A COMPARATIVE ANALYSIS OF PYRITE-BEARING VOLCANOGENIC FORMATIONS OF THE BLAKSKY ZONE AND THE EAST URAL UPLIFT

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КОЛЧЕДАНОНОСНЫХ ВУЛКАНОГЕННЫХ ФОРМАЦИЙ БЛАКСКОЙ ЗОНЫ И ВОСТОЧНО-УРАЛЬСКОГО ПОДНЯТИЯ

Научная статья

Потапова Е.И.¹, Куделина И.В.^2, *

² ORCID:0000-0003-0661-1550;

^{1, 2} Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия

* Корреспондирующий автор (kudelina.inna[at]mail.ru)

Аннотация

В настоящее время в Оренбургской области, как и на Урале в целом, в результате интенсивной и продолжительной отработкой крупных колчеданных месторождений, ощущается большая потребность в воспроизводстве запасов медных руд. В связи с этим возникла необходимость в переоценке перспективных на колчеданное оруденение, но недостаточно изученных площадей, к которым относится Блакская зона. Целью данного исследования является выявление особенностей медноколчеданного оруденения Блакского структурно-формационного блока Восточно-Уральского прогиба. Приведенные данные уровней локализации и эволюции колчеданного оруденения Восточно-Уральского прогиба на примере Блакского месторождения показывают увеличение содержания свинца и цинка по отношению к меди от нижнего яруса к верхнему, а также по латерали в восточном направлении и подтверждают эту закономерность в сравнении с месторождениями Восточно-Уральского поднятия. Такая же закономерность характерна для Восточно-Уральского прогиба. Это позволяет рассматривать данную территорию как перспективную на колчеданное полиметаллическое оруденение.

Ключевые слова: Восточно-Уральский прогиб, медноколчеданное оруденение, структурно-формационный блок, вулканиты.

A COMPARATIVE ANALYSIS OF PYRITE-BEARING VOLCANOGENIC FORMATIONS OF THE BLAKSKY ZONE AND THE EAST URAL UPLIFT

Research article

Potapova E.I.¹, Kudelina I.V.^2, *

² ORCID:0000-0003-0661-1550;

^{1, 2} Orenburg State University, Orenburg, Russia

* Corresponding author (kudelina.inna[at]mail.ru)

Abstract

Currently, in Orenburg Oblast, as well as in the Urals as a whole, there is a great need for the reproduction of copper ore reserves as a result of the intensive and prolonged development of large pyrite deposits. In light of this fact, there was a need to re-evaluate the promising areas for pyrite mineralization; however, there are many insufficiently studied areas, which include the Blaksky zone. The aim of this study is to identify the features of copper-crusted mineralization of the Blaksk structural-formation block of the East Ural trough. The provided data on the localization levels and evolution of pyrite mineralization of the East Ural trough on the example of the Blaksky deposit show an increase in the content of lead and zinc in relation to copper from the lower tier to the upper, as well as laterally in the eastern direction. The data confirm this pattern in comparison with the deposits of the East Ural uplift. The same pattern is typical for the East Ural deflection. This allows the authors to consider this territory as promising for pyrite polymetallic mineralization.

Keywords: East Ural trough, copper-crusted mineralization, structural and formation block, volcanites.

Введение

Восточно-Уральский прогиб является крупнейшей синклинорной зоной Уральской эвгеосинклинали. В структуре прогиба выделяются несколько крупных обособленных блоков, отличающихся рядом особенностей внутреннего строения, разделенных межблоковыми тектоническими зонами. В пределах прогиба это – Кундыбаевский, Буруктальский и Иргизский блоки и Сарыобинская межблоковая зона. Наиболее обособленной структурой прогиба является Буруктальский синклинорий, приуроченный к сложному сочленению пересекающихся разломов, образующих тектонические узлы [1, С.105], [2, С. 5]. Буруктальский синклинорий по особенностям развития геологических формаций и глубинной тектоники подразделяется на ряд структур. В его составе выделяются Блакский, Коскольский, Журманкольский, Светлинский структурно-формационные блоки 2 порядка, а также Карашакольская и Аккаргинская межблоковые зоны [3, С.65].

Блакское месторождение меди расположено в Центральной части Блакской вулканогенной структуры. Месторождение представлено тремя минерализованными зонами субмеридионального простирания: западной, центральной и восточной. Оруденение приурочено к андезито-базальтовым порфиритам верхней части нижней толщи вулканогенного комплекса, сопровождается значительными метасоматическими изменениями вмещающих пород до превращения их в кварц-хлоритовые, кварц-хлорит-карбонатные, реже карбонат-кварц-хлорит-серицитовые метасоматиты [1, С.126].

