Геодинамические условия образования девонской рудоносной базальт-риолитовой формации лениногорского горнорудного района (рудный алтай)

Глава 3. Основные месторождения Лениногорского района: положение в разрезе базальт-риолитовой формации, особенности структуры и состава руд

Большой вклад в разведку и изучение месторождений Лениногорского района внесли К. Гривнак, В.А. Крат, Г.Н. Мейер, Ф.Н. Чернышев, П.П. Пилипенко, П.П. Буров, Н.Н. Курек, Ф.С. Толчинская, Л.П. Брызгалов, К.Ф. Ермолаев, М.А. Логинова, Б.Л. Чепрасов, И.Б. Покровская, В.В. Попов, Б.В. Маньков, Е.М. Селифонов, Ю.Ф. Олейник, В.Т. Овчинников, В.И. Мамин, Л.М. Трубников, Н.Г. Сухарев, Г.С. Дурнев, Н.И. Кравцов, Г.Ф. Яковлев, Г.Н. Щерба, В.В. Авдонин, В.И. Старостин, Д.И. Горжевский, Ю.И. Демин, Н.Ф. Еремин, Н.Е. Сергеева, Д.А. Ажгирей, М.С. Козлов и многие другие. В последние годы все большее число исследователей подчеркивают сингенетичность оруденения с вмещающими вулканогенно-осадочными образованиями. Во многих работах показано, что первичные стратиформные месторождения подверглись значительным преобразованиям при региональном метаморфизме, а также контактовом воздействии тепловых полей более молодых интрузивных тел [Демин, 1971; Золотарев, Яковлев, 1977 и другие]. При этом происходит регенерация и переотложение руд. Все это затушевывает первичный облик колчеданно-полиметаллических месторождений, и их генезис расшифровывается с большим трудом. Для целей палеогеодинамического анализа важно проследить положение месторождений в разрезе базальт-риолитовой формации, некоторые особенности их структур и эволюцию состава руд.

Наиболее низкий стратиграфический уровень (крюковская свита) занимают месторождения Лениногорского рудного поля: Риддер-Сокольное, Ново-Лениногорское, Долинное и др. Месторождения приурочены к купольным структурам, сложенным гидротермально-осадочными кварцитами, которые в верхней части сменяются хлоритолитами и серицитолитами. В момент рудообразования они представляли собой холмы размером 500-700 м и высотой 100-200 м, располагавшиеся вдоль синвулканических разломов. В процессе рудообразования рудные холмы подвергались разрушению, у их подножия и на склонах образовывались шлейфы рудокластов и линзы слоистых обломочных руд [Авдонин и др.,1999]. Основные типы стратиформных руд: барит-свинцово-цинковые (Cu< 0.1%); барит-полиметаллические; кварц-барит-полиметаллические. Промышленное значение, помимо Zn, Pb, Cu имеют также Ba, Au, Ag, Cd, Sb, As, Bi, Sn, Se Te, Hg, Ga, In, Ge, Tl, Co. Все эти элементы извлекаются при обогащении руд и металлургическом процессе. Кроме того, руды содержат Mo, Ni, Cr, Zr, V, Be, Mn и Ti [Попов и др., 1995].

В средней части разреза базальт-риолитовой формации района на контакте ильинской и сокольной свит расположено Тишинское месторождение, приуроченное к сводовой части крупного Тишинско-Белолуговского стратовулкана. Руды Тишинского месторождения - колчеданно-полиметаллические. Содержание пирита в них достигает 36%. Промышленное значение имеют Zn, Pb, Cu, Cd, Au, Ag, Te, Se, Tl, In, Ga, As, Sb, Bi, Mo [Попов и др., 1995].

Месторождения северо-восточной части Лениногорского района (Гусляковское, Чекмарь, Стрежанское, Шубинское, Старковское) располагаются в верхней части разреза базальт-риолитовой формации - в успенской свите, вблизи ее контакта с перекрывающими флишоидными образованиями белоубинской свиты. Руды месторождений относятся к колчеданно-полиметаллическим, колчеданно-медно-цинковым. Сопутствующие элементы промышленного значения в рудах месторождений следующие: Чекмарь - Au, Ag, Cd, Se, Tl; Стрежанское - Bi, Ag, Sb, As; Шубинское - Au, Ag, Cd, Ga, In, Ge, Tl; Старковское - Au, Ag, Cd, Mo, As, Sb, Ga [Олейник и др., 1991].

Таким образом вверх по разрезу происходит смена барит-свинцово-цинковых и барит-полиметаллических руд колчеданно-полиметаллическими и колчеданно-медно-цинковыми, что неоднократно отмечалось многими исследователями в целом для Рудного Алтая [Яковлев и др., 1984; Хисамутдинов, 1984; Попов и др.,1995; Авдонин, 1998 и многие другие].

Важно отметить обогащение руд Лениногорского района в промышленных масштабах редкими металлами. Эта особенность их состава практически не обсуждается в литературе. Вместе с тем месторождения редких металлов являются индикаторами обстановки континентального рифтогенеза [Щеглов, 1989].

Месторождения Лениногорского района, как и всего Рудного Алтая, относятся к семейству колчеданных рудных формаций. Общим для всех месторождений данного типа является образование их в субмаринных условиях. Высокая обводненность среды рудоотложения способствовала повышению рудоконтролирующей роли процесса рециклинга и образованию массивных сульфидных руд.

Другая особенность месторождений колчеданных формаций состоит в том, что они формировались в условиях общего или локального растяжения: рифтогенных структурах разного масштаба и происхождения [Твалчрелидзе, 1981; Кутырев, 1984; Митчел, Гарсон, 1984; Миронов и др., 1999 и многие другие]. Подобные условия могут существовать на всех этапах цикла Уилсона. В связи с этим систематика рудных формаций колчеданного семейства на геодинамической основе до сих пор остается нерешенной. Последнее обстоятельство предполагает наличие некого общего для всех геодинамических обстановок процесса (инварианта), в качестве которого И.И. Абрамович и И.Г. Клушин [1978] рассматривают начальное концентрирование рудного вещества в мантии и частично нижней коре в результате перераспределения флюидно-расплавной фазы под воздействием термо-бароградиентных полей (модель мантийного сепаратора). По их мнению, колчеданные рудные формации непременно имеют мантийные корни. Для месторождений Лениногорского района этот вывод подтверждается изотопным составом серы сульфидов. В.В. Авдониным и др. [1972] установлен узкий диапазон вариаций изотопных отношений серы, ее ювенильный, метеоритный состав, что свидетельствует о гомогенном, глубинном источнике всех типов руд района.

Лениногорский район в целом представляет собой крупный рудный узел, в пределах которого находятся два месторождения-гиганта - Риддер-Сокольное и Тишинское. Вопрос об условиях формирования наиболее крупных и богатых металлами рудных объектов является одним из самых важных в практическом отношении. Подсчитано, что несколько гигантских месторождений включают более 50% мировых запасов металлов [Laznicka, 1983]. В научно-теоретическом плане этот вопрос также постоянно обсуждается в литературе [Эндогенные источники ; Фаворская, 1987; Щеглов, 1989; Рундквист, 1990; Томсон, Полякова, 1994; Абрамович, 1998 и многие другие]. По мнению большинства исследователей основной фактор, благоприятствующий интенсивному рудогенезу - участие в нем вещества мантии. К индикаторам мантийного источника относятся минералы кобальта, висмута и никеля [Осташенко и др., 1982], хрома, кобальта, никеля и ванадия [Томсон, Полякова, 1994], присутствующие в рудах наиболее крупных месторождений. Минералы перечисленных металлов широко распространены в рудах Лениногорского района и особенно Риддер-Сокольного месторождения.

И.Н. Томсон и О.П. Полякова [1994] отмечают, что крупные месторождения в большинстве случаев являются комплексными, полиформационными, содержащими до 100 гипогенных минералов. Считается, что минералого-геохимическая сложность месторождений-гигантов обусловлена действием флюидов широкого спектра, как мантийных, так и коровых, способных переносить значительные объемы полезных компонентов. Как уже отмечалось, руды месторождений Лениногорского района являются не только колчеданно-полиметаллическими, но также редкометальными, золото- и серебросодержащими и насчитывают более 100 минералов.

О мантийной природе рудного вещества свидетельствуют также восстановительные условия формирования руд, когда в них содержатся самородные элементы, а в газово-жидких включениях минералов присутствует значительное количество CH₄, N₂ и CO. В рудах месторождений Лениногорского района широко распространен самородный висмут [Авдонин, Сергеева, 2002], а в газовой фазе включений из минералов руд масс-спектроскопическими исследованиями установлены восстановленные флюидные компоненты: CH₄, NH₃; H₂S; CO; N₂ [Попов и др., 1995].

Стабильность геодинамического режима, с которым связано рудообразование, является необходимым условием для формирования месторождений-гигантов, поскольку в этом случае не происходит резких изменений направления или интенсивности мантийного тепло-массопереноса, обеспечивающего рудоконцентрирующие процессы [Абрамович, 1998]. Признаком стабильности тектонического режима и длительности рудоотложения является присутствие на крупных месторождениях слоев с обломками руд - рудокластов [Эндогенные , 1987]. Подобные образования широко распространены на месторождениях Лениногорского района.

Проницаемость литосферы играет также значительную роль для локализации крупных рудных месторождений. При прогнозно-металлогенических построениях достаточно давно и очень широко используется тот факт, что месторождения приурочены к участкам пересечения глубоких разломов. Для Рудного Алтая эту закономерность впервые выявили Д.И. Горжевский и Г.Ф. Яковлев [1957], установившие, что крупные рудные узлы и месторождения находятся на пересечении глубинных субширотных и СЗ разломов.

Следует отметить, что формирование месторождений-гигантов возможно только при сочетании благоприятных условий на всех стадиях концентрации рудного вещества: от процесса тепломассопереноса полезных компонентов из мантии до его осаждения вблизи и на поверхности. При этом масштабное концентрирование рудных компонентов в мантии сопряжено с их сепарированием в процессе длительного мантийного апвеллинга [Абрамович, 1998]. Это обстоятельство имеет чрезвычайно важное значение и должно учитываться при анализе палеогеодинамической обстановки формирования месторождений Рудного Алтая.