Минералогия и условия локализации уран-благороднометально-ванадиевого оруденения

Леденева, Надежда Викторовна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Минералогия и условия локализации уран-благороднометально-ванадиевого оруденения
ВАК РФ 25.00.05, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Минералогия и условия локализации уран-благороднометально-ванадиевого оруденения"

Направахрукописи

Леденева Надежда Викторовна

МИНЕРАЛОГИЯ И УСЛОВИЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ УРАН-БЛАГОРОДНОМЕТАЛЬНО-ВАНАДИЕВОГО ОРУДЕНЕНИЯ (ОНЕЖСКИЙ РУДНЫЙ РАЙОН)

25.00.05 - минералогия, кристаллография

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва, 2004 г.

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте минерального сырья им. Н.М.Федоровского (ФГУП ВИМС).

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук

Машковцев Григорий Анатольевич (ВИМС).

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Сидоренко Галина Александровна (ВИМС),

кандидат геолого-минералогических наук Бирка Галина Ивановна (ВНИИХТ).

Ведущая организация: ФГУП «Урангеологоразведка», г. Москва.

Защита состоится « 10 » декабря 2004 г.в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 216.005.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте минерального сырья им. Н.М.Федоровского (ФГУП ВИМС) по адресу: 119017 Москва, Старомонетный пер., 31.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИМСа.

Автореферат разослан 10 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат геолого-минералогических наук Шурига Т.Н.

Введение

В конце 70-х годов XX века в Онежском прогибе южной часта Балтийского щита силами ФГУП «Невскгеология» были выявлены и разведаны новые урановорудные объекты, более 15-ти лет изучавшиеся также специалистами ВСЕГЕИ, ВИРГа, СП6ТУ, ИГЕМ РАН, ВИМСа, ВНИИХТа в различных аспектах. Месторождения обладают целым рядом весьма специфических черт, позволивших исследователям на первом этапе изучения относить их к новому уникальному типу, а в последующем - к типу «несогласия». Разнообразие генетических концепций, среди которых рассматривались метаморфогенная, магматоген-ная, инфильтрационная, полигенно-полихронная, черносланцевая показывает, что генезис и рудно-формационная принадлежность оруденения онежского типа остаются дискуссионными. С позиций, наиболее отвечающих представлениям автора, рудно- метасома-тический процесс рассмотрен Л.Я.Шмураевой (1990, 1991, 2002), относящей данный тип оруденения к формации приразломных карбонатно-щелочных метасомати-тов. Однако, использованный нами большой фактический материал и применение собственного методического подхода к его изучению, позволили выявить весьма существенные особенности вещественного состава руд и околорудных метасомати-тов, а также условий их локализации, внутреннего строения и характера пространственного размещения.

Актуальность темы. После распада Советского Союза более 80% запасов урана, в том числе сосредоточенные в крупнейших месторождениях, оказались за пределами России. В то же время Россия сохранила более 60% мощностей действующих АЭС и продолжает вводить в строй новые блоки атомных станций. Доля АЭС в производстве электроэнергии составляет 16%.

Согласно стратегии развития энергетики России, утвержденной Правительством в 2003 г., мощности атомного энергетического комплекса должны увеличится к 2020 г. почти вдвое. Однако даже современное производство уранового сырья обеспечивает лишь около 20% внутренних и экспортных потребностей. Остальная их часть покрывается за счет складских запасов урана, которые будут исчерпаны за 10-15 лет. При этом имеющаяся минерально-сырьевая база урана не может обеспечить его производство на необходимом уровне - около 20 тыс. тонн в год к 2020 г.

Межведомственной программой «Уран России», разработанной в 2004 г. совместными усилиями Федеральных Агентств «Энергоатом» и «Роснедра», одно из главных направлений отведено выявлению минерально-сырьевых баз урана, пригодных для создания новых горнодобывающих производств. Онежско-Ладожский потенциальный рудный район определен как один из наиболее приоритетных для развития геолого-разведочных работ на уран и сопутствующие полезные компоненты.

Ванадий, главный компонент комплексных руд Онежского района (среднее содержание до 2,7%), также востребован промышленностью в связи с заплпнированным значительным ростом (в 2-3 раза) производства низколегированных трубных и рельсовых сталей. Попутное извлечение из руд золота и платиноидов также, очевидно, повышает экономические показатели освоения изученных месторождений.

Технологическими экспериментами, проведенными в ВИМСе и ВНИИХТе, доказана принципиальная возможность эффективного извлечения из руд всего комплекса полезных компонентов.

Целью работы являлось определение специфических особенностей вещественного состава, условий формирования, закономерн " ¡мещения и форма-

ционной принадлежности уникального по составу комплексного уран благороднометально-ванадиевого оруденения Заонежья.

Для достижения этой цели решались следующие задачи: 1) изучение состава руд и околорудных метасоматитов; 2) определение последовательности и условий образования минеральных ассоциаций; 3) исследование литолого-структурных условий, влияющих на размещение разностадийных минеральных ассоциаций; 4) выявление и характеристика типов минералогической зональности; 5) выделение рудных минеральных ассоциаций и установление закономерностей их локализации.

Фактическая основа диссертации. Начиная с 1990 года в составе группы ВИМСа автор занималась изучением вещественного состава руд и околорудных метасоматитов в Карело-Ладожском и Онежском рудных районах Карелии. За этот период были изучены несколько месторождений и рудопроявлений урана различной формационной принадлежности. Наиболее значимыми объектами среди них является группа месторождений Заонежья - Космозеро, Царевское и Средняя Падма.

В процессе работы в Онежском рудном районе автором задокументировано более 10 000 пог. метров керна с отбором каменного материала, изучено более 3000 шлифов, ан-шлифов, минералогических проб, проанализировано большое число геохимических проб.

На месторождении Средняя Падма нами проводилось минералогическое картирование на разведочном шахтном горизонте -74, где автором было задокументировано три квершлага (№№ 62, 66, 76) общей протяженностью 178 пог. м с отбором образцов, минералогических и малых технологических проб по природным типам руд и рудной минерализации. Из отобранного каменного материала было изготовлено и изучено более 1000 прозрачных, комбинированных шлифов и аншлифов.

Проведен большой объем работ по изучению и систематизации фондовых и опубликованных материалов.

Методы исследований. Для диагностики минералов, изучения их типомор-физма и характера взаимоотношений применялись оптические методы, рентгеност-руктурный (дебаевский фотометод), электронографический, количественный и полуколичественный рентгенофазовый, инфракрасной спектроскопии, микрорентге-носпектральный (микрозонд) виды анализов. Большое число минеральных фаз диагностированы с применением рационального комплекса микроминералогических методов, к которым относятся микрорентгеноспектральный, спектрально-оптический и определение микротвердости при разных нагрузках. Элементный состав руд и элементы-примеси в минералах определялись с применением спектрального, рентгеноспектрального и локального лазерноспектрального анализов. Для выяснения условий минералообразования проводилось термометрическое исследование газово-жидких включений в минералах каждой стадии процесса на микротермокамере УМТК-3.

Основная часть исследований выполнена ведущими специалистами и аналитиками в лабораториях ВИМСа, а также МГУ, ИГЕМа и ГЕОХИ РАН.

Научная новизна. В ходе исследований получены принципиально новые данные о пространственно-временных, минералого-геохимических особенностях развития рудообразующего процесса и геолого-структурных условиях локализации оруденения.

• Выявлены типоморфные особенности целого ряда минералов, слагающих ком-

плексные руды, и их пространственно-временные взаимоотношения.

• Разработана принципиально новая схема последовательности минералообразования для месторождений Онежского района, в которой показано, что в рамках единого рудно-метасоматического этапа минералообразования в соответствии с серией тектонических импульсов стадийно сформировались безванадиевые щелочные метасоматиты (альбититы) зонального строения, в пределах которых телескопировано проявлено хром-ванадиевое, урановое и благороднометальное оруденение.

• Впервые показано, что хром-ванадиевая, урановая и благороднометальная минерализации локализованы по единой полого-линейной системе трещин отрыва, образованных на заключительном этапе формирования зон СРД. При этом, ванадиевослюдистая минерализация, образующая основные ванадиеворудные тела, локализована как в системе трещин, так и в околожильном пространстве.

• Установлены элементы вещественной зональности в строении дорудных альбититов и рудовмещающей жильной системы, и закономерности пространственного размещения природных типов руд.

• В сотрудничестве с коллективом исследователей открыт и детально изучен новый минеральный вид — хромселадонит (Пеков И.В. и др., 2000). При изучении сульфо-селенидной минерализации выявлены две ранее неизвестные минеральные фазы с Pt и с Pd.

Практическая значимость. Установленные минералого-геохимические особенности уран-благороднометально-ванадиевого оруденения, стадийность его формирования и литолого-структурные условия локализации в существенной мере усовершенствуют комплекс критериев рудоносности и будут содействовать повышению эффективности поисковых и оценочных работ.

Выявленные, всесторонне изученные и откартированные в геологическом пространстве минеральные типы комплексных руд явятся надежной основой для оптимизации разведочных работ на Среднепадминском и других месторождениях района, а также для надежной прогнозной оценки их технологических свойств.

Апробация. Основные результаты проводившихся исследований неоднократно докладывались автором на секциях Ученого совета ВИМСа, ВСЕГЕИ, НТС производственной организации ФГУП «Невскгеология». По теме диссертации были сделаны доклады на научно-практических конференциях «Результаты исследований ВИМСа в области прогноза и комплексного изучения минерального сырья», 1996 г. и «Прикладная минералогия в решении проблем прогнозирования, поисков и оценки месторождений полезных ископаемых», 3 доклада, Москва, 2001 г.; на заседании координационного научно-технического совета по урану, С.-Петербург, 2001 г.; на годичной сессии МО РМО РАН РФ, Москва, 2001 г.; на международном симпозиуме по геологии урана «Уран на рубеже веков: природные ресурсы, производство, потребление», Москва, 2000 г.

Публикации. Результаты исследований по теме диссертации нашли отражение в 11 печатных работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 58 наименований. Она содержит 158 машинописных страниц, иллюстрированных 13 таблицами, 64 рисунками и микрофотографиями.

Работа выполнена в ВИМСе под руководством д.г.-м.н. Г.А. Машковцева, оказавшего автору большую научную и практическую помощь.

На протяжении всего периода работы в ВИМСе, в т.ч. около 14 лет - по теме диссертации, научное руководство над деятельностью автора осуществлял д.г.-м.н., профессор

А.К. Мигута, оказывающий постоянную помощь и поддержку. Годы работы по карельскому региону прошли в тесном творческом сотрудничестве с Н.В. Овсянниковым, И.П. Андреевой, Г.В. Пакульнисом, А.Т. Костиковым, А.В. Красных, Л.В. Чесноковым. Автор сердечно благодарен за внимание и помощь со стороны коллег из «Невскгеология» - Ю.В. Петрову, В.А. Пичугину, В.И. Килинкарову, В.К. Кушнеренко, СА. Скороспелкину, Е.К. Мельникову, А.И. Иванову, Ю.А. Громову, Н.М. Миронович. Глубокую признательность за высокопрофессиональное сотрудничество в изучении вещественного состава оруденения автор выражает всем специалистам аналитических и научных лабораторий ВИМСа - В.Т. Дубинчуку, СВ. Соколову, Д.К. Щербачеву, В.В. Морошкину, В.В. Ружицкому и другим, а также И.А. Брызгалову (МГУ) и Н.Н. Коненковой (ГЕОХИ).

В работе над диссертацией трудно было бы обойтись без советов, критических замечаний и поддержки Г.А. Тархановой, а также дружеского участия и профессиональной помощи А.Ф. Горошко и Н Л. Никольской.

Основные защищаемые положения

L Впервые установлены специфические черты вещественного состава комплексных руд Онежского района, заключающиеся в целом ряде выявленных минеральных видов уранового, ванадиевого и благороднометального оруденения, и в особенностях их пространственно-временных взаимоотношений между собой и с сопутствующей минерализацией меди, молибдена, свинца, цинка, хрома, селена.

II. Комплексные руды месторождений Онежского прогиба сформированы в результате единого этапа приразломного щелочного метасоматоза, имеют зональное и телескопированное строение, обусловленное последовательным проявлением стадий: 1 — дорудных натровых метасоматитов (альбититов), 2 — предрудных калиевых мета-соматитов (слюдитов с Сг и V), 3 - рудной жильной, 4 - пострудной. Последующие процессы гипергенеза привели к накоплению полезных компонентов в зоне цементации.

Ш. Гидротермально-метасоматические образования локализованы в тектонических элементах, последовательно формировавшихся в процессе становления зон складчато-разрывных дислокаций. Дорудные натровые метасоматиты образованы в зонах объёмного катаклаза, минерализация предрудной и собственно рудной стадий -в системе пологих трещин отрыва, продуктивные по ванадию предрудные слюдиты -в системе трещин и в околожильном пространстве.

Геологические особенности Онежского рудного района.

Главной структурой района является Онежский перикратонный прогиб. Он приурочен к Повенецкому блоку Карельского геоблока (Билибина ТВ., 1983 и др.) и является риф-топодобной структурой, выполненной раннепротерозойскими слабометаморфизованными вулканогенно-осадочными толщами. Основанием и обрамлением прогиба служит архейский гранито-гнейсовый фундамент, в составе которого выделяются зеленокаменные струк-турно-формационные зоны. С архейскими образованиями в Онежском рудном районе связано формирование колчеданной, медно-никелевой, уран-молибденовой и золотой минерализации. С нижнепротерозойскими (сумийско-сариолийского периода) базит-ультрабазитовыми интрузиями связано хромитовое и благороднометальное (И, Pd) оруде-нение. Для ятулийско-вепсийского периода характерно синхронное с осадконакоплением мощное и продолжительное проявление ультрабазит-базитового вулканизма, максимум

интенсивности которого приходится на людиковийское и калевийское время в интервале 2,1-1,9 млрдлет. Подводный вулканизм, сопровождающийся интенсивной фумарольно-сольфатарной деятельностью, резко изменил вещественный состав осадков и их геохимическую специализацию. С этого момента стали формироваться высокоуглеродистые (шунгит-содержащие) вулканогенно-осадочные комплексы. Обогащенность углеродом осадков верхней подсвиты заонежской свиты составляла 10-30%, достигая 50-80% (Гадцобина Л.П., 1987). Для них характерны надкларковые значения Си, Ni, Со, V, Сг, Pb, Zn, Mo, Ti, P, Ba, Sr, Zr, платиноидов, связанные не столько со скоплениями сульфидов, сколько с металлоугле-родистыми соединениями, которые и являлись возможной формой переноса элементов, часть из которых имеют мантийное происхождение (Сидоров Л.Н., 1997; Полеховский Ю.С., 1999 и др.). Заонежский основной вулканизм, сопровождаемый многократным образованием меденосных силлов габбро-долеритов, к концу людиковия сменяется ультраосновным, с образованием пикритовых базальтов с их производными, что указывает на максимальную раскрьггость тектонических структур, достигающих глубин верхней мантии. К концу калевия завершился продолжительный этап (людиковий-калевий) интенсивной вулканической деятельности, сопровождавшийся обогащением пород углеродистым веществом и рудными компонентами, и, фактически, завершилось осадконакопление на преобладающей части Онежского прогиба. С этим периодом, по мнению многих исследователей (Петров Ю.В. и др., 1990; Светов А.П., 1979 и др.), связано образование Пудожгорско-Койкарского дайково-интрузивного комплекса, содержащего дифференциаты субщелочного (натрового) состава, и несущего титано-магнетитовое с ванадием оруденение. Производными этого комплекса авторы считают и дайки субщелочных лейкогаббро северовосточной ориентировки, кулисообразно расположенные и трассирующие рудоносные структуры Онежской впадины. Их наличие является свидетельством существования в глубинных разломах сдвиговых деформаций, предшествовавших началу гидротермально-метасоматической деятельности в зонах складчато-разрьганых дислокаций (СРД).

По мнению Л.Я. Шмураевой (1990), в постлопийское время Онежская структура представляла собой вулкано-тектоническую депрессию с установившимся рифтогенным режимом в суйсарии. Ювенильные флюиды - дериваты длительно существующего и эволюционирующего глубинного очага - послужили источником вещества для комплексного оруденения в зонах складчато-разрывных дислокаций.

Возникновение зон СРД связано с началом процессов протоактивизации в Онежской структуре, являющихся естественным завершением циклично развивающейся на протяжении почти 300 млн. лет рудно-магматической системы. Мощные тектонические процессы привели к перемещению значительных масс карбонатных пород в надразломных линейных зонах с образованием тектонодиапиров, выразившихся зонами СРД В поперечном разрезе зоны состоят из трех-четырех сближенных гребневидных антиклиналей, ядра которых сложены доломитами туломозерской свиты, а крылья и разделяющие их синклинали - вулка-ногенно-осадочными породами заонежской свиты.

Механизм динамического развития зон складчато-разрывных дислокаций рассмотрен во многих работах (Булавин А.В., 1986 и др.). М.Г. Леонов (2004г.) при рассмотрении механизма формирования инфраструктуры Онежского прогиба убедительно показывает вероятность сосуществования двух режимов в его развитии - сжатия и растяжения (со сдвигом). Суть механизма формирования состоит в следующем. По мере прогибания и заполнения бассейна осадками, породы на уровне дна и выше находятся в обстановке сжатия, что приводит к уменьшению их объема и возникновению линейной складчатости, обусловлен-

ной явлениями диапиризма. Это связано с уменьшением длины сферической поверхности дна, которое продолжается до определенной критической (нейтральной) отметки, соответствующей мощности накопленных осадков и оцененной для Онежской впадины в 1100 м. При дальнейшем опускании дна, выше этой отметки сохраняется режим сжатия, что приводит к наращиванию амплитуд складчатости, а ниже нейтральной поверхности сжатие сменяется растяжением с образованием зон декомпрессии. Последние становятся легкодоступными проводниками для магматической и флюидно-гидротермальной деятельности, достигающих с течением времени все более высоких горизонтов.

С заключительными фазами формирования зон СРД, являющихся приповерхностным выражением стволовых структур глубинных разломов северо-западной ориентировки, связано начало проявления приразломной флюидно-гидротермальной деятельности и образования комплексного уран-благороднометально-ванадиевого оруденения.

Вещественный состав комплексного оруденения (Си, V, Сг, Bi, Mo, U, Аи, Mill и др.) наилучшим образом подтверждает вывод С.С. Смирнова о том, что в рудных полях концентрируются все металлы, распространенные в рудоносной провинции.

Первое тезисное положение. Впервые установлены специфические черты вещественного состава комплексных руд Онежского района, заключающиеся в целом ряде выявленных минеральных видов уранового, ванадиевого и благороднометального оруденения, и в особенностях их пространственно-временных взаимоотношений между собой и с сопутствующей минерализацией меди, молибдена, свинца, цинка, хрома, селена.

В составе руд и околорудных метасоматитов на месторождениях Онежского прогиба насчитывается не менее 100 минеральных видов, среди которых встречаются не только широко распространенные, но и редкие, а также открытые или впервые установленные в России. Преобладающая часть минерализации с высокой степенью детальности изучена: Румянцевой Е.В., Былинской Л.В., Шмураевой Л.Я. (ВСЕГЕИ), Роман Н.А. (Невское ПГО), Полеховским Ю.С., Тарасовой И.П. (ЛГУ), Рыжовым Б.И. (ИГЕМ), Андреевой И.П. (ВИМС). Однако, даже среди рудных минералов, имеющих важное значение в комплексной оценке оруденения, остается немалая часть, требующая диагностики или доизучения.

Комплексность оруденения онежских месторождений определяется, как известно, промышленными концентрациями ванадия, урана, благородных металлов (Pd, Pt, Au,Ag) и сопутствующими компонентами - Си, Мо. Постоянными спутниками оруденения являются Сг, Fe, Pb, Zn, Bi, Se.

Ванадиевая минерализация. Основным компонентом ванадиевого оруденения является роскоэлит KV2AlSi30io(OH)2, рентгенографически определенный как слюда мусковитового типа с параметрами решетки: ао = 5,277±0,002 А, bo = 9,128±0,002 А, Со = 20,047±0,006 А, р Нами установлены две разновидно-

сти роскоэлита: 1 — метасоматическая мелко-тонкочешуйчатая и 2 - жильная средне-крупночешуйчатая. По результатам электронографии (ВИМС, 1990 г.) обе разновидности относятся к политипной модификации 1М Содержание V2O5 в роскоэлитах по данным химического анализа достигает 17 %.

Важное значение для оруденения имеют собственно ванадиевые минералы, содержащие от 16 до 99 % V2O5. Среди них нами изучены: ноланит FeV7TiOi4(OH)2, кулсонит FeV204„ карелианит V2O3, ванадиевый эгирин (наталиит) NaVSi20e, суль-

ванит Си3У84, ванадинит РЬ5(У04)зС1, монтрозеит УООН, хёггит У202(0Н)3, доло-ресит Уз04(0Н)4, метароссит СаУ20б.4Н20, давидит иРе8Ти20з8.

Ванадийсодержащими минералами являются: пластинчатый гематит, эскола-ит, рибекит, флогопит, хлорит (табл. 1). Для гематита характерны широкие колебания У205 от 2,8 до 26,4% (Полеховский Ю.С., 1991).

Нами впервые получена структурная диагностика ноланита, кулсонита (а = 8,28 А), сульванита (а = 5,38 А), монтрозеита, хёггита, впервые установлены и диагностированы структурными методами ванадинит, долоресит, метароссит.

Установлено также, что рибекит, эгирин, флогопит, хлорит имеют по две генерации, из которых первые образованы в метасоматическую альбитовую стадию, а вторые генерации - в жильную стадию, и только вторые являются ванадий- и хром-содержащими.

Результаты полуколичественного спектрального анализа (локально-лазерный), %.

Таблица!

элементы —♦ в! Са Ре Т1 V Сг Си РЬ 7л и вг Ва

минералы |

пласт.гематит <10 1 >20 0,2 10 <0,001 0,5 <0,005 0,3 <0,5 0,001 0,01

карелианит 4 5 1 0,03 >10 <0,001 0,01 <0,005 <0,01 <0,5 0,05 0,01

эгирин-1(акмит) 10п 0 >20 0,5 0,1 <0,001 <0,5

эгирин-2 10п 1 5 0,1 >10 1 <0,5

барит 3 3 5 0,5 0,1 <0,001 1 0,5 0,5 <0,5 1 10п

велсендорфит 1 >3 0,5 03 >03 <0,001 1 >3 0,5 >30 >1 0,5

эсколаит 0,2 ол 3 0,005 0,8 >> 5 0,001 <0,1 0,01 <0,5 0,03 0,03

кульсонит 3 1 0,1 >10 <0,001 >30 <0,1 0,5

ноланит 2 5 >30 >10 <0,001 0,5

халькозин 1 >30

монтрозеит 3 >10

браннерит-2 -1,0 3 <5 10п 03 >20

браннерит-2 -1,0 0,5 5 10п -1,0 >10

Примечание. Анализы выполнены в ВИМСе. Аналитик В.П.Харитонова 8п, Б1, Ag, N1, Со - не установлены

Урановая минерализация на месторождениях Онежского прогиба состоит: из двух морфологических разностей оксидов урана - уранинита и настурана,

коффинита и8Ю4, браннерита иТ120б и давидита иРеяТЧ^Озв. Гипергенная минерализация урана представлена уранил-ванадатами - тюямунитом Са(и02)2(У208)-8Н20 и карнотитом К2 (ШгМУгОв^НгО, гидроксидами Ц*+- клар-кеитом ЫагигОуНгО и вёлсендорфитом РЬи2С>7-2Н20, силикатами {юлтвуди-том К(и02)(8Юз0Н)-2Н20 и казолитом РЬ(1Ю2Х5Ю4)-Н20. Из них нами впервые установлены кларкеит, вёлсендорфит. Идентифицирован как минеральный вид давидит. Все минеральные фазы, кроме браннерита и давидита (вследствие их мета-миктности), подтверждены рентгено-структурным анализом (дебаевский фотометод). Составы минералов приведены в таблицах 1,2.

Основным компонентом урановых руд является уранинит (а=5,40; 5,42; 5,43; 5,47±0,01А). Исключение составляет Царевское месторождение, где преобладает коффинитовое оруденение. В тесной ассоциации с уранинитом обнаружен эмболит (AgCl), что указывает на наиболее вероятное образование оксида урана из хлорид-

ных растворов. В большинстве случаев для уранинита характерен субидиоморфный кубоктаэдрический габитус или зерна с элементами октаэдра. Настуран (а=5,378 ±0,01 А) имеет подчиненное значение. Для него характерны тонкие фестончатые, пленочные выделения и псевдоморфозы по ураниниту. Коффинит в рудах отмечается в количествах, сопоставимых с настураном.

В пределах залежей комплексных руд широким распространением пользуется вкрапленная браннеритовая минерализация и, в меньшей степени, - урансодержащая давидитовая. Браннерит установлен в двух генерациях, представленных метамикт-ными протокристаллическими разновидностями. Браннерит-1 образует мелкую (меньше 1 мм) рассеянную вкрапленность в тонкозернистых альбититах со щелочными амфиболами и пироксеном. Для него характерны округлые и овальные, реже -субкристаллические формы выделения, очень редко — сростки. Браннерит-2 наблюдается в кварц-доломитовых прожилках, часто совместно с крупно пластинчатым гематитом и эгирином-2 (наталиитом) или вблизи прожилков среди гематитизиро-ванных и ванадиево-слюдизированных альбититов. Кристаллические выделения браннерита-2 почти всегда субидиоморфны, достигают в длину 2-5 мм, часто образуют между собой веерообразные сростки. В результате наложенных воздействий, обе генерации представляют собой реликты, замещенные тонкодисперсными лей-коксеноподобными продуктами и практически не содержат неизмененной фазы. В раннем браннерите установлено до 10 % урана, в позднем - до 1 % (микрозонд). Содержания урана в наиболее сохранившихся участках браннерита-2 могут достигать более 20 % (табл. 1).

Давидит встречается в участках ванадиевой слюдизации альбититов, где образует внешне слабо измененные вкрапленные овоиды, скопления неправильной формы и изометричные сростки призматических зерен с обращенными наружу ко-роткопирамидальными вершинками. Все проанализированные разности являются метамиктными и характеризуются непостоянным составом (табл. 2). Ранее давидит из онежских месторождений был описан Л.В. Былинской (Смыслов А.А. и др., 1990) как кызылкумит и вафертит.

Составы урановых минералов по данным локального рентгёноспектрального анализа (микрозонд), %.

Таблица2

п/п минерал ио2 ею. тю2 РеО СаО РЬО у2о. СггОз 8 Сумма

1 коффинит 64,3 16,3 0,97 0,46 1,62 2,66 0,45 86,90

2 коффинит 59,1 19,2 0,51 0,29 2,51 1,64 0,21 83,52

3 коффинит 58,4 17,6 0,68 0,30 2,01 7,60 1,05 87,81

4 настуран 72,6 0,85 0,67 1,32 2,82 9,35 1,98 89,59

5 уранинит 75,5 0,1 0,1 1,91 20,9 98,52

6 уранинит 74,5 0,1 0,1 2,0 21,3 98,05

7 уранинит 78,9 0,4 0,4 3,6 16,2 99,52

8 уранинит 73,5 0,2 0,3 2,63 20,1 96,75

9 уранинит 74,2 0,2 0,2 2,55 20,0 97,16

10 уранинит 74,1 0,2 0,1 2,4 20,3 97,12

11 давидит 0,4 0,03 45,6 23 33 0,3 102,33

12 давидит 4,2 0,7 55,7 18,4 18,5 0,5 98

Примечание. Анализы 1-4 выполнены в ГЕОХИ (аналитик Кононкова Н.Н.). Анализы 5-12 выполнены в ВИМСе (аналитик Дергачева А.). ТИ02 не обнаружен.

Сульфо-селенидная минерализация с благородными металлами. По изучению и диагностике большинства известных на сегодняшний день минеральных фаз, образующих благороднометальное оруденение на месторождениях Онежского прогиба, основная заслуга принадлежит Полеховскому Ю.С. и Тарасовой И.П. (СПбГУ).

В составе этой минерализации нами изучены: селениды, селеносульфиды и висмутиды Рё и И, а также селениды, сульфоселениды, селеносульфиды и сульфиды А;, Б1, РЬ, Си, Бе. Из них самой большой распространенностью пользуется клау-сталит. Практически во всех случаях, при локализации в крупночешуйчатых Сг-У-слюдах, он является матрицей, в которую заключены микровключения остальных фаз. Они сосредоточены, главным образом, в эндоконтактовой кайме клаусталита, образуя мирмекитоподобные прорастания, ксеноморфные, угловатые и пластинчатые вростки и срастания друг с другом. Индивиды включений и агрегатов имеют микронную, до десятых долей миллиметра, размерность. Центральные участки выделений клаусталита иногда содержат редкую, достаточно индивидуализированную вкрапленность висмутидов палладия, селенида платины. Взаимоотношения минералов ассоциации друг с другом свидетельствует об их близодновременно-последовательном формировании.

Ю.С. Полеховским (1991) была отмечена закономерная смена сульфоселени-дов селеносульфидами в направлении от центра к периферии выделений клаустали-та. Нами отмечена характерная особенность клаусталита, заключающаяся в том, что в срастаниях не со слюдой, а с другими жильными минералами, он, как правило, лишен таких многокомпонентных кайм и выглядит довольно однородным. При этом, изучение под электронным микроскопом показало наличие в нем структуры распада твердого раствора клаусталит РЬ8е - шапбахит аА; Б1 Б2, что указывает на повышенные температурные условия при их образовании по сравнению с условиями большей части сульфо-селенидной минерализации. В таких участках с относительно однородным клаусталитом встречаются самостоятельные выделения (или в сростках с последним) гуанахуатита, редко - уоткинсонита.

Совместно с минералами этой уникальной ассоциации встречаются выделения самородного золота и серебра, размером от нескольких десятков микрон до 1,52,0 мм. В рудных штуфах были встречены золотые гнезда размером до 1,5 см.

Наибольший практический интерес среди сульфо-селенидов имеют минералы И и Рё. По нашим данным (табл. 3), средние содержания платиноидов составляют: в судовиковите - 50,3 % И, во фрудите - 21,23 % Рё, в падмаите - 27,83 % Рё, в соболевските — 33,98 % Рё. Помимо известных, нами установлены два новых состава: 1) фаза X, содержащая 20,29 % Рё, с кристаллохимической формулой (РёСи)2Б1(8,8е)3, рассчитанной на 6 формульных единиц (в совокупности с падмаи-том и соболевскитом этот минерал образует единый ряд); 2) фаза Y, содержащая 27,69 % Р1, с идеализированной формулой ИСиРЬ8е, рассчитанной на 4 формульные единицы. Установлена также селенистая разность эмплектита.

Серебро содержится в трех изученных минералах: 70,53 % - в науманните, 21,51 % - в богдановичите и примерно столько же - в шапбахите. Основная масса золота в рудах имеет самородную форму, а также в количестве до 0,3% содержится в виде микропримеси в сульфо-селенидах (табл. 3).

Средние химические составы (мас.%) минералов Pd, Pt, Bi, Pb, Ag, Cu месторождения Средняя Падма (локальный рентгеноспектральный анализ)

Таблица 3

минерал формула Ли Ае Рс1 Р1 Си НВ РЬ В1 ве Те в сумма кол ан.

инсизваит 0,00 0,07 0,15 32,12 0,07 0,00 0,64 67,50 0,84 0,10 0,00 101,46 2

Р1Вь 0,00 0,01 0,01 0,98 0,01 0,00 0,02 1,92 0,06 0,01 0,00 3,01

фаза У 0,32 0,01 0,06 27,69 9.37 0,00 37,42 2,69 16,90 0,05 0,00 94,53 3

РКГиРЬЭе 0,01 0,00 0.00 0,81 0,84 0,00 1,03 0,07 1,23 0.00 0.00 4,00

судовиковит 0.00 0.17 2.88 50,30 0.07 0.21 0,01 0,09 44.63 0,22 0,07 98.63 10

0,00 0,01 0,10 0,90 0,00 0,00 0,00 0,00 1,98 0,01 0,01 3,00

фрудит 0,10 0,09 21,23 0,00 0,03 0.10 0.01 79.77 0.22 0,04 0,04 101,64 7

равь 0,00 0,00 1,02 0,00 0,00 0,00 0,00 1,95 0,01 0,00 0,01 '3,00

падмаит 0.10 0.25 27.83 0.00 0,09 0.19 0,00 52,88 18,74 0.04 0,60 100.74 5

рав^е 0,00 0,01 1,01 0.00 0.01 0,00 ода 0,98 0,92 0,00 0.07 3,01

фаза X 0,10 0,15 20,29 0.00 11,74 0,04 3.85 39.55 5.23 0,02 16,86 97,89 3

(РаСи):В1(8,5е)3 0,00 0,01 0,97 0,00 0,94 0,00 0,10 0,96 0,34 0,00 2,68 6,Об

уоткинсонит 0,12 3,70 0,02 0,00 4,50 0,14 11,92 45,29 33,04 0,04 0,68 99,48 40

РЬ(СиАй)-В|4(5е,8)11 0,01 0,63 0,00 0,00 1,29 0;01 1,05 3,96 7,64 0,01 0,39 15,00

соболевскит 0,10 0,00 33,98 0.00 0.00 0.30 0,00 64,96 0,69 0.06 0.07 100.17 1

РаВ| 0,00 0,00 0,99 0,00 0,00 ш 0,00 0,97 0,03 0,00 0,01 2,00

эмплектит 0,16 0,07 0,03 0,00 18,26 0,11 0.30 61,00 1.28 0,02 18,44 99,65 4

СиВ^ 0.00 0.00 0,00 0.00 8.98 ш 0.01 0,99 0,06 0,00 ш 4,00

Бе-эмплектит 0,07 0,09 0.03 0,00 14,37 0.00 0,51 44.90 39.36 0,00 0,04 99,41 1

СиВ^е, 0,00 0,00 0,00 0,00 0,96 0,00 0,01 0,91 2,11 0,00 0,01 4,00

клаусталит 0,09 0,16 0,04 0,00 0,06 0,11 71,76 1,03 24,96 0,09 1.31 99,66 85

РЬ5е 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,97 0,01 0,89 0,00 0,11 2,00

гуанахуатит 0.15 1.43 0,21 0,00 0,08 0,15 0,82 62.59 32,73 0,04 1,47 99,67 12

Вь(5е,5)3 0,00 0,08 0,01 0,00 0,01 0,00 0,03 1,91 2,65 0,00 0,2$ 5,00

клокманнит 0,00 0.26 0.00 0.00 44.27 0,26 0,00 0.01 55,15 0.00 0.05 100,05 1

СиБе 0,00 0,00 0,00 0,00 0,99 0;00 0,00 0,00 1,00 0,00 0,00 2,00

науманнит 0,29 70,53 0,01 0,00 0,16 0,09 2,73 0,28 24,73 0,11 0,37 99,27 2

Лй:5е 0,00 1,95 0,00 0,00 0,01 ш 0,04 0,00 0,94 0,00 0,03 2,98

богдановичит 0,09 21,51 0,02 0,00 0,14 0,06 0,83 43,49 32,99 0,05 0,13 99,29 2

0,00 0,95 0,00 0,00 0,01" ом 0,02 0,99 2,00 0,00 0,02 4,00

Примечание: 1) серым цветом помечены формульные коэффициенты; 2) анализы выполнены на приборе САМЕВАХ SX50 в лаборатории кафедры минералогии МГУ. Ускор напр. 20 ку, ток зонда 30 пА. Аналитик И.А.Брызгалов.

Изучение вещественного состава сопровождалось определением отражательной способности и микротвердости фрудита, парагуанахуатита, падмаита, уоткин-сонита, клаусталита, халькопирита.

Сопутствующая минерализация. Основными медьсодержащими минералами являются халькопирит, халькозин и халькозин-джарлеит, установленные рентгено-структурным анализом, в меньшей степени - медь самородная, ковеллин, борнит.

Молибденовое оруденение образовано молибденитом двух генераций, из которых первая, основная представлена гексагональной мелко-тонкочешуйчатой раз-

ностью (И-М082) и вторая, подчиненная - ромбоэдрической крипточешуйчатой (Я-Мо82).

Широко развитая на месторождениях хромовая минерализация не образует промышленно значимых концентраций, но включает весьма редкие минералы: эс-колаит (Сг2О3), хромовый эгирин, хромовые слюды - хромфенгит и хромселадонит, хромдравит (№М;3Сг6Б38160(0И)4), цинкохромит (/пСг204), впервые описанные, а два последних - открытые на онежских месторождениях Е.В. Румянцевой.

Для хромовых слюд, как и для ванадиевых, нами выделены две разновидности - мелко- и крупночешуйчатая, при этом в первой существенно преобладает хромфенгит, а во второй - хромселадонит (КСгМ; [814010](0И)2).

Выводы.

1. Каждый полезный компонент в комплексных рудах - ванадий, уран и благородные металлы - представлен несколькими минералами, содержащими рудный элемент как в качестве основного компонента, так и в качестве примеси.

2. Главным минералом ванадиевого оруденения является слоистый алюмосиликат - роскоэлит, совместно с которым локальное развитие имеют оксиды, гидро-ксиды, силикаты ванадия, ванадаты, содержащие от первых до почти ста процентов

и создающие повышенные концентрации полезного компонента в рудах.

Основными минералами уранового оруденения являются оксиды урана -уранинит, настуран, содержащие от 72 до 79 % и02, и силикат урана - коффинит, содержащий от 58 до 64 % и02. Преобразованные в результате наложенных процессов браннерит и давидит представлены урансодержащими продуктами их замещения и важной роли в общем балансе уранового оруденения не играют.

Благороднометальное оруденение представлено уникальной композицией самородных металлов (Аи, В 1, С и), висмутидов, селенидов, селено сульфидов И и Рё, селенидов, сульфоселенидов А;, Б1, РЬ, Си, среди которых установлены редкие и новые минеральные виды.

3. Комплексность и специфика состава данного типа оруденения обусловлена также широким развитием вкрапленной медно-молибденовой минерализации, достигающей промышленно значимых концентраций, и редчайшими минеральными видами разнообразной хромовой и хромсодержащей минерализации.

Второе тезисное положение. Комплексные руды месторождений Онежского прогиба сформированы в результате единого этапа приразломного щелочного метасоматоза, имеют зональное и телескопированное строение, обусловленное последовательным проявлением стадий: 1 - дорудных натровых метасоматитов (альбититов), 2 — предрудных калиевых метасоматитов (слюдитов с Сг и V), 3 - рудной жильной, 4 - пострудной. Последующие процессы гипергенеза привели к накоплению полезных компонентов в зоне цементации.

Изучение процесса минералообразования проводилось нами в сопоставительном плане по трем месторождениям: Космозеро, Царевскому и Средне-Падминскому - вскрытому подземными горными выработками и наиболее детально изученному. Это позволило составить обобщенную схему последовательности минералообразования. Как видно из приводимой схемы (рис. 1), процессы формирования оруденения на этих месторождениях, обусловленные длительной эволюцией гидротермальных растворов, были многостадийными и протекали на фоне неод-

Этапы

Гидротермально-метасоматический

Гипергенный

Стадии

Дорудная

Предрудная

Рудная (жильная)

пострудная

3 5 о 5

т о

Ассоциации

Альбитовая

Cr-V-

слюдистая

гем атит-кварц-дол омит--слюдистая с сульфидами

урановорудная

Сульфо-селенидная с благородными металлами

кварц*

кароонат-

)люоритова

Тектоника

эпидот

актинолнт

анкерит

стильпиомелан

биотит

флоюиит

ТурмаЛИН

апатит

сфен

Mai нет ит

арф веде он ит

магнезнорибекит

эгирин

i адолннит

касситерит

хлорит

альбит

микроклин

рутил-анатаз

лснкокссн

роскоэлит

хромфен! ит

хромселалонит

танниолит

хромдранит

эсколаит

кварц

гематит

карелианит

наталиит

ноланит

цинкохромит

кульсонит

доломит

кальцит

барит

тальк

браннерит

давидит

уранинит

настуран

коффинит___

эмоолит

монтрозеит

пирит

iirtu.A

галенит

сфалерит

халькопирит

халькозин

сульванит

< рсГи ит

марказит

гуанахуатит

иснрозеит

к 1аусталнт

судовиковнт

бо! дановичит

пара)уанахуатит

клокманнкт

науманннт

фрудит

инсизвант

соболевскит

падмаит

фаза X

уоткинсокит

фаза У

поубаит

эмилектит

шамбахнт

венбуллит

самор серебро

самор золото

самор медь

гидрослюда

флюорит

монтмориллонит

каолинит

I ндроксиды железа

кларкеит

казолит

болтвудит

велсендорфит

ванадинит

тюямунит

карнотит

х« гит

долоресит

борнит

ковеллин

гипс

Т гомогенизации, град С

Характер развития

Зональные мегасома-тические ореолы, редкие прожилки

Жилы и прожилки с элементами брекчировання

Линзы, просечки, гнезда • агрегатах

предыдущей ассоциации

Вкрапленность, гнезда, никропрожклки, кикробрекчин в агрегатах рудной стадии

Лрожнлкн,

гнезда,

корочки

Вкрапленность, те вдоморфозы, выполнение ^мидодеим«^^

Геохимическая специализация

К-У-Ть Ре-Сг

К-Б 1-У-Сг-Ре-Мя-Са-Си-Мо-РЬ-гп-Ва-Э_

и-Са-РЬ-Мо-Ре-

Pb-Bl-Cu-Ag-Au-P<i-

* оценены по температурам гомогенезацин ран невторичных включений в минералах слюдисто-кварц-доломитоаой ассоциации

объемный катаклаз ^^ - зоны катаклаза^^- трещинообразование^-трещи новатоегь"^^^-- внутристадийиые подвижки Минералы ЩЩ ' широко распространенные - распространенные «мм» .малораспространенные • редко встречающиеся

- минералы, по которым определялся абсолютный возраст

Рис. 1. Схема последовательности минералообразования на месторождениях Онежского прогиба.

нократного возобновления тектонических подвижек, характер которых эволюционировал в направлении: катаклаз - трещиноватость - микротрещиноватость.

Основной вмещающей средой для локализации околорудных метасоматитов являются алевросланцы с прослоями доломитов, алевропесчаники, а также пестро-цветные пелитовые сланцы и габбро-диабазы нижней подсвиты заонежской свиты и контактирующие с ними доломиты туломозерской свиты. Алюмосиликатные породы заонежской свиты, в т.ч. диабазы, являются наиболее благоприятными для мета-соматического преобразования. По сравнению с ними карбонатная среда менее пригодна для метасоматического замещения. Хром-ванадиевослюдистая, тальковая, сульфидная и др. минерализации проявлены в них псевдоцементными и цементными формами в зонах катаклаза и брекчирования, где иногда образуют значительные скопления, достигающие промышленных масштабов. Альбит и микроклин в доломитах образуют вкрапленные порфиробласты (идиобласты).

Дорудная стадия представлена наиболее широко развитыми и полнопрояв-ленными на месторождениях ореолами натровых метасоматитов - альбититов. Аль-бититы имеют зональное строение метасоматического ореола с образованием внешней, промежуточной и внутренней зон (табл. 4), последовательно сменяющих друг друга по мере приближения к основному рудоконтролирующему нарушению - тектоническому контакту двух свит. В этом же направлении возрастает интенсивность

Минеральный состав зональных альбититов в входных породах различного состава

Таблица 4

среда—> алюмосшшкатная карбонатная геохимическая специализация зон

вмещающие породы сланцы, алевролиты габбро-диабазы доломиты

внешняя зона хлорит, анкерит, доломит, пирит хлорит, анкерит, эпидот, актинолит, пирит хлорит Са, Ре

промежуточная зона-1 биотит, флогопит, доломит, альбит, апатит, турмалин, пирит (или магнетит) стильпномелан, эпидот, альбит, апатит, турмалин, сфен, пирит (или магнетит) флогопит Са, Ре, N3

промежуточная зона-2 альбит, рибекит, арфведсонит, апатит арфведсонит М& Ре, Ыа

внутренняя зона-1 альбит, эгирин, браннерит альбит Ре, N3, и

внутренняя зона-2 микроклин микроклин К

метасоматоза, приводящая к образованию тонкозернистых щелочно-амфиболовых и щелочно-пироксеновых альбититов, а непосредственно у контакта - маломощных микроклинитов. По мере продвижения метасоматического фронта каждой из зон наблюдается замещение более слабых оснований (Са, Mg, Ре) более сильными (№, К), при этом во внешних и промежуточных зонах ореола происходит концентрация Са-, Mg- и Ре-содержащих минералов, вызванная дифференциальной подвижностью компонентов (табл. 4). Стадия метасоматической альбитизации завершается образованием рассеянной вкрапленности браннерита, развитой преимущественно в центральной и промежуточной подзонах.

