Минеральные ресурсы МЕСТОРОЖДЕНИЯ СВИНЦА И ЦИНКА СТРАТИФОРМНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ страницы 280-288
Месторождение Миргалимсай расположено на юго-западном склоне хребта Каратау, на территории Казахской ССР. Оно открыто в 1928 г. разведывалось с 1929 по 1935 г., а в 1942 г. передано в эксплуатацию.
Площадь месторождения сложена карбонатными породами фаменского яруса верхнего девона и турнейского яруса нижнего карбона. Отложения фамена представлены чередованием горизонтов известняков и доломитов массивной, ленточной и комковатой текстуры. По литологическим признакам пачка фаменских отложений делится на 11 горизонтов, мощность которых изменяется от 5 до 70 м. Общая мощность фаменских отложений около 600 м (рис. 89).
Нижнекаменноугольные отложения, имеющие среднюю мощность 700 м, подразделяются на пять горизонтов. Они представлены чередованием известняков, доломитов, известковых и доломитовых брекчий. <c. 281>
Преобладающее количество рудных тел приурочено ко второму ленточному горизонту, расположенному в средней части разреза фамена. Этот горизонт сложен доломитами, известковистыми доломитами и известняками с тонкослоистой, массивной и иногда комковатой текстурой. Характерной особенностью пород этого горизонта является присутствие органики; содержание органического углерода 4—5%, растворимых битумов 0,77%. В состав битума входят парафины (7,6%), масла (27,0%), смолы (49,2%). Нерастворимая часть органического вещества представлена высокометаморфизованвыми битумами типа керитов. Мощность горизонта в пределах месторождения изменяется от 2—4 до 24—28 м.
Фаменские и турнейские отложения, слагающие участок месторождения, образуют брахиформные складчатые структуры в основном северо-западного простирания. Синклинальные складки обычно широкие, корытообразной формы, сложены относительно спокойно залегающими породами турне; антиклинальные структуры имеют более сложное строение и ядра их состоят из пород фаменского воэраста.
В пределах рудного поля широко развиты разрывные нарушения, выраженные зонами интенсивного брекчирования, смятия и трещиноватости мощностью 10— 20 м и более. Чаще всего это нарушения типа надвигов и взбросов. Для всех нарушений характерно северо-западное или близ-широтное простирание, совпадающее с направлением складчатых структур или близкое к нему; углы падения надвигов изменяются от 30 до 60°; амплитуды перемещения варьируют от нескольких десятков метров до 1,5 км. Крупные нарушения сопровождаются многочисленными мелкими, различно ориентированными разрывами, представленными зонами брекчирования. К наиболее крупным надвигам, в частности, относятся Главый надвиг и Южный надвиг (рис. 90), а также ряд других нарушений, разбивающих месторождение на блоки. Везде надвинуты южные части складок, что, вероятно, свидетельствует об общем северном или северо-западном направлении перемещения горных пород. Все разрывные нарушения на месторождении являются пострудными.
По данным Е. Зорина, в центре рудного поля в составе рудного горизонта преобладают доломиты, которые на периферии постепенно сменяются слабодоломитизированными известняками. В нижней части рудного горизонта более распространены чистые доломиты, в верхних частях горизонта происходит сокращение площади распространения доломитов. Слабодоломитизированные известняки и доломитовые известняки имеют однородную структуру, которая усложняется по мере возрастания степени доломитности пород.<c. 282>
Структурно-минеральный состав доломитовых пород рудного горизонта, по Е. Зорину (1969), характеризуется большим разнообразием. Наиболее распространены долмикрит и микрит (пелитоморфные тонкозернистые доломит и кальцит с размером зерен меньше 0,01 мм), доломитовый шпат ш шпат (раскристаллизованные доломит и кальцит с размером зерен более 0,01 мм), образовавшиеся в результате перекристаллизации пелитоморфных составляющих, доломитовый и кальцитовый детрит, оолиты, пcевдоолиты, интракласты (аутигенные брекчии), желваки, онколиты (концентрические образования водорослевого происхождения) доломитового и кальцитового состава.
Многие исследователи считали, что процесс оруденения на месторождении Миргалимсай сопровождался синхронной доломитизацией и баритизацией вмещающих пород. В последние годы появились данные (Зорин, 1969 и др.), свидетельствующие о том, что металлы (свинец, цинк, барий и др.) попадали в рудный горизонт еще на стадии седиментации, а наблюдаемые в настоящее время взаимоотношения породообразующих и рудных минералов возникли во время диагенеза и катагенеза.
Рудные минералы во вмещающих породах образуют рассеянную или послойную вкрапленность, мелкие прожилки и очень редко небольшие скопления сплошных сульфидов. В зависимости от характера взаимоотношений рудных и нерудных минералов А. Куденко и В. Стеценко выделяют две разновидности руд: 1) доломитизированные и баритизированные породы с послойным и про-жилковым оруденением; 2) слабо баритизированные породы с прожилковым оруденением. По составу выделяется три типа руд: свинцовые, свинцово-баритовые и баритовые. Главными рудными минералами месторождения являются пирит, галенит, сфалерит, а из нерудных — доломит, кальцит, барит, анкерит и кварц. Кроме того, в рудах установлены халькопирит, теннантит, тетраэдрит, халькозин, самородный свинец, аргентит, сульванит, самородное серебро, арсенопирит, фрейбергит, магнетит, гематит, витерит, флюорит и др. В зоне окисления выявлены англезит, смитсонит, гидроцинкит, каламин, вульфенит, халькозин, ковеллин, аргентит, самородное серебро, гидрогематит, гетит, пси-ломелан, пиролюзит, плюмбоярозит, малахит, азурит, опал, гипс. <c. 283>
Глубина зоны окисления достигает 50 м, однако минералы зоны окисления нередко встречаются и на глубине до 200 м.
По данным С. Юшко (1969), на месторождении Миргалимсай в первичных рудах выделяется шесть парагенетических ассоциаций:
По мнению С. Юшко, первая парагенетическая ассоциация сингенетична вмещающим породам, вторая имеет диагенетическое происхождение, а третья малохарактерна для месторождения. Что касается четвертой, пятой и шестой минеральных ассоциаций, то они, вероятно, представляли собой продукты отложения постумных горячих растворов глубинного происхождения.
Наибольшее практическое значение при извлечении из руд имеют свинец-и барий. Кроме того, в рудах установлены следующие элементы-примеси: серебро, германий, таллий, галлий, медь, кобальт, висмут и кадмий.
Е. Зориным (1969) выявлены некоторые закономерности распределения главных компонентов руд в пределах рудного горизонта. Согласно его данным, основной формой нахождения свинца на месторождении является галенит; встречаются и карбонатные соединения свинца (церуссит или свинец, входящий в состав карбоната), содержания которых изменяются от сотых до первых десятых долей процента.
В целом повышенные содержания свинца, сосредоточенные в центральной части месторождения, образуют полосу, вытянутую в северо-западном направлении; от центра месторождения к его периферии происходит постепенное убывание содержаний свинца. В разрезе рудного горизонта также происходит постепенное падение содержаний свинца — в нижней части горизонта среднее содержание свинца 1,17%, в средней — 0,58% и в верхней — 0,36%. <c. 284>
Повышенные содержания цинка характерны для периферической части месторождения, где они образуют кольцеобразную полосу, окаймляющую центральную часть месторождения; последняя характеризуется минимальными содержаниями цинка.
Основным барийсодержащим минералом является барит, количество которого колеблется от 0 до 60—80%. Кроме барита на месторождении встречаются витерит, баритокальцит и баритоцелестин. Повышенные концентрации бария близко совпадают с зоной повышенных мощностей рудного горизонта; при удалении от центральной части месторождения к его периферии происходит снижение содержания бария. В разрезе рудного горизонта содержание бария также уменьшается снизу вверх от 6,4% в нижней части до 3,3% — в верхней.
По данным Е. Зорина (1969), для свинца в нижней части рудного горизонта характерна приуроченность его повышенных содержаний к известковистым доломитам, а в более известковистых и доломитовых разностях пород они уменьшаются. Средние содержания цинка в ряду известняк — доломит постепенно падают и в доломитах становятся минимальными; у бария, наоборот, его средние содержания при переходе от слабодоломитистых известняков к доломитам увеличиваются.
Для свинца и цинка наблюдается отчетливая прямая связь с наиболее тонким (пелитоморфным) структурным компонентом породы — долмикритом и обратная с доломитовым шпатом, который образовался в результате перекристаллизации карбонатной породы; при возрастании в породе количества доломитового пшата происходит уменьшение общего содержания галенита, при этом происходит уменьшение количества вкраплений и тонких прожилков галенита размером 0,02—0,2 мм и увеличение количества агрегатных скоплений галенита. Увеличивается также и средний размер кристаллов галенита.
По данным опробования рудные тела объединяются в четыре залежи. Первая из них локализуется в породах, непосредственно подстилающих второй ленточный горизонт. Остальные три залежи (содержащие более 99% запасов руд месторождения) локализуются в разных пачках пород, слагающих второй ленточный горизонт. Форма тел пластообразная, количественные соотношения средних содержаний свинца, цинка и бария в рудах отвечают 1 : 0,1 : 6. <c. 285>
На месторождении Миргалимсай в целом можно подметить элементы вертикальной зональности, которые заключаются в систематическом уменьшении с глубиной содержания бария и серебра и увеличения содержаний цинка. Что касается свинца, то его содержания сначала возрастают, а затем постепенно падают. Эта общая тенденция нарушается для некоторых рудных залежей и отдельных блоков. Так, например, для основной залежи Санкульсайского блока содержание цинка с глубиной уменьшается, а содержание бария увеличивается.
В целом для месторождения коэффициенты корреляции для пар свинец — барий, свинец — серебро и цинк — барий отрицательные и незначимые.
Ачисайское месторождение расположено на юго-западном склоне центральной части хребта Каратау, на территории Казахской ССР. Месторождение известно давно; оно эксплуатировалось кустарным способом с 1867 по 1915 г. Систематическое геологическое изучение месторождения и его отработка были начаты в 1926 г. Разведка и эксплуатация свинцовых руд месторождения проводились до 1964 г., после чего в связи с отработкой свинцовых руд рудник приступил к эксплуатации окисленных цинковых руд.
Ачисайское месторождение сложено породами среднего палеозоя: тюль-кубашской свитой среднего — верхнего девона, известково-мергелистои свитой фаменского яруса, карбонатными отложениями нижнего карбона (рис. 91).
Рис. 91. Геологический разрез Основного рудного тела месторождения Ачисай. По В. Матвееву.
1 — делювий; 2 — рудничный и турланский горизонты; 3 — искристый горизонт; 4 — базальный горизонт; 5 — мергелистые отложения верхнего девона; 6 — брекчия; 7 — надрудная брекчия; 8 — рудное тело; 9 — тектонические нарушения
<c. 286>
В составе тюлькубашской свиты преобладают красноцветные аркозовые песчаники с прослоями конгломератов; верхняя часть свиты сложена мергелями и аргиллитами. На поверхности тюлькубашской свиты со следами тектонического несогласия залегают известково-мергелистые отложения фамена. В основании нижнекаменноугольных отложений, перекрывающих фаменские, находится горизонт брекчий, вероятно, тектонического происхождения. Нижнекаменноугольные отложения по литологическим признакам разделяются на пять горизонтов (снизу вверх):
1) базальный, представленный тонкослоистыми светло-серыми известняками; на контакте с отложениями фамена известняки брекчированы;
2) искристый, сложенный тонкослоистыми и плитчатыми доломитами черного цвета;
3) турланский, представленный известняками, часто доломитизированными; в основании горизонта залегает прослой глинистых тонкоплитчатых, местами брекчированных известняков;
4) рудничный, сложенный тонкозернистыми переслаивающимися известняками и доломитами темно-серого цвета.
5) бальмазарский, образованный массивными и толстослоистыми известняками с редкими прослоями доломитов; этот горизонт на участке основного рудного тела отсутствует.
Четыре верхних горизонта нижнекаменноугольных (турнейских) отложений являются рудовмещающими. Наиболее важное значение имеет искристый горизонт, где было сосредоточено около 50% всех запасов месторождения.
Нижнекаменноугольные отложения в окрестностях Ачисайского месторождения образуют брахисинклиналь с пологим, почти горизонтальным дном и крутыми (до 60°) крыльями, ось складки вытянута в широтном направлении. Сравнительно простое строение брахисинклинали осложняется мелкими складками и разрывами.
Наиболее крупным является Бельмазарский разлом, протягивающийся в широтном направлении через все рудное поле; падение этого разлома вертикальное, мощность зоны брекчирования, сопровождающей разлом, изменяется от 20 до 250 м. Другой крупный тектонический разлом отделяет нижнекаменноугольные отложения от фаменских. Он также выражен зоной брекчирования мощностью от 0,5 до 40 м. <c. 287>
Помимо крупных разрывных нарушений в пределах рудного поля широко распространены трещины различных направлений, имеющие важное рудокон-тролирующее значение. Основными системами трещин являются: 1) межпластовые подвижки, согласные или расположенные под острым углом к напластованию; 2) трещины субширотного простирания, падающие на север под углами 60—70°; 3) трещины меридионального простирания, падающие на восток и запад под углами 50—80°; 4) трещины северо-западного простирания с крутыми углами падения (75—90°).
Рудные тела Ачисайского месторождения сосредоточены в северо-восточной части брахисинклинали, в зоне широтного простирания длиной около 2 км. Всего на месторождении зафиксировано 64 рудных тела, из них лишь четыре обнажились на дневной поверхности. Средняя мощность рудных тел 0,5—3 м, максимальная, равная 30 м, отмечена в местах пересечения тектонических трещин; контакты с вмещающими породами резкие, положение их по отношению к вмещающим породам секущее. Рудная зона имеет весьма сложное строение и состоит из серии неправильных рудных тел, часто взаимно связанных между собой апофизами. Среди рудных тел преобладают короткие жилы — ленты с невыдержанной мощностью, представленные, с одной стороны, согласно залегающими линзами, а с другой — секущими жилами в карбонатных породах.
На Ачисайском месторождении до глубины 200—250 м сульфидные руды окислены полностью, а до глубины 450 м встречаются минералы зоны окисления. Окисленные свинцовые руды накопились на месте первичных сульфидных руд, а окисленные цинковые руды переотложены в породы лежачего бока рудной зоны, где образовались послойные залежи цинковых руд.
Таким образом, рудные тела месторождения сложены богатыми сульфидными свинцово-цинковыми и окисленными свинцовыми или цинковыми рудами. По данным В. Стеценко, господствуют массивные, полосчатые, пятнистые и брекчиевидные текстуры сульфидных руд. <c. 288>
В рудах выделяются структуры отложения (гипидиоморфная, аллотрио-морфная, колломорфная и др.), замещения, а также катакластические структуры.
Первичные рудные тела на 50—90% состоят из пирита, пересеченного различной густоты прожилками сфалерита и галенита (Захаров, 1960); остальные сульфиды редки и присутствуют в ничтожных количествах. Многие рудные тела, как и вмещающие их породы, обладают отчетливыми признаками сильного пострудного динамометаморфизма.
В первичных рудах месторождения кроме пирита, сфалерита и галенита встречаются также в очень небольших количествах марказит, халькопирит, гематит и магнетит, а из нерудных минералов доломит, кальцит, барит и флюорит.
Окисленные свинцовые и цинковые руды состоят из церуссита и смитсонита. Кроме этих минералов в составе окисленных руд принимают участие гидрогематит, гетит, гидрогетит, англезит, плюмбоярозит, каламин, гидроцинкит, псиломелан и гипс.
Количественные соотношения средних содержаний свинца и цинка в сульфидных рудах составляли 1 : 1,5, в окисленных цинковых рудах 1 : 17.