Рудоносные углеродсодержащие формации Забайкалья и Прибайкалья

Подавляющее большинство рудных месторождений различных полезных ископаемых в Забайкалье и Прибайкалье связаны с домезозойскими осадочно-метаморфическими образованиями. Среди них преобладают углеродсодержащие осадочные и вулканогенно-осадочные формации, которые в основных рудных районах пользуются преобладающим распространением (рис. 1).

В вулканогенно-осадочной группе это протерозойская вулканогенносланцевая, нижнекембрийская карбонатно-вулканогенная и верхнепалеозойская вулканогенно-кремнистая яшмовидная формации. Группу осадочных рудоносных формаций составляют протерозойская терригенно-сланцевая флишоидная и карбонатная формации, имеющие возраст от позднего протерозоя до раннего кембрия.

Рудная специализация этих формаций, показанная на схеме, определяется прежде всего теми парагенезами пород, которые непосредственно вмещают оруденение (таблица). В вулканогенно-сланцевой формации, например, преобладают стратиформное свинцово-цинково-колчеданное, редкометальное (преимущественно вольфрамовое) и флюоритовое оруденения. Наиболее изученное и распространенное в Северном Прибайкалье и Восточном Забайкалье свинцово-цинково-колчеданное оруденение приурочено в основном к чередованию высокоуглеродистых графитистых и графитисто-кремнистых сланцев с известняками и реже с серицитово-хлоритовыми сланцами. Чередование имеет выраженный циклический характер, снизу вверх в циклах сменяются графитистые, графитисто-кремнистые сланцы и известняки или сильно известковые породы. Рудная минерализация размещена весьма закономерно. Графитисто-кремнистые сланцы представляют по существу рудные пласты, несущие вкрапленную и прожилково-вкрапленную галенит-сфалеритовую минерализацию. Кроме того, массивные рудные тела галенит-сфалеритового и колчеданного состава часто находятся на контакте этих пород с прослоями и линзами известняков. Графитистые сланцы повсеместно содержат вкрапленную и послойную минерализацию пирита и пирротина и повышенные концентрации ванадия, фосфора, свинца, цинка и меди. Известняки, стерильные в отношении сульфидного оруденения, зачастую обладают повышенными, а в ряде случаев и высокими содержаниями фтора и бора.

Наблюдается четкая и закономерная связь сульфидной минерализации с углеродистыми породами, причем следует отметить тесную корреляционную зависимость содержания свинца и цинка от содержания в породах органического углерода (Cорг), а также от значений pH и нерастворимого остатка. В циклично построенной породорудной ассоциации, под которой понимается устойчивый парагенезис пород и руд, рудные скопления сульфидов свинца и цинка отчетливо тяготеют к средним и верхним частям циклов, в которых преобладают графитисто-кремнистые сланцы с повышенной карбонатностью, чередующиеся с маломощными прослоями графитистых сланцев и известняков. Одновременно в этих рудных интервалах содержания Cорг наиболее высокие и достигают 5—7%, а значения pH свидетельствуют о нейтральной или близкой к ней среде и изменяются от 7 до 7,5. При этом контрастность колебаний pH в этих частях разреза наиболее ярко выражена. Послойная, вкрапленная и прожилково-вкрапленная пирит-пирротиновая минерализация присутствует в пределах всего разреза породорудной ассоциации и закономерно связана с графитистыми сланцами, которые содержат маломощные прослои кремнистых пород. Здесь отмечаются значительно более низкие содержания Cорг, более щелочные pH пород и, что очень характерно, резкое увеличение количества нерастворимого остатка.

Разрез второго типа, который характеризует также свинцово-цинковоколчеданное оруденение, описан в районе распространения палеозойской карбонатно-вулканогенной формации. Эта породорудная ассоциация, изученная на месторождениях Озерном, Ульдзутуевском и на участке «Звездном», также обладает цикличным строением, причем колчеданные руды занимают вполне определенное положение. Несколько упрощенный разрез рудоносной части может быть представлен следующим образом. В основании каждого цикла располагаются вулканогенные породы, представленные лавами и туфами кислого и среднего состава. Выше они резко, а в других случаях постепенно сменяются кремнистыми и известково-кремнистыми туффитами, находящимися в частом чередовании. Среди них можно встретить отдельные пласты эффузивов и их брекчий, содержащих мелкие обломки колчеданных руд. Завершается каждый такой цикл рудными горизонтами, представляющими частое чередование оруденелых углеродистых и карбонатно-углеродистых туффитов с пластами массивных свинцово-цинковоколчеданных руд. Анализ условий образования колчеданных руд обнаруживает некоторые важные закономерности. Образование рудных скоплений было тесно связано с накоплением органического вещества (OB), на что указывают наиболее высокие значения Cорг в рудных интервалах, достигающие 4—6%, а в отдельных случаях и более. В безрудных горизонтах они обычно не превышают 1%, а чаще всего составляют сотые и десятые доли процента. Характерно, что значения pH пород в этих же рудных интервалах находятся в пределах 7—7,5, что характеризует нейтральную или слабощелочную среду. Для других, безрудных интервалов они обычно щелочные и резко щелочные. Так же как и для предыдущей породорудной ассоциации здесь намечается прямая зависимость содержаний свинца и цинка от концентрации Cорг (рис. 2), где с повышением его значений содержания металлов резко возрастают.

