25.03.2021

Сравнительная характеристика условий образования черносланцевых толщ Енисейского кряжа и Центральных Кызылкумов


В последние годы все большее внимание исследователей привлекают углеродистые отложения (в частности, черные сланцы), что обусловлено в первую очередь установленной тесной парагенетической связью их с многими полезными ископаемыми. Нами приводятся основные результаты сравнительного изучения черносланцевых толщ двух золоторудных районов: Енисейского кряжа (сухопитская серия) и Центральных Кызылкумов (ауминза-бесапанский комплекс).

В сухопитской серии Енисейского кряжа нижне-среднерифейского возраста выделяются следующие свиты (снизу вверх): кординская (микрокристаллические биотитовые сланцы с прослоями кварцитов и конгломератов), горбилокская (серицит-хлоритовые сланцы, часто с магнетитом), удерейская (филлиты, глинистые, алеврито-глинистые и алевритовые сланцы с редкими прослоями песчаников), погорюйская (алевритовые, алеврито-глинистые, глинистые сланцы с прослоями песчаников, кварцитов) и сосновская (карбонатно-глинистые сланцы, глинистые известняки, известняки и доломиты). В разрезе серии повышенной кларковой золотоносностью характеризуется удерейская свита. Отложения этой свиты вмещают большую часть золоторудных месторождений и рудопроявлений.

Один из вариантов литолого-стратиграфического расчленения древних вулканогенноосадочных образований в районе Южного Тамдытау предполагает следующую последовательность отложений (снизу вверх): ауминзинская свита (слюдяные сланцы и слюдяные кварциты), мижнетасказганская подсвита (кремнистые породы с подчиненными прослоями углеродистых сланцев, карбонатных пород, метавулканитов основного состава и метатерригенных пород), верхнетасказганская подсвита (слюдисто-кварцевые и кварц-слюдистые сланцы, филлиты, метапесчаники, редкие линзы силицитов); нижнебесапанская подсвита (кварцито-песчаники, филлиты; подстилают подсвиту базальные гравелиты), верхнебесапанская подсвита — "пестрый бесапан" (алевролиты, песчаники с прослоями гравийных пород полимиктового состава, филлиты, глинистые сланцы, прослои и линзы силицитов), подсвита "зеленый бесапан" (песчаники с прослоями глинистых сланцев, редкие линзы гравелитов). Наибольший интерес представляют отложения подсвиты "пестрый бесапан", обладающие повышенной кларковой золотоносностью и вмещающие большую часть золоторудных месторождений и рудопроявлений Центральных Кызылкумов.

Рассматриваемые черносланцевые отложения двух районов претерпели близкие по степени проявления постседиментационные и метаморфические изменения: от стадий метагенеза (подсвиты "пестрый бесапан", "зеленый бесапан", нижнебесапанская, свиты сосновская, погорюйская, удерейская, частично горбилокская) до мусковит-хлоритовой (горбилокская, верхнетасказганская, частично нижнебесапанская подсвиты) и биотитовой (частично верхнетасказганская, кординская свиты) субфаций регионального метаморфизма. Кроме этого, локальное развитие получил купольный и контактовый метаморфизм, связанный со становлением гранитоидных интрузий. Степень постседиментационных преобразований находится в зависимости также от содержания углеродистого вещества в породах.

При изучении черносланцевых отложений были выделены следующие типы пород: метааргиллиты, метаалевролиты, метапесчаники, силициты, карбонаты, смешанные карбонатно-терригенные породы.

