Углистые породы Текелийской рудной зоны и их рудоносность

В региональном тектоническом плане полиметаллическое оруденение Текелийской рудной зоны располагается в северной краевой части Южно-Джунгарского антиклинория. По мнению Е.А. Афоничева и А.Е. Шлыгина, этот антиклинорий находится в пределах подвижной зоны, зоны смятия и метаморфизма, о чем свидетельствует широкое развитие дизъюнктивных и пликативных дислокаций, интрузивных пород и субрегиональный метаморфизм. Последнее связано с пограничным положением антиклинория на стыке двух крупных структурных областей — Джунгаро-Балхашской герцинской складчатой системы и каледонской консолидированной области.

Структурно-тектонический контроль оруденения в Текелийской рудной зоне проявляется в приуроченности полиметаллических проявлений к полосе Текелийской зоны смятия, характеризующейся глубоким заложением и длительным развитием. Зона смятия характеризуется обилием разновозрастных разломов, имеющих различную ориентировку и разбивающих ее на отдельные блоки, смещенные один относительно другого и различающиеся интенсивностью проявления тектонических деформаций (рис. 1). Для зоны характерны развитие интенсивной многоярусной складчатости и высокая анизотропность физико-механических свойств слагающих пород. Участвующие в строении рудной зоны породы кремнисто-карбонатной (сууктюбинская свита) и кремнисто-сланцевой (текелийская свита) формаций среднего рифея, кремнисто-спилит-диабазовой формации венд-кембрия (кусакская свита) и известковой формации ордовика (жиландинская свита) образуют систему ориентированных в субширотном направлении узких линейных складок (Текелийская антиклиналь и Черкассайская синклиналь). Крылья складок осложнены более мелкими складками, флексурными изгибами и т. д. Часто наблюдаются пережимы, раздувы и складки волочения.

Древние образования несогласно перекрываются в северной части зоны зффузивно-терригенными отложениями среднего палеозоя — нижнего девона, нерасчлененного нижнего — среднего девона, франского и фаменского ярусов верхнего девона, а на юго-западе — эффузивно-терригенными породами турнейского яруса нижнего карбона. Породы залегают с резким несогласием на нижнепалеозойском складчатом основании, образуя ряд пологих брахискладок.

Текелийский разлом на всем своем протяжении проходит в породах одноименной свиты и имеет крутое падение на север. Зона разлома залечена многочисленными разновозрастными дайками диабазовых, диоритовых порфиритов, кварцевых порфиров и гранит-порфиров. Протяженность даек местами достигает 3 км, а мощность — 200 м.

Интрузивные образования представлены гранодиоритами, гранитами и аплитовидными гранитами раннекаменноугольного возраста. Широким распространением пользуются разновозрастные дайковые образования кислого, среднего, реже основного состава.

Полиметаллическое оруденение установлено во всех древних стратиграфических подразделениях Текелийской зоны, начиная со сууктюбинской свиты среднего рифея и кончая жиландинской свитой ордовика. В сууктюбинской свите в настоящее время известны четыре, в текелийской свите — четырнадцать, в кусакской и жиландинской свитах — по одному проявлению полиметаллического оруденения.

Свинцово-цинковое оруденение Текелийской зоны характеризуется в основном колчеданно-галенит-сфалеритовым типом (текелийский тип). Оруденения кварцево-жильного сфалерит-галенитового и скарнового сфалерит-галенитового типов имеют резко подчиненное значение. Колчеданно-галенит-сфалеритовый (текелийский) тип оруденения характерен для месторождений и рудопроявлений Текели, Западное Текели, Яблоновое, Александровское, Жельжота, Черкассай и других, приуроченных к карбонатным горизонтам и линзам, залегающим среди углеродистых сланцев рудной пачки текелийской свиты. Рудные тела линзообразной и пластообразной формы локализуются среди пиритизированных, окварцованных пород, замещая в большинстве случаев горизонты и линзы доломитов, доломитизированных известняков. Оруденение сосредоточено в локальных складчатых структурах, осложняющих более крупные формы, в зонах повышенной трещиноватости, в полостях отслоения, на участках интенсивного рассланцевания и смятия пород, насыщенных дайками, вблизи активных разломных зон. На таких участках наиболее интенсивно проявлены гидротермальные процессы, выраженные серицитизацией и хлоритизацией сланцев, доломитизацией и окварцеванием известняков и известковистых сланцев. Дайки диоритовых и диабазовых порфиритов, кварцевых порфиров и гранит-порфиров хлоритизированы и серицитизированы. Для всех вмещающих пород характерна широкая пиритизация, особенно интенсивно она проявлена в углеродистых и углеродисто-известковистых породах.

В составе руд ведущее участие принимают пирит, мельниковит-пирит, сфалерит, галенит, в меньшей степени — буланжерит, тетраэдрит и др. Основными элементами являются цинк, свинец, сера, сопутствующими — сурьма, кадмий, мышьяк, индий, таллий. Устанавливаются три стадии минерализации рудного этапа: полиметаллическо-серноколчеданная (пирит, сфалерит, галенит, кварц, кальцит), полиметаллическая (сфалерит, галенит, пирит, буланжерит, блеклые руды, халькопирит) и поздняя жильная (кварцевые, кварцево-кальцитовые и кальцитовые жилы с пиритом, галенитом и сфалеритом).

Основные месторождения отчетливо приурочены к отложениям текелийской свиты. Последняя характеризуется пестрым литологическим составом и сложным чередованием различных по характеру пород и разделяется на три пачки — подрудную, рудную и надрудную.

Подрудная пачка текелийской свиты сложена частым переслаиванием полосчатых сланцев и прослоев мраморизованных известняков. Мощность пачки 300—400 м. Карбонатные породы сложены мелко- и микрозернистым карбонатным материалом с примесью глинистого. В известковых сланцах отмечаются чешуйки серицита и хлорита, которые вместе с частичками углеродистой природы и глинистым материалом ориентированы в одном направлении, параллельном сланцеватости.

Рудная пачка пользуется широким распространением. В пределах зоны в ней находятся все промышленные месторождения и большинство рудопроявлений. Пачка сложена темно-серыми и черными углеродистыми, углеродисто-глинистыми сланцами и алевролитами, углеродистыми известняками и доломитами. Нижняя часть разреза представлена в основном сланцами, а в верхней значительную долю участия принимают углеродистые известняки и доломиты, с которыми в основном и связано полиметаллическое оруденение. В восточной части зоны углеродисто-глинисто-доломитовые породы вверх по разрезу постепенно сменяются алевролитами, песчаниками и конгломератами. Для рудной пачки характерны высокая углеродистость пород и присутствие бисульфидов железа. Мощность подсвиты колеблется от 250 до 400 м. Общая мощность рудной подсвиты на участке месторождения Текели составляет 300 м.

Надрудная пачка сложена кремнистыми, кремнисто-глинистыми, кремнисто-доломитовыми, углеродисто-глинистыми сланцами с маломощными прослоями и линзами известняков и доломитов. Мощность подсвиты 250—400 м. Общая мощность текелийской свиты 800—1200 м.

Наиболее характерной чертой текелийской свиты является обогащенность пород углеродистым веществом, что придает им специфичную черную окраску. Отмечается также высокая насыщенность пород сульфидами железа, ванадиеносность углеродистых сланцев (0,01—0,05%, реже до 0,3%), фосфатоносность терригенных образований (11—18%) и повышенный кларк некоторых рудных элементов.

Углеродистое вещество устанавливается во всех литологических разностях пород текелийской свиты и распределено как по разрезу, так и в самих породах неравномерно. Так, в углеродистых, глинистых, углеродисто-глинистых, углеродисто-алевролитовых, известково-углеродистоглинистых и других сланцах углеродистое вещество является тонкорассеянным, пропитывает всю массу породы или концентрируется в виде пятен, скоплений удлиненной или лентовидной формы, иногда сливающихся в сплошную массу. В песчаниках, алевролитах и конгломератах углеродистое вещество находится в составе цемента, а в доломитах и известняках оно образует тонкие пленки на стенках зерен и тонкой пылью пропитывает породу.

Рентгеноструктурный анализ показал, что углеродистое вещество является аморфным. В виде пылевидных включений оно находится в периферических частях зерен карбонатов и кварца, нередко концентрируется по трещинам спайности в кальците.

