Состав и продукты преобразования обломочных сульфидных отложений Яман-Касинского и Сафьяновского медно-цинково-колчеданных месторождений Урала

Сафина, Наталья Павловна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Состав и продукты преобразования обломочных сульфидных отложений Яман-Касинского и Сафьяновского медно-цинково-колчеданных месторождений Урала
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Состав и продукты преобразования обломочных сульфидных отложений Яман-Касинского и Сафьяновского медно-цинково-колчеданных месторождений Урала"

Сафина Наталья Павловна

На правах рукописи

СОСТАВ И ПРОДУКТЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОБЛОМОЧНЫХ

СУЛЬФИДНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЯМАН-КАСИНСКОГО И САФЬЯНОВСКОГО М ЕДНО-ЦИ НКОВО-КОЛ Ч ЕДАНН ЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УРАЛА

Специальность 25 00 11 - геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых,

минерагения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

□ОЗ 1780Э5

Екатеринбург - 2007

003178095

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Становление концепции гидротермально-осадочного колчеданообразования связано с разработкой моделей «красноморских рассолов» и «черных курильщиков», имеющих различное литологическое толкование механизма отложения слоистых руд В основе первой модели — гидротермально-хемогенное выпадение сульфидного «снега» из водной толщи аноксического бассейна с формированием слоистых рудных илов [Скрипченко, 1972, Solomon et al, 2002, Goodfelow et al, 2003] По второй модели слоистые руды образовались при подводном окислении и разрушении сульфидных холмов, сложенных гидротермально-осадочными рудами [Иванов, Рокачев, 1972, Жабин и др, 1974, Масленников, 1991, 1999, 2006, Зайков, 1991, 2006] В древних колчеданных месторождениях слоистые сульфидные руды в большинстве случаев утратили первичный облик хемогенных или кластогенных осадков, а преобразования могут иметь диагенетическую, гидротермально-метасоматическую или метаморфическую природу В связи с этим слоистые руды иногда считают гидротермальными метасоматитами [Doyle, Allen, 2003] или милонитами \de Roo, van Staal, 2003] Изучению продуктов гидротермального метасоматоза и метаморфизма, руд на Урале посвящены фундаментальные работы Т Н Шадлун, П Я Яроша, Ф П Буслаева, И В Викентьева, В П Молошага и др Гораздо меньше известно о диагенетических преобразованиях сульфидных отложений [Яроги, 1972, Масленников, 1999, 2006\

Таким образом, определились два направления исследований отражающие признаки различных типов слоистых сульфидных отложений и продуктов их преобразования В последние годы работы по этим направлениям вошли в программы и проекты Президиума РАН и УрО РАН, РФФИ (02-056282, 03-05-06239, 05-05-64532) и Минобрнауки (РНП2 1 1 1840), в выполнении которых автор принимала активное участие

Цель и основные задачи исследований. Исследования направлены на реконструкцию процессов формирования и преобразования обломочных сульфидных отложений в окислительной (сульфидно-яшмовая ассоциация) и восстановительной (сульфидно-черносланцевая ассоциация) обстановках седиментации и диагенеза В связи с этим основными задачами исследований явились 1) изучение особенностей строения и вещественного состава рудокластитов, 2) оценка влияния литологических факторов на процессы минералообразования в различных гранулометрических разновидностях, 3) определение основных зависимостей в строении сульфидных циклитов и типов литолого-минералогической зональности, 4) выявление особенностей химического состава гидротермальных и диагенетических минералов

Наилучшими объектами для изучения природы слоистых руд и продуктов их преобразования являются Яман-Касинское и Сафьяновское

слабометаморфизованные колчеданные месторождения на Южном и Среднем Урале, ассоциирующие с вулканогенно-яшмовыми и вулкано-генно-черносланцевыми отложениями и являющиеся палеозойскими аналогами современных «черных курильщиков» [.Коротеев и др, 1997, Масленников, 2006\ Месторождения вскрыты карьерами, что позволило провести их рудно-фациальное изучение

Методика исследований заключалась в геологическом картировании сульфидных залежей, описании обнажений и отборе коллекции слоистых руд (более 500 образцов), с послойной характеристикой и составлением литограмм Микроскопические исследования проведены с помощью микроскопов Axiolab, Olympus ВХ50 (ИМин УрО РАН, Миасс) и Axiophot (Фрайбергская горная академия, Германия) Травление рудных минералов осуществлялось по стандартным методикам Большое внимание уделялось количественным подсчетам сульфидных минералов с помощью линейного метода [Югико, 1966]

Оптическими методами изучено 200 полированных и 50 прозрачных шлифов, выполнено 1000 микрорентгеноспектральных анализов рудных минералов, 100 анализов ИСП-МС на 60 элементов и 500 анализов ЛА-ИСП-МС на 20-25 элементов

Определение химического состава минералов осуществлялось на микрозондовых анализаторах JEOL JCXA-733 (ИМин УрО РАН) и Сатеса MS-46 (УН У, Екатеринбург), растровых электронных микроскопах РЭММА-202 MB с ЭДП (ИМин) и JEOL JCXA-8900RL (Фрайбергская горная академия) Валовый химический состав руд определялся атомно-абсорбционным и масс-спектрометрическим методами (ИСП-МС) (ЮжноУральский центр коллективного использования по исследованию минерального сырья ИМин УрО РАН, аттестат № РОСС RU 0001 514536) Элементы-примеси в сульфидах определялись методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и лазерным микропробоотборником (ЛА-ИСП-МС) в Университете Тасмании, г Хобарт, Австралия

Фактическая основа. Работа основана на материалах полевых работ, собранных автором в 2000-2006 гг, при выполнении научно-исследовательских тем «Эволюция процессов минералообразования в кол-чеданоносных палеоокеанических структурах» и «Гидротермальные и гипергенные факторы формирования и преобразования месторождений полезных ископаемых в складчатых поясах» в лаборатории минералогии прикладной минералогии и минерагении (ИМин УрО РАН, г Миасс)

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии на всех этапах исследований от сбора первичных материалов, подготовки их для анализа, статистической обработки аналитических данных, интерпретации и обобщения

Научная новизна проведенных исследований заключается в установлении морфологических, текстурно-структурных и минералого-геохи-

мических признаков преобразования обломочных руд в окислительных и восстановительных условиях диагенеза Впервые на большом фактическом материале выявлены и обоснованы литологические факторы, влиявшие на степень преобразования обломочных сульфидных отложений В работе приводятся первые систематические данные по сравнительному анализу гидротермальных и диагенетических сульфидов, что позволило обосновать явление диагенетической дифференциации элементов-примесей в обломочных сульфидных отложениях

Практическая значимость Выклинки рудокластических отложений и образовавшихся по ним сульфидных диагенитов прослеживаются на сотни метров от рудных залежей. В работе расшифровываются литологические, минералогические и геохимические признаки апорудокла-стических сульфидных диагенитов, выявление которых имеет важное значение при проведении прогнозно-поисковых работ на колчеданные руды Полученные критерии позволяют осуществлять диагностику безрудных и рудоконтролирующих вулканогенно-осадочные горизонтов, содержащих стратиформную сульфидную минерализацию различного генезиса Результаты исследований использованы при проведении прогнозно-поисковых работ в Александринском колчеданоносном районе (отчеты в ОАО «Александринская компания» и в Федеральное агентство по природопользованию), а также при доразведке южного фланга Сафья-новского месторождения (отчет в ОАО «Сафьянмедь»)

Апробация работы. Основные положения, рассмотренные в работе, докладывались на научной студенческой школе «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2000-2002, 2004-2007), Всероссийской научной конференции «Летняя минералогическая школа-2002» (г Екатеринбург), международной научной горно-геологической конференции «То-порковские чтения» (г Рудный, 2001, 2003, 2005), IV региональном совещании «Минералогия Урала» (г Миасс, 2003,2007), X Съезде Российского Минералогического общества (г Санкт-Петербург, 2004), XVI школе морской геологии (г Москва, 2005), IV Уральском металлогеническом совещании (г Миасс, 2005), XIII Чтениях им акад А Н Завариыкого «Эндогенное оруденение в подвижных поясах» (г Екатеринбург, 2007) Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 работ Автор благодарен своему научному руководителю д-г -м н В В Масленникову за скрупулезное обсуждение результатов и всестороннюю помощь Автор также благодарит директора Института минералогии УрО РАН член-корр РАН В Н Анфилогова и сотрудников института д г -м г, проф В В Зайкова, к г -м н Е В Зайкову, к г -м н Е В Белогуб, к г -м н Н Р Аюпову, к г -м н И Ю Мелекесцеву, к г -м н К А Новоселова и других коллег за помощь и поддержку

Автор признателен С Н Матвееву, Ю С Шереметьеву, Н В Лещеву и А В Мезенину за содействие в проведении полевых работ Автор благодарит за консультации д г -м н, проф В П Алексеева, д г -м н В А Попова, дг-мн проф В А Прокина, дг-мн проф В Ф Рудницкого, кг-мн Ф П Буслаева, кг-мн В П Молошага и к г -м н Г А Третьякова Большую помощь при проведении аналитических исследовании оказали кг-мн В Н Удачин, кг-фн В А Котляров, кг-мн С П Масленникова, д-р Б Бушманн, к г-м н Л В Данюшевский, проф Р Ларжипроф П Херциг

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и содержит 114 страниц текста, 82 рисунка, 30 таблиц, 13 приложений В списке литературы 150 наименований

В первой главе рассмотрено геологическое строение месторождений Яман-Касы и Сафьяновское с описанием рудных фаций, характеризующих эти месторождения как аналоги современных «черных курильщиков», рассмотрены условия нахождения обломочных руд, определены отношения между отложениями гидротермальной и кластогенной фации, а также между гранулометрическими разновидностями рудокластитов по латерали и в вертикальном разрезе Вторая глава посвящена минералогической характеристике обломочных руд и продуктов их преобразования, возникших в условиях окислительного и восстановительного диагенеза, показана минералого-геохимическая зональность сульфидных циклитов различной мощности В третьей главе отражены тйпохимические особенности обломков гидротермальных руд и продуктов их преобразования, установлены различные ассоциации элементов-примесей В четвертой главе дана реконструкция процессов преобразования обломочных руд в окислительной и восстановительной обстановках диагенеза, рассмотрены причины и закономерности дифференциации элементов

Положение 1. Слоистые руды слабометаморфизованных колчеданных месторождений Урала (Яман-Касы и Сафьяновское) сложены обломками гидротермальных сульфидных отложений и новообразованными сульфидами. Количество новообразованных сульфидов возрастает от грубообломочных рудокластитов к мелкообломочным в латеральных рядах фаций и в циклитах, что свидетельствует о придонном характере преобразования кластогенных сульфидных осадков в нелитифицированном состоянии.

Яман-Касинское и Сафьяновское месторождения выделяются среди колчеданных месторождений Урала высокой степенью сохранности сульфидных построек, образованных по модели «черных курильщиков» [Зайков и др, 1995, 2001, Масленников, 1999, 2006] Ядра холмов сложены массивными халькопирит-пиритовыми, реже богатыми сфалеритовы-

ми (Яман-Касы) и халькопиритовыми (Сафьяновское) рудами, содержащими жилы халькопирита, сфалерита, теннантита и барита В кровле холмов сохраняются колломорфные гидротермально-осадочные и донные гидротермально-биогенные фации, а также трубы «черных курильщиков» [Сафина, Масленников, 2007, Масленникова, Масленников, 2007] На флангах сульфидных холмов залегают сульфидные брекчии, которые переходят в проксимальные, а затем в дистальные сульфидные турбидиты, переслаивающиеся с яшмами и хлоритолитами (Яман-Касы) или с углеродистыми пелитолитами (Сафьяновское) Крупность сульфидных обломков уменьшается от десятков сантиметров до миллиметров при удалении от холмообразной залежи В этом же направлении уменьшается мощность рудокла-стических слоев от 4—5 м до 1-0 1 см Наиболее грубообломочные образования концентрируются в средних частях слоистых пачек, мелкообломочные - в нижних и верхних Регрессивно-прогрессивное строение рудокла-стических пачек отражает историю роста и одновременного разрушения сульфидных построек от небольших «черных курильщиков» до холма с крутыми склонами с переходом к эродированным сульфидным залежам, преобразованным до сульфидных песков в стадию субмаринного гиперге-неза [.Масленников, 1999, 2006, Голушко (Сафина), 2001] (рис 1)

В сульфидных брекчиях как Сафьяновского, так и Яман-Касинского месторождений установлены обломки пирит-халькопири-товых, пирит-халькопирит-сфалеритовых труб «черных курильщиков» и баритовых, галенит-барит-сфалеритовых «белых курильщиков», гидротермально-осадочных корок колломорфного пирита и марказита, оруде-нелой фауны, а также рудокластов массивных агрегатов пирита, содержащих реликты колломорфного пирита и пирротина или псевдоморфозы марказита и тонкодисперсного пирита по пирротину Особенностью Сафьяновского месторождения является присутствие двух резко отличающихся по составу типов брекчий - марказит-пиритовых и барит-сфалеритовых В первом типе основу составляют обломки колломорфного пирита и марказита, сцементированные кварцем или тонкообломочным пиритом, во втором - обломки сфалеритового и баритового состава при подчиненной роли пиритовых и халькопиритовых рудокластов цементируются баритом Гораздо реже встречаются халькопирит-пиритовые разновидности брекчий, содержащие обломки «черных курильщиков» На Яман-Касинском месторождении сульфидные брекчии обычно имеют марказит-сфалерит-халькопирит-пиритовый состав В целом рудокласты по текстурно-структурным особенностям и минеральному составу соответствуют рудам, слагающим залежи двух месторождений [Сафина, 2001, Сафина, Масленников, 2007] Исключение составлют богатые гидротермально-метасоматические халькопиритовые руды Сафьяновского месторождения, обломки которых в рудных брекчиях не обнаружены

Ш5ЖЗ

Сл>

ШВ\

Е2]2 ■а»

.........3 С-'Ч.,

ШШ 4

ВШ 5

ГтЛ 6 : 1

ет 13

Рис. 1. .Цитологические колонки рудоносной толщи Яман-Касинского медно-цинково-колчеданиого месторождения. Составлено автором с использованием материалов В. В. Масленникова.

1 - гравийные и псефитовые сульфидные брекчии; 2 - массивный серный колчедан с прожилками сфалерита и барита; 3 - переслаивание сульфидных песчаников и сульфидных алевролитов; 4 - переслаивание хлоритолитов и сульфидных песчаников; 5 - переслаивание госсанитов и сульфидных песчаников (ритмиты); 6 — обломки первично полулитифи-цированных госсанитов, 7 - хлоритолиты; 8 - обломки палеогидротермальных сульфидных труб; 9 - сульфидизированные вестиментиферы; 10 - отпечатки створок моллюсков; 11 -фрагменты гематит-кварцевых пород; 12 - дациты, частично дезинтегрированные, хлорити-зированные; 13 - глыбовые элювиальные медноколчеданные брекчии, сцементированные обломочным сфалерит-пиритовым цементом

Проксимальные турбидиты, образующие слои мощностью от 3-5 см до 0.3 м, характеризуются градационной слоистостью, специфическими механоглифами и отторженцами нижележащих сульфидных, яшмовых или пелитолитовых слоев в подошве рудных циклитов. В середине градационных слоев обнаружены типичные для турбидитов «ковры волочения» [Ботвинкина, 1974]. В гравийных среднеобломочных псаммитовых отложениях установлены разнообразные по внутреннему строению обломки, аналогичные тем, которые присутствуют в сульфидных брекчиях. Вместе с тем, в верхних более мелкообломочных частях сульфидных циклитов возрастает количество новообразованных минералов, соотношения минералов меняются с образованием асимметричной вертикальной минералогической зональности.

В нижней части большинства сульфидных циклитов из месторождения Яман-Касы (рис. 2) преобладают обломки зернистых агрегатов грубозональных кристаллов пирита, иногда с реликтовыми псевдоморф-ными апопирротиновыми структурами, фрагментами колломорфных марказит-пиритовых гидротермально-осадочных корок (пирит-1). Псев-

Рис. 2. Литограмма сульфидного циклита. Южная выклинка рудной залежи месторождения Яман-Касы (Обр. 7381-4).

I - литология; II - количество линий подсчета; III - гранулометрическая кривая. Д-Г - диагенетические и гидротермальные сульфидные обособления. Содержание сульфидных компонентов в отн. %

доморфозы пирита и марказита по пирротину - типичная черта оболочек труб как современных [Koski et al., 1988~\, так и древних [Масленникова, Масленников, 2007] «черных курильщиков». Реже встречаются мелкие халькопиритовые и сфалеритовые обломки каналов труб «черных курильщиков». Характерной особенностью обломков кристаллического гидротермального халькопирита (халькопирит-1) является присутствие включений теллуридов (алтаит, теллуровисмутит, гесит, штютцит, коло-радоит и и др.), сульфоарсенидов (леллингит, кобальтин) и самородного золота, что соответствует составу акцессорным минералам сульфидных труб «черных курильщиков» данного месторождения [Масленникова, Масленников, 2007]. Другая особенность гидротермального халькопирита — присутствие решетчатых структур изокубанит-халькопиритовых срастаний, характерных для современных «черных курильщиков». Обломкам гидротермального сфалерита (сфалерит-1) свойственна густая эмульсионная вкрапленность халькопирита. Все эти признаки, характерные для высокотемпературных сульфидов современных «черных курильщиков», встречены в гидротермальных рудах Яман-Касинского месторождения [Шадлун, 1992].

Обломки сфалерита-1 обрастают каемками бесцветного сфалерита-2, который также развивается и по трещинкам. С помощью травления установлено сдвойникованное строение новообразованного сфалерита. В других случаях обломки сфалерита замещается халькопиритом-2 (рис. 3 а). Наблюдаются признаки замещения обломков колломорфного, тонкодисперсного, фрамбоидального и грубозонального пирита агрегатами незональных кристаллов пирита-2 или халькопиритом-2 (рис. 3 б), и гораздо реже сфалеритом-2. В верхней части сульфидных циклитов пиритовые обломки почти полностью исчезают, их место занимают агрегаты или

I II III 1 ю um Рудокласты Халькопнрит-2/ иириг-1 0.S 1.0 1.5 2.0 2.5 1 ж .1 4 Гематит+ кварц 20 40 60 80

Сфалерит-1 0.5 1.0 1S 2.11 -Марказит, шяшт-1 5 10 15 20 25

шм 1 4 5 1 , s

i 4 5 6 7 8 ИР г

Рис. 3. Разновидности сульфидных обособлений в рудокластитах месторождения Яман-Касы.

а) замещение сфалерита-1 халькопи-ритом-2, а затем гематитом (3); б) псевдо-морфное замещение обломков колломорфно-го пирита-1 халькопиритом-2; в) эвгедраль-ные кристаллы пирита-2 с реликтами рудок-ластов. Черная точка - место анализа (ЛА-ИСП-МС).

Протравлено в конц. НЫОз. Отраженный свет

одиночные эвгедральные кристаллы пирита-2 (рис. 3 в). Зоны роста, характерные для гидротермального пирита-1, слагающего рудокласты [Иванов, 1950], в эвгедральных кристаллах не выявлены. В верхней части циклитов наиболее распространены псевдоморфозы халькопирита-2 и тонкодисперного гематита по пириту-1 и сфалериту-1, а также сегрегации новообразованного халькопирита-2. Отношение содержаний псевдо-морфного халькопирита к рудокластам пирита нередко в 5-10, а иногда в 30 раз увеличивается от подошвы к кровле циклитов.

В грубообломочной части проксимальных сульфидных турбидитов Сафьяновского месторождения, так же как и на Яман-Касинском месторождении, преобладают обломки гидротермальных руд, сложенные частично раскристаллизованными обломками агрегатов колломорфного, фрамбоидального, грубозонального пирита и марказита (пирит-1) (рис. 4а). В обломках халькопирита-1 встречаются микровключения гессита и глау-кодота, почти полностью замещенные тетраэдритом или теннантитом [.Масленникова. Масленников, 2007]. В составе обломков, сложенных сфалеритом-1, содержащим эмульсию халькопирита, угадываются гексагональные очертания параморфоз по гексагональным кристаллам вюртцита.

Новообразованные минералы, концентрирующиеся в кровле циклитов (рис. 5), представлены сфалеритом, сегрегациями фрамбоидального пирита и зернистого незонального пирита. Более крупные, чем рудокласты, пиритовые конкреции-2 распределены либо равномерно, либо ло-

Рис. 4. Разновидности сульфидных обособлений в рудокластитах Сафь-яновского месторождения.

а) обломок пирита с зональностью роста и каймой новообразованного пирита-2 (1); б) эвгедральный пирит-2 с включениями фрам-боидов-2. Протравлено в конц. НЖ)3; в) кайма новообразованного сфалерита-2 (1) вокруг обломка халькопирита-1. Отраженный свет

кализуются в кровле циклитов или в перекрывающих углеродистых пе-литолитах. Эвгедральные кристаллы пирита-2 содержат пойкилиты фрамбоидального пирита (рис. 4 б). Фрамбоиды пирита-2 образуют согласные со слоистостью линзовидные сегрегации или участвует в составе пиритовых конкреций. Каймы чистого от включений нерудного материала вокруг конкреции пирита свидетельствуют о собирательной перекристаллизации [Краснова, Петров, 1997] пиритовых масс, происходившей на стадии диагенеза [Япаскурт, 1999]. Рудокласты сфалерита или халькопирит обычно замещаются маложелезистым сфалеритом-2, в котором после травления в концентрированной НЫ03 выявляются двойники роста (рис. 4 в). Псевдоморфный сфалерит-2, образовавшийся по пириту, такого строения не имеет. Менее распространенный новообразованный халь-копирит-2 образует псевдоморфозы по тонкодисперсному апопирротино-вому пириту. Халькопирит несет признаки замещения сфалеритом кварцем, теннантитом, галенитом или энаргитом. При этом отношение суммы галенита, теннантита и энаргита к халькопириту возрастают по направлению к кровле циклита (рис. 5).

Дистальные тонкослоистые сульфидные отложения, в отличие от проксимальных, почти полностью утратили признаки турбидитов: вертикальная градация сульфидного обломочного материала в них отсутствует или проявлена не отчетливо. Самые тонкие сульфидные прослои,

о ^

сн о

Рис. 5. Литологические колонки сульфидного циклита с южной вык-линки Сафьяновского месторождения (Обр. СафОб-врЬ).

I - количество линий подсчета; II - литология; III - гранулометрическая кривая. Содержание сульфидных компонентов в отн. %. Г, Д - количество гидротермальных и диа-генетических сульфидных обособлений

залегающие среди яшм (Яман-Касинское месторождение), сложены преимущественно сегрегациями халькопирита-2. На южной выклинке Сафьяновского месторождения среди дистальных отложений установлены существенно пиритовые, баритовые и сфалеритовые разновидности. Значительная их удаленность от рудоподводящих каналов и зон гидротермальной проработки является одним из аргументов, против их гидротер-мально-метасоматического происхождения.

В сфалерите-2, слагающем эти образования, после травления в парах царской водки выявляются четкие полисинтетические двойники. Радиальное распределение новообразованных кристаллов сфалерита в каймах вокруг обломков сфалерита и халькопирита свидетельствуют о ростовой, а не о динамометаморфической природе двойников [Сафина, 2007]. Этот вывод также подтверждается отсутствием рассланцевания и изменений в сосуществующих с тонкослоистыми отложениями гиалокла-стогенных песчаников и пелитолитов.

Минеральные ассоциации, установленные в сульфидных дистальных отложениях Яман-Касинского и Сафьяновского месторождений, отличаются от таковых в гидротермальных рудах и сульфидных брекчиях [Сафина. Масленников, 2007].

I II III 0.1 1 10 100 Пирит -1 Пирит -2

Обломки 5 15 25 35 Кристаллы 1 4 6 8 Конкреции № 20 Фрамбоиды 0.1 0.6 1.0

т н >

5_ 6 7 8 9 йв

1 ]

I II III 0.1 1 0 100 Сфаяернт-2 / Сфалерит I 5 10 15 . Галегшт-Геннантит-г Эиаргпт/Халь Копиоит-2 2 4 6 8 Д/Г 2 4 6 8 Нерудное вещество 40 60 80

1 4 шш шш 1 н

5 Т ¥ 9 / | <

Рис. 6. Основные зависимости в распределении сульфидных обособлений в рудокластитах Яман-Касин-ского (а) и Сафьяновского (б) месторождений.

Д - новообразованные минералы

В них исчезают теллуриды и сульфоарсениды, появляются галенит, тетраэдрит, теннантит, энаргит и самородное золото.

Количественная оценка содержания гидротермальных и диагенетических минералов в различных гранулометрических типах рудокластитов показывает обычно увеличение доли новообразованных минералов от 5 до 50 % и более в ряду: сульфидные брекчии—»сульфидные песчаники—»сульфидные алевролиты. Это увязывается с увеличением удельной поверхности реакционно-активных сульфидов при уменьшении крупности обособлений слагающих осадки [Сафнна, Масленников, 2005]. Так, например, при возрастании размера сульфидных частичек с 10 до 100 мкм скорость растворения любого сульфидного и сульфатного материала уменьшается примерно в 10 раз \Feely е/ а1, 1987; Лисицын и др., 1990].

Для отложений гравитационных потоков, к которым относятся изученные автором рудокластиты, установлена корреляция крупности обломочного материала с мощностью слоев [Романовский, 1985]. Это позволяет использовать мощность слоев как количественный показатель, отражающий литологические характеристики рудокластитов. На рис. 6 показаны примеры обратной корреляции мощности слоев рудокластитов и относительного количества в них сфалерита-2 (Сафьяновское) и халькопирита-2 (Яман-Касы), что является еще одним аргументом в пользу литолого-фациального (гранулометрического) контроля процессов придонного преобразования большинства рудокластитов изучаемых месторождений.

Таким образом, зависимость степени преобразования от гранулометрии рудокластического материала позволяют автору рассматривать асимметричную зональность циклитов как важный признак диагенеза нелитифицированных обломочных сульфидных отложений.

Сфалерит Д / Рудокласты

Положение 2. Установлена зависимость минерального состава сульфидных диагенитов от исходного состава рудокластитов и примесных осадков, компоненты которых регулировали кислотно-основные и окислительно-восстановительные условия диагенеза.

История формирования дистальных тонкослоистых отложений включает следующие процессы минералообразования 1) седиментогенез обломочного материала, 2) гальмиролиз, 3) диагенез Рост новообразованных пирита, халькопирита и сфалерита происходил при небольшом пересыщении минералообразующего раствора [Краснова, Петров, 1997, Листова, Бондаренко, 1969], при растворении мелкообломочного сульфидного материала [.Масленников, 1999]

На колчеданных месторождениях Урала и других колчеданонос-ных регионов выявлены разнообразные по составу продукты диагенети-ческого преобразования сульфидных отложений (диагениты), среди которых наиболее распространены халькопиритовые, сфалеритовые и пиритовые, гораздо реже встречаются баритовые, теннантитовые, борнито-вые или галенитовые [.Масленников, 2006] В том случае, когда различные по составу слои диагенитов имеют одинаковую мощность, гранулометрический фактор как причина различного минерального состава может быть исключен Очевидно, на минеральный состав диагенитов в этом случае влияют другие факторы

Диагенез может осуществляться в относительно более восстановительных условиях (в присутствии органического вещества) и окислительных Первый случай реализован на Сафьяновском месторождении Здесь наиболее распространены три различных по составу разновидности диагенитов пиритовые, сфалеритовые и баритовые Первые ассоциируют с сульфидными брекчиями, сложенными марказит-пиритовыми обломками, вторые и третьи - барит-сфалеритовыми и сфалеритовыми брекчиями, содержащими незначительную примесь рудокластов халькопиригового, пиритового и марказитового состава На Яман-Касинском месторождении преобладают пирит-халькопиритовые и халькопиритовые диагениты, ассоциирующие с марказит-сфалерит-халькопирит-пиритовыми брекчиями

Обобщение опубликованных материалов показывает, что аналогичные зависимости состава диагенитов от состава ассоциирующих с ними рудокластитов намечаются и для колчеданных месторождений, относящихся к различным рудно-формационным типам На месторождениях Кипрского типа пиритовые брекчии, содержащие редкую вкрапленность халькопирита, сменяются диагенитами, сложенными эвгедральны-ми кристаллами пирита (Летнее, Зимнее на Урале, Скуриотисса на Кипре) На месторождениях типа Куроко (Валенторское и Александринское на Урале, Артемьевское на Рудном Алтае, Митсумине и другие в Японии), напротив, халькопиритовые диагениты ассоциируют со сфалерит-халькопиритовыми брекчиями, баритовые и сфалеритовые с барит-

сфалеритовыми брекчиями, содержащими незначительную примесь пирита и халькопирита Промежуточное положение занимают месторождения Уральского типа (Комсомольское, Сибайское, Учалинское), сульфидные диагениты на которых представлены халькопирит-пиритовыми и пирит-халькопиритовыми разновидностями, ассоциирующими со сфалерит-халькопирит-пиритовыми брекчиями

Установленная зависимость может быть объяснена с позиции теории гальмиролиза [.Масленников, 1999] кислотно-основных взаимодействий при субмаринном гипергенезе обломочных сульфидных отложений

На Сафьяновском месторождении гальмиролиз преимущественно пиритовых рудокластитов приводил к нарастанию кислотности иловых растворов и, соответственно, к полному растворению сульфидов, неустойчивых при низких рН (сфалерит, халькопирит, галенит) и концентрированию новообразованного пирита-2 на стадии кислотного восстановительного диагенеза Напротив, при гальмиролизе барит-сфалеритовых рудокластитов, содержащих небольшое количество халькопиритовых и пиритовых рудокластов, нейтрализация кислых растворов, образовавшихся при окислении пирита, происходила за счет растворения сфалерита Формирование сульфидов происходило в условиях субщелочного восстановительного диагенеза и приводило к концентрации сфалерита-2, галенита и других сульфидов, устойчивых в этих условиях Полное растворение сульфидов с выносом бария из нерудного матрикса приводило к концентрированию барита и формированию баритовых диагенитов На Яман-Касинском месторождении гальмиролиз и восстановительный диагенез, по-видимому, происходил в промежуточных условиях близких к слабокислым или нейтральным, что и приводило к концентрации равновесного с ними халькопирита-2 Полученные выводы подтверждаются проведенными Г А Третьяковым термодинамическими расчетами взаимодействия различных смесей сульфидов с морской водой по специально адаптированной программе Селектор

С другой стороны, минералогические особенности сульфидных диагенитов коррелируют с составом примесных осадков, содержания которых могут достигать 50-60 % Минералогической особенностью тонкообломочных сульфидно-яшмовых отложений является широкое развитие псевдо-морфного халькопирита-2, замещающего обломки пирита и сфалерита на Яман-Касинском месторождении Халькопирит-гематитовая ассоциация при отсутствии сфалерита - характерная черта сульфидно-яшмовых слоистых руд, впервые подмечена Н С Скрипченко [1972] на Комсомольском (Урал) и Урупском (Кавказ) месторождениях Ассоциация яшм с пирит-халькопиритовыми диагенитами установлена автором при изучении коллекций Института минералогии УрО РАН с месторождений Кутлулар (Турция), Сибайского, Учалинского, Молодежного и других уральских месторождений Согласно микроскопическим наблюдениям, продукты

окислительного гальмиролиза или раннего диагенеза рудокластитов, имеют ту же последовательность минералообразования, что и сульфидные пески современных сульфидоносных гидротермальных полей (ТАГ и Брокен-Спур, Атлантика) рудокласты, сложенные колломорфным и грубозональ-ным пиритом, обычно замещаются халькопиритом и гидрогематитом Гораздо реже встречается сфалерит, отличающийся от обломков сфалерита полисинтетическим двойникованием Причина ассоциации гидрогематита и халькопирита может быть связана с переходом от кислых к субщелочным условиям (при раннем диагенезе), благоприятным для формирования этих минералов В субщелочных окислительных средах, электродный потенциал халькопирита (0 39), должен быть, выше, чем у пирита (0 25) [Свешников, 1967] Это и способствовало процессам замещения пирита халькопиритом в поверхностном слое осадка Яман-Касинского и других колчеданных месторождений принадлежащих вулканогенно-яшмовой ассоциации

Ассоциация рудокластов пирита, сфалерита и халькопирита с углеродистыми пелитолитами (Сорг - 0 39 %) на Сафьяновском месторождении свидетельствует о возможности участия органического вещества в процессах диагенеза В этих отложениях, по сравнению с сульфидно-яшмовыми, появляется новообразованный фрамбовдальный пирит, пиритовые конкреции, сегрегации сдвойникованного сфалерита-2 в ассоциации с энаргитом, галенитом, теннантитом, борнитом и баритом Гораздо реже сохраняется халькопирит [Сафина, 2007] Ассоциация фрам-боидов пирита, пиритовых конкреции и сфалерита — характерная черта свинцово-цинковых стратиформных месторождений, залегающих в чер-носланцевых толщах [Скрипченко, 1972], а также фоновых углеродистых отложений [Юдович, 2000]

Таким образом, установленная на Яман-Касинском и Сафьяновском месторождениях зависимость минерального состава диагенитов от исходного состава рудокластитов и примесных фоновых осадков, может быть объяснена с позиции теории кислотно-основных и окислительно-восстановительных взаимодействий при гальмиролизе и диагенезе обломочных сульфидных отложений

Положение 3. Каждая разновидность сульфидов в изученных рудокластитах характеризуется своими концентрациями и соотношениями элементов-примесей, отражающими отличия в способах и условиях гидротермального и диагенетического минералообразования. Содержания элементов-примесей уменьшаются в продуктах диагенетической раскристаллизации, наследуются в диаге-нетических псевдоморфозах и при определенных условиях остаются высокими в сегрегациях и конкрециях.

Для оценки влияния диагенеза на дифференциацию элементов-примесей в обломочных сульфидных отложениях Яман-Касинского и Сафьяновского месторождений проведена статистическая обработка ЛА-

ИСП-МС данных по разновидностям пирита, халькопирита и сфалерита Установлено, что каждая разновидность сульфидов характеризуются своими концентрациями элементов-примесей [Сафина, Масленников, 2007]

Пирит. Содержания большинства элементов-примесей убывают в ряду колломорфный-псевдоморфный-фрамбоидальный-субгедральный -эвгедральный пирит (табл 1)

Колломорфный пирит-1, встречающийся в виде обломков гидротермально-осадочных корок, труб, диффузоров и оруденелой фауны, характеризуется аномальными содержаниями и вариациями большинства изученных элементов-примесей Мл, Со, №, Аи, А§, РЬ, Т1, Ва, V, и, иногда Те Их концентрация в колломорфном пирите обусловлена быстрым охлаждением высокотемпературных гидротермальных флюидов при смешении их с морской водой и массовым (почти мгновенным) отложением большинства гидротермальных компонентов Нередко в колломорфном пирите отмечаются аномальные для месторождений концентрации V и и Можно предполагать, что эти элементы поступали из морской воды и концентрировались на восстановительном барьере на поверхности окисляющихся сульфидов, также как это происходит на поверхности труб современных «черных курильщиков» \Bulter, ЫеяЬм, 1999]

Обломки апопирротиновых агрегатов пирита и марказита-1, являются второй разновидностью, по концентрациям элементов-примесей [Масленников и др ,2005] Псевдоморфозы пирита и марказита по пирротину обычно образуются в оболочке и каналах палеогидротермальных труб «черных курильщиков» Сафьяновского и Яман-Касинского месторождений [Масленников, 2006, Масленникова, Масленников, 2007] Они наследуют элементы-примеси, характерные для этого минерала Со, N1, Аб, Ag, Аи В некоторых случаях отмечаются относительно высокие содержания и, V и Ва вероятно обусловленные поступлением из морской воды при окислении пирротина и замещении его дисульфидами железа

Фрамбоидальный пирит, встречающийся как в виде обломков (Яман-Касы, Сафьяновское), так и виде сегрегаций (Сафьяновское), почти не отличается по содержаниям элементов-примесей, поскольку в обоих случаях имеет диагенетическое происхождение (ранний и поздний диагенез) В отличие от рудокластов фрамбоидального пирита-1, содержания элементов-примесей в изученных образцах являются аномально высокими, в некоторых случаях не уступающими таковым в обломках колломорфного и апопирротинового пирита Все это указывает на то, что фрамбоидальный пирит-2 наследует повышенные концентрации элементов-примесей, поступавших при растворении исходных гидротермальных сульфидов

Для фрамбоидов пирита-2 наиболее типичной является ассоциация (А§-Мп-гп), которая тесно ассоциирует с и Исходя из анализа статистических данных, во фрамбоидах пирита сосредоточены максималь-

Средние содержания элементов-примесей в сульфидах из рудокластитов месторождения Яман-Касы (г/т)

П/п N V , Мп Со № ве Си гп Аз Мо Аг вп вь Те Ва Аи Т1 РЬ В1 и

Пирит

1 19 10 2271 56 164 19 5 1251 3802 1148 14 7 902 34 743 2 77 17 3 66 88 3058 08 011

2 15 53 6 1139 194 104 Но 6365 8 11511 24687 182 322 23 5 603 7 10 198 324 10 5 7335 3 718 0 02

3 17 71 5474 52 13 4 47 4841 8944 7182 121 400 14 259 3 220 52 12 105 885 8 32 0 02

4 8 11 196 66 17 5 08 1428 712 9 7384 164 49 8 08 1108 27 28 0 39 72 1420 0 03 024

5 14 05 60 6 01 02 499 165 3221 868 5 40 24 08 254 1 1 085 0 07 370 262 001 0002

Халькопирит

п/п N V Мп Со № ве Ре га Аз Мо Ag вп вь Те Ва Аи Т1 РЬ В| и

6 17 178 9 27 78 3 14 951 303166 7 76497 344 04 626 147 201 540 38 036 016 707 9 14 39 0 02

7 46 23 7 673 7 649 340 43 9 2975714 30142 3599 44 91 1 326 127 6 535 1 5 85 8 57 65 2107 8 2302 01

Сфалерит

п/п N V Мп Со N1 !3е Хм С<1 Ав Мо вп БЬ Те Ва Аи Т\ РЬ 61 и

8 7 48 400 52 125 39 589812 5 11015 3112 29 228 12 3817 6492 804 16 6 25 09 3982 1 15 5 004

9 12 047 46 004 015 112 651200 1192 7 247 006 167 78 78 819 82 01 031 012 245 7 035 0 01

Примечание 1 - рудокласты колломорфного пирита-1, 2 - рудокласты псевдоморфного апопирротинового пирита-1, 3 -рудокласты фрамбоидального пирита-1, 4 - рудокласты кристаллического пирита-1, 5 - эвгедральные кристаллы пирита-2, 6 -рудокласты халькопирита-1, 7 - псевдоморфный халькопирит-2, 8 - рудокласты сфалерита-1, 9 - диагенетический сфалерит-2 N - количество анализов

Анализы выполнены В В Масленниковым С П Масленниковой в Центре по изучению рудных месторождений (Университет Тасмании Австралия)

ные содержания этого элемента (11 г/т) при высоких концентрациях V (30 63 г/т) [Сафина, Масленников, 2007] Тогда как в конкрециях и эвгедральных кристаллах пирита содержания U и V составляют (в г/т) 0 04, 1 5 и 0 05, 6 57, соответственно В особую группу объединены элементы-примеси, отражающие низкотемпературные условия формирования фрамбоидов пирита (Ba-Mo-Ti-V-Ni)

Реликтовые обломки агрегатов зернистого пирита-1 (субгедраль-ного, ангедрального и эвгедрального) пирита и марказита, образовавшихся при гидротермальной перекристаллизации колломорфного пирита, отличаются от исходного материала более низкими содержаниями элементов-примесей. Исключение составляет Т1, а также Bi, Со, Те, иногда Se и Ni

Предполагается, что концентрация Т1 в марказите обусловлена его изоморфным вхождением [Справочник , 1988] Повышенные содержания Те и Bi в зернистом пирите, связаны с микровключениями теллуро-висмутита или висмутсодержащего галенита Высокие содержания Со в пирите могут быть обусловлены изоморфным вхождением в структуру в Т - /S2 области устойчивости катьерита (CoS2) [Еремин, 1983] Изоморфное вхождение Se в структуру пирита при высоких температурах возможно в широком диапазоне фугитивности серы, селена и кислорода [Simonetal, 1996]

Эвгедральные биогенетические кристаллы пирита-2 на 1-2 порядка беднее элементами-примесями по сравнению с рудокластами, сложенными грубозональным зернистым пиритом Обеднение диагене-тического пирита рассеянными элементами происходило неравномерно Так, новообразованный пирит иногда обогащен Со и Ti В некоторых случаях это связано с включениями вулканогенного матрикса Повышенные содержания рудных элементов могут быть связаны с реликтовыми включениями колломорфного или фрамбоидального пирита, халькопиритом, сфалеритом, галенитом, теннантитом

Конкреции пирита-2 (Сафьяновское месторождение), являющиеся в большинстве случаев позднедиагенетическими, иногда содержат повышенные количества элементов-примесей, характерных для колчеданных руд (табл 2) Это обусловлено присутствием многочисленных включений раннедиагенетического фрамбоидального или реликтового апопирротинового пирита В значительном количестве в тонкозернистых конкрециях присутствуют Со, Ni, Bi, U и V Высокие содержания Си, Zn, Ag, Au, Pb связаны с включениями галенита, теннантита, энарги-та или халькопирита Относительно гидротермального пирита из оторочки палеогидротермальных труб «черных курильщиков» фрамбоиды и конкреции пирита в сульфидно-углеродистых слойках накапливают Ni, V и U Содержания элементов-примесей в зернистых агрегатах, лишенных таких включений, гораздо ниже Для некоторых конкреций отмечаются повы-

Средние содержания элементов-примесей в сульфидах из рудокластитов Сафьяновского месторождения (г/т)

П/п N V Мп Со № ве Си Ъл Ав Мо Ав 1_!8п 1_ вь Те Ва Аи Т1 РЬ В1 и

Пирит

1 12 503 1614 1181 3827 42 10920 1031 1837 96 1904 33 3 033 475 5 826 23 72 231 301 779 8 1833 007

2 16 15 2838 9548 5542 73 7 727 46 48782 10622 1007 169 026 824 259 14 57 0 57 62 3363 599 004

3 6 3063 133 87 3086 163 3 448 3525 3 1003 45 10897 163 8 1049 061 3182 80 3009 279 263 1049 3 3534 1 1

4 7 657 3547 24331 2514 100 5235 9 41104 86052 162 1845 129 84 378 0 2202 085 413 1849 2 2171 005

п/п N V Мп Со № ве Ре Ъа Аз Мо Ав вп БЬ Те Ва Аи Т1 РЬ В1 и

Халькопирит

5 8 109 325 24 05 072 1094 295260 81139 14246 7835 1287 792 292 2206 20 057 148 8010 8 6517 003

6 21 85 58 225 126 1334 316500 8385 6631 40 323 418 882 19 662 12 23 1721 118 03

п/п N V Мп Со N1 ве са Ъа Ая Мо Ав 8п вь Те Ва Аи Т1 РЬ В1 и

Сфалерит

7 7 0005 012 043 006 1442 38494 582000 17 8 22 69 6 2303 53 5 65 007 01 052 1124 5 214 0002

8 7 07 07 01 02 598 37666 660167 359 09 202 1467 346 03 014 002 002 291 07 0002

Примечание 1 - рудокласты зонального пирита-1, 2 - эвгедральные кристаллы пирита-2, 3 - фрамбоиды-2, 4 - конкреции пирита-2, 5 - рудокласты халькопирита-1, 6 - псевдоморфный халькопирит-2, 7 - рудокласты сфалерита-1, 8 - диагенети-ческий сфалерит-2 N - количество анализов

Анализы выполнены В В Масленниковым, С П Масленниковой в Центре по изучению рудных месторождений (Университет Тасмании Австралия)

шенные содержания Со, Сг, N1, коррелирующие с высоким содержаниями Т1 (табл 2), что объясняется присутствием включений глинистого аповул-канического материала, в котором росла конкреция

Диагенетические разновидности пирита отличаются по группам элементов-примесей Так, в эвгедральном кристаллическом пирите-2 Сафьяновского месторождения самый высокий коэффициент корреляции обнаружен в группе (Мп-БЬ-Ав-Аи-ТЬСи), связанной непосредственно с пиритом Положительные корреляционные связи между Те и В1 с Бе указывает на ассоциацию, характерную для псевдоморфного апопирротинового пирита из каналов палеогидротермальных труб «черных курильщиков» [Масленникова, Масленников, 2007] В конкрециях пирита-2 выявлены сходные с эвгедральным пиритом ассоциации элементов-примесей Наиболее значимые корреляционные зависимости установлены для (Те-ВьБе-Со) ассоциации характерной для апопирротинового пирита, присутствующего в виде реликтовых включений в новообразованном кристаллическом пирите Отчетливо выделяются группы элементов, связанные с сульфидами реликтовыми включениями сфалерита (гп-ТГ-Мо), непосредственно с пиритом (Мп-Аз-Т1), блеклыми рудами или сульфосолями (БЬ-Аи-Зп-Си), галенитом (№-РЬ-А£), а также с нерудным материалом (ТьВа-У-Сг)

Халькопирит. Обломки крустификационного халькопирита-1 характеризуются аномальными содержаниями Бе (до 95 1 г/т) и Бп (14 7 г/т), которые обычно считаются изоморфными индикаторами высоких температур формирования этого минерала \Hanmngton ег а1, 1999, На1ЬасИ et а1, 2003] Содержания других элементов-примесей в крупнозернистом гидротермальном крустификационном халькопирите обычно пониженные (см табл 1) Мелкозернистые агрегаты халькопирита-1 характеризуются максимальными вариациями значений, что связано с микровключениями теллуридов (В1, Со, РЬ, Нц, Ag, Аи, Те) и сульфоарсенидов (Со, Аэ), осаждавшихся при среднетемпературных условиях минералообразования [Масленникова, Масленников, 2007] Гораздо меньший вклад в увеличение содержаний элементов-примесей (РЬ, Аэ, БЬ, В1), дают более поздние блеклые руды, мышьяковые сульфосоли серебра и свинца, а также галенит и самородное золото Крайне низкие содержания отмечаются дня Мл, Т1, N1, Ва — типичных элементов низкотемпературной ассоциации

В отличие от обломков гидротермального халькопирита-1 в псев-доморфном биогенетическом халькопирите-2, заместившем обломки колломорфного и тонкодисперсного пирита, кроме аномальных концентраций Ац, Аи и Со, наследуются высокие содержания Мп, Т1, Аэ и других элементов - примесей, характеризующих низкотемпературные гидротермально-осадочные ассоциации (рис 7) При этом содержания эле-ментов-высоко- и среднетемпературной ассоциации (Бе, В1, Яп, Те) остаются низкими (см табл 1)

10010.

^ Л*

0.01 0.001

10 100 1000 10000

^ '—^ Я □ □

ФУ

10 100 1000 10000 1000000

01 О 2 3 #4

Рис. 7. Основные зависимости в распределении элементов-примесей в различных типах халькопирита Яман-Касинского (А, В) и Сафьяновского (Б, Г) месторождений.

1 - рудокласты колломорфного пирита-1, 2 - халькопирит-1 из труб «черных курильщиков», 3 — псевдоморфный халькопирит-2, 4 — гидротермально-метасоматический халькопирит-2

10" 10° 10 Мп*Ре*Си*С<1

10» 10" Мп*Ре*Си*Сс)

► 2 ♦ 3

Рис. 8. Основные зависимости в распределении элементов-примесей в различных типах сфалерита месторождения Яман-Касы (А) и Сафьяновское (Б).

1 — рудокласты сфалерита-1, 2 — псевдоморфный-2, 3 - из инкрустации палеогидро-термальной трубы «черного курильщика», 4 - сдвойникованные каймы сфалерита-2

Диагенетические псевдоморфозы и сегрегации халькопирита-2 (Яман-Касы), часть из которьпс образовалась на месте растворения ру-доьсластов крустификационного халькопирита, сфалерита и зернистого пирита, во-многом наследуют содержания исходных элементов-примесей Так в халькопирите-2, также как и в сфалерите-2 отмечены относительно высокие содержания Мп, Т1, N1 и, иногда, Со — элементов, более характерных для пирита и марказита

Локальные секущие и послойные прожилки халькопирита-3, возникшие, вероятно, в стадию катагенеза после литификации сульфидного осадка, характеризуются крайне низкими содержаниями всех элементов-примесей

Сфалерит. Содержания большинства элементов-примесей в сфалерите Яман-Касинского месторождения на порядок выше, чем на Сафь-яновском месторождении Однако, в поведении элементов—примесей установлены сходные черты

Обломки крустификационного сфалерита-1, обычно содержащего эмульсию халькопирита, характеризуются значительными вариациями и высокими содержаниями Бе, Си, Мп, Сс1, а также других элементов-примесей, таких как Со, Аи, А§, Бе и Те (рис 8)

Диагенетический сфалерит-2, сложенный двойниками, теряет, по сравнению со сфалеритом-1, значительное количество Бе, Си, Со, Мп, Аи, Ag, Аб, БЬ и РЬ Исключение составляют V, иногда Бп (Яман-Касы), содержания которых существенно не меняются, а и иногда выше, чем в исходном сфалерите (см табл 1, 2)

Псевдоморфный диагенетический сфалерит-2, образовавшийся при замещении обломков колломорфного пирита (Яман-Касы), содержит гораздо больше Ре и Мп, Аи, и Аб по сравнению со сдвойникованны-ми каймами новообразованного сфалерита По-видимому, часть Бе и Мп наследуется из колломорфного пирита, также как и другие элементы-примеси Т1, N1 (см рис 8) Однако, по содержаниям Бп и С<1 он уступает как сфалериту-1, так и маложелезистому сфалериту-2 Псевдоморфный сфалерит-2 особенно хорошо отличается от сфалерита-1 по пониженным содержаниям Те — типичного элемента высоко- и среднетемпе-ратурной ассоциации

Таким образом, установлено, что концентрации и соотношения элементов-примесей различаются для каждой разновидности сульфидов Очевидно, диагенез участвовал в дифференциации элементов-примесей, приводя к обеднению одними и относительному обогащению другими Однако, наиболее ярко проявилось наследование псевдоморфными продуктами диагенеза большинства элементов-примесей, характерных для исходных рудокластов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в результате проведенных рудно-фациальных, минералогических и геохимических исследований изучен состав и продукты преобразования обломочных сульфидных отложений Яман-Касинского и Сафьяновского медно-цинково-колчеданных месторождений Урала Установлено, что обломочные руды этих месторождений сложены разнообразными по составу обломками труб «черных» и «белых курильщиков», диффузоров, гидротермальных корок, оруденелой фауны и массивных колчеданных руд Наряду с этим, выявлены новообразованные сульфиды, сульфосоли, барит и гематит, занимающие закономерное положение в латеральных рядах рудокластической фации и сульфидных циклитах Зависимость степени придонного преобразования рудокласти-ческих отложений зависит от гранулометрического состава рудокласти-тов, а также асимметричная минералогическая зональность сульфидных циклитов рассматриваются автором как важные литологические признаки участия диагенеза в процессах преобразования обломочных сульфидных осадков в нелитифицированном состоянии

Установлено, что состав диагенетических сульфидов во многом определяется исходным составом рудокластитов, определявшим кислотно-основные и окислительно-восстановительные условия гальмиролиза и диагенеза Показано, что в сульфидных диагенитах происходило относительное нарастание новообразованных минералов, одноименных с исходными, растворение которых повлияло на доминирование определенных условий придонного преобразования обломочного сульфидного осадка Показана зависимость состава сульфидных диагенитов от состава примесного осадочного материала

На основе применения локальных минералогических и геохимических методов исследования сульфидов (ЛА-ИСП-МС) определены особенности поведения элементов-примесей при преобразовании рудокластитов Показано, что процессы диагенетической раскристаллизации сульфидов также, как и гидротермального и метаморфического преобразования, приводят к уменьшению концентраций элементов-примесей Диагенетические псевдоморфозы, как правило, наследуют спектр и концентрации большинства химических элементов, характерных для исходных рудокластов В диагенетических сегрегациях и конкрециях при определенных условиях концентрации элементов-примесей остаются высокими за счет микровключений исходных минералов и поступления из иловых вод на наиболее ранней стадии диагенеза

Список научных изданий автора, включенных в ведущие рецензируемые научные журналы и издания, определенные Высшей аттестационной комиссией

Сафина Н. П., Масленников В В Состав и продукты придонного преобразования обломочных сульфидных отложений в рудных залежах Яман-Касинского и Сафьяновского колчеданных месторождений Урала // Литосфера 2007 №2 С 130-140 (вклад автора60 %)

Основные публикации автора по теме диссертации

Голушко (Сафина) Н. П. Особенности строения и состава ритмично-слоистого горизонта южного фланга месторождения Яман-Касы // Металлогения древних и современных океанов-2000 Открытие, оценка, освоение месторождений Миасс ИМинУрО РАН, 2000 С 136-139

Сафина Н. П. Минеральный состав сульфидных песчаников месторождения Яман-Касы (Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов-2001 История месторождений и эволюция рудообразования Миасс ИМин УрО РАН, 2001 С 177-182

Yonas Р, Buschmann В, Maslennikov V V, Safina N.P. Sulfide turbidites related to destraction of volcanic-hosted massive sulfide mounds - Examples from the Silurian Yaman-Kasy deposite (South Urals) // Abstract of Sediment Yena, Germany, 2001 V 19, P 56 (вклад автора 20 %)

Сафина H П. Сравнительная характеристика тонкообломочных рудокла-стических отложений, преобразованных в условиях восстановительного и окислительного диагенеза (на примере Яман-Касинского и Сафьяновского месторождений)//Топорковские чтения Рудный, 2004 С 108-118

Сафина Н. П. Сульфидные песчаники - поисковый признак современных и древних колчеданных месторождений // Новые направления и методы поисков месторождений полезных ископаемых Челябинск, 2004 С 97-100

Сафина Н. П Оценка влияния литологических факторов на минералого-геохимические особенности рудокластических отложений Урала // Металлогения древних и современных океанов-2005 Формирование месторождений на разновозрастных океанических окраинах Миасс ИМин УрО РАН, 2005 TIC 187— 192

Масленников В В, Сафина Н П., Масленникова С П, Данюшев-ский Л В , Р Ларж // Минералого-геохимические особенности компонентов сульфидных песчаников колчеданных месторождений Урала // Уральский минералогический сборник № 13 Миасс ИМин УрО РАН, 2005 С 156-176 (вклад автора 30 %)

Сафина Н. П., Масленников В В Признаки придонного преобразования сульфидных песчаников Сафьяновского медноколчеданного месторождения (Средний Урала) // Рудные месторождения Вопросы происхождения и эволюции Материалы IV Уральского металлогенического совещания Миасс ИМин УрО РАН, 2005 С 103-106 (вклад автора 60 %)

Аюпова Н Р , Масленников В В , Сафина Н П., Богданов Ю А Fe-Si образования в металлоносных отложениях древних и современных океанов //

XVI Международная школа морской геологии Москва, 2005 Т 1 С 306-307 (вклад автора 20 %)

Maslennikov V V, Bogdanov Yu А, Lein A Yu, Safina N. P Alteration of ancient and modern clastic sulfide deposits // Minerals of the ocean-3 Future developments International conference St Petersburg, VNIIOceanology, 2006 P 93-94 (вклад автора 25 %)

Maslennikov V V, Herrington R J, Zaykov V V, Belogub E V, Safina N P. Ore facies and lithogenesis of massive sulphide deposits of the Middle and North Urals // Field trip guidebook 12 th Quadrennial IAGOD Symposium «Understanding the genesis of ore deposits to meet the demands of the 21 th century» Moscow, 2006 P 65-90 (вклад автора 20 %)

Сафина H П Диагенетические преобразования кластогенных руд сульфидных построек месторождений Сафьяновское и Яман-Касы // Металлогения древних и современных океанов-2006 Условия рудообразования Миасс ИМин УрО РАН, 2006 С 125-130

Сафина Н. П. Кластогенные руды Сафьяновского медно-цинково-колчеданного месторождения (Средний Урал) // Металлогения древних и современных океанов-2007 Гидротермальные и гипергенные рудоносные системы Миасс ИМин УрО РАН, 2007 С 176-184

Сафина Н П, Масленников В' В Минералого-геохимические особенности продуктов придонного преобразования обломочных сульфидных руд (на примере Яман-Касинского и Сафьяновского колчеданных месторождений, Урал) // Эндогенное оруденение в подвижных поясах (XIII Чтения памяти А Н Зава-, рицкого) Екатеринбург ИГиГ УрО РАН, 2007 С 222-226 (вклад автора 60 %)

ЛР № 020 764 от 24 04 98 г Подписано к печати 11 10 07 Формат 60x84'/16 Бумага офсетная Гарнитура журнальная Уч-изд л 08 Тираж 150 экз Заказ № 9 Отпечатано в информационно-издательской группе Ильменского государственного заповедника УрО РАН

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Сафина, Наталья Павловна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОСТАВ И СТРОЕНИЕ РУДОКЛАСТИЧЕСКИХ ПАЧЕК ЯМАН- 10 КАСИНСКОГО И САФЬЯНОВСКОГО КОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

1.1. Геологическое строение месторождения Яман-Касы 12 1.1.1. Состав и строение рудокластических пачек

1.2. Геологическое строение Сафьяновского месторождения 38 1.2.1. Состав и строение рудокластических пачек

Глава 2. МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ РУДОКЛАСТИТОВ

2.1. Разновидности компонентов в древних сульфидных постройках

2.1.1. Сульфиды

2.1.2. Теллуриды и сульфотеллуриды

2.1.3. Самородные элементы

2.1.4. Сульфосоли

2.1.5. Сульфоарсениды

2.1.6. Оксиды

2.1.7. Силикаты

2.1.8. Сульфаты

2.2. Разновидности компонентов в современных сульфидных постройках

2.3. Зависимость минерального состава сульфидных диагенитов от гранулометрии и 108 мощности кластогенных циклитов

2.3.1. Месторождение Яман-Касы

2.3.2. Месторождение Сафьяновское

Глава 3. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ

И ДИАГЕНЕТИЧЕСКИХ МИНЕРАЛОВ

3.1. Геохимическая характеристика рудокластитов

3.1.2. Месторождение Яман-Касы

3.1.3. Месторождение Сафьяновское

3.2. Типохимизм сульфидов

3.2.1. Пирит

3.2.2. Халькопирит

3.2.3. Сфалерит

3.2.4. Ассоциации химических элементов

Глава 4. МОДЕЛЬ ДИАГЕНЕТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

РУДОКЛАСТИТОВ ЯМАН-КАСИНСКОГО И САФЬЯНОВСКОГО КОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

4.1. Окислительный диагенез

4.2. Восстановительный диагенез

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Состав и продукты преобразования обломочных сульфидных отложений Яман-Касинского и Сафьяновского медно-цинково-колчеданных месторождений Урала"

За более чем полувековой период изучению генезиса обломочных руд Урала и других регионов были посвящены многочисленные работы, обзор которых приводился ранее [Продукты разрушения., 1991].

Наиболее разработанной к настоящему времени является модель эрозионного образования обломковидных сульфидных обособлений. Основоположники данного направления В.П. Логинов и И.В. Ленных считали большинство рудных и пиритоносных обособлений гальками руд и метасоматитов, возникших при длительном размыве колчеданных залежей в послерудный период [Логинов, 1956; Ленных, 1959]. И.В. Ленных при изучении Сибайского месторождения выделил новый генетический тип обломочных руд - «пиритовые песчаники». К аналогичным выводам пришли И.С. Вахромеев и Е.А. Моисеева [1959], изучавшие «рудные гальки» из вулканогенно-осадочной толщи верхнего горизонта Учалинского медно-колчеданного. месторождения. Позднее, в .результате изучения сульфидных обособлений Сибайского, Учалинского и им. XIX Партсъезда месторождений, С.И. Иванов и С.А. Рокачев привели данные в пользу субмаринного размыва и оползания еще не вполне раскристаллизованных руд преимущественно серно-колчеданных гидротермально-осадочных залежей [Иванов, Рокачев, 1966; 1970].

Наибольшего расцвета данная гипотеза достигла в конце XX века при открытии «черных курильщиков» на дне современных океанов. Модель «черных курильщиков» предусматривает процессы донного гидротермального роста холмообразной сульфидной постройки и подводного выветривания с разрушением и образованием шлейфа кластогенных сульфидных отложений. Анализ обширной в настоящее время литературной информации о геологической позиции, рудовмещающих и рудных фациях палеозойских сульфидных залежей и современных построек свидетельствует о сходстве процессов их формирования по модели «черных курильщиков» [Зайков, 1991; Зайков и др., 2001; Масленников, 1991, 1999, 2006; Масленникова, Масленников, 2007]. Разрушение сульфидных построек происходило как во время роста башен, колонн, труб и холмов, так и в последующие периоды [Иванов, 1966; Жабин, 1978; Бородаевская и др., 1979; Constantinou, 1976; Франклин и др., 1984; Бородаевская и др., 1984; Oudin, Constantinou, 1993; Масленников, Зайков, 1991, 1998].

Собранный в последние годы фактический материал в карьерах слабометаморфизованных месторождений Урала свидетельствует в пользу модели «черных курильщиков». Сульфидная залежь месторождения Яман-Касы (Южный Урал, Медногорский рудный район) является первым реконструированным аналогом современных «черных курильщиков» на дне Уральского палеоокеана [Зайков и др., 1995]. Сторонники модели «черных курильщиков» обращают внимание на холмообразную форму сульфидной залежи [Зайков, Масленников, 1987; Зайков, 1991; Масленников, 1991, 1999], наличие труб «черных курильщиков» [Масленников, 1999; Масленникова, Масленников, 2007], колломорфных руд, присутствие сульфидизированной пригидротермальной фауны, требующей кислорода [Авдонин, 1994; Little et al., 1997; Кузнецов, Масленников, 1993], а также наличие рудокластических отложений [Жабин, 1978, Зайков и др., 1991] и госсанитов - продуктов субмаринного окисления или гальмиролиза сульфидно-гиалокластитовых смесей [Масленников, 1999, 2006; Аюпова, Масленников, 2005].

Сафьяновское медноколчеданное месторождение (Средний Урал, Режевской рудный район), считается пока единственным девонским аналогом современных «черных курильщиков», ассоциирующим с дацит-риолит-черносланцевыми отложениями [Коротеев и др., 1997; Масленников, 2006]. Для колчеданных месторождений, залегающих в вулканогенно-черносланцевых отложениях, например, Розбери в Тасмании, Батурст в Канаде, Тарсис в Испании, обычно рассматривается хемогенно-осадочная модель формирования рудных тел [Goodfellow et al., 2003; Solomon, Groves, 1994; Solomon et al., 2002]. В основе этой модели лежит гидротермально-хемогенное выпадение сульфидного «снега» из водной толщи аноксического бассейна с формированием слоистых рудных илов [Скрипченко, 1972; Рудницкий, 1988; Solomon et al., 2002]. Сторонники «красноморской» модели ссылаются на пластообразную форму рудных тел, наличие тонкой слоистости, залегание среди черных сланцев - индикаторов бескислородных бассейнов, а также указывают на обнаружение высоконцентрированных рассолов во флюидных включениях гидротермальных минералов [Скрипченко, 1972; Solomon et al., 2002].

В настоящее время существуют две наиболее распространенные точки зрения на происхождение тонкослоистых руд. В основе первой модели - формирование сульфидов рассматривается как результат диагенетического преобразования карбонатных и кислородных соединений металлов в илах [Скрипченко, 1972; Solomon et.al., 2002]. Процесс осаждения был одновременным с силикатной хемогенной и кластической седиментацией. Накопление каждого сульфидного слоя было определено как своеобразно контрастно ограниченный во времени эпизод, накладывающийся на более постоянную седиментацию магнезиально-железистых алюмосиликатов и окислов железа. Контрастность каждого периода отложения сульфидов зависела от активности сульфидной серы, так как среда постоянно до и после накопления отдельного рудного слойка была насыщена ионами железа, осаждавшимися в виде хлорита или гидроокиси. Первоначально в рудно-иловых толщах присутствуют сернистые и кислородные минеральные формы. Медленное осаждение медь- и цинксодержащих минералов происходит одновременно с осаждением оксидов железа и литогенного материала.

По второй модели слоистые руды образовались в результате разрушения сульфидных холмов, сложенных твердыми гидротермальными рудами [Масленников, Зайков, 1991; Масленников, 2006] и переносе обломочного материала мутьевыми суспензионными потоками (турбидитами) на фланги палеогидротермальных полей. Механизм образования пиритовых песчаников в условиях гальмиролиза сульфидных холмов представляется следующим. При остывании колчеданных руд возникали многочисленные капиллярные трещины, по которым проникали окислительные морские воды, окислявшие и растворявшие сульфиды. Не исключено, что по мере дальнейшего понижения температур (до 2 °С) в микротрещинах кристаллизовались различные сульфаты, кристаллы которых создавали дополнительные внутренние напряжения, снимавшиеся «самопроизвольным» разрушением руд, вплоть до образования пиритового песка. Подобные процессы происходят в континентальных зонах гипергенеза колчеданных месторождений [Масленников, Зайков, 1991].

Нередко слоистые руды интерпретируются как милониты [De Roo, van Staal, 2003] или полосчатые метасоматиты [Иванов, 1947, 1959; Петровская, 1961; Бородаевская, Перижняк, 1961; Царев, 1988; Allen, 1994].

Канадские исследователи [J.A De Roo and C.R. van Staal, 2003] при изучении колчеданных месторождений в рудном районе Батураст (Канада) пришли к выводу, что сульфидные брекчии являются продуктами тектонических деформаций. Деформация сульфидных залежей обусловлена гидроэксплозивным режимом деятельности рудогенного источника, в результате которого сульфидные агрегаты неоднократно дробились и перемешивались в ходе сингенеза. В сульфидных брекчиях отмечается присутствие разнообразных по вещественному составу и текстурно-структурным характеристикам обломков руды и пород. В интерстициях между сульфидными обломками развиваются сульфиды, силикатные и карбонатные минералы. Обломки имеют размер от 1 мм до 50 см по длинной оси. Они обладают сглаженными или остроугольными очертаниями, срезанными окружающим сульфидным матриксом.

Последующие тектонические подвижки вызывали пластические деформации перекрывающих пород и обломочных сульфидных руд с превращением их в вытянутые пласты мощностью от 1 мм до 1 см, реже 10 см, в пределах которых мелкообломочный матрикс в большей мере подвергся деформационным процессам с образованием разнообразных складок. В отличие от сульфидных брекчий, милониты состоят преимущественно из сфалерита с обильной вкрапленностью галенита и тетраэдрита. Крупнозернистые агрегаты пирита окружают тонкие, мелкозернистые, милонитизированные слои сфалерита и галенита. Отмечается присутствие жилок пиритового состава, пересекающих сульфидные отложения. Подчиненное развитие пирита в милонитизированных прослоях объясняется неустойчивостью и растворением пирита в зонах интенсивного тектонического напряжения [De Roo, van Staal, 2003].

Сторонники метасоматического происхождения слоистых руд отдают предпочтение первично метасоматическому образованию обломковидных сульфидных обособлений, а затем уже описывают признаки их дробления [Петровская, 1961]. Считается, что обломковидные сульфидные обособления также, как и залежи сплошных руд, возникли путем избирательного замещения сульфидами вулканических брекчии различного состава, обломков и тел известняков [Бородаевская и др., 1962]. Веским аргументом в пользу метасоматического образования обломковидных сульфидных обособлений считается широкое проявление метасоматических процессов в обломочных вулканогенных породах, замещение сульфидами эпидота, плагиоклаза и фауны.

Таким образом, в древних колчеданных месторождениях слоистые сульфидные руды в большинстве случаев утратили первичный облик. Преобразования настолько интенсивны, что они превращаются в прослои, сложенные фрамбоидами, кристаллами или конкрециями сульфидов. Диагностика первичной природы слоистых руд осложнена преобразованиями, которые могут иметь диагенетическую, гидротермально-метасоматичекую или метаморфическую природу [Масленников, 2006]. Таким образом, появились две важные задачи генетической интерпретации слоистых отложений: одна из них - диагностика генезиса исходных осадков, другая - выявление причин преобразования этих осадков. Особенно остро до сих пор стоит проблема выявления признаков диагенетического преобразования колчеданных руд, поставленная еще в 70-е годы П.Я. Ярошем [Ярош, 1972].

Цитологические исследования колчеданных месторождений в последние годы принесли новые данные о процессах формирования и преобразования сульфидных и околорудных отложений, что позволило разработать теорию литогенеза рудокластических отложений. История формирования рудокластитов включает несколько стадий: 1) растрескивание, гальмиролиз и разрушение сульфидной постройки; 2) переотложение обломочного материала кинетическими потоками; 3) повторный гальмиролиз и диагенез сульфидных отложений; 4) катагенез; 5) метаморфизм. К собственно литогенезу рудокластитов относятся вторая, третья и четвертая стадии [Масленников, 2006].

В связи с этим обозначилась задача выявления признаков придонного преобразования рудокластических отложений на примере слабометаморфизованных колчеданных месторождениях Урала. Особое значение имеет выявление различий в преобразованиях рудокластических отложений в различных типах бассейнов.

Ключевой задачей, решение которой позволило бы осуществить выбор одной из моделей, является выявление признаков диагенеза в крайних членах единого вулканогенно-осадочного ряда: яшмы - черные сланцы. Для реконструкции процессов минералообразования в окислительной (сульфидно-яшмовая ассоциация, месторождение Яман-Касы) и восстановительной (сульфидно-черносланцевая ассоциация, Сафьяновское месторождение) обстановке седиментации и диагенеза важное значение имеет рудно-фациальный анализ сульфидных построек. Он ранее применялся А.Г. Жабиным [1979], В.Ф. Рудницким [1988], В.В. Масленниковым и В.В. Байковым [1998], С.Г. Тесалиной [1998], В.В. Масленниковым [2006] при изучении колчеданных месторождений Урала.

Большое внимание при описании сульфидных построек Яман-Касинского и Сафьяновского месторождений уделено изучению циклического строения рудокластических выклинок. Важным методом при описании кластогенных рудных фаций явился текстурно-структурный анализ, направленный на:

1) изучение особенностей строения и вещественного состава рудокластитов;

2) оценку влияния литологических факторов на процессы минералообразования в различных гранулометрических разновидностях;

3) определение основных зависимостей в строении сульфидных циклитов и типов литолого-минералогической зональности;

4) выявление особенностей химического состава гидротермальных и диагенетических минералов.

За период с 2000-2007 гг. в карьерах месторождений Яман-Касы и Сафьяновское автором отобрана коллекция слоистых руд (более 500 образцов). Изучение рудокластических отложений сопровождалось послойной характеристикой с составлением эталонных литограмм полированных образцов, прозрачных и полированных шлифов. Микроскопические исследования проведены с помощью микроскопов Axiolab, Olympus ВХ51 (ИМин УрО РАН, Миасс), Axiophot (Фрайбергская горная академия, Германия). Травление рудных минералов осуществлялось по стандартным методикам. Основное внимание уделялось количественным подсчетам сульфидных минералов с помощью линейного метода [Юшко, 1966]. В аншлифах, изготовленных поперек слоистости, с помощью микроскопа и окуляра-микрометра были измерены сечения сульфидов и нерудного вещества в вертикальном разрезе циклита по профилям, направленным согласно слоистости.

Оптическими методами изучено 200 полированных и 50 прозрачных шлифов; выполнено 1000 микрорентгеноспектральных анализов рудных минералов, 100 анализов ИСП-МС на 60 элементов и 500 анализов ЛА-ИСП-МС на 22 элемента.

Определение химического состава минералов осуществлялось на микрозондовом анализаторе JEOL JCXA-733 (ИМин УрО РАН, Миасс), Cameca MS-46 (УГГУ, Екатеринбург), растровом электронном микроскопе РЭММА-202 MB с ЭДП (ИМин), JEOL JCXA-8900RL (Фрайбергская горная академия). Валовый химический состав выполнялся силикатным, атомно-абсорбционным анализами и масс-спектрометрическим методом (ИСП-МС) (Южно-Уральский центр коллективного использования по исследованию минерального сырья ИМин УрО РАН, аттестат № РОСС RU.0001.514536). Элементы-примеси в сульфидах определялись методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и лазерным микропробоотборником (ЛА-ИСП-МС) в Университете Тасмании (г. Хобарт, Австралия).

Работа по изучению Яман-Касинского и Сафьяновского колчеданных месторождений явилось частью научно-исследовательских тем «Эволюция процессов минералообразования в колчеданоносных палеоокеанических структурах»; «Рудокластические сульфидные отложения колчеданоносных палеогидротермальных полей Урала»; «Геохимия диагенеза отложений колчеданоносных палеогидротермальных полей Урала» в лаборатории прикладной минералогии и минерагении Института Минералогии УрО РАН, г. Миасс. Исследования были поддержаны грантами DAAD, РФФИ (проекты 02-056282, 03-05-06239, 05-05-64532), Минобрнауки (РНП.2.1.1.1840), программой поддержки молодых ученых УрО РАН на 2004 г.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и содержит 114 страниц текста, 82 рисунка, 30 таблиц. В списке литературы 150 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Сафина, Наталья Павловна

Основные результаты наложенных диагенетических процессов в сульфидно-осадочных отложениях:

1. растворение, переотложение и перекристаллизация;

2. разрастание зерен (образование конкреций пирита, псевдоморфных пятен халькопирита, сдвойникованных кайм сфалерита);

3. аутигенные каемки нарастания (гематит на новообразованных кристаллах пирита);

4. возникновение литолого-минералогической зональности.

На начальных стадиях придонного преобразования на химизм придонного гипергенного процесса большое влияние оказывает морская вода и нерудная примесь [Масленников, 1999]. Реагирующим раствором, участвующим в субмаринном гипергенезе, является морская вода, отличающаяся субщелочной реакцией (рН=7.8-8.2) и температурой около 4° С [Large, 1977]. Процессы субмаринного гипергенеза в отличие от гидротермальных происходят в изотермических условиях. Изменение во времени претерпевают Eh и рН среды. Для водных растворов наибольшее значение имеет окисленность растворов или летучесть кислорода, а также суммарная активность и летучесть серы [Тесалина, 1998]. Состав морских вод характеризуется преобладанием катионов Na+, К+, Mg+, Са+ и анионов СГ, СОз", НСОз", S042". Глубинные придонные воды характеризуются обычно высокой насыщенностью кислородом (6-7 мл/л) [Леонтьев, 1982].

4.1. Модель литогенеза сульфидно-яшмовых ассоциаций

Установлено, что субмаринное окисление сульфидных труб «черных курильщиков» происходит за счет псевдоморфного замещения колломорфного пирита лимонитом и тонкодисперсным гидрогематитом [Масленников, 1999]. Во внутренних частях трубок появляются кристаллические агрегаты гематита, при этом продукты окисления обогащаются Мп, Ba, Ni и V и обедняются типичными халькофильными элементамипримесями. Аналогичная дифференциация характерна и для продуктов субмаринного разрушения и перезахоронения. Но при этом, в первом случае окисляются чистые сульфиды, во втором - их смеси с гиалокластитами. Известно, что примесь гиалокластического материала катализировала процессы замещения рудокластов пирита и сфалерита халькопиритом. В сульфидно-гематитовых смесях месторождения Яман-Касы главенствует окислительный этап (гипергенез), и реакции протекают быстро.

На стадии диагенеза рудокласты сажистого, колломорфного и фрамбоидального пирита, содержащие повышенные концентрации цветных металлов, превращались в кристаллически-зернистые агрегаты, и затем в эвгедральные кубические кристаллы с пойкилитами минералов цветных металлов. В идеальном случае последовательность минералообразования при диагенезе рудокластитов Яман-Касинского месторождения представляется следующей: халькопирит-сфалерит-пиритовые рудокластиты первоначально замещались халькопиритом, затем сфалеритом, кварцем, гематитом и баритом. Процесс окислительного диагенеза (гальмиролиза) завершался формированием гидрооксидных фаз. Образование гематита начинается к концу формирования псевдоморфного халькопирита. Увеличение рН в сульфидно-осадочных смесях объясняет обогащение сульфидно-осадочных рудокластитов сфалеритом, халькопиритом, по сравнению с крупно- и мелкообломочными отложениями [Масленников, 1999]. Скорость растворения сульфидных обломков напрямую связана с их крупностью [Масленников, 2006].

Рудокластиты, имеющие близкий исходный состав и размер обломков, можно подразделить по степени зрелости, отражающей продолжительность растворения в морской воде на следующие типы: 1) почти не преобразованные марказит-сфалерит-халькопирит-пирит-пирротиновые; 2) незрелые марказит-сфалерит-халькопирит-пиритовые; 3) умеренно зрелые сфалерит-халькопирит-пиритовые; 4) зрелые халькопирит-пиритовые [Масленников, 2006]. Растворяющиеся обломки колломорфных руд, как правило, богатые элементами-примесями, служили источником для формирования диагенетической акцессорной минерализации, представленной сульфоарсенидами, сложными сульфидами, сульфосолями и самородным золотом [Масленников, Зайков, 1991,1998; Зайков, 1995; Масленников, 1999]. Нахождение в конце ряда серебро-, свинец- и ртутьсодержащих минералов свидетельствует о нарастании активности серы в представленных условиях диагенеза [Масленников, 2006]. По мере нарастания фугитивности серы исчезает самый устойчивый представитель высокотемпературных условий - алтаит, его место занимает галенит. При формировании теннантит-золото-галенитовых ассоциаций отмечается присутствие реликтовых включений алтаита в ассоциации с галенитом и псевдоморфным халькопиритом. Активность серы и обеднение теллуром связаны с участием морской воды [Масленников, 2006].

Большая устойчивость халькопирита и сфалерита в субщелочной морской воде обусловила процессы растворения пирита и марказита и замещения их халькопиритом и сфалеритом. Этот процесс сопровождался накоплением галенита. При этом происходит удаление из примесной гиалокластики щелочных и щелочно-земельных элементов. Поровый раствор приобретает все более кислый характер, из него выделяются кварц, и, в последнюю очередь, барит.

Различия между набором сульфидных минералов в гидротермальных фациях и слоистых рудах, а также избирательное развитие псевдоморфных структур, указывает на то, что существовали благоприятные условия для выщелачивания сульфидов. Это возможно при смешении агрессивных морских вод с сульфидным материалом [Масленников, 1999].

Процесс растворения еще более усиливается, если различные сульфиды находятся в тесном срастании. В этом случае обнаруживается четкое увеличение растворимости более электроотрицательных минералов (сфалерита, галенита) и уменьшение растворимости электроположительных (пирит) [Свешников, 1967]. Эксперименты показывают, что в кислых (рН 2-3) средах халькопирит, как более электроотрицательный минерал (ЭП=0.40) по сравнению с пиритом (ЭП=0.4-0.58) легко выщелачивается наряду с другими моносульфидами [Яхонтова, Груднев, 1987]. Устойчивость халькопирита при переходе от субщелочной стадии гальмиролиза к кислотной должна существенно снижаться, и его место занимают кварц и пирит. Это подтверждается взаимоотношениями халькопирита с кварцем, наблюдаемыми в «зрелых» пиритовых песчаниках. Таким образом, конечными продуктами кислотного выщелачивания оказываются пирит и кварц, обладающие наивысшей кислотофильностью и устойчивостью в окислительных условиях по сравнению с другими минералами.

Продукты начальной стадии субмаринного окисления гидротермальных труб условно могут быть сопоставлены с продуктами начальной стадии континентального окисления палеозойских колчеданных руд [Масленников, 1999]. На этой стадии окислению подвергаются наименее устойчивые сульфиды - сфалерит, галенит, блеклые руды. В результате поровые воды обогащаются медью, цинком, свинцом, магнием и т.д.

Перекристаллизация вещества это изменение формы кристалла без изменения фазового состава. В процессе перекристаллизации наблюдается стремление к изометричной форме, границы движутся к центру кривизны. В результате из индивидов исчезают все неоднородности и дефекты, и формируются изометрично-зернистые структуры полиминеральных агрегатов, возникают ростовые двойники сфалерита, пластинчатые и игольчатые агрегаты железистого хлорита, сферолитовые индивиды фосфорсодержащих фаз (см. главу. 2). Определение возрастных взаимоотношений между обнаруженными минеральными компонентами способствует воссозданию эволюции минералообразования.

Важным фактом в пользу придонного преобразования рудокластических отложений является наличие асимметричной зональности сульфидных циклитов. Анализ минералогической зональности сульфидных циклитов показывает, что основным процессом, объясняющим минералогическую зональность является повторный субмаринный гипергенез или дистальный гальмиролиз) - процесс физико-химического изменения минерального состава осадка под воздействием нисходящих морских вод без участия гидротермальных растворов [Масленников, 1996]. В вертикальном разрезе сульфидных слоев (циклитов) формируются различные градиенты активности компонентов [Скрипченко, 1972]. Ведущую роль при этом играет крупность сульфидных обломков [Масленников, 1999]. Именно поэтому в тонкослоистых сульфидных отложениях диагенетическая минерализация проявлена наиболее широко.

В стадию седиментогенеза распределение сульфидного материала по вертикали является результатом процесса гравитации [Краснова и др., 1997]. Процессы растворения, господствующие в стадию диагенеза приводит к растворению сульфидных обломков, расположенных в кровле, и среда становится перенасыщенной компонентами. Кровля -наиболее реакционноспособная часть сульфидного циклита, а в подошве, наоборот, сохраняются реликтовые обособления.

В насыщенных морской водой частях циклитов активизировался диффузионный обмен первичных сульфидов с окружающей средой, в результате чего происходило метасоматическое замещение, а при пересыщении среды растворенными компонентами диагенетический процесс приводил к образованию новых минеральных фаз. При этом состав и морфология новообразованных минералов определяются составом растворившихся исходных компонентов [Краснова и др., 1997]. Быстро растворимые обособления будут вытесняться наверх за счет отжатия в этом направлении порового раствора при усадке подвергающегося перекристаллизации агрегата. Перераспределение вещества в процессе собирательной перекристаллизации, в основном, определяется разными скоростями растворения и роста различных веществ при изменении физико-химических условий среды. Вокруг каждого растворяющегося зерна возникают концентрационные потоки, направление которых в каждом конкретном участке зависит от соотношения скоростей увеличения плотностей раствора вокруг зерен разного сорта. Происходит передвижение растворенного вещества в участок наибольшего скопления вещества.

Процесс перекристаллизации сопровождается перераспределением различных элементов-примесей и возникновением новых ассоциаций. Объяснением этого явления является соотношение между коэффициентом диффузии и растворимостью различных компонентов [Краснова и др., 1997]. Труднорастворимые частицы, первоначально захваченные растущим кристаллом, во время чередующихся процессов роста и растворения, оттесняются в межзерновое пространство, тогда как само вещество становится более «чистым». Захваченные элементы-примеси выделяются в виде самостоятельных выделений. Состав и морфология новообразованных включений определяются составом растворенных компонентов [Краснова и др., 1997].

4.2. Модель литогенеза сульфидно-углеродистых ассоциаций

Ассоциация рудокластов пирита, сфалерита и халькопирита с углеродистым веществом говорит о том, что существовала восстановительная обстановка, способствующая сульфидообразованию. Примесь органического вещества создавала благоприятные условия для накопления и появления сульфат-редуцирующих бактерий. Высокая комплексообразующая способность органического вещества приводила к выносу металлов из осадка, растворению минералов меди и железа при концентрировании цинка [Листова, Бондаренко, 1969].

В углеродистых отложениях захоронение органического вещества сопровождается уменьшением концентрации растворенного кислорода из поровых растворов (рН=7). Затем анаэробные бактерии воздействуют на сульфат-ионы - наиболее легко разлагающиеся кислородсодержащие ионы. В результате происходит восстановление сульфатов в сульфиты, и сульфиды. рН смещается в сторону больших значений (до 9 и выше). На этом этапе среда наиболее благоприятна для образования пирита, а также пирротина, галенита и других минералов. После захоронения морских осадков значение рН понижается с 8 до 6.5, но при открытом контакте рН возрастает. Присутствие фрамбоидального пирита свидетельствует о проявлении сульфат-редуцирующих процессов на ранней стадии диагенеза. Органика замещается при окислении и рассыпании сульфидных обособлений в стадию кислотного выщелачивания, что сопровождается выделением новообразованного сероводорода [Диагенез., 1971]. Разложение органического вещества подкисляет среду и способствует осаждению кремнезема.

Преобладающая роль в сульфидно-углеродистых отложениях принадлежит дисульфидам железа.

Схема образования сульфидов железа, исходя из установленных закономерностей (глава 3), следующая: на первых этапах диагенетического преобразования осадка, происходило образование восстановленных форм пирита: фрамбоиды, конкреции и кристаллы. Образованию пирита благоприятствуют слабощелочные условия [Диагенез., 1971]. Образование конкреций начинается уже при перераспределении вещества. Сначала возникают микроконкреции, которые при дальнейшем стягивании увеличиваются в размерах, объединяются и захватывают все больший объем осадка, вытесняя другие зерна или включая их в свой состав [Фролов, 1992]. При этом происходит растворение неустойчивых компонентов (рудокласты колломорфного пирита, сфалерита и халькопирита), более мелких по размерам и перетягивание вещества к более крупным. Рыхлые конкреции твердеют, растрескиваются, разбиваются трещинками и заполняются вещетвом из растворов (энаргит, галенит, теннантит).

Максимальное укрупнение зерен в подошве циклитов является результатом собирательной перекристаллизации [Краснова и др., 1997]. Образование кристаллов пирита и их концентрирование в кровле сульфидных циклитов происходит в результате небольшого пересыщения минералообразующих растворов при отжатии концентрации вверх, на стадии растворения [Краснова и др., 1997].

Кроме пирита, ритмично-слоистые руды богаты акцессорными минералами, формирующимися при дефиците восстановленной серы, что очевидно, связано со сменой восстановительной среды минералообразования на окислительную. Замещение халькопирита борнитом, теннантитом и энаргитом, а также присутствие барита свидетельствуют о высоком окислительном потенциале среды минералообразования [Масленников, 2006].

Замещение сульфидов сфалеритом является проявлением диагенетического процесса, признаки которого хорошо выражены в тонкообломочных отложениях Сафьяновского месторождения. При этом наблюдаются многочисленные признаки растворения халькопирита и замещения его сфалеритом. Содержания цинка в слоистых рудах, как правило, в 2-3 раза выше, чем в массивных разновидностях руд (Сафьяновское месторождение). Цинк является плохим комплексообразователем, и растворимость его под воздействием фульвокислот увеличивается незначительно [Листова, Бондаренко, 1969], поэтому при процессах кислотного гальмиролиза сульфидного осадка в присутствии органических кислот лучше должны растворяться сульфиды Fe и Си, а концентрироваться - сульфиды Zn. Слабая устойчивость органических комлексов РЬ2+ и

Zn2+, по сравнению с комплексами Си2+, объясняет фиксацию свинцово-цинковой минерализации (Сафьяновское, Урал). Неустойчивость пирита в морской воде, по сравнению с халькопиритом и сфалеритом, также имеет электрохимическую природу. В настоящее время доказано, что высокий электродный потенциал пирита, обусловлен «пассивацией» адсорбированным кислородом. В субщелочных восстановительных условиях электродный потенциал пирита резко снижается с 0.65 до 0 [Шуй, 1979] и пирит, находящийся в срастаниях с моносульфидами Си и Zn, более устойчивыми в щелочных средах, должен раствориться.

При преобладании с сульфидных циклитах обломков пирита их последующее окисление будет способствовать нарастанию кислотности среды минералообразования и, следовательно, в условиях ограниченного доступа морской воды будет происходить растворение халькопирита и сфалерита [Масленников, 1999].

Установлено, что в слоистых рудах одной мощности и крупности сульфидного материала проявлено накопление пирита или сфалерита. Главным фактором, регулирующим соотношения между исходными и новообразованными минералами, являются окислительно-восстановительные свойства среды минералообразования [Скрипченко, 1972]. Основной причиной в преобладании того или иного минерала является состав исходного обломочного материала. Так, в слоях с преобладанием сфалеритовых и халькопиритовых обломков над пиритовыми, отмечается концентрирование псевдоморфного сфалерита и акцессорной минерализации. Иначе говоря, пересыщение поровых растворов элементами полиметаллического профиля могло. произойти в результате растворения минералов их содержащих, т.е. сфалерита, халькопирита или пирита. В других типах циклитов, где преобладающая роль принадлежит пиритовым минералам (фрамбоиды, конкреции и кристаллы) первоначальным исходным материалом были обломки пирита. В поперечном разрезе сульфидных циклитов отмечается концентрирование первоначальных сульфидных обособлений в подошве и увеличение роли диагенетических минералов в кровле. В обоих случаях присутствует фрамбоидальный пирит, конкреции и кристаллы, которые свидетельствуют о восстановительных условиях на начальных этапах диагенетического преобразования сульфидно-органических смесей. С увеличением в изучаемых слоях содержания нерудной примеси возрастает количество фрамбоидального пирита. При этом большую роль в их появлении играет «свободная сера», полученная в результате растворения сульфидного материала. В пользу этого свидетельствует отсутствие в перекрывающих кварц-углеродистых прослоях рудокластитов и незначительное количество фрамбоидов пирита.

Принципиальное различие существует между набором элементов-примесей в рудокластах и продуктах их придонного преобразования. То есть, ярко проявлено различие в накопление элементов-примесей при гидротермально-осадочном и диагенетическом процессе. Диагностические признаки рассмотрены в главе 3. Наблюдается последовательное уменьшение содержаний элементов-примесей в ряду от фрамбоидов к конкрециям и эвгедральным кристаллам пирита. Такая направленность связана с постепенным истощением минералообразующих растворов в закрытой системе. Обогащение раннедиагенетических фрамбоидов пирита вызвано повышенными содержаниями элементов-примесей в поровом растворе, что обусловлено растворением в океанической воде неустойчивых на этой стадии диагенеза сульфидных обломков [Масленников, 2006]. Важным доказательством перехода процессов от открытой морской воды к раннедиагенетической системе является последовательное уменьшение содержания урана - элемента характерного для океанической воды [Bulter et.al. 1999]. В сульфидно-черносланцевых отложениях смена восстановительных условий на окислительные способствует отложению таких минералов, как сфалерит, энаргит, теннантит, галенит и барит. При этом сульфосоли Ag, присутствующие в крупнообломочных и мелкообломочных разновидностях, а также установленные в продуктах придонного преобразования, характеризуются различными минеральными ассоциациями. В первом случае, акцессорные минералы присутствуют в виде включений в обособлениях диагностированных, на основании ряда фактов, как обломки сульфидной руды. Во втором случае, появление обильного галенита, сульфосолей и борнита указывает на высокую фугитивность серы при низких температурах (4 - 20° С) [Тесалина, 1998; Масленников, 2006].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, проведенные исследования позволяют сформулировать следующие выводы:

1. Слоистые руды широко распространены на слабо метаморфизованных колчеданных месторождениях Урала. На примере Яман-Касинского и Сафьяновского колчеданных месторождений установлено, что они состоят из продуктов разрушения палеозойских труб «черных курильщиков» и новообразованных сульфидов.

2. Для доказательства кластогенной природы сульфидных обособлений в слоистых рудах Сафьяновского месторождения были проведены сопоставления минерального состава сплошных сульфидных руд, крупнообломочных и мелкообломочных разновидностей рудокластитов. Согласно микроскопическим наблюдениям, тонкие слои отличаются от грубообломочных большим развитием псевдоморфных замещений. Степень придонного преобразования рудокластических слоев коррелирует с их мощностью и гранулометрией сульфидных обломков.

3. Литолого-минералогическая зональность кластогенных сульфидных циклитов доказывает, что новообразованные сульфиды имеют диагенетическое происхождение, что доказывается зональностью сульфидных циклитов. В сульфидно-гематитовой ассоциации (окислительные условия, месторождение Яман-Касы) диагенетический халькопирит преобладает над диагенетическим пиритом и, напротив, в сульфидно-черносланцевой ассоциации (восстановительные условия, месторождение Сафьяновское) пиритовые и сфалеритовые новообразования доминируют.

4. В целом, сульфидные турбидиты утрачивали первичные черты обломочного происхождения сначала в верхней части, а затем и по всему слою. Наиболее полно это проявляется в прогрессивных циклитах мощностью 40-60 см. Безусловно, состав сульфидных диагенитов во многом определялся первичным составом исходных рудокластов. Вместе с тем, наблюдается зависимость состава сульфидных диагенитов от состава вмещающего осадочного материала и, соответственно, от окислительно-восстановительных условий диагенеза. В сульфидно-яшмовых ассоциациях (месторождение Яман-Касы) место рудокластов занимали диагенетические пирит-халькопиритовые, а в сульфидно-черносланцевых (месторождение Сафьяновское) - сфалеритовые и пиритовые агрегаты.

5. В наиболее преобразованных слоях (диагенитах), в отличие от рудокластитов, изменились не только структура и концентрация главных сульфидов, но и состав акцессорной минерализации. Обломки труб «черных курильщиков» на Яман-Касинском месторождении содержат разнообразные теллуриды (сильванит, петцит, эмпрессит, гессит, штютцит, волынскит), арсениды и сульфоарсениды (леллингит и кобальтин). В обломках труб «черных курильщиков» Сафьяновского месторождения распространены, в основном, сульфоарсениды (глаукодот и арсенопирит) и, в меньшей степени, теллуриды (гессит). В наиболее преобразованных слоях место теллуридов и сульфоарсенидов занимают теннантит, энаргит, галенит и самородное золото.

6. Статистическая обработка данных метода ЛА-ИСП-МС по различным компонентам из кластогенных руд Яман-Касинского и Сафьяновского месторождений показывает, что в новообразованных сульфидных минералах содержания рассеянных элементов обычно не уменьшаются, а иногда значительно возрастают. Установлены черты сходства и отличия в перераспределении элементов-примесей в различных условиях диагенеза сульфидных рудокластитов. На обоих месторождениях в позднем диагенетическом пирите уменьшаются содержания элементов-примесей (Mn, As, Tl, Ag, Pb). В диагенетическом сфалерите (Сафьяновское месторождение) происходит уменьшение содержаний элементов-примесей относительно гидротермально-осадочных образований. Диагенетический халькопирит (Яман-Касы) наследует повышенные содержания As, Ag, Pb, Mn, Tl замещаемого им гидротермально-осадочного пирита.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Сафина, Наталья Павловна, Екатеринбург

1. Авдонин В.В. Гидротермально-осадочные породы рудоносных вулканогенных комплексов. М.: МГУ, 1994. 184 с.

2. Аюпова Н.Р., Масленников В.В. Гальмиролититы Узельгинского колчеданоносного поля (Южный Урал). Миасс: УрО РАН, 2005. 199 с.

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

4. Бородаевская М.Б., Кривцов А.И., Ширай Е.П. Основы структурно-формационного анализа колчеданоносных провинций. М.: Недра, 1977. 153 с.

5. Бородаевская М.Б., Перижняк Н.А. Условия локализации колчеданного оруденения в пределах Сибайского рудного поля (Южный Урал) // Труды ЦНИГРИ. Вып. 40. М. 1961. С. 33-55.

6. Бородаевская М.Б., Прушинская Э.Я. Условия залегания и внутреннее строение обломковидных обособлений колчеданной руды в породах месторождения им. XIX партсъезда (Южный Урал) // Труды ЦНИГРИ. Вып. 48. М., 1962. С. 13-48.

7. Бородаевская М.Б., Требухин B.C., Никешин Ю.В. Рудная зональность и условия образования Гайского медноколчеданного месторождения (Южный Урал) // Сов. геология, 1981. Т. 50, № 1. С. 50-58.

8. Бортников Н.С., Лисицын А.П. Условия формирования современных сульфидных построек в зонах спрединга задуговых бассейнов Лау и Манус (Тихий океан) // Геология и минеральные ресурсы мирового океана. СПб.: ВНИИОкеанология, 1995. С. 158-173.

9. Бортников Н.С., Викентьев И.В. Современное сульфидное минералообразование в мировом океане // Геол. рудн. местор., 2005. Т. 47. №1. С. 16-50.

10. Ботвинкина Л.Н. Генетические типы отложений областей активного вулканизма. М.: Наука, 1974. 318 с. (Тр. ГИН АН СССР; Вып. 263).

11. Ботвинкина Л.Н., Алексеев В.П. Цикличность осадочных толщ и методика ее изучения. Свердловск: Урал. Ун-т, 1991. 336 с.

12. Вахромеев И.С., Моисеева Е.А. Об условиях залегания слоистых вулканогенно-осадочных пород висячего бока Учалинского месторождения и о рудных включениях в них // Труды Горно-геол. Ин-та УФ АН СССР. Вып.43. Свердловск, 1959. С. 142-152.

13. Викентьев И. В. Условия формирования и метаморфизм колчеданных руд. М.: Научный Мир, 2004. 344 с.

14. Воган Д., Крейг Дж. Химия сульфидных минералов. М.: Мир, 1981. 575 с.

15. Войткевич Г.В., Кизильштейн Л.Я., Холодков Ю.А. Роль органического вещества в концентрации металлов в земной коре. М.: Недра, 1983. 160 с.

16. Вулканизм.Южного Урала / Серавкин.И.Б., Косарев A.M., Салихов Д.Н. и др. М.: Наука, 1992. 197 с.

17. Гидротермальные сульфидные руды и металлоносные осадки океана // Гос.ком. Рос. Федерации по геол. и использ. недр Всесоюз. науч.-исслед. ин-т геол. и минерал, ресурсов Мирового океана. С-Пб.: Недра, 1992. 278 с.

18. Лисицын А.П., Богданов Ю.А., Воробьев П.В. и др. Гидротермальные системы и осадочные формации срединно-океанических хребтов Атлантики. М.: Наука, 1993. 256 с.

19. Гурвич Е.Г. Металлоносные осадки Мирового океана. М.: Научный мир, 1998. 340 с.

20. Дегенс Э.Т. Диагенез органического вещества // Диагенез и катагенез осадочных образований. М.: Мир, 1971. С. 307-352.

21. Дистанов Э.Г. Колчеданно-полиметаллические месторождения Сибири. Новосибирск: Наука. 1977. 264 с.

22. Дистанов Э.Г., Ковалёв К.Р. Текстуры и структуры гидротермально-осадочных колчеданно-полиметаллических руд Озёрного месторождения. Новосибирск: Наука, 1975. 176 с.

23. Еремин Н.И. Дифференциация вулканогенного сульфидного оруденения. М.: МГУ, 1983.256 с.

24. Жабин А.Г. Особенности рудных тел гидротермально-осадочной фации рудоотложения // Геология рудных месторождений, 1977. № 1. С. 51-69.

25. Жабин А.Г. Скорость литификации сульфидных вулканогенно-осадочных руд и возникновение рудокластов // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1978. № 4. С. 118-129.

26. Жабин А.Г. Онтогения минералов. Агрегаты. М.: Наука, 1979. 261 с.

27. Зайков В.В. Вулканизм и сульфидные холмы палеоокеанических окраин. М.: Наука, 1991.206 с.

28. Зайков В.В., Масленников В.В. О придонных сульфидных постройках на колчеданных месторождениях Урала // ДАН СССР. Т. 293. № 1. 1987. С. 181-184.

29. Зайков В.В., Масленников В.В., Новоселов К.А., Коровко А.В., Татарко Н.И., Пирожок П.И., Чадченко А.В., Херингтон Р., Литлл К. Материалы к путеводителю по колчеданным месторождениям Южного Урала. Имин УрО РАН, 1998. 81 с.

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., Шадлун Т.Н., Масленников В.В., Бортников Н.С. Сульфидная залежь Яман-Касы (Южный Урал) руины древнего «черного курильщика» на дне Уральского палеоокеана //Геология рудных месторождений, 1995. Т. 37. № 6. С. 511-529.

32. Злотник-Хоткевич А.Г., Кузнецов А.Г., Пирожок П.И. Генетические особенности слоистых руд Учалинского месторождения. Свердловск: УрО АН СССР, 1991. С. 5662.

33. Злотник-Хоткевич А.Г. Древние и современные колчеданные руды: черты сходства и различия // Записки ВМО, 1987. Ч. 116. Вып. 5. С. 574-585.

34. Иванов С.Н. Обсуждение некоторых современных вопросов образования колчеданных месторождений Урала // Труды горно-геол. ин-та. УФ АН СССР. Вып. 11. 1947.

35. Иванов С.Н. Обсуждение некоторых современных вопросов образования колчеданных месторождений Урала // Труды горно-геол. ин-та. УФ АН СССР. Вып. 43. 1959. С. 7-77.

36. Иванов С.Н. Изучение зон роста зерен пирита в колчеданных месторождениях Урала // Записки ВМО. 1950, № 2.

37. Иванов С.Н. Особенности гидротермального рудообразования под сушей и морем // ДАН СССР, 1966. Т. 169. № 1,2,3. С. 177-181.

38. Иванов С.Н., Рокачев С.А. Еще раз о сульфидных обломках в надрудных толщах и о генезисе колчеданных месторождений Урала // Геология рудных месторождений. 1970. Т. X, № 6. С. 122-129.

39. Иванов С.Н., Рокачев С.А. Происхождение сульфидных обломковидных обособлений в надрудной толще колчеданного месторождения им. XIX партсъезда наЮ. Урале // Геология рудных месторождений, 1966. Т 6. С. 66-79.

40. Иванов К.С., Иванов С.Н., Пучков В.Н. Геодинамические условия формирования земной коры Урала и рудоносных вулканитов // Медноколчеданные месторождения Урала: Условия формирования. Екатеринбург: УрО РАН, 1992. С.51-55.

41. История развития Уральского палеоокеана. М.: ИО АН СССР, 1984. 164 с.

42. Кадзивара И. Признаки сингенетического происхождения руд Куроко на руднике Саканаи // Вулканизм и рудообразование. М.: Мир. 1973. С. 163-168.

43. Кизильштейн JI.Я., Минаева Л.Г. Происхождение фрамбоидальных форм пирита // ДАН СССР, 1972. Т. 206. № 3. 1972. С. 1187-1189.

44. Ковалев К.Р. Гидротермально-осадочный рудогенез на колчеданно-полиметаллических месторождениях Забайкалья и преобразование руд при различных типах метаморфизма. Автореф. Дисс.докт. геол.-мин. наук. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1994. 95 с.

45. Контарь Е. С., Либарова Л. Е. Металлогения меди, цинка, свинца на Урале. Екатеринбург: Уралгеолком, 1997.233 с.

46. Кориневский В.Г. Возраст рудовмещающей толщи Блявинского медноколчеданного месторождения на Урале // Советская геология, 1991. № 7. С. 24-27.

47. Коровко А.В., Двоеглазов Д.А. Позиция Сафьяновского рудного поля в строении Режевской структурно-формационной зоны (Средний Урал) // Геодинамика и металлогения Урала. Свердловск, УрО РАН, 1991 С 151-152.

48. КоротеевВ.А, Язева Р.Г, БочкаревВ.В, МолошагВ.П., Коровко А.В., Шереметьев Ю.С. Геологическое положение и состав сульфидных руд Сафьяновского месторождения (Средний Урал). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 1997. 49 с.

49. Краснова Н.И., Петров Т.Г. Генезис минеральных индивидов и агрегатов. СПб.: СПбГУ, 1997. 228 с.

50. Кузнецов А.П., Масленников В.В., Зайков В.В. Пригидротермальная фауна силурийского палеоокеана Южного Урала // Известия РАН, сер. Биол., 1993. № 4. С. 525-534.

51. Лапухов А.С. Зональность колчеданно-полиметаллических месторождений. Новосибирск: Наука, 1975.264 с.

52. Ленных И.В. Основные вопросы геологии колчеданных месторождений Урала. В кн.: Вопросы геологии и происхождения колчеданных месторождений Урала. Свердловск, 1959. С. 72-92.

53. Леонтьев O.K. Морская геология. М.: Высшая школа, 1982. 344 с.

54. Лисицын А.П., Богданов Ю.А., Гурвич Е.Г. Гидротермальные образования рифтовых зон океана. М: Наука, 1990.256 с.

55. Листова Л.П., Бондаренко Г.П. Растворение сульфидов свинца, цинка и меди в окислительных условиях. М.: Наука, 1969. 183 с.

56. Логинов В.П. Метаморфизованные колчеданные гальки в вехнесилурийских конгломератах Левихи (Средний Урал) // Изв. АН СССР. Сер.геол. 1956. №6. С.92-100.

57. Масленников В.В. Цитологический контроль медноколчеданных руд (на примере Сибайского и Октябрьского месторождений Урала). Свердловск: УрО РАН СССР, 1991. 139 с.

58. Масленников В.В. Седиментогенез, гальмиролиз и экология колчеданоносных палеогидротермальных полей (на примере Южного Урала). Миасс: Геотур, 1999. 348с.

59. Масленников В.В. Литогенез и колчеданообразование. Миасс: Имин УрО РАН, 2006. 384 с.

60. Масленников В.В., Зайков В.В. О процессах придонного разрушения и окисления сульфидных построек в палеоокеанических структурах // Кремнисто-железистые отложения колчеданоносных районов. Свердловск: УрО АН СССР, 1991. С. 211-226.

61. Масленников В.В., Зайков В.В. О разрушении и окислении сульфидных холмов на дне Уральского палеоокеана//ДАН СССР, 1991. Т. 319. № 6. С. 1434-1437.

62. Масленников В.В., Зайков В.В. Колчеданоносные палеогидротермальные .поля окраинно-океанических структур Урала (классификация, рудные фации, модель развития). Миасс: Имин УрО РАН, 1998. 92 с.

63. Масленников В.В., Зайков В.В. Метод рудно-фациального анализа в геологии колчеданных месторождений: учебное пособие. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2006. 224 с.

64. Масленникова С.П., Масленников В.В. Сульфидные трубы палеозойских «черных курильщиков» (на примере Урала). Екатеринбург: УрО РАН, 2007. 317 с.

65. Медноколчеданные месторождения Урала. Условия формирования. Екатеринбург: УрО РАН, 1992.307 с.

66. Медноколчеданные месторождения Урала: Геологические условия размещения / Прокин В.А., Нечеухин В.М., Сопко П.Ф. и др. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1985. 288 с.

67. Медноколчеданные месторождения Урала: Геологическое строение / Прокин В.А, Буслаев Ф.П., Исмагилов М.И. и др. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1988.241 с.

68. Мозгова Н.Н., Бородаев Ю.С., Габлина И.Ф., Черкашев Г.А., Степанова Т.В., Жирнов Е.А. Изокубанит из сульфидных руд гидротермального поля Рейнбоу (Срединно-Атлантический хребет, 36 14 с.ш.) // Записки ВМО, № 5. СПб: Наука, 2002. С. 61-70.

69. Молошаг В.П., Колотов С.В., Гуляева Т.Я. Новые данные о сульфидах меди и серебра в рудах колчеданных месторождений Урала // Уральский минералогический сборник № 5,1995. С. 223-231.

70. Молошаг В.П., Викентьев И.В. Благородные металлы в рудах колчеданных месторождений Урала // Геодинамика, магматизм, метаморфизм и рудообразование. Екатеринбург.: ИГГУрО РАН, 2007. 810-840 с.

71. Мурдмаа И.О. Фации океанов. М.: Наука, 1987. 303 с.

72. Петровская Н.В. Ассоциации рудообразующих минералов, элементы строения рудных тел и некоторые черты генезиса Сибайского медноколчеданного месторождения (Южный Урал) // Тр. ЦНИГРИ, 1961. Вып. 40. С. 56-103.

73. Петровская Н.В. Признаки неоднородности минералов и их генетическое значение // Записки ВМО, 1977. Т. 106. №1. С. 34-44.

74. Покровская И.В. Минералогия и условия образования полиметаллических месторождений: (Лениногорский рудный район Рудного Алтая). Алма-Ата: Наука, 1982. 156 с.

75. Продукты разрушения гидротермальных построек в колчеданоносных районах / Под ред. Зайкова В.В. и Масленникова В.В. Свердловск: УрО АН СССР, 1991. 228 с.

76. Прокин В.А. Закономерности размещения колчеданных месторождений на Южном Урале. М.: Недра, 1977.174 с.

77. Прокин В.А., Ярош П.Я., Рудницкий В.Ф. Модели формирования медно-колчеданных месторождений уральского типа // Генетические модели эндогенных формаций. Новосибирск: Наука, 1983. Т. 2. С. 102-108.

78. Пучков В.Н. Палеоокеанические структуры Урала // Геотектоника, 1993. № 3. С. 1834.

79. Пшеничный Г.Н. Текстуры и структуры руд месторождений колчеданной формации Южного Урала. М.: Наука, 1984. 207 с.

80. Ракчеев А.Д. Влияние химизма вмещающих пород на состав и кислотно-основные свойства рудных минералов // Кислотно-основные свойства химических элементов, минералов, горных пород и природных растворов. М.: Наука, 1982. С. 91-107.

81. Рамдор П. Рудные минералы и их срастания. Изд-во иностранной литературы. 1962. 1132 с.

82. Рудницкий В.Ф. Палеогеографические условия образования южноуральских колчеданных месторождений // Литология полезных ископаемых, 1988. № 2. С. 109-121.

83. Рудницкий В.Ф. Ритмичность в брекчиевидных рудах Учалинского медноколчеданного месторождения (Южный Урал) // Известия Уральской государственной горно-геологической академии. Екатеринбург, 1996. № 5. С. 103-105.

84. Рудницкий В.Ф., Путинцева Е.В. Текстурная зональность руд Учалинского медноколчеданного месторождения (Южный Урал) // ДАН СССР, 1988. Т. 302, № 2. С. 403-406.

85. Рудницкий В.Ф. Гравитационная дифференциация массивных руд уральских колчеданных месторождений // ДАН СССР, 1988. Т. 303. № 5. С. 1226-1227.

86. Рудницкий В.Ф. Палеовулканический анализ как метод изучения месторождений полезных ископаемых (на примере колчеданоносных рудных полей Южного Урала): Научное издание. Екатеринбург: УГГУ, 2007. 188 с.

87. Свешников Г.Б. Электрохимические процессы на сульфидных месторождениях. Л: ЛГУ. 1967.160 с.

88. Серавкин И.Б. Вулканизм и колчеданные месторождения Южного Урала. М.: Наука, 1986. 268 с.

89. Скрипченко Н.С. Гидротермально-осадочные сульфидные руды базальтоидных формаций. М.: Наука, 1972.217 с.

90. Справочник-определитель рудных минералов в отраженном свете. Л.: Недра, 1988. 503 с.

91. Страхов Н.М. Проблемы геохимии современного океанского литогенеза. М.: Наука, 1976. 300 с.

92. Сурин Т.Н. Метасоматоз и колчеданное рудообразование. Верхнеуральский район. Екатеринбург: УрО РАН, 1993.103 с

93. Твалчрелидзе А.Г. Геохимические условия образования колчеданных месторождений. М.: Недра, 1987.188 с.

94. Теленков О.С., Масленников В.В. Автоматизированная экспертная система типизации кремнисто-железистых отложений палеогидротермальных полей Южного Урала. Миасс: ИМин УрО РАН, 1995. 200 с.

95. Тесалина С.Г., Масленников В.В., Сурин Т.Н. Александринское медно-цинково-колчеданное месторождение (Восточно-Магнитогорская палеоостровная дуга, Урал). Миасс: ИМин УрО РАН, 1998. 228 с.

96. Фербридж Р.У. Фазы диагенеза и аутигенное минералообразование // Диагенез и катагенез осадочных образований. М.: Мир, 1971. С. 27-91.

97. Франклин Дж.М., Лайдон Дж.У., Сангстер Д.Ф. Колчеданные месторождения вулканической ассоциации // Генезис рудных месторождений. М.: Мир, 1984. Т.2. С. 39-252.

98. Фролов В.Т. Литология. Кн.1. М.: МГУ, 1992. 336 с.

99. Хворова И.В., Вознесенская Т.А., Золотарев Б.П. и др., Формации Сакмарского аллохтона. М.: Наука, 1978. 231 с.

100. Царев Д.И. Метасоматоз и конвергенция петрологии и рудогенезе. М.: Наука, 1978. 308 с.

101. Шадлун Т.Н. О колломорфных структурах руд месторождения Яман-Касы на Южном Урале//Записки ВМО, 1942. № 3-4. С. 151-159.

102. Шадлун Т.Н. Особенности минерального состава, текстур и структур руд некоторых колчеданных месторождений Урала // Колчеданные месторождения Урала. М.: 1950. С. 117-147.

103. Шадлун Т.Н. О некоторых срастаниях сульфидов, характерных для современных океанических и древних колчеданных руд // Геология рудных месторождений, 1991. Т.ЗЗ. №4. С. 110-118.

104. Шадлун Т. Н. Сходство и различие строения и состава современных океанических и древних колчеданных руд. Изд-во ЦНИГРИ и НТК «Геоэкспорт», 1992. С. 65-81.

105. Шадлун Т.Н. Минеральный состав и текстурно-структурные особенности сульфидных руд месторождения Яман-Касы (Южный Урал, Медногорский рудный район). Изд-во ИГЕМ РАН, 1995.125 с.

106. Шереметьев Ю.С. Лещев Н.В. Сафьяновское медноколчеданное месторождение на Среднем Урале. Екатеринбург: Комитет по природным ресурсам РФ, 2000. 14 с.

107. Шпанская А.Ю., Масленников В.В., Литтл К. Трубки вестиментифер из раннесилурийских и среднедевонских палеогидротермальных биот Уральского палеоокеана// Палеонтологический журнал, 1999. № 3. С. 21-30.

108. Шуй Р.Е. Полупроводниковые рудные минералы. Л.: Недра, 1979. 88 с.

109. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 479 с.

110. Юшко С.А. Методы лабораторного исследования руд. М.: Недра,1966. 320 с.

111. Язева Р.Г. О природе порфировых и обломочных пород, вмещающих Александринское медноколчеданное месторождение // Сов. геология, 1967. N 12. С. 132-135.

112. Язева Р.Г., Молошаг В.П., Бочкарев В.В. Геология и рудные парагенезисы Сафьяновекого колчеданного месторождения в среднеуральском шарьяже // Геология рудных месторождений, 1991. Т. 33. № 4. С. 47-58.

113. Япаскурт О.В. Предметаморфические изменения осадочных пород в стратисфере. Процессы и факторы. М.: ГЕОС, 1999.260 с.

114. Ярош П.Я. Диагенез и метаморфизм колчеданных руд на Урале. М.: Наука, 1973. 240с.

115. Ярош П.Я., Буслаев Ф.П., Нестеренко B.C. О полосчатой текстуре руд Гайского месторождения // Ежегодник-1976. Институт геологии и геохимии УНЦ АН СССР. Свердловск, 1977. С. 125-126.

116. Яхонтова Л.К., Грудев А.П. Минералогия окисленных руд: справочное пособие. М.: Недра, 1987.198 с.

117. Afifi, A.M., W.C. Kelly and E.J. Essene (1988). Phase relations among tellurides, sulfides, and oxides: I. Thermodynamical data and calculated equilibria. Econ. Geol. Vol. 83. P. 377-394.

118. Butler I. В., NesbittR. W. Trace element distributions in the chalcopyrite wall of black smoker chimney: insights from laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS) // Earth and Planetary Science Letters, 1999. P. 335-345.

119. Constantinou G. Genesis of conglomerate structure, porosity and collomorfic textures of the massive sulphide ores of Cyprus // Geol. Assoc. Canada. Spec. Paper, 1976. V. 14. P. 187-210.

120. Fouquet Y., Wafic A., Cambon P. et al. Tectonic Setting and Mineralogical and Geochemical Zonation in the Snake Pit Sulfide Deposit (Mid Atlantic Ridge at 23° N) // Econ. Geol., 1993. V. 88. P. 2018-2036.

121. Graham U.M., Bluth G.J., Ohmoto H. Sulfide-sulfate chimneys on the East pacific Rise, 11° and 13° N. Part 1: Mineralogy and Paragenesis // Can/Mineral., 1988. № 26. P. 487504.

122. Halbach P.E., Fouget Y., Herzig P. Mineralization and compositional patterns in deep-sea hydrothermal systems // Energy and Mass Transfer in Marine Hydrotermal. Berlin: Dahlem university press, 2003. P. 85-122.

123. Hannington M.D., Scott S.D. Hydrothermal fluids and petroleum in surface sediments of Guaymas Basin, Gaft of California: a case study // Canadian Mineralogist, 1999. V. 26. Pt. 3. P. 429-888.

124. Haymon R.M. Growth history of hydrothermal black smoker // Nature, 1983. V.301. P.695-698.

125. Herrington R. J., Maslennikov V. V., SpiroB., ZaykovV. V., Little С. T. Ancient vent chimneys structures in the Silurian massive sulphides of the Urals // Modern Ocean Floor Processes and the Geol. Records, 1998. V. 148. P. 241-257.

126. Koroteev V.A., Yaseva R.G., Bochkaryov V.V., Moloshag V.P., Korovko A.V., Sheremetev Yu.S. Geological setting and composition of the sulfide-ore safyanovka deposit in the Middle Urals. Ekaterinburg: IGG, 1997. 49 p.

127. Koski R.A., Shanks W.C. et al. The composition of massive supfide deposits from the sediment-covered floor of Escanaba Trough, Gorda ridge: implications for depositional processes // Canadian Mineralogist, 1988. V. 26. P. 655-673.

128. Large R. Australian volcanic-hosted massive sulfide deposits: features, styles, and genetic models: Econ. Geol., 1992. V. 87:113-128

129. Little C.T.S., Herrington R.J., Maslennikov V.V., Morris N.J., Zaykov V.V. Silurian high-temperature hydrothermal vent community from the Southern Urals, Russia // Nature, 1997. V. 385. № 9. P. 3-9.

130. Large R.S. Chemical evolution and zonation of massive sulfide deposits in volcanic terrains // Econ. Geol., 1977. V. 72. P. 549-572.

131. Little C.T.S., Maslennikov V.V., Morris N.J., Gubanova A.P. Two Paleozoic hydrothermal vent communities from the Southern Urals, Russia // Paleontology, 1999. V. 42. № 6. P. 1043-1078.

132. Oudin E., Constantinou G. Black smoker chimney fragments in Cyprus sulphide deposits // Nature, 1984. V. 308. P. 349-353.

133. Prokin V.A., Buslaev F.P. Massive cooper-zinc sulfide deposits in the Urals // Ore geology Reviews, 1999. V. 14. P. 1-69.

134. Rona P.A. Hydrothermal mineralization at oceanic ridges // Canadian Mineralogist, V. 26. Pt.3. 1988. P. 431-465.

135. Simon G., Eric J., Essens. Phase relations among selenides, sulfides, tellurides and oxides: II Applications to selenide-bearing ore deposits // Econom. Geol., 1997. V. 92. P. 468-484.

136. Solomon M., Groves D.I. The Gelogy and origin of Avstralia's mineral deposits: monographs in Geology and Geophysics. Oxford University press, 1994. V. 24. 951 p.

137. Solomon M., Tomos F., Gasper O.S. Explanation for many of the unusual features of the massive sulfide deposits of Iberian pyrite belt// Geology, 2002. V.30. №1. P. 87-90.

138. Taylor G.R. A mechanism for framboid formation as illustrated by a volcanic exhalative sediment//Mineral Deposita, 1982. V. 17. № 1. P. 23-36.1. Фондовые материалы:

139. Злотник-Хоткевич А.Г. Отчет по теме: «Изучение особенностей геологической структуры морфологии рудных залежей и их внутреннего строения Северной части Сафьяновского месторождения». Москва. 1990 г. 105 с.

140. Коровко А.В. Отчет по поисковым работам по оценке промышленной значимости Каменско-Сафьяновской меднорудной зоны Восточно-Уральского прогиба. ОАО СУГРЭ. 2004 г.

Информация о работе

Сафина, Наталья Павловна
кандидата геолого-минералогических наук
Екатеринбург, 2007
ВАК 25.00.11

Диссертация

Состав и продукты преобразования обломочных сульфидных отложений Яман-Касинского и Сафьяновского медно-цинково-колчеданных месторождений Урала - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы