22.03.2021

Некоторые примеры сульфидных месторождений, приуроченных к углеродистым формациям


С углеродистыми формациями черных сланцев в докембрии очень тесно ассоциируют важные в экономическом отношении месторождения полезных ископаемых. Так, с терригенно-углеродистыми формациями связаны месторождения меди, золота, марганца, фосфора. Для кремнисто-углеродистых формаций характерны месторождения ванадия, вольфрама, урана и золота. К карбонатно-углеродистым формациям приурочены месторождения полиметаллических руд, фосфоритов, шунгитов, графитов, а к вулканогенноуглеродистым — золота, урана, вольфрама, марганца и серного колчедана.

Среди докембрийских месторождений наиболее широко распространена ассоциация углеродистого вещества и сульфидов меди, железа и полиметаллов, образованная в условиях бактериальной сульфатредукции и сероводородного заражения в придонных частях обширных и мелководных бассейнов.

Хорошо известны более или менее крупные месторождения сульфидных руд в ассоциации с углеродистыми отложениями в России, Швеции, Финляндии, США и т. д. Они обладают четкой стратиграфической и литологической приуроченностью и не обнаруживают признаков связи с ювенильными источниками. В ряде случаев под влиянием динамотермальных процессов, магматических внедрений и палингенеза происходит мобилизация сингенетических рудных скоплений, в результате чего образуются согласные и секущие эпигенетические крупные промышленные тела.

В качестве примера рудных сульфидных месторождений, приуроченных к углеродистым черным сланцам докембрия, можно привести район Оутокумпу в Финляндии (рис. 2). Здесь рудовмещающая толща сложена черными графитистыми сланцами, кварцитами, доломитами, входящими в состав Карельской сланцевой формации. Среди них наиболее широко распространены так называемые филлиты, или аргиллитовые черные сланцы, состоящие из биотита, кварца и андезина с примесью графита, пирита, пирротина и ильменита. Содержание графита и сульфидов железа достигает по весу 25%. Наряду с пиритом и пирротином упомянутые породы содержат нередко в виде примеси также сфалерит, халькопирит и тухолит.

Для слюдяных сланцев и кварцитов характерна ленточная слоистость, подчеркнутая распределением углеродистого вещества и сульфидов; местами отмечается градационная слоистость, которая обусловлена тем, что количество графита и сульфидов закономерно изменяется от подошвы к кровле. В черных углеродистых сланцах тонкорассеянный серный колчедан сопровождается микроскопическими зернышками сульфидов меди, цинка и свинца, которые в связи с поздними гранитными инъекциями и в связи с динамо-термальными процессами и мобилизацией в трещинах и полостях черных сланцев образуют крупные промышленные рудные тела более поздних генераций. Протяженность рудных зон достигает нескольких десятков километров. Кроме главных сульфидов, отмечаются кубанит, валлерит, линнеит, станнин, молибденит. В среднем руды содержат (в %): Cu — 4, Zn — 1,2, Ni — 0,1, Co — 0,2; Au — 0,7 г/т, Ag — 9 г/т.

Е. Пелтола приходит к выводу, что описанные отложения осаждались в условиях, близких к условиям образования сапропелей. Вероятным является как химическое, так и биохимическое осаждение таких первоначальных компонентов осадка, как карбонаты и сульфиды. Подтверждением этому служит изотопный состав углерода, указывающий на органическое его происхождение, а пиритная сера из углеродистых сланцев Оутокумпу имеет S32/ S34 в пределах 22,32—22,45. Все это подтверждает битуминозный сапропелевый характер исходных осадков.

Пример тесной связи органического углеродистого вещества с сульфидами меди месторождение Уайн-Пайн в штате Мичиган (США). Здесь сульфиды меди приурочены к верхнедокембрийским (1046 ±46 млн. лет) глинистым сланцам свиты Нансач. Эта свита сложена в основном алевролитами и глинистыми сланцами с четко выраженной слоистостью; мощность рудоносной зоны составляет 7,5—9 м. Содержание органических веществ в сланцах достигает 5—15%, в них часто отмечаются пустоты, содержащие нефть; встречается также янтарное асфальтоподобное OB, широко распространены волокнистые растительные остатки, а также рассеянный углеродистый и антраксолито-вый материал. Руды меди представлены халькопиритом, борнитом, хальколитом, пиритом, встречаются отдельные выделения самородной меди. Нередко вокруг зерен медных минералов концентрически расположено OB.

Как отмечает Э.С. Баргхорн, вертикальное и горизонтальное распределение минералов меди в пределах зоны находится в прямой зависимости от содержания OB. Прямая связь медистых минералов с тонкорассеянным углеродистым и антраксолитовым веществом, а также с частицами асфальтового вещества, по-видимому, подтверждает гипотезу ряда исследователей о том, что осаждению медистых минералов в породах способствовало OB. Медь была привнесена пластовыми водами до литификации осадка. Об этом же свидетельствует и отношение изотопов серы S32/ S34, которое колеблется от 21,93 до 22,39, что характерно для океанских сульфатов и для осадочных сульфидов.

В Тянь-Шане также известна ассоциация углеродистых сланцев с сульфидами. Среди сланцев преобладают мусковитовые разновидности, но встречаются и двуслюдяные. Помимо кварца и слюд, породообразующим минералом является гранат; иногда присутствуют андалузит, плагиоклаз, а также карбонаты, роговая обманка и графит, содержание которого в отдельных разностях весьма значительно. В породах сульфиды распространены столь широко, что местами образуют колчеданные руды. Эти руды залегают в карбонатно-сланцевой толще и приурочены к пачкам графитовых сланцев, мощность которых колеблется от 10 до 100 м (рис. 3). Сланцы переслаиваются с доломитовыми мраморами. Оруденение представлено главным образом пиритом, а другие сульфиды (сфалерит, галенит, халькопирит) присутствуют в резко подчиненном количестве, по существу в виде примесей. Пирит слагает тонкие и тончайшие (доли миллиметра) прослойки и линзы. Прослои большой мощности при выклинивании по простиранию расщепляются на серии тонких пропластков и постепенно переходят во вмещающие графитовые сланцы. Последние характеризуются рассеянной тонкой вкрапленностью пирита. На основании этих данных Э.Б. Байбулатов приходит к выводу, что образование сульфидов и графита связано с восстановительной обстановкой в застойных зонах прибрежных морских бассейнов.

Тесная ассоциация с формациями углеродистых черных сланцев отмечается для ряда полиметаллических месторождений докембрия. Примерами этого типа месторождений являются стратиформные месторождения Прибайкалья, Забайкалья, Чукотки в России, Маунт-Айза в Австралии и ряд других. Общая особенность этих месторождений — приуроченность рудных тел к отложениям карбонатно-углеродистой формации. Так, по данным Г.В. Ручкина, Холоднинское колчеданно-полиметаллическое месторождение докембрия Прибайкалья приурочено к графитсодержащим слюдисто-карбонатным песчанистым известнякам и графитистым кварцито-песчаникам позднего докембрия. Руды Холоднинского месторождения разделены на два типа — стратиформные и секущие. Стратиформные рудные тела имеют форму пластообразных залежей, общая морфология которых определяется слоистостью пород углеродистой толщи (рис. 4). В составе стратиформных рудных тел выделяются колчеданные (пиритовые), медноколчеданные и колчеданные свинцово-цинковые руды слоистой, полосчатой и массивной текстур. Секущие прожилково-вкрапленные колчеданно-полиметаллические руды накладываются на стратиформные. Постоянным минералом в них является пирротин, тогда как содержание остальных минералов варьирует в широких пределах.

По мнению авторов указанной работы, месторождение сформировалось на протяжении длительного промежутка времени — от сингенетического накопления рудного вещества до частичной регенерации первичных залежей колчеданно-полиметаллических руд в результате прогрессивного и регрессивного метаморфизма. Подтверждением этому служит изотопный состав серы дометаморфических сульфидов (S34 от 0,9 до +28,5%), характерный для сульфидов, сера которых генерировалась сульфатредуцирующими бактериями в субмаринных условиях в закрытой системе, а также изотопный анализ рудных свинцов, давший возраст оруденения 900—1000 млн. лет.





Яндекс.Метрика