Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

РУДОНОСНЫЙ КАРСТ МЕЗОЗОЙСКОГО ВОЗРАСТА НА УРАЛЕ

Баранников А.Г. 1
1 ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет», Екатеринбург, Россия
В мезозое на постколлизионном этапе развития уральского подвижного пояса в условиях теплого гумидного климата существовали благоприятные условия для проявления масштабных процессов карстообразования. Выполняющие карст рыхлые накопления разнообразны по возрасту, литологическому составу, геохимическим условиям осадконакопления. Наибольший интерес в отношении рудоносности представляют горизонты, образовавшиеся за счет размыва химических кор выветривания. С заполненным карстом мезозойского возраста связан широкий комплекс гипергенных полезных ископаемых: россыпей благородных металлов (с аллювиальными отложениями лангурской – J2-3 и мысовской – K2sm свит); бурые железняки инфильтрационного типа (с аллювиально-озерными отложениями синарской свиты – K1 ap-al); бобово-конгломератовые руды (с аллювиально-озерными отложениями мысовской свиты – K2sm); бокситовые руды (с озерными фациями пород синарской свиты – K1 ap-al); силикатно-никелевые руды линейно-карстового типа в контактовых зонах гипербазитов и известняков $, ряд других полезных ископаемых. Прослежена пространственная связь рудоносного карста с мезозойскими эрозионно-структурными депрессиями. Проведенными исследованиями установлены факты наложения низкотемпературного метасоматоза аргиллизитовой формации на континентальные отложения юрского и мелового возраста, сопровождаемого формированием благороднометалльного оруденения нетрадиционного типа. С новым типом оруденения следует связывать в регионе перспективы переоценки уже известных рудно-россыпных золотоносных районов и узлов.
карст
мезозой
рудоносность
золото
депрессия
аргиллизиты
нетрадиционный тип
1. Александров В. В. Золотое оруденение в зоне мезозойского карста Екатерининского рудно-россыпного узла (Северный Урал) // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П. Н. Чирвинского. – Пермь: Пермский университет, 2011. – Вып. 14. – С. 158-165.
2. Баранников А. Г., Волькинштейн М. Я., Субботин И. А. Золотоносные коры выветривания Крылатовско-Чесноковского рудного поля, Средний Урал // Руды и металлы. – 2010. – № 3. – С. 43-51.
3. Баранников А. Г., Савельева К. П., Амирзанова Л. М. О природе формирования медистых глин Гумешевского медно-скарнового месторождения // Известия Уральского государственного горного университета. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2011. – Вып. 25–26. – С. 14-22.
4. TR+Y и TR оруденение в корах выветривания Урала / Левин В. Я., Золоев К. К., Сергеев Н. С. и др. // Рудогенез. Материалы междунар. конфер. 2–7 февраля 2008. – Миасс; Екатеринбург, 2007. – С. 174-176.
5. Методические рекомендации по поискам россыпей золота, связанных с карстом / Флеров И. Б., Риндзюнская Н. М., Берзон Р. О. и др. – М.: ЦНИГРИ, 1988. – 84 с.
6. Сигов А. П. Металлогения мезозоя и кайнозоя Урала. – М.: Недра, 1968. – 252 с.
Обзор обсуждаемой проблемы, её актуальность. На платформенном (постколлизионном) этапе развития уральского подвижного пояса в мезозое в условиях относительной тектонической стабильности при наличии благоприятных климатических условий (тропический и субтропический гумидный климат, временами переменно-влажный и засушливый) существовали благоприятные условия для формирования химических кор выветривания. Одновременно на площадях развития карбонатных, терригенно-карбонатных пород протекали масштабные процессы карстообразования. На основе многолетних исследований большой группы геологов определены возрастные интервалы выполняющих зоны мезозойского карста рыхлых накоплений, изучены геолого-геоморфологические факторы, определяющие размещение в карстовых полостях экзогенных полезных ископаемых [6].

Рудовмещающие комплексы мезозойского заполненного карста разнообразны по литологическому составу. Большая часть их приближена к продуктам профиля химических кор выветривания. Другие наиболее поздние по возрасту накопления в зонах карста (плиоцен-четвертичные) формировались в эпохи преобладающего физического выветривания. Они характеризуются полимиктовым составом, близким по литолого-петрографическим характеристикам к породам областей размыва. Третьи, накапливавшиеся в аридных и семиаридных климатических условиях (ранний мел, поздний неоген), имеют литологический состав, где присутствуют продукты размыва и переотложения как химических, так и физических кор выветривания.

В минерагеническом отношении наибольший интерес представляют горизонты заполненного карста, формировавшиеся в мезозое в обстановке гумидного климата. Они рассматриваются в ранге осадочной субстрации коры выветривания, являющейся обязательным элементом образовавшегося в ту эпоху мезозойского (юрского и мелового) пенеплена.

Роль древнего карста была многообразной. Во-первых, карст являлся механическим барьером на пути перемещающегося песчано-галечного и глинистого материала, что могло в определенных условиях привести к образованию россыпей благородных металлов (особенно богатых россыпей типа «косых пластов»). Во-вторых, в областях распространения карста существовала своеобразная геохимическая среда, способствовавшая возникновению полезных ископаемых хемогенного генезиса (железных, бокситовых, никелевых и иных типов руд). В-третьих, в пределах карстовых полостей в последние годы выявлены продукты более поздних наложенных низкотемпературных гидротермально-метасоматических процессов аргиллизитовой формации. В определенных геолого-структурных обстановках с этими процессами может быть связано формирование благороднометалльной минерализации нетрадиционного для региона типа. Сказанное позволяет рассматривать зоны древнего заполненного карста уже с иных позиций и включать эти области в сферу прогнозно-металлогенической оценки на эндогенное золотое оруденение.

Рудоносность заполненного карста. Наиболее масштабно процессы карстообразования протекали в пределах региональных морфоструктур - мезозойских эрозионно-структурных депрессий (ЭСД) [6]. При обобщении накопленных материалов установлено, что на карстующиеся породы в пределах депрессий приходится порядка 35 % площадей. Преобладающая глубина карстовых зон 20-40 м, хотя известны случаи, когда карст достигает глубин в сотни метров. Захороненный в карстовых впадинах обломочный материал оказался наименее уязвимым для последующего размыва и во многих случаях сохранился до настоящего времени.

Пространственное размещение ЭСД было предопределено совокупным влиянием структурно-тектонических, литолого-петрографических и иных факторов. Депрессии часто наследуют зоны глубинных разломов, межформационных несогласий, области развития легко поддающихся эрозии пород. В зависимости от геолого-структурной позиции оцениваемых площадей, характера развитых в бортах и днище депрессий рудовмещающих разновозрастных комплексов пород в пределах мезозойских ЭСД установлены следующие виды экзогенных полезных ископаемых:

 Россыпные месторождения золота (отчасти платиноидов). Предложено [5] выделять два типа россыпей  «карстового типа»: 1) в пределах контактово-карстовых зон в связи с формированием «перемещенных» кор выветривания (накопление металла происходило по схеме элювиально-делювиальной дифференциации материала); 2) в пределах эрозионно-карстовых депрессионных зон, где золотоносность в разрезе пород аллювиального, пролювиально-аллювиального генезиса представлена золотоносными горизонтами пластообразной формы. Во втором случае надежно установлена приуроченность продуктивных горизонтов к аллювиальным отложениям лангурской ((J2-3ln) и мысовской (K2sm) свит. Бурые железняки инфильтрационного генезиса (алапаевский тип). Связаны пространственно и генетически с областями развития пород синарской свиты (K1 ap-al), отчасти с накоплениями пород «беликовой толщи» (K1).  Бобово-конгломератовые железные руды (халиловский и замарайский типы). Приурочены к аллювиально-озерным отложениям пород мысовской свиты (K2sm). Бокситовые руды (соколовский тип). Связаны с озерными фациями пород синарской свиты (K1 ap-al). Силикатно-никилевые руды линейно-карстового типа (уфалейский тип). Установлены в контактовых зонах гипербазитов и карбонатных пород. Представлены  рудоносными перемещенными корами выветривания (средний-поздний мезозой). Медистые глины (гумешевский тип). Приурочены к карстовым депрессиям в приконтактовых зонах кварцевых диоритов и мраморизованных известняков. Рудоносные интервалы выделены в объёме «перемещенных» кор выветривания, перемежающихся с пестроцветными каолиновыми глинами и скоплениями бурого железняка (K1 ap-al). Рудные тела в глинистых породах образовались при разрушении оруденения медно-скарнового (возможно медно-порфирового) типа. Наложенное на продукты карстового заполнения химическое выветривание обусловило интенсивную миграцию меди с формированием малахит содержащей зоны вторичного обогащения [3]. Объекты нерудного сырья в пределах карстовых зон включают в себя огнеупорные глины (белкинский тип), маршалиты (архангельский тип), кварцевые пески (ауэрбаховский тип), многочисленные проявления и месторождения строительных песков, кирпичных глин и т. д.

Перечисленные типы экзогенных полезных ископаемых не исчерпывают всего многообразия минерального сырья, пространственно связанного с мезозойскими ЭСД. Существуют предпосылки выявления в контурах депрессий новых и нетрадиционных на сегодняшний день типов благороднометалльного, отчасти редкометалльного оруденения, связанного с наложенными низкотемпературными процессами метасоматизма. Рассмотрим ряд примеров.

На площади Екатерининского  рудно-россыпного узла (Северный Урал) установлено наложение продуктов низкотемпературного метасоматоза на уже сформированные коры выветривания и юрские континентальные отложения лангурской свиты (J2-3 ln) [1]. Выявленное в зоне мезозойского элювия золотое оруденение представлено наклонно и крутозалегающими минерализованными зонами. Границы их определены лишь по данным опробования. Установленные содержания золота колеблются в пределах от 0,1 до 4,2 г/т, в среднем по одной из скважин на интервал 6,9 м, составляя 1,8 г/т. Несколько иной характер имеют оруденелые зоны в породах лангурской свиты. Они приурочены к нижней части карстовых полостей и представлены субгоризонтальными и слабо наклонными залежами. Содержание золота колеблется в пределах 0,5-6,6 г/т, в среднем составляя по одной из скважин 1,6 г/т на мощности 9,6 м. По составу рудоносные зоны представлены сидеритизированными зеленоцветными и охристыми гравийно-глинистыми отложениями. Самородное золото в них исключительно рудного облика. Золотины по размеру тонкие, пылевидные и тонкодисперсные. Пробность золота колеблется в широком диапазоне (740-990 ‰). Примесями в золоте являются медь (до 0,12 %), железо (до 0,21 %), сурьма (до 0,19 %). Большей частью золото находится в срастании с глинистыми минералами (смектитом, гидрослюдой). Отмечена наложенная на карстовые породы метасоматическая карбонатизация (сидерит - до 60 %), сульфидизация (пирит, марказит, халькопирит, галенит - 1-3 %).

Оруденение золото-аргиллизитовой формации выявлено в зоне карста на площади Крылатовско-Чесноковского рудного поля (Средний Урал) [2]. Приурочено к продуктам карстового заполнения - перемещенным корам выветривания и пестроцветным каолиновым глинам с бурожелезняковыми стяжениями (синарская свита - K1 sn). На глубине 40-80 м в нижней части разреза подсечена рудоносная зона, оконтуренная лишь по данным опробования (содержание золота в пределах 0,2-3,8 г/т). Самородное золото рудного облика представлено мелкими и тонкими классами. Вместе с золотом присутствует пирит «свежего» облика сложных кристалломорфных очертаний. В пределах Верхне-Макаровского рудно-россыпного узла (Средний Урал) установлены проявления редкометалльно-аргиллизитовой формации при изучении контактово-карстовых зон [4]. Наклонно залегающие рудные тела с иттрий-редкоземельным оруденением,  содержанием TR+Y в пределах 1,0-2,2 кг/т и золота до 0,2 г/т выявлены лишь по данным опробования. Эти тела пересекают слоистую песчаную толщу раннемелового возраста и имеют отчетливо выраженный наложенный характер.

Выводы и рекомендации

  1. В последние годы в ряде рудно-россыпных районов и узлов Урала выявлены золотопроявления нетрадиционного типа, сопоставляемые с золото-аргиллизитовой формацией. Эти объекты во многих случаях пространственно связаны с зонами развития глубокого заполненного карста мезозойского возраста и характеризуются рядом особенностей. В их числе, мелкий и тонкий классы крупности металла, широкий диапазон колебаний пробы, срастание золотин с глинистыми минералами, ряд иных типоморфных особенностей. Это золото нельзя отнести к категории россыпеобразующего, что следует учитывать при прогнозной оценке площадей на данный тип (здесь не эффективен традиционный шлиховой метод опробования). Большое значение в размещении характеризуемого оруденения следует отводить мезозойским эрозионно-структурным депрессиям.
  2. Рудные подсечения в зонах глубокого заполненного карста следует рассматривать в ранге трудно открываемых объектов. Их выявление возможно лишь с использованием комплекса методов (геолого-геоморфологических, геофизических, геохимических) с заверкой  выявленных аномалий скважинами колонкового бурения значительной глубины (до 100 м).

Рецензенты:

  • Русский В. И., д. г.-м. н., профессор кафедры литологии и геологии горючих полезных ископаемых ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»,  г. Екатеринбург.
  • Кисин А. Ю., д. г.-м. н., ведущий научный сотрудник института геологии геохимии УрО РАН, г. Екатеринбург.

Библиографическая ссылка

Баранников А.Г. РУДОНОСНЫЙ КАРСТ МЕЗОЗОЙСКОГО ВОЗРАСТА НА УРАЛЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 2.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=5983 (дата обращения: 07.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074