Диагенетическое накопление меди в красноцветных отложениях нижнего девона Приднестровья

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Диагенетическое накопление меди в красноцветных отложениях нижнего девона Приднестровья

20.08.2020

Красноцветная терригенная аргиллито-песчаниковая формация, породы которой выходят на поверхность между р. Днестр и его притоком р. Серет, известка как днестровская серия, принадлежащая верхней части мединского яруса, а также зигенскому и эмсскому ярусам нижнего девона. Весь комплекс отложений днестровской серии накопился в условиях наземных и подводных дельт нескольких небольших рек. Выполненные нами измерения падения косой слоистости песчаников и направления отдельных небольших русел указывает на преобладающий перенос терригенного материала с запада, где вероятно, располагались каледонские поднятия. В целом толща пород, слагавших днестровскую серии, имеет красно-бурую, красно-коричневую окраску, на фоне которой выделяются пласта песчаников, реже - алевролитов и аргиллитов зеленовато-серо го цвета, а также тонкие линзовидные прослои слюдисто-алевритовых сланцев черного цвета, содержащих медную минерализацию. Сравнительное изучение литолого-геохимических особенностей красноцветов и сероцветов позволило авторам сделать некоторые выводы о происхождении окраски пород и перспективах их меденоености.

Красноцветные отложения


В разрезе днестровское серии Приднестровья преобладает аргиллиты: алевролита и песчаники образует среди них пласты различной мощности. В средней и верхней частях разреза песчаники слагает пачки мощностью в несколько десятков метров. Окраска аргиллитов преимущественно красно-коричневая, алевролитов - буровато-красная, песчаников - розовая, темно-красная.

Петрографическое описание пород, в основном песчаников и алевролитов, приводится в работах. По нашим данные песчаники полимиктовые, состоят из кварца (60%), калиевых полевых шпатов (13-15%), плагиоклазов (5%), биотита (1-3%), мусковита (1-2%), обломков аргиллитов (12-15%) и кремней (1-4%). Кластический материал неокатан, размер зерен выдержан в пределах 0,1-0,3 мм. Акцессорные минералы представлены апатитом, турмалином, цирконом и сфеном. Среди рудных минералов преобладает тонкодисперсный гидрогематит, окрашивавдий породу в красный цвет, встречаются ильменит и лейкоксен. Цемент песчаников кварцевый, регенерационного типа и составляет не более 3% породы. Большинство чешуек биотита в песчанике гидратизировано, реже отмечается частичное замещение биотита светло-зеленым хлоритом с выделением иголочек рутила.

Комплексный химический анализ пород по методу Н.У. Страхова и

Э.С. Эалманзон, выполненный в лаборатории экспедиции Министерства геологии СССР под руководством Г.И. Уельничук, позволяет сопоставить содержания различных минералого-геохимических форм железа (табл. 1).

В красноцветных песчаниках преобладает окисная минералогогеохимическая форма железа, представленная гидрогематитом, в меньшей мере - гидрогетитом. Обломочная минералого-геохимическая форма железа отвечает, по-видимому, железу биотита и ильменита. В связи с отсутствием в породах сульфидной серы пересчет на сульфидное железо не производился. Незначительное количество СО2 в породах свидетельствует об отсутствии сидерита, поэтому почти все Fe2+раств представлено хлоритной формой.

Содержание меди в песчаниках днестровской серии заметно ниже кларка меди в земной коре, в результате чего кларк рассеяния меди составляет 0,50. Однако отложения днестровской серии не отличается по содержание меди от осадочных пород земной кори в целом (в песчаниках 25 г/т, в глинах 39 г/т) и лишь немного обеднены медью по сравнении с красноцветными, в том числе меденосными формациями Донбасса, Предуралья и Средней Азии.

Сероцветные отложения


Сероцветные породы днестровской серии представлены преимущественно песчаниками. Окраска их очень светлая, серовато-зеленая, чисто постепенно переходит в розовую, а затем в буро-красную. Характерны значительных размеров "облаковидные" пятна зеленовато-серого цвета, иногда они более мелкие, округлые или эллипсовидные, вытянутые либо образующие цепочку от подошвы к кровле песчаника. Сливаясь вблизи кровли, под аргиллитами, они образует полосы зеленовато-серого цвета, в прослоях аргиллитов также, хотя и реже, отмечается голубовато-серые пятна, но здесь они вытянуты вдоль напластования.

По структуре, текстуре и минеральному составу терригенного материала сероцветные песчаники не отличатся от красноцветных. Изучение зеленовато-серых песчаников под микроскопом показывает, что биотит в них хлоритизирован в значительно большей степени, чем в красноцветных породах, нередко до полного замещения, гидрогематит практически отсутствует, а гидроокислы железа образует в породе редкие гелеобразные выделения бурого цвета.

