ширину 200 м и среднюю мощность 20 м, представляет собой пласт слоистых пирититов с высоким содержанием серы и меди, имеющий очень резкий верхний контакт со слоями пепловых туфов, гематитизированных туфов и кристаллокластических туфов и несколько менее четкий нижний контакт с кислыми пирокластическими породами. Эта стратиформная залежь очень хорошо расслоена; ее обычными характерными особенностями являются структуры оползания, градационная слоистость, внутренняя стратификация массивной руды и слойки подводной пирокластики. Другая часть месторождения — Планес — представляет собой крупную прожилково-вкрапленную зону диаметром около 100 м, вытянутую по меньшей мере на 100 м ниже массивных руд. Штокверковая зона Планес содержит как прожилки, так и вкрапленность сульфидов; ее руда исключительно пиритовая и обычно содержит до 0,15% каждого из цветных металлов меди, свинца и цинка.
Стратиформные руды Иберийского пиритового пояса являются типичными переотложенными пластами пирититов, механически перемещенными с участков более локализованных прожилково-вкрапленных зон. Руды преимущественно аллохтонные; Шермерхорн указывал, что они, вероятно, первоначально образовались путем быстрого осаждения близ своих эманационных центров, смещались вниз по склону в виде сульфидных масс и, наконец, переотложились в топографически пониженных участках.
В целом стратиграфическая позиция иберийских месторождений весьма сходна с позицией месторождений Батерст, Нью-Брансуик. В обоих случаях непосредственно в лежачем боку развиты кислые вулканические породы, подстилаемые кластическими и пелитовыми осадочными образованиями. Для обоих районов характерны марганцовистые, джеспилитовые и туфогенные слои в разрезе висячего бока, хотя марганцовистая зона более характерна для иберийских месторождений.
Тасманская геосинклиналь. Свинцово-цинково-медные месторождения Тасманской геосинклинали Австралии обнаруживают много черт, аналогичных наблюдаемым на месторождениях Куроко. К крупнейшим месторождениям Тасмании относятся Розбери, Маунт-Лайелл и Кью-Ривер. Они залегают среди средне-верхнекембрийских вулканических пород. Месторождения Каптинс-Флат и Вудлон приурочены к силурийским вулканическим породам трога Лечлен, Новый Южный Уэльс; во многих отношениях они также являются весьма типичными цинково-свинцово-медными колчеданными месторождениями. В районе Кобар, Новый Южный Уэльс, находится несколько месторождений, которые залегают исключительно среди сильно складчатых дистальных турбидитов и рассматриваются в качестве эпигенетических образований. Однако Сангстер, основываясь на наблюдаемой зональности металлов и аналогии по стратиграфической позиции с месторождением Салливан в Канаде, предложил модель их синседиментационного формирования, возможно связанного с дистальным, но близкоодновременным вулканизмом. Наконец, следует упомянуть колчеданное рудопроявление Маунт-Чалмерс, Квинсленд, которое находится в пермских вулканических породах. Хотя оно в первую очередь сложено золото-медной рудой, здесь отмечаются и локальные высокие концентрации свинца, цинка и барита, что более характерно для свинцово-цинково-медной, чем для медно-цинковой группы месторождений. Золото-медная минерализация в крупной штокверковой зоне, залегающей в девонских породах в Маунт-Морган близ Маунт-Чалмерс, Квинсленд, также может быть отнесена к колчеданному типу.
Тасманские месторождения Маунт-Лайелл, Кью-Ривер и Розбери находятся в смятых в складки и сильно разбитых разломами породах, что затрудняет детальную стратиграфическую корреляцию между тремя районами. Месторождения залегают в вулканических породах Маунт-Рид, слагающих восточный край трога Дандас и имеющих мощность 2000 м. Нижне-средне-кембрийский разрез состоит из лавовых потоков, брекчий, продуктов пеплопада, пепловых туфовых потоков, вулканогенных осадочных пород, аргиллитов и плитчатых сланцев. Месторождение Розбери представлено пластовым цинково-свинцовым рудным телом (рис. 57), которое подстилается пирит-халькопиритовой рудой в сланцах лежачего бока. Рудное тело перекрывает кислые пирокластические туфы, которые местами изменены в кварц-серицит-хлоритовые сланцы. Залежь перекрывается серицитизированными алевролитами, содержащими линзовидные рудные тела сульфидов и барита. По латерали массивная руда выклинивается в богатых марганцем карбонатах; серицитизированные алевролиты висячего бока перекрыты пиритизи-рованными кварц-серицит-хлоритовыми сланцами.
Месторождение Маунт-Лайелл также находится в породах вулканической группы Маунт-Рид, сложенной здесь преимущественно кислыми лавами Куинстаун (кварц-кератофировые риолиты) и пластами пирокластики. Эти породы несогласно перекрыты туфами и осадочными породами формации Тиндалл, образовавшимися за счет вулканического материала. В отличие от соседнего месторождения Розбери месторождение Маунт-Лайелл сложено исключительно прожилково-штокверковой пирит-халькопиритовой рудой с отдельными прожилково-вкрапленными зонами, обогащенными борнитом. Полосчатые пиритовые и свинцово-цинковые массивные руды находятся в кровле разреза, сложенного прожилково-вкрапленной рудой.Рудные тела Каптинс-Флат и Вудлон представляют собой вытянутые линзы цинково-свинцово-медных руд в деформированных силурийских вулканических и осадочных породах. Рудное тело Каптинс-Флат, по описанию Девиса, приурочено к нижне-среднесилурийским вулканическим породам Кохинур — толще мощностью от 47 до 775 м, сложенной преимущественно кристаллокластическими туфами, агломератами, лавами, кремнями и туфогенными осадочными породами. Группа Кохинур перекрывает толщу глинистых сланцев мощностью от 62 до 155 м (формация Купер-Крик) и базальные кварциты мощностью до 93 м (формация Ратледж). На руднике Лейк-Джордж имеются два эшелонированных сильно уплощенных рудных тела, сложенных отчетливо слоистыми пирит-сфалерит-галенитовыми рудами. В пределах контура распространения массивных руд медь проявляется в виде локальных зон, а пласты барита приурочены к стратиграфически висячему боку рудных тел.
Месторождение Вудлон (10 млн. т руды с содержанием 1,70% меди, 3,4% свинца и 9,0% цинка) расположено в средне-верхнесилурийской толще кислых туфов и лав, туфогенных сланцев и подчиненных кремней. Силурийские породы перекрывают ордовикские песчаники и глинистые сланцы, а рудные залежи в свою очередь перекрыты кварц-серицитовыми сланцами и риолитами. Непосредственно в лежачем боку зоны массивных руд находятся хлоритовые сланцы; из других пород лежачего бока отмечаются туфогенные сланцы, кремнисто-хлоритовые спекшиеся туфы и графитистые сланцы. Рудное тело представлено линзой массивных сульфидов размером 420 X 300 X 40 м, сложенной пиритом, сфалеритом, галенитом и халькопиритом в качестве главных минералов; кроме того, присутствуют приблизительно 1 % блеклой руды, арсенопирит и пирротин. В лежачем боку развиты неправильные тела хлоритовых сланцев, содержащих рассеянную вкрапленность халькопирита (3—5% меди). На южном окончании рудного тела породы лежачего бока содержат кварц-хлорит-пирит-халько-пиритовые прожилки среди сильно окварцованных вулканических пород.
Рудные тела Каптинс-Флат, Вудлон, Розбери и Маунт-Лайелл приурочены к вулканическим образованиям, причем основные вулканические породы фактически отсутствуют. По мнению Петерсена и Ламберта, месторождение Вудлон образовалось в условиях низких энергий в депрессиях типа бассейнов на морском дне. Породы лежачего бока месторождений Каптинс-Флат и Вудлон содержат много осадочных пластов вулканогенного материала, в то время как лежачий бок месторождения Розбери сложен витрокристаллокластическими туфами с локально проявленными пемзовыми образованиями. Хотя рудовмещающий разрез пород месторождения Маунт-Лайелл сложен преимущественно кварцевыми кератофирами, Рид отмечает, что здесь присутствует небольшое количество интрузивных и экструзивных андезитов. Рудные тела Маунт-Лайелл находятся среди пород, которые могли образоваться в мелководной среде; игнимбриты встречены в нескольких пирокластических пластах среднего состава. Соломон и др. установили, что вулканические породы Маунт-Рид в окрестностях месторождений Маунт-Лайелл и Розбери образовались в мелководной морской до субаэральной среде.
Бассейн Садбери, Онтарио. Месторождения Эррингтон и Вермилион находятся в протерозойских толщах, развитых исключительно в пределах бассейна Садбери; вне его эквивалентные стратиграфические подразделения неизвестны. Слоистые толщи бассейна находятся в интрузивном контакте с «микропегматитовой» фазой хорошо известного комплекса норитов, габбро Ii кварцевых диоритов, который частично является вмещающим для крупных медно-никелевых месторождений интрузива Садбери.