тральной и промежуточной подзонах.

В предрудную стадию были сформированы мелко-тонкочешуйчатые слюдистые хромфенгит-роскоэлитовые метасоматиты, занимающие локальное положение - в центральных и промежуточных зонах альбитизации. Их главным компонентом является ванадийсодержащий мусковит - роскоэлит, благодаря которому эта стадия процесса является основной продуктивной на ванадий. Метасоматическая слюдиза-ция является наложенной на ассоциации натрового метасоматоза и при интенсивном проявлении автоморфно замещает их с образованием мелкочешуйчатых слюди-тов.

Под воздействием слюдизации происходило разрушение более ранней бран-неритовой минерализации с частичной мобилизацией урана и титана, что привело к образованию в слюдитах мелкой вкрапленности урансодержащего давидита, эпизодически развитого преимущественно в том же пространстве, что и браннерит.

Образованию рудной (жильной) стадии предшествовала трещинно-разрывная тектоника с элементами брекчирования, в результате которой в пределах метасоматических ореолов сформировались жилы и прожилки, последовательно выполненные тремя ассоциациями: 1 - гематит-кварц-доломит-слюдистой с сульфидами, 2 - урановорудной и 3 - сульфо-селенидной с благородными металлами.

Основную жильную массу составляют кристаллические агрегаты первой ассоциации, в составе которой в переменных количествах присутствуют кварц, крупночешуйчатые хром-ванадиевые слюды, доломит, барит, тальк, хлорит, пластинчатый гематит, пирит, молибденит, халькопирит, халькозин, галенит, сфалерит, цинкохромит, кульсонит, ноланит. Наряду с ними, в результате взаимодействия минералообразующих растворов с окружающими измененными породами, постоянными компонентами ассоциации оказываются переотложенные новые генерации минералов, слагающих дорудные альбититы: альбит, микроклин, эпидот, маг-незиорибекит, эгирин, браннерит. Каждый из них образуется, главным образом, в тех отрезках жил, которые пересекают зоны альбититов с соответствующей минерализацией. В отличие от ранних генераций, новообразованные минералы (флогопит, рибекит, эгирин) характеризуются средне- крупнокристаллическим обликом и новым ванадийсодержащим составом. В процессе отложения минералов ассоциации, в жилах локально возникали внутриминерализационные подвижки с образованием участков структур катаклаза, нарушающих равновесные взаимоотношения минералов.

Образованию урановорудной ассоциации предшествовало приоткрыва-ние трещинно-жильных структур с частичным взламыванием и нарушением целостности минеральных агрегатов предыдущей ассоциации, но без значительного смещения. В результате этого, последовательное отложение уранинита, настурана и коффинита совместно с кальцитом происходило среди агрегатов предыдущей ассоциации в мелких полостях, межзерновых пространствах и участках катаклаза в виде кучной или рассеянной вкрапленности, а также в виде линзовидных выделений, в которых уранинит образует друзовые кристаллические корки с размером индивидов до 3 см. Настуран и коффинит имеют подчиненное значение в рудах. Они наблюдаются в тех же участках, что и уранинит, для которых характерны повышенные содержания сульфидов и минералов с катионами переменной валентности (Ре, V, Сг - содержащих).

Отложение сульфо-селенидной ассоциации, продуктивной на благород-

жилках, среди агрегатов двух предыдущих ассоциаций. Самым распространенным минералом сульфо-селенидной ассоциации является клаусталит. Все остальные минеральные фазы селенидов, висмутидов, сульфоселенидов и селеносуль-фидов образуют с ним и между собой тесные срастания и развиваются в виде вкрапленности, гнезд, отлагаясь в межзерновых пространствах и мелких пустотах. Нередко встречаются взаимоотношения, указывающие на предшествующее их отложению тектоническое микродробление. В таких случаях сульфо-селениды в виде цемента залечивают обломки катаклазированных зерен урановых минералов, цинкохромита, ноланита, гематита и других минералов.

Гидротермальный процесс завершается формированием прожилково-вкрапленной минерализации пострудной стадии пирит-флюорит-кварц-карбонатного состава, проявленной крайне незначительно.

Определение термобарических условий минералообразующего процесса проводилось СВ. Соколовым (ВИМС) на основании результатов изучения флюидных включений в минералах каждой стадии. Установлено, что минералообразо-вание происходило с участием высококонцентрированных (до 35-40 мас.%) угле-кислотно-хлоридных растворов при давлении не менее 1 кбар и температурах от 350°С для альбитовой стадии и до 100°С для сульфо-селенидной стадии (рис. 1), что позволяет говорить о регрессивном температурном тренде единого гидротермального процесса.

Все дальнейшие изменения на месторождениях Онежского района связаны с гипергенным этапом. Рудные зоны затронуты процессами гипергенеза на значительную глубину. В зоне окисления наряду с гидроокислами железа широко развиты вторичные минералы ванадия - хеггит, ванадинит, долоресит, и урана - ва-надаты, гидроксиды и силикаты уранила. В зоне вторичного сульфидного обогащения широко распространена супергенная сульфидная минерализация меди, самородные Си и Аи.

Выводы.

1. Для метасоматического процесса, с которым пространственно и генетически связано комплексное оруденение, характерна высокая активность натрия и калия. При его развитии, по мере продвижения фронта каждой из зон, наблюдается замещение более слабых оснований (Са, Mg, Бе) более сильными (№, К), что является характерным признаком проявления щелочного метасоматоза.

2. Выделенные четыре стадии гидротермального процесса являются проявлением единого рудно-метасоматического этапа минералообразования. Наиболее важным установленным признаком такого единства является повсеместная пространственная связь уран-благородно метального оруденения с хром-ванадиевослюдистыми метасоматитами, а комплексного оруденения в целом - с полнопроявленными альбититами. Все последовательно формирующиеся образования имеют симметрично телескопированный характер развития, что может быть обусловлено только общими геолого-структурными условиями их образования.

Третье тезисное положение. Гидрот ермально-метасоматические образования локализованы в тектонических элементах, последовательно формировавшихся в процессе становления зон складчато-разрывных дислокаций. Дорудные натровые метасоматиты образованы в зонах объёмного катаклаза, минерализация предрудной и собственно рудной стадий - в системе пологих трещин отрыва, продуктивные по ванадию предрудные слюдиты - в системе трещин и в околожильном пространстве.

Изучавшаяся Северная рудная залежь месторождения Средняя Падма приурочена к юго-западному крутопадающему крылу осевой антиклинали Тамбицкой зоны СРД. Она расположена от нулевой отметки до -100 м, имеет в разрезе треугольно-седловидную (клиновидную) форму шириной до 100м и линзовидно протягивается на 600 м вдоль тектонического контакта рудовмещающих алевросланцев заонежской свиты с доломитами туломозерской свиты. Минералогическое картирование на шахтном горизонте -74 позволило установить важные черты условий локализации оруде-нения и особенности пространственного размещения парагенетических и рудных минеральных ассоциаций в Северной рудной залежи, являющихся наиболее типичными для рудных зон месторождений онежского типа.

Во всех четырех квершлагах, вскрытая до контакта с доломитами слоистая ру-довмещающая толща алевросланцев представляет собой субсогласную с напластованием пород тектоническую зону интенсивного рассланцевания с повсеместным буди-нированием доломитовых прослоев. Вся толща имеет северо-западную ориентировку от 300° до 340° с крутым падением на юго-запад от 60° до 80° (рис. 2). Зона контакта в доломитах ядра складки также является ярко выраженной тектонической зоной с интенсивно и сложно проявленными элементами бластомилонитизации, перекристаллизации, окварцевания, катаклаза, жильного выполнения.

В будинированной полосе, с нарастающей интенсивностью по направлению к контакту, проявился наиболее ранний процесс автоморфно-метасоматической альби-тизации. Большую часть рудной зоны от контакта с доломитами к флангам занимают щелочно-пироксеновые и щелочно-амфиболовые зоны альбититов, к которым приурочена вкрапленная уранотитанатовая минерализация. Метасоматической альбити: зации подвержены, главным образом, краевые части доломитовых будин.

В пределах зоны интенсивной альбитизации развита пологозалегающая система минерализованных трещин отрыва, ориентированных субперпендикулярно к слоистости толщи. Прожилково-трещинная система состоит из редких жил мощностью от 0,2 до 0,5 м и серий частых субпараллельных прожилков, мощностью от нескольких миллиметров до 10-15 сантиметров, которые, постепенно затухая, создают участки про-жилкования малой интенсивности (рис. 2). За редким исключением, прожилки и даже крупные жилы не пересекают доломитовых прослоев, а кулисообразно протягиваются вкрест будинам. Часто на границе с будинами они имеют увеличенную мощность и нередко - изогнутость, указывающую на направление небольшого смещения (сдвига) в момент открывания трещин.

Основные пострудные нарушения (азимут простирания 300-350° СЗ, угол падения 40-85° ЮЗ), выраженные неминерализованными зонами трещиноватости, раз-вальцевания, брекчирования, имеют широкое развитие и нередко смещают минерализованные жилы на 0,5-1,5 м по вертикали.

В пологой системе трещин отрыва локализованы все три минеральные ассоциа-

ции рудной стадии, из которых первая - гематит-кварц-доломит-слюдистая с сульфидами имеет повсеместное развитие и составляет основной объем жильного выполнения. В пространственном распределении минеральных агрегатов этой ассоциации в жильном комплексе установлены два типа зональности. Первый тип обусловлен влиянием состава вмещающих альбититов и выражается в образовании в жильном пространстве переотложенных более крупнозернистых генераций всех минералов, слагающих зоны альбитизации. В результате, в прожилках, пересекающих фланги ореола альбитизации, переотлагается биотит, флогопит; при пересечении щелочноамфиболо-вой зоны - рибекит-асбест; в пределах зоны с эгирином образуется эгирин-2. Переотлагается также и браннерит с образование второй генерации. Все переотложенные минералы (кроме браннерита) содержат в своем составе то или иное количество V и Ст. Почти во всех прожилках наблюдается переотложение альбита. Второй тип зональности обусловлен последовательным отложением из растворов и преобладающим размещением в жильном комплексе в направлении от флангов к прикорневым частям (по падению жил): железистой минерализации (пластинчатого гематита) ванадиевой хромовой. При этом, повышенные количества жильного кварца и сульфидов характерны для внешних ванадиево- железистых зон, а доломит, гематит и крупночешуйчатый роскоэлит в переменных количествах развиты на всем протяжении про-жилковой системы.

Процессы трещинообразования заметно изменили состав всех частей ореола альбититов. Они повлекли за собой не только переотложение в жильное пространство практически всех минералов, слагающих метасоматические тела натровых метасома-титов, но и отложение большого числа минералов жильной стадии в околожильном пространстве. К околопрожилковой метасоматической проработке боковых пород в первую очередь относится тонкочешуйчатая хром-ванадиевая слюдизация, выделенная в самостоятельную стадию предрудных метасоматитов. Помимо слюд, в боковых породах развиваются: гематит, кварц, доломит, сульфиды (пирит, халькопирит, сфалерит, молибденит), коффинит, хлорит.

Ш' ЕШ' Ш*

Рис. 2. Фрагмент квершлага № 62. Северо-западная стенка.

1 - граница между алевросланцами и алевропесчаниками; 2 - будинированные прослои доломитов; 3 - рудные жилы и прожилки; 4 - пострудные тектонические нарушения.

Метасоматическая тонкочешуйчатая слюдизация развивается в околожильном пространстве, подчиняясь ориентировке прожилков. Её интенсивность прямо зависит от мощности жил и от частоты развития прожилков. Вдоль них слюдизация обычно проявлена интенсивно, но резко убывает на удалении. В участках частого прожилко-вания и вдоль крупных жил богатые слюдиты слагают пятнисто- линзовидные тела размером 1x0,2 - 2x0,5 м. В случаях развития по сланцеватости (обычно вдоль доломитовых будин), образуются участки слабой неравномерной слюдизации.

Подобно ванадиевой слюдизации, в близлежащем околожильном пространстве метасоматически развивается тонкодисперсный гематит, окрашивающий альбититы в характерный вишнево-красный цвет, вкрапленные идиобласты доломита, порфироб-ластовые овоиды кварца, тонкочешуйчатый молибденит-1, пирит и халькопирит. Их образование (кроме сульфидов) связано с наличием соответствующей минерализации в прожилках. Для сульфидной минерализации характерно метасоматическое развитие на флангах рудной залежи - на выклинивании прожилковой системы и в прикорневой её части, тогда как в прожилках она имеет неравномерное, но повсеместное распространение.

Оксидно-урановое оруденение устанавливается во всех крупных жилах преимущественно в зальбандах, реже - в центральных частях. Протяженность отдельных линз или гнездовых скоплений оксидов урана не превышает 0,5 м, мощность - до 5 см, в раздувах - до 15 см. Выделения сплошных настуран-уранинитовых агрегатов достигают размеров 12x4 см. В небольших прожилках, мощностью 2-10 см, оксиды урана образуют мелкие гнезда и кучную вкрапленность, часто совместно с сульфидами. За пределами прожилков оксиды урана не установлены.

Гнездово-вкрапленная сульфо-селенидная с благородными металлами (Рё, Р^ Ag, Аи) минерализация встречается во всех крупных жилах и сопровождающих их прожилках, а также в зонах интенсивного прожилкования. Участки её развития в целом совпадают с участками распространения оксидно-урановой минерализации.

Для выяснения особенностей самостоятельного пространственного развития основных компонентов комплексного оруденения, нами были выделены и откарти-рованы минеральные ассоциации, продуктивные: по ванадию - 1) ванадиево-слюдистая, 2) оксидно-ванадиевая; по урану — 3) оксидно-урановая, 4) коффинито-вая; по меди и молибдену - 5) сульфидная; по благородным металлам - 6) суль-фо-селенидная с благородными металлами.

Результаты картирования отражены на погоризонтных планах (рис. 3, 4). Основные рудные ассоциации характеризуются следующими особенностями пространственного развития:

• ва надиевослюдистые (роскоэлитовые) метасоматиты имеют на горизонте площадное развитие и характеризуются переменными содержаниями слюды, обусловленными наиболее интенсивным проявлением слюдизации вдоль крупных рудных жил и в участках интенсивного прожилкования;

• о ксидная (и гидроксидная) ванадиевая гипогенная и гипергенная минерализация образует маломощные протяженные ореолы, согласные с общей ориентировкой жильного комплекса;

• гипо генные оксидно-урановые руды образуют на горизонте два самостоятельных ореола вытянутой расщепленной формы, субсогласных с зонами наиболее интенсивного прожилкования;

• сульфо-селенидная благороднометальная минерализация в целом теле-скопированно проявлена в пределах ореолов развития оксидно-уранового орудене-ния.

Рис. 3. Месторождение Средняя Падма. Схема развития ванадиеворудных ассоциаций на горизонте -74.