Третий тип породорудной ассоциации, в которой проявляется связь металлов с углеродистыми образованиями, — это протерозойская и верхнепалеозойская терригенно-сланцевые флишоидные формации. В породах здесь постоянно фиксируются повышенные содержания различных металлов, и прежде всего олова, вольфрама, висмута, сурьмы, молибдена. Обычно они концентрируются в интервалах, которые сложены частым переслаиванием углистых и графитистых сланцев, карбонатных пород и песчаников. Обычно в этих же интервалах благодаря более поздним постседиментационным процессам формируются промышленные руды, связанные с новообразованиями кварца и кальцита. Стратиформный характер металлоносности пород в сочетании со вторичностью руд позволяет выделять их в качестве стратиформно-эпигенетических. Как показывают исследования, повышенные содержания названных металлов концентрируются в интервалах, где на фоне флишоидного чередования песчаников, известковистых песчаников, кремнистых и углеродистых пород отмечаются повышенные содержания Cорг. Однако эти содержания не столь высоки, как в двух предыдущих породорудных ассоциациях, и едва достигают 1—3%. При этом здесь не обнаруживается прямой зависимости концентрации металлов от содержания Cорг, хотя общий фон концентраций в таких частях разреза повышен. Объяснить этот факт можно лишь тем, что значительную роль в их привносе и осаждении играли процессы механической дифференциации в отличие от двух предыдущих типов, с которыми связано накопление и осаждение металлов преимущественно хемогенно-органогенным путем.

Четвертая породорудная ассоциация, с которой в Забайкалье и Прибайкалье постоянно и устойчиво связаны свинцово-цинковые рудные образования, приурочена к карбонатной формации, имеющей позднепротерозойский и раннепалеозойский возраст. Таким образом, в разрезе докембрия и палеозоя рудоносная формация, а равно и породорудная ассоциация в Забайкалье и Прибайкалье встречаются дважды: в верхнем протерозое в западном и северо-западном Прибайкалье и в нижнем — среднем кембрии в Приаргунье и Баргузинском районе.

Основной парагенезис пород характеризуемой породорудной ассоциации, где сконцентрированы свинцово-цинковые руды, представлен доломитами, углеродистыми сланцами и пестроокрашенными алевролитами и аргиллитами, которые в разрезе образуют цикличное чередование регрессивных и трансгрессивных типов отложений. Рудные концентрации, представленные преимущественно галенитом и сфалеритом в виде вкрапленности, слоистых и массивных руд, сингенетичных вмещающим породам, приурочены к переходным (нейтральным) частям циклов, для которых характерно наиболее тонкое переслаивание вышеназванных пород. Непосредственно рудосодержащими породами здесь являются серые, до темно-серых, доломиты и известковистые доломиты с массивной или слоистой текстурой, для которых обычны содержания Cорг, не превышающие 0,2—0,5% объема породы. В нерастворимом же остатке, с которым связаны рудные концентрации, содержания Cорг значительно выше и достигают 2—2,5% (рис. 3).

Самая молодая формация вулканогенно-кремнистого состава позднепалеозойского возраста изучена значительно слабее предыдущих. С ней связано стратиформное марганцевое оруденение, причем руды марганца ассоциируют с черными графитистыми и кремнисто-графитистыми сланцами, чередующимися с сургучно-красными яшмами. В других частях разреза формации фиксируются повышенные содержания олова, вольфрама и других металлов, которые приурочены к углеродистым разностям пород.

Наблюдаемая в региональном плане рудоносность углеродистых осадочных и вулканогенно-осадочных формаций докембрия и палеозоя определяет в целом металлогению Забайкалья и Прибайкалья, включая и те более поздние рудные концентрации, которые связаны с поступлением металлов из фундамента. Особенности рудной специализации того или иного района проявляются прежде всего в широте распространения рассматриваемых рудоносных формаций, иными словами, в полноте формационного ряда. Как следует из схемы (см. рис. 1), наиболее разнообразной является металлогения тех районов, где полно представлены формационные ряды, с одной стороны, и где присутствует вулканогенно-сланцевая формация, несущая по сравнению с другими более разнообразный комплекс полезных ископаемых, — с другой.

В связи с этим к наиболее важным рудным районам следует отнести Северо-Байкальский, Привитимский, Приаргунский и Агинский, где отмечаются стратиформные месторождения и проявления различных полезных ископаемых. Заслуживающими внимания являются также Муйский, Баргузинский и Чикойский районы. Данные о том, какой ряд углеродистых формаций характерен для того или иного рудного района, позволяют подразделить их на следующие группы: в пределах первой широко представлены вулканогенная —> вулканогенно-сланцевая и терригенно-сланцевая, в третьей — терригенно-сланцевая —> карбонатная и в четвертой — вулканогенная —> вулканогенно-карбонатная карбонатная формации. Наличие того или иного формационного ряда в конкретном рудном районе и определяет по существу все то разнообразие стратиформного, стратиформно-эпигенетического и иного оруденения, которое либо уже известно, либо можно прогнозировать.

Завершая анализ общих закономерностей размещения стратиформного, стратиформно-эпигенетического оруденения и повышенной металлоносности осадочных и вулканогенно-осадочных пород в докембрии и палеозое, следует подробнее остановиться на некоторых особенностях, которые в определенной мере раскрывают металлогеническую эволюцию в регионе.

Во-первых, отмечается тесная связь накопления металлов с периодами вулканической деятельности, причем образование основной массы рудных концентраций отвечало ее заключительным этапам, т. е. фумарольной деятельности. При этом, как следует из приведенной схемы (рис. 4), стратиформные рудные образования, размещенные как в вулканогенной, так и в вулканогенно-сланцевой формации, повсеместно связаны с породными ассоциациями преимущественно осадочного состава. В истории рассматриваемого региона выделяются три основных этапа подводной вулканической деятельности и отвечающие им периоды образования стратиформных рудных концентраций — протерозойский, раннепалеозойский и позднепалеозойский. В группе стратиформных месторождений преобладают медноколчеданные, свинцово-цинковоколчеданные и железистые кварциты.

Во-вторых, образование следующей группы стратиформных месторождений отвечало периодам, когда преобладающую роль играли процессы карбонатонакопления. Это поздний протерозой — ранний палеозой. Как следует из палеореконструкций, образование сингенетичных рудных концентраций свинца, цинка и меди здесь было тесно связано с доломитообразованием, которое протекало в условиях лагун и аридного климата.

В-третьих, наблюдается образование повышенных скоплений различных металлов, совпадающее с заключительными этапами геосинклинального развития региона и накоплением мощных глинисто-песчанистых и углеродистых осадков за счет материала, поступавшего с многочисленных поднятий, которые обрамляли области прогибания. В накапливавшихся здесь отложениях терригенно-сланцевой формации не возникали стратиформные руды, однако в широком масштабе шла аккумуляция повышенных концентраций различных металлов. Поэтому наиболее яркое металлогеническое проявление этой формации заключается в характерных для нее стратиформно-эпигенетичных месторождениях, которые содержат следы первичной сингенетичной металлоносности слоистых пород и развития по ним вторичных рудных концентраций.

Во всех случаях образование сингенетичных руд и повышенная металлоносность определялись одним общим фактором — органическим веществом. Как следует из приведенной схемы (см. рис. 4), выделяемые этапы образования стратиформных руд и повышенной металлоносности синхронизируются с основными максимумами накопления в осадках OB. При этом образование рудных концентраций было связано с начальным или завершающим интервалом периода его интенсивного накопления.

Таким образом, на территории Забайкалья и Прибайкалья выделяются рудоносные формации, в которых находятся стратиформные колчеданные, свинцово-цинковые, редкометальные рудные образования и установлена их повышенная металлоносность, определяющая последующее формирование стратиформно-эпигенетичных руд. Возрастной диапазон их формирования достаточно широк и охватывает время от протерозоя до позднего палеозоя.

Во всех рассмотренных рудоносных формациях стратиформное оруденение устойчиво связано с определенными парагенезисами пород и образует единую породорудную ассоциацию. Наблюдается устойчивая, выдержанная последовательность пород и руд в этой ассоциации и четкая коррелятивная связь рудных образований с Cорг, pH и растворимостью пород.

Образование рудоносных формаций во всех случаях было обусловлено интенсивным накоплением в осадках OB и отвечало периодам повышения биопродуктивности морских водоемов. Причины этого весьма разнообразны, но в первую очередь сюда следует отнести вулканические процессы.

В Забайкалье и Прибайкалье основные рудопроявления находятся в тех районах, где широко представлены углеродсодержащие осадочные и вулканогенно-осадочные формации докембрия и палеозоя. Именно их многообразие определено существованием в регионе того металлогенического комплекса, в основе которого находятся стратиформные рудные образования и повышенная металлоносность рудоносных формаций.