Базальная толща в бассейне представлена формацией Онапинг, сложенной брекчиями и витрофировыми туфами, интерпретируемыми как пластовые пепловые потоки, пепловые отложения или как брекчии камнепада, перекрывающие расплавленные породы (зювитовая брекчия). Колчеданные залежи располагаются непосредственно над этой толщей в ее контакте с черными сланцами формации Онватин. Гипотезы, связывающие структуру Садбери с ударом метеорита, считаются вполне правомочными, поэтому месторождения Эррингтон и Вермилион могут оказаться единственными колчеданными месторождениями, локализованными в метеоритном кратере!
Непосредственно в лежачем боку залежей обычно залегают богатые сульфидами глинистые сланцы мощностью от первых сантиметров до нескольких метров, лежащие согласно на формации Онапинг. Массивные сульфиды заключены в богатых карбонатом породах, включая кремнистые карбонаты, и перекрываются кремнями, кремнистыми брекчиями, аргиллитами и известняками.
Рудные залежи Эррингтон и Вермилион смяты в уплощенные линзы; суммарно они содержат приблизительно 16 млн. т руды с 1,13% меди, 0,84% свинца, 4,00% цинка, 5,2 г/т золота и 47,7 г/т серебра. Халькопирит наиболее обычен в лежачем боку и в жилах висячего бока. Распространенным жильным минералом является антраксолит — органическое углеводородное соединение; он также встречается на флангах месторождения и в перекрывающих его толщах.
Баченс, Ньюфаундленд. По сравнению с большинством колчеданных месторождений рудные залежи Баченс необычайно богаты: более 14 млн. т руды содержат 14,88% цинка, 7,70% свинца, 1,36% меди, 107 г/т серебра и 1,3 г/т золота. Суммарное количество металлов, содержащихся в 17 рудных телах на этом руднике, превышает соответствующую величину, характерную для всего рудного узла Норанда с его более чем 90 млн. т руды.
Месторождение Баченс (рис. 58) находится в толще силурийских вулканических и осадочных пород, включающей (снизу вверх) граувакки, мафические агломераты, кислые пирокластические породы, игнимбриты и аллювиальные красные песчаники. На участке рудника Терлоу и др. установили четыре цикла формирования вулканических пород от основных к кислым. Большинство рудных тел заключены в кислой фракции первого цикла и небольшое количество тел — в кислой фракции второго цикла. Каждому из этих двух циклов соответствуют в целом близкие стратиграфические колонки, в основании которых залегают андезиты, перекрытые дацитовыми пирокластическими породами. Алевролиты переслаиваются с дацитами и обычно перекрывают их. Верхним частям обоих циклов соответствуют пачки эпикластических (лахаровых) брекчий, вмещающих рудные тела и содержащих обломки дацитов, алевролитов, основных вулканитов, грани-тоидов и потоково-слоистых риолитов; два последних типа пород являются экзотическими. Близ рудных тел в брекчиях содержатся также обломки сульфидов и барита.
Колчеданные рудные тела представляют собой «согласные лентовидные до линзовидных образования, расположенные вдоль южного края и концентрически вокруг вулканического центра Санди-Лейк». Рудные тела сложены тремя типами массивных руд (массивные однородные, баритовые и брекчиевые руды, присутствующие в различных пропорциях) и прожилково-вкрапленными рудами (имеющимися лишь в рудных телах Ориентал, Лаки-Страйк и Ротмири). Рудное тело Мак-Лин (свыше 3 млн. т руды) и рудопроявление Клементайн являются дистальными; они сложены преимущественно рудными обломками в сульфидном матриксе. Большинство рудных тел обнаруживают обломочные структуры, признаки деформаций неконсолидированных осадков, включая размыв пород лежачего бока, слоистые текстуры проседания и оползания в сульфидах. Палеогеографические реконструкции (рис. 59) показывают, что рудное тело Мак-Лин могло смещаться в виде сплошной массы (возможно, как обломочный поток) в сторону от центра эманаций, представленного в настоящее время прожилково-вкрапленной рудой.В целом помимо высоких содержаний металлов рудные тела Баченс отличаются разрезом рудовмещающих пород, обнаруживающих многочисленные признаки формирования в условиях мелководья (игнимбриты, аркозы), и наличием в рудах прекрасно сохранившихся эпикластических структур.
