Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Морфология рудных тел и условия формирования Гумешевского полигенного меднорудного месторождения

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Автореферат диссертации по теме "Морфология рудных тел и условия формирования Гумешевского полигенного меднорудного месторождения"



РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

Институт геологии и геохимии им. акад. А. Н. Заварицкого

У Л К 553.435:551.242:553.261 (470.5)

На правах рукописи ЛЮШЕВ Сергей Иванович

МОРФОЛОГИЯ РУДНЫХ ТЕЛ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГУМЕШЕВСКОГО ПОЛИГЕННОГО МЕДНОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Специальность: 04.00.il — геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений полезных ископаемых, металлогения

- .АВТОРЕФЕРАТ диссертации па соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель доктор геолого-минера логических наук, профессор В. А. П РОКИ И

Екатеринбург — 1993 г.

Работа выполнена в Институте геологии и геохимии им. акад. А. Н. Заварицкого УрО РАН.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических н; ук В. Ф. Рудницкий

кандидат геолого-минералогических наук В. П. Молошаг

Ведущее предприятие: Уральская геологосъемочная экспедпт Уралгеолкома (г. Екатеринбург)

Защита состоится «/г » &у7 1994 г. в —---часов

па заседании специализированного совета Д.002.81.01 при Инст туте геологии и геохимии имени академика А. Н. Заварницкого Ур РАН по адресу: 620219, г. Екатеринбург, ГСП-644, Почтовг пер., 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Инстит та геологии и геохимии УрО РАН.

Автореферат разослан « » 1993 годе

Ученый секретарь

специализированного совета И. С. Чащухин

1. ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы исследования

Проблема рационального использования недр, полноты и <омплексности извлечения полезного ископаемого с минимальными затратами всегда имела место при обработке место-юждений подземным способом. При решении этой проблемы -лавную роль играет локальное прогнозирование, основу которо-о составляют всесторонние и максимально достоверные сведения ) морфологии рудных тел. и.х зональности, минеральном составе >уд. Гумешевское месторождение, как нельзя лучше, соотвстству-;т этим позициям для детального изучения. Заканчивается отработка центральной части месторождения и предполагается де-альная разведка и отработка его северного фланга и Западной юны.

Помимо практического интереса, исследуя историю формирования рудного месторождения, мы невольно затрагиваем . некоторые аспекты металлогении Урала и теории рудообразования, пополняя ня новыми данными.

Гумешевское меднорудное месторождение находится в Свердловской области в 3 км к северу от г. Полевского. Отрабатывается с перерывами с 1719 года. С 1958 года началась отработка юдзсмным способом первичных руд. За всю историю отработки лссторождснпя его изучением занимались Померанцем Л. М. — 1871 г., Болл С. Г. —"1913 г., Л. Дюпарк и Г. Сигг -- 1914 г., Заварицкпп А. Н. — ¡926 г., Иванов С. Н. — 1941, 1951 гг., Ки-7!>янов Р. Н.— 1941, 1953 гг., Красовскнй В. Ф. — 1947 г. и др. Последнее детальное описание геологического строения месторож-юния выполнено в 1966 году Бугаевым И. 1-1. В тс годы месторождение было вскрыто горными работами до глубины 250 м. В ¡астоящее время работы ведутся на глубине 550 метров. Закапывается отработка рудных тел центральной части месторождения. Проведена доразяедка глубоких горизонтов, давшая отрица-тльные результаты на предмет распространения на глубину хру-оиадаюшен Основной рудной зоны.

Геологоразведочными работами па северном фланге место-юждения" выявлены нологодежащие стратиформпые, сушеп ненпо :ульфидиые рудные тела, залегающие па контакте нулканогепно-

осадочной и карбонатной толщ. За этот период накоплен обширный фактический материал, позволяющий полнее представить геологическое строение месторождения и сделать новые выводы об истории его формирования.

Задачами исследования явились,с 1. Выявление морфологии рудных тел и особенностей пространственного распределения различных минералогических типов руд; 2. Изучение ореола околорудных гидротерма.льно-метасоматнческих изменений боковых пород, выделение их минеральных фаций, зональности и связей с типами руд. 3. Выделение этапов и стадий рудной минерализации.

Методы исследования. Изучение месторождения проводилось методом геологического картирования подземных горных выработок и описания керна скважин. Документация выработок сопровождалась отбором образцов для изготовления шлифов и ан-шлифов, проб для различных видов анализов. При изучении каменного материала применялось микроскопическое исследование шлифов и аншлифов, изучение различными методами вмещающих пород дГ руд месторождения. Химический состав рудных и. нерудных минералов изучался с помощью рентгеновского микроаналн-затора JXA-5. Аналитические данные обрабатывались, на компьютере IBM PC-XT с использованием программ".'STATGRAFICS,

кристалл, foxpro, v. . л" /.,'. v.\ ::.;... ".'V,.: .;

Фактический материал. В период с 1985 по настоящее времй автором проводится систематическая документация горных выработок. За это время отобрано и .изучено 370 шлифов и 240 аншлифов. Отобрано и проанализировано 92 пробы на полный силикатный анализ, 40 проб на атомно-абсорбционный- анализ, 25 проб на нейтронно-актнвационный анализ, 11 проб на определение электронного парамагнитного резонанса в карбонатах, 1С проб на декрипитационный анализ массивных сульфидных руд, £ проб на исследование F, С1 в апатитах руд и вмещающих пород 10 групповых проб на определение, редких элементов в рудах, 1С проб на определение РЗЭ в породах месторождения, 20 проб на определение Rb, Sr в рудах и вмещающих породах, 25 проб иг определение химического состава минералов руд и вмещающие пород на микрозондовом анализаторе JXA-5, 3 пробы на опредс-ление абсолютного возраста К — Аг методом, 6 проб на опреде. ленис состава пирротинов рентгенографическим методом.

Кроме того, автором проводилось изучение керна буроиы> скважин и шлифов к ним (100 шт.) по Западной зоне месторождения.

Дли сравнения автором были проведеныознакомительные экскурсии на скарнойо-магнетитовое ГороблагОдатсКое месторождение, медно-скарновое Вадимо-Александровское, колчеданные — Дегтярское, Бакр-Тау, Вишневское.

Научная новизна. Решение поставленных задач позволило получить новые данные: 1 — впервые для месторождения выявлен новый морфологический тип рудных тел — согласных залежей, 2 — закартировзно .субвулканическое тело дацитов, 3 —выделены минералогические и геохимические особенности различных типoвi руд, 4 — для каждого типа руд выявлены соответствующие. им околорудные изменения пород, 5— расшифрована история формирования месторождения.

Защищаемые положения:

1. На месторождении распространены три типа руд:

— массивные сульфидные руды, залегающие в виде согласных деформированных залежей па контакте мраморов с подстилающими дацитами (рудное тело 21);

— вкрапленные пирит-магнетит-халькопиритовые в гранатовых скарнах, слагающие крутопадающие линзообразные тела (рудное тело бю);

— вкрапленные пирит-халькопиритовые иногда с магнетитом в кварц-карбонатных породах, слагающих крутопадающпе линзы (рудное тело 6 с и 1).

Последние два типа руд сформировались в результате преобразования интрузией кварцевых диоритов массивных сульфидных руд.

2. Каждый тип руд сопровождается своими околоруднымп изменениями:

— первый — серицитовыми, хлоритовыми, тальк-антигорито-вымн, алыбит-эпидот-актинолитовыми метасоматитами;

— второй — эпидот-амфиболовыми скарнами;

— третий — кварц-карбонат-серицитовыми метасоматитами пи.диоритам.

3. В истории формирования месторождения выделяются 2 этапа:

—■ доинтрузивный — отложение массивных сульфидных

руд;

— постпнтрузивиый этап образования вкрапленных руд в гранатовых скарнах и в кварц-карбонатных породах.

.- ^Практическое- значение. Результаты. работ цеиользопллнсь геологической, службой Гумешевекого рудника при эксплуатации месторождения. Уточнение, автором диссертации морфологии.рудных тел обеспечило более полную выемку ,.руд при эксплуатации. Проведенные работы позволили выявить дополнительные поисковые критерии, которые будут-использованы¡ Полевской ГРП при проведении поисковых работ, на флангах месторождения. -

Апробация работы. Результаты отдельных этапов работ докладывались на геохимических семинарах Института геологии и геохимии^УрО РАН, на заседаниях НТС , Полевской ГРП, Гумешевекого рудника., ... ,.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Объем и построение работы

Текст диссертации (203) состоит из введения, 9 глав, заключения,-списка опубликованной и фондовой литературы (64 наименования),- включает 103 рисунка и 31 таблицу.

Геологическая позиция и структура Гумешевекого месторождения.

Полевской горнорудный район располагается в южной, максимально сжатой части Тагильского погружения. В районе выделяются западная (Зюзельская) и восточная (Гумешевско-Чусов-ская рудоносные зоны. В восточной зоне распространены вулканиты липарит-дацит-андезит-базальтовой и андезит-базальтовой формаций (Б1—О*). На вулканитах залегают раннедевонские отложения карбонатно-вулканомиктовой формации. В восточной зоне размещаются Чусовское, Пановское, Поварненское медноколче-данные месторождения, а также изученное Гумешевское месторождение.

В западной зоне с преимущественным развитием базальто-идного вулканизма (Б^ расположены Зюзельское и Светлоре-ченское колчеданные месторождения.

Основной геологической структурой рудного поля является Гумешевская синклиналь, которая выполнена образованиями карбонатно-вулканомиктовой формации нижнего девона. Вулкаиоген-но-осадочные породы находятся в основании этой формации, а выше их залегают рифогенные мраморизованные известняки. На контакте терригенных:и карбонатных пород залегают серпентиниты. Синклиналь имеет асимметричное строение: с крутым падением западного крыла и пологим — восточного. В геологическом строении рудного поля принимают участие субвулканические и. интрузивные образования: ■ дациты и кварцевые диориты Дацнгы

образуют' субвулкаипческое тело, залегающее в основании карбонатной толщи. Кварцевые диориты образуют'крутопадающую дайку, которая рассекает толщу мраморов. Дайка прослежена в субмеридиональном направлении на расстоянии 6 км. Мощность ее колеблется от 300 до 600 м.

На месторождении выделяются две рудоносных зоны: Основная и Западная.

Обоснование первого защищаемого положения

Массивные сульфидные руды, слагающие рудное тело 21, составляют не более 10 проц. запасов Основной зоны, эксплуатируемой части месторождения.

Эта залежь является слепой, вскрыта в этаже 430 — 550 м. Она небольшая по размерам (350 м по простиранию), незначительна по запасам, но из всех рудных тел месторождения имеет самую сложную форму. Проанализировав морфологические особенности этого рудного тела, можно наглядно проследить все этапы развития месторождения, поэтому оно представляет наибольший интерес для исследования. На наш взгляд, рудное тело 21 является переходным от стратиформных колчеданных залежей (рудного тела 1ю Западной зоны) к секущим контактово-мстасо-матическнм. В нем сохранились элементы колчеданном залежи и возникли новые формы под воздействием внедрившегося интрузива кварцевых диоритов, особенно в зоне непосредственного контакта. Геологическими факторами, определяющими форму рудного тела являются: 1. Контакт дацитов и мраморов, имеющий ступенчатую форму. 2. Динамические и термальные воздействия интрузии кварцевых диоритов и постинтрузнвная деятельность растворов. 3. Постинтрузивные субширотные разрывные нарушения с вертикальными смещениями.

В процессе внедрения дайки диоритов по системам ветвящихся трещин от нее отщеплялись многочисленные апофизы, в результате чего зона контакта ннтрузин с мраморами представляет собой комплекс сближенных блоков-ксенолитов, разделенных между собой крутопадающимн дайками-апофизами диоритовых порфнритов н их метасоматически измененных разностей.

В составе руд выделяются: главные минералы — пирит (50 проц.), халькопирит (4 проц.), пирротин (5 нроц.), магнетит (2 проц.), сфалерит (5 проц.); второстепенные — теллуровисмутит, галенит, теннантит, хромшпинелид; нерудные — актинолит (11 проц.), кварц (7 проц.), карбонат (8 проц.), андрадит (7 проц.), ппкнохлорит (4 проц.), биотит, тальк, эпндот.

В рудном теле 21 отчетливо выражена зональность от даци-тов к мраморам: 1 — гранатовый скарн ' пористой текстуры с вкрапленностью пирита, редко халькопирита и магнетита; 2 — пирротин-пиритовая массивная руда с халькопиритом, сфалеритом, магнетитом, редко теннантитом и хромшпинелидом; 3 — ии-рнт-халькопиритовая руда с теллуровисмутитом, галенитом; 4 — сфалеритовая густовкрапленная руда с пиритом.

Наибольшую мощность имеет зона 2 (5—10 м). Руды в ней обладают, в основном, массивной текстурой. Самый распространенный минерал — пирит. В пиритах выявлены с помощью электролитического травления структуры, аналогичные приведенным Г1. Я. Ярошем (1973) и характерные для колчеданных месторождении. Отдельные участки рудного тела сложены мономинеральным пирротином. По пнрротиновому геотермометру была определена температура образования массивных сульфидных руд, равная 350°С. Состав пирротина измерялся рентгенографическим методом в лаборатории физических методов исследовании Института геологии и геохимии УрО РАН (оператор Г. В. Пальгуева). Для сравнения исследовался состав пирротина из вкраплепниког и вулканогенно-осадочных породах нижнего структурного этажа Полученная по данному геотермометру температура равна360°С

Распределение вещества в рудах и околорудных измененны> породах от дацитов к мраморам происходит следующим образом

1 — постепенно уменьшается содержание! SiCb;

2 — постепенно увеличивается содержание FeOoúiu,.:

3 — постепенно увеличивается содержание СаО;

4 — в зоне сульфидных руд отмечается минимум содержания СаО.

Последнее позволяет утверждать о полном выносе кальцш из зоны сульфидных руд и отложение его вместе с железом i кремнеземом в виде андрадита в зоне гранатового скарна 1 (мощ> иость 1—2 м).

Особенностью данных андрадитовых скарнов является и? пористая текстура (участками наблюдаются небольшие пустоты] из-за чего скарны зачастую обладают рыхлой текстурой (вплоп до песка). Вероятно, реакция образования андрадита происходи ла при значительном уменьшении объема.

Непосредственно на контакте с диоритами рудное тело 2. имеет крутопадающую на восток апофизу. Лежачий бок и нпж няя ее выклинка контактируют с дацитами и околорудными ano дацитовыми мегасоматитами, в висячем же боку она имеет коп такт с кварцевыми диоритами.

Данный участок рудного тела является контактово-реакцн онным и демонстрирует одну из промежуточных стадии преобра

зовання сульфидной рудной залежи, залегающей между дацдтами и мраморами, в скарновые крутопадающие рудные тела в кварцевых диоритах.

По распределению вещества, в рудах и околорудных мета-соматитах отчетливо видно, что на контакте диоритов и «пористого» гранатового скарна формируется наложенная бнметасома-гнческая колонка. Происходит встречный обмен — кальций диффундирует со стороны массивной сульфидной руды и «пористого» жарпа, кремнезем и железо выносятся из диоритов. Осаждение компанентов происходит в виде андраднта и массивного магнетита. Существенного перераспределения серы в этом процессе ие наблюдается. Халькопирит довольно равномерно распределен по всем зонам.

Несмотря на то,что гранат в тех и других скарнах (в пористых и вновь образованных) представлен практически чистым ан-¿радитом, в целом, имеется ряд отличии: в пористых гранатовых скарнах не встречается эпндот; по сравнению с вновь образованными скарнами, пористый скарн содержит серы в два раза больше, содержание же кальция в нем меньше.

По мере увеличения площади контакта рудного тела с интрузией кварцевых диоритов, возрастает роль вновь образованных /карпов, которые участками полностью замещают' пористый жарн и массивные сульфидные руды.

Вкрапленные пирит — халькопирит.магнетитовые руды в -ранатовых скарнах слагают рудное тело 6ю и встречаются в отдельных участках рудного тела 1.

Рудное тело 6ю находится на южном фланге Основной зоны. Эпо представляет собой крутопадающую гону скарнов на восточном контакте крупного ксенолита мраморов н главной дапкп азарцевых диоритов, в которой располагаются близкие к изомет-шчным линзовидные тела гранатовых скарнов, содержащих вкрапленность сульфидов и магнетита. В южной части рудного ела па глубине 550 м и ниже скважинами вскрыты дашпы и гаЛ'ЬК антигоритовые метасоматиты, приуроченные к лежачему юку рудного тела Сю. Горными работами эта часть залежи еще ie вскрыта. В результате дробления рудного тела 6ю сложно вет-!ящеися системой крутопадающих апофиз диоритов как субшн-ютпого, так и субмерндиопальиого простирания, рядом с крупны-ли линзами часто встречается множество мелких, до 5 м по про-п'праишо и мощностью до 3 .м. Несмотря на сложность морфоло-•нн отдельных лннз, а также нх большое количество, все они руппнруготся в одной зоне. Следует обратить' внимание на тот :)акт, "что линия, склонения рудного тела 6ю параллельна ли-пш склонения рудного тела 6с. При этом, несмотря па 150 м раз-

рыв между рудными телами, выполненный кварцевыми диоритами, рудное тело 6ю находится на одной линии по простиранию и падению с рудным телом 6с. Такое пространственное взаиморасположение рудных тел указывает на единое их происхождение.

Руды имеют следующий / миниральный состав: пирит (15 проц.), магнетит (5 проц.), халькопирит (2 проц.), сфалерит, тен-кантит, борнит, гематит, пирротин. Из нерудных минералов отмечаются следующие: гранат (45 проц.), карбонат (20 проц.), кварц (10 проц.), актинолит (2 проц.), пироксен. Данный состав является характерным для медно-скарновых месторождений Урала.

Иногда среди гранатовых скарнов встречаются небольшие линзовидные участки, сложенные кварц-кальцит-магнетнтовыми и кварц-кальцит-гематитовыми породами с редкой вкрапленностыс сульфидов. Данные породы, как известно, образуются при разложении андрадитового скарна под воздействием углекислого газа.

Вкрапленными пирит-халькопиритовыми с магнетитом рудами в кварц-карбонатных породах сложены рудные тела 6с н 1. Это самые крупные па месторождении тела, до 500 м по простиранию и до 40 м мощностью. В них сосредоточены основные запасы руд.

Рудные тела 6с и 1 до глубины 310 м от поверхности представляют собой единую крутопадающую на восток линзообразную залежь. Ниже 310 м она расщепляется па два самостоятельных тела, располагающихся по простиранию на одной линии. Выклиниваются они ниже горизонта 550 метров.

Рудное тело 6с состоит из нескольких крупных параллельных сближенных линз, разделенных между собой апофизами в различной степени измененных диоритов. С глубиной оно расщепляется на еще более мелкие линзы.

Вмещающими породами являются кварцевые диориты, окружающие рудное тело да глубины 520 м как со стороны висячего так и со стороны лежачего боков. Ниже этой отметки в лежачем боку рудного тела залегают дациты и сформировавшиеся по ним околорудные метасоматиты, которые представляют собой крупный ксенолит в кварцевых диоритах. Непосредственно к этому ксенолиту примыкает всего одна из линз, остальные же отделены от него апофизами измененных диоритов. Северная часть! ксенолита дацитов и метасоматитов полностью отделена кварцевыми диоритами от рудного тела 6с на несколько десятков метров.

Комплекс вмещающих пород, встреченных в лежачем боку рудного тела 6с, их взаимоотношения с рудным телом, а также взаимоотношения с кварцевыми диоритами убедительно свидетельствуют о секущем характере кварцевых диоритов по отношению

к рудному телу и дацитам и позволяют опровергнуты предстапле-ние о рудном теле 6с, как о жильном образовании. Все наблюдаемые здесь геологические факты позволяют утверждать, что рудное тело вместе с комплексом первоначально вмещающих его дацитов было оторвано интрузией кварцевых диоритов от основного массива и преобразовано в кварц-карбонатные породы с вкрапленностью магнетита и сульфидов. При этом, первоначально вмещающие рудную залежь дацнты и метасоматиты сохранили, в основном сходство с породами, вмещающими рудное тело 21, которое, как уже указывалось, сложено сульфидными рудами.

Основными рудными минералами рудного тела 6с являются пирит (22 проц.), халькопирит (3 проц.), магнетит (3 проц.). Структуры руд вкрапленные, реже прожилково-вкрапленные. Пирит участками образует крупные скопления, в которых электролитическим травлением выявлены зоны роста.

Из второстепенных минералов часто встречаются сфалерит, реже — золото, арсенопирит, пирротин, теннантит. Исследования химических составов этих минералов и а рентгеновском микроанализаторе ЛХА-5 (оператор Т. Я. Гуляева) позволили рассчитать температуру формирования руд. При этом получены следующие результаты: по электрум-сфалеритовому геотермометру (М. БЫ-кагопо, 1985) — 447°С, по арсенопиритовому (С. Д. Скотт, 1984) — 445°С, по пирротиновому (П. В. Бартон, 1970) — 475°С. Полученные данные хорошо согласуются с результатами по мета-морфизопанным колчеданным месторождениям Урала (В. П. Мо-/¡ошаг, 1991). Согласно проведенным исследованиям, температура формирования вкрапленных руд в кварц-карбанатных породах ш 100°С превышает температуру формирования массивных сульфидных руд. Очевидно, данный термодинамический режим характеризует условия регенерации массивных сульфидных руд во вкрапленные.

Нерудные минералы, составляющие до 80 проц. объема руд-юго тела, представлены кварцем и карбонатом (анкеритом 2а (Мдо7реоз) (СОф). Среди кварц-карбонатного материала часто зстречаются скопления талька. Данная, ассоциация свидетельствует об образовании кварц-карбонатных пород за счет тальк-ан-игоритовых метасоматитов в присутствии углекислого газа и во-1ы. Участками в рудном теле встречаются шлиры андраднт-акгн-юлитовых скарнов с вкрапленностью сульфидов и кварц-каль-щт-магнетитовых пород, образовавшихся за счет разложения тих скарнов.

Распространение на глубоких горизонтах дацитов и их тес-;ая пространственная связь, с каждым из перечисленных типов >уд убедительно свидетельствуют о генетической связи руд с да-

цптами. Взаимоотношение же дацитов с кварцевыми диорИтамн прямо указывает на секущий характер диоритов по отношению к дацитам, а следовательно и к рудам. Все перечисленные типы руд помимо своих особенностей имеют участки, в которых наблюдаются переходы от одного типа к другому, свидетельствующие об эволюции руд от массивных сульфидных к вкрапленным-

Обоснование второго защищаемого положения

Околорудноизмененные породы, сопровождающие массивные сульфидные руды, представлены следующей колонкой:

]. Дацит.

2. Кварц-альбит-серицитовын метасоматит.

3. Серицитовый метасоматит.

А. Хлоритовый метасоматит,

5. Тальк-антигоритовый метасоматит.