Петрохимические параметры типов пород черносланцевых толщ приведены в таблице. Анализ данных этой таблицы показывает, что основность (параметр F) в глинистых породах ауминза-бесапанского комплекса снижается снизу вверх по разрезу до подсвит "пестрый" и "зеленый бесапан". Эта же тенденция наблюдается и для глинистых пород сухопитской серии, Значения параметра F для глинистых пород подсвиты "пестрый бесапан" и удерейской свиты сопоставимы. Частная глиноземистость (параметр А) и коэффициент зрелости (AI2O3/Na2O) глинистых пород достигают высоких значений в свитах, характеризующихся повышенной золотоносностью. Кроме этого, высокие значения глиноземистости и химической зрелости глинистых пород характерны в Центральных Кызылкумах и для предшествующих, но не подстилающих подсвиту "пестрый бесапан'' отложений. Значения частной глиноземистости и химической зрелости глинистых пород удерейской свиты несколько превышают таковые для подсвиты "пестрый бесапан". Алюмо-кремневый модуль для глинистых пород большинства рассматриваемых свит Кызылкумов и Енисейского кряжа одинаков и имеет повышенное значение лишь для верхнетасказганской подсвиты. Коэффициент Na2О/K2O и имеющий противоположную направленность параметр К, характеризующие в какой-то степени химическую зрелость породы и (или) влияние вулканизма на осадкообразование, достигают экстремальных значений в глинистых породах подсвиты "пестрый бесапан" и удерейской свиты, указывая, таким образом, на возможно наименьшее по сравнению с другими свитами влияние процессов вулканизма при образовании осадков этих свит. Более низкие по сравнению с удерейской свитой величины коэффициента Na2О/K2О и, естественно, наиболее высокие параметры К характерны для глинистых пород подсвиты "пестрый бесапан". Значения железо-марганцево-титанового модуля, предложенного Н.М. Страховым для установления в осадках эксгалятивного материала, для глинистых пород рассматриваемых отложений соответствуют величинам, типичным для терригенных пород.

Если в химическом составе глинистых пород двух рассматриваемых районов наблюдается много общих черт, то метаалевриты существенно различаются по абсолютным значениям всех петрохимических характеристик. В наиболее общем виде это различие заключается в том, что алевролитовые породы ауминза-бесапанского комплекса по химическому составу тяготеют к песчаникам, а метаалевролиты сухопитской серии — к метааргиллитам. В метаалевролитах свит сухопитской серии достаточно контрастно происходит изменение по разрезу частной глиноземистости и коэффициентов зрелости, максимальные значения которых приурочены, так же как и для глинистых пород, к метаалевролитам удерейской свиты. Вариации этих параметров в разрезе ауминза-бесапанского комплекса имеют сглаженный характер. Абсолютные значения их выше в алевролитовых породах сухопитской серии. Величины алюмо-кремневого модуля очень близки для метаалевролитов различных свит каждого из районов и колеблются от 0,15 до 0,17 для ауминза-бесапанского комплекса и от 0,22 до 0,24 для сухопитской серии. Наиболее контрастно различаются метаалевролиты сравниваемых районов по значениям параметров К и Na2О/K2О. Если в метаалевролитах сухопитской серии, так же как и в глинистых сланцах, наблюдается преобладание калия над натрием, то в метаалевролитах ауминза-бесапанского комплекса соотношение щелочей соответствует величинам, характерным для песчаников. Величины железо-марганцево-титанового модуля для рассматриваемого типа пород соответствуют нижнему пределу его значений для типично терригенных пород.

Максимальные значения основности в метапесчаниках ауминза-бесапанского комплекса характерны для нижнебесапанской подсвиты. Частная глиноземистость и коэффициент химической зрелости песчаников имеют сглаженный характер распределения по разрезу. Судя по коэффициенту минеральной зрелости, наибольшей зрелости достигли породы верхнетасказганской свиты и подсвиты "пестрый бесапан"; подобными же значениями коэффициента характеризуются и песчаники погорюйской свиты.

По химическому составу глинистые породы ауминза-бесапанского комплекса и сухопитской серии наиболее близки к группе гидрослюдистых глин, выделяемой А.А. Предовским, хотя для глинистых и апеврито-глинистых пород нижнебесапанской подсвиты и сосновской свиты характерны переходные к монтмориллонитовым глинам осадки.

Метапесчаники и метаалевролиты верхнетасказганской подсвиты по химическому и минеральному составу относятся к аркозам и субграуваккам, часть метаалевролитов этой подсвиты принадлежит грауваккам, Большая часть кластогенных пород нижнебесапанской подсвиты является граувакками, меньшая — субграувакками; большая часть песчаников и алевролитов подсвиты "пестрый бесапан" соответствует аркозам, меньшая — субграуваккам, Метаалевролиты кординской свиты относятся к грауваккам, песчаники погорюйской свиты — к аркозам. Алевритовые породы горбилокской, удерейской и сосновской свит близки по составу к глинистым породам соответствующих свит.

Рассчитанные по методике А.А. Предовского приблизительные количественные оценки интенсивности выветривания и степени осадочной дифференциации во время формирования отложений ауминза-бесапанского комплекса и сухопитской серии указывают на то, что толщам, характеризующимся повышенной кларковой золотоносностью, соответствуют уровни относительно высокой интенсивности выветривания.

Изучение характера распределения концентраций 14 элементов (В, Р, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Sr, Ba, Pb) по типам пород (песчаники—алевролиты—аргиллиты—мергели—карбонаты) показало, что в удерейской свите и подсвите "пестрый бесапан" наблюдается сглаженно-упорядоченный тип распределения элементов с некоторыми чертами пестрого, коэффициент распределения (Kр) равен соответственно 0,86 и 0,79. Пестрый тип распределения характерен для Ni и Fe в удерейской свите и для Sr, Ba, P — в подсвите "пестрый бесапан".

Сглаженно-упорядоченным распределением элементов характеризуются горбилокская свита (Kр = 0,86) и верхнетасказганская (Kр = 0,93). Подсвиты нижнебесапанская (Kр = 0,64), "зеленый бесапан" (Kр = 0,36), свиты погорюйская (Kр = 0,29), сосновская (Kр = 0,64) характеризуются пестрым и переходным от пестрого к упорядоченному типам.

В результате изучения глинистого вещества, выделенного из пород разных петрографических типов, выявлены цикличное строение и условия образования черносланцевых толщ Енисейского кряжа и Южного Тамдытау. В пределах сухопитской серии Енисейского кряжа глинистое вещество сложено в основном гидрослюдой и хлоритом, в верхней части отмечается обогащение монтмориллонитом. Направленно и периодично в пределах серии меняется зрелость глинистого вещества. Периодичность выражается в чередовании повышений и понижений зрелости в горбилокской, удерейской, погорюйской и сосновской свитах на фоне общего ее понижения. На стратиграфических уровнях с повышенной зрелостью в кординской, удерейской, погорюйской и сосновской свитах установлено увеличение концентрации Pb, Zn, V, Cu, Cr, Co и других элементов в глинистом веществе. Известные рудопроявления и рудная минерализация свинца, цинка и золота также приурочены к этим стратиграфическим уровням.

Большую часть сухопитского периода (кординское, горбилокское, удерейское и погорюйское время) в областях, поставлявших глинистый материал в бассейн седиментации, климат был аридным. Гумидизация произошла лишь в сосновское время. В горбилокское, удерейское и погорюйское время в горбилокской зоне Енисейского кряжа существовали прибрежные обстановки, В течение сухопитского периода при устойчивом существовании аридного климата происходило понижение интенсивности химического выветривания и преобладало регрессивное развитие бассейнов седиментации. Направленность и периодичность процесса осадконакопления способствовали образованию нескольких уровней высокой зрелости глинистого вещества, обогащенного рудными и другими элементами.

В районе Южного Тамдытау в подсвите "пестрый бесапан" глинистое вещество характеризуется полиминеральным составом с преобладанием гидрослюды. В верхнетасказганской подсвите главные компоненты — гидрослюда и хлорит. Содержание каолинита в обеих подсвитах увеличивается снизу вверх, гидрагиллит и бёмит встречаются в верхних горизонтах. В глинистом веществе подсвит верхнетасказганской и "пестрый бесапан" содержание марганца, титана, бора, цинка, свинца, меди, никеля и золота повышено относительно других подразделений ауминза-бесапанского комплекса; содержание золота значительно превышает кларковое в сланцах.

Ауминза-бесапанский комплекс имеет сложное цикличное строение, в пределах которого подсвиты верхнетасказганская и "пестрый бесапан" представляют собой самостоятельные осадочные циклы. Верхнетасказганский цикл образовался при усилении химического выветривания от слабого в начале до интенсивного в конце при усиливающейся аридизации климата, на фоне которой чередование гумидных и аридных периодов сменилось затем устойчивым аридным климатом при трансгрессивном режиме бассейна, обусловившем последовательную смену обстановок прибрежных прибрежно-морскими и в самом конце — морскими. Подсвита "пестрый бесапан" — осадочный цикл крупного порядка, состоящий из циклов более мелкого порядка, формирование которых протекало при нарастании химического выветривания от слабого до сильного. При тенденции общего его усиления были периодические понижения и повышения. Одновременно происходила гумидизация климата, на фоне которой чередовались аридные и гумидные эпохи. В первой половине бесапанского времени проявилась тенденция трансгрессии, осложнявшейся регрессиями и трансгрессиями меньшего порядка. При регрессиях возникали пресноводные и прибрежные обстановки, при трансгрессиях — прибрежно-морские и морские. Во второй половине пестробесапанского времени при общем регрессивном развитии бассейна в районе Южного Тамдытау преобладали прибрежные обстановки.

Повышенное содержание золота в ауминза-бесапанском комплексе отмечается на стратиграфических уровнях, осадки которых имеют глинистое вещество высокой зрелости и образование которых происходило при чередовании гумидных и аридных климатических условий (преобладали последние) в пресноводных, прибрежных и прибрежно-морских обстановках.

Таким образом, в результате изучения разрезов черносланцевых толщ в двух удаленных друг от друга районах были сделаны следующие выводы:

1. В литолого-геохимической характеристике пород, слагающих эти толщи, существует много общих черт.

2. Степень постседиментационных и метаморфических преобразований рассмотренных отложений двух районов как в целом, так и частей разреза, обладающих повышенной кларковой золотоносностью, одинакова. Она характеризуется переходом от фаций метагенеза к зеленосланцевой фации регионального метаморфизма.

3. Изменение химизма пород снизу вверх по разрезу в направлении к золотоносным уровням разреза и в перекрывающих их отложениях имеет общие тенденции для двух районов, выражающиеся в наиболее высокой химической зрелости пород свит, обладающих повышенной кларковой золотоносностью, Высокие значения интенсивности выветривания свидетельствуют о стабилизации тектонического режима области питания во время накопления золотоносных свит.

4. Осадки рассматриваемых черносланцевых толщ накапливались в мелководных опресненных прибрежных обстановках с восстановительным характером среды.

5. При сравнении золотоносных свит "пестрый бесапан" с удерейской выявлено, что первая имеет более грубозернистый состав терригенных пород и большее разнообразие типов пород.

Глинистое вещество адсорбирует Fe, Ni, Cu, Pb, Zn, Cr, V, В, Au и другие элементы. В результате этого процесса накапливались огромные массы рудных элементов в осадочных толщах. Палеогеографические реконструкции показывают, что стратиформные рудопроявления и месторождения приурочены к уровням зрелого глинистого вещества, завершающим циклы осадконакопления. Интенсивность рудопроявлений зависит от степени химического выветривания и климата на водосборной суше, от фациальных обстановок и режима бассейна седиментации. Благоприятные условия для концентрации некоторых рудных элементов в осадке — интенсивное химическое выветривание при чередовании гумидных и аридных климатических условий; морские обстановки седиментации при значительной трансгрессии для свинца и цинка, прибрежные и прибрежно-морские для меди и золота. Уровням, завершающим циклы осадконакопления более крупного порядка, соответствуют более мощные рудопроявления. Отмеченное выше дает основание считать, что источник значительной части рудных компонентов в стратиформных месторождениях — глинистое вещество вмещающих пород.





Яндекс.Метрика