1 - литологические границы между подсвитами; 2 - крупные послойные срывы; 3 - ванадие-вослюдистая ассоциация в изолиниях концентраций мелкочешуйчатой ванадиевой слюды (в объемных %%): а)- от 0 до 30%, б)- от 30 до 60%, в)- более 60%; 4 - оксидно-ванадиевая ассоциация: а) - в масштабе, б)- вне масштаба.

Рис. 4. Месторождение Средняя Падма. Схема развития рудных минеральных ассоциаций на горизонте -74.

1 - оксидно-урановая ( с коффинитом): а)- в масштабе, б)- вне масштаба; 2 - коффинитовая; 3 - уранотитанатовая (браннерит и давидит); 4 - сульфидная (медно-молибденовая); 5 -сульфо-селенидная с благородными металлами; 6 - хромовая минерализация.

Выводы.

1. По соотношению с рудообразующими процессами можно выделить три группы последовательно развивающихся структур, имеющих непосредственное отношение к формированию оруденения: дорудные, предрудные и синрудные. Важнейшими дорудными структурами Онежского прогиба являются глубинные разломы и соответствующие им в чехольном комплексе зоны СРД, предопределившие в масштабе рудного района локализацию месторождений комплексных руд. Основную роль в предрудном структурообразова-нии играли зоны объемного катаклаза, возникшие непосредственно перед началом флюид-но-гидротермальной деятельности (или в связи с ней) и контролирующие проявление натрового метасоматоза. Группа синрудных структур представлена на месторождении Средняя Падма трещинами отрыва, практически целиком наследующими наиболее хрупкую среду интенсивной альбитизации.

2. Вся минерализация рудной стадии локализована в жилах и прожилках пологой системы трещин отрыва, являющихся соскладчатыми структурами, образованными на заключительных этапах формирования зоны СРД. Именно наличием рудовмещающей системы трещин обусловлены клиновидные и треугольно-седловидные формы рудных залежей в поперечном разрезе толщи.

3. Метасоматическая ванадиевая слюдизация развивается в пределах контура альби-тизированных пород, подчиняясь двум факторам: пологозалегающей минерализованной системе трещин и в незначительной степени - рассланцеванию пород. Интенсивность слю-дизации зависит от мощности и частоты развития жил и прожилков.

4. Выполнение рудно-минерализованных трещин сопровождалось интенсивным проявлением околожильного метасоматоза, с которым связана не только метасоматическая ванадиевая слюдизация, но и процессы гематитизации, сульфидизации, доломитового пор-фиробластеза, проявленные в боковых породах и являющиеся сопряженными с трещинооб-разованием.

5. Минеральное выполнение жильного комплекса характеризуется зональным строением, которое обусловлено эволюционным изменением состава растворов во время формирования первой минеральной ассоциации рудной стадии, и выражается в смене существенно хромового парагенезиса железо-ванадиевым и далее - вана-диево-железистым в направлении от контакта с доломитами по восстанию жил к флангам залежи. Характерна также приуроченность Р^Рё-минерализации к прикорневым частям рудовмещающей жильной системы, обогащенной хромовыми минералами.

Заключение

1. Каждый полезный компонент (V, и, Мо, Си, МПГ) комплексного орудене-ния Онежских месторождений представлен несколькими собственно рудными минеральными видами, а также различными минералами, содержащими рудный компонент в качестве изоморфной примеси. Особенности состава и пространственного распределения минеральных ассоциаций определяют большое разнообразие природных типов руд в залежах.

2. Процесс формирования комплексных руд протекал в четыре стадии, с последовательным образованием дорудных натровых метасоматитов, предрудных калиевых метасоматитов с хром-ванадиевой специализацией, рудных жил с телеско-пированными ассоциациями: гематит-кварц-доломит-слюдистой с сульфидами, ура-новорудной и сульфо-селенидной с благородными металлами, и пострудной кварц-

карбонат-флюоритовой ассоциации. Гидротермальная минерализация формировалась при участии высококонцентрированных (более 35-40 мас.%) углекислотно-хлоридных растворов при начальных давлениях более 1 кбар и последовательном понижении температур от более 330° для альбититов до 150-100° для благородноме-тальной ассоциации. Абсолютный возраст дорудных альбититов составляет 18001780 млн. лет, оксидно-уранового оруденения - 1770-1740 ± 30 млн. лет. Для гипергенной урановой минерализации абсолютный возраст составляет 1690, 1100, 900 и менее 600 млн. лет.

3. Единственным фактором, определяющим локализацию и морфологию рудно-метасоматических образований на онежских месторождениях, является структурно-деформационная обстановка, сложившаяся на заключительном этапе становления зон СРД в период нижнепротерозойской протоактивизации. Орудене-ние формировалось в структурах хрупких деформаций, определяющих стадийность минералообразования (зонах катаклаза, брекчирования, трещинах отрыва), унасле-дованно пришедших на смену структурам пластических деформаций (зонам бла-стомилонитизации, рассланцевания и будинажа).

4. Рудовмещающей для оксидно-урановой и благороднометальной минерализации является линейная система пологих трещин отрыва с элементами брекчиро-вания, ориентированных вкрест напластованию пород, тектоническому рассланце-ванию и метасоматической зональности альбититов. Прожилково-трещинная система контролирует проявление метасоматической ванадиевой слюдизации, развивающейся в околожильном пространстве.

5. Оруденение, проявленное на Онежских месторождениях, по целому ряду геолого-структурных, минералого-геохимических и возрастных характеристик относится к урановорудной формации щелочных метасоматитов зон глубинных разломов, что обусловлено проявлением, прежде всего, дорудных процессов существенно натрового метасоматоза. Образование пологих трещинных структур сопряжено с дополнительным привносом специфических рудных компонентов глубинного происхождения (V, Бе, Сг, Си, Рё, Р1). Оба события вызваны тектоническим импульсом, предопределившим возникновение уникального комплексного орудене-ния в щелочных приразломных метасоматитах.

6. Установленное в результате минералогического картирования и показанное на погоризонтных планах распространение рудных минеральных ассоциаций может быть использовано для выделения технологических сортов руд при дальнейшем изучении и отработке месторождений.

Список научных трудов

по теме диссертации

1. Парагенетические минеральные ассоциации комплексных уран-ванадиевых месторождений Онежской впадины. // Сборник материалов по геологии урановых месторождений. Вып. 135. М, ВИМС, 1993, с. 77-93 (соавторы - И.П. Андреева).

2. Пространственное размещение рудных минеральных ассоциаций Средне-Падминского уран-благороднометально-ванадиевого месторождения по данным минералогического картирования шахтного горизонта. // Сборник материалов по геологии урановых месторождений. Вып. 137. М., ВИМС, 1995, с. 61-71.

3. Минералогия и условия образования уран-ванадиевых месторождений Онежской впадины. // Геология рудных месторождений. 1997. Том 39, №3, с. 258268 (соавтор - Г.В. Пакульнис).

4. Роль минералогии в развитии минерально-сырьевой базы благородных металлов и алмазов XXI века. // Тезисы докладов годичной сессии МО РМО РАН РФ. М., 1998, с. 12-13 (соавторы - И.А. Брызгалов, Д.К. Щербачев).

5. Хромселадонит - КСгМ; [8140ю](0И)2 — новый минерал из группы слюд. // ЗВМО. М., Ч.СХХ1Х, №1, 2000, с. 38-44 (соавторы - И.В. Пеков, Н.В. Чуканов, Е.В. Румянцева, Ю.К.Кабалов, Ю. Шнайдер).

6. Рациональное комплексирование микроспектроскопических методов - основа минералого-геохимических исследований XXI века. // Прикладная минералогия в решении проблем прогнозирования, поисков и оценки месторождений полезных ископаемых. Тезисы докладов научно-практической конференции. М., апр.

2001, с. 62 (соавторы - Д.К. Щербачев, И.А. Брызгалов).

7. Особенности минерального состава руд месторождения Карку. // Прикладная минералогия в решении проблем прогнозирования, поисков и оценки месторождений полезных ископаемых. Тезисы докладов научно-практической конференции. М., апр. 2001, с. 30 (соавторы - В.В. Ружицкий, В.Т. Дубинчук, А.И. Федотов).

8. Особенности люминесцентных свойств карбонатов уранового месторождения Карку. // Прикладная минералогия в решении проблем прогнозирования, поисков и оценки месторождений полезных ископаемых. Тезисы докладов научно-практической конференции. М., апр. 2001, с. 29 (соавторы - В.В. Морошкин, ВА. Рассулов).

9. Применение рационального комплекса микроминералогических методов при исследовании типоморфных свойств ряда РЬ8 - РЬ8е. // Тезисы докладов годичной сессии МО РМО РАН РФ. М., 2001, с. 19-20, (соавторы - Д.К. Щербачев, И.А. Брызгалов, Е.Г. Рябева).

10. Фиолетово-синяя люминесценция кальцита и доломита как индикатор уранового оруденения. // Записки Всероссийского Минералогического общества. М., №1, 2003, с. 94-101 (соавторы - В.В. Морошкин, В.А. Рассулов).

11. Условия формирования и преобразований урановых руд месторождения Карку в Северном Приладожье. // Уран на рубеже веков: природные ресурсы, производство, потребление. Труды международного симпозиума по геологии урана. М.,

2002, с. 189-196 (соавторы - А.К. Мигута, Н.В. Овсянников, А.В. Петров, В.В. Ружицкий, Л.В. Сумин).

ФЛЦ № 000384-1,2,3,4 от 28.10.2001 г.

Подписано в печать 03.11.2004. Формат 21x29,7 Набор компьютерный. Гарнитура Times New Roman Тираж 100 экз. Заказ № 10-Г

ЗАО «Курортпроект» 115114 Москва, ул. Кожевническая, д 10/2

»22 74 4

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Леденева, Надежда Викторовна

Введение.

Глава 1. Геологическая характеристика района и строение рудного поля.

1.1. Геологическая изученность района.

1.2. Вмещающие осадочные и магматические комплексы.

1.3. Структурные комплексы района.

1.4. Металлогеническая специализация и полезные ископаемые района.

Глава 2. Минералогия (вещественный состав) уран-благороднометальнованадиевых руд и метасоматитов.

2.1. Ванадиевая минерализация.

2.2. Урановая минерализация.

2.3. Сульфо-селенидная ассоциация с благородными металлами.

2.3.1. Особенности химизма сульфо-селенидной свинцово-висмутовой и платино-палладиевой минерализации месторождения Средняя Падма.

2.4. Сопутствующая минерализация.

Глава 3. Последовательность минералообразования уран-благо роднометальнованадиевых руд и околорудных метасоматитов.

3.1. Дорудная стадия (альбититовая).

3.2. Предрудная стадия (хром-ванадий-слюдистая).

3.3. Рудная стадия.

3.4. Кварц-карбонат-флюоритовая стадия.

3.5. Гипергенный этап.

3.6. Термобарические условия минералообразующего процесса.

Глава 4. Литолого-структурные условия локализации оруденения и особенности пространственного размещения минеральных ассоциаций на месторождении

Средняя Падма.

4.1. Основные особенности структурной обстановки на разведочном горизонте -74 месторождения Средняя Падма.

4.2. Особенности пространственного развития минеральных ассоциаций.

4.3. Рудные минеральные ассоциации и их пространственное размещение.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Минералогия и условия локализации уран-благороднометально-ванадиевого оруденения"

В конце 70-х годов в Онежском прогибе южной части Балтийского щита силами ФГУП «Нев-скгеология» были выявлены новые урановорудные объекты, более 15-ти лег в различных аспектах изучавшиеся также специалистами ВСЕГЕИ, ВИРГа, СПбГУ, ИГЕМ РАН, ВИМСа, ВНИИХТа. Месторождения обладают целым рядом весьма специфических черт, позволивших исследователям на первом этапе изучения относить их к уникальному безаналоговому типу, а в последующем - к типу «несогласия». Разнообразие генетических концепций, среди которых рассматривались мета-морфогенная, магматогенная, инфильтрационная, полигенно-полихронная, черносланцевая, показывает, что генезис и рудно-формационная принадлежность оруденения онежского типа остаются дискуссионными. С позиций, наиболее отвечающих представлениям автора, рудно- метасомати-ческий процесс рассмотрен ЛЛ.Шмураевой (1990, 1991, 2002), относящей данный тип оруденения к приразломным карбонатно-щелочным метасоматитам. Однако, использованный нами большой фактический материал и применение собственного методического подхода к его изучению, позволили выявить весьма существенные особенности вещественного состава руд и околорудных метасоматитов, а также условий их локализации, внутреннего строения и характера пространственного размещения.

Ванадий, главный компонент комплексных руд Онежского района (среднее содержание до V

2,7%), также востребован промышленностью в связи с заплпнированным значительным ростом (в 2I

3 раза) производства низколегированных трубных и рельсовых сталей. Попутное извлечение из руд золота и платиноидов также, очевидно, повышает экономические показатели освоения изученных месторождений.

Целью работы являлось определение специфических особенностей вещественного состава, условий формирования, закономерностей пространственного размещения и формационной принадлежности уникального по составу комплексного уран-благороднометально-ванадиевого оруденения Заонежья.

Для достижения этой цели решались следующие задачи: 1) изучение состава руд и околорудных метасоматитов; 2) определение последовательности и условий образования минеральных ассоциаций; 3) исследование литолого-структурных условий, влияющих на размещение разносгадийных минеральных ассоциаций; 4) выявление и характеристика типов минералогической зональности; 5) выделение рудных минеральных ассоциаций и установление закономерностей их локализации.

Фактическая основа диссертации. Начиная с 1990 года в составе группы ВИМСа автор занималась изучением вещественного состава урановой минерализации, руд и околорудных метасоматитов в Карело-Ладожском и Онежском рудных районах Карелии. За этот период были изучены различные точки минерализации, рудопроявления ц месторождения урана различной формационной принадлежности. Наиболее значимыми объектами среди них являются месторождение Карку в Северном Приладожье и группа месторождений Заонежья - Космозеро, Царевское и Средняя Падма. Полевые работы, остановленные в 1994 г., были возобновлены с 2000 г. в обоих районах. При этом, в Онежском прогибе исследование продолжилось в северной его оконечности на Лижмозерско-Повенецкой площади, перспективной на обнаружение промышленно значимого онежского типа оруденения - комплексного уран-благороднометально- ванадиевого.

В процессе работы в Онежском рудном районе автором задокументировано более 10 000 пог. метров керна с отбором каменного материала, изучено около 3000 шлифов, аншлифов, минералогических проб, проанализировано большое число геохимических проб.

Работа в подземных выработках на месторождении Средняя Падма позволила окончательно убедиться в установленной стадийности рудообразующего процесса и разрешить некоторые вопросы, касающиеся характера пространственного размещения минеральных ассоциаций. На разведочном шахтном горизонте автором было проведено минералогическое картирование по трем квершлагам (№№ 62, 66, 76) общей протяженностью 178 пог. м, с отбором образцов, минералогических проб и малых технологических проб в количестве 10 штук по природным типам руд и рудной минерализации. Из отобранного каменного материала было изготовлено и изучено более 1000 прозрачных, комбинированных шлифов и аншлифов. На основании полученных данных была доработана схема последовательности минералооб-разования и отстроены погоризонтные планы, иллюстрирующие структурную обстановку и пространственное развитие минеральных типов руд в пределах Северной рудной залежи месторождения.

Проведен большой объем работ по изучению и систематизации фондовых и опубликованных материалов.

Методы исследований. Для диагностики минералов и изучения характера их взаимоотношений применялись оптические методы (петрографический и минераграфический). В числе детальных диагностических методов использовались: рентгеноструктурный (аналитики Н. Битулева, И. Наумова, ВИМС; М. Ветрова, ИГЕМ), электронографический (ВИМС), локальный лазерноспектральный (аналитик В.П. Харитонова, ВИМС), количественный и полуколичественный рентгенофазовый (дифрактометр ДРОН-3 Fe, аналитики Т.В. Коленкина, Ю. Шувалова, Е. Баландина, ВИМС), инфракрасной спектроскопии (аналитик JI.C. Солнцева, ВИМС), микроренттеноспекгральный (микрозонд, аналитики А.К. Дергачева, ВИМС; Н.Н. Коненкова, ГЕОХИ) виды анализов. Большое число минеральных фаз (главным образом, сульфо-селенидных Pt-Pd-Ag-Bi-Pb-Cu-содержащих) были диагностированы с применением рационального комплекса микроминералогических методов, к которым относятся: микро-рентгеноспектральный (определение состава) (аналитик Й.А. Брызгалов, МГУ), спектрально-оптический (определение коэффициентов отражения) и определение микротвердости при разных нагрузках (аналитик Д.К. Щербачев, ВИМС). Элементный состав руд и элементы-примеси в минералах определялись с применением спектрального и ренттеноспектрального анализов. Для выяснения условий минералообразования проводилось термометрическое исследование газово-жидких включений в минералах каждой стадии процесса на микротермокамере УМТК-3 (аналитик С.В. Соколов, ВИМС).

В соответствии с разработанной методикой минералогическое картирование на шахтном горизонте проводилось по северо-западным стенкам квершлагов в масштабе 1:50. Для изучения проявленности метасоматических процессов (альбитизации, ванадиевой слюдиза-ции и др.) из стенок квершлагов отбирались сколки на шлифы с каждого погонного метра с детализацией отдельных участков. Из всех разновидностей жильной и рудной минерализации отбирались минералогические пробы в количестве от 35 до 55 штук по каждому квершлагу. Для изучения состава и структуры минералов из минералогических проб отобрано более 45-ти монофракций.

Научная новизна. В ходе проведения исследований на нескольких рудных объектах Онежского прогиба автором был целенаправленно собран, изучен, систематизирован и обобщен обширный фактический материал, что позволило получить принципиально новые данные о пространственно- временных, минералого-геохимических особенностях развития рудообразующего процесса и геолого-структурных условиях локализации оруденения. 1

• Выявлены типоморфные особенности целого ряда минералов, слагающих комплексные руды, и их пространственно-временные взаимоотношения.

• Разработана принципиально новая схема последовательности минералообразования дня месторождений Онежского района, в которой показано, что в рамках единого рудно-метасоматического этапа минералообразования в соответствии с серией тектонических импульсов стадийно сформировались безванадиевые щелочные метасоматиты (альбититы) зонального строения, в пределах которых телескопировано проявлено хром-ванадиевое, урановое и благородноме-тальное оруденение.

• Впервые показано, что хром-ванадиевая, урановая и благородномегальная минералюации локализованы по единой полого-линейной системе трещин отрыва, образованных на заключительном этапе формирования зон СРД. При этом, ванадиевослюдистая минерализация, образующая основные ванадиеворудные тела, локализована как в системе трещин, так и в околожильном пространстве.

• Установлены элементы вещественной зональности в строении дорудных альбититов и рудов-мещающей жильной системы, и закономерности пространственного размещения природных типов РУД

• В сотрудничестве с коллективом исследователей открыт и детально изучен новый минеральный вид - хромселадонит (Пеков И.В. и др., 2000). При изучении сульфо-селенидной минерализации выявлены две ранее неизвестные минеральные фазы с Pt и с Pd.

Практическая значимость. Использование достоверно установленных околорудноиз-мененных пород имеет очень важное прикладное значение для прогнозирования, поисков и оценки скрытого, не выходящего на поверхность оруденения, а также для решения задач по увеличению запасов руд, что является весьма важным для Онежского рудного района.

Основной объем выполненных минералого-геохимических исследований осуществлялся по договору с производственной организацией — ныне ФГУП «Невскгеология». Работы по договору, поставленные в конце 1990 г. имели целью выявление комплекса продуктивных минеральных ассоциаций и оценки их технологических свойств путем изучения малых проб на шахтном горизонте Средне-Падминского месторождения. Основные задачи, в решении которых были заинтересованы производственные силы, сводились к следующему: 1) — выделение и вещественная характеристика продуктивных минеральных ассоциаций по ванадию, урану, молибдену и благородным металлам; 2) — минералогическое картирование на шахтном горизонте с установлением особенностей пространственного размещения различных природных типов руд.

Работы были выполнены в три этапа, а результаты отправлены, в соответствии с календарным планом, заказчику, и в дальнейшем использованы им как в производственных отчетах, так и при проведении работ по предлицензионному изучению новых площадей в Онежском рудном районе.

Выявленные особенности пространственного развития природных типов руд на месторождении Средняя Падма и более общие закономерности телескопированного и зонального строения рудных залежей, присущие и другим месторождениям прогиба, могут быть использованы при добыче комплексных руд для более успешного проведения технологического картирования и выделения технологических сортов руд.

Апробация. Основные результаты проводившихся исследований неоднократно докладывались автором на секциях Ученого совета ВИМСа, ВСЕГЕИ, НТС производственной организации ФГУП «Невскгеология». По теме диссертации были сделаны доклады на научно-практических конференциях «Результаты исследований ВИМСа в области прогноза и комплексного изучения минерального сырья», 1996 г. и «Прикладная минералогия в решении проблем прогнозирования, поисков и оценки месторождений полезных ископаемых», 3 доклада, Москва, 2001 г.; на заседании координационного научно-технического совета по урану, С.-Петербург, 2001 г.; на годичной сессии МО РМО РАН РФ, Москва, 2001 г.; на международном симпозиуме по геоло гии урана «Уран на рубеже веков: природные ресурсы, производство, потребление», Москва, 2000 г.

Публикации. Результаты исследований по теме диссертации нашли отражение в 11 работах, опубликованных в печати.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 58 наименований. Она содержит 137 машинописных страниц, иллюстрированных 14 таблицами, 59 рисунками и микрофотографиями.

Заключение Диссертация по теме "Минералогия, кристаллография", Леденева, Надежда Викторовна

Выводы

1. Все наблюдения, сделанные во время работы на шахтном горизонте, касающиеся геолого-структурных условий локализации, пространственного и временного соотношения минеральных ассоциаций на месторождении Средняя Падма, позволяют уверенно отнести все метасоматические изменения к околорудным, образованным в результате единого рудно-метасоматического процесса. Он проявился на заключительном этапе формирования зон СРД, после завершения формирования структур пластических деформаций (зон бластомило-нитов и будинажа), сменившихся и унаследованных в начале гидротермально- метасоматической деятельности структурами хрупких деформаций.

2. Северная рудная залежь приурочена к узлу сочленения зоны рассланцевания и будинажа, образованной в алевросланцах и алевропесчаниках нижней подсвиты заонежской свиты вдоль контакта с доломитами верхнего туломозера, с пологими, субперпендикулярными к контакту и напластованию пород, трещинами отрыва. Возникновением последних обусловлены клиновидно-седловидная форма рудной залежи в поперечном разрезе орудене-лой толщи.

3. Почти идеальная унаследованность минерализованными трещинами всего внутреннего объема ореола альбитизации обусловлена тем, что дорудные мелкозернистые альбититы являлись хрупкой средой, единственно благоприятной для возникновения трещин отрыва.

4. Вся минерализация рудной стадии локализована в жилах и прожилках пологой системы трещин отрыва, являющихся соскладчатыми структурами, образованными на заключительных этапах формирования зоны СРД.

5. Тонко-мелкочешуйчатая метасоматическая ванадиевая слюдизация, образующая ванадиеворудные залежи, развивается в пределах контура альбитизированных пород, подчиняясь двум факторам: пологозалегающей минерализованной системе трещин и в незначительной степени - рассланцеванию пород, субсогласному с крутопадающей слоистостью. Интенсивность слюдизации зависит от степени проявления минерализованных тектонических нарушений — мощности и частоты жил и прожилков.

6. Выполнение рудно-минерализованных трещин сопровождалось интенсивным проявлением околожильного метасоматоза, с которым связана не только метасоматическая ванадиевая слюдизация, но и процессы гематитизации, сульфидизации, доломитового порфироб-ластеза, проявленные в боковых породах, и являющиеся сопряженными с трещинообразова-нием. Формирование однотипной жильной и околопрожилковой минерализации обусловлено действием одних и тех же растворов.

7. В строении рудной залежи установлена вещественная зональность, обусловленная эволюционным изменением состава растворов во время формирования первой минеральной ассоциации рудной стадии. Зональность выражается в обособленной локализации существенно хромового парагенезиса (хромфенгит, хромселадонит, хромдравит, хромовый эгирин, цинкохромит) в прикорневых частях жильной системы, в отличие от железо-ванадиевого парагенезиса (ванадийсодержащие гематит и эгирин, роскоэлит, ноланит, кульсонит), имеющего повсеместное развитие. В результате, в жильном комплексе, в направлении от контакта рудовмещающих пород с доломитами по восстанию жил к флангам залежи, наблюдается последовательная смена существенно хромового парагенезиса железо- ванадиевым и далее — ванадиево-железистым (гематит).

Для интервалов с преимущественным развитием железистой и ванадиевой минерализации характерны повышенные количества кварца по сравнению с хромовыми интервалами.

8. Распределение гипогенной урановой сульфо-селенидной благороднометалльной минерализации в жильном комплексе имеет спорадический гнездово-вкрапленный характер. Для них характерно предпочтительное размещение в крупных жилах и сопровождающих их близлежащих прожилках, в участках, обогащенных сульфидами и оксидами железа.

9. Для размещения сульфо-селенидной с благородными металлами минерализации характерны те же закономерности, что и для урановой, в результате которых обе рудные ассоциации в целом имеют общее (телескопированное) положение в пространстве.

10. Важная особенность, отмеченная при изучении сульфо-селенидной ассоциации (см. главу 2), касающаяся приуроченности платиновых и палладиевых фаз к выделениям клау-сталита, локализованного, главным образом, среди крупночешуйчатых ванадий-хромовых слюд, позволяет сделать вывод о пространственном развитии благороднометалльного оруденения преимущественно в пределах ореола распространения хромовой минерализации, а именно - в прикорневых участках жильного комплекса. При этом, среди зон преобладающего развития железо-ванадиевых парагенезисов в ассоциации с клаусталитом отмечаются, в основном, минеральные фазы с серебром и висмутом.

11. В результате картирования на горизонте основных рудных ассоциаций установлено, что:

• продуктивные по ванадию мелкочешуйчатые роскоэлитовые метасоматиты имеют площадное развитие и характеризуются переменными содержаниями слюды внутри ореола, обусловленными более интенсивным проявлением слюдизации вдоль крупных и ослаблением процесса в участках слабого и маломощного прожилкования;

• собственно ванадиевая гипогенная и гипергенная минерализация образует узкие самостоятельные ореолы, согласные с общей ориентировкой жильного комплекса и приурочены: первая - к зоне сочленения прожилковых структур близкой ориентировки, обогащенных ванадиевыми слюдами, вторая — в участках совмещения первичных ванадиевых концентраций с пострудными нарушениями, благоприятными для гипергенеза;

• гипогенные урановые руды, в которых основное значение играют оксиды урана, образуют на горизонте два самостоятельных ореола вытянутой расщепленной формы, субсогласные с зонами наиболее интенсивного прожилкования, при этом ореолы оксидных руд имеют более узкий контур, как бы вложенный в контур коффинитовой минерализации;

• для размещения сульфо-селенидной с благородными металлами минерализации характерны те же закономерности, что и для урановой, в результате которых обе рудные ассоциации в целом имеют общее (телескопированное) положение в пространстве;

• положение сульфидного медно-молибденового оруденения, состоящего из гипоген-ной и гипергенной (преимущественно медной) минерализации, характеризуется приуроченностью к прикорневым и фланговым краевым частям трещинно-жильного комплекса, где оно примыкает и частично совмещается с остальными минеральными типами оруденения;

12. Не имеющая самостоятельного промышленного значения вкрапленная урансодержащая минерализация (браннерит и давидит), имеет цельный контур распространения, протягивающийся вдоль контакта двух свит. Её ореол в общих чертах совпадает с ореолом всей залежи комплексного оруденения. Главной причиной такого совпадения является то, что ореол уранотитанатовой минерализации, прежде всего, совпадает с областью полнопрояв-ленных тонкозернистых альбититов, в пределах которой преимущественно и сформировался рудный жильный комплекс.

13. Образование пологих трещинных структур сопряжено с дополнительным привносом специфических рудных компонентов, обусловившим комплексность и уникальность оруденения в щелочных приразломных метасоматитах. Оба события были вызваны тектоническим импульсом, обеспечившим привнос рудных компонентов глубинного происхождения.

Заключение

В заключение работы, состоящей, главным образом, из детальных вещественных исследований на месторождениях, хотелось бы еще раз подчеркнуть значение истории геологического развития Онежского района, определившей возникновение специфического оруденения, связанного с формацией щелочных (натровых) метасоматитов в зонах глубинных разломов.

Позднеархейский (лопийский) протогеосинклинальный этап в Карельском мегаблоке Балтийского щита завершился консолидацией континентальной коры с образованием крупных гранито-гнейсовых блоков, «сцементированных» зеленокаменными поясами.

В сумийско-сариолийский (раннекарельский) этап Повенецкий блок, на котором позднее заложилась Онежская впадина, прошел орогенную стадию развития, выразившуюся в образовании ортогональных и диагональных (северо-западных, субмеридиональных) разломов глубокого заложения и протоорогенных терригенно-вулканических формаций. В результате тектонической активности этого периода архейское основание приобрело блочное (мозаичное) строение [32,3, 8]. Орогенный режим с наступлением ятулийского периода сменился депрессионным субплатформенным режимом с развитием протяженной полосы (Центрально-Карельской) внутриконтинентальных впадин, возможно, представляющую собой систему неразвившегося рифта. В депрессиях стали формироваться характерные для закладывающихся рифтов отложения — кварцевые конгломераты с золотом и уран-ториевой минерализацией (янгозерская свита), сменяющиеся вулканогенно-терригенными и хемогенными отложениями (медвежьегорская и туломозерская свиты). На рубеже смены режимов в архейском обрамлении закладывающейся впадины проявился интрузивный мафит- ультрамафито-вый магматизм с хромовой и платинометальной специализацией (Бураковский массив). Онежская впадина, занимающая с юга окраинное положение в полосе развивающихся депрессий и заложившаяся в тектонически активной зоне сочленения Балтийского щита и Русской платформы, получила наиболее полное и длительное развитие, продолжавшееся весь позднекарельский (ятулийско-вепсийский) период. Образовавшиеся глубинные разломы определили проявление синхронного с осадконакоплением базальтового вулканизма, максимум интенсивности которого приходится на людиковийский и калевийский периоды в интервале 2,1-1,9млрд.лет.

Подводный вулканизм резко изменил вещественный состав вмещающих пород и их геохимическую специализацию. С этого момента стали формироваться высокоуглеродистые (шунгитсодержащие) вулканогенно-осадочные комплексы. Породы нижней подсвиты заонежской свиты незначительно обогащались углеродом вдоль зон глубинных разломов — содержание углерода в них не превышает 1% [8]. В дальнейшем, пульсационное проявление подводного вулканизма сопровождалось интенсивной фумарольно-сольфатарной деятельностью с обильными выбросами пирокластического материала, а также эруптивной и газово-гидротермальной деятельностью. Обогащенность углеродом осадков верхней подсвиты заонежской свиты достигала 50-80%. При этом образовывались потоки базальтов, содержащие до 12% углерода, специфические обсидианоподобные углеродисто-кремнистые породы (ли-диты) и большое разнообразие шунгитовых пород — туфов, туффитов, известняков, пород кварцево-слюдистого, сульфидно-шунгит-кремнистого, альбит-хлоритового состава с переменными. количествами углерода. Именно такие высокоуглеродистые вулканогенно- осадочные породы характеризуются надкларковыми значениями Си, Ni, Со, Сг, Ti, Р, Ва, Sr, Zr, платиноидов. Содержания Pb и Zn в них в несколько раз превышают кларковые значения. Количество Мо достигает 0,022%, U - до 0,0029%, V - до 0,5%, Se - до 0,0086%. Многими исследователями, занимавшимися проблемой шунгитов в Карелии, признается абиогенная природа углерода и убедительно показывается его связь с пеплово-газовыми и газово- гидротермальными фазами вулканического процесса. Повышенные концентрации металлов в шун-гитах связаны не только и не столько со скоплениями сульфидов, сколько с металлоуглерод-ными соединениями на молекулярном уровне, которые и являлись возможной формой переноса веществ, имеющих мантийное происхождение [7-9, 39, 49]. Последовательность многофазного заонежского вулканизма подчеркивается изменением изотопного состава углерода в шунгитовых породах (813С) от -17,4°/оо в нижней подсвите заонежской свиты до -25,24 - -26,88 °/оо; -36,0 - -39,53 °/00; -37,51 - -42,0 °/оо - в шунгитах верхней подсвиты снизу вверх по разрезу [8].

Заонежский вулканизм сопровождается многократным образованием силлов габбро-долеритов.

К концу людиковия основной вулканизм сменяется ультраосновным с образованием в суйсарский период безуглеродистых пород, интрузий основного состава и пикритовых базальтов с их производными, что указывает на максимальную раскрытость тектонических структур, достигающих глубин верхней мантии.

Активизация глубинных разломов в калевийское время сопровождалась основным субщелочным вулканизмом, углеводородными флюидами с образованием шунгито- кремнистых, пеплово-глинистых отложений с содержанием углерода до 1-2%, и в целом характеризуется убыванием вулканической деятельности по сравнению с людиковием [8, 9]. В концу калевия завершился продолжительный этап (людиковий-калевий) интенсивной вулканической деятельности, сопровождавшийся обогащением пород углеродистым веществом и рудными компонентами, и, фактически, компенсировалось осадконакопление на преобладающей части Онежского прогиба.

Образование Пудожгорско-Койкарского дайково-интрузивного комплекса, несмотря на частую локализацию его производных в отложениях ятулия (туломозерской свиты), связано, как считают многие исследователи, с более поздним возрастным периодом [32, 31, 46, 53] и, вполне вероятно, - с калевийским, для основных вулканитов которого также характерен субщелочной состав. Распространение дайковых образований (натровых лейкодолеритов), вероятно, этого комплекса отмечается в тектонических структурах рудоносных зон СРД Онежской впадины, где они уверенно картируются по высокой магнитности.

Вполне очевидно, что на протяжении всего нижнего протерозоя Онежская депрессия и её обрамление существовали как циклично развивающаяся рудно-магматическая система, имеющая мантийно-коровые глубинные корни. По мнению Л.Я. Шмураевой, в постлопий-ское время Онежская структура представляла собой вулкано-тектоническую депрессию, с установившемся рифтогенным режимом в суйсарии. Ювенильные флюиды - дериваты длительно существующего и эволюционирующего глубинного очага послужили источником вещества для оруденения в зонах СРД [53].

Магматические очаги, поставлявшие базитовые и ультрабазитовые расплавы, оказывали высокотемпературное воздействие на породы более высокого уровня, приводившее к возникновению эвтектоидных гранитных выплавок в коре и сложному взаимодействию газовых флюидов мафит-ультрамафитовых магм с породами и растворами корового происхождения и газово-жидкими флюидами гранитообразующих магм, эволюционирующими на пути к области разгрузки. Поэтому решающее значение в последующем развитии Онежского прогиба принадлежит процессам протоактивизации, являющихся закономерным заключительным актом вулкано-магматической деятельности. С этапом протоактивизации совпадает начало процессов ультраметаморфизма, хотя и незначительно, но проявленных в кристаллическом обрамлении впадины в виде прослеживающихся фрагментами зон кварц-олигоклаз-микроклиновых, кварц-микроклиновых метасоматитов с вкрапленной торий-урановой минерализацией, в зеленокаменных поясах в виде окварцевания и инъекций кварцевого, кварц-микроклинового состава, а также в ятулийских отложениях прогиба, главным образом, - в надразломных линейных зонах, в проницаемых пластах и в контактах пород в виде окварцевания и калишпатизации.

Механизм динамического развития зон складчато-разрывных дислокаций рассмотрен во многих работах [31,14, 5,1,23 и др.]. М.Г. Леонов (2004г.) при рассмотрении механизма формирования инфраструктуры Онежского прогиба убедительно показывает вероятность сосуществования двух режимов в его развитии — сжатия и растяжения (со сдвигом). Суть механизма формирования состоит в следующем. По мере прогибания и заполнения бассейна осадками, породы на уровне дна и выше находятся в обстановке сжатия, что приводит к уменьшению их объема и возникновению линейной складчатости, обусловленной явлениями диапиризма. Это связано с уменьшением длины сферической поверхности дна, которое продолжается до определенной критической (нейтральной) отметки, соответствующей мощности накопленных осадков и составляющей для Онежской впадины 1100 м. При дальнейшем опускании дна, выше этой отметки сохраняется режим сжатия, что приводит к наращиванию амплитуд складчатости, а ниже нейтральной поверхности сжатие сменяется растяжением с образованием зон декомпрессии. Последние становятся легкодоступными проводниками для магматической и флюидно-гидротермальной деятельности, достигающих с течением времени все более высоких горизонтов [23].

Процессы протоактивизации в Онежской структуре происходили на фоне сжатия толщи, приводившего к формированию надразломных складок, постепенно трансформировавшихся в зоны СРД с явлениями диапиризма В ядрах складок, сложенных доломитами, по мере амплитудного роста, возникали структуры бластомилонитов, наследующих глубинные разломы, в крутопадающих крыльях, сложенных алевропелитами с прослоями доломитов, — структуры будинажа, мелкоамплитудная складчатость и тектонические нарушения сбросового характера Началу формирования комплексных месторождений предшествовало развитие в зонах СРД пластических деформаций (бластомилонитовых и бластокатаклазитовых структур), являющихся высокопроницаемыми каналами для скопившихся газовых флюидов и гидротермальных потоков. Продвижение флюидов к поверхности в пластичных структурах осуществлялось до тех пор, пока они не встречали на своем пути структурных ловушек, - либо сопряженных с благоприятными зонами разгрузки, либо с отсутствием дальнейших путей продвижения растворов. В первом случае возникали зоны метасоматической альбитизации, развивающиеся от замков антиклинальных складок в крылья, локализуясь в будинированной полосе алевросланцев субсогласно напластованию, с предпочтительным использованием внутри- и межформационных срывов. Весьма благоприятными для развития метасоматитов оказывались также тектонические сбросы, причленяющиеся к ядерным структурам. Во втором случае возникали альбитовые метасоматиты в зонах объемного катаклаза, возникших, по В.А. Крупенникову, в результате гидро- и газоразрыва пород, вызванного избыточным давлением минерализующих растворов [13]. Отдельные швы зон бластомилонитов в ядерной части складок нередко отклоняются в сторону и причленяются к контакту доломитов и алевролитов. Такие участки, обычно отмеченные флексурными перегибами, являются фокусами развития зон объемного катаклаза и зонального строения альбититов, морфология тел которых в общих чертах имеет факелообразную форму. Усложнение этой формы на флангах происходило вследствие того, что альбитизирующие растворы проникали вверх и вниз по разрезу в приконтактовой будинированной полосе алевролитовой толщи, имеющей послойно нарушенную сплошность.

Дальнейшее формирование околорудных ванадий-слюдистых метасоматитов и собственно рудных жил происходило в связи с возникновением исключительно хрупких деформаций - катаклаза, —* трещин отрыва с элементами брекчирования, —► микробрекчирования. Их образование является синхронным с завершающим этапом формирования складчатых структур (зон СРД) и характеризуется указанной выше последовательностью. Локализация всех структур хрупких деформаций осуществляется телескопированно, наследуя как ранее образованные структуры, так и друг друга. В результате все рудные жилы, окруженные ореолом рудосопровождающих ванадиево-слюдистых метасоматитов локализованы во внутренних зонах дорудных натровых метасоматитов так, что общее строение гидротермалитов характеризуется симметрией «матрёшки» или «пламени». Эта особенность указывает на то, что все гидротермально-метасоматические преобразования в зонах СРД связаны с единым рудообра-зующим этапом и происходят стадийно в связи с последовательно возникающими тектоническими подвижками в процессе становления зон СРД.

Рудно-метасоматическая формация, проявленная на месторождениях Онежского прогиба по целому ряду геолого-структурных, минералого-геохимических и возрастных характе-" ристик относится к формации щелочных метасоматитов зон глубинных разломов. Процесс протекал в несколько стадий с последовательным образованием предрудных натровых метасоматитов зонального строения, околорудных калиевых метасоматитов с хром-ванадиевой специализацией, рудных жил с телескопированными ассоциациями: гематит-кварц-доломит-слюдистой с сульфидами, урановорудной и сульфо-селенидной с благородными металлами, а также пострудной кварц-карбонат-флюоритовой минерализации. Гидротермальная минерализация формировалась при участии концентрированных углекислотно-хлоридных растворов при начальных давлениях более 1 кбар и последовательном понижении температур от более 330° для альбититов до 150-100° для сульфо-селенидной благороднометальной ассоциации. Абсолютный возраст оксидно-уранового оруденения составляет 1770-1740 ± 30 млн. лет.

Приразломные альбитовые метасомататы с зональным строением и урано-штанатовым оруденением являются типичными для многих активизированных областей кристаллических щитов. В подавляющем большинстве случаев этими областями являются проорогены со значительно проявленными в раннем протерозое процессами ультраметаморфизма с гранитооб-разованием и кремне-щелочными метасоматитами, обогащенными торий-урановой, редкоземельной, редкометальной вкрапленной минерализацией, нередко с сопутствующим молибденитом. Следующий за этим этап активизации долгоживущих разломов приводил к образованию зон бластомилонитов, бластокатаклазитов, которые являлись рудоконтролирующими и частично рудовмещаюгцими структурами для продуктов дальнейшей гидротермально- ме-тасоматической деятельности. Рудно-метасоматические зоны альбититов не имеют пространственной связи с магматическими комплексами, а их состав мало зависит от состава вмещающей среды (гранитоиды, мигматиты, гнейсы, железистые кварциты). Отложение уранотитанатовых руд сопровождалось карбонатным метасоматозом (с хлоритом, гематитом, флогопитом), проявившимся в заключительную стадию рудообразующего процесса. Главными типоморфными компонентами альбититов в активизированных протоорогенах являются: Na, Ti, U, Fe, Zr, TR, Y, P, F, Au. Голева P.B. [10] для внутренней зоны альбититов Украины, наряду с натровой фацией (рибекит-эгириновой), выделяет калиевую фацию (флогопито-вую), что указывает на участие в рудно-метасоматическом процессе калиевой составляющей, проявленной, однако, не так интенсивно и продуктивно (за счет ванадия в слюдах), как на онежских месторождениях. Состав рудных компонентов в целом отвечает составу рудной составляющей газово-жидких флюидов гранитоидных магматических очагов, образование которых имело место в этих рудных районах в предыдущем этапе ультраметаморфической гранитизации. Этот этап безусловно следует рассматривать как рудоподготовительный для последующего рудообразующего щелочного метасоматоза в зонах глубинных разломов, в состав растворов которого вошли характерные для гранитоидов компоненты.

Состав и внутреннее строение предрудных альбититов онежских месторождений аналогичны браннеритсодержащим альбититам в протоорогенах. Основные структурные и мине-ралого-геохимические отличия, не позволившие большинству исследователей распознать в онежских месторождениях известный формационный тип, а отнести их к уникальному безаналоговому типу, усматриваются в особенностях развития последующих стадий процесса -предрудной ванадиевослюдистой и рудной с оксидами урана и благороднометальной минерализацией. Становление зон складчато-разрывных дислокаций, происходившее синхронно с развитием рудно-метасоматического процесса, сопровождалось образованием не только зон катаклаза, но и трещинообразованием в условиях растяжения, которое обеспечило жильную форму отложения рудной массы и интенсивное проявление околожильного ванадиевослюди-стого метасоматоза. Комплексная, широкого геохимического спектра специализация онежских руд, уникальная для оруденения в приразломных щелочных метасоматитах, обусловлена металлогенической специализацией вулкано-плутонических мафит-ультрамафитовых комплексов, являющихся отличительной особенностью рудоподготовительного этапа в Онежском рудном районе. Рудные компоненты — Fe, Ti, V, Сг, Ni, Со, РЪ, Zn, Си, Se, Ag, Pt, Pd, генетически связанные с глубинными очагами, всего лишь разнообразили общую геохимическую направленность щелочного метасоматического процесса и его продуктов. В общих, основных чертах эту же точку зрения высказывает Шмураева JIJL, совершенно справедливо и вполне аргументированно отстаивающая в ряде своих работ формационную принадлежность оруденения к типу приразломных щелочных метасоматитов, а также генетическую связь оруденения с очагами мафит-ультрамафитовых комплексов [53-55].

