CC BY
30
УДК 551.72:553.434 (571.55)
НОВЫЙ ТИП МЕДНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ В ОТЛОЖЕНИЯХ РАННЕПРОТЕРОЗОЙСКОГО УДОКАНСКОГО ОСАДОЧНОГО КОМПЛЕКСА (ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ)
© Б.Н. Абрамов1
ФГБУН Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, 672090, Россия, г. Чита, ул. Бутина, 26.
Описана медная минерализация в Кодаро-Удоканской зоне в отложениях нижних частей разреза раннепротеро-зойской сакуканской свиты в конгломератовом горизонте в гальках туфов риодацитов, представленная в основном тонкорассеянной вкрапленностью борнита и халькопирита. По данным атомно-абсорбционного анализа в них установлены следующие содержания элементов (г/т): Cu - 5000; Au - 0, 55; Ag - 9; Ni - 18; Zn - 230; Ti - 300; V - 50; Cr - 26; Rb - 8; Sr - 60. Петрохимические особенности кислых эффузивов галек конгломератового горизонта свидетельствуют об их образовании в островодужной обстановке. Ил. 4. Библиогр. 10 назв.
Ключевые слова: сакуканская свита; медистые песчаники; конгломератовый горизонт; островная дуга; рио-дациты; борнит.
NEW TYPE OF COPPER MINERALIZATION IN EARLY PROTEROZOIC UDOKANSKY SEDIMENTARY COMPLEX DEPOSITS (EASTERN SIBERIA) B.N. Abramov
Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology SB RAS, 26 Butin St., Chita, Russia, 672090.
The paper describes cupreous mineralization presented mainly by bornite and chalcopyrite impregnations located in pebbles of rhyodacite tuffs in puddingstone horizon of the underlying deposits of the early Proterozoic Sakukanskaya suite of the Kodaro-Udokanskaya zone. The atomic and absorption analysis allowed to identify the following contents of elements (g/t): Cu - 5000, Au - 0.55, Ag - 9, Ni - 18, Zn - 230, Ti - 300, V - 50, Cr - 26, Rb - 8, Sr - 60. Petrochemical features of acid effusives of pudding stone horizon pebbles prove their formation in island arc conditions. 4 figures. 10 sources.
Key words: Sakukanskaya suite; cupriferous sandstones; puddingstone; island arc; rhyodacites; bornite.
Генезис уникального по запасам Удоканского и других месторождений медистых песчаников Кодаро-Удоканской зоны долгие годы является предметом острой дискуссии. К числу основных спорных вопросов относится источник меди. Ранее предполагалось, что основным источником меди в отложениях раннепро-терозойского удоканского осадочного комплекса служили архейские породы Алданского щита [1]. Очень важным в установлении природы медного оруденения является факт участия в образовании медного оруденения вулканических процессов.
В разрезе раннепротерозойского удоканского осадочного комплекса выделяются три серии - кодар-ская, чинейская и кеменская. Отмечаются три основных стратиграфических уровня, где сосредоточены основные запасы меди - сакуканский, александровский и читкандинский. Наиболее крупный (по запасам) верхний стратиграфический уровень представлен отложениями сакуканской свиты, в пределах которой известны месторождения - Удоканское, Ункурское, Бурпалинское, рудопроявления - Лабазное, Сакукан-ское и др. Средний стратиграфический уровень представлен отложениями александровской свиты, к которой приурочены рудопроявления - Озеро Медное, Кукугунда и др. Нижний стратиграфический уровень выделяется в объеме читкандинской свиты, где известно месторождение Красное и рудопроявления -
Правый Ингамакит, Луна и др.
Рудовмещающие отложения различных стратиграфических уровней характеризуются своими отличительными особенностями. Рудоносная толща саку-канского стратиграфического уровня представлена монотонной песчаниковой толщей с редкими прослоями алевролитов. Рудовмещающие отложения александровского стратиграфического уровня сложены тонкопереслаивающимися песчаниками, алевролитами, известняками, кварцитами и доломитами. Нижний стратиграфический уровень образован отложениями читкандинской свиты, характеризующимися переслаиванием песчаников, алевролитов с прослоями карбонатных пород. Медистые песчаники различных стратиграфических уровней характеризуются также различным составом основных рудных минералов. Так, в медистых песчаниках сакуканской свиты наиболее распространенными минералами являются борнит и халькозин. Ниже по разрезу удоканского комплекса в медистых песчаниках александровской и читкандинской свит доля борнит-халькозиновых руд уменьшается. В медистых песчаниках александровской свиты преобладают пирит-халькопиритовые руды, читкандинской - пирит-халькопиритовые, и пирротин-халькопиритовые [1].
Рудоносные породы самого крупного в регионе по запасам Удоканского месторождения представлены
1Абрамов Баир Намжилович, доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: [email protected] Abramov Bair, Doctor of Geological and Mineralogical sciences, Leading Researcher, e-mail: [email protected]
раннепротерозойскими отложениями верхнесакукан-ской подсвиты. Эти отложения сложены полимикто-выми песчаниками и алевролитами с прослоями кон-гломерото-брекчий, железистых песчаников и аргиллитов. Характерной особенностью месторождения является пластово-изометричная форма рудных тел, залегающих согласно с вмещающими породами. В составе рудных минералов преобладают первичные (неокисленные) борнит и халькозин, реже отмечаются пирит и халькопирит.
О функционировании в Кодаро-Удоканской зоне в раннем докембрии вулканических процессов свидетельствует следующий ряд факторов:
1) наличие в конгломератовом горизонте сакукан-ской свиты галек кислых эффузивов;
2) присутствие в рудовмещающей толще Удокан-ского месторождения вулканических стекол кислого состава [2];
3) повышенное содержание оксидов натрия (№20> 4%) в псаммитах верхнечиткандинской подсвиты, позволившее Сочаве А.В. предположить, что они были образованы за счет переотложения кислых эффузивов [3]. Анализ средних значений гидролизат-ного, фемического, титанового модулей и модуля нормированной щелочности метапелитов верхнечиткандинской подсвиты по 26 анализам (ГМ = 0,41; ФМ = 0,16; ТМ = 0,043; НКМ = 0,44) выявил их принадлежность к метатуффоидам [4];
4) обнаружение в граувакках верхнечиткандинской
подсвиты мельчайших (50-80 мкм) неокатанных зерен цирконов с убедительными признаками их вулканической природы. Возраст цирконов по изотопному соотношению РЬ 207/ РЬ 206 составил 2180 ± 50 млн. лет [5].
Установлено, что в Чаро-Олекминском кратоне выделяется серия докембрийских прогибов, сгруппированных в протяженный дугообразный пояс протяженностью около 500 км. В отложениях этих прогибов (с запада на восток) - Кодарского, Удоканского, Саку-канского, Нижнеханинского, Олдонгсинского, Угуйского известные многочисленные проявления стратиформ-ного медного оруденения [7]. Вероятнее всего, эти прогибы являются фрагментами отложений некогда единого морского бассейна. Мощность докембрийских отложений в этих прогибах уменьшается с запада на восток. Следует отметить, что мощность отложений удоканской серии составляет более 10 км при протяженности Кодаро-Удоканского прогиба всего около 100 км. Это свидетельствует о том, что отложения удокан-ской серии были сформированы в морском бассейне, имеющем более значительные размеры.
Среди докембрийских прогибов Чаро-Олекминского кратона наиболее интенсивно меденос-ное оруденение проявлено в Удоканском и Угуйском прогибах (рис. 1) [6, 7].
Угуйский осадочный комплекс по литологическому составу подразделяется на свиты (снизу вверх): то-устайскую, чоруодинскую и кебектинскую. Основное
Рис. 1. Литологическая колонка разрезов раннепротерозойских отложений Кодаро-Удоканского и Угуйского
меденосных прогибов: 1 - песчаники; 2 - алевролиты; 3 - аргиллиты; 4 - известняки; 5 - сланцы; 6 - туфоалевролиты, туфопесчаники; 7 - конгломератовые горизонты (а - меденосные гальки, б - гальки яншмоидов, в - гальки гранитоидов, гранито-гнейсов, сланцев, сиенитов); 8 - меденосные горизонты;
9 - горизонты яшмоидных пород
медное оруденение приурочено к отложениям чору-одинской свиты. Характерной особенностью этих отложений является наличие туффитов, туфоалевроли-тов и горизонтов сургучно-красных яшмоидных пород с прослойками гематитов [7]. В рудовмещающих ме-деносных песчаниках чоруодинской свиты отмечены обломочные зерна эффузивов кислого и среднего составов [7].
