Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Рудоносные брекчии Воронцовского месторождения

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

Текст научной работыДиссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Рахов, Евгений Валерьевич, Екатеринбург

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию

Институт геологии и геохимии Уральского отделения РАН

На правах рукописи

Рахой Евгений Валерьевич

РУДОНОСНЫЕ БРЕКЧИИ ВОРОНЦОВСКОГО

МЕСТОРОЖДЕНИЯ: ИХ СОСТАВ, ГЕНЕЗИС И РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ ЗОЛОТОГО ОРУДЕНЕНИЯ

Специальность 04.00.11 - «Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель -доктор геолого-минералогических наук, профессор В.Н. Сазоцов

Екатеринбург-1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...................................3

Глава 1. Геологический очерк Воронцовского

золоторудного месторождения....................................8

Постколлизионный магматизм на Северном Урале................8

Геологическая позиция андезитоидного пояса......................9

Строение андезитоидного пояса....................................11

Геологическая позиция и строение Воронцовского

месторождения........................... . 17

Рудная минерализация Воронцовского месторождения ...... 25

Формирование Воронцовского месторождения....................27

Околорудные метасоматиты........................................29

Сопоставление оруденения Воронцовского месторождения

с оруденением других месторождений..............................31

Глава 2. Характеристика рудоносных брекчий и вмещающих

известняков Воронцовского месторождения ..........40

Глава 3. Минеральный состав рудоносных брекчий

Воронцовского месторождения . . / . . г '. /.........79

Глава 4. Рассеянное органическое вещество рудоносных брекчий и

вмещающих известняков Воронцовского месторождения . , 89 Проблема роли органического вещества в процессах формирования

золотого оруденения..................................................89

Органическое вещество Воронцовского месторождения......102

Источник органического вещества цемента брекчий..............121

Роль органического вещества в формировании золотого

оруденения Воронцовского месторождения............123

Глава 5, Формирование рудоносных брекчий

Воронцовского месторождения..................................130

Генезис известняковых брекчий Воронцовского

месторождения............................135

Отложение органического вещества в цементе брекчий......146

Отложение сульфидной минерализации............................155

Образование сульфидных оболочек................156

Последовательность процессов формирования

брекчий известняка.........................158

Глава б. Брекчии известняка как поисковый признак

оруденения воронцовского типа .................164

Заключение.................................169

Список литературы............................172

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований

Воронцовское золоторудное месторождение является объектом нетрадиционного для Урала прожилково-вкрапленного, так называемого «карлинского» типа. Месторождения этого типа по условиям формирования занимают переходную позицию между эпитермальными и мезотермальными золоторудными месторождениями. Оруденение месторождений карлинского типа локализуется в дислоцированных терригенно-карбонатных толщах. На многих таких месторождениях установлены факты возникновения зон дробления вмещающих пород, в которых, как правило, отлагается преобладающее количество руды. Рудоносные брекчии на этих объектах имеют различный генезис, установление которого способствует выявлению источников рудных компонентов и изучению процессов формирования каждого из месторождений.

Основная масса руды на Воронцовском месторождении сосредоточена в брекчиях известняка, о происхождении которых среди исследователей месторождения до сих пор нет единого мнения, в то время как выяснение генезиса этих пород могло бы способствовать решению ряда других спорных вопросов, одним из которых является источник золота. Различия в мнениях о происхождении рудоносных брекчий заключаются в отнесении их одними авторами к эруптивным (Коржинский Д.С., 1948; Сазонов В.Н., 1991), другими - к тектоническим (Гладковский Б.А., 1989), третьими - к осадочным образованиям (Минина О.В., 1990; Бобров В.Н., 1991). Существуют также точки зрения, согласно которым на месторождении развиты как вулканогенно-осадочные брекчии, так и тектонические (A.A. Черемисин и др.. 1997). Неопределенность мнений исследователей в отношении генезиса рудоносных брекчий порождает не вполне соответствующие действительности представления не только о факторах локализации золотого оруденения, но и о формировании месторождения в целом.

Ответа на вопрос об источнике золота Воронцовского месторождения после проведения ряда исследований получить не удалось, но в настоящей работе приводятся некоторые факты, свидетельствующие в пользу того, что источником определенной части этого элемента в рудах являются вмещающие осадоч-но-метаморфические породы.

Точное установление генезиса рудоносных брекчий, их состава и связанных с существованием этих пород факторов рудоотложения позволяет сузить круг спорных вопросов, касающихся формирования Воронцовского месторождения. Учитывая то, что золотое оруденение прожилково-вкрапленного типа нетрадиционно для Урала, изучение рудоносных брекчий этого месторождения является несомненно актуальным.

Цель и задачи исследований

Цель настоящего исследования - установление генезиса рудоносных брекчий, их состава, последовательности формирования, а также определение роли этих пород в формировании золотого оруденения.

Основные задачи в соответствии с поставленной целью включают: петрографическое изучение рудоносных брекчий и выяснение характерных черт их строения, позволяющих реконструировать последовательность формирования этих пород на основе наблюдений взаимоотношений между минералами и структурно-текстурных особенностей; изучение минерального состава брекчий, направленное на установление происхождения исходного материала цемента различных типов; проверка предположения об участии в процессах развития месторождения органического вещества, определение содержания в цементе брекчий и изучение этого вещества, а также выявление его участия в формировании золотого оруденения.

Научная и практическая значимость работы

Научная значимость работы состоит в выяснении генезиса рудоносных брекчий Воронцовского месторождения, что позволяет внести уточнения в существующие представления о формировании месторождения. Установлено, что

на месторождении присутствуют разновозрастные брекчии различного генезиса. Наиболее ранние брекчии известняка являются осадочными и эффузивно-осадочными, среди поздних выделяются тектонические брекчии, а также брекчии, возникшие в результате внедрения даек в известняковую толщу. Выявление различных генетических типов брекчий позволяет объяснить отсутствие среди исследователей месторождения единого мнения о происхождении этих пород. К научно значимым результатам исследований помимо доказательства существования на месторождении полигенных брекчий следует также отнести установление источника органического вещества цемента брекчий и выявление роли этого вещества в процессе концентрации рудного вещества. Исследования органического вещества на Воронцовском месторождении до настоящего времени не проводились.

Практическая значимость работы заключается в следующем. Изучение минерального состава брекчий, их структурно-текстурных особенностей и взаимоотношений различных минералов метасомагического происхождения позволили выделить несколько признаков, по которым брекчии можно относить к различным генетическим типам, что до сих пор вызывало затруднения в связи с интенсивной метасоматической проработкой цемента этих пород. Разработка схемы формирования рудоносных брекчий различных генетических типов позволяет внести дополнения в существующую систему поисковых критериев месторождений карлинского типа.

Фактический материал и личный вклад автора

Работа выполнена на основе изучения материалов, собранных автором в период].993-1998 годов. Сбор материала включал изучение литературных данных по Воронцовскому месторождению, золоторудным месторождениям Урала и зарубежным месторождениям в черноеланцевых толщах и карлинского типа, описание керна I еолог оразведочных скважин, а также отбор наиболее интересных с точки зрения структурно-текстурных особенностей и генезиса образцов брекчий известняка на исследуемом месторождении. Помимо рудоносных

брекчий изучались также образцы вмещающих известняков и вулканогенно-осадочных пород..

Было отобрано и проанализировано более 150 образцов. Результаты анализов наиболее характерных 25 образцов руд и вмещающих пород приведены в настоящей работе. Площадь, охваченная при отборе, находится в центральной части месторождения и соответствует площади, изображенной на рис. 6.

В процессе выполнения работы автор сотрудничал с В.Н. Сазоновым при решении вопросов формирования месторождения и рудовмещающих образований, а также общегеологических вопросов, Ю.Б. Корниловым (решение вопросов методики установления и изучения органического вещества), Н.Г. Сапож-никовой, Г.В. Пальгуевой и И.Г. Демчук (рентгеновские исследования), В.Г. Петрищевой (термоаналитические исследования), 11.11. Гореловым, Т.Г. Щукиной и Л.П. Кузнецовой (определение содержания органического вещества, выделение его концентрата, химический анализ), Т.А. Кабалиной (спектроскопические исследования) и Т.А. Глушковой (нейтронно-активационный анализ).

Автору принадлежат выделение различных генетических типов всех встречающихся на Воронцовском месторождении брекчий, разработка последовательности формирования этих пород, определение их роли в рудоогложе-нии, а также определение роли в этом процессе органического вещества.

Защищаемые положения

Положение 1. Брекчии, вмещающие основную часть золотой руды Во-ронцовского месторождения, являются полигенными разновозрастными образованиями. На месторождении присутствуют ранние осадочные и эффузивно-осадочные брекчии и поздние брекчии тектонического генезиса. Втречаются также брекчии, возникшие в результате внедрения даек в тощу известняков, но значения при формировании орудеиения они не имеют.

Положение 2. Наличие рассеянного органического вещества, источником которого служат вмещающие известняки, является одним из факторов локализации золотого оруденения в зонах брекчирования.

Положение 3. Брекчии известняка являются образованиями, по ряду причин благоприятствующими для развития в них гидротермальных процессов, включая рудообразование. Такими причинами являются контроль участков развития этих пород зонами разломов и наличие в них карбонатного и восстановительного геохимических барьеров, способствующих концентрированному отложению рудной минерализации.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 5 работ: 2 в «Материалах летней минералогической школы» Уральской горно-геологической академии, 2 - в «Ежегодниках» Института геологии и геохимии УрО РАН, одна работа находится в печати («Ежегодник»-1998).

Благодарности

Автор признателен В.Н. Сазонову за создание условий для выполнения работы, постоянное внимание и поддержку, многочисленные консультации по широкому кругу вопросов, касающихся темы работы. В выборе методов исследования органического вещества необходимое содействие автору было оказано Ю.Б. Корниловым. Выражается благодарность А.Г. Баранникову за консультации по вопросам участия органического вещества в процессах формирования золотого оруденения. В основу работы были заложены результаты аналитических исследований, проведенных Н.Г. Сапожниковой, Г.В. Пальгуевой, И.Г. Демчук, В.Г. Петрищевой, П.Н. Гореловым, Т.Г. Щукиной, Л.П. Кузнецовой, Т.А. Кабалиной и Т.А. Глушковой, которым автор искренне признателен.

Глава 1

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК ВОРОНЦОВСКОГО ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Воронцовское месторождение расположено в пределах андезит оидного вулкано-плутонического пояса (D].2) на восточном склоне Северного Урала. Пояс относится к Краснотурьинской вулкано-плутонической ассоциации, сложенной девонскими андезитами, их интрузивными комагматитами. известняками и красноцветными молассоидами. Указанная ассоциация проявляется вдоль Серовско-Маукской сутургюй зоны, разделяющей эпиокеаническую Тагильскую область и Восточно-Уральский микроконтинент (между Ивделем и Красноуральском). Рассматриваемая структура является фрагментом девонского коллизионного шва, возникновение которого связано со столкновением Восточно-Уральского микроконтинента с силурийской островной дугой [46].

Постколлизионный магматизм на Северном Урале

Постколлизионный окраинно-континентальный магматизм раннедевон-ского периода на Северном Урале был i eoлогически кратким (эмс - ранний Эйфель) и характеризуется преобладанием «континентальных» андезитоидных составов вулканитов и плутонигов, сквозным развитием субщелочных и извест-ково-щелочных разностей, общей антидромной эволюцией и вертикальной ме-таллогенической зональностью. Появление таких магматитов нарушает эволюционную последовательность океанических и островодужных формаций, характеризующуюся закономерно нарастающей калиевой щелочностью в крест простирания палеодуги от ранних к поздним комплексам. После окончания коллизионных деформаций завершившие островодужный вулканизм извержения калиевых субщелочных эффузивов шошонитовош типа снова сменились извест-ково-щелочным вулканизмом. Характерные для тыловодужных шошонитовых поясов близкие к рифтогенным обстановки растяжения в условиях мощной но-

вообразованной континентальной коры сменились сжатием и сводовым поднятием, сопровождавшимея образованием латеритов и накоплением молассоидов.

В южном направлении, начиная с широты городов Невьянска и Алапаев-ска, образования окраинно-конгинентального пояса по простиранию сменяются девонскими же вулканогенными и вулканогенно-осадочными накоплениями эпиокеанической островной дуги и ее тылового моря. Девонская островная дуга, наиболее полно представленная в современной Магнитогорской зоне, зало-

_ _ ____У ТЧ и

жилась в раннем девине на океанической коре. В поздневизеиское время она была причленена к тыловому Восточно-Уральскому микроконтиненту.

Постколлизионные магматиты ран некаменноугольного этапа коллизионных процессов, с которым связаны дислокации пражско-эйфельских вулканитов и известняков, а также подновление девонских надвигов, представлены обнаженными в пределах континентального Салдинского блока плутонами тона-лиг-гранодиоритовой формации.

Постколлизионный магматизм постепенно смещался в восточном направлении, вглубь континентальной окраины. Заключительная гиперколлизия, сформировавшая в пермско-триасовое время Уральский ороген, на рассматриваемой территории проявилась в дальнейшем усложнении структуры. Ее продуктами являются плутонические палингенные граниты, располагающиеся под чехлом Западно-Сибирской низменности [47].

Геологическая позиция андезитоидного пояса

Девонский андезигоидный вулкано-плутонический пояс (Масловско-Воронцовская палеовулканическая гряда [4В]), сложенный андезитовыми, тра-хиандезитовыми и андезит-базальтовыми эффузивами пражско-эйфельского возраста и комагматичными гипабиссальными интрузивами, является частью Краснотурьинской вулкано-плутонической ассоциации (рис. 4).

На рис. 1 показана общая региональная позиция девонских вулкано-плутонитов. К востоку от Главного Уральского глубинного разлома, разделяю-

Рис, 1. Схема размещения фрагментов островных дуг и окраинно-континентальных поясов на севере Урала. [По Р.Г. Язевой и др. (1988г.)]:

1 - твестково-щелочные комплексы силурийской палеодуги; 2 - субщелочные тыловодужные комплексы ва-Бь 3 - девонский окраинно-континентальный пояс; 4 - комплексы пассивной окраины; 5 -микроконтиненты (пунктиром ограничены зоны сутурных швов между ними); 6 -фронтальная сутурная зона (Главный Уральский глубинный разлом); 7 - тыловая (Серовско-Маукская) сутурная зона.

щего комплексы пассивной и активной окраин палеоокеана, на Северном Урале сохранились последовательно: реликты ордовикской океанической коры, фрагменты то-леитового основания и барьерной зоны силурийской островной дуги (бимодальный толеитовый вален-торский, плагиолипарит-андезитовый павдинский и андезито-базальтовый именновский комплексы), сменяющиеся пржидолий-жединскими флишоидами с линзами трахибазальтовых и трахитовых лав (тыловодужным шошонитовым поясом). Далее к востоку, за полосой девонских известняков Северо-Уральского бассейна, находятся выходы раннесилурийских рассланцованных толеитов Восточно-Тагильской зоны, с позиций геосинклинальной теории представляющих собой восточное крыло Тагильского мегасинклинория. Согласно политектонической концепции эти толеитовые базальты вместе с с