Углеродистое вещество иногда графитизировано. По мнению Б.И. Вейц, графитизированное вещество образовалось как следствие постседиментационных и метаморфических процессов. Оно обособлено в виде полосчато-вытянутых линзообразных и гнездообразных неправильных скоплений. В графитизированном материале иногда обособляются чешуйки, розетки, тонкие призмочки и червеобразные выделения графита с резким двуотражением и отчетливой анизотропией в серых тонах. Размер чешуек достигает 1—5 мм. В тесной ассоциации с графитизированным веществом и графитом встречается тонкодисперсный и кристаллический пирит.

Содержание органического углерода Cорг в отложениях текелийской свиты меняется в широких пределах (табл. 1). При этом в породах надрудной и подрудной подсвит отмечаются лишь следы Cорг. В породах рудной подсвиты высокие содержания углерода (до 27,14%) характерны для углеродистых разностей сланцев и известняков. В доломитах и известняках, несущих оруденение, содержание углерода не превышает 2,58%.

Углистые породы Текелийской рудной зоны и их рудоносность

По данным Б.Г. Башкирова, из органического вещества (ОБ) извлекаются битумоиды (хлороморфные и спиртобензольные), помимо углерода и водорода в его состав входит и сера.

Геохимическое изучение различных стратиграфических комплексов, участвующих в строении района, позволило установить надкларковые содержания свинца, цинка, меди, олова, молибдена, серебра, мышьяка; в нижекларковых концентрациях присутствуют ртуть, барий, фосфор, ванадий, кобальт, хром. Содержания последнего в некоторых стратиграфических комплексах достигают кларковых значений (рис. 2). В рифейских отложениях текелийской и сууктюбинской свит среднее содержание свинца в отдельных разностях пород превышает в 2—3 раза кларк земной коры (табл. 2).

Как видно из табл. 2, рудная подсвита, наиболее насыщенная углеродистыми породами, практически не отличается по среднему содержанию свинца от других подсвит и нижележащей сууктюбинской свиты, в которой углеродистые породы вообще отсутствуют. Средние содержания свинца и цинка во всех литологических разностях пород от среднего рифея до нижнего карбона никогда не опускаются ниже кларковых. При этом для свинца отчетливо намечается следующая тенденция: в породах от кембрия и моложе средние содержания свинца чаще всего составляют от 1,5 до 2 кларков; в рифейских же образованиях текелийской и сууктюбинской свит среднее содержание в отдельных разностях пород превышает 2—3 кларка. Максимальные средние содержания свинца установлены в углеродисто-кремнистых, углеродисто-глинистокремнистых, глинистых сланцах, известняках и доломитах рудной подсвиты, в углеродисто-кремнистых, глинистых, кремнистых сланцах и доломитах — надрудной (кремнистой) подсвиты, в известковистых сланцах — подрудной подсвиты.

Распределение свинца в породах подрудной, рудной и надрудной подсвит текелийской свиты заметно различается. Если в породах подрудной и надрудной подсвит распределение свинца подчиняется логнормальному закону, то в породах рудной подсвиты его поведение более сложно: здесь устанавливается значительный сдвиг кривых распределения в сторону положительной асимметрии (за пределы соответствия логнормальному закону).

Следует отметить, что распределение свинца в углеродисто-глинистых и углеродисто-кремнистых сланцах рудной подсвиты при максимальных средних содержаниях является в то же время более или менее равномерным, о чем свидетельствуют невысокие значения коэффициента вариации, дисперсии и асимметрии логарифмов содержаний. Наибольшие значения этих параметров характеризуют распределение свинца в известняках, доломитах, углеродистых известняках рудной подсвиты.

Эти данные свидетельствуют о том, что рудные концентрации промышленного значения формируются в известняках и доломитах, более благоприятных с точки зрения физико-механических свойств и химизма, а в углеродисто-кремнистых и углеродисто-глинистых сланцах образуется в основном рассеянная минерализация.

Повышенные средние содержания цинка устанавливаются в доломитах и глинистых сланцах рудной подсвиты. Распределение цинка в этих породах характеризуется неравномерностью, судя по наиболее высоким значениям дисперсии, вариации и асимметрии логарифмов содержаний.

В составе надрудной (кремнистой) подсвиты повышенными концентрациями цинка (2,1—2,6 кларка) характеризуются глинистые, углеродисто-кремнистые сланцы. Наибольшей неоднородностью отличается распределение цинка в глинистых сланцах. Кривые распределения цинка свидетельствуют о существенном увеличении положительной асимметрии в породах рудной подсвиты по сравнению с породами подрудной и надрудной подсвит, где распределение цинка отвечает логнормальному или даже нормальному закону.

Сопоставление особенностей распределения свинца и цинка по литологическим разностям пород позволяет выявить следующее: значительные концентрации свинца связаны лишь с несколькими литологическими разновидностями пород, находящихся в составе рудной пачки (доломиты, известняки и углеродистые известняки). Для концентрации цинка благоприятна более широкая гамма пород: в составе рудной подсвиты это доломиты, известняки, углеродистые известняки, углеродисто-кремнистые и глинистые сланцы, в составе надрудной подсвиты — глинистые и углеродисто-кремнистые сланцы.

Таким образом, хотя месторождения Текелийской рудной зоны в целом и приурочены к толще, обогащенной углеродистым веществом, прямой зависимости между его содержанием и концентрацией рудных элементов не наблюдается. Промышленные концентрации свинцово-цинковой минерализации приурочены к метасоматически измененным и перекристаллизированным породам, обладающим массивным сложением и повышенной хрупкостью, — к апокарбонатным метасоматитам, кварцитам, перекристаллизованным доломитам, известнякам и в меньшей степени к слабо измененным сланцам (рис. 3). Кварциты и доломиты, в которых заключены основные массы промышленных руд, содержат минимальное количество OB. По мнению Ш.А. Байкенева, при перекристаллизации, приводящей к появлению богатых руд, происходит вынос углеродистого вещества за пределы оруденелых пород. Подобная его миграция за пределы обогащенных рудой зон наблюдается во многих изученных месторождениях полиметаллов Казахстана.

Наши наблюдения показывают, что локализация промышленного оруденения определялась благоприятным сочетанием нескольких литологических (состав пород, их физико-механические свойства, а также внутреннее строение текелийской свиты) и структурных факторов. При этом оруденение в основном размещается в благоприятных карбонатных горизонтах, залегающих среди сланцев текелийской свиты, и находится в линзообразных тектонических блоках. В висячем боку основной ветви Текелийского разлома, в тектонических линзах, образованных серией сближенных нарушений, находятся месторождения Текели, Западное Текели, Яблоновое, Жельжота и рудопроявления Александровское, Чертобай. Характерна их приуроченность к участкам резкого изменения простирания структур (месторождение Яблоновое), к изгибам пластов, обращенных в сторону падения пород (Жельжота, Чертобай, Текели, Западное Текели, Александровское, Клубное, Второй Кордон).

Выпуклые структурные изгибы при наличии хрупких карбонатных горизонтов и надежного экрана из пластичных сланцевых пород являются благоприятными для локализации полиметаллического оруденения. В местах выпуклого изгиба мощность и интенсивность минерализации в общем возрастают.

Анализ имеющихся данных по Текелийской рудной зоне позволяет отметить следующее. В целом свинцово-цинковое оруденение ассоциирует с рудной пачкой текелийской свиты среднего рифея, обогащенной углеродистым веществом. Вероятно, на первоначальной стадии рудообразования оно имело определенное значение в формировании рассеянных рудных концентраций, способствуя широкому проявлению сорбционных процессов. В локализации же оруденения значительную роль играли складчатые и разрывные нарушения высоких порядков, осложняющие изгибы пластов пород; зоны послойного дробления и трещиноватости, особенно их сочетание со складчатыми изгибами; узкие клиновидные и линзовидные тектонические блоки, сложенные карбонатными породами и контактирующие с пластичными глинисто-углеродистыми, карбонатно-углисто-глинистыми, песчано-глинистыми и другими сланцами.

С учетом этого нужно рассматривать толщи, обогащенные углистым веществом, в качестве регионального фактора, благоприятного для проявления полиметаллического оруденения текелийского типа. Для выделения же в пределах площадей развития этих толщ более локальных перспективных участков необходимо учитывать весь комплекс характерных для данного района рудоконтролирующих факторов.