6. Альбит-хлорит-эпидот-актниолптовын метасоматит.

7. Эпидот-гранатовый скарн.

8. Гранатовый скарн.

9. Сульфидные руды.

Серицитовый метасоматит образует маломощные зоны 5— 10 см), а местами полностью замещается хлоритом.

Поведение калия в контактово-метасоматическом процессе сводится к тому что он полностью выносится из зоны интенсивного скарнирования и концентрируется в узкой зоне в виде серн-цнтовых сланцев. Это явление происходит как в безрудных скарнах по диоритам (горизонт 430 м), так и в метасоматической колонке по дацитам- В работе Ч. Мейера и Д. Хемли указывается «что образование серицита и глинистых минералов в порфире, а также скарнирование известняков связаны с деятельностью одних н тех же растворов. Тесная пространственная связь скарнирования известняков с серицитизированными полевошпатовыми породами и сульфидной минерализацией не позволяет сделать никакого другого вывода, кроме того что все процессы изменения, включая образование сульфидной вкрапленности, были более или менее одновременными». Экспериментами установлено (К. Б. Бэрнэм, 1978), что осаждение калия происходит в результате повышения концентрации углекислого газа в водном флюиде, который, по нашему мнению, образуется за счет растворения известняков под воздействием рудоносных растворов.

Хлоритовый метасоматит (шериданит) слагает маломощную (5—10 см), но постоянно присутствующую зону, следующую за серицитовой.

Наибольшую мощность (5—10 м) имеет зона тальк-аптнго-зитового метасоматита. В ней постоянно встречается редкая, мел-лая вкрапленность сульфидов, магнетита и хромшиинелнда. При (зученни состава РЗЭ в этих породах, обнаруживается четкий Се минимум, который, по мнению многих исследователей (Ос Вааг Н. I. V., 1985 и др.), указывает на участие в гидротермальном процессе морской воды.

Алнбит-хлорит-эпндот-актинолитовая порода обладает специфической линзовидно-полосчатой текстурой. Аналогичные породы были встречены скважиной 3674 среди серпентинитов на контакте карбонатной и вулканомиктовон толщ.

Химический состав минералов, слагающих зону эпидот-гранатового скарна, изучался с помощью рентгеновского микроанализатора ^А-5. Это позволило рассчитать температуру образования данной ассоциации по методике Л. Я. Арановича (1979). Полученный результат — 350°С, хорошо согласуется с данными но ппрротиновому геотермометру.

В центральной части рудного тела 21 руды контактируют с цноритамн, на южной же выклинке его в контакте с диоритами находятся околорудные тальк-антигорнтовые метасоматнты. Кон-гактово-реакционные образования ?десь представлены зоной тре. «олитовых метасоматитов.

Околорудно измененные породы, сопровождающие вкрапленные руды в гранатовых скарнах, представлены: околоскарновы-ип диоритами, эпидот-амфнболовыми скарнами, безруднымн гранатовыми скарнами с пироксеном.

Околорудно измененные породы, сопровождающие вкраплен-1Ь'е руды в кварц-карбонатных породах. Околорудные изменения ч диоритах на контактах с рудными линзами, как правило, незначительны. Породы этой зоны подверглись карбонатнзашш и ?ернцнтизаиии, в результате чего кварцевые диор-нты превраще-¡ы в кварц-карбонат-серицитовые метасоматнты. В лежачем боку одной из линз рудного тела 6с залегает ксенолит даннтов. На чонтакте с рудой в дацнтах наблюдается следующая зональность: гацит, кварц-альбнт-сернцптовый метасоматит, серицпт-хлорито-зый метасоматит, тальк-антигорнтовып метасоматит, вкрапленная тирит-халькопнритовая руда в кварц-карбонатных породах. Эта четасоматическая колонка аналогична вышеописанным изменением на контакте дацитов и массивных сульфидных руд. Данный ¡такт еще раз убедительно подтверждает положение об эволюции зуд па Гумешевском месторождении.

Обоснование третьего защищаемого положения

В истории формирования Гумешевского месторождения можно выделить. 2 этапа, которые реконструируются по морфологии рудных тел, по их взаимоотношениям с вмещающими породами но составу и зональности руд и по околорудным измененным породам, сопровождающим каждый из типов: 1. Гидротермально-метасоматическое отложение массивных сульфидных руд. 2. Постинтрузивный этап, в котором выделяются две стадии: 1 — внедрение интрузии кварцевых диоритов; 2 — метаморфизм по; воздействием постинтрузивных процессов.

1, Гидротермальмо-метасоматическое отложение рудного ве

щества. На существование данного этапа указывают следующш факты: — приуроченность массивных сульфидных руд к экзокон такту субвулканических дацитов; — замещение сульфидами из пестняков и подстилающих дацитов; — приуроченность вкрап ленных сульфидных руд в кварц-карбонатных породах к крупном; ксенолиту дацитов и тальк-антигоритовых метасоматитов. Кром( wo, но ряду петрохимических и геохимических параметров мож по провести аналогию между породами, вмещающими стратифн цнрованное оруденение Западной зоны, и контактово-мегамоофн лованньши дацитами.

Расположение Гумешевского месторождения в Гумешевско Чусовскон зоне, вмещающей типичные колчеданные объекты (Чу совское и Поварненское), позволяет предполагать синхронност! ьыделяемого нами гидротермально-метасоматического этапа i формированием колчеданных месторождений.

Околорудная метасоматнческая зональность вблизи массив пых сульфидных руд и распределение вещества по зонам около рудной колонки свидетельствуют о гидротермально-метасомати ческом накоплении вещества. Механизм этого процесса сводите к следующему. Низкотемпературные кислые растворы насыщен ные железом, медью, магнием и сульфосодержащими комплекса ми мигрировали по тектонически ослабленным зонам через тол щу вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород- Достигну контакта с перекрывающими известняками, рудоносные флюид! вступали в реакцию с последними, осаждая сульфиды. Перешед шне в раствор Са2+- и С02 диффундировали во встречном на правлении. Углекислота способствовала окислению Fe2+ доРЗн которое совместно с Са2+ шло на образование андраднта. Эидс контактовые дациты под воздействием первичного кислого расч гора замещались тальк-антпгоритовой породой. Т. е. пере.т, нам обычный контактово-метасоматический процесс на контакте алк мосилпкатной и карбонатной пород. Необычность его, на на:

згляд, в том, что он вызван растворами,- несущими сульфидооб-азующие комплексы. Проблемы замещения карбонатов сульфи-ами рассматриваются в работах Г. Д. Холланда и X. Л. Барн-а: (1972, 1982).

- Как указывалось, основными минералами, слагающими ре-нктовую рудную залежь 21, являются пирит, пирротин, из ие-удных — андрадпт. По составу пирротипов оценивалось значе-ие температуры и активность серы, в околорудных породах тем-ёратура определялась с помощью эппдот-грапатового геотермо-етра. Помимо этнх факторов весьма существенными показателя-и рудообразующего процесса являются активность углекислого аза, кислорода, кислотность или основность растворов. Для ценки этих параметров, которые нельзя непосредственно изме-нть, нами использовалась система пирит-апдраднт, равновесие которой могло осуществляться по реакции:

'РеБг + ЗСаСОз + ЗЭЮг + 1,50? = СазРег^Ю.)3 + ЗСО* + 25*

Фугитивности кислорода, расчитанные по реакциям усгой-!вости андрадита в системе О2—СОг находятся в пределах Ю-36 Ю-30 атм, соответствующая их фугнтивность углекислого газа три .фугитивности серы Ю-10 атм, полученной по пнрротиповому ■отермометру), колеблется от 10-2Л до 100-9 атм.

Для расчета равновесия в водном растворе использовались гакции:

2а2+ + 2реБ2 + ЗБЮ? + 6НЮ = Са.чРе^БЮф + 2Э2 + 6с-

[1 = 1,13 - 0,24 7рН

•е2+! + ЗСаСОз + ЗЭКЪ + ЗНЮ = СазРе>(8Ю»)» + ЗССЬ+ 6Н+ + + 2е-

1 = 1,97 — 0,371 рН при ^ [Ре2+]' = -4 .

Активность кальция рассчитана из первой и второй констант ассоциации Н2СО3 (для Т = 350°С, ас«« [СОг] =10-5'' атм) равна

1§[Са2+] = 9,78 - 2рН

Термодинамическими расчетами подтверждается возможность разовання низкотемпературного андрадита на гидротермальпо-!тай)матическом этапе.

2. Постинтрузивный этап начинается с внедрения интрузии арцевых диоритов. Все представления об этом процессе опирайся на взаимоотношения интрузивных пород с мраморами, на-юдаемые нами в горных выработках, а также на теоретические зработкн Э- Рагена.

- Карбонатная толща и залегающие в пей дацйты оказаднс разбитыми на крупные блоки-ксенолиты. Часть из них была прг поднята на более высокий гипсометрический уровень, часть ост; лась на прежнем месте, отделенная от основного массива апоф! зами диоритовых порфиритов. Отдельные участки первичног комплекса пород не подвергались разрушающему воздействи интрузии. Именно поэтому и сохранилось 21 рудное тело, являк щееся реликтом первичной залежи. . .

На этой стадии широко проявились процессы ассимиляции контаминации магмой пород кровли, которые отражены в структур пых'особенностях диоритов. Сульфидные руды, по нашему мненш также переходили в раствор и мигрировали до осаждения на пс вых геохимических барьерах (скарнах, контактах с мраморами

Последней, наиболее бесспорной и самой информативной Я1 ляется стадия постмагм этической гидротермальной деятельност На данной стадии произошло образование руд в том виде, в к< тором мы наблюдаем их в-' настоящее время.

Помимо руд в гранатовых скарнах, образованию которых ш священо немало геологической литературы, на этом этапе пр< изошло и образование кварц-карбонатных пород с вкрапление рудной минерализацией. Как уже сообщалось, этот тип руд явл: ется преобладающим на Гумешевском месторождении, сосгавл? до 80 проц. всех запасов. Очевидная приуроченность руд данно! типа к дацитам и тальк-антигоритовым метасоматитам исключ; от предположения об их жильной природе, высказанные в отдел) кых работах. Находки среди кварц-карбонатного материала вкл! чений талька, а также существенно доломитовый состав карбон; та, позволяют утверждать, что они образовались по тальк-ант) горитовым породам (серпентинитам). Под влиянием постмагм; тического флюида, состоящего, в основном, из воды и углекисл! го газа, происходило разложение талька, антигорита и андрадш согласно формулам:

СазИез (БЮф + СО* = ЗСаССЬ + ЗБЮг + ИеЮз А^БЬСЬ] (ОН), + ЗСаСОз + ЗСОг = ЗСаМд(ССЬ)> + 2БЮ2 + + 2НгО

Мд»[8Ю»](ОН). +■ ЗСаССЬ + 3 СО* = ЗСаМ§(СОф + 4БЮ2 + НгО

Расчетные графики по термодинамическим данным -дл Т=450°С (такая температура получена по сульфидным геотерм метрам) завышает мольную долю углекислого газа иа 10 про по сравнению с экспериментальными данными, приведенными работе П. И. Дорогокупец. С поправкой на это можно заключит что мольная доля углекислого газа в постмагматическом флю

■Н

с при Т=450"С и общем давлении 2000 бар составляет 0,3—0,6. лдраднт в этих условиях, по нашим расчетам, неустойчив. Но рн температуре выше 550°С поля устойчивости кварц-доломито-ой ассоциации перекрываются с полем андрадита, этим объяснятся их совместное нахождение в отдельных участках рудных ел.

Решение поставленных задач позволило получить новые дан-ые: впервые для месторождения откартированы субвулканическое ело дацитов; выявлена приуроченность массивных сульфидных уд к пологозалегающим участкам контакта дацитов и мрамо-ов; выделены минералогические и геохимические особенности азличных типов руд; для каждого типа руд установлены соответ-твующие им околорудно измененные породы; реконструирована стория формирования месторождения; впервые для месторожде-ия выявлен теллуровисмутит и определен его химический состав; первые определены составы хлоритов, карбоната, хромшпннс-идов.

Связь сулкфидиых руд с дацнтами позволила наметить иер-иектинный участок на южном фланге месторождения, где встроены аналогичные вулканогенные породы.

Список основных работ автора по теме диссертации

1. Мошев С. И., Ершов В. М. Новые данные о морфологии рудных тел генезис Гумешевского меднорудного месторождения || Ежегодник-19871 Ин-

титут геологии и геохимии УНЦ АН СССР, 1988. С. 112—114.

2. Мошев С. И., Бугаев И. И. Исследование геохимических полей рас-ределения меди в рудах Гумешевского месторождения | | Геология, поиски

разведка месторождений Урала Свердловск: СГИ, 1988.

3. Мошев С. И. Пологолежащие сульфидные тела на Гумешевском мед-орудном месторождении | [ Ежегодник-1938 | Институт геологии и геохимии НЦ АН СССР, 1989- С. 79—80.

4. Мошев С. И., Черепанов В. В. Новая рудная зона Гумешевского место-!Ождения |] Ежегодник-1989 | Институт геологии и геохимии УНЦ АН СССР, 990.

5. Мошев С. И., Чащухина В. А. Галогены в апатитах пород и руд Гумешевского месторождения \ | Ежегодник-1991 | Институт геологии и геохи-ми УрО РАН, 1992. С. 95—97.

6. Мошев С. И. О полигенности Гумешевского меднорудного месторож-;ения | | Оценка перспектив и рациональные методы разведки месторожде-ий цветных металлов Урала | Екатеринбург, 1993^ С. 105—112.

7. Мошеп С. И., Пронин В. А., Наседкин А. П. О выделении ког.чедан-ых месторождений типа Бесси на Среднем Урале || Ежегодник-1992 | Ин-титут геологии и геохимии УрО РАН, 1993. С. 101—104.

Заказ 6122 Тираж 150