Целью данного исследования является выявление особенностей медноколчеданного оруденения Блакского структурно-формационного блока Восточно-Уральского прогиба.

Результаты и обсуждения

Блакский структурно-формационный блок 2 порядка слагает северную часть Буруктальского синклинория [4, С.18]. С запада блок ограничен Карашакольским глубинным разломом, с востока – Аккаргинским гипербазитовым массивом. Южная граница блока проведена условно по субширотному тектоническому нарушению, разделяющему преимущественно вулканогенные образования Блакской структуры с Коскольским интрузивным блоком [5, С.57]. Строение блока неоднородно. Блакская структура разбурена преимущественно картировочными скважинами. В современном рельефе она обнажается лишь в единичных местах. Её периферийные части сложены нерасчлененными эффузивными образованиями, представленными, главным образом, лавовыми фациями. Отличительной особенностью этой структуры является преимущественно андезитовый состав вулканитов. Андезито-базальтовые и базальтовые порфириты здесь встречаются редко в основном вблизи рудника Блак. Кайнозойская группа отложений представлена: неогеновой системой плиоценовым отделом, плиоценовым-нижнечетвертичным отделами нерасчлененными и четвертичной системой.

На месторождениях Блакской структуры выделяется три стратиграфических рудоносных уровня.

Нижний уровень вулканогенного комплекса среднего девона живетского яруса (Д₂gv) выходит на поверхность фундамента в юго-восточной части блока. Наиболее характерными для уровня являются оливин-пироксеновые, пироксеновые, плагиоклаз-пироксеновые часто густо – и крупновкрапленные порфириты от пикрито-базальтов до андезитов. Другая часть петрографических разновидностей пород толщи является наиболее андезитовой по составу. По фациальному составу породы нижней толщи обладают большой изменчивостью и часто подвергнуты высокой степени зеленокаменного метаморфизма, метасоматическим изменениям и богаты субвулканическими и жильными телами. Многие субвулканические тела связаны с вышележащей толщей и являются ее магмоподводящими каналами. Полная мощность толщи составляет не менее 1000 м.

Второй уровень представлен отложениями живетского яруса и нижнефранского подъяруса нерасчлененными (Д₂gv-Д₃f₁). Он представлен афировыми, часто миндалекаменными андезито-базальтами с прослоями туфов смешанного состава. Кислые фации андезит-дацитового состава обычно слагают многочисленные субвулканические тела. Данная толща имеет сложное строение. Ее нижняя часть сложена преимущественно андезит-базальтами афировыми и мелковкрапленными, нередко миндалекаменными с редкими маломощными прослоями мелкообломочных туфов того же состава и редкими небольшими потоками (до 1-2 м) более основных пород – базальтов и диабазов. В средней ее части преобладают андезиты. Редко встречаются порфировые разности, которые представлены в основном плагиоклазовыми андезитовыми порфиритами. Толща богата субвулканическими телами. Субвулканические тела данного уровня отличаются от субвулканических тел нижней толщи более пестрым составом от андезито-базальтов до липаритов. Кислые разности субвулканических фаций иногда прорывают отложения франского яруса. Еще одной характерной особенностью толщи является миндалекаменность пород. Большинство пород, слагающих ее в той или иной степени миндалекаменны. Преобладающим минералом, заполняющим миндалины, является кварц реже карбонат. Нередко среди лавовых фаций встречаются лавобрекчии. Лавовые излияния сменяются пирокластическими породами. Количество пирокластических пород увеличивается вверх по разрезу до полного их преобладания. Для отдельных зон характерны метасоматические процессы, весьма глубокие до полного превращения исходной породы в метасоматиты. Основными минералами метасоматитов являются: кварц, альбит, хлорит, серицит, эпидот и карбонат. Нередко метасоматиты сопровождаются сульфидной (пиритовой) минерализацией. Процесс замещения наиболее интенсивный в туфах, шлаковых лавах, в них наблюдается преимущественно сульфидная минерализация.

Третий уровень представлен верхним девоном, франским ярусом (D₃f). В строении этой толщи выделяют углисто-глинистые, углисто-хлоритовые сланцы, кварцевые алевролиты и песчаники, конгломераты и конглобрекчии, состоящие из тех же разновидностей сланцев, алевролитов, песчаников с примесью галек интрузивных и эффузивных пород с редкой галькой колчеданной руды. Встречаются афировые эффузивные породы основного состава с интерсертальной структурой, плагиоклазовые порфириты андезит-дацитового состава, миндалекаменные пироксеновые порфириты основного состава. В некоторых шлифах встречаются гальки кварцевых липаритовых порфиров, с вкрапленниками кислого плагиоклаза. На данном уровне отмечается наличие даек, с которыми связаны проявления сульфидной минерализации и золота. Характерно наличие пирита гидротермального происхождения в виде локальных скоплений и колломорфных пленок по плоскостям слоистости.

Наиболее эродированная южная часть Блакской структуры сложена вулканитами непрерывной натровой базальт-андезит-дацитовой формации среднего девона, с которыми связаны проявления медно-прожилково-вкрапленной минерализации, сопровождающейся обширными контрастными литохимическими аномалиями. В осадочных породах Д₃fm отмечается присутствие меди («медистые конгломераты»). Вдоль западных прибортовых тектонических зон, а также разломов диагонального типа, широко проявлено золотое оруденение, фиксирующиеся преимущественно в интрузивных образованиях (диоритах, плагиогранитах Д₃) или осадочных толщах. К участкам золотого оруденения тяготеют обширные литохимические аномалии золоторудного типа. В северной части блока на участке сложного структурно-тектонического строения имеются месторождения, проявления, знаки проявлений золота кварцево-жильного типа (Блакский рудный район).

При сравнении стратиграфических уровней локализации медноколчеданного оруденения Блакского месторождения с месторождениями Восточно-Уральского поднятия отмечается отсутствие продуктивных толщ эйфельского яруса. В пределах Восточно-Уральского поднятия к этому стратиграфическому уровню приурочены колчеданные месторождения: Блявинское, Комсомольское, Промежуточное (Разумовское), Яман-Касы, Гайское, Орское, Зимнее, Левобережное и Исимбайское [6, С.217]. На Блакском месторождении нижний рудоносный уровень представлен породами живетского яруса.

При сравнении состава рудовмещающих пород нижнего уровня отмечено сходство в строении двух рассматриваемых зон. Рудовмещающие породы месторождений Восточно-Уральского поднятия представлены: базальтами, долеритами, пиллоу-лавами основного состава, туфами пикритобазальтов, линзами кремней, краснокоричневых яшмоидов с резко подчиненным значением прослоев андезитов, песчаников и алевролитов (Курагано-Сакмарская СФЗ), эруптивными брекчиями дацитов и риолитов и субинтрузивными породами от плагиогранитов до габбродиоритов (Тубинско-Гайская и Орская СФЗ, к которым относятся Гайское месторождение и Орское проявление меди) [7, С.96]. Для Блакского месторождения этого уровня характерно наличие оливин-пироксеновых, пироксеновых, плагиоклаз-пироксеновых порфиритов, что несвойственно месторождениям Восточно-Уральского поднятия.

Второй уровень отличается различием возраста оруденения. Для Блакского месторождения этот уровень охватывает живетский и франский яруса, а для месторождений Восточно-Уральского поднятия – верхнеэйфельский и живетский ярус. К этому уровню относятся месторождения Восточно-Уральского поднятия: Иссиргужинское, Барсучий Лог, Аномалия. Рудовмещающие породы месторождений Восточно-Уральского поднятия на данном уровне отличаются разнообразием состава: риолитами, риодацитами, их туфами, лавобрекчиями и кластолавами, среди которых залегают потоки андезито-базальтов и диабазов (Ащебутакская и Джусинская СФЗ) [8, С.955]. Породы Блакского месторождения данного уровня представлены андезито-базальтами с прослоями туфов смешанного состава, кислыми фациями андезит-дацитового состава, диабазами, базальтами, а также андезитами, субвулканическими телами, имеющими состав от андезито-базальтов до липаритов. Можно сделать вывод, что вмещающие породы второго уровня сравниваемых месторождений в целом имеют сходный состав и представлены как основными (андезито-базальты, базальты), так и кислыми (липариты, риолиты, риодациты) разностями.

По сравнению с верхним уровнем месторождений Восточно-Уральского поднятия, представленного базальтами и риолитами с прослоями андезито-базальтов (Ащебутакская СФЗ), а также дацитов, трахидацитов, кластолав того же состава и туфов (Джусинская СФЗ), верхний уровень Блакского месторождения характеризуется наличием плагиоклазовых порфиритов андезит-дацитового состава, пироксеновых порфиритов основного состава. К месторождениям Восточно-Уральского поднятия данного уровня относятся: Западно-Ащебутакское, Джусинское, Северо-Карабутакское, Летнее и Осеннее месторождения [9, С.360], [10, С. 118].

Выводы

При сравнении условий локализации медноколчеданного оруденения Блакского месторождения и месторождений Восточно-Уральского поднятия отмечается некоторое отличие возраста вмещающих пород. Вмещающие породы месторождений Восточно-Уральского поднятия относятся к среднему девону, а породы Блакского месторождения являются более молодыми. Имеются некоторые отличия и в составе вмещающих пород.

Приведенные данные уровней локализации и эволюции колчеданного оруденения Восточно-Уральского прогиба на примере Блакского месторождения показывают увеличение содержания свинца и цинка по отношению к меди от нижнего яруса к верхнему, а также по латерали в восточном направлении и подтверждают эту закономерность в сравнении с месторождениями Восточно-Уральского поднятия. Такая же закономерность характерна для Восточно-Уральского прогиба. Это позволяет рассматривать данную территорию как перспективную на колчеданное полиметаллическое оруденение.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Грицаюк Е.Ф. Отчет о проведенных в 1977-1979 гг.поисковых геохимических исследованиях в пределах Магнитогорского, Восточно-Уральского прогибов и Зауральского поднятия / Е.Ф. Грицаюк, Н.Е. Лисицина, Ю.М. Грицаюк и др. // – г. Орск, 1979. - 268 с.
2. Дубинин В.С. Магматические формации Буруктальского рудного района и их металлогения / В.С. Дубинин: автореферат дис. канд. геол.-мин. наук. Свердловск, 1962. - 16 с.
3. Савельев Д.Е. Хромититы Аккаргинского массива (Южный Урал) / Д.Е. Савельев, И.И. Мусабиров // Вестник Пермского университета. Геология. - 2018. - т.17(1). - С.61-74.
4. Панкратьев П.В. Глубинные уровни колчеданного оруденения Восточного Оренбуржья / П.В. Панкратьев, В.П. Лощинин // Материалы региональной научно-практической конференции. – Пермь. Пермский ун-т. 2002.-С 17-20.
5. Мелекесцева И.Ю. Руды Ишкининского кобальт-медноколчеданного месторождения (Южный Урал) / И.Ю. Мелекесцева, В.В. Зайков. – Миасс. 2003. - 122 с.
6. Панкратьев П. В. Металлогеническая зональность коллизионных зон Оренбургской части Южного Урала (на примере Восточного борта Магнитогорского синклинория и Восточно-Уральского поднятия) / П. В. Панкратьев, В. С. Пантелеев // Актуальные задачи фундаментальных и прикладных исследований : материалы Междунар. науч.-практ. конф., 20 нояб. 2018 г., Оренбург / М-во образования и науки Рос. Федер., Федер. гос. бюджет. образоват. учреждение высш. образования "Оренбургский гос. ун-т". - Оренбург : ОГУ,2018. - С. 216-219.
7. Рудницкий В. Ф. реконструкция палеогидротермальной рудообразующей системы Уральских колчеданных месторождений: научное издание / В. Ф. Рудницкий // Урал. гос. горный ун-т. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2010. – 164 с.
8. Панкратьев, П. В. Урожайное колчеданное полиметаллическое месторождение Южного Урала / П. В. Панкратьев, Ю. А. Кривогуз // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры : материалы Всерос. науч.-метод. конф. (с междунар. участием), 23-25 янв. 2020 г., Оренбург / М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Федер. гос. бюджет. образоват. учреждение высш. образования "Оренбург. гос. ун-т". Оренбург : ОГУ,2020. - С. 954-959.
9. Воробьёва С.В. Природные типы колчеданных руд и критерии для прогноза и поиска промышленных руд на примере Урала / С.В. Воробьёва // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2015. - №2. - С. 357-369.
10. Воробьева С.В. Типовая геологическая обстановка локализации промышленных колчеданных месторождений (на примере Урала и Рудного Алтая) / С.В. Воробьёва // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2014. –№8. – С. 116–122.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Gritsayuk E. F. Otchet o provedennykh v 1977-1979 gg.poiskovykh geokhimicheskikh issledovanijakh v predelakh Magnitogorskogo, Vostochno-Ural'skogo progibov i Zaural'skogo podnjatija [Report on exploratory geochemical studies conducted in 1977-1979 within the Magnitogorsk, East Ural deflections and the Trans-Ural uplift] / E. F. Gritsayuk, N. E. Lisitsina, Yu. M. Gritsayuk et al. // - Orsk, 1979. - 268 p. [in Russian]
2. Dubinin V. S. Magmaticheskie formacii Buruktal'skogo rudnogo rajjona i ikh metallogenija [Magmatic formations of the Buruktalsky ore region and their metallogeny]: extended abstract of Candidate's thesis. Geology and Mineralogy / V. S. Dubinin. Sverdlovsk, 1962. - 16 p. [in Russian]
3. Savelyev D. E. Khromitity Akkarginskogo massiva (Juzhnyjj Ural) [Chromitites of the Akkarginsky massif (Southern Urals)] / D. E. Saveliev, I. I. Musabirov // Vestnik Permskogo universiteta. Geologija [Bulletin of the Perm University. Geology]. - 2018. - vol. 17(1). - pp. 61-74 [in Russian]
4. Pankratiev P. V. Glubinnye urovni kolchedannogo orudenenija Vostochnogo Orenburzh'ja [Deep levels of pyrite mineralization of the Eastern Orenburg Region] / P. V. Pankratiev, V. P. Loshchinin // Materialy regional'nojj nauchno-prakticheskojj konferencii [Materials of the regional scientific and practical conference]. - Perm. Perm University. 2002. - pp. 17-20 [in Russian]
5. Melekesseva I. Yu. Rudy Ishkininskogo kobal't-mednokolchedannogo mestorozhdenija (Juzhnyjj Ural) [Ores of the Ishkininsky cobalt-copper-crusted deposit (Southern Urals)] / I. Yu. Melekesseva, V. V. Zaykov. - Miass. 2003. - 122 p. [in Russian]
6. Pankratiev P. V. Metallogenicheskaja zonal'nost' kollizionnykh zon Orenburgskojj chasti Juzhnogo Urala (na primere Vostochnogo borta Magnitogorskogo sinklinorija i Vostochno-Ural'skogo podnjatija) [Metallogenic zonality of collision zones of the Orenburg part of the Southern Urals (on the example of the Eastern side of the Magnitogorsk synclinorium and the East Ural uplift)] / Pankratiev P. V., Panteleev V. S. // Aktual'nye zadachi fundamental'nykh i prikladnykh issledovanijj : materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., 20 nojab. 2018 g., Orenburg [Urgent tasks of fundamental and applied research : materials of the International Scientific and Practical Conference, November 20, 2018, Orenburg / Orenburg State University" - Orenburg : OSU, 2018. - pp. 216-219 [in Russian]
7. Rudnitsky V. F. rekonstrukcija paleogidrotermal'nojj rudoobrazujushhejj sistemy Ural'skikh kolchedannykh mestorozhdenijj: nauchnoe izdanie [Reconstruction of the paleohydrothermal ore-forming system of the Ural pyrite deposits: scientific publication] F. Rudnitsky // Ural State Mining University - Yekaterinburg: Publishing house of UGSU, 2010. - 164 p. [in Russian]
8. Pankratiev, P. V. Urozhajjnoe kolchedannoe polimetallicheskoe mestorozhdenie Juzhnogo Urala [High-yield pyrite polymetallic deposit of the Southern Urals] / P. V. Pankratiev, Yu. A. Krivoguz // Universitetskijj kompleks kak regional'nyjj centr obrazovanija, nauki i kul'tury : materialy Vseros. nauch.-metod. konf. (s mezhdunar. uchastiem), 23-25 janv. 2020 g., Orenburg [University complex as a regional center of education, science and culture : materials of the All-Russian Scientific methodological conference (from the international participation), January 23-25, 2020, Orenburg / Orenburg. state University - Orenburg : OSU,2020. - pp. 954-959 [in Russian]
9. Vorobyova S. V. Prirodnye tipy kolchedannykh rud i kriterii dlja prognoza i poiska promyshlennykh rud na primere Urala [Natural types of pyrite ores and criteria for forecasting and searching for industrial ores on the example of the Urals] / S. V. Vorobyova // Gornyjj informacionno-analiticheskijj bjulleten' [Mining information and Analytical Bulletin]. - 2015. - No. 2. - pp. 357-369 [in Russian]
10. Vorobyova S. V. Tipovaja geologicheskaja obstanovka lokalizacii promyshlennykh kolchedannykh mestorozhdenijj (na primere Urala i Rudnogo Altaja) [Typical geological situation of localization of industrial pyrite deposits (on the example of the Urals and the Ore Altai)] / S. V. Vorobyova // Gornyjj informacionno-analiticheskijj bjulleten' [Mining information and analytical Bulletin]. - 2014. - No. 8. - pp. 116-122 [in Russian]