В связи с хлоритиэацией биотита в сероцветных песчаниках в общем балансе железа резне возрастает роль двухвалентного растворимого в слабой HCl железа, относимого обычно к карбонатно-хлоритной минералого-геохимической форме. Ввиду незначительного количества CO2 в породе (см. табл. 1) железо здесь, по-видимому, содержится только в хлоритной форме. Хлоритизацией биотита объясняется также уменьшение содержания обломочной формы железа. Снижение содержания окисного железа с 0,98% в красноцветных песчаниках до 0,53% в сероцветных связано, вероятно, с восстановлением и выносом железа, что отражается на уменьшении его валового содержания в породах с 1,55 до 0,98%. Восстановленность сероцветов заметно увеличивается по сравнение с красноцветами (см. табл. 1). По данным полуколичественного спектрального анализа, в серовато-зеленых песчаниках более чем на 20% по сравнению с красно-бурыми увеличено содержание меди и от 10 до 20% уменьшены концентраты бария и бериллия (табл. 2). Одновременно нарушены положительные корреляционные связи указанных элементов с остальными. По-видимому, это свидетельствует о привносе меди и выносе бария и бериллия в процессе преобразования красноцветных пород в сероцветные.


Черные следисто-алевритовые "сланцы" состоят на 70% из кластического материала и на 30% из кремнисто-серицито-глинистого цемента рогового типа. В отдельных участках породы цемент кварцевый регенерационный. Обломочный материал неокатан; представлен кварцем (-40%), полевыми шпатами (10-15%). слюдами (мусковитом и биотитом - 10-15%)I углистым веществом (~2%). Слюды в породе распределены неравномерно, ориентированы параллельно плоскостям напластования и сосредоточены в отдельных прослойках, как и углистый материал, образующий скопления в виде изогнутых, вытянутых по напластованию линзочек. В описываемых породах широко распространен хлорит, который развивается не только по биотиту, а замещает также полевые шпаты и цемент, придавая зеленый оттенок породам.

Медная минерализация, приуроченная преимущественно к углеродсодержащим слюдисто-алевритовым "сланцам", на поверхности представлена малахитом, реже - азуритом. Довольно часто встречаются желваки халькозина размером по 1-2 см в диаметре, установлены также борнит, ковеллин, а в керне скважин - вкрапленность халькопирита. По данным спектрального анализа в халькозине, кроне меди, содержатся (%): барии (около 2), свинец (0,03), ванадия (0,01), молибден (0,0015), бериллии (0,0002).

Медистые "сланцы" характеризуется наиболее высоким средним содержанием органического углерода (см. табл. 1), а также наибольшим значением коэффициента восстановленности.

Изменения минерального состава пород при переходе их из краскоцветных в сероцветные, а также соответствующие изменения их геохимических типов указывают на диагенетический характер преобразований, обусловленных в первую очередь содержанием органического вещества в породе. Как известно, изменение последнего в диагенезе приводит к выделение углекислого газа, сероводорода, водорода, метана и других газов. В данном случае основную роль, по-видимому, играла углекислота, что подтверждается повышенным содержанием СО2 в сероцветных песчаниках по сравнению с красно-цветными (см. табл. 1). Повышение в ходе диагенеза щелочного резерва поровой воды обусловлю хлоритизацию биотита. Таким образом, процесс превращения красноцветных песчаников в зеленоватосерые имеет характер оглеения.

В породах с более высоким содержанием органическою углерода в результате редукции сульфатов, содержащихся в иловых и наддонных водах, наряду с СО2, значительную роль играет сероводород. В этих условиях в первую очередь осаждаются сульфиды меди, тогда как железо входит в состав борнита, халькопирита, а пирит образуется чрезвычайно редко. По мнению Н.М. Страхова, неравномерность распределения органического вещества в толщах медистых песчаников изученных им регионов "приводил в движение огромные массы сульфидов в диагенезе". Он указывает на перемещение рудных компонентов из красноцветных отложений в залегающие среди них сероцветные. Результата изучения нами распределения меди по литолого-геохимическим типам пород подтверждает этот вывод (см. табл .2).

По-видимому, диагенез, обусловивший образование медной минерализации в породах днестровской серии, протекал при малых концентрациях сероводорода и относительно повышенном Eh, на что указывает низкие коэффициенты восстановленности пород, преимущественное развитие халькозина, отсутствие пирита. Существовавшие условия можно объяснить как незначительным содержанием сульфатов в речной воде, тек и низким содержанием в осадках органического углерода.

Наиболее высокие содержания углефицированного растительного детрита тяготеют к кровле днестровской серии и подошве перекрывающей ее лопушанскои свиты среднего девона. Однако, эта, вероятно, наиболее перспективная на медь часть красноцветной толщи наименее изучена бурением. Следует учитывать также возможность выявления в гипсо-доломитной пачке лопушанской свиты высоких концентраций свинца и цинка, по аналогии с проявлениями этих металлов в карбонатных пачках, перекрывающих меденосные отложения Артековской котловины, Джергаланского и Ленского районов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: