Актуальность работы определяется высокими перспективами Южно-Уральской субпровинции на выявление золоторудных месторождений черносланцевого типа и необходимостью уточнения литолого-структурных и минералого-геохимических критериев выделения рудоносных литолого-стратиграфических уровней и горизонтов в черносланцевых разрезах раннекаменноугольных рифтогенных грабенов Южного Урала. Это важно в связи с неоднозначностью оценки ряда перспективных площадей Южного Урала, которая существует в настоящее время.
Цели и задачи работы: Целевое назначение работы — определение условий локализации золоторудных месторождений Кировско-Кваркенского рудного района. Основными задачами исследования являлись: выделение рудоносных литолого-стратиграфических уровней и горизонтов, определение их литолого-структурных и минералого-геохимических характеристик, разработка системы поисковых критериев.
Методика исследования, фактический материал и личный вклад автора.
В основу работы положены результаты собственных полевых, камеральных и лабораторных исследований, проводившихся автором в период с 2003 по 2009 гг. на объектах Кировско-Кваркенского рудного района. При проведении работ автором использовались методы литолого-фациального анализа, минералогического картирования, петрографического и минераграфического изучения пород и руд. Обработка первичной и аналитической информации проводилась на основе ГИС-технологий, включающих составление специальных карт и опорных разрезов в формате Arc View.
Картирование рудоносных горизонтов, минералогических ореолов и изучение минералого-геохимических характеристик сульфидных образований основано на результатах обработки специализированной литолого-структурной и минералогической документации керна колонковых (9440 пог. м) и КГК (25 371 пог. м) скважин. Собственные документационные работы диссертанта составили 30% от общего объема (колонковых скважин — 2800 пог. м, КГК скважин около 7600 пог. м).
Картирование минералогических ореолов по профилям картировочного и поискового бурения проводилось путем детальной документации керна с использованием бинокуляра по методике, детально изложенной в отчете [Арифулов, Арсентьева, и др., 200бф]. Это позволило по всем интервалам документации выделять разности пород с развитием различных типов сульфидной минерализации, существенно пиритовой или пиритовой с примесью арсенопирита, пирротина, халькопирита, полисульфидной (в составе прожилковых образований), а также фиксировать метасоматические изменения с отражением характеристик их минерального состава. Последнее, с учетом результатов минералого-петрографических исследований по шлифам, позволило провести типизацию метасоматических изменений и выделить метасоматиты, связанные с комплексом субвулканических даек и метасоматиты стратоидного типа — аргиллизиты и джаспероиды, сопряженные с проявлениями золото-сульфидной вкрапленной стратифицированной минерализации в черных сланцах.
Границы минералогических ореолов проводилось по типоморфным признакам ассоциаций, например, появление Пентагон додекаэдрических или ромбододекаэдрических граней пирита использовалось для оконтуривания ореолов пиритовой ассоциации со сложными габитусными формами, а появление арсенопирита в составе пиритовой вкрапленности со сложными габитусными формами — для оконтуривания арсенопирит-пиритовой ассоциации. Результаты визуального изучения керна контролировались по полированным шлифам. Количественные характеристики распространенности, размерности рудных минералов и уточнение состава ассоциаций минералов (парагенезисов) проводилось на основе минераграфического и петрографического изучения пород и руд.
Для изучения состава сульфидной минерализации из керна колонковых н КГК скважин отбирались пробы весом 300−500 г. После дробления до фракции -1,0 мм пробы вручную отмучивались и промывались до сульфидного концентрата. Состав концентрата существенно — пиритовый. Примесь других сульфидов обычно не превышает 2−3%. Они образуют тесные срастания с пиритом и их отделение практически невозможно. В этой связи, выделенные и проанализированные фракции далее по тексту, называются пиритовыми концентратами, и не используется термин «монофракция пирита». Полученный концентрат делился на две части. Одна часть составляла пробу на минералогический анализ с проведением подсчета различных сульфидных минералов (пирита различных габитусных форм, примеси пирротина, арсенопирита, халькопирита и др.). Вторая часть пробы составляла лабораторную пробу концентрата, по которой проводились атомно-абсорбционные определения золота и масс-спектрометрические (ICP-MS) определения широкого круга рудообразующих элементов (70 элементов), в том числе благородные и цветные металлы, редкие и рассеянные элементы. По этим же пробам проводились изотопно-геохимические определения серы.
Изучение минералого-петрографических характеристик неокисленных пород и рудных образований проводилось стандартными методами. Для этой цели были изготовлены и изучены прозрачные и полированные шлифы, характеризующие различные типы породных и рудных образований по всем участкам поисковых работ. Для анализа структурно-текстурных особенностей рудоносных отложений и выработки критериев выделения их различных фаций, связанных с режимами лавинной седиментации, были изготовлены текстурные пришлифовки. В процессе исследований было изучено 414 полированных и 390 прозрачных шлифов, проведено выделение и минералогический анализ 906 пиритовых концентратов.
Распределение первичных геохимических ореолов автором совместно с другими сотрудниками ЦНИГРИ изучалось в рамках выполнения работ по поисковому проекту [Арифулов, и др., 2006ф] на основе обработки результатов профильной литогеохнмической съемки (спектральные анализы) по серии опорных разрезов колонкового и КГК бурения, проводившихся ОАО «Компания Вотемиро». Для выделения потенциальных рудных зон и ореолов были взяты наиболее информативные элементы: золото, мышьяк и вольфрам. Из всего объема аналитических определений (около 14 тыс. проб) были сделаны выборки по интервалам с содержаниями золота выше 0,1 г/т, мышьяка выше 10*10″ 3%, вольфрама выше 5*10″ 3%. Выбор элементов и их пороговых значений основывался на результатах предыдущих литогеохимических поисков, по которым эти значения или близкие к ним использовались при выделении комплексных геохимических ореолов в Восточном Оренбуржье. Анализы проводись в Центральной Лаборатории г. Оренбург и в лаборатории «Челябинскгеолсъемка». Для проб с содержаниями золота более 0,1 г/т проводились атомно-абсорбционные, пробирно-атомно-абсорбционные определения, которые также использовались нами при выделении геохимических ореолов.
Специальные виды аналитических исследований проводились (в основном в лабораториях ЦНИГРИ) в следующих объемах: атомно-абсорбционный анализ (ЦНИГРИ, аналитики Пучкова Т. В., Шумская Т.Я.) на Аи и Ag сульфидных концентратов — 515 проб и пород — 61 пробамасс-спектрометрический анализ с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS, ЦНИГРИ, аналитики Григорьева И. В., Торина Е.Д.) на 70 элементов для сульфидных концентратов — 525 проб, для пород -288 пробколичественный масс-спектрометрический анализ на Аи и Ag сульфидных концентратов — 14 пробпробирно-атомно-абсорбционный анализ пород на Аи — 36 проб (ЦНИГРИ, аналитики Здорова Э. П., Пучкова Т.В.) — инструментальный нейтронно-активационный анализ на Аи и Ag сульфидных концентратов — 35 проб (ЦНИГРИ аналитики Кулигин В. М., Витожец В.Ч.) — количественный масс-спектрометрический анализ на Au, Ag, Pt, Pd, Rh — 46 пробопределения изотопного состава серы — 556 проб (ЦНИГРИ, аналитики Турина Н. В., Глухов А.П.) — газообъемный анализ С орг. — 68 проб (ЦНИГРИ, аналитики Кудрявцева Т. А., Глухов А.П.) — фазовый рентгеноструктурный анализ — 15 проб (РГГРУ, Гурвич М.Ю.), микрорентгеноспектральный анализ золота — 10 определений (JSM — 5610, ИГЕМ РАН, аналитик Лапина М.И.).
Научная новизна работы состоит в том, что впервые для раннекаменноугольных рифтогенных грабенов Южного Урала изучены и проанализированы условия локализации, литолого-стратиграфический контроль и минералого-геохимические особенности месторождений прожилково-вкрапленных золото-сульфидных руд черносланцевого типа.
Практическая значимость работы состоит в том, что разработанные поисковые критерии и признаки рудоносных литолого-стратиграфических уровней и горизонтов с золоторудными залежами могут применяться при поисках месторождений черносланцевого типа в Южно-Уральской субпровннции и на других территориях со сходной геологической обстановкой. Их использование повысит эффективность ГРР.
Апробация работы.
Основные материалы и положения диссертации докладывались на IV Уральском металлогеническом совещании «Рудные месторождения: вопросы происхождения и эволюции» (Миасс, 2005) — на конференции «Молодые — наукам о Земле» (Москва, РГГРУ, 2006) — на научно-практической конференции «Новые методы геологического изучения, добычи и переработки руд цветных и благородных металлов» (Челябинск, 2006) — на научной конференции посвященной 70-летию института и 95-летию академика Хабиба Абдуллаева (Ташкент, 2007) — на международной конференции «Рудогенез» (Миасс-Екатеринбург, 2008) — на научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Актуальные проблемы геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы твердых полезных ископаемых» (Москва, ВИМС, 2008) — на научно-практической конференции «Прогноз, поиски и оценка рудных и нерудных месторождений — достижения и перспективы» (ЦНИГРИ, 2008) — на IX международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, РГГРУ, 2009) — на второй научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Геология, поиски и комплексная оценка твердых полезных ископаемых» (Москва, ВИМС, 2009). Результаты исследований опубликованы в 14 печатных изданиях, изложены в двух научно-производственных отчетах и использованы при составлении двух сводных отчетов по черносланцевым провинциям других территорий РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из Введения, шести глав и Заключения. Текст диссертации 192 стр. сопровождается 64 иллюстрациями, 10 таблицами, список литературы содержит 92 наименования. Главы диссертации соответствуют основным защищаемым положениям. Доказательная база защищаемых положений раскрывается в Главах 2, 3, 4 и 5. При этом надо отметить, что диссертация состоит из двух блоков. Первый блок включает характеристики строения разрезов рудоносных углеродистых отложений и относится к Главам 2 и 3. При этом Глава 2 является «ядром» блока и содержит общую характеристику строения, фациальных особенностей и обстановок образования рудоносных отложений, а Глава 3 служит «оболочкой», где даются сравнительные характеристики закономерностей распространения различных фаций рудоносных отложений в различных сегментах рудного района. Второй блок (Главы 4 и 5) содержит информацию по минеральному составу, геохимическим особенностям и условиям образования сульфидных образований в черносланцевых отложениях. При этом Глава 4 является «ядром» блока, в ней даются детальные характеристики минерального состава и выделяются минеральные ассоциации, связанные с различными процессами. Глава 5 является «оболочкой», в которой раскрываются закономерности распределения минеральных ассоциаций в пределах рудного района. Заключительная Глава 6 отражает практический выход из установленных закономерностей, он дан в виде системы поисковых признаков для объектов ранга «рудное поле» и «месторождение» применительно к обстановкам рифтогенных грабенов Южного Урала. В соответствии с этим материал диссертации излагается следующим образом:
Основные выводы из Главы 5, обосновывающие четвертое защищаемое положение, следующие:
1. Для рудоносных горизонтов установлена неоднородность распределения типоморфных рудных минералов на различных участках, что определяется различиями обстановки седиментации в опущенных и подрытых сегментах грабена. Однако, эта неоднородность — малоконтрастна, что связано со сходством обстановки сульфидообразования в углеродистых микститах, относящихся к одному рудоносному литолого-стратиграфическому уровню. Размещение рудных участков коррелирует с повышением частоты встречаемости кристаллического пирита со сложными габитусными формами, арсенопирита и золото-халькопирит-пирротинового микропарагенезиса.
2. Распределение минералогических ореолов и типоморфных рудных минералов позволяют наметить следующий ряд перспективности участков: Каменский, Кировский, Южно-Кировский, Белозерский и Кваркенский. Все эти участки, за исключением последнего, локализованы в Северном сегменте (Кировско-Каменское рудное поле), где наиболее отчетливо проявлена латеральная минеральная зональность. С севера на юг (от Каменского месторождения к Белозерскому рудопроявлению) увеличиваются размеры ореолов мельниковит-пирита и пиритовой вкрапленности со сложными габитусными формами. Размеры ореолов арсенопирит-пиритовой ассоциации с севера на юг уменьшаются, что коррелирует со снижением содержаний золота в залежах.
3. В Южном сегменте по интенсивности развития минералогических ореолов выделяется Кваркенское рудопроявление, для которого характерно локальное распределение стратифицированных ореолов кристаллического пирита со сложными формами кристаллов и пирит-арсенопиритовой ассоциации. Асбестное рудопроявление (малоперспективное), локализованное на нижнерудных уровнях разреза, характеризуется развитием ореолов пиритовой вкрапленности и пирит-халькопирит-пирротиновой прожилково-вкрапленной ассоциации.
В соответствии с этими выводами формулируется четвертое защищаемое положение:
Интенсивность проявления минеральных ассоциаций золото-мышьяковнсто-сульфидного комплекса определяется различиями обстановок седиментации в опущенных и поднятых сегментах грабеназолотоносные ассоциации максимально развиты в Северном сегменте (Кнровско-Каменское рудное поле), где с севера на юг, увеличиваются ореолы пиритовой ассоциации (со сложными габитусными формами), а арсенопирит-пиритовой уменьшаются, что отражается в снижении содержаний золота в рудах.
Глава 6. Литолого-структурные и минералого-геохимические поисковые критерии для рудных полей и месторождений черносланцевого типа Южного Урала.
В данном разделе отражается практический результат проведенных исследований. Это — система поисковых критериев для объектов ранга рудное поле и месторождение. В качестве эталонного рудного поля используется Кировско-Каменское рудное поле, включающее группу рудных залежей Кировского, Каменского месторождений, ЮжноКировского и Белозерского рудопроявлений. В качестве эталонных месторождений используются Кировское и Каменское месторождения, а также Белозерское и Кваркенское рудопроявления. Ряд выделенных критериев может быть отнесен к разряду поисковых признаков, в приведенных в конце главы таблицах 6.1 и 6.2 они отмечены *.
Область применения разработанных признаков определяется обстановками раннекаменноугольных рифтогенных грабенов Восточно-Уральского поднятия. Их формирование связано с этапом фамен-турнейской активизации и рифтогенеза. Линейные и протяженные рифтовые зоны локализованы в продольных структурах западного и восточного обрамления выступов ВУП, а также в диагональных и поперечных структурах, разделяющих его на ряд сегментов — тектонических блоков. Кировско-Кваркенский, а также Айдырлинско-Синешиханский и Брединский рудные районы локализованы по периферии Аландско-Тогузакского тектонического блока, что отмечалась в начале работы (см. рис. 1.1). Сходная геологическая обстановка, где могут быть применены разработанные поисковые признаки для Южно-Уральской субпровинции — это рифтогенные грабены в обрамлении других тектонических блоков ВУП: Джетыгаринского, Адамовского, Челябинского и др.
Возможность применения этих критериев распространяется также на сходные геологические обстановки окраинно-континентальных рифтогенных структур, связанных с этапами доорогенной активизации складчатых поясов, испытавших предшествующую рифтогенезу частичную кратонизацию. Для Южно-Уральской золотоносной субпровинции рифтогенез происходил в фамен-турнейского время после этапа коллизионной складчатости и внедрения габбро-плагиогранитных комплексов. К серпуховскому времени рифтогенез закончился и сменился региональным коллизионным сжатием и формированием крупных позднекаменноугольных гранитоидных плутонов с редкометальной специализацией. Потенциальная рудоносность рифтогенных отложений определяется по наличию признаков проявления золотоносной сульфидной минерализации (геохимических, минералогических, изотопно-геохимических), связанной с гидротермально-осадочными процессами. Индикатором (критерием выделения) рудоносных литолого-стратиграфических уровней (и в их пределах локальных участков) с залежами вкрапленных золото-сульфидных руд, являются лавинные фации черносланцевых отложений (микститы). Эти фации связаны с этапами (и обстановками) повышенной тектонической активности, сопровождавшихся формированием оползневых мутьевых и зерновых потоков — гравитационно-микститовых отложений. Состав обломочной фракции гравитационно-микститовых отложений может быть существенно вулканогенным, карбонатным или глинисто-терригенным, что определяется локальными различиями строения грабена (вулканические постройки, поднятия основания, троги) и определяет фациальную неоднородность рудоносного литолого-стратиграфического уровня. Сокращение мощности рудоносных отложений и преобладание карбонатных фаций является признаком приподнятых мелководных частей грабена, а присутствие вулканогенно-микститовых и лавовых фаций в сочетании с субвулканическими телами — признаком близости вулканических построек с которыми могут быть связаны рудоносные палеогидротермальные поля. Развитие тонкой пылевидной вкрапленности фрамбоидального пирита и облегченный изотопный состав сульфидной серы в сочетании с признаками крупных оползневых горизонтов может использоваться в качестве признака сульфидообразования в погребенных осадках без доступа морской воды, а наличие пиритовой и арсенопирит-пиритовой стратоидной минерализации с околонулевыми значениями изотопного состава сульфидной серы может использоваться в качестве признака гидротермально-осадочного формирования золото-сульфидных руд.
Широкое распространение алевропелитовых и песчанистых горизонтов, обогащенных грубообломочным углефицированным растительным детритом, говорит в пользу осадконакопления в прибрежных мелководных условиях. Важным является факт присутствия в составе грубообломочных микститовых отложений обломков метасоматически измененных вулканитов, диоритов, сульфидных рудокласт и мелких кластогенных зерен интерметаллидов золота, меди, цинка, железа. Все это служит признаком близкого положения вулканических построек и связанных с ними зон разгрузки гидротерм. Вместе с тем, присутствие рассеянной пылевидной вкрапленности кластогенного золота в сочетании с утяжеленным изотопным составом сульфидной серы и наличием корреляционных связей золота с обширной группой халькофильных элементов, РЭ и РЗЭ — является признаком сульфидообразования в придонных условиях и гравитационного обогащения осадков тяжелыми минералами.
Это может рассматриваться, как форма проявления рассеянной рудной минерализации в обстановке подводных дельт и контурных течений.
В качестве признака малоглубинных условий сульфидообразования, связанных со склоновыми оползнями, можно принять возрастание доли оксидов и гидроксидов железа (гидрогетита, гематита), присутствующих в пылевидном состоянии в углеродистых отложениях в тесной ассоциации с вкрапленностью и рудокластами пирита. Совмещение на отдельных участках рудного района верхнего и нижнего рудоносных горизонтов является признаком высокой перспективности глубоких горизонтов месторождений.
В приведенной ниже таблице 6.1 дана систематизация литолого-структурных и минералого-геохимических критериев для объектов ранга рудное поле. Краткое содержание различных групп критериев для объектов ранга — месторождение дано в таблице 6.2. Более подробные сведения и комментарии содержатся в соответствующих разделах диссертации, а также отражены в публикациях [Арифулов, Арсентьева и др., 2008; Арсентьева, 2009].
Рудное поле (табл. 6.1) соответствует рудоносному литолого-стратиграфическому уровню, образованному в локальной конседиментационной структуре, характеризующейся накоплением оползневых гравитационно-микститовых отложений и продуктов гидротермально-осадочной деятельности. Размеры до 20 км .
Месторождение (табл. 6.2) соответствует рудоносному горизонту, расположенному в пределах рудоносного уровня (см. рудное поле), со сближенными по вертикали и по латерали линзовидными и лентовидными залежами вкрапленных золото-сульфидных руд. Протяженность залежей по латерали 500−1000 м, ширина 200 500 м, мощность 10−30 и более м. Площадь месторождения, включая фланговые л участки залежей 0,5−2,0 км .
Критерии разработаны на примере рудных объектов Кировско-Кваркенского рудного района применительно к обстановкам раннекаменноугольных грабенов Восточно-Уральского поднятия, но они могут использоваться при проведении поисковых работ на рудное золото в сходных геологических обстановках. В их числе можно отметить обстановки позднекаменноугольных грабенов с черносланцевыми отложениями Восточного Казахстана, например Бакырчикское рудное поле в Кызыловском грабене [Арифулов, 2010]. Автор полагает, что постановка целевой программы изучения глубоких горизонтов месторождений на основе использования результатов данного исследования существенно (в 2−3 раза) увеличит прогнозные ресурсы и запасы этого объекта и выведет его в разряд крупных месторождений золота с параметрами близкими Воронцовскому и Светлинскому месторождениям.
При разработке поисковых критериев и признаков в качестве эталонного рудного поля используется Кировско-Каменское рудное поле, включающее группу рудных залежей Кировского, Каменского месторождений, Южно-Кировского и Белозерского рудопроявлений. В качестве эталонных объектов для ранга — месторождение используются выявленные литолого-структурные и минералого-геохимические признаки рудных залежей Кировского и Каменского месторождений, а также Белозерского и Кваркенского рудопроявлений.
Заключение
.
В представленной работе, применительно к обстановкам раннекаменноугольных рифтогенных грабенов Восточно-Уральского поднятия Южно-Уральской золотоносной субпровинции, рассмотрены условия локализации черносланцевых золоторудных месторождений и обстановки формирования рудоносных литолого-стратиграфических уровней. Актуальность работы определяется необходимостью совершенствования поисковых критериев и признаков черносланцевого типа золоторудных месторождений на Южном Урале, который в качестве черносланцевой провинции изучается лишь в последнее десятилетие. Открытие новых стратоидных черносланцевых объектов в пределах рифтогенных грабенов Восточно-Уральского поднятия требует особого подхода при проведении поисковых работ. Необходимо использование поисковых признаков и критериев выделения рудоносных горизонтов, основанных на концепции гидротермально-осадочного рудообразования. Обоснование правомерности этого подхода приводится в данной работе. На основе проведенных полевых исследований, камеральной обработки геологических данных и применения широкого комплекса лабораторных и аналитических работ, — впервые для раннекаменноугольных черносланцевых комплексов Южного Урала изучены и проанализированы условия локализации, литолого-структурный контроль и минералого-геохимические особенности месторождений прожилково-вкрапленных золото-сульфидных руд. Разработана система поисковых критериев для рудных полей и месторождений, которая позволит повысить эффективность поисков данного типа месторождений. Выявленные закономерности локализации и обстановки образования рудоносных горизонтов, связанных с накоплением лавинных фаций в вулканически активных рифтогенных грабенах, позволят целенаправленно подойти к оценке золотоносности аналогичных структур Южного Урала и повысить эффективность поисков.
В числе металлогенических зон Южного Урала, где могут быть применены разработанные критерии, — Айдырлинско-Брединская, Кумакско-Еленовская, Сарыобинская, Тогузакская.
Как отмечено в работе, основные перспективы Южно-Уральской субпровинции на выявление золоторудной минерализации связаны с раннекаменноугольными структурами обрамления Тогузакско-Аландского тектонического блока. Известные рудные районы и перспективные площади располагаются по его периферии.
Вместе с тем отметим, что условия образования месторождений Кировско.
Кваркенского рудного района сходны с таковыми для месторождений Бакырчикского рудного района (Кызыловский грабен), в котором черносланцевые отложения накапливались в условиях субконтинентального рифта, характеризующегося повышенной вулканической и гидротермальной активностью. Это позволяет говорить о возможности более широкого использования полученных результатов исследования при поисках черносланцевых месторождений в других золотоносных провинциях со сходной геологической обстановкой.
Проведенные автором исследования приводят к следующим выводам и вытекающим из ннх основным защищаемым положениям:
1. В Кировско-Кваркенском рудном районе в разрезе нижнекаменноугольных углеродистых вулканогснно-карбонатно-терригенных отложений, выполняющих рифтогеннын грабен, установлен литолого-стратиграфический уровень с рудоносными горизонтами углеродистых глинисто-карбонатных и глинисто-терригенных микститовых отложений, в которых локализованы залежи вкрапленных золото-сульфидных руд.
Образование рудоносного литолого-стратиграфического уровня связано с этапом тектонической активизации и подводной поствулканической гидротермальной деятельности. Рудоносный уровень соответствует категории — рудное поле, представляет собой линзующееся осадочное тело и включает в свой состав: нижнерудные карбонатные и вулканогенные отложения, рудоносные микститовые оползневые горизонты с продуктами гидротермально-осадочных процессов и верхнерудные углеродисто-глинистые малосульфидные отложения.
Золотоносность Кировско-Каменского рудного поля связана в основном с одним рудоносным горизонтом гравитационно-микститовых отложений. Максимальная продуктивность отложений связана с прогибом основания грабена, где сначала отложились сульфидоносные углеродистые пелиты, а затем они были перекрыты оползневыми рудоносными фациями — гравитационными микститами. Латеральная (фациальная) изменчивость отложений выражается в смене оползневых мутьевых илистых и известковисто-илистых отложений зерновыми (и грубозерновыми) потоками с золотоносной сульфидной минерализацией. Верхний — дополнительный рудоносный горизонт установлен на участке Белозерского рудопроявления. Обстановка осадконакопления верхнего рудоносного горизонта характеризуется субаэральными окислительными условиями. Породы нижнего рудоносного горизонта отличаются более высокими концентрациями золота, меди, свинца, мышьяка, сурьмы, селена, теллура, серебра. Породы верхнего рудоносного горизонта характеризуются повышенными концентрациями висмута, ртути, молибдена, вольфрама и урана. В породах нижнего рудоносного горизонта золото коррелирует с мышьяком и вольфрамом. В породах верхнего рудоносного горизонта золото коррелирует с мышьяком, свинцом, селеном, серебром и ртутью.
2. .Цитологический состав и мощности рудоносных микститовых отложений отличаются в разных сегментах грабена. Северный сегмент наиболее золотоносен и сложен мощными сульфидоносными углеродисто-терригенными микститами, Южный сегмент менее золотоносен и характеризуется сокращенной мощностью углеродистых микститов, их повышенной карбонатностью, развитием риодацитов, стратоидных аргиллизитов и джаспероидов.
Рудоносный литолого-стратиграфический уровень, представленный оползневыми и мутьевыми углеродистыми гравитационно-микститовыми отложениями, развит повсеместно в средней части разреза черносланцевых отложений Кировско-Кваркенского рудного района.
Северный сегмент отличается высокой золотоносностью микститовых терригенных отложений, их повышенной мощностью до 100 м и более, а также повышенной мощностью (до 50 м) рудоносных микститовых горизонтов с золото-сульфидной минерализацией. Здесь локализованы рудные залежи Кировского, Каменского месторождений, Южно-Кировского и Белозерского рудопроявлений. В Южном сегменте, в восточной части, локализовано Кваркенское рудопроявление. Здесь установлена сокращенная мощность рудоносного литолого-стратиграфического уровня, сложенного углеродисто-известковисто-глинистыми микститами, и невысокие значения мощности (до 10 м) рудоносного горизонта с золото-сульфидной минерализацией. Отмечается широкое развитие стратоидных аргиллизитов, джаспероидов, субвулканических тел риодацитов. Западная часть Южного сегмента, включающая Асбестное рудопроявление, отнесенное к малоперспективному, отличается проявлением риолит-базальтового вулканизма и развитием туфо-тефроидных отложений. Углеродисто-терригенные микститовые отложения здесь выклиниваются, их мощность не превышает 5 м. Минералогические и геохимические ореолы отличаются малой интенсивностью, широко развита пирит-пирротин-халькопиритовая минерализация с арсенидами кобальта и никеля, характерная для нижнего уровня, сложенного вулканогенно-осадочными отложениями.
3. В составе рудоносных микститовых горизонтов установлены ореолы продуктивных минеральных ассоциаций: пиритовой со сложными габитусными формами и арсепопирит-пиритовой, отнесенных к золото-мышьяковисто-сульфндиому минеральному комплексу. Золотоносность сульфидов связана с микровключениями высокопробного самородного золота.
По результатам минералогического картирования, минераграфического и петрографического изучения пород и руд, минералогического анализа пиритовых концентратов, а также применения широкого спектра аналитических методов установлены основные закономерности распределения сульфидных парагенезисов и рассмотрены вопросы их генезиса и условий образования.
Установлено, что среди полигенных сингенетичных сульфидных образований, связанных с хемогенно-осадочными, биогенными и гидротермально-осадочными процессами, повышенной золотоносностью обладают две ассоциации: пиритовая со сложными габитусными формами кристаллов и арсенопирит-пиритовая. Они отнесены к золото-мышьяковисто-сульфидному минеральному комплексу, связанному с гидротермально-осадочным процессом и образуют стратифицированные ореолы в составе углеродисто-терригенных микститовых горизонтов.
Минералогические исследования позволили выявить в составе кристаллов пирита и арсенопирита микровключения самородного высокопробного (выше 900) золота с размерами, варьирующими от десятых долей мкм до 25 мкм. Установлено, что микровключения золота в пирите и арсенопирите образуют срастания с микровключениями пирротина и халькопирита, что послужило обоснованием выделения золото-халькопирит-пирротинового микропарагенезиса, интенсивность проявления которого определяет золотоносность руд месторождений.
Образование стратоидных залежей с золотоносной сульфидной вкрапленностью связано преимущественно с проявлением гидротермально-осадочных процессов, при этом ее индикатором является достаточно узкий диапазон вариации изотопного состава сульфидной серы со значениями 5S от -5%о до +5%о, повышенная золотоносность и геохимическая ассоциация золота с мышьяком, сурьмой, цинком, индием и йодом.
Низкозолотоносные пиритовые образования характеризуются либо высоко отрицательными значениями SS34 от -5%о до -39%о, либо высокими положительными значениями 5S34 в диапазоне от +5%о до +26%о. Первые связаны с биогенными — бактериальными процессами осаждения сульфидов, а вторые — хемогенно-осадочные сульфиды, образованные при участии сульфат-иона морской воды.
4. Интенсивность проявления минеральных ассоциаций золото-мышьяковисто-сульфидного комплекса определяется различиями обстановок седиментации в опущенных и поднятых сегментах грабеназолотоносные ассоциации максимально развиты в Северном сегменте (Кировско-Каменское рудное поле), где с севера на юг, увеличиваются ореолы пиритовой ассоциации (со сложными габитусными формами), а арсенопирит-пиритовой уменьшаются, что отражается в снижении содержаний золота в рудах.
Для рудоносных горизонтов установлены малоконтрастные различия распределения рудных минералов на различных участках, что определяется сходством обстановки отложения парагенезисов золото-сульфидного минерального комплекса и приуроченностью их к одному литолого-стратиграфическому уровню. Размещение рудных участков коррелирует с повышением частоты встречаемости кристаллического пирита со сложными габитусными формами, арсенопирита и золото-халькопирит-пирротинового микропарагенезиса.
Распределение минералогических ореолов и типоморфных рудных минералов позволяют наметить следующий ряд перспективности участков: Каменский, Кировский, Южно-Кировский, Белозерский и Кваркенский. Все эти участки, за исключением последнего, локализованы в Северном сегменте (Кировско-Каменское рудное поле), где проявлена латеральная минеральная зональность. С севера на юг (от Каменского месторождения к Белозерскому рудопроявлению) увеличиваются размеры ореолов мельниковит-пирита и пиритовой вкрапленности со сложными габитусными формами. Размеры ореолов арсенопирит-пиритовой ассоциации с севера на юг уменьшаются, что коррелирует со снижением содержаний золота в залежах.
В Южном сегменте по интенсивности развития минералогических ореолов выделяется Кваркенское рудопроявление, для которого характерно локальное распределение стратифицированных ореолов кристаллического пирита со сложными формами кристаллов и пирит-арсенопиритовой ассоциации. Асбестное рудопроявление (малоперспективное), локализованное на нижнерудных уровнях разреза, характеризуется развитием ореолов пиритовой вкрапленности и пирит-халькопирит-пирротиновой прожилково-вкрапленной ассоциации.
5. Практический результат работ заключается в разработке поисковых критериев для объектов черносланцевого типа рангов — рудное поле и месторождение, применительно к обстановкам раннекаменноугольных рифтогенных грабенов Южного Урала.
Поисковые критерии приведены в двух таблицах (отдельно для рудных полей и месторождений) и включают следующие группы критериев: литолого-структурные, минералогические и метасоматически, геохимические (включая изотопно-геохимические) .
В качестве эталонных объектов используются месторождения и рудопроявления Кировско-Каменского рудного поля: Кировское, Каменское Белозерское, а также Кваркенское рудопроявление.
Рудное поле соответствует рудоносному литолого-стратиграфическому уровню, образованному в локальной конседиментационной структуре, характеризующейся накоплением оползневых гравитационно-микститовых отложений и продуктов гидротермально-осадочной деятельности. Размеры до 20 км².
Месторождение соответствует рудоносному горизонту, расположенному в пределах рудоносного уровня (см. рудное поле), со сближенными по вертикали и по латерали линзовидными и лентовидными залежами вкрапленных золото-сульфидных руд. Протяженность залежей по латерали 500−1000 м, ширина 200−500 м, мощность 1030 и более м. Площадь месторождения, включая фланговые участки залежей 0,5−2,0 км².
Область применения разработанных признаков определяется обстановками раннекаменноугольных рифтогенных грабенов Восточно-Уральского поднятия. Их формирование связано с этапом фамен-турнейской активизации и рифтогенеза. Линейные и протяженные рифтовые зоны локализованы в продольных структурах западного и восточного обрамления выступов ВУП, а также в диагональных и поперечных структурах, разделяющих его на ряд сегментов — тектонических блоков. Кировско-Кваркенский, а также Айдырлинско-Синешиханский и Брединский рудные районы локализованы по периферии Аландско-Тогузакского тектонического блока.
Сходная геологическая обстановка, где могут быть применены разработанные поисковые признаки для Южно-Уральской провинции — это рифтогениые грабены в обрамлении других тектонических блоков ВУП: Джетыгаринского. Адамовского, Челябинского и др.
Поисковые критерии могут быть использованы при постановке поисковых работ в аналогичных структурах Восточно-Уральского поднятия, а также в сходных геологических обстановках других золотоносных провинций.