Медное оруденение в отложениях чоруодинской свиты представлено вкрапленностью, гнездами и прожилками халькопирита, борнита, халькозина, реже отмечаются блеклая руда, галенит, сфалерит. Среди окисленных руд отмечаются малахит, азурит, хризо-колла, гидроокислы железа и марганца [6]. Мощность минерализованных зон достигает 30 м, протяженность - 2 км [7].
На единство процессов образования медного ору-денения в Удоканской и Угуйской впадинах указывает развитие горизонтов яшмоидов в разрезах меденос-ных отложений Угуйской впадины и наличие галек яшмоидов в пуддинговом горизонте меденосной саку-канской свиты удоканского комплекса.
На диаграмме К20/№20 - Ре203+Мд0, классифицирующей терригенные отложения различных тектонических обстановок, составы петрогенных компонентов песчаников чинейской серии сопоставимы с песчаниками активных континентальных окраин, а песчаники кеменской серии и одновозрастных с ними медистых песчаников чоруодинской свиты Угуйской впадины с песчаниками пассивных континентальных окраин (рис. 2).
Отмеченные выше факты свидетельствуют о том, что медное оруденение кеменской серии Удоканского прогиба и меденое оруденение Угуйского прогиба были образованы в ходе единых рудных процессов, в значительной степени связанных с вулканизмом.
В нижних частях разреза сакуканской свиты в кон-гломератовом горизонте в гальках риодацитов отмечена медная минерализация [8]. Данный горизонт представляет собой толщу мелко-среднезернистых песчаников с "плавающей галькой". Количество галек в среднем составляет 5-10%, реже - 30%. Мощность этого горизонта изменяется от 100 до 370 м, протяженность - до 100 км (рис. 3) [9]. Размеры галек составляют 2-5 см, иногда они достигают 8 см. Гальки хорошо окатаны, имеют эллипсовидные, овальные формы, уплощенные вдоль слоистости пород. В составе галек преобладают (по мере распространенности): граниты, фельзиты, гранофиры, плагиоклазовые порфиры, кварц-плагиоклазовые порфиры, кварцевые сиениты, яшма, жильный кварц, сланцы, гранито-гнейсы [7]. Следует отметить, что фельзиты, яшма, кварцевые порфиры, гранофиры в коренном залегании в ближайшем окружении Кодаро-Удоканской зоны не известны. Медная минерализация представлена в основном мелкорассеянной вкрапленностью борнита и халькопирита. Реже отмечаются ковеллин, малахит. В борнитах отмечаются структуры распада твердого раствора халькопирита (рис.4). Часто отмечаются борнит-халькопиритовые срастания. Количество рудных минералов в среднем составляет 5-7% от объема пород. Размер рудных зерен достигает 0,05 мм.
По данным атомно-абсорционного анализа в ме-деносных гальках установлены следующие содержания элементов (г/т): Си - 5000; Аи - 0, 55; Ад - 9; № -18; гп - 230; Т - 300; V - 50; Сг - 26; РЬ - 8; Бг - 60* [8].
Выявлено, что меденосные гальки представляют собой рассланцованные, альбитизированные, оквар-цованные, карбонатизированные псаммито-пелитовые туфы кислого состава. В породах содержатся обломки кварца и плагиоклаза, заключенного в тонкий агрегат
Рис. 2. Диаграмма К2О^а2О - Fe2O3* + МдО, демонстрирующая геодинамические обстановки формирования
медистых песчаников. Поля, характеризующие песчаники различных тектонических обстановок: А - океанические островные дуги; В - континентальные островные дуги; С - активная континентальная окраина; й - пассивная континентальная окраина; 1 - песчаники кеменской серии; 2 - песчаники чинейской серии; 3 - песчаники чоруодинской свиты Угуйской впадины (среднее по 30 анализам [6])
кварца и "пропитывающего" его альбита, в котором угадываются контуры осколков раскристаллизованно-го кислого стекла.
IZZI1 CZ]2 HZ]3 EÜED4 5 6 1^17 Ш s В9 EZI10 В 11
Рис. 3. Схема геологического строения северовосточной части Верхне-Каларской впадины (построена с использованием материалов территориальных геологических фондов по Забайкальскому краю): 1 -мезозойские и кайнозойские осадочные отложения Верхнекаларской впадины (песчаники, алевролиты, гравелиты); раннепротерозойские отложения удокан-ского осадочного комплекса; 2 - среднесакуканская подсвита (песчаники с редкими горизонтами алевролитов, железистых песчаников); 3 - нижнесакуканская подсвита (песчаники, железистые песчаники, редкие горизонты конгломератов); 4 - талаканская свита (алевропесчаники, алевролиты, конгломераты); 5 -бутунская свита (алевролиты, доломиты, известняки, серицитовые сланцы); 6 - александровская свита (алевролиты, аргиллиты, мергели, медистые алевролиты); 7 - читкандинская свита (алевропесчаники, алевролиты, железистые песчаники, медистые песчаники, слюдистые сланцы, кварциты); 8 - конгломера-товый горизонт; 9 - позднепротерозойские дайки габбро-диабазов доросского комплекса; 10 - ранне-протерозойские граниты кодарского комплекса; 11 -тектонические нарушения
Петрохимические особенности кислых эффузивов галек пуддингового горизонта соответствуют острово-дужным эффузивам** Так, индексы ASI [ASI=Al2O3/(Na2O+K2O+CaO)] данных кислых эффузивов колеблются от 0,88 до 1,01 [10]. Это указывает на формирование их в островодужной обстановке. Эти данные, наряду с фактами раннедокембрийской вулканической деятельности, говорят о возможности происхождения здесь субдукционных процессов. Время функционирования вулканической дуги, по данным абсолютного возраста цирконов читкандинской свиты, составляет 2180 ± 50 млн. лет [5].
Рис. 4. Борнитовые зерна со структурами распада твердого раствора халькопирита (аншлиф № 210, бассейн р. Горки): 1 - борнит со структурами распада твердого раствора халькопирита; 2 - пирит
Таким образом, есть основание предполагать, что в образовании медного оруденения Кодаро-Удоканской зоны принимали участие вулканические процессы. В отложениях конгломератового горизонта, приуроченного к нижним частям разреза сакуканской свиты, в гальках туфов риодацитов выявлено наличие медной минерализации, представленной в основном мелкорассеянной вкрапленностью борнита и халькопирита. Петрохимические особенности кислых эффузивов галек конгломератового горизонта свидетельствуют о формировании их в островодужной обстановке.
* Анализ сделан в ИГХ СО РАН. Аналитики: Пройдакова О.А., Щербакова Г.И., Кажарская М.Г. ствованы у В.Н.Бурмистрова [8].
Библиографический список
Силикатные анализы заим-
1. Богданов Ю.В. и др. Медистые отложения Олекмо-Витимской горной страны. Л.: Недра, 1966. 386 с.
2. Петровский П.П., Салихов В.С. О проявлениях вулканизма на Удоканском месторождении меди (Восточная Сибирь) // Мат-лы докладов VII Международной конф. «Новые идеи в науках о Земле». М., 2005. Т.2. С. 166.
3. Сочава А.В. Петрохимия верхнего архея и протерозоя запада Витимо-Алданского щита. Л.: Наука, 1986. 144 с.
4. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 479 с.
5. Бережная Н.Г. и др. Изотопный возраст чинейской подсе-рии удоканской серии // Доклады Академии Наук СССР. 1988. Т.302, № 5. С.1209-1212.
6. Давыдов Ю.В. Нижнепротерозойские меденосные отло-
жения Угуйской впадины (Южная Якутия) и их корреляция с
удоканским комплексом // Литология и полезные ископаемые. 1986. № 3. С. 44-58.
7. Феоктистов В.П. О Олекмо-Витимском поясе эпикратон-ных меденосных прогибов // Геология и геофизика. 1992. № 4. С. 9-17.
8. Абрамов Б.Н. Особенности образования медистых песчаников кеменской и чинейской серий Кодаро-Удоканской зоны // Доклады Академии Наук. 2008. Т.418, № 5. С. 647-649.
9. Бурмистров В.Н. О генезисе крупнообломочного материала кеменской подсерии удоканского комплекса Восточной Сибири // Доклады Академии Наук СССР. 1989. Т.304, №5. С. 1201-1204.
10. Интерпретация геохимических данных: учебное пособие / под. ред. Е.В. Склярова. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 288 с.
