Геологическое строение и геолого-генетическая модель месторождения кизил-дере
Медноколчеданное месторождение Кизил-Дере расположено в Ахтычайском рудном районе Приводораздельной металлогенической зоне Большого Кавказа.
В пределах Приводораздельной металлогенической зоны выделяется три структурных этажа:
1) докембрийский красталлический фундамент, на котором заложилась нижнее-среднеюрская рифтовая система;
2) среднепалеозойский, иногда с сохранившимися останцами верхнепалеозойских отложений;
3) нижнее-среднеюрский этаж в основном сложенный глинисто-терригенными толщами, включающими пачки мощностью до 400м вулканогенно-осадочных пород, для которых характерно развитие эффузивно-силловых горизонтов и дайковых образований основного состава и который вмещает медно и медно-цинковое оруденение, в том числе и месторождение Кизил-Дере [10].
Формирование породных комплексов третьего структурного этажа Приводораздельной металлогенической зоны происходило в киммерийское время и непосредственно связано с раскрытием Больше-кавказского спредингового бассейна (трога), унаследовано развивающегося на протяжении ранней–средней юры до аалена включительно. М. Г. Ломизе и др. рассматривали трог, как структуру растяжения, сопровождавшуюся утонением сиалической коры. Южная окраина Скифской платформы и северная окраина Закавказской плиты так же оказались вовлечены в интенсивное прогибание, сопровождавшееся в пределах первой формированием краевых прогибов, а в пределах второй – заложением локальных рифтогенных структур [1].
В пределах одного из таких континентальных рифтов и происходило формирование породного комплекса Приводораздельной металлогенической зоны. В позднекиммерийское время данный рифтогенный прогиб, как и все прочие, трансформировался в плоскую надрифтовую впадину пострифтогенного погружения, где осадконакопление протекало в обстановке конседиментационного развития субширотных разломов, постепенного расширения прогиба и смещения его оси в северном направлении [2].
Дальнейшее развитие данного континентального рифта происходило после заложения зоны субдукции вдоль северной окраины Закавказской плиты и привело к образованию в байосе островной дуги сиалического типа на отколовшейся в результате рифтинга Закавказской плите. Однако, по мнению некоторых исследователей, северная вергентность большинства киммерийских надвигов свидетельствует о том что, Закавказская островная дуга ограничивалась зоной субдукции не только с севера, но и с юга. В конце байоса территория перешла в мягкий коллизионный этап, охарактеризовавшийся смыканием Большекавказского спредингового бассейна и общим поднятием [1,2].
Таким образом, Приводораздельная металлогеническая зона Восточного Кавказа соответствует киммерийской (ранне-среднеюрской) континентальной рифтогенной структуре, развивавшейся на северной активной окраине Закавказской плиты и в байосе перешедшей в задуговый спрединговый бассейн, вдоль южной окраины, которого простиралась энсиалическая Закавказская островная дуга, с двух сторон ограниченная встречными зонами субдукции.
В пределах Приводораздельной металлогенической зоны на территории Восточного Кавказа выделяются три рудоносных уровня: нижнелейасовый-нижнетоарский (м-ния Филизчай, Мачхалор), нижне-среднетоарский (м-ния Калакор, Тунсарибор) с оруденением колчеданно-полиметаллического типа и верхнеааленский (м-ние Кизил-Дере) с рудами медно-пирротинового типа [3].
Приводораздельная зона в пределах Российского сектора подразделяется на два пространственно разобщенных сегмента – западный и восточный и охватывает поля развития вулканогенно-осадочных образований нижней и средней юры с различными по масштабам проявлениями субмаринного магматизма основного состава, представленного эффузивно-силловыми горизонтами.
В восточном сегменте она объединяет поля развития нижне-среднеюрских вулканогенно-осадочных образований джоахорской и аттагайской серий, кизилдеринской и вагакамской толщ, характерной особенностью которых является широкое развитие эффузивно-силловых горизонтов и дайковых образований основного состава. Проявления колчеданного оруденения объединены в этом сегменте в Аваро-Андийский и Ахтычайский рудные районы.
Ахтычайский меднорудный район расположен в водораздельной части Главного хребта в бассейне рек Ахтычай и Самур. Для этого района характерно развитие песчано-глинистых отложений верхнего аалена, в том числе продуктивной на колчеданное оруденение кизилдеринской толщи, преимущественно глинистого состава. В пределах данного района, помимо месторождения Кизил-Дере известно семь проявлений с медным и свинцово-цинковым оруденением, относящимся к медно-колчеданной и медно кварц-сульфидной формациям.
Месторождение Кизил-Дере располагается на южном крыле Шахнабад-Мазинского антиклинория, и тяготеет к лежачему (юго-западному) боку Ахтычайского разлома, являющегося долгоживущей конседиментационной структурой. [1,2] В киммерийский этап тектогенеза данная территория представляла собой Кизилдеринскую синформу, развивающуюся одновременно с осадконакоплением и подчеркивающую зону растяжения в осевой части рифотогенного задугового бассейна, благоприятного для возникновения рециклированных систем [4].
Таким образом, исследуемое месторождение относится к полигенным объектам, производным субмаринного гидротермально-осадочного рудогенеза рифтовых черносланцевых толщ и формировалось по типу построек "черных курильщиков" [6].
Кизил-Дере фиксируется аномальным геохимическим полем, особенностью которого является совмещение с рудогенной структурой и контурами рудных залежей. Геохимический спектр ореолов рассеяния полностью соответствует таковому в рудных телах и включает медь, цинк, свинец, кобальт, серебро, олово, молибден, сурьму, мышьяк, барий. [11].
Оруденение локализовано в осевой части Кизилдеринской синклинали, осложненной двумя антиклинальными и двумя синклинальными складками II и III порядка, для которых характерна асимметрия, обусловленная наклоном осей складок параллельно осевому кливажу [1,4].
Помимо того, данная синклиналь осложнена многочисленными тектоническими нарушениями. Разрывные нарушения образуют системы северо-западного, субширотного, северо-восточного и субмеридионального простираний. Преобладают северо-западные (300–330°) круто падающие на юго-запад разрывы, сопровождаемые зонами смятия и дробления пород с кварцевой, хлоритовой, карбонатной и сульфидной минерализацией. Субширотные разломы близки к ним по морфологии и характеру минерализации. Субмеридиональные – редкие, малоамплитудные и затухают по простиранию.
Формирование разрывных структур месторождения происходило в несколько этапов, среди которых выделяются сопутствующие оруденению и постскладчатые нарушения. Повторные подвижки, в основном, приводили к подновлению старых и появлению новых трещин с унаследованным направлением (рис. 1.1).
Рисунок 1.1. Геологическая карта месторождения Кизил-Дере [4,11].
Оруденение локализовано в песчано-сланцевых отложениях кизилдеринской свиты верхнего аалена. На участке месторождения породы кизилдеринской свиты аалена разделены на 9 ритмично чередующихся существенно глинистых литологических пачек мощностью от 40 до 110м. Среди пачек с нечетными номерами содержатся подчиненные (15-30%) прослои алевролитов и песчаников. Общая изученная мощность свиты 560-670м. Для рудовмещающих пород характерно наличие значительного количества сингенетического пирита с фромбоидальными, глобулярными и метакристаллическими формами, конкреции сидерита (рис. 1.2) а так же вулканокластических образований [3]. Породы свиты смяты в асимметричные складки различных порядков и интенсивно рассланцованы. Сланцеватость имеет региональную ориентировку (азимут падения 170-2200, угол падения 50-800) и представляет собой кливаж осевой плоскости складок II и более высокого порядков.
Рис. 1.2. Разрез по разведочной линии II-IIˊ Правобережной залежи
Рудоносная структура месторождения прослеживается вблизи осевой плоскости Центральной синклинали, характеризующейся соотношением высоты складки к размаху крыльев 2,0-2.3:1. Протяжённость рудной зоны более 5 км, по падению она изучена на 1150 м. Структура в плане и разрезе имеет слабовыраженную S-образную форму, обусловленную отклонением её залегания на отдельных участках от генерального близ вертикального падения СЗ (300-320) простирания. Исторически она определяется как рудогенерирующая зона растяжения, сформировавшаяся одновременно с осадконакоплением, ростом сульфидных труб и осложненная последующим складкообразованием.
Рудные тела месторождения представлены несколькими линзами массивных колчеданных руд протяженностью до 1500 м, при мощности 50–100 м, кулисообразно расположенными, склоняющимися и погружающимися к северо-западу. Они имеют общее простирание (90–310°) и падение, близкое к вертикальному. Они росли в вертикальном направлении в форме плоских трубообразных тел на дне бассейна над трещинными эндогенными рудными каналами, несколько опережая в скорости роста лавинную седиментацию рудовмещающих алевро-пелитовых толщ [11].
Характерной особенностью колчеданных залежей является преобладание их размеров по вертикали над протяженностью по простиранию. Относительно изометричные в основании залежей рудные линзы по восстанию резко переходят в узкие трубообразные тела. Залежи состоят из сближенных субпараллельных линзовидных и трубообразных плоских сульфидных тел, местами сливающихся друг с другом, состоящих из сплошных, брекчиевидных и вкрапленно-прожилковых руд, сопровождаемых ореолом сульфидизированных метасоматитов.
Промышленными являются Правобережная и Левобережная залежи, сосредоточенные в разрывной структуре северо-западного простирания и разделенными друг от друга безрудным интервалом протяженностью 400-600м. Контакты тел сплошных колчеданов с вмещающими породами четкие, но характеризуются извилистыми, заливообразными очертаниями. Слоистость пород местами согласна контакту, но часто примыкает к нему под разными, иногда крутыми углами (рис. 1.3).
Рисунок 1.3. Взаимоотношение слоистости и сланцеватости с рудой: 1 – сланцеватость; 2 – слоистость; 3 – массивные руды; 4 – тектонические нарушения.
На поверхности месторождения в бортах ущелья р. Кизил-Дере отмечены узкие, сжатые просадки в рельефе, связанные с зонами окисления рудных тел. Глубина зоны окисления от 0 м – на западном берегу, до 1,0 м – на восточном. В этой зоне – бурые железняки, кварцевые сыпучки с ярозитом и реликтами первичных сульфидных руд.
Правобережная залежь состоит преимущественно из халькопирит-пирротиновых руд, богатых в центре залежи и более бедных (с пиритом) по периферии [1]. В Правобережной залежи установлено 4 рудных тела, из которых тела № 3 и 4 являются слепыми, а тело №1 представляет собой апофизу тела №2 и значительная её часть эродирована [4]. Верхняя часть залежи затронута зоной гипергенезадо глубины 70-120м, и представлена реликтами подзоны окисления, подзонами выщелачивания и вторичного сульфидного обогащения.
Левобережная залежь в основном объеме представлена этими же рудами, в верхах – сфалерит-пиритовыми с халькопиритом и галенитом, в лежачем боку – серноколчеданными, практически без полиметаллической минерализации. В составе Левобережной залежи разведано 6 рудных тел (Северное, № 1,2,3,4,5), два из которых (№ 1 и №2) выходят на дневную поверхность, а остальные являются слепыми [3]. В пределах Левобережной залежи зона окисления развита до глубины 20-50 м и представлена подзоной выщелачивания и незначительными проявлениями вторичных сульфидов меди. Аналогичные серноколчеданные руды, обогащенные сфалеритом или галенитом, слагают верхние части слепых рудных тел – Северного, Южного и Нового.
Сложная зональность рудных тел обуславливается сингенетичным наложением высокотемпературных (480-525°С) гидротермально-метасоматических медно-пирротиновых руд (корневая зона) на анхипиритные гидротермально-осадочные низкотепературные (260-340˚С) медные и цинковые руды, формирующиеся в фронтальных участках растущих рудных построек. Колчеданные пиритные руды по времени рудогенеза сменяются менее сернистыми пирротиновыми рудами [4].
Околорудные изменения вмещающих пород выражены в превращении на отдельных участках глинистых терригенных отложений в кварцитовидные, серицит-кварцевые, кварц-хлоритовые, кварц-хлорит-серицитовые породы с вкрапленностью и прожилковыми образованиями пирита, пирротина и халькопирита [1]. При переходе от внешних зон метасоматической колонки к внутренним, кварц-серицитовые породы сменяются кварц-хлоритовыми и хлорит-кварцевыми, а последние на глубоких горизонтах - существенно кварцевыми [4]. Мощность ореола прожилковой минерализации в подрудной части достигает 0–40 м и 120-160 м (в корневой зоне), в висячем боку и к флангам залежей сокращается до нескольких метров. Границы распространения метасоматических изменений примерно совпадают с ореолом прожилковой минерализации.
Запасы месторождения Кызыл Дере по категории В + С1+ С2- составляют по руде – 48,6 млн т, по меди –1174 тыс. т, по цинку – 84,4 тыс. т, по сере – 4 млн т [1].