Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Роль геолого-структурных факторов в локализации барит-полиметаллического оруденения тхмори-ватетрского рудного поля (Западная Грузия)

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

Автореферат диссертации по теме "Роль геолого-структурных факторов в локализации барит-полиметаллического оруденения тхмори-ватетрского рудного поля (Западная Грузия)"

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОШИ СССР КАВКАЗСКИЙ ИНСТИТУТ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ИМ. А.А.ТВАЛЧРЕВДЗЕ

На правах рукописи

ГАГНИДЗЕ Мириан Романович

УДК 553.689.2:553.3'э/'9(479.22)

РОЛЬ ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНЫХ ФАКТОРОВ В ЛОКАЛИЗАЦИИ БАРИТ-ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ОРУДЕНЕНИЯ ТЙГОРЙ-ВАТЕТРСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ (ЗАПАДНАЯ ГРУЗИЯ)

Специальность 04.00.11 - Геология, поиски и разведка

рудных и нерудных месторождений, металлогия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Тбилиси - 1990

Работа выполнена в Кавказском институте минерального сырья им.А.А.Твалчрелидзе.

Научный руководитель - доктор геслого-шнерал огических

¡Ю.И.НАЗАРОВ"

Официальные оппоненты - доктор геолого-минералогических

наук, профессор

Н.С.СКРИПЧЕНКО

- кандидат геолого-минералогических наук

З.В.ОТХМЕЗУРИ

Ведущая организация - Производственное объединение по геологоразведочным работам "Грузгеология"

Защита состоится " 26 " ноября 1990 года в 15 часов на заседании специализированного совета Д 071.16.01 при Кавказском институте минерального сырья им.А.А.Твалчрелидзе Мингэо СССР по адресу: 380062, г.Тбилиси, ул.Палиашвили, 85.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КИМС.

Автореферат разослан " ^ " октября 1990 года.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат геолого-минерало-гическюс наук

Н.И.ХАМХАЦЗЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из главных задач геологической службы Грузии является расширение минерально-сырьевой базы действующих горнорудных предприятий.' Крайне важной является такке проблема обеспечения высокосортным баритом Кутаисского литоионного завода.Для решения поставленных задач требуется усовершенствование методов прогнозирования и поисков скрытого оруденения. Ка базе комплексного изучения Тхмори-Ватетрского рудного поля, являющегося составной частью Окрибского рудного района, выявлены и всесторонне исследованы рудолокализующие факторы, разработана методика оценка потенциально рудоносных площадей, обоснована возможность обнаружения новых рудных тел на глубоких горизонтах известных месторождений.

Цель и задачи исследования. Основная цель работы - определение роли геолого-структурных факторов в локализации барит-полиметаллического оруденения Тхмори-Ватетрского рудного поля. В этой связи решены следующие задачи:

1. Изучены особенности состава и строения рудовмещающих толщ и гидротермально измененные породы., определена роль складчатых Й разрывных структур и мелкой трещиноватости в размещении орудейЭ-юш.

2. Выявлены структурно-морфологические особенности рудных тел и рудных столбов. Изучены вещественный состав руд и характер распределения полезных компонентов в рудных телах. Установлены корреляционные связи между элементами. Расшифрованы закономерности вариации изотопов серы, углерода и свинца в рудослагазощих минералах и их парагенезиса*.

3. Разработаны геолого-генетическая и прогнозно-поисковая

- г -

модели оруденения.

Фактический материал и методика исследований. В основу диссертации положены материалы, собранные автором в ходе многолет -них (1973-1976, 1980-1988 гг.) крупномасштабных специализированных рудно-геологических и прогнозных исследований в Окрибском рудном районе.

В процессе работ использовались методы дешифрирования космо-и аэроснимков различного масштаба, анализа смещений по разломам и трещинной тектоники.

Для изучения физико-механических свойств пород и руд применялся петрофизический метод (с обработкой данных на ЭВМ "Ш-4").

Расшифровка физико-химических условий рудообразования производилась изотопно-геохимическиш исследованиями, изучением ТЭДС минералов, определением температур гомогенизации и де1фелитации газово-жидких включений, химическим анализом водных вытяжек из минералов, а также газовым анализом.

Проведен такке широкий комплекс исследований на базе полного силикатного, атомно-абсорбционного и спектрального анализов пород и руд, рентгенометрического и термографического изучения минералов.

Произведено изучение около 1000 шлифов и аншшфов пород и руд. Общее количество проб, охваченных различными видами анализа, составляет около 800 шт.

Аналитические исследования выполнялись в лабораториях КИМС, ПО "Грузгеология" и ЮТМ (г.Киев).

Объектом выполненного исследования являлось Тхмори-Ватетрс-кое рудное поле, цринадлеяащее Окрибскому рудному району.

Научная новизна и практическая ценность. Впервые, в результате выполненных в пределах Тхмори-Ватетрского рудного поля ком-

- 3 -•

плексных геолого-структурных, минералого-петрографических, изотопно-геохимических, термобарогеохимических и прогнозных иссле -дований, разработаны геолого-генетическая и прогнозно-поисковая модели барит-полиметаллического оруденения Окрибского рудного района, Предложена оригинальная методика прогнозной оценки перспективных площадей.

В процессе изучения морфоструктурных особенностей рудных тел, совместно с М.Н.Джапаридзе и М.М.Джапаридзе, усовершенствован метод геометризации структурных поверхностей в изолонгах (Джапаридзе и др., 1978), который был успешно апробирован и на Квайсинском рудном поле (Гагнидзе и др., 1979; Каландадзе и др., 1982).

В результате реализации предложенной автором прогнозной разработки (протокол НТС ПО "Грузгеология" от 29 октября 1984 г. за $ 0565 и акт внедрения за № 1/1990 г.) в пределах Тхмори-Ватетр-ского рудного поля были обнаружены новые рудные тела. Предложен прогнозно-поисковый комплекс (ППК), включающий методы изучения рудных объектов на разных стадиях геологоразведочного производства.

Основные защищаемые положения:. '

1. Рудоконтролирующимн структурами являются близширотные дол-гоживущие разломы со сложными смещениями. Ими определяются особенности смены фаций и вариации мощностей пород.

2. Наиболее существенные структурные преобразования произошли в течение батской и штирийской фаз орогонеза. Рудолокализующи-ми в основном являются сколовые трещины обоих планов деформации,а также трещины отрыва первого плана деформации, сопряженные сО складчатостью. Менее интенсивно минерализованы трещины, оперяющие разломы. Размещение рудных столбов контролируется места!,и продолЬ-

- 4 -

ного изгиба трещинных зон, а также сопряжением разрывов разной ' ориентации.

3. Рудные тела локализованы в осевых частях зон гидрослюда-карбонатных метасоматитов, сформированных в интервале температур 350-270°С и давлении 50-70 и более атм. Надрудные и верхнерудные уровни метасоматитов представлены сколит-каолинит-клиноптилолит-халцедоновыми и сколит-монтмориллонит-йварц-морденитовыми обра -зованиями соответственно. На рудном поле выделены четыре петро-физические группы пород. Одни из них выступали в качестве струк-турно-петрофизических экранов (барьеров), а другие оказались ру-долокализующими.

4. Рудообразовательный процесс ознаменовался формированием барит-полиметаллических гелеподобных масс. В последующем они перекристаллизовались под воздействием низкоконцентрированных хло-ридно-кальциевых растворов, содержащих ощутимые количества //2 и С0г . Кристаллизация руд наиболее интенсивно протекала при температурах ниже 190°С и давлении более 15 бар. Источником серы и углерода флюидов служили приповерхностные зоны земной коры.

Апробация работы. Результаты исследований автора докладывались на: геологических семинарах КИМС; ХУШ и НХ республиканских научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и работников производства (Тбилиси, 1974, 1975); Всесо -юзном семинаре "Крупномасштабное количественное прогнозирование эндогенного оруденения" (Ташкент, 1976); Всесоюзной конференции молодых ученых (Тбилиси, 1979); Всесоюзном совещании "Современные методы изучения структур эндогенных рудных месторождений" (Ереван, 1981); Всесоюзном совещании по проблеме "Многофакторные модели рудных месторождений - основа разработки эффективных методик поисков, оценки и разведки" (Тбилиси, 1988).

- 5 -

Результаты исследований, кроме опубликованных работ, в которых отражены основные защищаемые положения,изложены в четырех научных отчетах.

Благодарности. Диссертация выполнена в ККМС под руководством ныне покойного доктора геолого-минералогических наук Ю.И.Назарова.

Содействие и помощь в период работы над диссертацией автору оказывали кандидаты геолого-минералогических наук О.Д.Мардалейшви-ли, В.З.Ярошевич, Г.В.Гягиадзе, начальник методической экспедиции ПО "Грузгеология" В.Д.1униава, которым мы выражаем глубокую благодарность.

В ходе работы автор пользовался консультациями и совета!® академика АН ГССР Г.А.Твалчрелидзе, докторов геолого-минералогических наук Т.В.Джанелидзе и Д.В.Аревадзе, кандидата геолого-минералогических наук В.И.Буадзе, профессора М.Н.Джапаридзе. Всем им автор искренне признателен.

Объем работ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Она содержит 126 страниц машинописного текста, 21 приложение, снабжена 8 таблицами и 82 рисунками.Список литературы насчитывает 108 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА I. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ОКРИБСКОГО РУДНОГО РАЙОНА

Окрибский рудный район,в пределах которого расположено Тхмо-ри-Ватетрское рудное поле, охватывает одноименное поднятие, сосредоточенное в Окрибско-Сачхерской квазикратонной зоне (Панцулая, 1978)Последняя припаяна к Грузинской глыбе во время батской консолидации (Кахадзе, 1947; Гамкрелидзе, 1974).

Рудный район сложен байосской порфиритовой свитой, терриген-ными, реже вулканогенными образованиями бата, позднеюрскими тер-

ригенными, меловыми терригенно-карбонатными и палеоген-неогеновыми карбонатно-терригенными отложениями.

Порфиритозая свита байоса слагается авгит-плагиоклазовыми (в основном лабрадоровыми) порфиригами, их туфами, туфобрекчиями и ту-фопесчаниками. Для свиты характерны частые фациальные переходы как по простиранию, так и по падению. Смена фаций и мощностей наиболее рельефно выражена в верхах свиты. Расшифрованы соответствующие па-леотектонические и палеофациалыше режимы - колебательные движения ложа бассейна, обстановки функционирования центров вулканических извержений, явления подводной эрозии и др.

Батские отложения представлены глинистыми сланцами, тонкослоистыми алевролитами, аркозово-граувакковыми песчаниками, конгломератами, реже - туфами андезито-базальтового состава.

Площадь развития среднеюрских образований окаймляется верхнеюрскими лагунно-континентальными отложениями. Цреобладающим развитием в последних пользуются песчаники, глинистые песчаники, глины и гравелиты.

Над верхнеюрскими отложениями трансгрессивно налегают валан-жин-готеривские крупнозернистые аркозовые песчаники и конгломераты. Они сменяются доломитовыми известняками, известняками и мергелистыми известняками.

Палеоген-неогеновые отложения, сосредоточенные на периферии района, представлены известняками, карбонатными песчаниками и глинами.

Согласно Г.С.Дзоценвдзе (1962, I966), продукты среднеюрского вулканизма характеризуются бедностью калия и принадлежат к крайнему известково-щелочному типу Пеле-Лассен Пик Тихоокеанского оро-генного пояса. Позднеюрское время ознаменовалось излиянием субщелочной магмы трахибазальтового состава и внедрением эссекситов. Б

районе известны и позднемеловые вулканиты трахибазальтового и фоно-литового составов, характерные для тыловых зон островных дуг.Постпалеогеновый эффузивный вулканизм выразился излиянием субщелочных базальтов.

Осадочные породы собраны в брахиформные, куполовидные и линейные складки близширотной ориентации. Они разбиты крутопадающими дизъюнктивными нарушениями разных порядков и направлений. Нарушения объединяются в группы граничных, продольных, поперечных и межглыбовых разломоЕ, Глубинные разломы близширотного направления контролируют центры вулканической активности.Они служат также естественными границами рудных узлов.

В кеталлогешческом отношении рассматриваемый район является составной частью мегазоны барит-свинцово-цинкового профиля чехла Закавказского срединного массива (Твалчрелидзе, Джанелидзе, 1987),

ГЛАВА 2. СТРУКТУРА ТЖЮРИ-ВАТЕТРСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ

Тхмори-Ватетрское рудное поле расположено в северо-восточной части Окрибского поднятия. С севера и востока оно окаймляется карбонатными отложениями мела. Границами рудного поля с юга и запада служат Дзмуисский и Дгнорисский разломы соответственно.

Преобладающая часть рудного поля сложена верхнебайосскими мао-сивнши, слоистыми и полосчатыми витро-лито-кристаллокластическиМИ туфг.ми андезито-базальтового состава. В них развиты прослои туфо-песчаников и туфоагломератов. Верхняя часть разреза представлена песчаника!,щ и аргиллитами.

В юго-восточной части .рудного поля распространены батские пе-счано-сланцевые отложения. В северном направлении они постепенно выклиниваются.

На северном и восточном флангах рудного поля разные уровня

средней юры перекрыты верхнеюрскими лестроцветными образованиями (глины, глинистые песчаники, гравелиты). Они характеризуются изменчивостью фаций и мощностей. Над верхнеюрскими отложениями размещены меловые карбонатные осадки. В основании последних развиты крупнозернистые кварц-аркозовые накопления.

С помощью статистического многофакторного анализа петрофизи-ческих характеристик (плотность, эффективная пористость, модуль Юнга, коэффициент Пуассона, комплексный петрофизический коэффициент - Кэд) в пределах Тхмори-Ватетрского рудного поля выделены четыре группы пород.

Породы I и П групп: байосские базальт-андезитовые порфириты, псаммитовые кристалло-литокластические и витрокластическке туфы андезитового состава, мелкообломочные туфобрекчии, туфоалевролиты, мелко- и среднезернистые песчаники; батские глинистые сланцы и песчаники; верхнеюрские глинистые песчаники, диабазы; нижнемеловые афанитовые и микрозернистые известняки; верхнемеловые мелкозернистые известняки. Породы этих групп выполняли роль структурных барьеров (э1фанов) в ходе рудообразоваяия.

Породы Ш группы: средне- и крупнопсаммитовые витро-лито-крис-таллокластические туфы и туфопесчаники байоса; мелкозернистые известняки верхнего мела.

Порода 17 группы (рудолокализующие): байосские агломератовые, псефитовые и крупнопсаммитовьге туфы андезитового состава и гидротермально сильно измененные песчаники; верхнеюрские и нижнемеловые гравелиты и доломитовые известняки.

В средаеюрских отложениях рудного поля ввделены асимметричные нормальные складки. Осевые их плоскости наклонены на север. Они характеризуются крутым падением (55-60°) крыльев. Преобладающее простирание складок - восток-северо-Еосточное. Среди них выделяются ли-

нейный (9$), брахиформный (59 %) и куполовидный (32 %) морфологические -типы. Складки были образованы в приповерхностных условиях в результате изгиба со скольжением. При их формировании действовал механизм регионального смятия и глыбовых движений.

На рудном поле фиксируются разноранговые дизъюнктивные нарушения: разломы глубинного заложения; разломы высоких порядков;зо-ны трещиноватости.

Глубинные разломы на поверхности выражены' системами близпа-раллельных и кулисообразно расположенных крутопадающих разрывных нарушений.

Разломы близширотного, меридионального, северо-восточного и северо-западного простираний образуют единое поле напряжений с направлением главных растягивающих усилий ( ) на юго-восток 156°, углом ныряния 76° и близмеридиональным (15°) направлением главных сжимающих усилий ( С3 ) с пологим (13°) нырянием. Судя по ориентации осей главных напряжений, сжимающие усилия действовали в поперечно-кавказском направлении, а растягивающие - вертикально.

Разломы рудного поля пересекают все структурные ярусы и по ним происходили многократные перемещения. При этом преобладают горизонтальные (сдвиговые) составляющие над вертикальными.

Анализ сопряженной со складчатостью трещиноватости показал, что трещинообразование происходило в приповерхностных условиях при двух полных планах деформации: сопряженной с батской складчатостыо и наложенной на нее. Первый план деформации проявлен более четко. Разгрузка полей напряжений второго плана в значительной мере происходила путем смещений вдоль -трещин первого плана, занимающих позицию трещин скалывания или отрыва относительно второго плана деформации. На диаграммах наблюдаются трещины, не относящиеся ни к первому, ни ко второму плану и не сопряженные с разломами. Следовате-

- 10 -

льно, предполагается по крайней мере два акта тектонической активизации. В результате была образована система трещин, позволяйся восстановить поля палеонапряжений. Сжимающие усилия при всех актах тектонической активности являлись основными структурообразующими факторами.

При первом плане деформации главные оси напряжений ( и Сэ ) действовали в антикавказском направлении, что также согласуется с геолого-структурными построениями. Ось максимальных растягивающих усилий в большинстве случаев занимает крутое и вертикальное положение, тогда как ось максимальных сжимающих усилий субгоризонтальна. При втором плане деформации четкая ориентация плоскости 6^-6*3 в каком-либо направлении не наблюдается, хотя наследственно сохраняются крутые углы ныряния главных растягивающих усилий и субгоризонтальное расположение главных сжимающих усилий.

Среди трещин, оперяющих разломы, наибольшим распространением пользуются сколовые, параллельные разрывным нарушениям. Непараллельные разловд' сколовые трещины и трещины отрыва характеризуются одинаковой распространенностью и интенсивностью проявления (плотностью) .

Наиболее значительные перемещения наблюдаются по наиболее ранним и долгоживущим близширотным разломам, контролирующим размещение барит-полиметаллического оруденения. Так, Гведи-Дзмуисский близширотный разлом, расположенный в южной части рудного поля, относится к категории рудоподводящих (Гагнидзе, 1988). ГУдораспреде-лявдую роль играл Квирильский разлом восток-северо-восточного простирания, развитый в северной части рудного поля, вдоль которого . размещена преобладающая часть рудных участков и отдельных рудных тел. ЕУдолокализующими в основном являются разрывы более низкого порядка.

- II -

Наиболее интенсивно минерализованы трещины первого плана деформации, на долю которых приходится 50 % минерализованных трещин; менее - трещины второго плана деформации (30 %) и оперяющие разломы трещины (10 %). Минерализованы и трещины,не принадлежащие ни к одному плану деформации, а также те планетарные трещины, которые испытали тектоническую активизацию. Это обстоятельство указывает на молодой возраст барит-полиметаллического оруденения. Последнее характерно для всех структурно-морфологических типов трещин, что позволяет сделать вывод о длительном характере процесса гидротермальной деятельности. Среди разных систем трещин наиболее продуктивны сколовне (101), [101] и (ОН), а из трещин отрыва -- (010). Всем морфолого-генетическим типам трещин присуще кальци-товое заполнение.

ГЛАВА 3. ГЮ10Г0-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ И ПРОГНОЗНО-ПОИСКОВАЯ МОДЕЛИ БАРИТОВОГО И ЛОШШШАЛМШСКОТО ОРУДЕНЕНИЯ ШОРИ-ВАТЕТРСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ

Геолого-генетическая и црогнозно-поисковая модели баритового и полиметаллического оруденения рассматриваемого рудного поля разработаны на базе результатов изучения морфоструктурных особенностей рудных тел,а также комплексных петрологических, минералогиче-' ских,термобарогеохимических и изотопно-геохимических исследований,

3.1. Структурно-морфологические типы рудных тел и закономерности их возникновения. Ведущим морф о с трук турным типом рудных тел является жильный. Выделены как простые,так и сложные разности жил» Первые характеризуются довольно четкими зальбандами и глвдкимй стенками, редко сопровождающимися зеркалами скольжения, тонкими» маломощными отторочками жильной глины, реже брекчиями трения. Нередки жилы четковидные с раздувами и пережимами. К сложным жилам

- 12 -

относятся сблияенные параллельные ш или линзы, развитые в пределах одной зоны разрыва. Она неправильной, извилистой формы,местами сливаются и разветвляются, а иногда исчезают, присутствуя в зоне разрыва в ваде прожилок, линз, небольших гнезд и проводников.

По характеру пространственной ориентации выделяются: I) жилы запад-северо-западного направления (25 % изученных баритовых жил) с вариацией азимутов простирания от-270 до 290°, при-падении на север-северо-восток, реже на юг-юго-восток; 2) килы северо-западного направления с простиранием от 290 до 300° с падением на юго-запад или на северо-восток (30 % изученных жил); 3) близмеридиона-льные жилы с простиранием от 335 до 15°, с падением в основном на запад (25 % баритовых и баритовых с полиметаллами жил); 4) килы восток-северо-восточного направления, с простиранием от 65 до 90°, падающие на юг. С этой системой ассоциирует подавляющее большинство протяженных полиметаллических рудных тел.

Угол наклона жил, за исключением единичных случаев, крутой (от 60 до 90°).

Центральные части барит-полиметаллических жил обычно заполнены галенитом. В зальбандах развит барит. Редко имеются и обратные взаимоотношения. Нередки случаи, когда в одной рудоносной зоне полиметаллические и баритовые тела субпараллельны. Мощность жил колеблется от нескольких сантиметров до 1,5 м, достигая 3-5 м в раздувах (полиметаллическая жила № I, баритовая жила $ 3 Тиморского месторождения). В среднем мощность варьирует от 0,3 до 0,4 м, при высоком содержании и качестве руды.

По условиям формирования ввделяются четыре структурных типа рудных столбов: в изогнутых по простиранию или по падению частях рудовмещающих трещин; в местах сопряжения разрывов; в местах их пересечения; в местах экранирования. Наиболее часто встречаются

- 13 -

рудные столбы, проявленные в местах изгиба сколовнх зон и в местах сопряжения разрывов разной ориентации.

3.2. Гидротермальные изменения. IIa фоне региональной пропвли-тизации пород выделяются локальные околорудные альбит-адуляровые (Твалчрелидзе, Щубладзе, 1957) и гидрослюда-карбонатные метасома-титы (Гуниава и др., 1971, 1983). Альбит-адуляровые метасоматиты имеют ограниченное распространение и пространственно приурочены к крутопадающим разрывам, образуя зоны мощностью от 2-7 до 40 гл.Собственно околорудные гидрослюда-карбонагные метасоматиты имеют широкое распространение. Они образуют линейно вытянутые узкие светло-зеленого цвета зоны мощностью от нескольких сантиметров до (шо-гда) первых десятков метров. Рудные тела тяготеют к осевым зонам околорудно измененных пород. В них от внешней к внутренним зонам, по отношению к рудное теду и дренирующей структуре, выделяются 3 устойчивые минеральные фации: селадонит-альбит-хлорит-кальцитовая; сколат-хлорит-кальцит-цеолитовая и сколит-кальцит-кварцевая.В случае сопряжения разрывных нарушений имеет место разрастание внутренних зон или же выпадение некоторых из них.

В распределении цеолитов намечается вертикальная зональность: высококремнистые цеолиты в основном развиты на надрудном уровне, а кальций-натриевые цеолиты - на рудном уровне. На надрудном и верхнерудном уровнях эрозионного среза в гидрослюда-карбонатных мета-соматитах появляются халцедон и монтмориллонит.

Процесс гидротермальных изменений сопровождался привносом Ca, л/а , К » 0 , Н и выносом Sl , AI , , Fi в интервале температур 350-270°С и давлении 50-70 и более атм.

Послерудные гидротермальные изменения в основном представлены кальцитизацией и частично пиритизацией.

3.3. Вещественный состав руд. Главными рудослагающими минера-

- 14 -

ламы являются: галенит, сфалерит, пирит, марказит, халькопирит, а из жильных - барит и кальцит.

Для свинцово-цинжовых руд типичными являются колломорфные текстуры, а для руд барит-сфалерит-гаденит-халькопиритового состава (в которых барит значительно преобладает над сульфидами)- крусти-фикационно-полосчатые. В подчиненном количестве развиты руды с вкрапленной и полосчатой текстурой, которые сочетаются с колотомор-фными и очень редко представлены в самостоятельном виде.

Наряду с рудами заполнения трещин набладаются метасоматичес-кие руды брекчиевидной текстуры (в основном в зальбандовнх частях рудных тел и в зонах рудовмещающих разрывов).

На рудном поле широким развитием пользуются также мономинеральные баритовые руды.

Процесс гидротермальной деятельности начался выделением кальцита, кварца, халцедона, цеолита, пирита и марказита.Эта минеральная ассоциация является сквозной в длительной последовательности минералообразования. Бариты и полиметаллы сформированы в течение одной стадии. При этом образовались тела как мономинерального барита, так и барит-полиметаллического состава (с широким спектром структурно-текстурных особенностей). Господствующие колломорфные концентрически-зональные текстуры затрудняют установление последовательности выделения минералов. Вместе с тем выявляются отдельные их генерации (например, барит I и барит П), изучением которых устанавливается, что последние импульсы гидротермальной деятельности обусловили формирование постбаритовой сульфидной минерализации.При этом устанавливается "обратная" последовательность кристаллизации -от галенита к сфалериту и далее к дисульфидам железа.

3.4. Физико-химические условия формирования оруденения. По температурам гомогенизации гаэово-жидаих включений в баритах на

- 15 -

Татарском месторождении намечаются следующие термобарические уровни проникновения флюидов в трещинные системы: Т = 260-230°С, Р> 50 бар (двухфазовые и трехфазовые типы включений); Т = 190-160°С, Р >15 бар и Т = 160-140°С, Р > 7 бар (двухфазовые включения). На Ва-тетрском месторождении выделяются два подобных Т-Р интервала: Т = = 270-250°С, Р>50 бар; Т = 170-150°С, Р>9 бар.

В синрудном кальците выделяются два температурных интервала: 260-230°С и 200-П5°С, которым соответствуют минимальные давления 50 и 15 бар соответственно. Последний интервал, возможно, объединяет несколько импульсов поступления разнотемпературкых флюидов. Характер кривой распределения температур гомогенизации кальцитов соответствует аналогичной кривой для баритов.

Отложение сульфидов происходило при температуре ниже 300°С.

Минералоотлагавшие флюиды характеризовались хлоридно-кальцие-вым составом с существенной примесью натрия и бикарбонат-иона, в меньшей мере - сульфат-иона. Основными летучими компонентами флюидов из баритов являются азот, двуокись углерода и вода. Концентрации -V? и С01 приблизительно равны и не превышают 3,7-1,1 моль/л Н2О для каждого газа.

3.5. Изотопный состав серы, углерода и свинца рудослагающих минералов. На фоне широкой дисперсии величин 5гч5 рудослагающих минералов четко выделяются относительно узкие интервалы вариации наиболее часто встречаемых значений 5**3 : для пирита +6+2$^ и -6+2 %о ; для галенита -4+2 %о ; для барита +8+2 %„ (Тхмори).

Поскольку многие из комплексов серы с промежуточной степенью окисления ( 5° , ,5** ) создают леглорастворенные соединения с тяжелыми металлами, включая свинец, цинк и барий ( Ме-Ыс-Рч^ег^ , 1982), роль их в формировании жильной полиметаллической, барит-по-лимегаллической и баритовой минерализации может оказаться весьма

существенной.

Если предлагаемая геохимическая модель соответствует действительности, то ожидаемый интегральный изотопный состав серы флюида должен оцениваться величиной в +9+2 %,. Наиболее реальным источником подобной серы может быть коровый резервуар. По литературным данным, фявдда с изотопным составом серы в +9+2 %> попадают в интервал значений S^S , характерных для вод нефтяных залежей (Панкина, 1978).

В анализируемых жильных образцах 5"'3С характеризуется относительно малой дисперсией, отклоняясь от среднего значения (+0,5%,) не более, чем на 2 %„. Подобные величины ^С характерны для карбонатов, формирующихся за счет заимствования карбонатного углеро -да из осадочных толщ (Хёфс, 1983), Изотопный состав углерода мета-соматического кальцита характеризуется низким значением 515 С (-4,9 %о), что не исключает наличия и глубинного компонента COg.

Малая дисперсия изотопных соотношений свинца указывает . на единство источника свинца для месторождений рудного района, который, по данным Б.Г.Амова и др. (1982), является коровым.

3.6. Геолого-генетическая модель. В предлагаемой геолого-ге-нвгической модели сделана попытка- проследить формирование место -рождений с момента заложения рудовмещавщих структур до момента затухания гидротермального процесса.

В байосе формировались мощные вулканогенные образования среднего-основного состава, которые в последующем явились благопри -ятной с петрофизической точки зрения средой для локализации эндогенного оруденения.

Из наиболее ранних и существенных факторов, повлиявших на формирование структуры рудного поля, явилась батская орофаза. В этот период возникли трещиноватость, сопряженная со складчатостью

- 17 -

(I план деформации),и основная часть дорудных гидротермальных изменений.

Поровне флюиды характеризовались температурами 130-150°С (по отражательной способности органического вещества). В этой обстановке максимальное давление во флюиде составляло 1,3 дбар (литоста -тическое давление), во всяком случае не могло быть ниже 0,1 кбар (давление по.двухфазовой кривой воды). При этих температурах поро-вый флюид обладал малой агрессивностью, и преобразованию подвергались неустойчивые компоненты пород (пироксены, плагиоклазы), с образованием хлорит-кальцит-альбитовой минеральной ассоциации. В местах трещинных коллекторов возникали кальциговые прожилки.

Нарастающая к концу поздней юры слабо выраженная андийская тектоно-магматическая активизация не изменила структуру рудного поля, как впрочем и австрийская орофаза, начавшаяся в позднем аль-бе и продолжавшаяся до начала позднего мела (сеномана) и ларамий-ская орофаза (даний-ранний палеоцен), которые выражены лишь кратковременными некоторыми изменениями фаций и местами незначитель -ными угловыми несогласиями.

При продолжавшейся палеогеновой тектоно-магматической активизации, достигающей наибольшей мощи к концу раннего миоцена (шти-рийская фаза, Гамкрелидзе, 1960), сформировались новые трещинные полости второго плана деформации, происходило возобновление трещинных систем I плана деформации, заложенных при батском орогенезе, и приоткрывание некоторых (близширотных) трещинных полостей. Это способствовало активизации динамики флюндных потоков. Прорыв глубинных флюидов в разрывные структуры привел к аномальному повышению температуры до 300-350°С. На фронте проникновения глубинных флюидов, в экзоконтахтовых частях некоторых разломов, возникали локальные альбит-адуляровые метасоматиты.

Вслед за разбавленными растворами в трещинные полости проникал глубинно-коровый рудоносный флюид. Он представлял высококон -центрированный рассол, насыщенный тяжелыми металлами ( В а , Рь , 2п. > Ре. ) и серой. Последняя переносилась, по-видимому, в комплексах промежуточной степени окисления , . Источником флш -дов рудоносной системы, по В.И.Буадзе (1988), служили области па-леобассейнов эвапоритового профиля.

Распад вышеуказанных комплексов привел к гелеобразованию. Освобожденный от рудных компонентов флюид мигрировал по трещинам во вмещающие порода, а гелевая фаза локализовалась в трещинных полостях из-за своей большой вязкости. Благодаря этому процессу,трещинные полости полностью заполнялись гидратированным рудным гелем.

В завершении неогеновой тектонической активизации в одних случаях происходило дальнейшее раскрытие зияющих трещинных структур и при одновременном процессе гелеобразования и раскристаллизации более ранних порций геля, образовались жилы с полосчатой текстурой руд. В каждом ритме происходила закономерная смена барита и поли- ■ металлов. В то же время другие трещины были притерты и раскристал-лизация геля происходила без потока новых.порций рудоносного флюида, что предопределяет возникновение здесь одноритмовых симметрично-зональных "жил. Процесс раскристаллизации протекал ступенчато от руд с мелкозернистой и колломорфной структурой до крупнокристаллических руд. Этот процесс сопровождался гидрослцда-карбонатными ме-тасоматитами и цроисходил при температурах не ниже 2?0°С и давле -нш более 70 атм.

Отработанный флюид представлял собой низкоконцентрированный хлорпдно-кальциевый раствор, который, проникая в трещины с ранее отложенными скрытокристаллическими рудными осадками, выщелачивал полиметаллы и переотлагал их по мере продвижения раствора к днев-

- 19 -

ной поверхности в вышележащие толща.

Раскристаллизация остаточного геля в подобных растворах приводила к формированию собственно баритовых или барит-кальцитовых жил. Этот процесс протекал при температурах ниже 190°С и невысоком давлении. Подобная ситуация могла реализоваться только в приповерхностных условиях, возможно, с участием первично-метеорных вод.

Последующие фазы активизации региона увенчались разгрузкой напряжений по уже существуюцим дизъюнктивам, формированием некоторых дополнительных систем трещин, но они существенно не повлияли на структуру рудного поля и вщзазились незначительными дислокациями вмещающих пород, местами сопровождающимися прожилками кальцита (иногда с пиритом), а также слабой пострудной тектоникой.

Преимущественная локализация оруденения в байосской свите обусловлена зарождением основных рудовмещающих систем трещин в ба-тское время, глубиной формирования оруденения, благоприятными фи-зико-механическиш свойствами , наличием экранирующих пачек - стру-ктурно-петрофизических барьеров в верхних структурных ярусах.

3.7. Прогнозно-поисковая модель. С учетом генетических построений разработана прогнозно-поисковая модель баритовых и полиметаллических месторождений Окрибского поднятия и в частности Тхмо-ри-Ватетрского рудного поля.. Эта модель представляет собой систему признаков, характеризующих металлогеническую зону, рудный район, месторождение и отражающих факторы локализации оруденения : геотектонический, формационный, стратиграфический, тектонический, литологический, структурный, петрологический, геохимический, геофизический.

ГЛАВА 4. ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА СТОШ-ВАТЕТРСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ, ПРОГНОБНО-ПОРЮКОШЙ КОМПЛЕКС И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Для прогнозной оценки территории Тхмори-Ватетрского рудного поля привлечен метод пространственно-статистического анализа с использованием "скользящего окна", а для более объективной оценки перспектив элементарных ячеек по суммам,, соответствующим им баллов, рассчитаны значения вероятности открытия прогнозируемых объектов по формуле:

5 I 2 А , где: 0. - вероятность открытия прогнозируемого объекта; - фактическая сумма баллов;

Ам - максимально возможная сумма баллов.

Составленная на основании полученных данных прогнозная карта представляет собой графическое изображение (в изолиниях) вероятностей открытия прогнозируемых объектов на территории Тхмори-Ватетр-ского рудного поля. Сопоставление этой карты с геологической, показывает, что площади с вероятностью открытия менее 40 % прогнозируемого объекта практически безруднн. Перспективные площади с вероятностью открытия прогнозируемого объекта 60 и более процентов, соответствующие известным рудным объектам и их флангам, требуют постановки поисково-оценочных работ, учитывающих бурение скважин, глубиной до 300 м. Рекомендуется также доизучение и переоценка известных маломощных, но высококачественных баритовых жил с высоким (>1 %) содержанием $г .

Перспективные площади со значениями вероятности открытия прогнозируемого объекта от 50 до 60 % и от 40 до 50 %, требуют постановки детальных поясков соответственно первой и второй очереди.

Среди ввделенных перспективных площадей первой очереди особо

- 21 -

следует отметить восточное продолжение барит-кальцит-полиметаллического тела участка Дзмуиси, которое зафиксировано и прослежено наш на 5 км в ущельях рек Лехидари и Мечхери. Рекомендуются также для изучения (прослеживания по простиранию и на глубину) новые, обнаруженные наш, баритовые жилы на участке Самзеури, Цхратаула и барит-свинцово-цинковое проявление участка Цкалцитела.

На основе проведенных исследований разработан прогнозно-поисковый комплекс (ШК), учитывающий сокращенные варианты ведения геологоразведочных работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В строении Окрибского рудного района и Тллори-Ватетрского рудного поля важную роль играют разрывные структуры,особенно глубинные разломы, контролирующие вариации фаций и мощностей толщ и в ряде случаев характер складчатости. Среди разломов наиболее значительны крутопадающие дизъюнктивы близширотного простирания,играющие рудоподводящую, рудораспределяющую и реже, рудолокализую -щую роль. Баритовое и полиметаллическое оруденение з основном локализовано в трещинах, сопряженных со складчатостью и омоложенных в период позднеальпийской тектоно-магматической активизации.В меньшей мере рудолокализующими являются оперяющие разломы трещины. Рудные столбы размещены в местах продольного изгиба трещилных зон и на участках сопряжения разрывов разной ориентации.

2. На фоне региональной пропилитизации выделяются локальные околорудные альбит-адуляровые и гидрослюда-карбонатные метасомати-ты. В них от внешней к внутренним зонам, по отношению к рудному телу и дренирующей структуре, выделяются три устойчивые минеральные фации: I) селадонит-альбит-хлорит-кальцитовая; 2) сколит-хлорит-кальцит-цеолитовая; 3) сколит-кальцит-кварцевая. В вертикальной

- 22 -

рудно-метасоматической колонке надрудный и верхнерудный уровни представлены смешаннослойннми сколит-каолинит-клиноптилолит-халце-доновыми и сколит-монтмориллонит-кварц-морденитовыми образованиями соответственно.

Пропилитизация происходила при температурах 150-130°С и максимальном давлении 1,3 кбар, а околорудный предрудный метасоматоз в интервале 350-270°С и давлении более 70 атм.

3. Для пород рудного поля (района) характерны довольно резкие вариации физико-механических свойств. Это наиболее типично для пород верхнего структурного этажа и ярусов. В целом породы рудного поля (района) характеризуются возрастанием фильтрационно-пористно-стных и понинэнием уцруго-щючностных групп свойств вследствие наложения процессов гидротермального изменения. Вся совокупность 'пород подразделяется на четыре зтруппы. В роли структурно-петрофизи -ческих. экранов выступали глинистые сланцы и песчаники бата, глины

и глинистые песчаники кикериджа и меловые афанитовые, микро-'и мелкозернистые известняки. Они объединены в первую и вторую группы. Локальные петрофизические барьеры образуют также покровы андезито-вых и андезито-базальтовых порфиритов байосского возраста.

Породы третьей группы являются промежуточными между благоприятными и неблагоприятными для локализации руд образованиями. Они могут быть носителями непромышленного оруденения.

Еяагоприятными для локализации баритового и полиметаллического оруденения являются породы четвертой группы. Наиболее благоприятными при этом считается гидрослюда-карбонатные и альбит-адуляро-вые метасоматиты, возникшие за счет переработки псефитовых и псаммитовых туфов и туфопесчаников.

4. По температурам гомогенизации газово-ввдких включений баритов намечаются три термобарических уровня проникновения флюидов

- 23 -

в трещинные системы: Т=270-230°С, Р>50 бар; Т = 190-160°С, Р> 15 бар; Т = 170-130°С, Р>9 бар. Отложение сульфидов происходило ниже 300°С.

Минералоотлагавшие флюиды характеризовались хлоридно-калыще-вым составом и существенной примесью натрия и бикарбонат-иона, насыщенностью тяжелыми металлами и серой. Основными летучими компонентами флюидов являлись азот, двуокись углерода и вода.

Источником серы и свинца, по данным изотопных исследований , является коровий резервуар; углерод заимствован а основном из осадочных толщ.

В зависимости от конкретных Р-Т-Х параметров и степени открытости системы, возникали условия для формирования жил как моно-, так и полиминерального состава с широким спектром структурно-текстурных особенностей. Поэтому в вертикальном сечении жил наблюдается пульсационная минеральная зональность, выраженная многократным последовательным чередованием участков, обогащенных баритом,с участками, обогащенными цветными металлами.

5. Локализации оруденения способствовали геотектонические , структурные, литологические и физико-химические факторы. На базе их комплексного анализа выделены перспективные площади с различной вероятностью открытия прогнозируемых объектов. Соответственно определена очередность ведения поисково-разведочных работ.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I. О структурно-морфологических особенностях баритовых жил 1 обогащенных участков Меквенского месторождения // Тез.докл.ХШ >еспубл.науч.-техн.конф.професс.-препод.состава Груз.политехи.ин-•а и работников производства. 5-8 мая 1974. - Тбилиси, 1974. С. 48-149 (соавторы М.Н.Джапаридзе, Р.Е.Кахадзе, Р.Б.Лашхи, М.М.Джа-

паридзе).

2. Некоторые факторы, определяющие интенсивность оруденения Меквенского баритового месторождения в пределах правобережья реки Риони // Тез. докл. Груз, политехн.ин-та. - Тбилиси, 1975.С.4-5 (соавторы М.Н.Диапаридзе, Р.Е.Кахадзе, М.М.Джапаридзе).

3. Оценка факторов локализации оруденения и прогнозирование перспективных участков Окрибского узла// Крупномасштабное количественное прогнозирование эндогенного оруденения / Тез.докл.Всесо-юз.семинара, 26-28 октября 1976. - Ташкент, 1976. С.П4-П6 ( соавторы М.Н.Джапаридзе, Р.Е.Кахадзе, Н.А.Каджая, М.М.Джапаридзе).

4. Новый метод геометризации структурных поверхностей в изо-лонгах. // Тр.ин-та/Груз.полвтехн.ин-т. - 1978. - № 1(202). С.37--40 (соавторы М.Н.Джапаридзе, М.М.Джапаридзе).

5. Некоторые структурные особенности локализации рудных тел

и обогащенных участков Меквенского баритового месторождения // Тр. ин-та / Груз.политехи'.ин-т. - 1978. - Ш 4(205). С.41-48 (соавторы М.Н.Джапаридзе, Р.Е.Кахадзе, Р.Б.Лашхи, М.М.Джапарлдзе).

6. Некоторые особенности размещения оруденения в Верхнеквай-синской рудной залеки Квайсинского свинцойо-цинкового месторождения // Тез.докл. Всесоюз.конф.молодых ученых, посвященной 50-летию КИМС. - Тбилиси, 1979. С.82-84 (соавтор О.С.Калавдадзе).

7. Трещинная тектоника месторождений Южного склона Большого Кавказа // Тез.докл.Всесоюз.совещ. - Ереван, 1981. С.41 (соавторы Б.А.Алибегашвили, О.Д.Мардалешпвшш, О.С.Калавдадзе, И.О.Сирбила-дзе, Л.Л.Чичинадзе).

8. Морфоструктура Верхнеквайсинской рудной залежи // Геология рудных месторождений. - 1982. - т.ШУ. - й I. - С.82-92 (соавтор О.С.Каландадзе).

9. Геолого-структурный анализ факторов, локализации баритово-

го и полиметаллического оруденения в Окрибско-Лечхумском рудном районе (Груз.ССР) с применением фотодистанционного метода // Изв. выс.уч.зав. "Оология и разведка". - 1387. - ;з 2. С.75-80 (соавтор Г.А.Салуквадзе).

10. Геолого-геофизическая модель жильного барит-полиметаллического оруденения ТЬсмори-Ватетрского рудного поля // Многофакторные модели рудных месторождений - основа разработки эффективных методик поисков и разведки / Тез.докл.Всесоюз.совет., 24-26 мая 1988.

- Тбилиси, 1988. С.84 (соавторы Г.Д.Сараджишвили, М.Н.Рухадзе).

11. Условия и механизм форяирования баритового и полиметаллического оруденения Окрибско-Лечхумского рудного района (Западная Грузия)-// Многофакторные модели рудных месторождений - основа разработки эффективных методик поисков и разведки / Тез.докл.Всесоюз. совещ. 24-26 мая 1988. - Тбилиси, 1988. С.127-128.

$*дБо<Зд воАо*6 АпОьбоЬ ¿о

вЪЭпЛо - з»ооайоЬ 6»(о6оэе;о эо^оЬ / 5>М>*эиэ» Ьл^дЙозоЧ" /

. 0 3 4 П .й О В 0 й 0 4 П / Лз^ЭЧ ОбЛо /

ПЕЧАТНЫХ Л. - X, 76 УЧЁТЯЗДАТ.Л.-' 1.40

W-Cii.4A.THO

ЗАКАЗ № 510 ТИРАЖ 100

УОП ГРУЗГИДРОМЕТА. ТБИЛИСИ пр. ДАВИДА АГ,Ч\ШЕНЕБЕЛИ 150