Закономерности развития геохимических ореолов в сопряженных природных средах медноколчеданных месторождений Оренбургского Урала

Генетическая взаимосвязь ореолов в природных средах

Необходимость раскрытия вопросов последовательного формирования геохимических ореолов в природных средах на рудных месторождениях отмечалась в работах с первых лет широкого применения геохимических поисков в нашей стране.

Накопившийся на сегодняшний день материал и наши данные изучения минералогических и геохимических особенностей природных сред на медноколчеданных месторождениях Оренбургского Урала позволяют раскрыть некоторые закономерности развития экзогенных ореолов.

В ходе сернокислого гипергенеза медноколчеданных месторождений происходит разрушение как эндогенных ореолов, так и рудных тел и перераспределение рудного вещества и рудных элементов. Основным агентом этого процесса являются природные воды.

По словам академиков А.В. Сидоренко и К.И. Лукашева (1971) «Без участия воды трудно представить физические, химические и биологические процессы, протекающие в земной коре и вызывающие в гигантских масштабах разрушение, миграцию, переотложение и новообразование вещества в зоне гипергенеза. В результате этих процессов в одних случаях происходит гидрогеохимическое рассеяние элементов в земной коре, в других - их концентрация». Естественно, что рудные элементы образуют в водах ореолы. Последние или приурочены к исходным ореолам (рудным телам) в исходных средах или испытывают относительно них слабое смещение. Такая картина наблюдается на месторождениях Орского Зауралья. В случае активной гидродинамической обстановки, широкого развития мощных зон нарушений с 322

переливающимися из них водами, формируются потоки рудных элементов, что можно видеть на месторождениях Орского Урала. В отдельных случаях здесь происходят даже разрушения ореолов в водах - рудопроявление (Вишневское). Размеры ореолов (потоков) в водах во всех случаях превосходят размеры исходных ореолов (сечение рудных тел) во вмещающих породах (таблица 7.1).

Таблица 7.1 - Соотношение площадей ореолов и сечений рудных тел медноколчеданных месторождений Оренбургского Урала

Природные среды

Си

Zn

Pb

Ba

Мо

Со

Весеннее месторождение

Почвенный

покров

23,8

14,5

8,1

5,1

1,3

Кора выветривания

14,5

22,3

13,0

1,5

2,7

1,7

Природные воды

25,1

25,7

5,1

Породы палеозоя

9,7

7,8

1,8

1,5

1,3

1,2

Южно-Гайское месторождение

Почвенный

покров

62,3

49,2

54,0

45,6

33,6

33,9

Отложения мезокайнозоя

61,3

59,7

50,3

52,6

50,1

48,1

Кора выветривания

32,3

46,2

9,4

4,6

11,8

10,5

Природные воды

72,7

58,8

28,1

Породы палеозоя

7,7

7,7

5,0

4,0

3,7

2,1

Основные орсолообразующис элементы рассматриваемого типа месторождений: медь, цинк, свинец, барий, молибден, кобальт характерны как для пород палеозоя, так и для всех сопряженных сред (таблица 7.2).

Таблица 7.2 - Коэффициенты аномальности ореолов медноколчеданных месторождений месторождений Оренбургского Урала

Природные среды

Си

Zn

Pb

Ba

Мо

Со

Весеннее месторождение

Почвенный

покров

1,4

11,2

1,5

1,4

3,0

2,0

Отложения мезокайнозоя

1,5

7,7

54,0

2,3

4,0

2,7

Кора выветривания

270,0

117,6

14,7

3,0

11,5

38,4

Природные воды

50,0

10,0

8,0

6,0

Породы палеозоя

110,0

90,0

73,0

2,7

14,0

3,0

Южно-Гайское месторождение

Почвенный

покров

95,2

21,0

9,3

6,6

6,6

7,0

Отложения мезокайнозоя

250,0

125,0

67,0

24,0

100,0

50,0

Кора выветривания

75,0

43,0

47,0

24,0

16,0

16,0

Природные воды

16660,0

11382,0

500,0

2300,0

Породы палеозоя

64,0

13,0

4,5

10,0

17,5

8,8

Горизонтальная зональность ореолов в указанных средах идентична. Внешнюю зону формируют медь, цинк, свинец, внутреннюю, кроме них, барий, молибден, кобальт. Характерной чертой ореолов (потоков) рудных элементов в природных водах является их высокая контрастность. Она колеблется в пределах п (Орского Зауралье) - 1000п (Орский Урал) и зависит от интенсивности процессов окисления на месторождении. Единовременные запасы металлов в водах относительно других сред - ограниченные.

Масштабы воздействие вод на эндогенные ореолы (рудные тела) не стабильны. Повышение агрессивности вод вызывает изменение баланса, форм переноса рудных элементов (рудного вещества). Последние разнообразны: ионная, комплексная, соединения с органикой, коллоидальная. Наконец, часть рудных элементов переносится в продуктах твердого стока. Основную роль играют следующие лиганды рудных элементов: сульфаты, хлориды, гидрокарбонаты. Перераспределение рудных элементов (рудного вещества) в твердом стоке детально изучено ранее (В.Б. Черняхов, 2005). Несомненную роль здесь играет перемещение упомянутых компонентов и за счет сил физического выветривания.

Природные воды накапливаются или передвигаются в средах, их горизонтах, находящихся в наиболее благоприятной гидродинамической обстановке, имеющих оптимальные водно-физические свойства. К последним следует отнести пестроцветыегоризонты коры выветривания на территории Орского Зауралья и песчанистые горизонты (в частности верхнего олигоцена) отложений мезокайнозоя на территории Орского Урала. Продукты гипергенного преобразования эндогенных ореолов (рудных тел) осаждаются в водовмещающих средах (горизонтах), вновь переходят в раствор, перемещаются, вновь осаждаются и т.д. Этот процесс является непрерывным. Динамика состава вод находит полное отражение в составе водовмещающих сред и наоборот.

Основными фиксаторами рудных элементов в коре выветривания, отложениях мезокайнозоя, в почвенном покрове являются минеральные новообразования (преимущественно карбонаты) гидроокислы металлов

(преимущество железа) - глинистые минералы (преимущественно монтмориллонит). Вблизи источника формирования ореолов основное значение имеют минеральные новообразования: сульфаты, хлориды, карбонаты -идентичные основным лигандам рудных элементов в водах. Роль компонентов -носителей в балансе рудных элементов определяется свойствами последних (катионогенные - медь и другие, анионогенные - молибден и другие), геохимической обстановкой в зоне гипергенеза (сильнокислая - Южно-Гайское месторождение, слабощелочная - Весеннее). Органические соединения, легкорастворимые соли, поровые растворы играют в балансе рудных элементов сугубо подчиненную роль.

Основная часть рудных элементов фиксируется в рыхлых отложениях вблизи эндогенного ореола (рудного тела). Согласно палсорсконструкции Южно-Гайского месторождения были подсчитаны запасы металлов в ныне эродированной части эндогенных ореолов и рудного тела. Для меди она оказалась равной 78 тыс. тонн. Суммарные запасы меди в экзогенном ореоле в коре выветривания, отложениях мезокайнозоя, почвенном покрове, и природных водах этого месторождения, согласно вышеприведенным данным (таблицы 2.4; 3.3; 4.2; 5.14), равны 75 тыс. тонн. Аналогичные данные получены по цинку и другим рудным элементам.

Распределение рудных элементов в вышеуказанных средах пропорционально их объему. На территории Орского Зауралья, где обычно наблюдается уменьшение объема от среды к среде: породы палеозоя кора выветривания - отложения мезокайнозоя - почвенный покров - происходит соответствующее уменьшение запасов металлов. Для меди на Джусинском месторождении получены следующие величины: породы палеозоя (до глубины 300м) - 2174, кора выветривания - 119, отложения мезокайнозоя - 20, почвенный покров - 3 тонны. В омывающих их водах единовременные запасы меди ограничиваются 0,008 т. В условиях депрессий Орского Урала, куда сносится весь рыхлый материал и резко возрастает мощность отложений мезокайнозоя, запасы меди на примере Южно-Гайского месторождения следующие: породы палеозоя (до глубины 300м) 12768, кора выветривания

5515, отложения мезокайнозоя - 69129, почвенный покров - 66, а в природных водах - 167 тонн.

Все сопряженные природные среды: кора выветривания - отложения мезокайнозоя - почвенный покров - охвачены единым ореолом (потоком) рудных элементов. Их морфология идентична с морфологией ореолов (потоков) в природных водах. По размерам они превышают (как и для случая вод) исходные эндогенные ореолы (до 7 раз Орском Зауралье, 16 - Орском Урале) и рудные тела (до 10 и 60 раз соответственно).

Медь, цинк, свинец, барий, молибден, кобальт сохраняют свою ведущую роль ореолообразующих элементов в рыхлых отложениях. Также, как и в породах палеозоя, в природных водах, в коре выветривания, отложениях мезокайнозоя, почвенном покрове ореолы в плане характеризуются преобладанием во внешней зоне меди, цинка, свинца, а во внутренней, кроме них, бария, молибдена, кобальта. Эта закономерность нарушается только для свинца в коре выветривания в условиях интенсивно окисляющегося месторождения. Порядок элементов внутри зон разных сред меняется в зависимости от целого ряда факторов.

Гипергенные процессы, происходящие в природных средах на медноколчеданных месторождениях, приводят к изменению не только элементарного, но и вещественного их состава. Это, в свою очередь, влечет за собой изменение объема этих сред, условий их залегания. Для рудных месторождений Оренбургского Урала характерным являются карстообразовательные процессы. Размеры карстовых воронок в плане колеблются от п м (Орского Зауралье) до 1 On м (Орский Урал).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >