Дергачев Александр Лукич

Положение 3. В каждую из эпох колчеданообразования 25-75% запасов металлов сосредоточивалось на вновь образованных крупных и особо крупных месторождениях. Их численность возрастала от ранних к более поздним эпохам, они чаще связаны с бимодальными или последовательно дифференцированными формациями и относятся к тем типам, рядовые представители которых отличаются относительно большими запасами руды и металлов. Большинство их расположено в главнейших колчеданоносных провинциях мира, лидирующих как по общим запасам руды и металлов, так и по численности и суммарным запасам встречающихся в их пределах рядовых месторождений. Наряду с формационным, важными факторами образования крупных месторождений являлись также близость источников рудного вещества, благоприятные структурные условия, продолжительность процессов рудообразования и периодов спокойного вулканического режима.

Критерии выделения крупных и особо крупных колчеданных месторождений вулканической ассоциации

Выделение группы крупных и особо крупных колчеданных месторождений основывалось на анализе кумулятивных кривых запасов руды, Cu, Zn, Pb месторождений, включенных в базу данных. К крупным отнесены месторождения, на которых запасы хотя бы по одному из металлов превышают 1 млн т Cu, 2 млн т Zn, 0,6 млн т Pb. Выборка из 691 месторождения включает 44 таких месторождения (табл. 4), 32 из которых удовлетворяют найденному критерию крупности и по тоннажу руды (>40 млн т). Таким образом, крупные и особо крупные месторождения составляют около 6,4% от их общей численности, но на них сосредоточено 53% суммарных ми-ровых запасов колчеданных руд, 57% запасов Cu, 54% запасов Zn и 68% запасов Pb. С учетом неполноты базы данных истинная доля таких объектов среди колчеданных месторождений, видимо, не превышает 4-5%. К особо крупным отнесены только 4 месторождения колчеданного семейства, запасы которых в пять и более раз превышают принятые для крупных месторождений. Многие колчеданные месторождения являются также крупными и даже особо крупными по запасам Ag и Au.

Эпохи образования крупных и особо крупных месторождений

Крупные колчеданные месторождения вулканической ассоциации образовывались на протяжении последних 2750 млн лет и исключительно неравномерно распределены в геологическом времени. Наиболее древние из них (2720-2715 млн лет) сформировались в неоархейских зеленокаменных поясах Вава и Абитиби (рудные районы Норанда, Маттагами, Тимминс). На них сосредоточено 5,3% общих мировых запасов колчеданных руд, 5,0% Cu, 0,7% Pb и 5,2% Zn. Однако в последующие 900 млн лет крупные месторождения практически не возникали.

Таблица 4. Крупные и особо крупные колчеданные месторождения вулканической ассоциации
Провинция/рудный район	Название	Крупные запасы1				Номер на карте
		Cu	Pb	Zn	руда
Иберийский колчеданный пояс	Алжустрел	+	+	+	+	1
	Невиш-Корву	++	++	+	+	2
	Рио-Тинто	++	++	++	+	3
	Лос-Фраилес	+	+		+	4
	Лас-Крусес	+				5
	Азналкольяр		+	+	+	6
	Сотиель		+	+	+	7
	Тарсис		+		+	8
Урал	Гайское	++		+	+	9
	Дегтярское	+			+	10
	Сибайское	+			+	11
	Подольское	+			+	12
	Левихинское	+				13
	Узельгинское	+		+	+	14
	Учалинское			+	+	15
Рудный Алтай	Риддер-Сокольное		+	+	+	16
	Чекмарь		+		+	17
	Тишинское			+	+	18
	Зыряновское		+		+	19
	Малеевское	+		+	+	20
	Николаевское	+			+	21
	Орловское	+			+	22
	Корбалихинское			+		23
Абитиби	Хорн	+			+	24
	Кидд-Крик Маттагами	+		+ +	+	25 26
Южная	Крандон			+	+	27
Манитувейдж	Геко	+		+	+	28
Черчилл	Флин-Флон	+		+	+	29
Аппалачи	Брансуик N12		++	++	+	30
	Дактаун	+			+	31
	Баканс		+	+		32
Амблер	Арктик	+			+	33
Британская Колумбия	Уинди-Крагги	+			+	34
Джером	Юнайтед-Верде UVX	+				35
Мексика	Сан-Николас	+			+	36
Бергслаген	Зинкгруван		+	+	+	37
	Гарпенберг		+		+	38
Оутокумпу	Оутокумпу	+				39
Западное Забайкалье	Озерное		+	+	+	40
Пояс зеленых туфов	Ханаока	+			+	41
Пояс Маунт-Рид	Хельер		+	+		42
	Розбери		+	+		43
	Маунт-Лайель	+			+	44
Примечание: 1 двойным крестиком обозначены особо крупные запасы металлов

В конце палеопротерозоя образовалась группа месторождений в рудном районе Дже-ром, провинциях Южная и Черчилл Канадского щита, а также провинции Бергслаген и районе Оутокумпу Балтийского щита. Запасы крупных месторождений в этих районах составляют около 3,1% общих запасов колчеданных руд, 5,5% Cu, 3,4% Pb, 5,0% Zn. В неопротерозое крупные месторождения по существу не известны (единственным ис-ключением является месторождение Дактаун в Аппалачах). Основная же масса крупных и особо крупных месторождений (31 из 44) образовалась в раннем-среднем палеозое (до раннего карбона включительно) в Зап. Забайкалье и вулканическом поясе Маунт-Рид на Тасмании (кембрийские; 3,4% мировых запасов руды, 1,3% Cu, 7,7% Pb, 5,8% Zn), а также в районе Батерст - Нью-Касл, на Ньюфаундленде (ордовикские; 1,9% запасов руды, 0,6% Cu, 12,7% Pb, 6,3% Zn) и Урале (силурийские; 1,6% запасов руды, 1,9 % Cu, 0,2% Pb, 1,0% Zn). Максимум образования крупных месторождений пришелся на девонское (14 месторождений на Урале, Рудном Алтае, Аляске) и раннекаменноугольное время (8 месторождений Иберийского колчеданного пояса). К этому же времени относится и становление трех особо крупных месторождений (Рио-Тинто, Невиш-Корву, Гайское). На крупных месторождениях среднепалеозойского возраста сосредоточено 30,2% мировых запасов колчеданных руд, 35,% Cu, 42,9% Pb и свыше 27,1% Zn. В мезозое и кайнозое лишь единичные крупные месторождения образовывались в Брит. Колумбии (Уинди-Крагги), Мексике (Сан-Николас) и Поясе зеленых туфов (Ханаока).

Пики колчеданообразования, отвечающие периодам быстрого сближения блоков континентальной коры по зонам субдукции и сбора суперконтинентов, сохраняются даже если учитываются только запасы рядовых колчеданных месторождений. Однако максимумы образования крупных и особо крупных месторождений (37 месторождений из 44) приходятся именно на периоды 2750 - 2700 млн лет, 1900 - 1850 млн лет, а также на кембрий - ранний ордовик и особенно девонско-раннекаменноугольное время, т.е. практически совпадают с крупнейшими пиками колчеданообразования вообще.

С течением времени, от ранних к более поздним эпохам колчеданообразования постепенно возрастало число возникавших крупных месторождений и их доля в запасах колчеданных руд и металлов соответствующего возраста. Если в архейско-палеопротерозойскую эпоху при сборе Пангеи 0 четыре крупных месторождения вне-сли в суммарные запасы 30% руды, 46% Cu, 25% Pb и 36% Zn, то в палеопротерозой-ско-мезопротерозойскую эпоху доля пяти крупных месторождений в запасах составляла соответственно 34%, 50%, 50% и 42%, а в неопротерозойско-раннемезозойскую (32 крупных месторождения) - 60%, 63%, 75% и 64%.

Как было показано выше, пики образования месторождений типа бесси смещены относительно главных максимумов образования колчеданных месторождений иных типов и приходятся на поздний докембрий (после 800 млн лет) и пермь-триас. Они сохраняются, даже если учитываются лишь запасы рядовых объектов. Именно этим эпизодам и отвечает появление двух крупных месторождений этого типа (Дактаун в неопротерозое и Уинди-Крагги в триасе).

Таким образом, не существовало никаких особых эпох, когда бы преимущественно образовывались крупные колчеданные месторождения. Возможности образования крупных и особо крупных колчеданных объектов, видимо, возрастали в непродолжительные периоды широчайшего развития вулканизма и массового образования разномасштабных вулканогенных колчеданных месторождений, непосредственно предшествовавшие сбору суперконтинентов. От более ранних суперконтинентальных циклов к более поздним все возраставшая доля мировых запасов колчеданных руд, меди, цинка и свинца аккумулировалась в крупных месторождениях, численность которых также закономерно возрастала. Крупные и особо крупные колчеданные месторождения различных типов в своем распределении в пространстве и во времени подчинялись тем же закономерностям, что и гораздо более многочисленные средние и мелкие объекты тех же типов.

Распределение крупных месторождений по провинциям

Колчеданоносные провинции представляют собой крупные участки земной коры, которые по масштабу отвечают тектоническим провинциям и включают более или ме-нее крупные и многочисленные колчеданные месторождения вулканической ассоциации. Такие провинции отвечают металлогеническим таксонам первого (например, Уральская провинция) или второго порядка (например, пояс Рудного Алтая, пояс Абитиби), по В.И. Смирнову (1986). Хотя практически каждая тектоническая провинция, имеющая в своем составе в качестве важной составляющей субмаринные вулканогенные породы, содержит по крайней мере небольшие месторождения колчеданного семейства, действительно крупными запасами, превышающими 2% мировых (160 млн т руды), обладают лишь 8 провинций (Иберийский колчеданный пояс, Урал, пояс Абитиби, Рудный Алтай, Черчилл, Брит. Колумбия, Аппалачи, пояс Маунт-Рид). В этих провинциях сосредоточено 75% всех мировых запасов руды и подавляющая часть запасов Cu, Zn, Pb в рудах колчеданных месторождений вулканической ассоциации (табл. 5).

Таблица 5. Крупнейшие колчеданоносные провинции мира
Провинция	Возраст месторождений	Число месторождений (в том числе крупных)	Запасы руды, млн т
Иберийский колчеданный пояс	С1	около 100 (8)	1472,2
Урал	O-D2	90 (7)	1199,4
Абитиби	NA (2700-2717 млн лет)	105 (3)	970,8
Аппалачи	NP-D1	104 (3)	674,5
Рудный Алтай	D	36 (8)	655
Брит. Колумбия	D-K	42 (1)	636,5
Черчилл	PP (1850-1890 млн лет)	67 (1)	273,1
Маунт-Рид	С2	5 (3)	152,9

Крупные и особо крупные месторождения установлены лишь в 17 рудных провинциях и распределены между ними весьма неравномерно. Из 44 месторождений такого масштаба 33 находятся в восьми перечисленных самых крупных по запасам провинциях. Наибольшее число их встречается в Иберийском колчеданном поясе, на Урале и Рудном Алтае (8, 7 и 8 месторождений соответственно), входящих в число пяти крупнейших по запасам руды и металлов колчеданоносных провинций мира. В них доля крупных объектов в структуре запасов изменяется от 69 до 83%. Лишь в зеленокаменном поясе Абитиби при колоссальных суммарных запасах колчеданных руд численность крупных месторождений непропорционально мала (2 месторождения с 38% запасов руды этой провинции).

Однако перечисленные провинции являются крупнейшими по запасам не только из-за наличия крупных месторождений, но и из-за присутствия необычайно многочисленных месторождений рядовых по запасам (они включают 80% всех месторождений в базе данных). Две эти причины обусловливают исключительно высокую среднюю концентрацию запасов металлов (Cu+Pb+Zn) в таких провинциях, достигающую 9,9 и 9,0 кг/м2 соответственно в Иберийском колчеданном поясе и поясе Маунт-Рид (наиболее и наименее значительной из восьми главнейших провинций). Наиболее крупные колчеданоносные провинции остаются таковыми, даже если учитываются только запасы рядовых месторождений, хотя порядок их в ряду убывания запасов несколько изменяется. Таким образом, появление крупных месторождений оказывалось более вероятным в провинциях, крупных по запасам руды и металлов и лидирующих по числу встречающихся в их пределах средних и мелких рудных объектов.

Распределение крупных месторождений по типам

Подавляющее большинство неопротерозойско-фанерозойских крупных и особо крупных месторождений колчеданного семейства относятся к типам уральскому (Cu-Zn; 8 месторождений) и куроко (Cu-Pb-Zn-Ag; 23 месторождения). Лишь двумя крупными объектами (Дактаун и Уинди-Крагги) представлены месторождения типа бесси. Среди месторождений кипрского типа рудные объекты такого масштаба отсутствуют.

Рядовым месторождениям кипрского типа отвечают наименьшие средние значения запасов руды (3,94 млн т) и металлов (85 тыс. т Cu, 27 тыс. т Zn) и самые низкие медианные их запасы (50% месторождений этого типа имеют запасы меньше 1,7 млн т руды, 26 тыс. т Cu и 1 тыс. т Zn) (табл. 6). Более высокие средние и медианные значения свойственны группе рядовых месторождений типа бесси. В отношении меди наивысшие показатели отвечают месторождениям уральского, а в отношении цинка - уральского и куроко типов, рядовые представители которых оказываются в целом более крупными по сравнению с рядовыми объектами типа бесси и особенно кипрского типа.

Таблица 6. Средние характеристики запасов металлов рядовых (средних и мелких) неопротерозойско-фанерозойских колчеданных месторождений различных типов
Тип месторождений	Запасы, тыс. т		Кол-во крупных месторождений1
	средние	медианные
Медь
уральский	125	43	7
бесси	124	53	2
кипрский	69	28	-
Цинк
куроко	265	95	13
уральский	137	55	3
бесси	53	3	-
кипрский	22	-	-
Примечание: 1 указано количество месторождений, крупных по запасам данного металла

В число крупных входят 10 раннедокембрийских колчеданных месторождений, в отношении которых правильнее говорить лишь о признаках сходства с некоторыми из типов фанерозойских месторождений. Большинство крупных неоархейских и палеопротерозойских колчеданных месторождений являются аналогами типов уральского (Кидд-Крик, Маттагами, Крандон, Флин-Флон, Хорн, Геко, Юнайтед-Верде UVX) и куроко (Зинкгруван, Гарпенберг). Единственным исключение составляет месторождение Оутокумпу, которое может рассматриваться как древнейший аналог кипрского типа и является крупным по запасам меди.

Таким образом, крупные и особо крупные колчеданные месторождения чаще встречаются среди объектов тех типов, рядовые месторождения которых отличаются большими запасами руды и металлов (куроко и уральский типы и их раннедокембрийские аналоги).

Некоторые геологические особенности и условия образования крупных колчеданных месторождений вулканической ассоциации

По своим геологическим характеристикам и условиям образования крупные и особо крупные месторождения столь же разнообразны, как и колчеданные месторождения вулканической ассоциации вообще. В них проявлены все важнейшие признаки, свойственные рядовым месторождениям этого семейства (связь с определенными вулканогенными формациями, фациями вулканогенных пород и палеовулканическими структурами, минералого-геохимические особенности, структурно-текстурные признаки руд и зональность рудных тел и т.д.). В связи с этим ниже речь пойдет о таких особенностях их геологического строения, состава или истории формирования, которые с одной стороны в какой-то степени отличают их от рядовых месторождений соответствующих типов, а с другой являются более или менее устойчивыми, т.е. повторяются на многих крупных объектах. При всем разнообразии факторов, определяющих крупные запасы месторождений в случае колчеданных месторождений вулканической ассоциации определяющую роль играли формационный, палеоструктурный факторы и фактор времени.

Важная роль формационного фактора подчеркивается тем, что подавляющее большинство крупных и особо крупных колчеданных месторождений относятся типам уральскому и куроко (или их докембрийским аналогам), для которых характерна парагенетическая связь с последовательно дифференцированными или контрастными базальт-риолитовыми формациями. В базе данных установлено лишь три крупных месторождения, связанных с недифференцированными базальтоидными формациями и относящихся к типу бесси (Уинди-Крагги и Дактаун) и палеопротерозойским аналогам кипрского типа (Оутокумпу). Вместе с тем одного лишь формационного фактора не достаточно для формирования крупных месторождений, поскольку выборки месторождений уральского и куроко типов на 90-95% состоят из мелких или средних по запасам объектов. В связи с этим особую роль приобретают другие геологические особенности крупных месторождений, в том числе структурные условия их локализации, особенности режима вулканических извержений и гидротермальной активности при их формировании, близость источника рудного вещества и т.д.

Рудолокализующие структуры

Крупные месторождения исключительно редко встречаются изолированно, а обычно располагаются в пределах кластеров, включающих еще и многочисленные, часто разновозрастные, но намного более мелкие месторождения. Главной причиной такой кластеризации является структурная.

Связь вулканогенных колчеданных месторождений и палеовулканических сооружений различных типов с высокопроницаемыми синвулканическими разломами, которые на разных этапах играли роль магмоподводящих или рудоподводящих структур, обусловила позицию многих колчеданных месторождений в пределах палеовулканических построек. Подавляющее большинство крупных месторождений уральского и куроко типов, а также их раннедокембрийских аналогов пространственно тесно связано с центрами кислого вулканизма (стратовулканами, экструзивными и экструзивно-лавовыми куполами и т.д.). Такая позиция характерна для Николаевского, Кидд-Крик, Хорн, Сан-Николас, Риддер-Сокольного, Тишинского, Хельер и большинства других крупных месторождений. Они располагаются в пределах довольно узких полей развития риолитовых лав, туфов, туффитов кислого состава, зачастую слагающих непосредственно подрудную толщу. Важной особенностью таких структур является проявление кислого вулканизма пре-имущественно в экструзивной форме (Авдонин и др., 1978).

В локализации многих крупных месторождений (в их числе Батерст N12, Подольское, Маунт-Лайель, Розбери, Хельер, Ханаока, Ридер-Сокольное, Николаевское, возможно, Баканс) особая роль принадлежит субмаринным кальдерам или кальдерообразным депрессиям, возникавшим в узлах пересечений региональных разломов (Whitehead, Goodfellow, 1978; Harley, 1979; Серавкин, 1986; Corbett, 1981; Ohmoto, Takahashi, 1983; Kirkham, Thurlow, 1987; Дергачев, Старостин, 1988). Такие депрессии обычно выполнены вулканогенными и осадочными образованиями. От обычных структурно-фациальных блоков их нередко отличала смена кислого вулканизма докальдерной стадии извержениями основной магмы на посткальдерном этапе (Тишинское, Николаевское, Риддер-Сокольное, Хельер и многие другие крупные месторождения). Интересной особенностью многих подобных структур являются продолжавшиеся в течение некоторого времени после их возникновения сближенные во времени и чередующиеся извержения в их пределах магм различного (кислого и основного) состава (например, на Николаевском месторождении). Некоторые из кальдерообразных депрессий сформировались в результате катастрофического обрушения, и последовавшее быстрое накопление в их пределах обломочных пород большой мощности явилось фактором, благоприятствовавшим сохранению от разрушения крупных скоплений сульфидных руд.

Крупные месторождения зачастую располагались на удалении от ограничивавших кальдеры кольцевых или линейных разломов и чаще тяготели к разломам более высоких порядков, осложнявшим строение депрессионных структур и служившим рудоподводящими каналами (например, на Подольском, Николаевском, Риддер-Сокольном, Тишинском, Хельер и других месторождениях). Сближенное, зачастую цепочечное размещение центров гидротермальной активности вдоль синвулканических нарушений и в узлах их пересечений обусловило множественность рудных тел на подавляющем большинстве крупных месторождений (Хорн, Кидд-Крик, Гайское, Сибайское, Подольское, Узельгинское, Учалинское, Корбалихинское, Орловское, Риддер-Сокольное, Рио-Тинто, Тарсис, Невиш-Корву, Ханаока, Баканс).

Рудоподводящие структуры и морфология подрудных прожилково-вкрапленных зон

Основная масса запасов большинства крупных месторождений сосредоточена в согласных залежах сплошных руд. Протяженность зон прожилково-вкрапленной минерализации стратиграфически ниже согласных залежей и их вклад в запасы незначительны там, где породы стратиграфически лежачего бока представлены тонкообломочными осадочными образованиями (Дегтярское, Брансуик N12, Сан-Николас), оползневыми (Хорн) или фреатическим брекчиями (Крандон, Кидд-Крик) или туфами (Орловское, Невиш-Корву и др.). При фильтрации гидротермальных флюидов через неконсолидированные тонкозернистые отложения каналы фильтрации закрывались, как только давление флюида падало (Goodfellow, Blaise, 1988; Luff et al., 1992). Кроме того, плохо проницаемые осадки препятствовали проникновению морских вод в каналы фильтрации гидротермальных растворов, тем самым ограничивая возможности их смешения, а следовательно и отложения сульфидов в рудоподводящих каналах. При разгрузке гидротермальных растворов в основании маломощных толщ грубообломочных пород последние могли играть роль своеобразных водоносных горизонтов, обеспечивая фильтрацию растворов к поверхности на большой площади (Large, 1992; Barret et al., 1991; Walker, Mannard, 1974; Walker et ., 1975; Lambe, Rowe, 1987; Hutchinson, 1981). Результатом являлись протяженные в латеральном направлении стратифицированные зоны гидротермально-метасоматических изменений пород и относительно бедной прожилково-вкрапленной минерализации, которые имели довольно большую площадь в плане, но сравнительно небольшой вертикальный размах (максимально около 100 м на месторождении Кидд-Крик).

Однако для образования рудных тел с массой свыше 100 миллионов тонн было необходимо излияние огромного количества гидротермальных растворов и высокая вертикальная проницаемость подрудных пород, которая могла быть обеспечена лишь развитой и глубоко проникающей системой трещинных и разломных структур. Поэтому особенностью большинства крупных колчеданных месторождений являются исключительно хорошо развитые зоны прожилково-вкрапленных руд, обширные и глубоко проникающие в породы стратиграфически лежачего бока рудных тел. Важнейшими факторами их образования были хрупкость и проницаемость подрудных пород. Оптимальным условием для их развития являлось наличие в лежачем боку рудных тел лав различного состава, экструзивных тел риолитов и дацитов, некоторых типов претерпевших литификацию осадочных или гидротермально-осадочных образований (например, микрокварцитов и других кремнистых пород). Наличие в них густой сети трещин отдельности, трещин гидроразрыва, а также трещинных структур тектонического происхождения обеспечивало их высокую пористость и вертикальную проницаемость, позволяло сфокусировать разгрузку гидротермальных растворов в узких зонах и благоприятствовало быстрому смешению их с холодными морскими водами еще на значительных глубинах в рудоподводящих каналах. При достаточно высокой активности серы в составе растворов это приводило к образованию глубоко проникающей системы жил и прожилков типа выполнения свободного пространства. Участки их сгущения представляют собой весьма крупные рудные тела. Хотя подобные жильно-штокверковые зоны обычны и для многих рядовых месторождений, однако лишь на крупных объектах они достигают таких колоссальных масштабов и составляют значительную часть запасов крупных месторождений. Такая их роль в наибольшей степени проявлена, например, на месторождениях Рио-Тинто (рудные тела Планес и особенно Серро-Колорадо), Риддер-Сокольном, Флин-Флон, Подольском, а на месторождениях Чекмарь и Маунт-Лайель практически 100% известных запасов (около 100 млн т руды) сосредоточено в сложно построенных штокверковых зонах. Наличие хорошо развитой корневой прожилковой зоны стратиграфически ниже пластовых рудных тел является важным признаком крупных месторождений даже тех типов, рядовые объекты которых этим признаком практически не обладают. Такие зоны очень плохо выражены или вовсе отсутствуют, например, на месторождениях типа бесси. Единственным исключением является крупнейшее для своего типа и вообще одно из крупнейших в мире по запасам руды месторождение Уинди-Крагги, где стратиграфически ниже рудных тел установлена хорошо развитая штокверковая зона, состоящая из многочисленных жил и прожилков кварц-карбонатного состава с пирротином, халькопиритом и более редким пиритом в хлоритизированных и местами брекчированных и окварцованных базальтовых лавах и туфах.

Длительность процессов рудообразования и палеовулканический режим

Масштаб рудных тел на многих месторождениях цветных и благородных метал-лов в значительной степени является функцией времени протекания процессов рудообразования (Авдонин, 2000). Большинство исследователей единодушно в том, что уникальным месторождениям свойственно совмещение в пространстве орудене-ния разных этапов и типов, а их рудные тела являются результатом рудообразующих процессов, протекавших зачастую в течение многих сотен миллионов лет (Гавриленко, Марин, 1996; Додин, Коробейников, 1998; Константинов, 1993; Рундквист, 1997; Черников, 1998).

Колчеданные месторождения вулканической ассоциации по сути дела являются результатом единого и практически непрерывного процесса и применительно к ним следует говорить о совершенно ином масштабе продолжительности рудогенеза. Однако ни на одном крупном месторождении этого семейства, том числе и тех 3-4 месторождениях, запасы цветных металлов которых по самым жестким критериям могут быть отнесены к уникальным, не устанавливается наложения на его рудные тела какой-либо значительно более поздней минерализации, сильно изменившей запасы его первичных вулканогенно-осадочных и гидротермально-метасоматических жильно-штокверковых руд. Вместе с тем накопление запасов большинства крупных колчеданных месторождений явилось результатом более длительного (по сравнению с рядовыми объектами) развития гидротермальных процессов. О большой продолжительности периода гидротермальной активности на разных месторождениях позволяют судить, в частности, системы согласных рудных тел и зоны штокверковой минерализации, встречающиеся на разных стратиграфических уровнях в пределах рудовмещающих свит (Озерное, Хорн, Гайское, Узельгинское, Левихинское, Николаевское месторождения), рудные тела сложной морфологии, представляющие собой этажно расположенные линзы, соединенные общей стержневой зоной (Сибайское месторождение), гидротермальные изменения пород стратиграфически висячего бока согласных рудных тел (Хельер, Арктик, Сибайское, Подольское, Узельгинское, Учалинское), а также широкое распространение гидротермально-осадочных пород в разрезе над- и подрудных толщ (Рио-Тинто, Сотиель, Тарсис, Батерст N12, Риддер-Сокольное).

Большая длительность гидротермальной активности, являвшаяся важной предпо-сылкой образования крупных запасов колчеданных руд, не была достаточным услови-ем их формирования. Крупные месторождения вообще образуются не непосредствен-но в эпохи высокой магматической или тектонической активности, а в периоды, сле-дующие за ними, когда стабильный тектонический режим обеспечивает сохранение благоприятных рудоподводящих и рудолокализующих структур и фациальной обстановки, бесперебойное функционирование источника рудного вещества и растворов (например, Авдонин, 2000). Учитывая обычную связь вулканизма с тектоническими процессами, а также сравнительно небольшую абсолютную продолжительность процессов рудообразования на колчеданных месторождениях и их вулканогенную природу, применительно к ним, видимо, более справедливо говорить об особенностях палеовулканического режима.

Процессы рудообразования на многих колчеданных месторождениях приобретали особый размах в периоды относительного затишья вулканических процессов, когда гидротермальная активность не прерывалась и не подавлялась извержениями большого количества лавового и пирокластического материала. Это в полной мере относится к крупным и особо крупным месторождениям. Более того, вероятность образования крупных запасов, видимо, возрастала там, где такие периоды оказывались более продолжительными. На многих крупных колчеданных объектах судить о большой длительности перерывов в извержениях можно по характеру и мощности подрудных и надрудных пород. Поскольку для образования крупных масс колчеданных руд и сохранения их от частичного или полного разрушения был необходим относительно спокойный режим, можно предположить, что периоду рудообразования будет отвечать накопление пелагических осадков большой мощности за пределами рудных тел и непосредственно стратиграфически выше их (вулканогенно-осадочные и гидротермально-осадочные породы общей мощностью 1,5 км на месторождении Зинкгруван, разновозрастные фреатические брекчии большой мощности на месторождении Крадон, мощные осадочные пачки на Дегтяр-ском, Тишинском, Невиш-Корву, Ханаока, Руттан, Брансуик N12 и др. месторождениях).

В группе крупных месторождений встречаются и противоположные примеры, когда гидротермально-осадочный процесс протекал в течение сравнительно короткого времени и внезапно прерывался мощными взрывными извержениями и излияниями лав (месторождения Хельер и Розбери). В обоих этих примерах перерыв в вулканических извержениях, в течение которого гидротермально-осадочный процесс приводил к накоплению рудных тел, по-видимому, был относительно непродолжительным, масса образовывавшихся рудных тел оказывалась очень невелика (в обоих случаях около 19 млн т руды), и эти месторождения попадают в группу крупных лишь благодаря исключительно высоким средним содержаниям металлов (в сумме более 20%).

Таким образом, необходимым условием формирования практически всех крупных колчеданных месторождений с содержаниями Cu, Pb и Zn обычными для соответствующих типов, и следовательно, с большой массой рудных тел являлось более длительное, чем на большинстве рядовых месторождений, функционирование гидротермальной системы, носившее часто пульсационный характер и сочетавшееся с очень продолжительным периодом спокойного режима вулканических извержений.

Соотношение проксимальных и дистальных рудных тел

Подавляющее большинство крупных колчеданных объектов (в том числе Рио-Тинто, Невиш-Корву, Асналкольяр, Николаевское, Чекмарь, Риддер-Сокольное, Орловское, Тишинское, Зыряновское, Гайское, Сибайское, Подольское, Брансуик N12, Флин-Флон, Крандон, Хельер, Розбери, Маунт-Лайель, Уинди-Крагги, Арктик, Сан-Николас, Хорн, Баканс) относится к проксимальным и несет характерные черты месторождений этого типа (Large, 1977; Plimer, 1978). На них, также как на большинстве рядовых колчеданных месторождений, рудные тела залегают стратиграфически выше мощных толщ вулканогенных (лавовых и пирокластических) образований, имеют грибообразную форму, демонстрируют в различной степени проявленное зональное распределение металлов, а стратиграфически ниже, по крайней мере, некоторых из их согласных тел автохтонных руд устанавливаются более или менее хорошо выраженные трубообразные секущие или стратифицированные зоны гидротермально-метасоматических изменений пород и жильной, прожилковой и вкрапленной минерализации.

Довольно часто крупные месторождения возникали в пределах палеодепрессий и потому избежали полного или частичного разрушения (например, Тишинское, Орлов-ское, Флин-Флон, Крандон и др.). Однако почти на всех крупных месторождениях в той или иной степени проявлены процессы некоторого перераспределения рудного вещества после его отложения. Фланги согласных залежей нередко сложены обломочными, слоистыми разностями руд, несущими следы оползания рудного осадка (складки оползания и другие признаки), которые свидетельствуют о незначительном перемещении руд (проксимальные аллохтонные руды). Разнообразные признаки оползания рудного осадка наблюдаются, например, на Рио-Тинто и ряде других месторождений Иберийского пояса. Cледы подводного размыва рудных тел или разрушения их в результате фреатических взрывов, сортировки и переотложения рудных обломков на флангах рудных тел или стратиграфически выше их установлены на Николаевском, Риддер-Сокольном, Орловском, Крандон, Арктик, Батерст N12, Подольском, Сибайском, Узельгинском, Баканс (рудные тела Ориенталь, Сандфил, Миддл-Бранч, Маклин-Ротмир), Кидд-Крик и многих других в целом проксимальных автохтонных месторождениях.

Причиной этого является формирование многих крупных проксимальных месторождений на поднятиях палеорельефа. Положение главных рудных тел в верхней части склонов или на вершинах различных по происхождению купольных структур характерно для многих крупных колчеданных месторождений, возраст которых изменяется от неоархейского до миоценового. В большинстве случаев они бывают представлены куполообразными экструзивными телами риолитов или дацитов, и в этих случаях рудные тела располагаются непосредственно на склонах таких моногенных вулканических центров высоких порядков (например, Николаевское месторождение). Иногда такие же структуры сложены пирокластическими породами кислого состава и представляют собой куполовидные по форме скопления туфов вблизи локальных центров извержений (например, Кидд-Крик) или куполовидные поднятия над внедрявшимися приповерхностными суб-вулканическими телами (например, рудные тела Олд-Баканс, Лаки-Страйк месторождения Баканс). В некоторых случаях рудные тела приурочены к сводовым частям выраженных в палеовулканическом рельефе купольных структур, сложенных кремнисто-слюдистыми гидротермально-осадочными породами, надстраивающими погребенные экструзивно-лавовые купола (например, Риддер-Сокольное месторождение).

Образование многих крупных месторождений на поднятиях рельефа обусловило необычайно масштабное проявление процессов оползания осадков, транспортировки полностью или еще не до конца литифицированных колчеданных руд в составе обло-мочных потоков с формированием более или менее значительных дистальных тел ал-лохтонных (перемещенных) руд. Масштабы перемещения часто достигают несколь-ких сотен метров или первых километров (2 км на месторождении Баканс). Аллохтон-ные руды со всеми признаками перемещения (оползания в пластичном состоянии) слагают крупнейшие рудные залежи месторождений Тарсис, Алжустрел и Сотиель (Schermerhorn, 1980). Они известны на месторождениях Риддер-Сокольном (2-я Риддерская залежь), Баканс (все рудные залежи за исключением Лаки-Страйк, Олд-Баканс и Ориенталь-1; Binney, 1987), возможно, Корбалихинском, Кидд-Крик (Walker, Mannard, 1974) и некоторых других. Иногда такие залежи невелики относительно общих запасов руды (около 6 млн т руды во 2-й Риддерской залежи Риддер-Сокольного месторождения, например), но в ряде случаев они составляют значительную их часть (70% на месторождении Баканс). Перемещенные руды широко представлены на месторождении Кидд-Крик (Южное рудное тело), где образовы-вались как скопления рудных обломков, сместившихся оползневыми процессами от источника сноса на расстояние 150-500 м. На этом месторождении, одном из крупнейших в мире, дистальные аллохтонные руды составляют около половины запасов.

Минеральный состав руд, соотношения главных рудообразующих элементов и минералого-геохимическая зональность

Анализ большой выборки крупных месторождений показал, что они не отлича-ются от рядовых объектов тех же типов по разнообразию минеральных видов и содер-жаниям в рудах второстепенных компонентов (Cd, Se, Bi, Sn, Au, Ag и др.), но характеризуются относительно более высокой ролью Cu в составе руд. С учетом того, что относительное обогащение руд Cu на колчеданных месторождениях всех типов наблюдается в нижней части пластовых залежей и особенно в подрудной штокверковой зоне, более высокие отношения Cu:Zn крупных месторождений могут явиться результатом образования, по крайней мере, на многих из них более обширных статифицированных или глубоко проникающих секущих корневых штокверковых и жильных зон, вносящих значительную часть запасов руды (например, месторождения Риддер-Сокольное, Чекмарь, Маунт-Лайель, Подольское, Флин-Флон, Рио-Тинто и многие другие). Таким образом, нет оснований предполагать, что образование крупных по запасам месторождений происходило с участием гидротермальных флюидов какого-то специфического состава или при особом температурном режиме, что могло бы обусловить их геохимические и минералогические отличия от рядовых месторождений тех же типов.

Колчеданные месторождения вулканической ассоциации, особенно связанные с проявлениями кислого вулканизма (типы уральский и куроко), обычно демонстрируют зональное строение, выраженное в преобладании серно- и медноколчеданных руд в основании согласных залежей и постепенном обогащении руд цинком (а иногда и свинцом, баритом, золотом и серебром) вверх по разрезу рудных тел и к их флангам (например, Large, 1977).

Подобная зональность наилучшим образом выражена на проксимальных крупных месторождениях, представленных одним или несколькими холмообразными или линзовидными телами автохтонных руд часто сравнительно малой массы, располагающимися над одной трубообразной или субсогласной зоной гидротермальных изменений пород и прожилковой и вкрапленной минерализации. Подобная зональность описана, например, на месторождениях Николаевском, Орловском, Хельер (Gemmel, Large, 1992), Розбери (Green et al., 1981), Подольском (Медноколчеданные месторождения Урала, 1992), а также Баканс (залежь Лаки-Страйк; Thurlow, Swanson, 1981), Риддер-Сокольном (большинство рудных залежей) и других. Принципиально такая же зональность наблюдается и на многих сильно деформированных месторождениях, где она, однако, сильно нарушена в результате складчатости (например, на месторождении Брансуик N12; Van Staal, Williams, 1984). Однако среди крупных месторождений, даже не испытавших особо сильных послерудных деформаций, встречается аномально много объектов, где зональность искажена, носит сложный характер, плохо выражена или вообще отсутствует.

Искажение зональности часто вызывается частичным разрушением первичных рудных тел, находившихся на поднятиях рельефа, и переотложением обломков в нижней части склонов (например, на Николаевском месторождении). В некоторых случаях усложнение зональности является результатом наложения нескольких циклов гидротермальной активности (например, на Сибайском месторождении; Медноколчеданные месторождения Урала, 1992) или миграции центров гидротермальной деятельности (например, на месторождении Арктик; Schmidt, 1986). Зональность зачастую очень плохо выражена там, где преобладают секущие или субсогласные зоны прожилково-вкрапленных руд, как это имеет место на месторождении Маунт-Лайель (Large, 1992). Зональность отсутствует на Озерном месторождении, что вообще является характерным признаком дистальных ме-сторождений (Plimer, 1978; Large, 1977). Однако и на многих проксимальных крупных объектах отчетливая латеральная и вертикальная зональность рудных тел по разным причинам не устанавливается. Она не отмечается в большинстве залежей место-рождения Баканс, на 2-й Риддерской залежи Риддер-Сокольного месторождения, в Южном рудном теле месторождения Кидд-Крик, на некоторых месторождениях Иберийского колчеданного пояса (например, Тарсис; Strauss, Madel, 1974). В этих случаях отсутствие зональности может быть объяснено широким проявлением аллохтонных руд, перемещенных с мест их образования, от разных центров эксгаляционной активности в топографические депрессии в пластическом состоянии или в виде обломочных потоков, испытывавших интенсивное перемешивание и утративших при этом зональность, свойственную первичным, автохтонным рудным телам (Large, 1977; Plimer, 1978).

Лишь на относительно немногих крупных месторождениях проведено систематическое изучение изменений в пространстве состава блеклых руд, железистости сфалерита, содержаний Co, Cu, Zn и Ag в пирите и халькопирите, составов других минералов руд. Отрывочные сведения, полученные на Николаевском и втором крупнейшем в мире Гайском месторождении, показывают, что крупным колчеданным месторождениям свойственна выдержанность (постоянство) состава индивидуальных зерен главных и второстепенных минералов в рудных телах. Иногда выделяемая в их пределах скрытая минералого-геохимическая зональность (оценивается амплитудой изменения состава минерала на 1 м мощности рудного тела) носит слабоконтрастный характер (Еремин, 1983; Еремин и др., 2006, 2007а). Изменение химизма минералов происходит даже при незначительных колебаниях P-T-X условий, и слабое проявление зональности служит признаком относительного постоянства таких условий в течение длительного времени, что вообще является одной из необходимых предпосылок формирования крупных месторождений.

Как следует из сказанного, колчеданные месторождения крупные и особо крупные по запасам встречаются совместно с рядовыми месторождениями соответствующих типов и мало отличаются от них по закономерностям размещения, составу руд и механизмам рудообразования. По терминологии Ту Гуанчжи (Tu Guangzhi, 1998), они могут быть отнесены к группе обычных и в связи с этим для выявления рядовых и крупных и особо крупных месторождений могут использоваться одни и те же геолого-поисковые модели.