Данные, приведенные в главе 1 и касающиеся металлогенической специализации породных комплексов и полезных ископаемых Онежского рудного района, а также данные по вещественному составу комплексного оруденения (главы 2, 3), наилучшим образом подтверждают вывод С.С. Смирнова о том, что в рудных полях концентрируются все металлы, распространенные в рудоносной провинции. Проявленность в Онежском рудном районе богатого разнообразия рудных концентраций металлов, связанных с мафит-ультрамафитовыми вулкано-плутоническими комплексами, в меньшей степени - с гранитизирующими кремне-щелочными метасоматитами, а также обогащенность этими металлами вулканогенно- осадочных комплексов является весьма благоприятной особенностью рудоподготовительного этапа, и указывает на существование в раннепротерозойское время мощных рудогенери-рующих процессов, протекающих на различных глубинах, достигающих уровня верхней мантии. Естественное завершение этих процессов проявилось в мощной тектонической активизации, сопровождающейся, а возможно и вызванной, флюидно-гидротермальной деятельностью. Трансмагматические флюиды, порожденные разноуровневыми магматическими очагами последовательно достигали области разгрузки и рудоотложения в соответствии с проникновением рудоподводящих структур на всё большую глубину. Поступление новой глубинной порции рудного флюида произошло на заключительной фазе формирования альбититов, когда завершившийся процесс натрового метасоматоза сменился существенно калиевым (микроклинизацией), так и не получившим на месторождениях достаточно широкого развития. Этот момент ознаменовался интенсивным тектоническим импульсом с телескопирован-ным образованием в среде хрупких альбититов трещин отрыва, в которые поступили остаточные калиевые растворы уже пополненные новой, отчетливо глубинной порцией рудных компонентов (V, Сг, Se, платиноиды и пр.). Вдоль трещинных структур в боковых породах стали формироваться калиевые (с ванадием и хромом) слюдистые метасоматиты, сопровождающие отложение жильной минерализации в трещинах, в соответствии с выявленной последовательностью и зональностью.

Наиболее вероятно было бы предположить, что рудоподводящие структуры унаследовали неоднократно регенерированные предшествующими эндогенными событиями глубинные разломы, из которых рудное вещество в составе флюидно-гидротермальных растворов вовлекалось в рудообразующий процесс, послуживший возникновению месторождений аль-бититового типа со специфической комплексной рудной специализацией.

По результатам проделанной работы наиболее важными выводами в научном и практическом аспектах являются:

1. Руды месторождений Онежского прогиба имеют сложный многокомпонентный состав. Для каждого полезного компонента (V, U, Мо, Си, благородных металлов) характерны различные минеральные формы нахождения, среди которых, наряду с несколькими собственными формами, существуют различные минералы, содержащие полезный компонент в качестве примеси. Многокомпонентный состав и особенности пространственного распределения минеральных ассоциаций определяют большое разнообразие природных типов руд в залежах.

2. Рудообразующий гидротермально-метасоматический процесс начался с образования зональных натровых метасоматитов (альбититов), являющихся единственной ру-довмещающей средой для комплексного оруденения, и определяющих его рудно-формационную принадлежность как формацию щелочных метасоматитов зон глубинных разломов, не имеющих пространственной связи с магматическими комплексами.

3. Процесс протекал в четыре стадии, с последовательным образованием доруд-ных натровых метасоматитов, предрудных калиевых метасоматитов с хром-ванадиевой специализацией, рудных жил с телескопированными ассоциациями: гематит-кварц-доломит-слюдистой с сульфидами, урановорудной и сульфо-селенидной с благородными металлами, и пострудной кварц-карбонат-флюоритовой ассоциации. Гидротермальная минерализация формировалась при участии высококонцентрированных (более 35-40 мас.%) углекислотно-хлоридных растворов при начальных давлениях более 1 кбар и последовательном понижении температур от более 330° для альбититов до 150-100° для благороднометальной ассоциации. Абсолютный возраст оксидно-уранового оруденения составляет 1770-1740 ± 30 млн.лет.

4. Единственным фактором, определяющим локализацию и морфологию рудно-метасоматических образований на онежских месторождениях, является структурно- деформационная обстановка, сложившаяся на заключительном этапе становления зон СРД в период нижнепротерозойской протоактивизации. Оруденение формировалось в структурах хрупких деформаций, определяющих стадийность минералообразования (зонах катаклаза, брек-чирования, трещинах отрыва), унаследованно пришедших на смену структурам пластических деформаций (зонам бластомилонитизации, рассланцевания и будинажа).

5. Рудовмещающей для оксидно-урановой и благороднометальной минерализации является линейная система пологих трещин отрыва с элементами брекчирования, ориентированных вкрест напластованию пород, тектоническому рассланцеванию и метасоматической зональности альбититов. Прожилково-трещинная система контролирует проявление метасоматической ванадиевой слюдизации, развивающейся в околожильном пространстве.

6. Для формирования минерализации жильного комплекса характерно интенсивное взаимодействие с боковыми породами, которое выразилось в переотложении всех составляющих альбититов в жильное пространство, а также в метасоматическом развитии всех составляющих первой рудной ассоциации в околожильном пространстве.

7. Наряду с метасоматической зональностью альбититов, зональным строением характеризуется минеральное выполнение жильного комплекса, которое обусловлено сменой по восстанию жил хромовой минерализации на ванадиевую и на флангах — на существенно железистую (гематитовую). Установлена также предпочтительная приуроченность Pt-Pd-минерализации к интервалам существенно хромовой минерализации. Минералогической зональностью во многом контролируется размещение природных типов руд в пределах залежи.

8. Установленное в результате минералогического картирования и показанное на погоризонтных планах распространение рудных минеральных ассоциаций может бьггь использовано для выделения технологических сортов руд при дальнейшем изучении и отработке месторождений*

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Леденева, Надежда Викторовна, Москва

1. Афанасьева Е.Н. Парагенезис гребневидной складчатости: стадии развития и рудонос-ность (на примере Онежского прогиба). Структурные парагенезы и их ансамбли. Материалы совещания. М.: ГЕОС, 1997?

2. Билибина Т.В., Булавин А.В. и др. Тектоника и золото-урановое оруденение Онежского прогиба. Сб. КНТС, вып.115, 1988.

3. Билибина Т.В., Мельников Е.К. и др. О новом типе месторождений комплексных руд в Южной Карелии. ГРМ, №6, 1991.

4. Брызгалов И.А., Щербачев Д.К., Леденева Н.В. Роль минералогии в развитии минерально-сырьевой базы благородных металлов и алмазов. XXI века. Тезисы докладов годичной сессии МО РМО РАН РФ, М., 1998.

5. Булавин А.В. Закономерности размещения комплексного уран-ванадиевого оруденения в структурах Онежского прогиба. Автореферат диссертации. 1986.

6. Василевский М.М. Пропилитизация и оруденение. Автореферат докторской дисс. Л., 1968.

7. Галдобина Л.П., Голубев А.И. «Некоторые данные по геохимии шунгитовых пород за-онежской свиты». Шунгитовые породы Карелии. Петрозаводск, 1971.

8. Галдобина Л.П. «Металлогения шунгитсодержащих и шунгитовых пород Онежской мульды». Матер, по металлогении Карелии. Петр-ск, ИГ Карел, фил. АН СССР, 1987, с. 100-113.

9. Галдобина Л.П. «Глубинный углерод нижнего протерозоя Карелии, как временной уровень формирования планеты». Материалы Первого Всероссийского палеовулканологиче-скогой симпозиума, Петрозаводск, 2001.

10. Голева Р.В. Особенности минерального состава зональных натровых метасоматитов. ЗВМО, ч. СП, вып. 2, 1973.

11. Голубев А.И. и др. «Перспективные рудно-формационные типы платиноносных объектов Карелии». Материалы симпозиума, М., 2002.

12. Каухов В.М. и др. Лабораторные исследования переработки руды месторождения Средняя Падма (проба Т-4). Фонды ВИМСа, 1990.

13. Крупенников В.А. и др. Геологические структуры эндогенных урановых рудных полей и месторождений. М., Недра, 1986.

14. Крупенников В.К. и др. Отчет о предварительных итогах структурно-минералого-петрографических работах группы редкометального отделения ИГЕМ АН СССР за 1991г. Фонды НПГО, 1991.

15. Купряков С.В., Леденева Н.В. Отчет о результатах предварительной разведки Зажо-гинского месторождения шунгитовых пород, проведенной в 1974-1976гг. Петр-ск, фонды КГЭ, 1976.

16. Лазаренко Е.К. Курс минералогии. М., 1971.

17. Леденева Н.В., Андреева И.П. Парагенетические и рудные минеральные ассоциации уран-ванадиевых месторождений Онежской впадины и особенности их пространственного размещения. Фонды ВИМСа, 1993.

18. Леденева Н.В., Андреева И.П. Парагенетические минеральные ассоциации комплексных уран-ванадиевых месторождений Онежской впадины. Сб. КНТС, вып. 135, 1993.

19. Леденева Н.В., Андреева И.П. Пространственное размещение рудных минеральных ассоциаций на шахтном горизонте -74 Средне-Падминского уран-ванадиевого месторождения. Фонды ВИМСа, 1994.

20. Леденева Н.В. Пространственное размещение рудных минеральных ассоциаций Средне-Падминского уран-благороднометалльно-ванадиевого месторождения по данным минералогического картирования шахтного горизонта. Сб. КНТС, вып. 137, 1995.

21. Леденева Н.В., Пакульнис Г.В. Минералогия и условия образования уран-ванадиевых месторождений Онежской впадины. Геология рудных месторождений, М., том 39, №3, 1997.

22. Леденева Н.В., Овсянников Н.В. Отчет о результатах работ на Лижмозерско-Повенецкой площади (участок Теплюкса) в 2000г. Фонды 1111 «Невскгеология», 2000.

23. Леонов М.Г. Онежская мульда и Мичиганский бассейн: сравнительная геодинамика и образование внутриплитных отрицательных морфоструктур. Геотектоника, №3,2004.

24. Мельников Е.К., Петров Ю.В. и др. Онежский рудный район с урано-золото-платинометалльно-ванадиевыми месторождениями, Разв. и охр. недр, №8, 1993.

25. МигутаА.К. и др. Парагенетические и рудные минеральные ассоциации Средне-Падминского месторождения и особенности их пространственного распространения. Фонды ВИМСа, 1991.

26. Мигута А.К. и др. Оценка перспектив выявления промышленного уранового и комплексного оруденения в активизированных протерозойских прогибах Балтийского, Украинского щитов и Енисейского Кряжа. Фонды ВИМСа, 1992.

27. Мигута А.К. и др. Основные предпосылки формирования крупных эндогенных концентраций урана и оценка возможностей выявления высокорентабельного уранового оруденения в ряде регионов России. Фонды ВИМСа, 1996.

28. Негруца В.З. Раннепротерозойские этапы развития восточной части Балтийского щита. Л., Недра, 1984.

29. Пеков И.В. и др. Хромселадонит KCrMg ЗцОюКОН^ - новый минерал из группы слюд». ЗВМО, №1,2000.

30. Петров Ю.В., Тихонов В.Б., Булавин А.В. и др. Геологическое строение и рудонос-носгь северной и центральной частей Онежского прогиба и его обрамления. Фонды Невского ПГО, 1990.

31. Петров Ю.В. и др. Геологическое строение и рудоносность Заонежского полуострова и прилегающих территорий. Отчет Центрально-Карельской эксп.№32, п.Чебино, 1991. Фонды ВИМСа.

32. Петров Ю.В., Пичугин В.А. и др. Проект работ на Лижмозерско-Повенецкой площади. С.-П., 1999. Фонды Г111 «Невскгеология».

33. Пичугин В.А. и др. «Отчет о результатах прогнозно-поисковых работ на Лижмозерско-Повенецкой площади.». С.-П., 2003.

34. Плющев Е.В. и др. Методика изучения гидротермально-метасоматических образований. Л., Недра, 1981.

35. Полеховский Ю.С. и др. Новый тип палладийсодержащей минерализации в метасо-матитах Карелии. Изв. АН СССР, серия геология., №7,1991.

36. Полеховский Ю.С. и др. Падмаит PdBiSe новый селенид палладия и висмута из метасоматитов южной Карелии. ЗВМО, №3,1991.

37. Полеховский Ю.С., Тарасова И.П. и др. Судовиковит PtSe2 новый селенид платины из метасоматитов Южной Карелии. Доклады АН, 1997, том 354, №1.

38. Полеховский Ю.С., Резников В.А. Фуллерены — новое природное сырье (обзор, исследование и перспективы). В кн.: Образование и локализация руд в земной коре. СПб., Изд-во С.-Петерб. ун-та, 1999.

39. Румянцева Е.В. Хромдравит новый минерал из Карелии. ЗВМО, вып.2,1983.

40. Румянцева Е.В. и др. Тайниолит и хромованадиевые слюды в метасоматитах Карелии. ЗВМО, вып.1, 1984.

41. Румянцева Е.В. Автореферат дисс. Л., 1984.

42. Румянцева Е.В. Цинкохромит ZnCr204 новый минерал из Карелии. ЗВМО, 1987.

43. Румянцева Е.В. Новые данные о наталиите Na(V,CrJFe)Si206. ЗВМО, №4,1994.

44. Савицкий А.В. и др. Отчет о результатах прогнозно-геологических работ м-ба 1:200 ООО в Онежском рудном районе. Л., ВСЕГЕИ, фонды Невского ПГО.

45. Светов А.П. Платформенный базальтовый вулканизм карелид Карелии. Л., Наука, 1979.

46. Сидоренко Г.А. Кристаллохимия минералов урана. М., Атомиздат, 1978.

47. Сидоренко Г.А., Жильцова И.Г. и др. Новые данные об условиях образования ванада-тов уранила. В кн.: Новые данные о минералах. Вып. 32. М., 1985, с. 197-203.

48. Сидоров Л.Н., Болталин О.В. Свойства фуллеренов. Соросовский образов, журн., № 11, 1997.

49. Технико-экономические соображения о целесообразности предварительной разведки месторождения Средняя Падма. ВНИИПРОМТЕХНОЛОГИИ. Фонды НПГО, 1991.

50. Шарков Е.В. и др. «Геология и условия формирования крупнейших рудоносных расслоенных интрузивов Балтийского щита». Материалы симпозиума, М., 2002.

51. Шмураева Л.Я. Новая разновидность докембрййских приразломных карбонатно-щелочных метасоматитов. Препринт. Благов-ск, 1990.

52. Шмураева Л.Я. Геолого-генетическая модель формирования приразломных карбо-натно-щелочных метасоматитов докембрия. Препринт. ДВО АН СССР, Благов-ск, 1991.

53. Шмураева Л.Я. Проблемы генезиса и формационных классификаций комплексных платиносодержащих месторождений, ассоциированных с углеродистыми толщами. Материалы симпозиума, М., 2002.

54. Щербачев Д.К., Брызгалов И.А., Леденева Н.В., Рябева Е.Г. Применение рационального комплекса микроминералогических методов при исследовании типоморфных свойств ряда PbS PbSe. Тезисы докладов. Годичная сессия ВМО, декабрь 2001.

55. Ruhlmann F., Raynal М., Lavoie S. Un exemple de metasomatisme alcalin albite-uranium dans le bassin des Monts Otish, Quebec // Canad. J. Earth Sci; 1986. V. 23. P. 1742-1752.

Информация о работе

Леденева, Надежда Викторовна
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2004
ВАК 25.00.05

Диссертация

Минералогия и условия локализации уран-благороднометально-ванадиевого оруденения - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы