Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Структурно-морфологические, минералого-геохимические особенности и генезис Риддер-Сокольного колчеданно-полиметаллического месторождения (Рудный Алтай)

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

Автореферат диссертации по теме "Структурно-морфологические, минералого-геохимические особенности и генезис Риддер-Сокольного колчеданно-полиметаллического месторождения (Рудный Алтай)"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Б Ом им.М. В ЛОМОНОСОВ А

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра полезных ископаемых

На правах рукописи

ПАК ТАТЬЯНА МИХАЙЛОВНА

СТРУКТУРНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ, МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ГЕНЕЗИС РИДЦЕР-СОКОЛЬНОГО КОЛЧЕДАННО-ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (РУДНЫЙ АЛТАЙ)

Специальность 04.00.11 - Геология, поиски и разведка

рудных и нерудных месторождений, металлогения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва

1994

Работа выполнена на кафедре полезных ископаемых геологической факультета МГУ.

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук,

член-корреспондент РАН, профессор Н.И.Еремин.

кандидат геолого-минералогических наук доцент А.ЛДергачев

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

В.В.Попов (ИГЕМ)

кандидат геолого-минералогических наук В .Д.Конкин (ЦНИГРИ)

Ведущее предприятие Университет Дружбы Народов

им. ПЛумумбы (УДН)

Защита состоится " " 1994 г. в ■/ч. в ауд. ¿Ь/п;

заседании специализированного "Ученого Совета по металлогении, геолопш поискам и разведке рудных и нерудных месторождений (шифр К 053.05.05 при геологическом факультете Московского Государственного Университет: им. М.В.Ломоносова.

Адрес: 119899, Москва, Ленинские Горы, МГУ, Геологически: факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологической факультета МГУ.

Автореферат разослан "_"_ 1994 г.

Ученый секретарь

специализированного Совета,

кандидат геолого-минералогических наук

доцент

АЛДергачев

ОШЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Риддср-Сокол ыюе месторождение является одним из крупнейших колчеданно-полиметаллических месторождении Рудного Алтая и известно с середины XVIII пека. Оно является сырьевой базой Лешшошрсколо полиметаллического комбината, хороню вскрыто выработками, давно и интенсивно изучается. Тем не остаются не до

конца выясненными многие вопросы, связанные как с определением перспектив месторождения, как промышленного объекта, так и с выяснением его природы. Это касается, в частности, выявления структурного контроля рудных тел и генезиса рудовмешающих структур, минералого-геохимнческнх особенностей руд, минеральных форм нахождения в рудах попутных компонентов, источника рудного вещества, природы минералообразугощих флюидов, прогнозирования рудных тел на глубоких горизонтах месторождения и ряда других проблем.

Цели и задачи исследований. Основная цель работы состоит в выяснении условий и особенностей строения и формирования месторождения, для чего проводились комплексные исследования и решался ряд частных задач: уточнение геологического строения и условий локализаций оруденения; установление природы рудовмещающих структур и рудных тел, и их связь с палеовулканическими структурами; изучение морфологии, строения и условий залегания рудных тел; изучение минералого-геохимических особенностей различных типов руд; выявление минеральных форм нахождения ценных попутных компонентов; изучение парагенетических ассоциаций; выяснение источников рудного вещества и природы минералообразугощих флюидов.

В основу работы положены материалы, собранные автором в ходе полевых работ 1990-1993гт., в течение которых была проведена детальная геологическая документация более 10 ООО погонных метров подземных горных выработок и 12 ООО пог.м. буровых скважин, изучен большой графический материал (погоризонтные планы, разрезы, планы опробования и др.). Составлены серии разрезов и карт. Детально описано 670 аншлифов, 186 шлифов. Использованы 337 химических анализов пород, данные опробования и подземных горных выработок (648 анализов). Проведены палеофациачьный, микроструктурный и др.анализы. Исследования руд проводились в лаборатории рудной микроскопии кафедры полезных ископаемых на лазерном (593 анализа) ЬМА-10 и электронно-зондовом (202 анализа) 1ХА-5 микроанализаторах, а также в лаборатории ВИМСа на ренгеноспектральном микроанализаторе 5ирегргоЬе-733 (аналитик А.А.Дергачева) (105 анализов), на микроанализаторе ,15М-820 кафедры

минералогии (аналитик Д.А. Варламов) (40 анализов). Было получено 10 анализов декрепитацни кварца в лаборатории ИГЕМа на установке ЛУГДА (аналитик А.Д. Хатеев). Изучение изотопных составов свинца (15 анализов) и стронция (10 анализов) в рудах месторождения проводилось на масс-спектрометрах МИ-1320 и МИ-3306 в лаборатории изотопной геохронологии ИГЕМа. Статистическая обработка результатов исследований проводилась на ЭВМ СМ-4 и ПК.IBM.

Установлена конседиментационная природа рудовмещающих куполов и их связь с палеовулканическими структурами; обоснована пщротермально-осадочная природа пластовых рудных тел; детально охарактеризована морфология и строение жилыю-штокверковых. рудных тел, обосновано их образование путем выполнения зияющих трещин при незначительной роли гидротермального метасоматоза; подтверждена контролирующая роль синвулканических нарушений в размещении купольных структур и рудных тел; выявлена скрытая минералого-геохимическая зональность в рудах месторождения; установлены минеральные формы нахождения ряда попутных компонентов руд (висмута, теллура, золота, серебра, селена); открыто пять новых для месторождения минералов (тетрадимит, алексит, верлит, герсдорфит, ксенотим) в его рудах; определены некоторые физико-химические параметры формирования руд. Изотопные составы свинца, стронция н серы позволили опредшшть источники рудного вещества и установить природу минералообразующих флюидов. Рекомендованы участки проведения поисково-разведочных работ по результатам изучения рудовмещающих структур, морфологии и строения жильно-пггокверковых рудных тел и пиритных ореолов рассеяния.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на конференциях молодых ученых геологического факультета МГУ в 1991, 1992 и 1993 гг., на семинаре аспирантов факультета геологии н геофизики университета Висконсин, США. С участием автора было написано два производственных отчета по месторождению. Опубликовано четыре статьи.

Объем работы. Диссертация состоит из ill страниц машинописного

текста, который сопровождается Л У таблицами, Ж рисунками, _

фотографиями, а также списком литературы из наименований.

Работа выполнена на кафедре полезных ископаемых геологического факультета МГУ при постоянном содействии, внимании я помощи научных руководителей профессора, член-корреспондента РАН, доктора геолого-минералогаческих наук Н.И.Еремина и доцента, кандидата геолого-минералогаческих наук АЛДергачева, которым автор выражает глубокую признательность. За предоставленную возможность выполнить данную

работу на кафедре полезных ископаемых MIT автор благодарен и.о. заведующего кафедрой член-кор.АЕН, проф. В.И.Старостину. За помощь и разностороннее содействие при подготовке работы автор благодарен проф. В.В.Авдонину, проф. Г.Ф.Яковлеву, проф. Ф.П.Мельникову, доц. Ю.С.Бородаеву, доц. Н.Н.Шатапшу, " u.c. Н.В.Поздняковой, ст.н.с. Т.Я.Гончаровой, ст.инж. Л.И.Ватутиной, доц.Ю.А.Малютину, ст.н.с. Д.Р.Сакня, u.c.А.Б.Волкову, инж. И.М.Лазоренко. Автор весьма благодарен ст.н.с. Н.Е.Сергеевой за неоценимую помощь в проведении аналитических исследований, за консультации и содействие.

Особую признательность автор выражает руководству ИГЕМ РАН, зав. лабораторией изотопной геохронологии ИГЕМа И.В.Чернышеву за предоставленную возможность проведения изотопных, исследований и руководство над ними, за постоянное внимание и поддержку в работе. Автор весьма признателен за помощь, внимание и содействие сотрудникам ИГЕМа В. А. Троицкому, К.Н.Шаташну, Ю.В.Гольцману, Э.М.Баировой, А.А.Агаповой и всему коллективу лаборатории изотопной геохронологии.

Автор благодарен зав. лабораторией минералообразующпх растворов ВИМСа Д.Н.Хитарову за консультации.

Ряд аналитических исследований выполнены А.А.Дергачевой (ВИМС), Д.А.Варламовым (ИЭМ, г.Черноголовка), А.Д Хатеевым (ИГЕМ РАН). При проведении полевых исследований большая помощь оказана геологами Лениногорского полиметаллического комбината и Лениногорской геологоразведочной экспедиции (республика Казахстан) В.П.Кармаковым, Ю.Ф.Олейником, Г.С. Дурневым. Всем вышеупомянутым лицам автор выражает свою глубокую признательность и благодарность.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

1. Рудные тела Риддер-Сокольного месторождения приурочены к куполовидным структурам, которые по всем признакам являются конседиментационными по происхождению. Эти структуры были хорошо выражены в палеорельефе дна бассейна осадконакопления и возникли над источниками гидротермальных растворов, которые контролировались синвулканическими разломами север-северо-западной и северо-восточной систем.

2. Пластовые залежи месторождения формировались на морском дне эксгаляционно-осадочным путем, как правило, непосредственно над рудоподводящими каналами с образованием кварц-барнт-сульфидных построек. Рудоподводящие каналы фиксируются в лежачем боку крутопадающими жильными и жильно-штокверковыми рудными зонами, для которых характерны закономерное увеличение вертикального размаха, числа

рудных тел н их единичной мощности вблизи главных рудоподводящих структур, а также монотонное или пульсационное снижение коэффициента рудоносности с глубиной. Формирование штокверковых зон происходило путем выполнения зияющих трещин, а также путем пщротермально-метасоматического замещения.

3. Рудные тела месторождения характеризуются скрытой минералого-геохимической зональностью, которая выражается в уменьшении с глубиной содержаний N1, РЬ, Ъп, Ag, Мл, в увеличении содержаний Со, Си, Бе, Те в гшрите; в повышении железнстости н понижении кадмиевости в сфалерите; в обогащении золота серебром; в уменьшении концентрации Zп, БЬ, Ад и повышении концентрации Си, Ре в тетраэдрите; в увеличении содержаний Бе, В1, Ag в галените от поздних к ранним генерациям руд, т.е. от барит-свинцово-цинковых и свинцово-цинковых к медно-цинковым, от последних к медноколчеданным и к серноколчеданным рудам. Отношение Со/№ в пиритах увеличивается с глубнной.

4. В рудах месторождения выявлены минеральные формы нахождения ценных попутных компонентов руд ДО, Те, Аи, Ag, .Бе), представленные гесситом, электрумом, золотом, висмутом самородным, сульфотеллуридами и теллуридами висмута; определенная часть серебра находится в составе галенита и тетраэдрита. Установлено пять новых для месторождения минералов: тетрадимит, алексит, верлит, герсдорфит, ксенотим.

5. Галениты из разных генетических, морфологических и минеральных типов руд характеризуются одинаковыми изотопными составами свинца и однородными параметрами его источника (|л,\\0, что указывает на однотипность источника рудного свинца, который представлен смесью свинца мантийного происхождения при подчиненной роли нижнекорового материала и свинца пелагических осадков. Согласно модели плюмботектоники, формирование месторождения происходило в обстановке близкой к зрелой островной дуге.

В составе минералообразующих флюидов преобладающую роль играл Бг из морской воды при незначительной роли Бг вулканического происхождения.

Изотопный состав серы сульфидов и барита указывает на преобладающую роль серы морской воды при образовании гидротермально-осадочных руд и основную роль серы глубинного происхождения при формировании жильно-штокверковых руд.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Раздел 1. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РИДДЕР-СОКОЛЫЮГО КОЛЧЕДА НПО-ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

1.1 Геологическая характеристика Лениногорского рудного поля (ЛРП) и

структурная позиция а нем Риддер-Сокольного месторождения.

Леннногорское рудное поле располагается в северо-восточной части Рудного Алтая в осевой зоне Синюшинского антиклинорня. В стратиграфическом разрезе рудного поля принимают участие метаморфические сланцы нижнего патеозоя, вулканогенные и осадочные породы нижнего и среднего девона. Магматические образования ЛРП представлены ранне-, среднедевонскими субвулканическими образованиями кислого и основного состава, средне-, позднедевонскими гранитоидами, позднедевонскими габбро-диабазами и диабазами Белорецко-Маркокольского комплекса.

В структурном отношения Леннногорское рудное поле представляет собой субширотный блок (Лешшогорская депрессия) в сводовой части Синюшинского массива, ограниченный глубинными рахчомами: Лениногорским - на севере, Южным - на юге, Кедровско-Бутачихинским -на западе и Успено-Карелинским - на востоке.

В строении рудного поля участвуют два структурных яруса: нижний -каледонский и верхний - герцинский. Каледонский ярус представлен сильно метаморфизованными образованиями нижнего палеозоя. К герцинскому ярусу относятся все породы девонского возраста.

Для рудного поля характерно пологое залегание пород со слабым погружением всей структуры с востока на запад и с севера на юг.

В структуре ЛРП значительную роль шрают палеовулканические структуры: Ильинская, Ново-Лениногорская, Ридцер-Сокольная и др.

Структура Риддер-Сокольного месторождения

Рндцер-Сокольное колчеданно-полиметаллическое месторождение расположено в северо-западной части ЛРП и по своему пространственному расположению и генетической принадлежности отвечает одноименному полигенному экструзиву - Риддер-Сокольному стратовулкану. Месторождение характеризуется горст-антиклиналыюй блоковой структурой, которая осложг зна на севере Северным надвигом, а с запада и востока ее условными границами являются краевые разломы - сброс Восточный и сброс шх.Быструшинской. Современное блоковое строение

б

структура месторождения приобрела на поствулканическом этапе, когда по серии разломов север-северо-западного простирания происходили вертикальные перемещения блоков такой же ориентировки. В север-северозападном направлении блоки прослеживаются на расстояние до 5 км, а в широтном направлении до 3 км. Преобладающими в блоковой структуре месторождения являются значительно приподнятые блоки горст-антиклинального облика, что и определило название структуры месторождения как горст-антиклиналыюн. В целом структура приподнята относительно ЛРП на 100-150 м.

1.2. Лшполого-стратиграфический разрез рудовмещающих толщ

В строении разреза рудовмещающих толщ месторождения принимают участие образования лениногорской, крюковской, ильинской и сокольной свит.

Леннногорская свита (DjCiln) представлена неравномерно переслаивающимися вулканогенно-осадочными породами и эффузивами кислого состава. Рудовмещающими в пределах свиты являются агломератовые туфы. Мощность свиты - 500-600 м. Крюковская свита (D^kr) вмещает основную массу промышленных руд месторождения. Породы свиты представлены осадочными (алевролиты, песчаники, известняки), гидротермально-осадочными (микрокварциты, кварц-серицит-хлоритовые породы, серицитолиты, хлоритолиты), вулканогенно-осадочными (туфогравелиты, туфоалевролиты и туфопесчаники) образованиями и эффузивными риолитами. Мощность свиты - 400 - 550 м. Ильинская свита (D2efjil) сложена осадочными, вулканогенно-осадочными породами и эффузивами базальтов. Мощность - 100 м. Сокольная свита (D2ef2sk) представлена алевролитами с прослоями песчаников, лавами биотитовых риолитов. Мощность - 450 м.

1.3. Петрохимические особенности базальт-риолитовой формации Лениногорского рудного поля

В пределах ЛРП вулканические породы формировались в течение эмса, Эйфеля и раннего живета и отвечают ранне-позднедевонской базальт-риолитовой формации, которая является наиболее древней на Рудном Алтае. В составе формации выделяются две подформации: эмсско-раннеэйфельская и позднеэйфельско-раннеживетская. Эмсско-раннеэйфельская подформания состоит 113 двух комплексов: риолитового, в состав которой объединены породы лениногорской и крюковской свит, и базальтового, выделяемого в объеме ильинской свиты. Позднеэйфельско-раннеживетская подформания не

является рудоносной на рудном поле и представлена вулканитами риолитового состава и субвулканнческими телами базальтового состава.

В целом для базальт-риолнтовон формации в пределах -Лениногорского рудного поля характерна антидромная направленность вулканизма (Авдонин, 1987), увеличение калиевости и уменьшение натриевости в соотношении щелочен во времени, преобладание известково-щелочного тренда (Авдонин и др., 1990).

Гпава 1.4. Рудо вмещающие структуры Риддер-Сокольного месторождения

Рудные залежи месторождения характеризуются сочетанием пластообразных стратиформных и крутопадающих жилыю-штокверковых руд. Стратиформные рудные тела приурочены к купольным структурам. Важную рунолокализующую роль куполов подчеркивают практически все исследователи Рпддер-Сокольного месторождения. Вместе с тем вопрос об их происхождении остается дискуссионным. Рядом авторов они рассматриваются как брахискладки, осложняющие более крупные антиклинальные структуры (Буров, Курек, 1939), как деформированные паразитические конусы и неровности основного вулканического сооружения (Щерба, 1957), как "складки облекания" раздробленного каледонского фундамента (Ермолаев, 1957), как результат " количественного и объемного роста минеральных отложений при гидротермально-метасоматической деятельности ... в областях межформационного срыва" (Чепрасов, 1963; Сандомирский, Старостин, 1975).

Новую информацию о природе купольных структур позволяет получить структурно-морфологический план месторождения в стратоизошпсах подошвы надрудного горизонта алевролитов, на котором показано также распределение его мощности (рис.1). План построен нами по данным разведочного бурения и картирования подземных горных выработок, при этом мощность надрудного осадочного горизонта и высота его подошвы определялись для более чем 500 точек.

Как следует из карты в изопахитах горизонта известковистых алевролитов, непосредственно захороняющих купольные структуры и рудные тела (рис.1), на участках практически всех рудных залежей происходит весьма значительное воздымание подошвы маркирующего горизонта, описывающего, таким образом, своеобразные купольные структуры. Большинство куполов приурочено к хребтообразным поднятиям север-северо-западного простирания. Связь рудных тел с купольными структурами выражается в их приуроченности к самым вершинным частям куполов, где наблюдается и максимальные мощности рудных тел.

Рис.1 Распределение мощностей надрудного осадочного горизонта центральной части Ридцер-Сокольного месторождения (изопахиты 0, 25, 50,' и 100 м). Сплошными линиями показаны горизонтали палеорельефа (м).

Для уточнения генезиса купольных, структур интерес представляет карта изопахнт гидротермально-осадочных пород, слагающих купола (рис.2). В размещении областей с максимальными мощностями гидротермально-осадочных образовании наблюдается четкая закономерность. Она выражается в том, что эти области совпадают с г.ерхушкамм куполов и областями с минимальными значениями мощности горизонта известковистых алевролитов, а также с максимальными мощностями рудных тел. Учитывая, что слагающие купола породы имеют гидротермально-осадочное происхождение (Авдонин, 1991), можно предположить, что максимальных мощностей они достигают на участках выходов на поверхность гидротермальных растворов. В этом случае объясняются многие объстоятельства: цепочечное расположение куполов, крестообразное расположение рудных тел, наличие удлиненных хребтов в рельефе, соединяющих отдельные купола, - так как все эти образования, как и размещение источников пщротермачьных растворов, из которых они образовались, возможно контролировались синвз'лканическими разрывными нарушениями север-северо-западного и северо-восточного направлений.

Дополнительная информация относительно роли в размещении и ориентировке рудных тел предполагаемых синвулканических разломов была получена при анализе ориентировок прожилков, жил, секущих линейных в плане рудных тел штокверкового типа. В корневых зонах рудных залежей длинные оси жильных и штокверковых рудных тел,, как и отдельные жилы и прожилки различного состава подчиняются двум ориентировкам: север-северо-западной (аз.пр. 330-345°) и северо-восточной (аз.пр. 60-75°).

Таким образом, пластообразные рудные тела приурочены к вершинам купольных структур гидротермально-осадочного генезиса. Судя по распределению мощностей горизонта известковистых алевролитов и гидротермально-осадочных пород, а также более молодых образований и генезису слагающих купола пород, данные структуры являются конседиментационными по своему происхождению. Размещение, форма, строение купольных структур обусловлены синвулканическими разломами север-северо-западной и северо-восточной ориентировки.

Раздел 2. РУДНЫЕ ТЕЛА 2.1. Морфология, условия залегания и строение рудных тел

Рудные залежи месторождения представляют собой комбинацию различных морфологических типов рудных тел. В разрезе -аждая залежь обычно имеет медузообразную форму. Верхняя часть залежей представляет собой пластообразное, линзообразное тело сплошных руд, согласно

II

Рис.2 Распределение мощностей пород гидротермально-осадочног комплекса: 1 -изопахиты, 2-контуры пластовых рудных тел с мощностям: превышающими 20 м, 3-контуры рудных залежей.

залегающее на поверхности купольных структур. Па глубину от пластовою рудного тела обычно отходят многочисленные кругоп.щающие апофизы прожнлково-вкрапленных и жильного типа руд, образующих корневую систему и локализующихся в трещинах рудоподводящнх штокверковых зон. Для характеристики морфологии пластовых рудных тел нами использовались такие параметры, как их мощность и площадь в плане, для штокверково-жильных зон - средняя мощность жильных тел, их количество, ширина и вертикальный размах штокверка, коэффициент рудоносности (Кр).

Результаты изучения морфологии рудных залежей показывают, что все рудные залежи обладают большим морфологическим сходством, различия сводятся к деталям: степени выраженности различных морфологических элементов, характеру затухания рудного штокверка (монотонное или пульсационное) и т.д. Строение штокверковой зоны в целом определяется уменьшением с глубиной количества жильных рудных тел, их средней мощности и коэффициента рудоносности. Однако на этом фоне для некоторых рудных залежей устанавливается несколько уровней максимальных значений коэффициента рудоносности. Обращает на себя внимание, что практически для всех рудных тел Кр достигает наибольших значений в областях с максимальными показателями мощности пластовых рудных тел, вертикального размаха штокверка, мощности отдельных секущих рудных тел и их наибольшего количества. Эти области, по-видимому, являлись путями поступления гидротермальных рудоносных растворов.

2.2 Типы руд

На месторождении выделяют пять основных минеральных типов руд (сверху вниз): барит-галенит-сфалеритовые (барит-свинцово-цинковые), галенит-сфалеритовые (свинцово-цинковые), халькопирит-сфалеритовые (медно-цинковые), халькопиритовые (медноколчеданные) и пиритовые (серноколчеданные).

Барит-галенит-сфалеритовые и частично галенит-сфалеритовые руды слагают пластовые рудные тела. Характерные текстуры: массивная, колломорфная, брекчиевая и полосчатая.

Крутопадающие жильно-штокверковые галенит-сфалеритовые, халькопирит-сфалеритовые, халькопиритовые и пиритовые руды характеризуются прожилково-вкрапленными, пятнистыми, прожилково-полосчатыми текстурами.

2.3. Минеральный состав руд

В различных тинах руд месторождения выявлено более 50 мпнерачон. К числу главных рудообразующих минералов относятся сфалерит, галенит, халькопирит и пирит, с некоторыми количественными вариациями в зависимости от типа руд. В качестве второстепенных минералов месторождения выступают блеклая руда (тетраэдрит), золото самородное, электрум. Нерудные минералы отличаются большим разнообразием, наиболее типичными являются кварц, карбонат, серицит, хлорит, барит.

В результате исследования минерального состава руд нами были установлены минеральные формы нахождения ряда попутных компонентов руд (серебра, золота, висмута, теллура, селена), которые однозначно диагностируются с помощью электронно-зондового микроанализатора: золото самородное, электрум, гессит, висмут самородный, сульфотеллуриды и теллуриды висмута; определенная часть серебра находится в составе галенита и блеклых руд.

Установлено пять новых для месторождения минералов: алексит, верлит, тетрадимит, герсдорфит и ксенотим.

Тетрадимит (Bffi^S) является относительно распространенным минералом в гетерофазных включениях, образованных минералами висмута, серебра и теллура и др., иногда тетрадимит образует самостоятельные (монофазные) выделения размером 10-20 микронов в халькопирите и галените. Состав минерала варьирует (мас.%): S - 3,0-4,31; Se - 0-3.42; Те -31.39-38.54; Pb - 0-7.81; Bi - 52.24-59.53 (12 анализов).

халькопирите и галените. Размер выделений верлита первые микроны. По оптическим свойствам близок к тетрадимиту, отличаясь от последнего по химическому составу в сторону увеличения содержаний висмута и уменьшения теллура (мас.%): 5 - 0.0-2.23; 5е - 0.0-5.88; Те - 18.38-31.31; РЬ - 0.0-3.97; В1 - 63.93-73.50 (6 анализов).

медноколчеданных руд 16 горизонта Быструшинской залежи. Минерал устанавливается в составе гетерофазных включений, занимая позицию тетрадимита и верлита. Состав (мас.%): 5 - 5,0; Бе - 2.74; Те - 28.96; РЬ -21.30; В! - 43.07.

Герсдорфит (МАзБ) встречен в виде голубоватых кристаллов кубической формы 10-15 микронов в массе халькопирита. Кристаллы изотропны, в обратно-рассеянных электронах светлее халькопирита. Состав (3 анализа) варьирует (мас.%): 8 - 19.53-19.99; Ие - 13.07-13.36; Со - 7.759.00; № - 14.80-15.28; Си - 1.78-2.28; Аэ - 42.62-43.18.

устанавливается в составе гетерофазных включений в

обнаружен в единственном образце из

Ксенотам.СУРД}) встречен в единичном образце, те он представлен мелкими (первые микроны) изометричными зернами бледно-желтоватого цвета с отчетливым двуотражением. Минерал ассоциируется с агрегатом рутила среди нерудных.

2.4 Парагенстические ассоциации рудообразующих минералог: и последовательность их образования

На месторождении- выделяются семь основных парагенетических ассоциаций: кварц-пиритовая, кварц-пирит-халькопиритовая, золото сульфидно-кварцевая, кварц-сфалсрнт-халькопнритовая, кварц-галенит-доломит-сфалеритовая. доломит-барит-галенит-сфалеритовая, золото- барит-галенит-сфалеритовая, и кварц-карбонатная.

2.5. Минералого-геохимическая 'зональность рудных тел

Руды месторождения характеризуются отчетливым зональным строением, обусловленным присутствием в их составе нескольких типов руд (снизу вверх): серноколчеданных, медноколчеданных, медно-цинковых, свинцово-цинковых и барит-свинцово-цинковых. С различными типами руд пространственно совмещается скрытая минералого-геохимическая зональность, которая выражается с глубиной в уменьшении содержаний №, А§, РЬ, 7п, в увеличении концентрации Со, Си, 8е, Те в пирите; повышении железнстости и понижении кадмиевости сфалерита; в увеличении содержаний Бе, Те, в галените, в обогащении золота серебром; в уменьшении концентрации Ag, БЬ и повышении содержаний Ре и Си в блеклой руде от поздних генераций к ранним генерациям руд, то есть от свинцово-цинковых к медноколчеданным и серноколчеданным рудам. В пределах отдельного типа руд такая зональность проявляется не всегда отчетливо. Однако отношение Со/№ в пирите всегда имеет ярко выраженную тенденцию возрастания с глубиной, что, видимо, связано с увеличением температуры (Еремин, 1983).

В рудах 2-Риддерской залежи, которая по всем признакам является дистальной, не выявляется какой-либо закономерности в поведении примесных компонентов и отношения Со/№ в пирите в отличие от руд проксимальных залежей. Это, видимо, связано с процессом перераспределения сульфидной массы при транспортировке и переотложении рудного вещества гидротермальными растворами.

Раздел 3. ИЗОТОПЫ СВИНЦА. СТРОНЦИЯ И СЕРЫ И РУДАХ РИДДЕР-СОКОЛМЮГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

3.1. Изотопный состав рудного свинца

Для изучения изотопного состава рудного свинца месторождения были отобраны галениты из разных, морфологических, генетических и минеральных типов руд.

Для определения модельного возраста и параметров источника (f.i=238U/2(wPb, W=232Th/204Pb) использовалась двухстадийная модель Стейси-Крамерса. Все изученные пробы галенита характеризуются практически одинаковыми изотопными составами свинца и однородными параметрами его источника, что указывает на однотипность источника рудного свинца. Модельный возраст свинца галенитов колеблется от 382 до 440 млн. лет, т.е. для отдельных проб галенита характерно удревнение модельного возраста свинца (О-S) по сравнению с возрастом вмещающих пород (D1-2).

Для определения вероятных областей Земли, служивших источником изучаемого свинца, была применена модель плюмботектоники (Doe and Zartman, 1979). Точки, отвечающие изотопным составам месторождения относительно эволюционных кривых модели плюмботектоники на графике торогенного свинца (рис.36) располагаются выше кривой орогена, а на графике ураногенного свинца (рис.За) находятся между кривыми мантии и орогена. Такая ситуация возникает в областях, где происходит смешивание коровою и мантийного материалов, т.е. в орогене. Наиболее яркое проявление орогенных условий наблюдается в геологически активных островных и континентальных дугах. Формирование месторождения в рамках модели плюмботектоники происходило, по всей видимости, ^в обстановке близкой к зрелой островной или континентальной дуге. Свинец галенитов месторождения имеет, вероятнее всего, смешанный источник, представленный смесью свинца мантийного при незначительном участии нижнекоровой составляющей и свинца пелагических осадков.

3.2. Изотопный состав стронция

Для установления природы рудообразующич флюидов нами были изучены изотопные составы стронция в карбонатах из разных типов руд. Все проанализированные образцы характеризуются близкими изотопными составами стронция, отношение 87Sr/86Sr колеблется от 0.70701 до 0.70859, что в целом, близко но несколько ниже, к отношениям, характерным для морской воды в фанерозое 87Sr/86Sr = 0.70906 (Peterman et al, 1970; Veizer and Compston, 1974) и значительно выше по сравнению с отношением

17.60 17.80 18.00

^РЫ^РЬ

Рис. 3. Положение точек изотопных отношений рудного свинца Риддер-Сокольного месторожден: относительно эволюционных кривых модели ггаюмботекгоники: а-ураногенный свинец 5-торогенный свинец.

37.80

37.70

ja CL

o

s

CL CO о (M

37.60

37.50

17.80

oporei

^Pb/^Pb

18.00

X7Sr/x<>Sr в вулканических породах островных дуг - 0.70437 (Фор, 1989). Следовательно, в составе иннералообразуюших флюидов преобладающую роль играл стронций из морской воды при незначительной роли стронция вулканического происхождения, что хорошо согласуется с моделью рециклинга.

3.3. Изотопный состав серы

Изучению изотопного состава серы Риддер-Сокольного месторождения посвящены работы Авдонина В.В. и др. (1972), Покровской И.В., Замятина Н.И. (1973), Лапухова A.C. и др. (1991). Авторами этих работ были проанализированы изотопные составы серы сульфидов и сульфатов из различных типов руд месторождения и при этом установлено, что основная масса сульфидов характеризуется узким диапазоном колебаний изотопного состава серы. Учитывая изотопную однородность серы и ее близость к метеоритной сере, ими предполагается глубинный, возможно мантийный, ее источник (Гриненко, Гриненко, 1974; Авдонин, 1972,1987; Покровская, Замятин, 1973; Лапухов и др., 1991).

Однако, барит из барит-галенит-сфалеритовых руд месторождения характеризуется значениями 634S от 12.8 до 15.2%о , что в целом близко к значению S^S в морской воде в девонское -ремя (Фор, 1989). Хотя средний изотопный состав серы пиритов массивных галенит-сфалеритовых руд находится вблизи нулевого значения (1.8%о), однако диапазон колебаний 834S составляет от -1.6 до + 12.7 %о , причем верхний предел близок к морской воде. Такая же картина установлена Kajiwara Y. (1971) для серы месторождений Куроко, с которой сера Риддер-Сокольного месторождения обнаруживает наибольшее сходство.

Таким образом, в состав рудообразующих флюидов при формировании гидротермально-осадочных руд месторождения, по-видимому, наибольший вклад вносила сера морской воды при участии метеоритной серы. В образовании крутопадающих жильно-штокверковых руд основная роль, вероятно, принадлежит сере глубинного происхождения.

ГЕНЕЗИС МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Вопросы генезиса Риддер-Сокольного месторождения на протяжении многих десятков лет являются предметом дискуссий (Буров, Курек, 1939; Вейц,1945; Щерба,1957,1968; Попов,1968; Яковлев,1972; Покровская, 1972,1982; Авдонин и др., 1972,1987,1991 и многие другие).

Рядом исследователей установлена и подтверждена принадлежность Риддер-Сокольного месторождения к одноименному полигенному

экструзиву. Крестообразная в плане форма экструзива объясняется активной ролью синвулканнческих. разрывных нарушений север-северозападной и северо-восточной ориентировок, которые играли роль машовыводяших, рудоконтролнрующих и рудовмещающих структур (Дергачев, Старостин, 1988), это подтверждается и крестообразным расположением в плане рудных залежей.

Рудные тела месторождения приурочены к купольным структурам, которые являются конссдиментациошшмн по происхождению, формировались прямо на поверхности дна бассейна осадконакопления, были хорошо выражены в палеорельефе, и влияли на распределение фаций и мощностей более молодых образований.

Большинство исследователей месторождения считают, что руды пластовых частей залежей месторождения образовались путем гпдротермалыю-метасоматического выполнения полостей межформационнго срыва под экранирующим горизонтом алевролитов, а гидротермально-осадочные руды представлены лишь на 2-Риддерской залежи и являются единственным исключением. Нами доказывается конседиментацнонная природа купольных структур и исключается пдея о том, что горизонт алевролитов является экранирующим, а руды пластовых частей залежей по всем признакам являются однозначно гидротермально-осадочными.

Большая часть жильно-штокверковых рудных тел образовались путем выполнения зияющих трещин, что подтверждается анализом ориентировки оптических осей кварца, а также путем гидротермально-метасоматического замещения.

Данные изотопного состава стронция карбонатов и серы баритов указывают на доминирующую роль морской воды при образовании гидротермально-осадочных руд. Однако, если образование основной массы рудообразующих растворов происходит за счет морской воды, то концентрации металлов в этом растворе, необходимые для формирования месторождения, видимо, заимствованы из глубинного источника. Эта точка зрения согласуется с данными по изотопам свинца и изотопному составу серы сульфидов жильно-штокверковых руд. Петрохимические особенности рудоносных комплексов и их связь с составом соответствующих им месторождений Рудного Алтая также указывают на глубинные источники рудного вещества.

Температуры гомогенизации флюидных включений в кварце, барите и сфалерите для разных типов руд варьируют от 110° до 410°С (Ковриго, 1967; Сандомирский, Римкевич, 1973). Температуры образования пирита и сосуществующего с ним халькопирита, рассчитанные по распределению между ними изоморфного Со, составили для медноколчеданных руд 155-158°С, для медно-иинковых - 144-160°С.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Для прогнозирования перспективности глубоких горизонтов месторождения рекомендуется проводить исследования пнрнтных ореолов рассеяния (распределение типоморфных элементов-примесей в ипритных зернах). Возможности такого подхода были показаны автором для 13 горизонта Перспективной залежи. Использование таких ореолов позволяет намного уменьшить площадь поисково-разведочных работ на перспективных участках для обнаружения новых рудных тел.

При разведке глубоких горизонтов необходимо учитывать особенности строения штокверка. Так, на фоне общего уменьшения с глубиной количества жильных рудных тел, их средней мощности и коэффициента рудоносности (Кр) для некоторых залежей устанавливается несколько уровнен максимальных значений Кр в разрезе, поэтому фиксируемое на разведываемых залежах затухание штокверка может оказаться кажущимся и на больших глубинах может произойти новое увеличение Кр.

Определяющим фактором повышения эффективности переработки руд является выявление минеральных форм нахождения в них попутных компонентов (В1, А§, Аи, Те и др.). Нами было установлено, что они находятся главным образом в виде собственных минеральных фаз: золото самородное, гессит, висмут самородный, сульфотеллуриды и теллуриды висмута и др.; значительная часть серебра находится в составе галенита и тетраэдрита.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе комплексного изучения месторождения внесены некоторые коррективы в существующие представления и получен ряд новых результатов научного и прикладного значения.

Установлена конседиментационная природа рудовмещающих купольных структур, которая в корне меняет представления об обстановке формирования рудных залежей и месторождения в целом. Подтверждена гидротермально-осадочная природа слагающих купола пород. Обоснованы гидротермально-осадочная природа пластовых рудных тел и образование жильно-штокверковых тел путем выполнения открытых трещин и путем гидротермально - метасоматического замещения. Подтверждена руцоконтролирующая роль синвулканических нарушений на размещение рудовмещающих структур и рудных тел. Изучение элементов-примесей в пирите, халькопирите, сфалерите, галените, блеклой руде и золоте из различных минеральных типов руд месторождения позволили выявить скрытую минералого-геохимическуо зональность руд. Установлены

минеральные формы нахождения ряда попутных компонентов руд (В!, Те, Аи, А£, Бе и др.), диагностировано пять новых для месторождения минералов. Изотопные составы свинца, стронция и серы в рудах месторождения позволили судить об источниках рудного вещества и природе минералообразующнх флюидов.

Для отдельных типов руд оценены термодинамические параметры рудообразуюшего процесса.

По результатам детального изучения рудовмещающих структур, морфолога и и строения жильно-штокверковых рудных тел и пиритных орелов рассеяния рекомендованы участки для проведения поисково-разведочных работ.

1. Рудовмещающие купольные структуры Риддер-Сокольного колчеданно-полиметалличеекого месторождения на Рудном Алтае.// Мат-лы 18-й науч. конф. мол. ученых геол. фак. МГУ. М.,1991,с. 50-54. Деп. ВИНИТИ 1Ч11Ж79 от 27.07.91.

2. Морфологические особенности рудных тел Риддер-Сокольного месторождения.// Мат-лы 19-й науч. конф. мол. ученых геол. фак. МГУ. М., 1992, с.45-55. Деп. в ВИНИТИ Ы2170В92 от 6.7.92

3. Рудные обломки Риддер-Сокольного колчеданно-полиметалличеекого месторождения (Рудный Алтай).// Вестник МГУ, сер.4, геология, 1993, N1, с.77-81 (соавтор: АЛ.Дергачев).

4. О природе рудовмещающих купольных структур на Риддер-Сокольном колчеданно-полиметаллическом месторождении на Рудном Алтае.// ДАН, 1994, том 334, N4, с.476-479 (соавторы: АЛ.Дергачев, Н.И.Еремин).

5. О скрытой минералош-геохимической зональности в рудах Риддер-Сокольного колчеданно-полиметалличеекого месторождения.// Мат-лы 20-й науч. конф. мол. ученых геол. фак. МГУ. Вестник МГУ. (в печати).

6. Изотопный состав свинца и стронция и происхождение вещества Риддер-Сокольного колчеданно-полиметалличеекого месторождения, Рудный Алтай.// Геология рудных месторождений, (соавтор: И.В.Чернышев) (в печати).

ИГУ 285-100