Геолого-геохимическая модель и особенности разведки Рубцовского колчеданно-полиметаллического месторождения

Глава 2. Геологическое строение Рубцовского месторождения.

Рубцовское месторождение расположено в южной части Рубцовской синклинали, в области перехода Рождественской брахиантиклинали в Таловско-Потеряевский прогиб. Месторождение сложено вулканогенно-осадочными породами среднего и верхнего девона и терригенно-карбонатными отложениями турнейского яруса. Породы палеозойского фундамента перекрыты мощным (до 120м) чехлом рыхлых кайнозойских отложений. Магматические породы развиты только на флангах месторождения и представлены небольшими экструзиями риодацитов. Структура месторождения довольно простая. Промышленные руды залегают обычно в зоне метасоматитов согласно с напластованием вмещающих пород. Рудовмещающая толща полого падает в юго-восточном направлении.

2.1. Стратиграфия

Самыми древними, из вскрытых скважинами образований, являются вулканогенно-осадочные породы верхне-шипуновской подсвиты (D₂gv schp₂). Вскрытый горизонт сложен (сверху вниз) кремнистыми алевролитами (мощностью от 5 до 25 м), риолитами (мощностью от 34 до 43 м) и массивными темно-серыми алевролитами с единичными прослойками туффитов и мелкозернистых песчаников мощностью до 1 м.

Выше залегают породы давыдовской свиты, которые слагают лежачий бок месторождения. Разрез свиты подразделяется на три горизонта: 1) лавобрекчии риолитов с невыдержанными линзами алевролитов мощностью до 6 м (мощность горизонта 25 - 80 м); 2) риолиты (мощность 30 - 130 м), 3) лавобрекчии риолитов (мощность 70 - 100 м).Общая мощность свиты 180 - 250 м (в среднем 215 м).

Туфогенно-осадочные породы нижнекаменевской подсвиты (D₃fr km₁) на месторождении являются рудовмещающими. В виде субширотной полосы шириной 300-400 м они прослеживаются по простиранию на 1,2 км. На западном фланге месторождения и по падению отложения подсвиты, размыты в нижне-каменноугольное время. На восточном фланге месторождения они прорваны экструзией риолитов, восточнее которой приобретают вулканогенный состав.

В основании свиты залегают кремнистые алевролиты (мощность 5-30 м). На восточном фланге месторождения в алевролитах встречаются линзы риолитов (мощностью до 5 м). Выше залегает пачка ритмичного переслаивания аркозовых песчаников и алевролитов (общая мощность 5-35 м). На восточном фланге месторождения среди них наблюдается прослой углисто-глинистых алевролитов мощностью до 2 м. Большая часть пачки так же, как и верхняя часть кремнистых алевролитов, подвергнута интенсивному гидротермальному изменению, и представляет собой зону метасоматитов с полиметаллическими рудами. Выше залегает слой агломератовых туффитов (мощность 3-10 м). Далее вновь появляется пачка измененных кремнистых алевролитов. На восточном фланге месторождения в составе этой пачки имеется линза известковистых алевролитов. Размеры линзы по простиранию около 200 м, по падению 60м, мощность 10м. Среди известковистых алевролитов встречаются одиночные - слойки известняков мощностью до 10 см. Мощность этой пачки ритмичного переслаивания алевролитов и аркозовых песчаников колеблется от 40 до 45 м. Пачка перекрывается пластом пепловых туфов мощностью от 2 до 10 м, выше которых залегает горизонт алевролитов.

Мощность сохранившейся от размыва части подсвиты колеблется от 5 до 140 м. Среди алевролитов обнаружены остатки криноидей и аммонитов, которые позволяют отнести эти отложения к франкскому ярусу.

Отложения бухтарминской свиты (C₁t bcht) распространены в южной части месторождения.Они перекрывают с угловым и стратиграфическим несогласием отложения давыдовской и каменевской свит. По литологическому составу в свите выделяются две подсвиты - нижняя и верхняя

Разрез нижней подсвиты бухтарминской свиты (C₁t bcht₁) начинается с конгломератов, которые перекрываются пачкой полимиктовых средне- и крупнозернистых песчаников. Мощность нижней подсвиты бухтарминской свиты колеблется от 10 до 100 м при общем уменьшении её с запада на восток.

Отложения верхней подсвиты бухтарминской свиты (C₁t bcht₂), представлены органогенными известняками. В известняках обнаружены брахиоподы, криноидеи, трилобиты, одиночные кораллы и мшанки, характерные для верхнего турне. Мощность свиты над рудной зоной достигает 100 м и увеличивается до 300 м по мере удаления от рудной зоны в южном направлении.

Палеозойские образования на месторождении перекрыты чехлом рыхлых неоген-четвертичных отложений мощностью от 75 до 120-130м. В основании рыхлой толщи местами установлена мел-палеогеновая кора выветривания, представленная белыми иногда пестроокрашенными, каолинизированными, глинами. Мощность коры выветривания от 0,5-1 м до 3-15 м.

2.2. Структура месторождения.

Месторождение приурочено к северному крылу, пологой синклинали. Общее простирание крыла синклинали северо-восточное 60-65°, в восточной части отмечается резкий флексурный изгиб с изменением простирания на юго-восточное по азимуту 120-130°. Рудовмещающая толща огибает здесь тело экструзивных риодацитов. Участок изгиба характеризуется развитием мелкой дополнительной складчатости и связанными с ней послойными срывами, зонками дробления, рассланцевания, милонитизации и отслоений. За пределами месторождения залегание пород спокойное, дополнительной складчатости не отмечается. Общее падение северного крыла синклинали южное под углами 10-25° к югу от месторождения более пологое, участками горизонтальное. Зона гидротермального изменения продолжается на юг и запад от месторождения до ухода ее под отложения бухтарминской свиты. Разрывных нарушений непосредственно в пределах месторождения не зафиксировано. В 100-150 м к северу от рудного тела проходит Южный сброс, продольный по отношению к рудовмещающим породам с крутым (70-75°) падением на юг <под месторождение>. Амплитуда смещения 40-80 м. Сброс фиксируется зонами милонитизации, рассланцевания и дробления пород давыдовской свиты. Непосредственно под рудными телами имеются многочисленные зоны прожилковой полиметаллической минерализации, фиксирующие зоны трещиноватости.

2.3. Рудные тела

Рудная зона Рубцовского месторождения включает в себя 5 рудных тел, но 99% запасов балансовых руд и 99,6% суммарных запасов металлов находится в рудном теле N 1. К 1975 г. рудное тело N 1 было вскрыто и разведано 67 вертикальными скважинами. Форма рудного тела - лентообразная залежь, с отношением мощности к длине по простиранию и падению как 1:140:40 . Максимальная длина рудного тела по простиранию 800м. На основных проектируемых горизонтах вскрытия месторождения, длина его составляет: горизонт +130 м - 412 м (площадь 6680 м²); горизонт +95 м - 598м (площадь 5370 м²); горизонт +60 м - 466 м (площадь 1810м²). Длина рудного тела по падению изменяется от 50 до 340 м, средняя - 200 м.

Тело залегает на глубинах от 78 до 215 м от дневной поверхности, между горизонтами +159,0 и +25,5 м. На разведочных линиях (р.л.) I и IV рудное тело выходит под рыхлые отложения, длина выхода 112 м, средняя мощность 4,5 м. Рудное тело имеет среднее простирание 53° и полого падает в юго-восточном направлении. Углы падения изменяются от 10° (восточная часть, р.л. VI - р.л. XV), до 25° (западная часть, р.л. 0 - р.л. VI). В целом моноклинальное залегание залежи осложнено небольшими по размерам флексурными перегибами и мелкими складками, особо четко выраженными на восточном фланге месторождения.

Ручные тела N 2, 3, 4 и 5 представляют собой мелкие линзы, сложенные вкрапленными смешанными рудами. Относительно рудного тела N 1 они залегают на его восточном фланге, в висячем и лежачем боках.

2.4. Метасоматические образования.

Особенно интенсивно гидротермальные преобразования первичных пород проявились в нижней части разреза нижнек-аменевской подсвиты выше глинисто-кремнистых и кремнистых алевролитов, залегающих в ее основании. По Б.Л. Бальтер (1977), в этой части разреза имеются три зоны метасоматитов осаждения (снизу вверх): преимущественно хлоритовые, серицитовые породы и аргиллизиты. С этими зонами тесно ассоциируют полиметаллические руды. Например, зона хлоритовых пород, состоящих из магнезиального хлорита, кальцита, гидрослюды и кварца, тяготеет к лежачему боку оруденения. Зона серицитовых пород, представленных в основном серицитом, гидрослюдой и кварцем, проявлена главным образом на уровне этого оруденения. Зона аргиллизитов венчает метасоматическую колонну или на отдельных участках месторождения слагает ее полностью. Аргиллизиты преимущественно состоят из галлуазита, гидрослюды и кварца. В зоне окисления галлуазит замещается каолинитом.

2.5. Кора выветривания

В мел-палеогеновое время на пенепленизированном Алтае формировались площадные коры выветривания. На кислых вулканитах формировались коры каолинового профиля. В районе Рубцовского месторождения они представлены каолинизированными белыми, иногда пестроокрашенными, глинами, обычно с пятнами и полосами гидроокислов железа. Мощность коры выветривания может достигать15 м. До сих пор, не выяснено, есть ли непосредственная связь коры выветривания и оксидизации руд.

2.6. Минералогия руд.

Руды делятся на первично-сульфидные, смешанные и оксидные. Первично-сульфидные руды наиболее распространены на месторождении и являются его основной ценностью. Главными минералами этих руд являются сфалерит, халькопирит, галенит и пирит. Блеклые руды и барит относятся к второстепенным минералам, борнит, халькозин и ковеллин - к редким. Преобладают сплошные разновидности руд, реже встречаются вкрапленные, еще реже прожилковые. К сплошным рудам относятся руды с суммарным содержанием сульфидных минералов более 50%. Обычно, содержание сульфидов колеблется около 80-90%. В среднем по месторождению оно превышает 50%. Данные руды в основном тяготеют к средней-верхней (по мощности) части рудного тела. По структуре они преимущественно мелкозернистые, по текстуре - массивные, пятнистые, на отдельных участках слоистые (полосчатые), иногда брекчиевидные. Жильными минералами в них являются кварц, кальцит, барит. Барит на юго-востоке месторождения, не имея промышленной ценности, образует барит-полиметаллическую разновидность руд.

Смешанные руды отличаются от первично-сульфидных повышенным количеством вторичных сульфидов меди, относительная доля которых не превышает 25%. Главными являются те же минералы, что и в первичных. Халькозин, ковеллин, англезит и церрусит занимают место второстепенных минералов, а борнит, смитсонит и барит являются редкими минералами. Смешанные руды возникли в результате неравномерного гипергенного преобразования сульфидных руд всех разновидностей (сплошных, вкрапленных, прожилковых). Такие руды развиты в пределах всего рудного тела. По направлению снизу (по падению) кверху (по восстанию) наблюдается некоторое увеличение их количества. Среди смешанных руд выделяются дезинтегрированные разности, делящиеся на сажистоподобные и глиноподобные руды, которые в целом на месторождении не имеют большого распространения. Сажисто- и глиноподобные руды отличаются по местоположению в рудном теле, составу и цвету. Первые из них приурочены к сплошным первично-сульфидным рудам, имея с ними практически одинаковые содержания рудных компонентов, и характеризуются черным (сажистым) цветом. Вторые тяготеют к вкрапленным сульфидным рудам. Сумма сульфидов в них не превышает 40%, вмещающая рудные минералы масса светло-серого (до белого) цвета состоит из каолинита с примесью гидрослюд, галлуазита, монтмориллонита.

Оксидные руды на месторождении развиты ограниченно (менее 1%). Они вскрыты отдельными скважинами на западно-северо-западном фланге рудного тела, на выходе его на эрозионный срез. Здесь наряду с халькозином, англезитом и церусситом появляются куприт, малахит, азурит и самородная медь. Второстепенными минералами являются тенорит, смитсонит, плюмбоярозит и гематит. Реже встречаются пирит, сфалерит, халькопирит, хризоколла.