Серпентинит-карбонатные брекчии и тальк-карбонатные метасоматиты в рудообразующих системах колчеданных месторождений Главного Уральского разлома

Артемьев, Дмитрий Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Серпентинит-карбонатные брекчии и тальк-карбонатные метасоматиты в рудообразующих системах колчеданных месторождений Главного Уральского разлома
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Серпентинит-карбонатные брекчии и тальк-карбонатные метасоматиты в рудообразующих системах колчеданных месторождений Главного Уральского разлома"

На правах рукописи

Артемьев Дмитрий Александрович

СЕРПЕНТИНИТ-КАРБОНАТНЫЕ БРЕКЧИИ И ТАЛЬК-КАРБОНАТНЫЕ МЕТАСОМАТИТЫ В РУДООБРАЗУЮЩИХ СИСТЕМАХ КОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГЛАВНОГО УРАЛЬСКОГО РАЗЛОМА

Специальность 25.00.11 - Геология, поиски и разведка

твердых полезных ископаемых, минерагения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

2 8 ЯНВ ?0!0

Екатеринбург - 2010

003490377

Работа выполнена в Институте минералогии УрО РАН, г. Миасс

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Зайков Виктор Владимирович (Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс)

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Сазонов Владимир Николаевич

(Институт геологии и геохимии УрО РАН, г. Екатеринбург)

кандидат геолого-минералогических наук Савельева Клара Павловна

(ОАО «Уральская геологосъемочная экспедиция», г. Екатеринбург) Ведущая организация:

Институт геологии Уфимского научного центра РАН, г. Уфа

Защита диссертации состоится « 8 » февраля 2010 г. в 14.00

на заседании Диссертационного совета № Д004.021.02

при Институте геологии и геохимии им. акад. А.Н. Заварицкого УрО РАН

по адресу: 620151, г. Екатеринбург, пер. Почтовый, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Института геологии и геохимии им. акад. А.Н. Заварицкого УрО РАН.

Автореферат разослан « 6 » января 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук

И. С. Чащухин

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. Рудообразующие системы, по определению Д.В. Рундквиста [1968], представляют собой комплекс элементов месторождения, объединяющий источники рудного вещества, пути и способ его перемещения, места локализации оруденения. На Урале наименее изучены рудообразующие системы кобальтсодержащих колчеданных месторождений, приуроченных к ультрамафитам Главного Уральского разлома (ГУР). Аналоги этих систем известны в ультрамафитах Срединно-Атлантического хребта, что объясняет повышенный интерес к данным объектам, связанный с их уникальной геологической позицией и важной минерагенической специализацией, заключающейся в повышенных концентрациях в рудах Со, N1 и Сг.

Выяснение состава и природы минералообразующих флюидов и их эволюции важно для понимания рудообразующих процессов. Открытым остается вопрос о роли вмещающих ультрабазитов в формировании типоморфной рудной минерализации этих месторождений. По мнению ряда исследователей [Белинский и др., 2004], вмещающие офиолиты не являются источниками вещества при формировании колчеданного оруденения; другие предполагали некоторое участие вмещающих пород в формировании кобальт-никелевого оруденения [Захаров, Захарова 1975; Варлаков, 1978], третьи же утверждали их первостепенную роль [Богданов и др., 2002; Леш и др., 2004; Третьяков, Мелекесцева, 2008; Артемьев, Зайков, 2008].

Целью работы является установление геологических и минералого-геохимических особенностей, а также условий формирования рудообразующих систем кобальт-медноколчеданных месторождений в ультрамафитах, включающих околорудные тальк-карбонатные метасоматиты, карбонатные жилы и серпентинит-карбонатные брекчии.

Задачами исследования стали:

• геологическая и петрографическая характеристика околорудных пород;

• изучение минералого-геохимических особенностей тальк-карбонатных метасоматитов, карбонатных жил и серпентинит-карбонатных брекчий;

• установление условий формирования тальк-карбонатных метасоматитов и серпентинит-карбонатных брекчий;

• сравнительный анализ исследованных околорудных пород с аналогами.

Объектами исследования выбраны рудообразующие системы кобальт-

медноколчеданных месторождений и рудопроявлений - Ивановского, Дерга-мышского, Ишкининского и Казанского, локализованных в офиолитовых разрезах зоны Главного Уральского разлома. Они включают зоны околорудных тальк-карбонатных метасоматитов, колчеданные залежи, различные карбонатные жилы и серпентинит-карбонатные брекчии.

ные факторы формирования и преобразования месторождений полезных ископаемых в складчатых поясах (№01.200.202519), «Эволюция процессов минералообразования в колчеданоносных палеоокеанических структурах» (№ 0.20.0001589). Работы вьшолнены в лаборатории минералогии рудогенеза Института минералогии УрО РАН (зав. лабораторией д.г.-м.н., проф. В.В. Масленников).

Методы исследований. В ходе полевых работ было проведено геологическое картирование и документация опорных обнажений, естественных и искусственных выработок и керна 4-х скважин (1200 n.M.). Была собрана и исследована коллекция каменного материала: штуфные (300 шт.), керновые (150 шт.) и шлиховые пробы и протолочки (10 шт.).

В работе использованы следующие методы изучения минерального вещества: рентгеноспектральный (300 ан.), рентгенофлуоресцентный (40 ан.) и рештеноструктургше (30 ан.), силикатный (60 ан.), атомно-абсорбционный (20 ан.), масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) (50 ан.), изотопный (L3C/l2C, 180/160) (20 ан.), микротермометрический (70 ан.).

Оптическими методами изучено 250 петрографических шлифов и 50 ан-шлифов. Исследования проводились на микроскопах Axiolab Carl Zeiss, Olympus BX50 (ИМин УрО РАН), ПОЛАМ Р-111 (МГФ ЮУрГУ). Рентгенофлуоресцентный анализ производился на приборе РФА-ВЭПП-З (ИМин УрО РАН). Рентгено-структурные анализы проводились методами дифрак-тометрии (ДРОН-2.0, аналитик П.В. Хворов, ИМин УрО РАН) и Дебая-Шерера (УРС-2.0, аналитик Е.Д. Зенович, ИМин УрО РАН). Химический состав минералов изучался на рентгено-спектральном микроанализаторе JEOL JCXA-733 (аналитик Е.И. Чурин, ИМин УрО РАН) и на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионным микроанализатором РЭММА-202МВ (аналитик В.А. Котляров, ИМин УрО РАН). Валовый химический анализ пород выполнялся классическим химическим методом (Южно-Уральский центр коллективного пользования по исследованию минерального сырья ИМин УрО РАН, аттестат № РОСС RU.0001.514536). Атомно-абсорбционная спектрометрия проводилась в химической лаборатории ИМин УрО РАН (аналитик Ю.Ф. Мельнова). Масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) проводилась на приборе Perkin Elmer ELAN 9000 (аналитик Д.В. Киселева, ИГГ УрО РАН). Изотопный анализ углерода в кальците проводился на приборе Delta+ Advantage, Thermo Finnigan (аналитик C.A. Садыков, ИМин УрО РАН) - значения SI3C/12C определялись относительно стандарта PDB, значения 180/1б0 - относительно стандарта SMOW. Термобарогеохимические исследования флюидных включений проводились в термокриокамере THG-600 (Linkam) с микроскопом Olympus ВХ50 (аналитики Д.А. Артемьев, H.H. Анкушева) - солевой состав растворов определялся по температурам эвтектик [Борисенко, 1977], концентрации солей - по температурам плавления льда [Bodnar, Vityk, 1994].

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии во всех этапах изучения: сборе каменного материала, геологическом картировании и документации опорных обнажений и разведочных траншей, выполнении оптических и термобарогеохимических исследований, статистической обработке аналитических данных, интерпретации и обобщении полученного материала.

Научная новизна проведенных исследований заключается в установлении гидротермального генезиса офикальцитовых брекчий и тальк-карбонатных пород на кобальт-медноколчеданных месторождениях Главного Уральского разлома. Доказана определяющая роль тальк-карбонатного метасоматоза серпентинитов в формировании кобальт-никелевого орудене-ния в колчеданных рудах. Установлены минералого-геохимические и типо-химические особенности карбоната и талька в тальк-карбонатных метасома-титах и офикальцитовых брекчиях. Проведено сравнение с аналогичными породами других складчатых поясов и гидротермальных полей в океане. Построена модель формирования тальк-карбонатных пород и серпентинит-карбонатных брекчий в рудообразующих системах в придонной обстановке палеоостроводужной окраины.

Практическое значение. Исследования колчеданоносных рудообразующих систем в ультрамафитах, заключающиеся в выявлении условий их образования и установлении источников вещества, являются основополагающими в выявлении критериев прогнозирования и поиска новых рудных объектов в сходных геологических обстановках.

Результаты исследований представлялись в ОАО «Башкиргеология», ОАО «Башмедь» в форме отчетов и информационных записок, и были использованы этими организациями при планировании геологоразведочных работ.

Апробация работы. Основные выводы и положения, рассматриваемые в работе, докладывались на Уральской минералогической школе (Екатеринбург, 2002, 2008); Научной студенческой школе «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2003-2009); Международной Школе по морской геологии (Москва, 2003, 2007, 2009); Уральском региональном литоло-гическом совещании «Карбонатные осадочные последовательности Урала и сопредельных территорий: седименто- и литогенез, минерагения» (Екатеринбург, 2004); XVII Симпозиуме по геохимии изотопов им. акад. А.П. Виноградова (Москва, 2004); Международной конференции «Девонские наземные и морские обстановки: от континента к шельфу» (Новосибирск, 2005); IV Уральском металлогеническом совещании «Рудные месторождения: вопросы происхождения и эволюции» (Миасс, 2005); VI Межрегиональной научно-практической конференции «Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана» (Уфа, 2006); IV Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2008); XIV Чтениях памяти акад. А.Н. Заварицкого «Петрогенезис и рудообразование» (Екатеринбург, 2009).

Публикации. По тематике диссертации опубликованы 22 работы, в том числе 1 монография и 2 статьи в рецензируемых научных изданиях, включенных в перечень Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки РФ.

Исследования в разное время были поддержаны РФФИ (04-05-96014-р2004урал_а, 07-05-00260а), Министерством образования РФ (РНП.2.1.1.1840), Федеральным агентством по образованию РФ (40/21-176), программой Приоритетного направления Президиума РАН №14: «Мировой океан: геология, геодинамика, физика, биология», «Университеты России» (УР.09.01.048), Южно-Уральским государственным университетом (проект 1.9.08), интеграционным проектом ученых УрО и СО РАН, грантом молодых ученых УрО РАН (2009) и Правительством Челябинской области (2007).

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю В.В. Зайкову за помощь в выполнении работы, обсуждении ее результатов и поддержку. Также автор благодарен директору ИМин УрО РАН член-корр. В.Н. Анфилогову, зав. лабораторией минералогии рудогенеза В.В. Масленникову, сотрудникам Института минералогии УрО РАН - A.M. Юминову, И.Ю. Мелекесцевой, В.А. Попову, Г.Г. Кораблеву, Н.И. Вализер, А.И. Бел-ковскому, В.Г. Кориневскому, H.H. Анкушевой, Е.В. Белогуб и другим коллегам за помощь в исследованиях, консультации и критические замечания. Автор признателен Н.Б. Кузнецову (ГИН РАН, Москва), Д.Е. Савельеву (ИГ УНЦ РАН, Уфа), А.Ю. Дунаеву и P.P. Шавалееву за ценные советы. Большая помощь в аналитических исследованиях при выполнении работы была оказана Е.И. Чуриным, С.А. Садыковым, П.В. Хворовым, В.А. Котля-ровым (ИМин УрО РАН), коллективами шлифовальных мастерских ИМин УрО РАН и ГФ ЮУрГУ и лабораторией геоэкологии и техногенеза ИМин УрО РАН во главе с В.Н. Удачиным.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложений, общим объемом 189 страниц. Работа иллюстрирована 65 рисунками, 17 таблицами; список литературы содержит 190 наименований, из них - 20 фондовые материалы.

В первой главе дана история изучения рудных полей в зон ГУРа, освещены проблемы формирования колчеданных месторождений в ультрамафи-тах и отдельных элементов их рудообразующих систем: руд, вмещающих их метасоматитов и ассоциирующих с ними серпентинит-карбонатных брекчий. Во второй главе охарактеризованы изученность, геологическая позиция и строение рудных полей кобальт-медноколчеданных месторождений в южной части ГУРа. В третьей главе рассмотрена минералогия и геохимия рудовмещающих тальк-карбонатных метасоматитов и их эдуктов - серпентинитов, показана миграция вещества, происходящая при гидротермальном

метасоматозе серпентинитов и ее влияние на формирование оруденения. Четвертая глава посвящена изучению геологических и минералого-геохими-ческих особенностей различных типов серпентинит-карбонатных брекчий, формировавшихся гидротермальными растворами после рудоотложения. В пятой главе обобщены условия формирования рудообразующих систем в ультрамафитах ГУРа, рассмотрен генезис и модель формирования тальк-карбонатных метасоматитов и серпентинит-карбонатных брекчий, проведено сравнение с аналогами в других складчатых поясах и на современных гидротермальных полях в океанах.

К защите выдвинуты четыре положения, формулировка и обоснование которых приводятся ниже.

Положение 1. Рудообразующие системы кобальт-медноколчедан-ных месторождений в ультрамафитах зоны Главного Уральского разлома включают околорудные тальк-карбонатные и тальк-хлоритовые метасоматиты, кобальт-медноколчеданные руды, карбонатные жилы и серпентинит-карбонатные брекчии, которые были последовательно сформированы в придонных условиях преддугового бассейна.

Южный фланг ГУРа, в региональных геолого-разведочных работах соотносимый с Присакмаро-Вознесенской структурно-формационной зоной, ограничивает с запада Западно-Магнитогорскую палеоостровную дугу и интерпретируется как девонская аккреционная призма в ее предцуговой части [Зайков, Мелекесцева, 2005; Петров, 2006]. В ультрамафитах, маркирующих сутурную зону, известны кобальт-медноколчеданные месторождения, локализованные в серпентинитах и характеризующиеся повышенными концентрациями N1, Со и Сг. На Урале представительными объектами этого типа являются Ишкининское, Ивановское, Дергамышское месторождения, а также Казанское рудопроявление, залегающие в офиолитах среди пластин серпентинитов, вулканогенных и осадочных отложений силура и девона. Предыдущими исследованиями кобальт-медноколчеданные месторождения ГУРа были отнесены к формации, свойственной аккреционным призмам островных дуг, и были выделены в отдельный ивановский тип [Зайков, Мелекесцева, 2005; Серавкин, 2007].

Ишкининское месторождение, расположенное на левобережье р. Сухая Губерля, в 20 км западнее г. Гай возле д. Ишкинино (Оренбургская обл.), приурочено к Ишкининскому альпинотипному массиву дунит-гарцбургито-вого типа, преобразованному до серпентинитов. Месторождение локализовано в антиформе, сложенной тектоническими пластинами серпентинитов, силурийскими и девонскими вулканогенно-осадочными отложениями, секущимися дайками пироксенитов, базальтоидов и габброидов.

Руды месторождения сложены пирит-пирротиновыми, халькопирит-пирит-пирротиновыми и сульфоарсенидно-сульфидными разностями. Главные рудные минералы - пирротин, пирит, халькопирит; второстепенные -арсенопирит, кобальтин, герсдорфит, никелин, магнетит, хромшпинелиды,

пентландит, линнеит, раммельсбергит, крутовит; редкие - золото, леллин-гит, саффлорит, сфалерит [Мелекесцева, Зайков, 2003; Мелекесцева, 2007].

Восточное крыло антиформы перекрыто нижне-среднедевонской олис-тостромой, мощностью до 400 м. Ее вулканогенная часть отнесена к баймак-бурибайской свите Ь-Ьг), формировавшейся на ранней стадии развития островной дуги в надсубдукционной обстановке. Состав ее по латерали неоднороден: лавовые постройки базальтового и бонинитового состава, с параллельными дайками диабазов, сменяются олистостромовыми брекчиями, с обломками вулканитов основного, реже кислого составов, олисто-литами серпентинитов, габброидов, достигающими в поперечнике 10-30 м. Осадочная толща, выделенная как ишкининская свита (Э е^у, йА), представлена кремнисто-глинистыми отложениями с преобладанием фтанитов и подчиненными прослоями красноцветных яшм. В кремнистых отложениях, содержащих эмсские и эйфельские конодонты, присутствуют вулканомик-товые прослои и линзы известняков с нижне-среднедевонской бентосной фауной. [Стратиграфия..., 1993]. На границе вулканомиктовой и кремнистой пачек сосредоточены блоки серпентинитов и офикальцитовых брекчий.

Рудообразующая система месторождения представлена зонами про-жилково-вкрапленных, массивных и кластогенных руд, зонами тальк-карбонатных метасоматитов, линзовидными телами подрудных сульфидно-серпентинит-карбонатных брекчий, карбонатными жилами различных генераций и блоками офикальцитовых брекчий в перекрывающих олистостромах.

Ивановское месторождение расположено в 20 км к северо-западу г. Акъяр (Башкортостан) в междуречье р. Таналык и Ташла. Месторождение локализовано в зоне тектонического контакта меланжированных серпентинитов Байгускаровского ультраосновного массива с основными породами, представленными базальтами и габброидами [Захаров, Захарова, 1975; Мелекесцева, 2007]. Рудное поле сложено серией тектонических пластин и блоков, представленных серпентинитами, базальтами, и осадочными породами, формирующими синформы и антиформы, с локализованными в них рудопроявлениями. В пределах месторождения широко развиты интрузивные тела пироксенитов, базальтов, и габброидов. Возраст рудовмещаю-щих вулканогенно-осадочных толщ, которые по геохимических параметрам соответствуют лавам баймак-бурибайского комплекса [Симонов и др., 2002; Косарев и др., 2003], определен как ранне-среднедевонский.

Руды сложены пирит-халькопирит-пирротиновыми, халькопирит-пирротиновыми, пирротин-халькопирит-пиритовыми и пирротиновыми типами. Главные рудные минералы - пирротин, халькопирит, пирит; второстепенные - пентландит, сфалерит, глаукодот, аллоклазит, линнеит, марказит, хромшпинелиды, магнетит, ильменит; редкие - золото, валлериит, миллерит, никелин, борнит, рутил [Бучковский, 1970; Зайков, Мелекесцева, 2005; Мелекесцева, 2007].

На рудном поле выделяются две основные рудные зоны - Ивановка-1 и Ивановка-2, смещенные по разломам северо-восточного простирания. Рудо-образующая система месторождения представлена линзами халькопирит-пирит-пирротиновых руд с кобальт-арсенидной минерализацией среди тальк-карбонатных метасоматитах, развивающихся по серпентинитам и тальк-хлоритовым метасоматитам - по дайкам габброидов. Рудоносные зоны секутся многочисленными кварцевыми, кварц-карбонатными и карбонатными жилками, часто содержащими сульфидную минерализацию [Захаров, Захарова, 1975; Зайков и др., 2009]. Отличительной особенностью рудообразующей системы Ивановского месторождения являются дайки и силлы базальтоидов, по которым развиты тальк-хлоритовые метасоматиты.

Дергамышское месторождение, расположенное в 8 км к юго-востоку от Ивановского месторождения, также локализовано в Байгускаровском альпинотипном массиве дунит-гарцбургитового типа. По данным геологоразведочных работ [Бучковский, 1966ф] линзовидяое рудное тело с максимальной мощностью до 40 м и поперечником 150-200 м, падает на север под углом 30-35°, выклиниваясь на глубине 130 м. Контакты рудного тела с вмещающими породами резкие; в лежачем боку залежи они сопровождаются маломощной зоной дробления и рассланцевания, в висячем - рудокластитами [Аржавитин, Ильясов, 1962].

На месторождении выделены прожилково-вкрапленные, массивные и обломочные руды халькопирит-марказит-пиритового и пирит-марказитовог состава. Главные рудные минералы - пирит, марказит, халькопирит; второстепенные - пирротин, магнетит, ильменит, хромшпинелиды, минералы группы линнеита, сфалерит, кубанит; редкие - золото, валлериит, кобальтин, арсенопирит, никелин [Бучковский, 1966ф; Мелекесцева, 2007].

Рудообразующая система месторождения состоит из кластогенного рудного тела, окруженного зонами тальк-карбонатных метасоматитов, которые рассечены жилками кварца и кальцита, часто содержащими сульфидную минерализацию. В западной части рудного поля в олистостромах известны выходы блоков офикальцитовых брекчий мощностью до 10 м.

Казанское рудопрояеление, расположенное в 2 км к востоку от Дерга-мышского месторождения, залегает среди пластин серпентинитов, габброидов, базальтов с прослоями ксенолавокластитов, полимиктовых брекчий и песчаников. Рудообразующие ксенолавокластиты, выявленные на глубинах 173-208 м, сложены обломками серпентинитов, базальтов, карбонатов, полимиктовых песчаников и рудокластами пиритового и халькопирит-пиритового состава со сфалеритом. Рудокласты обычно раздроблены и сцементированы кальцитовыми прожилками мощностью 1-10 мм. В нижней части пластины апогарцбургитовых серпентинитов мощностью 30 м на глубинах 133-168 м установлены блоки офикальцитовых брекчий, среди которых встречены серпентинитовые песчаники и алевролиты.

Рудообразуюшая система Казанского рудопроявления фрагментарна и представлена кластогенными рудами, залегающими в лазокластитах, совместно с которыми среди пластин серпентинитов встречены блоки офикальцитовых брекчий.

Придонное происхождение рудообразующих систем доказывается геологической позицией месторождений, часто перекрывающихся пиллоу-базальтами с лавокластитами. Также в пользу этого свидетельствует наличие обломочных руд с сульфидными песчаниками и гравелитами, формировавшимися при разрушении и переотложении руд на морском дне, присутствие обломков тальк-карбонатных пород в линзах гравелитов и офикальцитовых брекчиях среди олистостром, а также наличие фрагментов фауны и обломков капькаренитов в самих офикальцитовых брекчиях.

Таким образом, на кобальт-медноколчеданных месторождениях в ультрамафитах зоны ГУРа установлены гидротермальные рудообразующие системы, состоящие из отдельных элементов: зон рудовмещающих тальк-карбонатных и тальк-хлоритовых метасоматитов, тел прожилково-вкраплен-ных, массивных и рудокластических колчеданных руд с кобальт-никелевой минерализацией, синрудных и пострудных гидротермальных жил и серпентинит-карбонатных брекчий (рис. I). Формирование систем происходило в аккреционной призме Западно-Магнитогорской островной дуги при функционировании гидротермального флюида в ранне-среднедевонское время, что фиксируется по наличию продуктов размыва зон метасоматитов в перекрывающих отложениях соответствующего возраста.

Рис. 1. Генерализованная стратиграфическая колонка придонных рудообразуюших систем кобальт-медноколчеданных месторождений в ультрамафитах ГУРа: 1 - серпентиниты; 2 - тальк-карбонатные метасоматиты; 3 - дайки габброидов; 4 - потоки пиллоу-базальтов; 5 - вулканомиктовые отложения; 6 - кремнистые отложения; 7 - массивные сульфидные руды; 8 - обломочные руды; 9 -прожилково-вкралленные руды; 10 - судьфидно-серпентинит-карбо-натные брекчии; 11 - офикаль-цитовые брекчии; 12 - карбонатные жилы.

Положение 2. Тальк-карбонатные метасоматиты образовались на ранней стадии рудоотложения при воздействии на серпентиниты гидротермальных растворов. В результате метасоматоза освобождалась значительная часть кобальта и никеля, отлагавшихся в кровле серпентинитовых массивов на геохимическом барьере в виде сульфидных отложений с типоморфной минерализацией.

Для доказательства этих данных проведено сравнение геохимических характеристик серпентинитов и метасоматитов из месторождений, приуроченных к Ишкининскому и Байгускаровскому серпентинитовым массивам.

На рудных полях кобальт-медноколчеданных месторождений ГУРа фиксируются зоны тальк-карбонатных метасоматитов, приуроченные к кровле серпентинитовых пластин и маркирующие тела колчеданных руд. Эти зоны образуют субмеридиональные полосы, длина которых достигает первых километров, шириной до 100 м. По данным бурения, они прослеживаются на глубину до 150 м на Ишкининском, до 200 м - на Дергамышском и свыше 350 м - на Ивановском месторождениях [Субботин, 1942ф; Бучков-ский, 1970; Захаров, Захарова, 1975; Зайков и др., 2009].

На Ишкининском месторождении тальк-карбонатные метасоматиты образуют линейные тела мощностью 10-30 м, которые локализованы в кровле серпентинитовых пластин, являющихся частью Ишкининского ультраба-зитового массива. Метасоматиты приурочены к субмеридиональной полосе шириной 20—100 м и длиной до 800 м, часто содержат реликтовые блоки серпентинитов поперечником 3-5 м.

На Ивановском месторождении зоны тальк-карбонатных метасоматитов, имеющие субмеридиональное простирание при мощности до 150 м и длине до 600 м, локализованы в кровле Байгускаровского ультрабазитового массива и приурочены к кровле рудовмещающих серпентинитов.

Вмещающими породами для тальк-карбонатных метасоматитов и соответственно их эдуктами являются серпентиниты, которые на рудных полях слагают крупные пластины и блоки мощностью до 200^400 м. Серпентиниты представлены темно-зелеными породами с массивными и пятнистыми текстурами. Встречаются светло-зеленые реликты пироксена с размером выделений до 8 мм, замещенные баститом, что говорит об апогарцбургитовой природе серпентинитов. Микроскопически серпентиниты характеризуются петельчатой и прожилково-петельчатой структурой, состоящей из |3-лизар-дита с пылевидными вкраплениями магнетита, подчеркивающими петли лгоардита, и антигорита с реликтовой полигонально-зернистой структурой с размером петель до 2 мм, нередко окаймленных хризотилом и рассеченных отдельными жилами хризотила и кальцита, а-лизардит, как и слагающий центры петель изотропный серпофит, отмечены реже и, в основном, приурочены к рудным зонам и более значительны в породах Ивановского месторождения. Вторичные минералы, представленные тальком, карбонатами,

бруситом и хлоритом, развиваются в виде мелких чешуек, зерен и налетов размером до 0.3 мм. Из акцессорных минералов встречены хромшпинелиды, магнетит и поздние сульфиды (пирит, пирротин) размером до 2-3 мм.

Изучение состава апогарцбургитовых и аподунитовых разностей не выявило значительных различий между ними. Содержания Si02 в них варьируют от 37.14 до 44.45 % (в среднем 39.8 %), MgO - от 33.13 до 38.91 % (36.0 %). Содержания Fe203 и FeO для Ишкининского массива колеблются соответственно от 3.00 до 12.05 % (7.6 %) и 0.90-3.05 % (1.7 %); для Байгускаро-вского массива Fe203 изменяется в пределах от 3.42 до 7.48 % (4.6 %), FeO -1.71-4.67 % (3.1 %). Железистость [f = (2Fe203+Fe0)/(2Fe203+Fe0+Mg0)] серпентинитов варьирует от 0.08 до 0.17 (среднее 0.12), основность [fin = (2Fe203+Fe0+ Mg0)/Si02] - от 1.41 до 1.71 (среднее 1.52) [Варлаков, 1978]. Железистость серпентинитов Байгускаровского массива меняется от 0.08 до 0.14 (среднее 0.10), основность - от 1.41 до 1.79 (среднее 1.57). Максимальные значения основности соответствуют высоким значениям железистости, что связывается с влиянием рудоносных гидротермальных растворов на серпентиниты [Варлаков, 1978].

Типоморфные элементы-примеси в серпентинитах представлены Cr, Ni и Со, концентрации которых подвержены значительным колебаниям. Содержание Cr в серпентинитах Ишкининского массива изменяется от 0.05 до 0.77 мае. %, и в среднем составляет 0.41 мае. % (для апогарцбургитовых) и 0.21 мае. % (для аподунитовых). Средние содержания Ni в апогарцбургитовых серпентинитах равны 0.28 мае. %, в аподунитовых - 0.20 мае. %. Количество Со в серпентинитах изменяется от 0.005 до 0.02 мае. % (в среднем 0.01 мае. %). Серпентиниты Байгускаровского массива содержат (мае. %): Cr 0.24-0.37 (среднее 0.30), Ni 0.19-0.24 (среднее 0.20), Со = 0.01 (табл. 3.3) [Захаров, Захарова, 1975; Варлаков, 1978; Малахов, 1983].

Хромшпинелиды в серпентинитах развиваются в виде идаоморфных, гипидиоморфных и ксеноморфных кристаллов размером от 0.2 до 3 мм, иногда сливаясь в шлиры. Анализ химического состава хромшпинелидов серпентинитов Ишкининского месторождение выявил значительные вариации хромистости (Сг#) от 63.2 до 82.2 % [Дунаев, Зайков, 2005]. Для хромшпинелидов из серпентинитов Ивановского рудного поля характерны колебания хромистости (Сг#) в пределах 66.2-89.9 % [Зайков и др., 2009]. Составы хромшпинелидов по хромистости соответствуют хромшпинелидам из серпентинитов островных дуг [Dick, Bullen, 1992], а по соотношению А1203-ТЮ2 соответствуют таковым из серпентинитов надсубдукционных зон [Kamenetsky et al., 2001], что отражает природу их формирования из сильно деплетированной мантии [Пирс и др., 1987].

При гидротермальном метасоматозе серпентинитов происходит их преобразование в тальк-карбонатные метасоматиты. На рудных полях метасоматиты представлены зеленовато-серыми мелкозернистыми породами, сложенными тальк-карбонатными, карбонат-тальковыми и тальковыми

разностями, наследующими текстурно-структурные особенности серпентинитов. Структура пород мелко- и среднезернистая, текстура массивная, местами порфировидная. Породы характеризуются порфиробластовой структурой с микролепидобластовой матрицей. В зонах тектонических нарушений наблюдается увеличение содержания талька с образованием тел талькитов, поперечником до первых метров. Тальк представлен чешуйчатыми агрегатами длиной 0.03-0.3 мм в срастании с магнезитом и другими карбонатами с размером зерен 0.05-0.5 мм. Акцессорные минералы представлены сульфидами и реликтовыми хромшпинелидами и магнетитом. Хромшгашелиды представлены зернами размером от 0.1 мм до 2 мм, часто раздробленными и аналогичны таковым из серпентинитов. Магнетит в породе распределен по граням реликтовых структур в виде вкрапленности размером до 0.05-0.1 мм. Иногда встречается вкрапленность сульфидов, размером до 1 мм, представленная пиритом, в меньшей степени халькопиритом и пирротином. Метасо-матиты рассечены жилками хлорита, кальцита и кварца мощностью 0.515 мм. Иногда встречаются жилки и пустоты, заполненные более поздним кварцем и цеолитами.

Метасоматиты Ишкининского рудного поля представлены тальк-каль-цитовыми, тальк-магнезит-кальцитовыми и тальковыми породами; в незначительных количествах содержатся сидерит, доломит, хлорит и кварц (табл. 1). Метасоматиты Ивановского рудного поля сложены тальком и магнезитом при незначительном количестве сидерита, кальцита, эпидота, хлорита, доломита и кварца. В них сохранились реликты петельчатой структуры серпентинитов, трассирующиеся магнетитовыми вкраплениями.

При метасоматозе серпентинитов наблюдается миграция вещества, выраженная в изменении содержаний элементов в серпентинитах и их дериватах. Химический состав метасоматитов Ишкининского месторождения, при сравнении с серпентинитами, показывает значительное уменьшение М§0 с 35-37 % до 19-26 % с одновременным увеличением СаО от 1-3 % до 6-20 %. Зафиксировано падение содержания 8Ю2 с 37-40 % до 28-34 %. Интересен переход части железа при метасоматозе из Бе3* в Ре2+, что говорит о его восстановлении при формировании тальк-карбонатных метасоматитов, что, вероятно, обусловлено образованием сидерита и появлением сульфидов.

На Ивановском месторождении содержание MgO в ряду серпентинит-метасоматит уменьшается от 35-38 % до 28-32 % с увеличением содержания 8Ю2 от 40-42 % до 50-56 %. Содержание СаО остается неизменным и достигает первых процентов. Незначительное снижение суммарного Ре при метасоматозе сопровождается переходом его из Ре3+ в Ре2+.

В метасоматитах Дергамышского месторождения, по данным [Аржави-тин, Ильясов, 1962], также наблюдается уменьшение содержаний М§0 с 3640 % до 18-28 %, в то же время идет увеличение содержания СаО от 1-3 % до 7-30 %. Содержание БЮ2 показывает как увеличение с 38-42 % до 5060 %, так и его понижение до 20-26 % в тальк-кальцитовых метасоматитах.

Таблица 1

Химический (А) и минеральный (Б) состав тальк-карбонатных метасоматитов кобальт-медноколчеданных месторояздений Главного Уральского разлома

А Б

Хим. Ишкининское, Ивановское

состав мае. % мае. %

БЮг 19.9-38.6 (30.8) 36.9-58.7(47.1)

А120з 0.2-1.4(0.5) 0.25-0.42 (0.32)

МйО 14.9-32.0(23.6) 27.3-33.0 (30.7)

Ре203 1.6-6.2(3.7) 0.6-7.5 (2.2)

ИеО 1.6-6.0(4.0) 3.6-6.9 (5.20)

МпО 0.06-0.16(0.12) 0.02-0.10(0.07)

СаО 5.5-29.2 (15.4) 0.1-2.3 (0.8)

ИагО 0.08-0.15(0.12) 0.03-0.06 (0.04)

к2о 0.01-0.04 (0.02) 0.00-0.03 (0.01)

Со, ррш 58-107 (84) 62-82(71)

N1, . РРт 860-1360 (1070) 1070-1450(1270)

Минерал Ишкининское мае. % Ивановское мае. %

Тальк 30-60 (50) 55-90 (80)

Магнезит 2-10 (6) 5-30 (13)

Сидерит 1-7(3) 1-11(6)

Кальцит 10-50(25) 1-5 (2)

Доломит 3-7(3) <0.5

Эпидот <0.5 0-7(2)

Хлорит 5-10 (6) <0.5

Кварц <0.5 <0.5

Магнетит 1-4(2) 0.5-2(1)

Хромшпи-нелиды <0.5 <0.5

Сульфиды <0.5 <0.5

Примечание. В скобках приведены средние содержания. Силикатные анализы выполнены в ИМин УрО РАН, Миасс (аналитик - Т.В. Семенова). ГСР-МБ анализы выполнены в ИГиГ УрО РАН, Екатеринбург (аналитик - Д.В. Киселева). Минеральный состав пород рассчитывался на основе химического анализа с помощью таблиц нахождения массовых процентов содержания формульных единиц минералов по их молекулярному количеству [Казицын, Рудник, 1968].

Геохимическая характеристика серпентинитов и тальк-карбонатных метасоматитов на основе данных 1СР-МБ и атомно-абсорбционного анализов при их сравнении на основе изообъемного метода [Казицын, Рудник, 1968], показала миграцию многих микроэлементов.

Формирование метасоматитов Ишкининского месторождения характеризуется выносом Сг, Со, №, У, Бс и РЗЭ и привносом Мп, Си, БЬ, Бг, РЬ, Сс1 (рис. 2). Для Ивановского месторождения отмечен значительный вынос Си, Бс, БЬ, Ва, У и РЗЭ, незначительный - Со, РЬ, Сё, Бг, и привнос Мп, Мо. Вынос Бг и Ва на Ивановском месторождении и их привнос на Ишкининском обусловлен их большим сродством в карбонатах с Са2+. Обратная зависимость при сравнении двух месторождений наблюдается в миграции халько-фильных элементов - Си, РЬ, Сс1 и БЬ. В одном случае для них зафиксирован привнос, а в другом - вынос, что связано с увеличением растворимости Си и Ее в условиях характеризующихся окислительной средой [Масленников, 2006]. Уменьшение содержаний Си при метасоматозе может свидетельствовать о близких к поверхности морского дна условиях формирования метасоматитов Ишкининского месторождения, что также подтверждается более высокими относительными концентрациями Мп, привнос которого связан с гидротермальными растворами, а отложение происходит в придонных условиях при смешении с морской водой [Старикова и др., 2004].

пентинит - метасоматит. Цифрами указано среднее содержание в серпентините.

Вынос Cr на Ишкпнинском месторождении минералогически фиксируется в появлении в хромшпинелидах из тальк-карбонатных пород хроммаг-нетитовых и магнетитовых кайм и сетчатых жилок в кристаллах. В составе хромшпинелидов установлено уменьшение содержаний Сг203 от 62 до 53 % [Юминов, Дунаев, 2004]. Освободившийся хром, вероятно, частично связывается в тальке, а частично выносится растворами [Сазонов, 1978], результатом воздействия которых являются березиты.

Суммарные содержания РЗЭ и Y в серпентинитах Ивановского месторождения, в среднем, достигают 8 г/т, в серпентинитах Ишкининского месторождения - 5.5 г/т. При метасоматозе серпентинитов происходит вынос большинства редкоземельных элементов и их слабое фракционирование, приводящее к уменьшению тяжелых лантаноидов относительно легких, что связано с подвижностью РЗЭ в щелочной среде и выносом в виде карбонатных комплексов [Wood, 1999]. Падение содержаний, в среднем, составляет для Ивановского месторождения до 4.2 г/т (42 %), Ишкининского - до 3.3 г/т (40 %). Однако, по данным В.Н. Сазонова с соавторами [2006, 2009], при низко-среднетемпературном гидротермальном процессе вынос РЗЭ из серпентинитов связан с кислотной стадией формирования метасоматических колонок, что подтверждается и на колчеданных месторождениях ГУРа.

Тренды распределения РЗЭ (рис. 3) в серпентинитах и метасоматитах схожи и отражают формирование ультрабазитов из сильно деплетированной мантии, обедненной легкоплавкими компонентами [Магматические..., 1988; Jonas, 2003]. При метасоматозе наблюдается некоторое фракционирование тяжелых лантаноидов, выраженное в их накоплении. Эти процессы сильней проявлены в породах Ишкининского и Дергамышского месторождений и

Рис. 3. Характерные вариации состава РЗЭ в серпентинитах и тальк-карбонатных метасоматитах колчеданных месторояодений: 1 - серпентиниты; 2 - тальк-карбонатные метасоматиты. Содержания нормированы по ховдриту [Балашов, 1976].

связаны с щелочной стадией (кальцитизацией), при которой порода обогащается тяжелыми РЗЭ [Сазонов и др., 2009], что отражает позднюю щелочную стадию, с которой связано формирование офикальцитовых брекчий.

При метасоматозе серпентинитов наиболее показателен значительный вынос из них № и Со, который более представителен на Ишкининском месторождении, где содержание N1 при переходе серпентинит - метасоматит уменьшается, в среднем, с 4.1 кг/м3 до 3.0 кг/м3, что составляет около 2030%, а Со - с 300 г/м3 до 230 г/м3, в среднем около 10-20 %. В метасоматитах Ивановского месторождения содержание N1, в среднем, падает с 4.5 кг/м3 до 3.5 кг/м3 (около 20 %), а Со - с 220 г/м3 до 195 г/м3 (10 %).

Вынесенные из серпентинитов при метасоматозе № и Со, отлагаются в виде сульфидных жил и вкраплений с типоморфной минерализацией в верхних придонных частях серпентинитовых массивов. На Ивановском месторождении на глубинах 120-180 м скважиной вскрыты маломощные кварц-карбонат-эпидотовые жилы с кристаллами никелистого пирита, который слагает центры зональных кристаллов пирита и цепочками пентландита. Сульфидная минерализация жил более поздняя по отношению к метасома-титам, что выражается в их обрастании кристаллов карбоната. Она представлена двумя генерациями пирита: первый - с содержаниями Аб до 3 %, центральные части которого сложены никелистым пиритом с содержаниями № 16—20 %; второй - практически без примесей N1, Со и Аб. В ассоциации с пиритом часто наблюдаются отдельные кристаллы халькопирита и пентландита, который развивается по трещинам в виде цепочек мелких кристаллов размером до 0.01 мм. На Ишкининском месторождении в метасоматитах установлены пентландитсодержащие сульфидно-кварц-карбонатные жилки мощностью 1-5 см, имеющие зональное строение по распределению сульфидов и карбонатов.

Данные о параметрах гидротермальных растворов, формировавших сульфидно-кварц-карбонатные жилы, были получены A.M. Юминовым с соавторами [2002]. Методами криометрии и гомогенизации флюидных включений в кальците го жил в тальк-карбонатных породах и рудах Ишкинин-ского месторождения установлен хлоридный состав растворов с соленостью 0.3-4.5 мае. % NaCl-экв. и температурами гомогенизации 130—160°С. На Ивановском рудном поле флюидные включения в кварце из сульфидно-кварц-карбонатных жил показали значения концентрации солей 1.3-2.7 мае. NaCl-экв., а температуры гомогенизации - 130-150 °С [Анкушева, 2006].

Формирование тальк-карбонатных пород происходило в придонной обстановке в результате метасоматоза серпентинитов рудоносными гидротермальными растворами, проникающими по ослабленным зонам (связанным с дайками габброидов). Метасоматоз приводит к миграции вещества, отличительной чертой которой являлся вынос Со и Ni, которые выше по разрезу в кровле ультрабазитовых массивов (при охлаждении в результате смешения с морской водой) откладывались в виде сульфидов в сульфидно-кварц-карбонатных и сульфидных прожилках. Данные о выносе Со и N1 из серпентинитов и возможности формирования колчеданного оруденения подтверждаются физико-химическим моделированием процессов преобразования гарцбургитов, а затем и серпентинитов под воздействием гидротермальных растворов [Третьяков, Мелекесцева, 2008,2009].

Изменение рН растворов зафиксировано минералогически и выражено в образовании тальк-магнезитовой ассоциации, на которую позже происходило наложение кальцита. В условиях высоких давлений и температур 200250 °С формирование тальк-магнезитовых пород происходит при рН ~ 4-6 [Коренбаум, 1967]. Позднее наложение кальцита связано с падением температуры гидротермальных растворов и его ощелачиванием до рН > 8.

Аналогичные находки карбонатных, тальк-карбонатных, тальк-хлоритовых и тальковых пород по ультрамафитам известны в современных островных дугах: на океаническом склоне Марианского желоба, на острово-дужном и океаническом склонах желоба Пуэрто-Рико [Кашинцев, 1991].

Положение 3. Сульфидно-серпентинит-карбонатные брекчии представлены двумя типами, формировавшимися в подрудных зонах при рудоотложении, вследствие разрушения гидротермальными растворами руд и вмещающих пород.

В подрудной штокверковой зоне Ишкининского месторождения в тальк-карбонатных метасоматитах известны линзо- и штокообразные тела сульфидно-серпентинит-карбонатных брекчий, являющихся образованиями, родственными офикальцитовым брекчиям. Они залегают в виде узких меридионально вытянутых зон, приуроченных к конгломератовидным серпентинитам и тальк-карбонатным метасоматитам. Мощность линз 1-3 м, прослеженная длина 3-5 м, по данным бурения, они имеют пологое восточное падение и прослеживаются на протяжении 200 м вдоль рудной зоны [Суббо-

тин, 1942ф]. Брекчии сложены округлыми, угловатыми и остроугольными обломками аподунитовых серпентинитов разной степени изменения, а также обломками кальцита и сульфидных руд. Размер обломков от 0.3 мм до 2530 см. Цемент представлен серым тонкозернистым магнезитом, перетертой серпентиновой массой с хлоритом, тальком и сульфидной «пылью».

Среди сульфидно-серпентинит-карбонатных брекчий по минералогическому составу выделены два типа: а) брекчии с аподунитовыми и апогарц-бургитовыми серпентинитовыми и карбонатными обломками и преобладающим тальк-серпентин-карбонатным цементом с обломками сульфидов и сульфидной «пылью»; б) брекчии с серпентинитовыми и кальцитовыми обломками с тальк-серпентин-хлорит-кальцитовым цементом с пониженным содержанием сульфидов.

В I типе серпентиниты представлены угловатыми обломками размером до 30-35 см, сложенными а- и р-лгоардитом, окаймленным хризотилом и магнетитом, также распространены антигорит и серпофит. Большая часть обломков подверглась карбонатизации, оталькованию и хлоритизации. Сер-пентинитовые и тальк-карбонатные обломки рассечены кальцитовыми и сульфидными жилами. Карбонатные обломки угловатые, выявлены в виде кристаллов и срастаний зерен кальцита. Сульфидные обломки представлены кристаллами и раздробленными массами колчеданных руд. Среди рудных обломков можно выделить халькопирит-пирит-пирротиновые (5 %), халь-копирит-пирротиновые (10 %), пирит-пирротиновые (5 %) и пирротиновые (80 %) разности размером до 2-3 см. По морфологии преобладают обломки со сложными очертаниями с зазубренными «рваными» краями.

Пирротин является основным сульфидным минералом (до 90 %), где он развит в виде обломков кристаллов и в сростках с другими сульфидами, наблюдается также в виде тонкоагрегатных срастаний с карбонатом матрикса. Халькопирит встречается в срастаниях с пирротином и в виде мономинеральных обломков и характерен для второго типа брекчий. Пирит присутствует в виде срастаний с пирротином и халькопиритом, а также в виде отдельных кристаллов. В рудных обломках присутствуют округлые и угловатые зерна хромшпинелидов, размером до 1.5 мм. Микрозондовые анализы хромшпинелидов показали, что по соотношению Сг, А1 и Ре они близки к таковым из руд и серпентинитов Ишкининского месторождения.

Во II типе брекчий присутствуют обломки тальк-карбонатных мета-соматитов с кристаллами гидрогроссуляра, размер которых достигает 0.050.1 мм. Матрикс брекчий представлен тальк-серпентин-карбонатными зернами алевро-пелитовой размерности. По цементу развивается хлорит и гидроокислы железа. Карбонат представлен кальцитом и магнезитом. По серпентину развивается тальк и хлорит.

Формирование сульфидно-серпентинит-карбонатных брекчий происходило на стадии рудоотложения в результате разрушения рудоносным флюидом вмещающих серпентинитов и тальк-карбонатных пород, ранее отложен-

ных руд и карбонатных жил, что подтверждается наличием однородного субстрата сульфидной «пыли» в карбонатном цементе. В пользу этой гипотезы говорят текстурно-структурные особенности брекчий, наличие как угловатых, так и окатанных обломков, современное восточное падение тел брекчий, имевших первично субгоризонтальное залегание (параллельное рудным телам).

На современных гидротермальных полях в СОХ, в подрудных зонах большинства рудопроявлений, установлены различные брекчии, содержащие обломочный материал субстрата и сульфидные обломки [Богданов, Сагалевич, 2002; Богданов и др., 2006].

Положение 4. Офикалыштовые брекчии представлены четырьмя типами, формировавшимися после рудоотложения в результате разгрузки щелочных средне- и низкотемпературных (100-280 °С) гидротермальных растворов на серпентинитах. При последующих тектоно-седиментационных процессах они попадали в олистостромовые толщи.

К верхним уровням рудных полей, представленных олистостромами перекрывающими рудные залежи, приурочены небольшие блоки офикальци-товых брекчий. Офикалъцитовые брекчии представляют собой своеобразные серпентинит-карбонатные брекчии, в которых угловатые обломки серпентинитов (и карбонатов) сцементированы кальцитовым матриксом, карбонат в которых в различной степени перекристаллизован [Книппер, 1978; Lavoie, 1995; Encyclopedia..., 2003]. Характерной особенностью офикаль-цитовых брекчий колчеданных полей ГУРа являются угловатые и округлые обломки серпентинитов и карбонатов, сцементированных гематит-кальци-товым и кварц-гематит-кальцитовым матриксом, содержащим также арагонит, магнезит и сидерит. Среди большого разнообразия офикальцитовых брекчий можно выделить несколько морфологических типов, различающихся составом обломков и цемента, а также генезисом и относительным временем формирования (табл. 2, рис. 4).

Рис. 4. Офикальцитовые брекчии: а) I тип (обр. И04-20); б) II тип (обр. 645-3); в) III тип (обр. 648-30); г) IV тип (обр. И04-11).

Таблица 2

Типы офикальцитовых брекчий на кобальт-мсдноколчеданных рудных полях Главного Уральского разлома

Типы Состав обломков Состав цемента Отношение обломки/ цемент Особенности Предполагаемый генезис

1тип серпентиниты (80-100 %), тальк-карбонатные метасоматиты (5-10 %), другие (менее 1 %) кальцитовый и гематит- кальцитовый 3:2-1:1 - Гидротермальные тела в кровле серпентинитовых массивов, не выходящие на морское дно

II тип серпентиниты (50-80 %), тальк-карбонатные метасоматиты (20-30 %), карбонаты (в т.ч. биогенные) (10-20 %), другие (менее 1 %) гематит-кальцитовый 3:2-2:3 единичные зерна граната Гидротермальные постройки в кровле серпентинитовых массивов в местах разгрузки флюида

III тип серпентиниты (30-50 %), тальк-карбонатные метасоматиты (20-40 %), карбонаты (в т.ч. биогенные) (15-25 %), офикальциты (20-30 %), другие (менее 1 %) гематит-карбонатный и гематит-кварц-карбонатный 1:1-1:3 значительное количество граната (до 2 %) Разрушившиеся офикальцитовые постройки, сцементированные более поздним гидротермальным карбонатом.

IV тип серпентиниты (15-30 %), тальк-карбонатные метасоматиты (2030 %), офикальциты (30-40 %), гематит-кварцевые породы (1020 %), карбонаты (5-10 %), другие(менее I %) гематит-карбонатный 1:1-1:2 наличие зерен граната (до 0.5 %) Переотложенные литифици-рованные офикальциты, сцементированные кремнистым и/или карбонатным осадочным материалом

I тип офикальцитовых брекчий с обломками серпентинитов и тальк-карбонатных метасоматитов и существенно гематит-кальцитовым цементом установлен в олистостромах Ишкининского и частично развит на Дерга-мышском рудных полях. Обломки угловатые, размером от 0.1 мм до 5 см представлены преимущественно апогарцбургитовыми и аподунитовыми серпентинитами и тальк-карбонатными породами, часто окрашены оксидами и гидрооксидами железа. Микроскопически структура серпентинитов -микрозернистая, текстура - петельчатая. Петли сложены р-лизардитом с окаймлением из магнетита и хризотила, с подчиненным количеством а-ли-зардита. Размер петель 0.03-0.3 мм. Также встречаются обломки, сложенные антигоритом и серпофитом. В апогарцбургитовых серпентинитах имеются псевдоморфозы бастита по пироксену размером до 5 мм. Из акцессорных минералов установлены зерна хромшпинелидов размером 0.01-1.5 мм и ксеноморфные выделения магнетита (0.03-0.06 мм). В серпентинитах часто наблюдаются амебовидные гнезда карбоната и талька. Округлые и угловатые обломки тальк-карбонатных пород, имеющие размер от 0.5 мм до 2-3 см, сложены микрозернистыми срастаниями талька, карбонатов, реже хлорита. Среди мономинеральных обломков установлены хромшпинелиды, зерна магнетита, а также плагиоклаз и реликты пироксена.

Матрикс брекчий представлен карбонатным и гематит-карбонатным цементом, цвет которого меняется в зависимости от насыщенности гематитом. Исследование карбонатов из протолочек офикальцитов, показало наличие нескольких разностей. Кальцит, содержания которого достигают 90 %, определялся путем его растворения разбавленной соляной кислотой и оптическими методами (Ы0 = 1.520). Незначительная часть карбоната представлена арагонитом (Ъ}0 = 1.530), магнезитом (положительная реакция с дифе-нилкарбазидом), сидеритом (реакция с К4[Те(СН)6]) [Современные..., 1968].

II тип офикальцитовых брекчий наиболее распространен, сложен обломками серпентинитов, тальк-карбонатных метасоматитов и карбонатов, сцементированных гематит-кварц-карбонатным матриксом. Обломки серпентинитов и тальк-карбонатных метасоматитов имеют угловатую и округлую форму, размеры от 0.1 мм до 2 см и, в целом, аналогичны таковым го предыдущего типа. Различие заключается в присутствии значительного количества обломков известняков (до 30 %), содержащих бентосную фауну (единичные находки криноидей и водорослей) и калькаренитов с градационной слоистостью. Обломки сложены михрозернисгым и среднезернистым кальцитом (до 0.5 мм). Среди обломков акцессорных минералов встречаются отдельные зерна хромшпинелидов с размером 0.3-0.8 мм, магнетита и, редко, рутила. Цемент брекчии представлен гематит-карбонатными и кварц-гематит-карбонатными микрозернистыми разностями (до 0.08 мм).

/// тип офикальцитовых брекчий, сложенных обломками серпентинитов, карбонатов и ранних брекчий и сцементированных гематит-карбонатным матриксом, распространен на Ишкининском рудном поле. Обломки

серпентинитов сходны с таковыми из первых двух типов. Отличие заключается в присутствии большего количества обломков тальк-карбонатных мета-соматитов, замещенных тальком, хлоритом и карбонатами с сохранившимися реликтами серпентина. Значительную часть обломков в этом типе составляют округлые и угловатые гематитизированные обломки более ранних офикальцитовых брекчий, часто окремненных, и карбонатов размером до 23 см. Из мономинеральных обломков встречаются плагиоклазы, амфиболы, пироксены, магнетит, хромшпинелиды и гранаты. В протолочках были установлены титаномагнетит, ильменит, рутил, сфен, пирит и пирротин, что говорит о совместном разрушении с серпентинитами Тьсодержащих пород.

К обломкам тальк-карбонатных метасоматитов в брекчиях приурочен гранат, который отмечается также в карбонатах, ассоциирующих с тальк-карбонатными породами и кварцевыми жилами. В то же время отмечается его отсутствие в рудовмещающих зонах тальк-карбонатных метасоматитов. Гранат представлен округлыми кристаллами и сростками размером от 0.03 мм до 0.3 мм. Рентгеноспектральными исследованиями установлены три вида: спессартин, гидрогроссуляр и гранат ряда андрадит-шорломит. Матрикс брекчий представлен мелкозернистым микритовым кальцитом с размером зерен от 0.01 до 0.04 мм. Местами развит более поздний друзо-видный кальцит с размером зерен от 0.04 до 0.1 мм. Брекчии секутся более поздними жилами хризотил-асбеста, кальцита и кварца, мощностью до 23 мм. В зальбанде одной из кварцевых жил был обнаружен пирит.

IV тип офикальцитовых брекчий сложен обломками серпентинитов, окремненных ранних брекчий и гематит-кварцевых пород, сцементированных кварц-гематит-карбонатным матриксом. Округлые и угловатые обломки серпентина бутылочно-зеленого цвета, размером до 1 см, сложены а-ли-зардитом, хризотилом и антигоритом. Значительная часть обломков частично или полностью замещена хлоритом, тальком и карбонатом, другие окварцованы. В этом типе также присутствуют обломки гематит-кварцевых пород и более ранних брекчий размером до 3 см. Гематит-кварцевые породы сложены тонкозернистыми агрегатами кварца с серицитом и отдельными зернами опала, среди которых встречаются халцедон, хлорит, цоизит, сфен и пирит. Из акцессорных, минералов в цементе наблюдаются обломки зерен хромшпинелидов, магнетита и гранатов, аналогичных таковым из предыдущих типов. Карбонат-гематит-кварцевый матрикс представлен микро-зернисгыми срастаниями кальцита и кварца, окрашенных гематитом в красно-бурые цвета. Он сечется более поздними жилками кальцита, которые, в свою очередь, рассечены жилками кварца, мощность которых достигает 2 мм.

Анализ химического состава хромшпинелидов из офикальцитовых брекчий показал, что их состав в матриксе брекчий и в обломках серпентинитов схож и аналогичен составу хромшпинелидов из апогарцбургитовых серпентинитов рудных полей. По геохимическим характеристикам хромшпинелиды из брекчий Ишкининского рудного поля и Казанского рудопро-

явления близки: хромистость (Сг#) первых лежит в пределах 60.1-67.3 % (среднее 64.2 %), вторых - 56.4-70.2 (64.2 %), магнезиальность (Mg#) соответственно 33.0-54.0 % (46.0 %) и 52.4-68.9 (62.1 %). Хромшпинелиды Дергамышского месторождения характеризуются повышенной Сг# 77.288.1 % (83.9) и пониженной Mg# 29.4-56.4 % (47.4 %).

Изотопные отношения в кальците из руд, жилок в метасоматитах и цемента офикальцитовых брекчий, которые характеризуются значениями соотношений изотопов 813С/12С - -6...-11 %о, (PDB), характерны для карбонатов, имеющих гидротермальный генезис и сходны со значениями установленными на современных гидротермальных полях в ультрамафитах САХ -Рейнбоу и Логачев [Леин и др., 2003]. Также в пользу гидротермального происхождения матрикса свидетельствует повышенное содержание Со в кальците из цемента.

Исследования флюидных включений в кальците из карбонатных жил и офикальцитовых брекчий продемонстрировали, что наиболее высокотемпературными являются самые ранние офикальцитовые брекчии I типа, образование которых происходило под поверхностью морского дна. Температуры гомогенизации включений в кальцитовом цементе составили 210-250 °С, а соленость растворов 3.5-4 мае. %NaCl-3KB. (рис. 5). Офикальцитовые брекчии других типов, формировавшиеся в придонных условиях, показали более низкие значения, составившие 140-180 °С для офикальцитовых брекчий П и III типов Ишкининского месторождения и 100-150 °С для офикальцитовых брекчий II типа Дергамышского месторождения. Соленость растворов, участвовавших в формировании офикальцитовых брекчий, составила 2.0-6.0 мае. % NaCI-экв., что близко солености морской воды и говорит о ее значительном участии в гидротермальных растворах.

! \ у*.-'' • i**f]ßl

г: * v^

/\ • ж/^J — sw /

100 150 200 250 _ _ Тешерагурз гомогенизации. "С_ _

БИЭВЭВВ

Рис. 5. Соотношение солености и температур гомогенизации ФВ из карбоната офикальцитовых брекчий:

1-3 - офикальцитовые брекчии ГУРа: 1 -1 тип; 2 - II тип; 3 - III тип; 4 - карбонатные жилы; 5 - поля значений различных типов; 6 - карбонатные жилки с сульфидами [Юминов и др., 2002]; 7 -карбонат матрикса офикальцитовых брекчий Квебекских Аппалач [Chi, Lavoie, 2000]. SW - средняя соленость морской воды при нормальных условиях (25 °С).

Данные температуры типичны для офикальцитовых брекчий других офиолитовых зон. Например, термобарогеохимическими исследованиями флюидных включений в брекчиях Квебекских Аппалач установлены температуры растворов 100-170 °С [Chi, Lavoie, 2000], которые сходны с температурами формирования офикальцитов Аппенин [Fruh-Green et al., 1990]. Аналогичные процессы наблюдаются сегодня на современных гидротермальных полях типа «Лост-Сити» [Bonatti et al., 1974; Леин и др., 2004; Ludwig et al., 2006], где прямыми замерами получены несколько меньшие температуры (50-90 °С), что связано с разгрузкой рудоносных растворов на более низких горизонтах [Богданов и др., 2006]. Наличие в составе офикальцитовых брекчий ГУРа хромшпинелидов, характерных для надсубдукционных перидотитов, указывает на их формирование в островодужных структурах. В акрецион-ных призмах современных островных дуг также зафиксированы карбонатные постройки (например Марианская дуга) [Fryer, 1992] и находки офикальцитовых брекчий (Камчатско-Алеутское сочленение) [Савельев и др., 2007].

Образование офикальцитовых брекчий колчеданных месторождений ГУРа происходило в придонных условиях на серпентинитовых массивах аккреционной призмы. По ослабленным зонам и трещинам в серпентиниты проникали гидротермальные растворы, связанные с дайками габброидов, которые приводили к рудоотложению и формированию околорудных мета-соматитов, а также формированию в подрудных зонах тел сульфидно-серпентинит-карбонатных брекчий. На поздних стадиях колчеданного рудоот-ложения в результате постепенной эволюции гидротермального флюида, выраженной постепенным ощелачиванием последнего, происходило формирование метасоматитов, содержащих кальцит и различные карбонатные жилы. В кровле серпентинитовых массивов жилы сменяются офикальцито-выми брекчиямии, которые формировали постройки в устьях гидротермальных источников на морском дне. Выносившийся обломочный материал цементировался гидротермальным карбонатом. Многократные тектонические подвижки и эродирование кровли серпентинитовых массивов, перемыв и переотложение с последующей цементацией новыми эманациями приводили к формированию нескольких морфологических типов брекчий.

Впоследствии при образовании олистостромовых толщ на острово-дужном склоне происходила эрозия кровли серпентинитовых массивов и разрушение гидротермальных построек с вовлечением их в олистострому, в которой они в настоящее время сосредоточены.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными объектами исследований стали рудообразующие системы Ишкининского, Ивановского и Дергамышского кобальт-медноколчеданных месторождений и Казанского рудопроявления, локализованных в офиолитах южного фланга ГУРа.

В результате проведенных исследований сформулированы следующие выводы:

1) Анализ геологической позиции и минералого-геохимических особенностей элементов рудообразующих систем колчеданных месторождений в ультрамафитах ГУРа показал последовательность и условия формирования тальк-карбонатных метасоматитов, карбонатных жил и серпентинит-карбонатных брекчий. Их образование происходило на рудной и пострудной стадиях колчеданного отложения и связано с циркуляцией гидротермальных растворов в аккреционной призме Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги.

2) Установлен вещественный состав и типоморфные черты рудовме-щающих серпентинитов и тальк-карбонатных пород и олистостром, перекрывающих рудоносные зоны. Геологическая позиция, минералого-геохи-мические особенности и возраст рудоносных тальк-карбонатных метасоматитов отличает их от широко распространенных коллизионных аналогов. Установлена олистостромовая природа надрудных отложений, включающих блоки офикальцитовых брекчий.

3) Метасоматоз серпентинитов, связанный с начальной стадией рудо-отложения, происходил в кровле серпентинитовых массивов под воздействием кислых рудоносных растворов, в результате чего были сформированы тела тальк-карбонатных и тальк-хлоритовых пород. При метасоматозе установлена миграция вещества и выявлено ее влияние на формирование типоморфного оруденения в колчеданных рудах. Главной особенностью миграции являлся вынос из серпентинитов 20-30 % № и 10-15 % Со, которые выше по разрезу, отлагались в виде Со-№ сульфидной минерализации. Выделена более поздняя щелочная стадия формирования метасоматитов, выраженная в появлении кальцита в метасоматитах и карбонатизации серпентинитов.

4) Проведена типизация и установлены условия формирования серпентинит-карбонатных брекчий, как рудных, так и безрудных. Генезис брекчий связан с эволюцией гидротермального флюида, выраженной в его постепенном остывании и ощелачивании после завершения рудоотложения. По ми-нералого-геохимическим особенностям были выделены четыре основных типа офикальцитовых брекчий и два типа сульфидно-серпентинит-карбонатных брекчий, формирование которых напрямую связано с разрушением колчеданных залежей. Подводящими каналами при образовании серпентинит-карбонатных брекчий являлись мощные карбонатные жилы.

5) Проведенное сравнение серпентинит-карбонатных брекчий колчеданных месторождений ГУРа с аналогичными породами офиолитовых разрезов сутурных зон мира и современными карбонатными постройками на активных гидротермальных полях в СОХ и островодужных системах показало общность их происхождения при гидротермальном рудогенезе. Постепенное остывание гидротермального флюида и его ощелачивание приводи-

ли к смене отлагаемых вещественных комплексов: от высокотемпературных сульфидных парагенезисов, до низкотемпературных - карбонатных.

Основные публикации автора по теме диссертации

Артемьев ДА., Дунаев А.Ю., Зайков В.В., Крайнев Ю.Д Серпентинит-карбонатные брекчии на кобальт-медноколчеданных месторождениях в зоне Главного Уральского разлома // Уральская минералогическая школа-2002. Геохимия, минералогия и минерагения меди. Екатеринбург: УПТА, 2003. С. 28-30.

Артемьев ДА. Серпентинит-карбонатные рудные брекчии Ишкининского ко-бальт-медноколчеданного месторождения (Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов-2004. Достижения на рубеже веков. Миасс: ИМин УрО РАН, 2004. Т. 1. С. 279-281.

Артемьев ДА., Зайков В.В. Серпентинит-карбонатные брекчии в нижнедевонской олистостроме Главного Уральского разлома // Карбонатные осадочные последовательности Урала и сопредельных территорий: седименто- и литогенез, минера-гения. Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 2004. С. 22-24.

Артемьев ДА., Садыков СЛ., Юминов A.M. Изотопия углерода и кислорода гидротермальных и седиментационных карбонатов Ишкининского кобальт-медно-колчеданного месторождения (Ю. Урал) // Металлогения древних и современных океанов-2005. Формирование месторождений на разновозрастных океанических окраинах. Миасс: ИМин УрО РАН, 2005. Т. 2. С. 77-82.

Юминов A.M., Зайков В.В., Артемьев ДА. Тальк-карбонатные метасоматиты Ишкининского кобальт-медноколчеданного месторождения (Ю. Урал) // Металлогения древних и современных океанов-2005. Формирование месторождений на разновозрастных океанических окраинах. Миасс: ИМин УрО РАН, 2005. Т. 2. С. 90-97.

Зайков В.В., Артемьев ДА. Девонская олистострома в аккреционной призме Западно-Магнитогорской палеоостроводужной системы (Южный Урал) // Материалы международной конференции «Девонские наземные и морские обстановки: от континента к шельфу». Новосибирск: ОИГТиМ СО РАН, 2005. С. 85-87.

Артемьев ДА. Проблема генезиса офикалыдггов в офиолитовых зонах (обзор) // Металлогения древних и современных океанов-2006. Условия рудообразования. Миасс: ИМин УрО РАН, 2006. С. 44-47.

Артемьев ДА., Зайков В.В. Минералого-геохимические особенности тальк-карбонатных метасоматитов Ивановского кобальт-медноколчеданного месторождения (Южный Урал) И Металлогения древних и современных океанов-2008. Рудооб-разующие комплексы и рудные фации. Миасс: ИМин УрО РАН, 2008. С. 181-188.

Артемьев ДА., Анкушева Н.Н. Типы и условия образования офикальцитов из рудоносных систем Главного Уральского разлома // Металлогения древних и современных океанов-2009. Модели рудообразования и оценка месторождений. Миасс: ИМин УрО РАН, 2009. С. 59-64.

Зайков В.В., Мелекесцева И.Ю., Артемьев ДА., Юминов A.M., Симонов В.А., Дунаев А.Ю. Геология и колчеданное оруденение южного фланга Главного Уральского разлома. Миасс: ИМин УрО РАН, 2009. 376 с.

Артемьев ДА., Зайков В.В. Тальк-карбонатные метасоматиты и их роль в формировании кобальт-медноколчеданного оруденения в ультрамафитах Главного Уральского разлома//Литосфера, 2009. № 1. С. 47-69.

Артемьев ДА., Зайков В.В. Типы и генезис офикальцитов из нижнедевонских олистостром на кобальт-медноколчеданных месторождениях Западно-Магнитогорской палеоосгровной дуги (Южный Урал) // Геология и геофизика, 2010. № 4. В печати.

ЛР№> 020764 от 24.04.98 г. Подписано к печати 28.12.2009. Формат 60х84'/16. Гарнитура Тайме. Усл.-печ. л. 1.4. Тираж 100 экз. Заказ № 17.

Отпечатано в ООО «Геотур»

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Артемьев, Дмитрий Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ РУДООБРАЗУЮЩИХ СИСТЕМ В УЛЬТРАМАФИТАХ.

1.1. Формирование месторождений в офиолитах.

1.2. Метасоматиты в ультрабази rax.

1.3. Генезис серпентинит-карбонатных брекчий.

ГЛАВА 2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ И СТРОЕНИЕ КОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГЛАВНОГО УРАЛЬСКОГО РАЗЛОМА.

2.1. Геологическая изученность рудных полей.

2.2. Позиция колчеданных месторождений в Главном Уральском разломе

2.3. Геологическое строение месторождений.

2.3.1. Ишкининское месторождение.

2.3.2. Ивановское месторождение.

2.3.3. Дергамышское месторождение.

2.3.4. Казанское рудопроявлепие.

ГЛАВА 3. СЕРПЕНТИНИТЫ И ТАЛЬК-КАРБОНАТНЫЕ МЕТАСОМАТИТЫ КОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГЛАВНОГО УРАЛЬСКОГО РАЗЛОМА

3.1. Серпентиниты.

3.1.1. Геологическая позиция.

3.1.2. Минералого-петрохимические особенности.

3.2. Тальк-карбонатные метасоматиты.

3.2.1. Геологическая позиция.

3.2.2. Минералого-петрохимические особенности.

3.3. Влияние тальк-карбонагного метасоматоза серпентинитов на оруденение

3.3.1. Миграция элементов.

3.3.2. Вынос кобальта и никеля и типоморфная минерализация.

ГЛАВА 4. СЕРПЕНТИНИТ-КАРБОНАТНЫЕ БРЕКЧИИ КОЛЧЕДАННЫХ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГЛАВНОГО УРАЛЬСКОГО РАЗЛОМА.

4.1. Сульфидно-серпентинит-карбонатные брекчии.

4.1.1. Геологическая позиция и строение.

4.1.2. Минералогические типы.

4.2. Офикальцитовые брекчии

4.2.1. Геологическая позиция и строение.

4.2.2. Минералогические типы.

4.3. Геохимические особенности серпентинит-карбонатных брекчий.

4.3.1. Рентгеноспектральный анализ хромшпинелидов.

4.3.2. Атомно-абсорбционный анализ карбонатного матрикса.

4.3.3. Изотопия углерода и кислорода карбонатного матрикса.

4.3.4. Термобарогеохимические исследования карбонатов.

ГЛАВА 5. ГЕНЕЗИС И МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ РУДООБРАЗУЮЩИХ СИСТЕМ КОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В УЛЬТРАМАФИТАХ

ГЛАВНОГО УРАЛЬСКОГО РАЗЛОМА.

5.1. Роль тальк-карбонатного метасоматоза в формировании оруденения

5.2. Генезис сульфидно-серпентинит-карбонатных брекчий.

5.3. Модель формирования офикальцитовых брекчий.

5.4. Карбонатные постройки современных гидротермальных полей в океанах

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Серпентинит-карбонатные брекчии и тальк-карбонатные метасоматиты в рудообразующих системах колчеданных месторождений Главного Уральского разлома"

Актуальность исследований. Рудообразующие системы, по определению Д. В. Рундквиста [1983], представляют собой комплекс элементов месторождения, объединяющий источники рудного вещества, пути его перемещения и места локализации оруденения. На Урале наименее изучены рудообразующие системы кобальтсодержащих колчеданных месторождений, приуроченных к ультрамафитам Главного Уральского разлома, аналоги которых известны в ультрамафитах Срединно-Атлангаческого хребта. Повышенный интерес к данным объектам связан с уникальной геологической позицией и важной минерагенической специализацией, заключающейся в повышенных концентрациях в рудах кобальта, никеля и хрома.

Выяснение состава и природы минералообразующих флюидов и их эволюции имеет не только фундаментальное значение, но и важно для понимания рудообразующих процессов. Открытым остается вопрос о роли вмещающих ультрабазитов в формировании типоморфной рудной минерализации этих месторождений. По мнению ряда исследователей [Белинский и др., 2004], вмещающие офиолиты не являются источниками вещества при формировании колчеданного оруденения, другие предполагали некоторое участие вмещающих пород в формировании кобальт-никелевого оруденения [Захаров, Захарова 1975; Варлаков, 1978], третьи же утверждали их первостепенную роль [Богданов и др., 2002; Леин и др., 2004; Третьяков, Мелекесцева, 2008; Артемьев, Зайков, 2008].

Важным аспектом в исследовании рудообразующих систем в ультрамафитах автор считает выявление геологических, минералого-геохимических особенностей формирования руд и вмещающих пород, а также их сравнение с аналогами в других складчатых поясах, которые могут быть использованы в прогнозировании и поиске новых колчеданных объектов в аналогичных обстановках.

Задачами исследования стали:

• геологическая и петрографическая характеристика околорудных пород;

• установление условий формирования тальк-карбонатных метасоматитов и серпентинит-карбонатных брекчий;

• сравнительный анализ исследованных околорудных пород с другими формационными типами.

Объектами исследования выбраны рудообразующие системы кобальт-медноколчеданных месторождений и рудонроявлений - Ивановского, Дергамышского, Ишкининского и Казанского, локализованных в офиолитовых разрезах зоны Главного Уральского разлома и включающих в себя зоны околорудных тальк-карбонатных метасоматитов. кобальт-медноколчеданные залежи и различные карбонатные жилы и серпентинит-карбонатные брекчии, характеризующиеся первично гидротермальным генезисом.

Фактический материал. В основу диссертации положены материалы, собранные автором в 2001-2008 гг. в ходе полевых работ и при выполнении исследований в рамках государственных тем: «Гидротермальные и гипергенные факторы формирования и преобразования месторождений полезных ископаемых в складчатых поясах (№01.200.202519), «Эволюция процессов минералообразования в колчеданоносных палеоокеапических структурах» (№ 0.20.0001589). Работы выполнены в лаборатории минералогии рудогенеза Института минералогии УрО РАН (зав. лабораторией д.г.-м.н., проф. В. В. Масленников).

Методы исследований. В ходе полевых работ было проведено геологическое картирование и документация 13 опорных обнажений, естественных и искусственных выработок и керна 4 скважин (1200 п.м.). Была собрана и исследована коллекция каменного материала: штуфные (300 шт.), керновые (150 шт.) и шлиховые пробы и протолочки (10 шт.).

В работе использованы следующие методы изучения минерального вещества: рентгепо-спектральный (300 ан.), рентгено-флуоресцентный (40 ан.) и рентгено-структурные (30 ан.), шлиховой (10 проб), силикатный (60 ан.), атомно-абсорбционный (20 ан.), масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) (50 ан.), изотопный (13С/12С, 180/160) (20 ан.), микротермометрический (70 ан.).

Оптическими методами изучено 250 петрографических шлифов и 50 аншлифов. Исследования проводились на микроскопах Axiolab Carl Zeiss, Olympus BX50 (ИМин УрО РАН), ПОЛАМ Р-111 (МГФ ЮУрГУ). Рентгено-флуоресцентный анализ производился на приборе РФА-ВЭПГ1-3 (ИМин УрО РАН). Рентгено-структурные анализы проводились методами дифрактометрии (ДРОН-2.0, аналитик П. В. Хворов, ИМин УрО РАН) и Дебая-Шерера (УРС-2.0, аналитик Е. Д. Зенович, ИМин УрО РАН).

Химический состав минералов изучался на рентгено-спектральном микроанализаторе JEOL JCXA-733 (аналитик Е. И. Чурин, ИМин УрО РАН) и на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионным микроанализатором РЭММА-202МВ (аналитик В. А. Котляров, ИМин УрО РАН). Валовый химический анализ пород выполнялся классическим химическим методом (Южно-Уральскии центр коллективного пользования но исследованию минерального сырья ИМин УрО РАН, аттестат № РОСС RU.ООО 1.514536). Атомно-абсорбционная спектрометрия проводилась в химической лаборатории ИМин УрО РАН (аналитик Ю. Ф. Мельнова). Масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) проводилась на приборе Perkin Elmer ELAN 9000 (аналитик Д. В. Киселева, ИГГ УрО РАН). Изотопный анализ углерода в кальците проводился на приборе Delta4 Advantage, Thermo Finnigan (аналитик С. А. Садыков, ИМин УрО РАН) - значения 613С/,2С определялись относительно стандарта PDB, значения

180/1б0

- относительно стандарта SMOW. Термобарогеохимические исследования флюидных включений проводились в термокриокамерс THG-600 (Linkam) с микроскопом Olympus ВХ50 (аналитики Д. А. Артемьев, Н. Н. Анкушева) -солевой состав растворов определялся по температурам эвтекгик [Борисенко, 1977], концентрации солей - по температурам плавления льда [Bodnar, Vityk, 1994].

Научная новизна проведенных исследований заключается в установлении гидротермального генезиса офикальцитовых брекчий и тальк-карбонатных пород на кобальт-медноколчеданных месторождениях Главного Уральского разлома и их связи с рудоносными гидротермальными растворами. Впервые показана определяющая роль тальк-карбонатного метасоматоза серпентинитов в формировании кобальт-никелевого оруденения в колчеданных рудах. Установлены типохимические особенности карбоната и талька в тальк-карбонатных метасоматитах и офикальцитовых брекчиях. Проведено сравнение с аналогичными породами других формационных типов и построена модель формирования элементов рудообразующих систем в придонной обстановке в ультрамафитах.

Практическое значение.

Исследования колчеданоносных рудообразующих систем в ультрамафитах, заключающиеся в выявлении условий их образования и установлении источников вещества, являются основополагающими в выявлении критериев прогнозирования и поиска новых рудных объектов в сходных геологических обстановках.

Результаты работ представлялись в ОАО «Башкиргеология», ОАО «Башмедь» в форме отчетов и информационных записок и использованы этими организациями при планировании геологоразведочных работ.

Апробация работы. Основные выводы и положения, рассматриваемые в работе, докладывались на Уральской минералогической школе (Екатеринбург, 2002, 2008); Научной студенческой школе «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2003-2009); Международной Школе морской геологии (Москва, 2003, 2007, 2009); Уральском региональном литологическом совещании «Карбонатные осадочные последовательности Урала и сопредельных территорий: седименто- и литогенез, минерагения» (Екатеринбург, 2004); XVII Симпозиуме по геохимии изотопов им. акад. А.П. Виноградова (Москва, 2004); Международной конференции «Девонские наземные и морские обстановки: от континента к шельфу» (Новосибирск, 2005); IV Уральском металлогеническом совещании «Рудные месторождения: вопросы происхождения и эволюции» (Миасс, 2005); VI Межрегиональной научно-практической конференции «Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана» (Уфа, 2006); IV Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2008); XIV Чтениях памяти акад. А.Н. Заварицкого «Петрогенезис и рудообразование» (Екатеринбург, 2009).

Публикации. По тематике диссертации опубликовано 22 работы, в том числе 1 монография и 2 статьи в рецензируемых научных изданиях, включенных в перечень Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки РФ:

Исследования в разное время были поддержаны РФФИ (04-05-96014-р2004урала, 06-05-74774-з), Министерством образования РФ (РНП.2.1.1.1840), Федеральным агентством по образованию РФ (40/21-176), программой Приоритетного направления Президиума РАН №14: «Мировой океан: геология, геодинамика, физика, биология», «Университеты России» (УР.09.01.048), Южно-Уральским государственным университетом, интеграционным проектом ученых УрО и СО РАН, грантом молодых ученых УрО РАН (2009) и Правительством Челябинской области (2007).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложений общим объемом 189 страниц. Работа иллюстрирована 65 рисунками, 17 таблицами, список литературы содержит 190 наименований, из них 20 фондовые материалы.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Артемьев, Дмитрий Александрович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными объектами исследований являлись рудообразующие системы Ишкининского, Ивановского и Дергамышского кобальт-медноколчеданных месторождений и Казанского рудопроявления, локализованных в офиолитовых комплексах южного фланга Главного Уральского разлома.

В результате проведенных работ были сделаны следующие выводы: 1. Анализ геологической позиции и минералого-геохимических особенностей различных элементов рудообразующих систем колчеданных месторождений в ультрамафитах Главного Уральского разлома показал время и условия формирования тальк-карбонатных метасоматитов, карбонатных жил и серпентинит-карбонатных брекчий. Их образование происходило на ранней и поздней стадии колчеданного рудоотложения и связано с циркуляцией гидротермальных растворов в аккреционной призме Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги.

Генерализованная стратиграфическая колонка придонных рудообразующих систем кобальт-медноколчеданных м есторожд е н и й в ультрамафитах Главного Уральского разлома:

1 - серпентиниты;

2 - тальк-карбонатные метасоматиты;

3 - дайки габброидов;

4 - потоки пиллоу-базальтов;

5 - вулканомиктовые отложения;

6 - кремнистые отложения;

7 — массивные сульфидные руды;

8 - обломочные руды;

9 - прожилково-вкрапленные руды;

10 - сульфидно-серпентинит-карбонатные брекчии;

11 - офикальцитовые брекчии;

12 - карбонатные жилы.

2. Рассмотрен вещественный состав и геохимические особенности рудовмещающих серпентинитов и тальк-карбонатных пород, слагающих основание офиолитового разреза, и олистостромовых отложений, перекрывающих рудоносные зоны. Геологическая позиция, минералого-геохимические особенности и возраст тальк-карбонатных метасоматитов колчеданных месторождений отличает их от широко распространенных коллизионных аналогов. Установлена олистостромовая природа

- 157надрудных отложений, включающих блоки офикальцитовых брекчий, связанная с раннедевонскими тектоно-гравитационными процессами в аккреционной призме.

3. Метасоматоз серпентинитов и габброидов, связанный с начальной стадией рудоотложения, происходил в кровле серпентинитовых массивов под воздействием кислых рудоносных растворов, в результате чего были сформированы тела тальк-карбонатных и тальк-хлоритовых пород. При метасоматозе установлена миграция большинства элементов, и выявлено ее влияние на формирование типоморфного оруденения в колчеданных рудах. Главной особенностью миграции являлся вынос из серпентинитов 20-30 % Ni и 10-15 % Со, которые выше по разрезу, при встрече с морской водой, отлагались в виде кобальт-никелевой сульфидной минерализации.

4. Проведена типизация и установлены условия формирования различных типов серпентинит-карбонатных брекчий, как рудных, так и безрудных. Генезис брекчий связан с эволюцией гидротермального флюида, выраженной в его постепенном остывании и ощелачивании после завершения рудоотложения. По минералого-геохимическим особенностям были выделены два типа сульфидно-серпентинит-карбонатных брекчий, формирование которых напрямую связано с разрушением колчеданных залежей, и четыре основных типа офикальцитовых брекчий. Подводящими каналами при образовании серпентинит-карбонатных брекчий являлись трещинные зоны, выраженные мощными карбонатными жилами.

5. Проведенное сравнение серпентинит-карбонатных брекчий колчеданных месторождений Главного Уральского разлома с аналогичными породами офиолитовых разрезов сутурных зон мира и современными карбонатными постройками на активных гидротермальных полях в срединно-океанических хребтах и островодужных системах показало общность их происхождения при гидротермальном рудогенезе. Постепенное остывание гидротермального флюида и его ощелачивание приводили к смене отлагаемого вещества: от высокотемпературных сульфидных парагенезисов до низкотемпературных - карбонатных.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Артемьев, Дмитрий Александрович, Екатеринбург

1. Анкушева Н. Н. Физико-химические условия формирования сульфидно-кварцевой минерализации Ивановского рудного поля (Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов-2006. Условия рудообразования. Миасс: ИМин УрО РАН, 2006. С. 233-238.

2. Антонов А. А. Минералогия родингитов Баженовского гипербазитового массива. С.-Пб: Наука, 2003. 128 с.

3. Аржавитин П. В., Ильясов Г. С. Петрографическая и петрохимическая характеристика ультраосновных пород Дергамышского месторождения // Геолого-минералогические особенности меднорудных месторождений Южного Урала. Уфа: ИГ БФ АН СССР, 1962. С. 58-73.

4. Артемьев Д. А., Анкушева Н. Н. Типы и условия образования офикальцитов из рудоносных систем Главного Уральского разлома // Металлогения древних и современных океанов-2009. Модели и условия рудообразования. Миасс: ИМин УрО РАН, 2009. С. 59-64.

5. Артюшкова О. В., Маслов В. А. Палеонтологическое обоснование стратиграфического расчленения дофаменских вулканогенных комплексов Верхнеуральского и Магнитогорского районов. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 1998. 156 с.

6. Бакиров А. Г. О связи с колчеданным оруденением магнетитовых и сульфидных проявлений в гипербазитах Южного Урала // Минералы рудных месторождений и пегматитов Урала: Минералогический сборник № 6. Свердловск: УрО РАН, 1965. С. 185-193.

7. Балашов Ю. А. Геохимия редкоземельных элементов. М.: Наука, 1976. 268 с.

8. Богданов Н. А. О тектонической эволюции окраинных морей // Вестник ОГГГГН РАН, 1999. № 3(9). С. 91-99.

9. Богданов Ю. А., Лисицын А. П., Сагалевич А. М., Гурвич Е. Г. Гидротермальный рудогенез океанского дна. М.: Наука, 2006. 527 с.

10. Богданов Ю. А., Сагалевич А. М. Геологические исследования с глубоководных обитаемых аппаратов «Мир». М.: Научный мир, 2002. 304 с.

11. Борисенко А. С. Изучение солевого состава растворов газово-жидких включений в минералах методом криометрии // Геология и геофизика, 1977. № 8. С. 16-28.

12. Бортников Н. С., Симонов В. А., Богданов Ю. А. Флюидные включения в минералах из современных сульфидных построек: физико-химические условия минералообразования и эволюция флюида // Геология рудных месторождений, 2004. Т. 46. № 1.С. 74-87.

13. Бучковскнй Э. С. Основные черты сульфидной рудоносности ультраосновных массивов восточного склона Южного Урала // Материалы по геологии и полезным ископаемым Южного Урала. М.: Госгеолтехиздат, 1960. Вып. 2. С. 94-105.

14. Варлаков А. С. Петрография, петрохимия и геохимия гипербазитов Оренбургского Урала. М.: Наука, 1978. 238 с.

15. Белинский В. В., Третьяков Г. А., Симонов В. А. Серпентинизация ультрабазитов и гидротермальные рудообразующие системы в срединно-океанических хребтах (физико-химическое моделирование) // Геология рудных месторождений, 2004. Т. 46. № 4. С. 332-345.

16. Владыкин И. В., Морикио Т., Миязаки Т., Цыпукова С. С. Геодинамика и изотопия С и О карбонатитов Сибири // XVII Симпозиум по геохимии изотопов им. В. П. Виноградова. М.: ГЕОХИ РАН, 2004. С. 57-58.

17. Вознесенский А. И., Книппер А. Л., Коротеев В. А. и др. Нижнедевонская переотложенная серпентинитокластовая кора выветривания (Южный Урал) // Литология и полезные ископаемые, 2003. № 3. С. 227-236.

18. Войткевич Г. В., Кокии А. В., Мирошников А. Е., Прохоров В. Г. Справочник по геохимии. М.: Недра, 1990. 480 с.

19. Гаррелс Р. М., Крайст Ч. Л. Растворы, минералы, равновесия. М.: Мир, 1968. 368 с.

20. Генезис рудных месторождений / Фундаментальные труды зарубежных ученых по геологии, геофизике и геохимии. Т. 2. М.: Мир, 1984. 408 с.

21. Геологический словарь. М.: Недра, 1973. В 2-х томах.

22. Геологическое картирование хаотических комплексов / Серия ме годических руководств по геологическому анализу при геологическом картировании. М.: Роскомнедра, 1992. 232 с.

23. Гулий В. И., Вада X. Макро- и микровариации изотопного состава углерода и кислорода карбонатов докембрия Алданского щита // Геохимия, 2003. № 5. С. 482-491.

24. Дерябин II. И. О гидросиликатных и лиственитовых метасоматитах. // Доповцц Нацюнально1 академи наук УкраУни, 2007. № 5. С. 117-125.

25. Дунаев А. Ю., Зайков В. В. Хромшпинелиды Ишкининского кобальт-медноколчеданного месторождения в ультрамафитах Главного Уральского разлома. Миасс-Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 110 с.

26. Еремин Н. И., Дергачев А. Л., Сергеева Н. Е., Позднякова Н. В. Типы колчеданных месторождений вулканической ассоциации // Геология рудных месторождений, 2000. Т. 42. № 2. С. 177-190.

27. Зайков В. В. Вулканизм и сульфидные холмы палеоокеанических окраин на примере колчеданоносных зон Урала и Сибири. М.: Наука, 1991. 206 с.

28. Зайков В. В. Вулканизм и сульфидные холмы палеоокеанических окраин: на примере колчеданоносных зон Урала и Сибири. М.: Наука, 2006. 429 с.

29. Зайков В. В. Минерагения тальк-кальцитовой и тальк-магнезитовой формаций Урала // Офиолиты: геология, петрология, металлогения и геодинамика. Эндогенное оруденение в подвижных поясах. Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 2007. С. 205-208.

30. Зайков В. В., Масленников В. В., Зайкова Е. В., Херрингтон Р. Рудно-формационный и рудно-фациальный анализ колчеданных месторождений Уральского палеоокеана. Миасс: ИМин УрО РАН, 2001. 315 с.

31. Зайков В. В., Мелекесцева И. Ю. Кобальт-медноколчеданные месторождения в ультрамафитах аккреционной призмы Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги // Литосфера, 2005. № 3. С. 73-98.

32. Зайков В.В., Мелекесцева И.Ю., Артемьев Д.А. и др. Геология и колчеданное оруденение южного фланга Главного Уральского разлома. Миасс: Имин УрО РАН, 2009. 376 с.

33. Зайков В. В., Юминов А. М. Геологическая позиция и состав тальк-карбонатных метасоматитов на Ишкининском кобальт-медноколчеданном месторождении (Южный Урал) // Уральский минералогический сборник № 14. Миасс: ИМин УрО РАН, 2007. С. 65-81.

34. Захаров А. А. Разрывные структуры Ивановского сульфидного медно-кобальтового месторождения на Южном Урале // Геология и условия образования месторождений меди на Южном Урале. Уфа: ИГ БФ АН СССР, 1975. С. 111-117.

35. Захаров А. А., Захарова А. А. Зависимость состава руд Ивановского сульфидного месторождения на Южном Урале от их литологической приуроченности // Геология и условия образования месторождений меди на Южном Урале. Уфа: ИГ БФ АН СССР, 1975. С. 105-110.

36. Захаров А. А., Захарова А. А. О генезисе сульфидных руд медно-кобальтовых месторождений Ивановской группы на Южном Урале // Геология и полезные ископаемые Урала. Материалы II уральской конференции молодых геологов и геофизиков, 1969. Ч. 2. С. 53-55.

37. Иванов К. С. Основные черты геологической истории (1.6-0.2 млрд лет) и строения Урала. Дис. докт. геол.-мин. наук. 1998. 252 с.

38. Интерпретация геохимических данных: Учебное пособие / Под ред. Е. В. Склярова. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 288 с.

39. Исмагилов М. И. Некоторые черты минералогии и генезиса Дергамышского медно-кобальтового месторождения // Геолого-минералогические особенности меднорудных месторождений Южного Урала. Уфа: ИГ БФ АН СССР, 1962. С. 74—97.

40. Казицын Ю. В., Рудник В. А. Руководство к расчету баланса вещества и внутренней энергии при формировании метасоматических пород. М.: Недра, 1968. 364 с.

41. Кашинцев Г. Л. Глубинные породы океана. М.: Наука, 1991. 279 с.

42. Книппер А. Л. Офикальциты и некоторые другие типы брекчий, сопровождающие доорогенпое становление офиолитового комплекса // Геотектоника, 1978. №2. С. 50-66.

43. Книппер А. Л., Копаевич Л. Ф. Рукие М. Возраст и происхождение офикальцитов Баэр-Басситского офиолитового массива (Северо-Западная Сирия) // Изв. АН СССР. Сер. геол., 1987. № 6. С. 124-128.

44. Книппер А. Л., Савельева Г. Н., Шарасъкин А. Я. Проблемы классификации офиолитов // Фундаментальные проблемы общей тектоники. М.: Научный мир, 2001. С. 250-283.

45. Книппер А. Л., Шарасъкин А. Я. Эксгумация пород верхней мантии и нижней коры при рифтогенезе // Геотектоника, 1998. № 5. С.19-31.

46. Коитаръ Е. С., Либарова Л. Е. Металлогения меди, цинка и свинца на Урале. Екатеринбург: Уралгеолком, 1997. 233 с.

47. Коренбаум С. А. Минеральные парагенезисы тальковых месторождений. М.: Наука, 1967.280 с.

48. Коржинский Д. С. Кислотность-щелочность как главный фактор магматических и постмагматических процессов // Магматизм и связь с ними полезных ископаемых. М.: Госгеолтехиздат, 1960. С. 251—260.

49. Косарев А. М, Знаменский С. Е., Серавкин И. Б., Родичева 3. И. Особенности химизма вулканитов Вознесенско-Присакмарской зоны // Геологический сборник № 3. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 2003. С. 152-161.

50. Косарев А. М., Пучков В. Н., Серавкин И. Б. Петролого-геохимические особенности раннедевонско-эйфельских островодужных вулканитов Магнитогорской зоны в геодинамическом контексте // Литосфера, 2005. № 4. С. 22-41.

51. Кривцов А. И., Анисимов И. С., Быков М. Ш. и др. Структурно-формационное районирование юго-восточной части Башкирского Урала // Тр. ЦНИГРИ, 1970. Вып. 29. С. 19-33.

52. Крутое Г. А. Месторождения кобальта. М.: Геосгеолтехиздат, 1959. 232 с.

53. Леин А. Ю. Аутигенное карбопатообразование в океане // Литология и полезные ископаемые, 2004. № 1. С. 3-35.

54. Леин А. Ю., Богданов Ю. А., Сагалевич А. М. и др. Новый тип гидротермального поля на Срединно-Атлантическом хребте (поле Лост-Сити, 30° с.ш.) // ДАН, 2004. Т. 394. №3. С. 380-383.

55. Леин А. Ю., Галкин С. В., Масленников В. В., Богданов Ю. А., Богданова О. Ю., Дара О. М., Иванов М. В. Новый тип карбонатных пород на дне океана (Срединно-Атлантический хребег, 30°07' с.ш.) // ДАН, 2007. Т. 412. № 4. С. 535-539.

56. Леин А. Ю., Черкашев Г. А., Ульянов А. А. и др. Минералогия и геохимия сульфидных руд полей Логачев-2 и Рейнбоу: черты сходства и различия // Геохимия, 2003. № 3. С. 304-328.

57. Леонов М. Г. Олистостромы и их генезис // Геотектоника, 1978. № 5. С. 18-33.

58. Лисицын А. П., Богданов Ю. А., Гурвич Е. Г. Гидротермальные образования рифтовых зон океана. М.: Наука, 1990. 256 с.

59. ЛобьеЛ. Оазисы на дне океана. М.: Гидрометеоиздат, 1990. 156 с.

60. Магматические горные породы. Т. 5. Ультраосновные горные породы. М.: Наука, 1988. 508 с.

61. Макарычев Г. И., Куренков С. А. Палеозойский серпентинитовый меланж Канской полосы (Южный Тянь-Шань) // Бюл. МОИП. Отд. Геол., 1974. № 4. С. 22-34.

62. Малахов И. А. Петрохимия главных формационных типов ультрабазитов. М.: Наука, 1983.223 с.

63. Масленников В. В. Литогенез и колчеданообразование. Миасс: ИМин УрО РАН, 2006. 384 с.

64. Масленников В. В. Седиментогенез, гальмиролиз и экология колчеданоносных палеогидротермальных полей. Миасс: Геотур, 1999. 348 с.

65. Медноколчеданные месторождения Урала. Геологическое строение / В. А. Прокин, Ф. П. Буслаев, М. И. Исмагилов и др. Свердловск: УрО АН СССР, 1988. 241 с.

66. Мелекесцева И. Ю. Гетерогенные кобальт-медноколчеданные месторождения в ультрамафитах палеоостроводужных структур. М.: Паука, 2007. 245 с.

67. Мелекесцева И. Ю., Зайков В. В. Руды Ишкининского кобальт-медноколче-данного месторождения (Южный Урал). Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. 122 с.

68. Мелекесцева И. Ю., Зайков В. В., Тесалина С. Г., Оже Т. Хромшпинелиды в сульфидных рудах в ультрамафитах Главного Уральского разлома // Уральский минералогический сборник № 11. Миасс: ИМин УрО РАН, 2001. С. 180-190.

69. Металлогения рядов геодинамических обстановок островных дуг / Под ред. Н. В. Межеловского. М.: Геокарт, 1999. 436 с.

70. Мизенс Г. А. О строении среднедевонской ишкининской толщи в стратотипической местности (Магнитогорская мегазона Южного Урала) // Ежегодник-2003. Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 2003. С. 118-123.

71. Мизенс Г. А. Седиментационные бассейны и геодинамические обстановки в позднем девоне ранней перми юга Урала. Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 2002. 191 с.

72. Мурзин В. В., Сазонов В. Н. Происхождение оруденения с медистым золотом в альпинотипных гипербазитах // Доклады РАН, 1999. Т. 366. № 6. С. 797-798.

73. Мурзин В. В., Сазонов В. Н., Варламов Д. А., Шанина С. Н. Золотое оруденение в родингитах массивов альпинотипных гипербазитов // Литосфера, 2006. № 1. С. 113134.

74. Петров Г. А. Геология и минерагения зоны Главного Уральского разлома на Среднем Урале. Екатеринбург: УГГУ, 2006. 195 с.

75. Петров Г. А. Условия формирования комплексов зоны Главного Уральского разлома на Северном Урале. Екатеринбург: УГГУ, 2007. 181с.

76. Пучков В. Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Даурия, 2000. 146 с.

77. Рундквист Д. В. Общие принципы построения геолого-генетических моделей рудных месторождений // Генетические модели рудных формаций. Новосибирск: СО АН, Наука, 1983. С. 14-26.

78. Рязанцев А. В., Разумовский А. А., Кузнецов И. Б., Калинина Е. А., Дубинина С. В., Аристов В. А. Геодинамическая природа серпентинитовых меланжей на Южном Урале // Бюл. МОИГ1. Отд. геол., 20076. Т. 82. Вып. 1. С. 32-47.

79. Савельев Д. Е., Сначев В. PI., Савельева Е. Н., Бажин Е. А. Геология, петрогеохимия и хромитоносность габбро-гипербазитовых массивов Южного Урала. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2008. 320 с.

80. Савельев Д. П., Савельева О. J1., Кувикас О. В. Офикальцитовые брекчии п-ова Камчатский мыс // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле, 2007. Вып. 9. № 1. С. 73-78.

81. Сазонов В. Н. Березит-лиственитовая формация и сопутствующее ей оруденение. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 1984. 208 с.

82. Сазонов В. Н. Золотопродуктивные метасоматические формации подвижных поясов. Екатеринбург: УГГГА, 1998. 181 с.

83. Сазонов В. Н. Хром в гидротермальном процессе. М.: Наука, 1978. 287 с.

84. Серавкин И. Б. Минерагения Южного Урала // Литосфера, 2002. № 3. С. 19-37.

85. Серавкин И. Б. Типы колчеданных месторождений Южного Урала и источники рудного вещества // Эндогенное оруденение в подвижных поясах. Материалы междунар. научн. конф. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2007. С. 58-62.

86. Серавкин И. Б., Знаменский С. Е., Косарев А. М. Главный Уральский разлом на Южном Урале: структура и основные этапы формирования // Геотектоника, 2003. № 3. С. 42-64.

87. Серавкин И. Б., Знаменский С. Е., Косарев А. М. Разрывная тектоника и рудоносность Башкирского Зауралья. Уфа: Полиграфкомбинат, 2001. 318 с.

88. Современные методы минералогического исследования. Ч. 2. М.: Недра, 1968. 320 с.

89. Спиридонов Э. М., Плетнев П. А. Месторождение медистого золота Золотая гора (о золотородингитовой формации). М.: Научный мир, 2002. 220 с.

90. Старикова Е. В., Брусницын А. И., Жуков И. Г. Палеогидротермальная постройка марганцевого месторождения Кызыл-Таш, Южный Урал. СПб.: Наука, 2004. 230 с.

91. Стратиграфия и корреляция среднепалеозойеких вулканогенных комплексов основных медно-колчеданных районов Южного Урала. Уфа: УФНЦ РАН, 1993. 217 с.

92. Ферштатер Г. Б., Беа Ф. Геохимическая типизация уральских офиолитов // Геохимия, 1996. № з. С. 195-218.

93. Фор Г. Основы изотопной геологии. М.: Мир, 1989. 590 с.

94. Хеши В. Е., Ломизе М. Г. Геотектоника с основами геодинамики. М.: Изд-во МГУ, 1995.480 с.

95. Хворов П. В. Сыростанское месторождение талькомагнезита (Южный Урал). Автореф. дис. канд. геол.-мин. наук. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2004. 16 с.

96. Чащухин И. С., Вотяков С. Л. Кристаллохимия минералов серпентиновой группы как индикатор процесса ранней сериснтинизации ультрамафитов. И. Фация и источник серпентинизирующих вод // Геохимия, 2005. № 10. С. 1047-1061.

97. Черкашев Г. А. Гидротермальное сульфидное рудообразование в северной части Срединно-Атлантического хребта Атлантического океана. Автореф. дис. . докт. геол.-мин. наук. М., 2004. 46 с.

98. Штейнберг Д. С., Чащухин И. С. Серпентшшзация ультрабазитов. М.: Наука, 1977. 312 с.

99. Штейнберг Д. С., Чащухин И. С., Ковалъчук А. И. Океанические воды агент серпентинизации альпинотипных ультрамафитов континентов // ДАН, 1991. Том 320. №3. С. 713-715.

100. Юминов А. М., Дунаев А. Ю. Хромшпинелиды из метасоматитов Ишкининского кобальт-медноколчеданного месторождения (Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов-2004. Достижения на рубеже веков. Т. 2. Миасс: ИМин УрО РАН, 2004. С. 282-289.

101. Юминов A.M., Симонов В. А., Зайков В. В. Физико-химические параметры гидротермальных процессов на Ишкининском колчеданном месторождении (Южный Урал) // Уральский минералогический сборник № 12. Миасс: ИМин УрО РАН, 2002. С. 98-110.

102. Язева Р. Г., Бочкарев В. В. Геология и геодинамика Южного Урала (опыт геодинамического картирования). Екатеринбург: УрО РАН, 1998. 203 с.

103. Bailey E. В., McCallien W. J. Some aspects of the Steinmann trinity, mainly chemical //Quart. II. Geol. Soc. London, 1960. V. 116. P. 365-395.

104. Barriga F., Fouquet Y., Almeida A. et al Discovery of the Saldanha Hydrothermal Field on the FAMOUS Segment of the MAR (36°30'N) // AGU Fall Meeting. Eos Transactions of the American Geophysical Union, 1998. V. 79 (45):F67. P. 837.

105. Bernoulli D., IVeissert H. Sedimentary fabrics in serpentinite breccias (ophicalcites) and their significance, South Pennine Arosa Zone, Switzerland // Ofioliti, 1984. № 9 (3). P. 679.

106. Bodnar R. J., Vityk M. O. Interpretation of microthermometric data for ЬЬО-NaCl fluid inclusions // Fluid inclusions in minerals: methods and applications. Pontignana-Siena, 1994. P. 117-130.

107. Bonatti E., Emiliani G., Ferrara G., Honnorez J., Rydell H. Ultramafic-carbonate breccias from the Equatorial Mid Atlantic Ridge // Marine Geol., 1974. V. 16. P. 83-102.

108. Bonney T. G. Notes on some Ligurian and Tuscan Serpentinites // Geol. Mag., 1879. V. 6. №2. P. 362-371.

109. Bortolotti V., Passerini P. Magmatic activity In: Development of the Northern Apennines geosyncline // Sedimentary Geol., 1970. V. 4. № 3/4. P. 599-624.

110. Chi G., Lavoie D. A combined fluid-inclusion and stable isotope study of Ordovician ophicalcite units from Southern Quebec Appalachians, Quebec // Geological Survey of Canada, 2000. 9 p.

111. Cornelius H. P. Petrographische Untersuchungen in den Bergen Zwischen Septiner -und Julierpass. Diss. N. Jahr. Min., 1912. 35 p.

112. Dias A., Barriga F. Mineralogy and geochemistry of hydrothermal sediments from the serpentinite-hosted Saldanha hydrothermal field (36°34'N; 33°26'W) at MAR // Marine Geology, 2006. V. 225. P. 157-175.

113. Dick H., Bullen T. Chromite as a petrogenetic indicator in abyssal and alpine-type peridotites and spatially associated lavas // Contrib. Mineral. Petrol., 1984. № 86. P. 54—76.

114. Encyclopedia of Sediments and Sedimentary Rocks / Edited by G.V.M. Kluwer. The Netherlands, 2003. 928 p.

115. Flores G. Discussion of paper by E. Beneo: World Petrol. Congr. 4th. Sect. 1. Rome, 1955. P. 121-122.

116. Folk R. L., McBride F. Possible pedogenic origin of Ligurian ophicalcite: a mesosoic calichified serpentine // Geology, 1976. № 4. P. 327-332.

117. Friih-Green G. L., Weissert II., Bernoulli D. A multiple fluid history recorded in Alpine ophiolites //Journal of the Geological Society, 1990. V. 147. P. 959-970.

118. Fryer P. A synthesis of Leg 125 drilling of serpentinite seamount on the Marianna and Izu-Bonin forearcs // Proc. ODP. Sci. Results, 1992. V. 125. P. 593-614.

119. Geloni C., Gianelli G. A preliminary geochemical model of the fluid-rock interaction processes forming the eastern Liguria ophicalcite (Nothern Apennines, Italy) // Per. Mineral., 2007. V. 76. P. 137-154.

120. Haggerty J. A. Evidence from fluid seeps atop serpentine seamount in the Mariana Forearc: clues for emplacement of the seamounts and their relationships to forearc tectonics // Marine Geology, 1991. V. 102. P. 293-309.

121. Hisada K., Nakazawa E., Arai S. Sedimentary origin of ophicalcite in the Sambagawa metamorphic rocks, Kanto Mountains, Central Japan // Annual Report of the Institute of Geoscience, University Of Tsukuba, 1993. V. 19. P. 43-47.

122. Jonas P. Tectonostratigraphy of oceanic crustal terrains hosting serpentinite-associated massive sulfide deposits in the Main Uralian Fault Zone (South Urals). PhD thesis, Freiberg, 2003. 123 p.

123. Kamenetsky V., Crawford A., Meffre S. Factors controlling chemistry of magmatic spinel: an empirical study of associated olivine, Cr-spinel and melt inclusions from primitive rocks // J. Petrol., 2001. V. 42. P. 655-671.

124. Kelly D. S., Karson J. A., Blackman D. K. et al. An off-axis hydrothermal vent field near the Mid-Atlantic Ridge at 30 °N // Nature, 2001. V. 412. № 12. P. 145-149.

125. Lavoie D. Hydrothermal vent bacterial community in Ordovician ophicalcitc, southern Quebec Appalachians// Jornal of Sedimentary Research, 1997. V. 67. P. 47-53.

126. Lavoie D., Cousineau A. P. Ordovician ophicalcites of Southern Quebec Appalachians a proposed early sea floor tectonosedimentary and hydrothermal origin // Journal of Sedimentary Research, 1995. V. 65 (2). P. 337-347.

127. Ludwig K. A., Kelley D. S., Butterfield D. A. et al. Formation and evolution of carbonate chimneys at the Lost City Hydrothermal Field // Geochimica et Cosmochimica Acta, 2006. V. 70. P. 3625-3645.

128. Mottle M. J., Wheat C. G., Fryer P. et al. Chemistry of springs across the Mariana forearc shows progressive devolatilization of the subducting plate // Geochimica et Cosmochimica Acta, 2004. V. 68. №. 23. P. 4915^1933.

129. Peters T. A water-bearing andradite from the Totalp serpentine (Davos, Switzerland) // The American mineralogist, 1965. V. 50. P. 1482-1486.

130. Pysklywec R.N., Shahnas M.U. Time-dependent surface topography in a coupled crust-mantle convection model // Geophys. J. Int., 2003. V. 154. № 2. P. 268-278.

131. SaleebyJ., Sharp IV. D. Ophicalcites and related rocks of the Kings-Kaweah ophiolite belt, Southwest Sierra Nevada foothills // American Geophysical Union, 1977. V. 58 (12). P. 1245.

132. Seyfried IV. E. Jr., Dibble W. E. Jr. Seawater-peridotite interaction at 300 °C and 500 bars: implications for the origin of oceanic serpentinites // Geochim. Cosmochim. Acta, 1980. Vol. 44. P. 309-321.

133. Sinha A. K., Mishra M. Ophicarbonates associated with the ophiolitic melange of western Ladakh Himalaya; a possible genesis // Ofioliti, 1995. № 20 (1). P. 33-39.

134. Surour A. A., Arafa E. IT. Ophicarbonates; calichified serpentinites from Gebel Mohagara, Wadi Ghadir area, Eastern Desert, Egypt I I Journal of African Earth Sciens, 1997. V. 24 (3). P. 315-334.

135. Tesalina S. G., Nimis P., Auge Т., Zaykov V. V. Origin of chromite in mafic-ultramafic-hosted hydrothermal massive sulfides from the Main Uralian fault, South Urals, Russia // Lithos, 2003. № 70. P. 39-59.

136. Treves B.E., Harper G. D. Exposure of serpentinites on ocean floor: sequence of faulting and hydrofracturing in the Northern Apennine ophicalcites // Ofioliti, 1994 V. 19. P. 435-466.

137. Treves В. E., Hickmott D., Vaggelli G. Texture and microchemical data of oceanic hydrothermal calcite veins, Northern Apennine ophicalcites // Ofioliti, 1995. V. 20 (2). P. 111-122.

138. Trommsdorff V., Evans B. W. Pfeifer H. R. Ophicarbonate rocks: metamorphic reactions and possible origin // Archivesdes Sciences Geneve, 1980. V. 33. P. 361-364.

139. Wood S. A. The aqueous geochemistry of the rare-earth elements and yttrium // Chemical Geology, 1999. V. 82. P. 159-186.1. ФОНДОВЫЕ MA ТЕРИАЛЫ

140. Быков M. Ш., Захаров А. А. и др. Отчет о результатах геолого-съемочных рабог м-ба 1:50000 в Баймакском рудном районе. Уфа, 1973.

141. Бучковский Э. С. Отчет о результатах поисково-ревизионных работ на силикатный и сульфидный никель, выполненный Байгускаровской геолого-поисковой и Байгускаровской геофизическими партиями в 1964-1966 гг. Уфа, 1966.

142. Гордыца В. И. Геологический отчет Переволочанской партии о поисковых работах на сульфидные медно-кобальтовые руды, проведенных в 1961 г. Бурибай, 1961.

143. Зайков В. В., Мелекесцева И. Ю., Попова Е. С и др. Отчет по теме «Минералогия и геохимия благородных металлов в сульфидных рудах и метасоматитах Ивановско-Дергамышской площади» за 2004-2006 гг. Миасс, 2006.

144. Захарова А. А. Петрографический состав и метаморфизм горных пород из силурийских и девонских конгломератов западного крыла Магнитогорского мегасинклинория. Уфа, 1971.

145. Ильясов Г. Г. и др. Геология и условия образования Дергамышского медно-кобальтового месторождения. Уфа, 1961.

146. Клочихын А. В., Хабаков А. В. Государственная карта СССР, M-40-IV. 1957.

147. Контаръ Е. С., Лыбарова Л. Е., Сударыков В. Н. Отчет по теме «Геологическое строение Гайского горнорудного района». Оренбург, 1966.

148. Ленных И. В., Шумыхын Е. А. Геологическая карта СССР, N-40-XXIX. 1960.

149. Меламуд Л. Я. Отчет по теме «Геолого-поисковые работы на кобальтовые руды в районе деревни Ишкинино Халиловского района Чкаловской области. М., 1940.

150. Полуэктов А. Т., Гудков А. Б. Промежуточный отчет о результатах поисков медно-никель-кобальтовых руд на Ишкининском ультраосновном массиве 19621964 гг. Орск, 1965.

151. Сидоренко А. П. Отчет Гайской поисковой партии о результатах геологопоисковых работ в районах Ишкининского гипербазитового массива и восточного крыла Зеленокаменного антиклинория в 1956 г., Уфа, 1957.

152. Субботин К. Д. Отчет «Ишкининское месторождение медно-мышьяково-кобальтовых и серно-колчеданных руд в серпентинитах». Орск, 1942.

153. Субботин К. Д. Отчет «Кобальтоносность сульфидных месторождений Южного Урала». Орск, 1941.

154. Татарко Н. И., Ильичев Н. И., Караваев И. Н. и др. Отчет о поисковых работах «Поиски медноколчеданных руд и медно-кобальт-колчеданных руд на Ивановско-Дергамышской площади (Республика Башкортостан)». Уфа, Башкиргеология, 2006.

155. Тесалина С. Г., Зайков В. В., Мелекесцева И. Ю. Минералогическая характеристика руд Ивановского и Дергамышского месторождений (Башкортостан). Миасс, 2000.

156. Тищенко В. Т., Чудинов Ю.И., Шломо Г. П., Черевко С. Г. Геологическое строение и полезные ископаемые западного крыла Магнитогорского прогиба в пределах Оренбургской области. Оренбургское территориальное геологическое управление. Оренбург, 1978.

157. Шарфман B.C., Быков М. И., Пискунов В. В. Геологическое строение водоразделов рек Сухой Губерли и Елшанки. Южно-Уральское геологическое управление. Уфа, 1962.

158. Шкатов Н.И., Гордица В. И., Фатхуллин Р. А. Геологический отчет Переволочанской партии о поисково-разведочных работах на сульфидные медно-кобальтовые руды, проведенных в 1959 г. Южно-Уральское геологическое управление. Бурибай, 1960.

Информация о работе

Артемьев, Дмитрий Александрович
кандидата геолого-минералогических наук
Екатеринбург, 2010
ВАК 25.00.11

Диссертация

Серпентинит-карбонатные брекчии и тальк-карбонатные метасоматиты в рудообразующих системах колчеданных месторождений Главного Уральского разлома - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы