Фиг. 17-2.

Вопрос 34.Колчеданоносная провинция Южного Урала.

Большинство вулканогенных колчеданных месторождений Южного Урала сосредоточено в Магнитогорской мегазоне, где присутствуют все выделенные нами типы (фиг. 17-3). Особенностью этой колчеданоносной струк­туры является хорошая сохранность рудовмещающих комплексов и месторождений, их относительно слабая деформированность, а также достаточно детальная изученность, позволившие провести палеовулканологические реконструкции и установить региональные и локальные закономерности размещения оруденения.

Геологические модели основных типов колчеданных месторождений Магнитогорской мегазоны изображены на фиг. 17-3.

Ивановскийтип представляют никель-кобальт-медно­колче­данные месторождения Ивановское, Дергамышское, Ишкининское (см. фиг. 17-3), Южно-Вознесенское, Юлдашевское, залегающие в зоне меланжа Главного Уральского разлома (ГУР), в ассоциации с базальтами и гипербазитами. Характерно геологическое положение рудных тел массивных сульфидов - в кровле гипербазитовых блоков-пластин, в ассоциации с гипербазитовыми конгломерато-брекчиями. Обломки руд (рудокласты) встречаются среди серпентинитовых песчаников, перекрывающих залежи массивных сульфидов (см. фиг. 17-3), что убеждает в образовании руд непосредственно на поверхности или вблизи поверхности гипербазитовых тел на морском дне. Впоследствии руды были перекрыты базальтами.

При некоторых различиях в структуре и составе Ишкининского, Дергамышского и Ивановского месторождений, они обладают рядом общих характерных особенностей: 1) руды всех месторождений − массивные и прожилково-вкрап­лен­ные − в подавляющем большинстве залегают среди серпентинитов, часто превращенных в тальк-карбонатные метасоматиты; 2) рудные тела, оруденелые серпентиниты и содержащие рудокласты серпентинитовые конглобрекчии и песчаники отделены от перекрывающих их базальтов разломами; 3) основу колчеданных залежей составляет пирротин.

По текстуре различаются сплошные (массивные) и прожилково-вкрап­ленные руды. Среди сплошных руд выделяются пирит-пирротиновый, халькопирит-пирит-пирро­ти­новый и кобальтин-арсенопирит-халькопирит-пирит-пирротиновый (последний − на Ишкининском месторождении) типы [Мелекесцева, 2007]. Для рассматриваемых месторождений характерно преобладание пирротина над пиритом, составляющего от 20 до 80% в разных типах руд, постоянное присутствие магнетита и хромита (в сумме до 20%), наличие

Фиг. 17-4. Размещение колчеданных месторождений в вулканических комплексах Магнитогорской зоны. [Серавкин, 2007].

Формации: 1 — базальтовая (O-S); 2 — базальт-риолитовая (D₁ e): контрастный (а) и непрерывный (б) комплексы; 3 — андезито-базальтовая (D₁-D₂ ef): базальт-андезибазальтовый (а) и гибридный базальт-андезит-риолитовый (б) комплексы; 4 — базальтовая (D₁ e); 5 — базальт-риолитовая (D₂): базальтовый (а), контрастный (б) и непрерывный (в) комплексы; 6 — андезито-базальтовая (D₂); 7 — базальт-андезит-риолитовая: Юсинский (а) (D₂) и субщелочной Джусинский (б) (D_1-2) комплексы.

Колчеданные месторождения: 8 - медноколчеданные (домбаровский тип), 9 — цинково-медноколчеданные, Cu>Zn, уральский I подтип (а), медно-цинковоколчедан­ные, Cu<Zn, уральский II подтип (б) и медно-цинковоколчеданные с полиметаллической минерализацией, уральский III подтип, (в), 10 — золото-колчеданно-полиметал­лические (а), золото-барит-полиметал­ли­чес­кие (б) и золото-колчеданные (в) (баймакский тип); 11 — а - никель-кобальт-медно­колчеданные (ивановский тип) и б - цинковоколчеданные (филизчайский тип). Названия колчеданных месторождений: 1 — Ивановское, 2 — Дергамышское, 3 — Ишкининское, 4 — Тубинская группа, 5 — Куль-Юрт-тау, 6 — Уваряж, 7 — Бакр-тау, 8 — Горная Байкара, 9 — Майское, 10 — Таш-тау, 11 — Таналык-Баймакское, 12 — Семёновское, 13 — Юлалинское, 14 — Туба-Каин, 15 — Балта-тау, 16 — Юбилейное, 17 — Бурибайское, 18 — Маканская группа, 19 — Подольское, 20 — Мамбетовское, 21 — Гайское, 22 — Бакр-Узяк, 23 — Южный Бакр-Узяк, 24 — Сибайское, 25 — Учалинское, 26 — Озерное, 27 — Узельгинское, 28 — Молодежное, 29 — Таш-Яр, 30 — Александринское, 31 — Иссиргужинское, 32 — Западно-Ащебутакское, 33 — Джусинское, 34 — Барсучий Лог, 35 — Летнее, 36 — Осеннее, 37 — Весеннее, 38 — Амурское.

Схема районирования: 12 — границы Магнитогорской зоны и структурно-формационных зон 1^го порядка: I − Вознесенско-Присакмарская (зона Главного Уральского разлома), II − Западно-Магнитогорская, III − Центрально-Магнитогорская, IV − Восточно-Магнитогорская; 13 — границы и номера колчеданоносных зон: I-1 − Ивановско-Ишкининская, II-1 − Таналыкская (Тубинско-Гайская), II-2 − Южно-Ирендыкская, II-3 − Сибайско-Орская, IV-1 − Учалинско-Александринская, IV-2 − Ащебутакская, IV-3 − Джусинско-Домбаровская; 14 — поперечные блоки: А — Учалинский, Б — Магнитогорско-Верхнеуральский, В — Баймакско-Кацбах­ский, Г — Орско-Джусинский; 15 — широтные дислокации: 1 — Буйдинская, 2 — Белорецкая, 3 — Агаповская, 4 — Юлалинская, 5 — Подольская, 6 — Новочеркасская, 7 — Орская.

Серым показаны колчеданоносные палеовулканические пояса.

пентландита (в прожилково-вкрапленных рудах), кобальтина и арсенопирита (в сульфоарсенидно-сульфидном типе). Отношение Cu/Zn в месторождениях

ивановского типа составляет в среднем 7,0 [Материалы …, 1998]. Наиболее крупным из рассматриваемых объектов является Ивановское месторождение, содержащее по данным Н.И.Татарко, 210 тыс. т меди, 27 тыс. т никеля, 9 тыс. т кобальта, 10 т золота и 32 т серебра [Мелекесцева, 2007]. По геологическому строению и составу руд, при общих определяющих тип месторождений чертах, рассматриваемые объекты имеют ряд отличий. Так, на Дергамышском месторождении распространены марказитсодержащие руды и в рудах отмечаются наиболее высокие содержания цинка (в среднем, от 0,12 до 2,0% в массивных халькопирит-пиритовых рудах). На Ишкининском месторождении, как уже отмечалось, развиты собственные минералы Co и Ni, а также арсенопирит − в составе сульфоарсенидно-сульфидного типа руд. Ивановское месторождение − единственный объект, на котором кроме наиболее распространённых руд по серпентинитам развиты также преимущественно вкрапленные руды, залегающие в хлоритизированных базальтах висячего бока месторождения. А.А. и А.А.Захаровыми установлена отчетливая зависимость состава руд от состава вмещающих их пород: «Наибольшее содержание Ni наблюдается в рудах, локализованных в метасоматических породах по серпентинитам», а руды, залегающие в хлоритовых породах по габброидам и базальтам, обогащены медью и кобальтом. Последний из них образует изоморфную примесь в халькопирите и пирротине.

Домбаровский тип на Южном Урале представляют медноколчеданные месторождения одноименного рудного района - Летнее, Осеннее, Левобе­режное - расположенные на юге восточного крыла Магнитогорской мегазоны, и месторождение Жарлы-Аша, расположенное на юге Западно-Мугод­жарской зоны, в Берчогурском рудном районе. Отличительными особенностями месторождений этого типа служат их преимущественно медноколчеданный состав и залегание рудных тел среди базальтов.

Домбаровские месторождения формировались в обстановке рифта, развивавшегося в бассейн с океанической корой. Киембаевская свита (D₁ kb) в Джаилганском блоке Домбаровского рудного района образует щитовой палеовулкан, осложнённый небольшими кальдерными депрессиями, к которым и приурочены месторождения. В разрезе рудовмещающей базальтовой формации выделяется 2 пачки, образованные соответствующими ритмами вулканизма. Каждая из них начинается меланократовыми и мезократовыми и завершается преобладающими лейкократовыми подушечными базальтами. На наиболее детально изученном Летнем месторождении в разрезе выделяются (снизу вверх): 1) мелкоподушечные базальты и гиалокластиты подрудной толщи; 2) брекчии диабазов, плагиофировых базальтов, габбро-диабазов и офитовых габбро, мощностью от 0 до 150 м; 3) подушечные лавы афировых и плагиофировых базальтов с прослоями гиалокластитов, мощностью до 300 м [Медноколчеданные …, 1988]. 2-е и 3-е подразделения относятся к рудовмещающей толще.

Рудные тела линзовидно-пластообразной формы на Летнем и Осеннем месторождениях согласно залегают среди пиллоу-базальтов в верхней части рудовмещающей толщи.

На Летнем месторождении выделяются: 1) магнетитовый, 2) магнетит-халь­ко­пирит-пиритовый, 3) халькопирит-пиритовый и 4) сфалерит-халько­пи­рит-пири­то­вый минеральные типы руд [Исмагилов, 1978]. Магнетитовые руды, содержащие также пирит (~ 5%), халькопирит, сфалерит, молибденит и гематит (редкие минералы) и нерудные минералы, залегают чаще в подошве сульфидных залежей, иногда − обособленно или внутри колчеданных тел. Текстуры магнетитовых руд нередко линзовидно-полосчатые. Сульфиды в этих рудах тяготеют к периферии магнетитовых рудных линз.

Сульфидные массивные руды сложены главным образом пиритом с примесью халькопирита и сфалерита, содержащихся в неодинаковых количествах в различных минеральных типах руд. Пирит составляет 65-75%, халькопирит − от 10% до 15% (в халькопирит-пиритовом типе), магнетит − 1-3% в сфалерит-халькопирит-пиритовом типе, до 5-10% в магнетит-халько­пирит-пиритовом типе (в халькопирит-пиритовом типе в заметных количествах отсутствует), сфалерит в количестве 3-4% содержится лишь в сфалерит-халькопирит-пиритовых рудах [Исмагилов, 1978]. Отношение Cu/Zn в целом по месторождениям варьирует от 2,5 на Летнем, до 4,9 на Осеннем месторождениях. Содержание свинца незначительно, Pb/Cu ≈ 0,01. Характерно присутствие Со, составляющего в рудах десятые доли масс. %. Самостоятельных минералов кобальта не обнаружено, этот элемент содержится в пирите в количестве до 4% [Исмагилов, 1978, с. 35].

Резюмируя характеристику месторождений домбаровского типа, следует подчеркнуть их ярко выраженную медную специализацию (с заметными количествами Zn и Co) и ассоциацию с пиллоу-базальтами. По запасам руд и металлов это средние месторождения.

К Уральскому типу принадлежат хорошо известные крупные месторождения Южного Урала (Учалинское, Сибайское, Юбилейное, Подольское) и суперкрупное Гайское месторождение. Их отличительные особенности − медно-цинковый состав руд и залегание в комплексах базальт-риолитовой формации. По составу руд и геологической позиции они могут быть подразделены на 3 подтипа:

1 — уральский I подтип - месторождения медноколчеданного состава (Cu ≥ Zn), залегающие в бимодальных комплексах баймак-бурибаевской свиты среди или в кровле базальтов и перекрытые кислыми вулканитами этих комплексов (Юбилейное, Бурибайское);

2 — уральский II подтип - месторождения медно-цинковоколчеданные (Cu ≤ Zn), вмещающими породами которых также являются бимодальные комплексы, но карамалыташской свиты (D₂ ef), расположенные среди кислых вулканитов или в их кровле (Учалинское, Сибайское);

3 — уральский III подтип - месторождения медно-цинково­колчедан­ные, залегающие в непрерывных базальт-андезит-риолитовых толщах баймак-бурибаев­ской свиты (Маканское, Октябрьское, Гайское), среди гибридного дифференцированного комплекса ирендыкской свиты (D₁-D₂ e) - Подольское месторождение и ассоциирующие с базальт-андезибазальт-риода­цитовыми вулканитами карамалыташской свиты и, отчасти, с андезибазальт-андезитовыми породами улутауской свиты (D₂ zv-D₃ f₁) - месторождения Узельгинского рудного поля.

Месторождения уральского I подтипа (Юбилейное и Бурибайское) залегают в нижней подсвите баймак-бурибаевской свиты (D₁ e b-br₁) Бурибай-Маканского рудного района среди базальтов средней толщи под­свиты (Бурибайское месторождение) или на контакте средней и верхней (контрастной) толщ (Юбилейное месторождение). На Юбилейном месторождении наиболее крупные рудные тела подстилаются пиллоу-базальтами второй толщи b-br₁² (6-я и 4-я залежи), а более мелкие рудные тела ассоциируются с кислыми породами вышележащей контрастной толщи, b-br₁³ [Серавкин, 1986].

Для месторождений уральского I подтипа характерна ассоциация руд с подушечными разновидностями базальтов. Так, на Юбилейном место­рожде­нии крупные рудные тела залегают в кровле воронкообразных построек пиллоу-базальтов, за пределами которых рудные линзы выклиниваются [Серавкин, 1986].

Состав руд уральского I подтипа, на примере Юбилейного место­рож­дения, сравнительно прост - это пирит, халькопирит и сфалерит. В стандартной зональности рудных тел преобладают медные (халькопирит-пиритовые) руды, но распространены также серноколчеданные (пиритовые) и медно-цинковые (сфалерит-халькопирит-пиритовые) руды.

Месторождения уральского II подтипа представлены наиболее распространёнными, в основном, крупными и хорошо изученными объек­тами, такими как Сибайское, Учалинское и Ново-Учалинское. Определяющими особенностями этого типа служат: преобладание цинка над медью (более чем 3-х кратное на Учалинском месторождении) и залегание среди кислых пород (или в их кровле) контрастных комплексов карамалыташской (D₂ ef kr) свиты.

Руды уральского II подтипа в качестве главных компонентов содержат пирит, халькопирит и сфалерит. Соотношение Cu/Zn в различных типах руд варьирует, составляя в среднем по месторождению 0,29 на Учалинском и 0,63 на Сибайском месторождениях.

Руды Сибайского месторождения, кроме основных минералов - пирита (65-90% рудной массы), халькопирита и сфалерита, содержат пирротин, магнетит, мельниковит (второстепенные минералы), а также галенит, арсенопирит, теннантит, борнит и другие редкие минералы. Магнетит, сиде­рит и пирротин входят в состав медных руд лежачего бока Ново-Сибайской залежи.

Месторождения уральского III подтипа, среди которых числятся средние по запасам руд и металлов объекты (Молодежное, им. ХIХ партсъез­да, Октябрьское), крупные месторождения (Узельгинское, Подольское) и месторождение-гигант (Гайское), залегают в последовательно дифференцированных вулканических комплексах: базальт-андезит-риодацитовом верхнетаналыкском (верхняя подсвита баймак-бурибаевской свиты, Маканское рудное поле, Гайское месторождение), гибридном базальт-андезибазальт-анде­зит-риодацитовом комплексе ирендыкской свиты (D₁-D₂ ef ir, Подольское месторождение) и в базальт-андезибазальт-рио­да­цитовом комплексе карамалыташской свиты (месторождения Верхнеуральского рудно­го района). В месторождениях этого подтипа медь и цинк находятся в соизмеримых количествах, но медь часто преобладает над цинком. Отношение Cu/Zn варьирует от 0,5 до 2,1, редко до 3,4.

Разновозрастные непрерывно дифференцированные комплексы различа­­­ются между собой и по набору пород, и по строению, и по петро-геохими­ческим характеристикам вулканитов. Это связано с различными геодинамическими условиями их формирования, а в современной структуре отображено в различном глубинном строении блоков коры.

Таким образом, все месторождения уральского III подтипа формиро­ва­лись в островодужном режиме, но в существенно различных обстановках: в преддуговом троге, междуговом бассейне и раннеостроводужных условиях. Все эти обстановки объединяют условия зарождения островной дуги и формирование субмаринных рудоносных вулканических построек центрального типа.

Руды уральского III подтипа по составу близки к рудам II подтипа, отличаясь повышенными содержаниями As, Pb и Ba, приближаясь в этом отношении к составу руд месторождений баймакского типа. Содержащие эти элементы, а также медь: борнит, теннантит, галенит и барит формировались в составе поздних минеральных ассоциаций, наложенных на медно-цинково­колчеданные руды, но в некоторых случаях образующих самостоятельные рудные тела. Так, на Октябрьском месторождении, наряду с медноколчеданными, присутствуют и полиметаллические руды баймакского типа, залегающие среди кислых вулканитов выше медноколчеданных рудных тел [Серавкин, 1986].

Для месторождений III уральского подтипа вообще характерно разви­тие пластообразных рудных тел на нескольких сближенных стратигра­фических уровнях. Например, на Гайском супергиганте рудные пласты или линзы каждого уровня завершают локальные ритмы кислого вулканизма. Руды последнего, верхнего уровня формировались после синвулканических внутрирудных деформаций, которые обусловили крутое вторичное залегание более ранних рудных тел (см. модель II этапа формирования месторождений уральского III подтипа на фиг. 17-4). Руды позднего этапа представлены халькопирит-пиритовыми и борнитсодержащими минеральными ассоциациями [Серавкин, Скуратов, 2009].

Баймакский тип месторождений золото-барит-колчеданно-полиметал­ли­­ческого состава распространен в Баймакском, Александринском и Терен­сайском (месторождения Джусинское и Барсучий Лог) рудных районах (см. рис. 1). В первом, «эталонном» для этого типа районе, месторождения залегают среди вулканитов баймак-бури­ба­ев­ской свиты, ассоциируясь отчасти с её нижней базальт-риолитовой подсвитой и, главным образом, с непрерывным базальт-андезит-риолитовым комплексом верхней (верхнетаналыкской) подсвиты.