Геолого-структурная позиция залежей комплексных сульфидных руд в зоне сочленения магнитогорского прогиба и Восточно-Уральского поднятия

Воробьева С.В.

ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНАЯ ПОЗИЦИЯ ЗАЛЕЖЕЙ КОМПЛЕКСНЫХ СУЛЬФИДНЫХ РУД В ЗОНЕ СОЧЛЕНЕНИЯ МАГНИТОГОРСКОГО ПРОГИБА И ВОСТОЧНО-УРАЛЬСКОГО ПОДНЯТИЯ

Размещение рудных узлов в указанном районе - линейно-поясовое. Геолого-структурная позиция рудных залежей контролируется глубинными проницаемыми зонами в обрамлении гранито-гнейсовых поднятий. Тектонические зоны имеют характер крупных сдвиго-надвиговых и сбросо-сдвиговых тектонических зон. Морфологически сложные сульфидные залежи локализуются на участках палеовулкани-ческих депрессий, сформировавшихся в среднем палеозое. Рудные тела пространственно связаны с протовулканическими горст-антиклинальными структурами. Перспективные участки размещаются на склонах горст-антиклинальных поднятий, пронизанных гранитоидами магнитогорского интрузивного комплекса.

Территория указанного района в тектоническом плане представляет собой зону сочленения Магнитогорского прогиба и ВосточноУральского поднятия. В орографическом отношении территория указанного района (рис. 1), именуемого в литературе Орским Зауральем, представляет собой эрозионно-аккумулятивную равнину. На севере и на востоке эта равнина сменяется гористой местностью, смыкающейся постепенно с возвышенными плато: Урало-Тобольским на востоке и Зауральским на северо-востоке [1].

Особенности геологического

строения района

Главную роль в геологическом строении района играют субмеридиональные линейные зоны крупных тектонических нарушений. Эти зоны контролируют эрозионно-тектонические выступы обнажившейся гнейсо-метаморфичес-кой толщи, которая составляет ядра вытянутых в субмеридиональном направлении горст-анти-клинориев. Крылья антиклинориев слагают собранные в сильно сжатые линейные складки ре-гионально-метаморфизованные терригенные и вулканогенно-осадочные отложения, которые датированы поздним протерозоем - ранним палеозоем. Выступы гнейсо-метаморфических пород ограничены протяженными зонами разрывных тектонических нарушений. Наиболее крупные глубинные разломы фиксируют выходы серпентинизированных ультраосновных горных пород, пронизанных телами габбро-диоритов. Тектонические зоны имеют ширину от 0,5 до 25 км.

Толща гнейсо-метаморфических пород осложнена разрывными нарушениями, которые имеют характер сбросо-сдвигов и взбросо-над-вигов. Сбросовые и взбросовые перемещения выражены мощными зонами дробления пород и складками волочения в обрамляющей рас-сланцованной толще. Подобная складчатость

отражена в современном рельефе полосами прямолинейных возвышенных горных гряд, заболоченных понижений и впадин с мелкими озерными водоемами. Новейшие тектонические движения проявились в образовании уступов, резкими коленообразными изгибами рек и каньонообразных линейных речных долин, подчиненных субмеридиональному направлению.

Горные породы гнейсо-метаморфического комплекса формировались очень длительно. Возраст различных разностей гнейсов, связанных с ними реоморфических гранитоидных по-

Рисунок 1. Обзорная карта исследованного района.

род и огнейсованных разностей гранитоидов охватывает очень длительный период геологического времени - от 1,1 млрд. лет до 280 млн. лет [2]. Гнейсификации подверглись не только протерозойские и раннепалеозойские отложения, но и породы базито-гранулитового слоя, составлявшие океанический фундамент [3].

По данным геолого-съемочных и поисково-разведочных работ, проведенных в указанном районе, в составе гнейсо-метаморфическо-го комплекса участвуют: биотитовые, биотит-рогообманковые и двуслюдяные плагиогнейсы, огнейсованные плагиоклазовые гранитоиды, мигматизированные амфиболиты и амфиболо-вые сланцы. Подчиненное значение имеют кварцево-хлоритовые, кварцево-хлорит-амфи-боловые и кварц-хлорит-альбитовые сланцы. Изредка встречаются силлиманит-дистеновые и ставролитовые гнейсы [3]. В зонах, где наиболее активно проявились тектонические движения, среди гнейсо - метаморфических пород преобладают гнейсо-граниты, образовавшиеся в результате развития процессов высокотемпературного щелочного метасоматоза и анатек-сиса в гнейсо-метаморфической толще. Грани-то-гнейсы образуют субпластовые и линзовидные тела среди более древних плагиогнейсов, сформировавшихся, по-видимому, за счет протерозойских терригенных пород [2]. Гранито-гнейсы пронизаны реоморфическими гранито-идами магнитогорского комплекса. Часть гнейсов, по-видимому, сформировалась за счет ре-оморфических гранитоидных интрузий. В гнейсовой толще встречаются гнейсированные двуслюдяные граниты.

Древние палеоподнятия поднятия разобщены крупными линейными прогибами. Дно прогибов образует толща динамодислоцирован-ных зеленокаменных досилурийских пород.

В результате активной вулкано-тектони-ческой деятельности, проявившейся в среднем палеозое, образовались положительные и отрицательные формы палеовулканических структур. В верхнем девоне-раннем карбоне сформировались крупные участки сиалических палеоподнятий за счет тектонической активизации протовулканических сооружений, к которым и тяготеют участки развития комплексных сульфидных руд. Протовулканические палеоподнятия обрамлены фиолетовыми и красными яшмовидными породами, которые сформировались за счет пород диабазо-спилитовой толщи. Яшмовидные породы интенсивно гематитизи-рованы, брекчированы и метасоматически насыщены кремнеземом. Порой такие породы, от-

препарированные эрозией, образуют одиночные скалистые выступы.

Франские и фаменские отложения представлены в основном глинистыми сланцами, мергелями, песчаниками и конгломератами.

К наступлению турнейского века наиболее древние среди сиалических палеоподнятий, образовавшиеся в досилурийское время, были обнажены до глубинных корней в результате длительной денудации и абразии.

В раннем карбоне активизировались тектонические движения. Произошла вновь трансгрессия моря. К наступлению позднего карбона море отступило на восток. Вновь ороген-ные процессы возобновились в мезокайнозое и сочетались с неоднократными ингрессиями моря. Орогенная активизация продолжалась до наступления миоцен-четвертичного времени. Благодаря длительным тектоническим движениям, денудационным и абразионным процессам в наиболее мобильных тектонических зонах, составлявших осевые части линейных подвижных тектонических поясов, обнажились массивы ультраосновных горных пород, составлявших ранее океанические горные сооружения и затем вовлеченных в орогенный процесс.

В олигоцен-миоценовое время тектонические движения сосредоточились в зонах протяженных субмеридиональных глубинных разломов. Благодаря этим движениям обнажились кристаллические породы, освободившиеся от плаща древней коры выветривания. На других участках, наоборот, древняя кора выветривания была захоронена, в связи с крупными над-виговыми перемещениями.

Геолого-структурная позиция

залежей комплексных сульфидных руд

Фактические материалы поисково-разведочных работ и данные полевой геологической документации свидетельствуют о приуроченности рудоносных участков к гранитоидным массивам. Перспективные площади приурочены к гип-сометрически-многоуровневым сдвиго-надвиго-вым структурам. В геофизических полях подобные структуры характеризуются локальными зонами аномально высокого электрического сопротивления (от 2000 до 10 000 Ом м и выше), в то время как сульфидные залежи имеют очень низкое электрическое сопротивление (сплошные руды - в пределах 0-5 Ом м, вкрапленные и про-жилково-вкрапленные - 10-30 Ом м). Зоны рассеянной вкрапленности - от 10 до 200 Ом м и

выше, в зависимости от содержания сульфидов и дислоцированности вмещающих пород. В целом позиция перспективных поисковых площадей определяется узлами сопряжения тектонически ослабленных зон в обрамлении глыбовых выступов кристаллических горных пород. Около-рудные метаморфизованные породы имеют высокую плотность, близкую к плотности сульфидных руд. Поэтому однозначная геологическая оценка перспективных участков по геофизическим данным очень затруднена без конкретных знаний о геолого-структурной позиции залежей.

Типовые обстановки размещения сульфидных залежей характеризуют фактические данные о геологическом строении разведанных в данном районе месторождений и проявлений. В районе разведаны месторождения Приорское, Авангард, 50 лет Октября, Весеннее, Осеннее, а также рудопроявления на Можаровско-Ащебу-такской поисковой площади.

Приорское месторождение приурочено к юго-восточному крылу брахиантиклинальной складки, образованной зеленокаменной толщей и вытянутой в северо-восточном направлении. Лежачий бок Приорской сульфидной залежи контролируется зоной разлома, который имеет северо-восточное простирание и падает на юго-восток под крутым углом. Во внутриразломной зоне развиты кварц-биотит-серицитовые сланцы, а висячий бок сульфидной залежи представлен зеленокаменными сланцами. Сульфидная залежь имеет сложную морфологию и представляет собой крутонаклонную линзу с многочисленными рудными апофизами, ориентированными в субпослойном с вмещающими тектоническими сланцами направлении. В лежачем боку этой залежи буровыми скважинами была вскрыта интрузия гранодиоритов. Рудовмещающая зона насыщена дайками окварцованных диабазов и телами кварцевых порфиров. В лежачем боку сульфидной залежи развиты халькопирит-магнетитовые руды, которые гипсометрически выше сменялись халькопирит-пирротиновыми и сфалерит-пиритовыми рудами. Сульфидные руды Приорского месторождения содержат в своем составе арсенопирит, блеклые руды, ку-банит, молибденит, галенит, марказит, гематит. Жильные минералы в рудах представлены кварцем, серицитом, хлоритом, кальцитом, сидеритом. В жильной массе присутствует апатит.

Месторождение 50лет Октября локализовано вблизи восточного тектонического контакта Ащилысайского гранитоидного массива. В процессе разведочных работ вблизи контакта этого массива буровыми скважинами были

выявлены субмеридиональные и субширотные тектонические зоны, которым подчинены сульфидные залежи, находящиеся в непосредственном контакте с телами гнейсированных грани-тоидов. Дайкоподобные и штокоподобные тела диоритовых и диабазовых порфиритов, тесно ассоциирующие с интрузиями гранитоидов, выделяются повышенными относительно фоновых концентрациями меди, золота, свинца, цинка, молибдена, ртути. В целом комплекс грани-тоидных пород отличается повышенными концентрациями меди, свинца, ванадия.

Месторождение Барсучий Лог находится на левобережье реки Большой Кумак. Впадина Барсучьего Лога вытянута в субмеридиональ-ном направлении и ограничена разломами, которые падают в сторону осевой части этой тектонической впадины. Длина впадины Барсучьего Лога около 1 км, ширина - 200-300 м. Впадина имеет дугообразную форму и как бы огибает горстовый выступ кристаллических горных пород, расположенный в ее центральной части. К этому горстовому выступу кристаллических пород пространственно тяготеют сульфидные залежи.

Осеннее (или Джаилганское) месторождение находится в широкой межблоковой тектонической зоне. Сульфидные залежи были вскрыты буровыми скважинами на глубине от 52 до 250 м от дневной поверхности. Рудовмещающая зона по данным материалов документации скважин разведочного бурения представляет собой множество кулисно расположенных жилообразной формы тел массивных и вкрапленных сульфидных руд. Мощность рудных подсечений по керну скважин изменялась от долей метра до 6-10 м и более. Сульфидные руды локализуются среди кварц-хлоритовых и серицит-кварц-карбонатных пород. Содержание меди в массивных рудах изменяется от 0,51% до 7,55%, цинка - от 0,1 до 4,3%, свинца -до 0,08%, молибдена - до 0,003%. Руды содержат примесь кобальта.

Весеннее месторождение приурочено к участку восточного крыла Камсакского поднятия кристаллических пород. Рудоносная зона связана с полосой кварц-серицит-хлоритовых, кар-бонат-хлоритовых, антофиллит-хлоритовых и кварц-хлорит-биотитовых пород.

В районе Камсакского поднятия поисково-разведочными работами было выявлено промышленно значимое оруденение на Ащебу-такско-Можаровской площади, где геолого-гео-физическими работами были установлены положительные и отрицательные формы палео-

вулканического рельефа. На юго-востоке этой площади размещается Ащебутакский ороген-ный купол, образованный выступом зеленокаменных пород, прорванных реоморфическими гранитоидами. Нарастание мощности дифференцированных по составу вулканогенных отложений происходит в северо-западном направлении. Камсакский кристаллический выступ на глубине смыкается с Ащебутакским палеоподнятием. Гнейсо-метаморфическая толща прослеживается до реки Ащебутак.

Автор детально исследовала геологическое строение Можаровско-Ащебутакской поисковой площади с целью выяснения геолого-струк-турных условий локализации сульфидных проявлений (Ащебутак, Ащебутак-1, Северо-Восточного, Можаровского и других). Исходными данными служили фактические материалы полевой геологической документации и опробования скважин. Накопленные фактические данные позволили суммировать результаты прежних геофизических и разведочных работ, проведенных бывшим производственным геологическим объединением «Оренбурггеология», и составить определенные выводы об условиях локализации сульфидного оруденения.

Наиболее обнаженная часть Ащебутакско-го палеоподнятия находится в районе пос. Кам-сак. Эта площадь характеризуется наличием гипсометрически-многоуровневых сложных сопряженных между собой кулисообразных зон, ограничивающих выходы гранитоидных интрузий. Эти тектонические зоны контролируются крупной тектонической зоной субмери-дионального направления.

Анализ фактических материалов показал, что в процессе разведочных работ мало внимания уделялось зонам рудоносных метасома-титов, пронизанных жильными телами андези-товых порфиритов, риодацитов, диоритовых порфиритов, контролируемых сложной разветвленной системой разломов. На локализованные зоны метасоматитов не обращалось внимания, поскольку те рудные подсечения, которые встречались в метасоматитах, не увязывались в стратифицированные сульфидные залежи. Но именно такие зоны и нацеливают на перспективные участки разреза вулканогенных пород. Зоны развития метасоматических и жильных пород отличаются повышенной естественной радиоактивностью: в среднем около

25 мкр/час. Протовулканические выступы выделяются аномально высокой магнитной восприимчивостью - от 2000.10-6 до 10000. 10-6 единиц СГС, в то время как гранитные породы имеют магнитную восприимчивость от 30.10-6 до 100.10-6 единиц СГС. Околорудные полиме-таморфизованные породы имеют высокую плотность: от 2,73 до 2, 76 г/см3, порой 3 г/см3. Близкую с ними плотность имеют гранито-гней-сы, габбро-диориты, пироксениты, метабазиты, серпентиниты: от 2,65 до 2,85 г/см3. Кислые вулканогенные породы имеют плотность в пределах от 2,59 до 2,62 г/см3. Наиболее высокой плотностью отличаются сульфидные руды. Вкрапленные руды имеют плотность около 3,8 г/см3, а массивные руды - наиболее высокую плотность - от 4,8 до 4,92 г/см3.

В разрезе вулканогенных пород Можаров-ско-Ащебутакской площади значимые концентрации сульфидов появляются на участках разреза, где отмечается чередование осадочных и эффузивно-пирокластических пород. Промышленно значимые концентрации сульфидного оруденения характерны для зон окварцованных и хлоритизированных туффитов, чередующихся с потоками кислых эффузивов и горизонтами пирокластических пород. В целом в благоприятных участках содержание меди изменяется от 0,3% до 1,25%, цинка - от 0,7% до 3,95%. Содержание свинца практически не анализировалось. Значительные концентрации сульфидов обычно появляются вблизи жильных тел щелочных разностей гранитоидов магнитогорского комплекса.

Анализ фактических материалов поисковоразведочных работ, проведенных в районе, позволяет сделать следующее заключение.

Перспективные на комплексные сульфидные руды поисковые площади пространственно связаны с активизированными в позднем палеозое - раннем мезозое протовулканическими палеоподнятиями. Рудоносные участки связаны с зонами резких разворотов крупных тектонических выступов кристаллических пород в северо-восточном и субширотном направлениях. Для перспективной оценки поисковых площадей важно использовать материалы первичной геологической документации ранее пробуренных глубоких разведочных скважин и результаты комплексных геофизических исследований.

Список использованной литературы:

1. Геология СССР. Т. XIII. Башкирская АССР и Оренбургская область. Геологическое описание. М.: Недра, 1966.

2. Абдулин А.А. Геология Мугоджар. Алма-Ата: Наука, 1973.

3. Кейльман Г.А., Золоев К.К. Изучение метаморфических комплексов. М.: Недра, 1989.