Содержание к диссертации
Введение
1. Геологическое строение бассейна вади аль-масила 10
1.1.Краткий геологический очерк Йеменской Республики 10
1.2. История геологической изученности барит-полиметаллического оруденения бассейна Вади Аль-Масила 16
1.3. Геологическое и структурно-тектоническое положение оруденения бассейна Вади Аль-Масила 18
1.4. Литология и стратиграфия рудовмещающих пород бассейна Вади Аль-Масила 21
2. Методика экспериментальных исследований 26
3. Минералого-геохимические особенности барит-полиметаллического оруденения бассейна вади аль-масила 32
3.1. Формы проявления барит-полиметаллической минерализации 32
3.2. Строение и минералогическая зональность рудных тел 36
3.3.Минералогия и геохимические особенности барит-полиметаллического оруденения бассейна Вади Аль-Масила 46
3.3.1. Минеральный состав оруденения 46
3.3.2. Геохимические особенности барит-полиметаллического оруденения 61
4. Минералого-петрографическая характеристика околорудных пород и их изменения 64
4.1. Литолого-петрографическая характеристика осадочных пород бассейна Вади Аль-Масила 65
4.2. Околорудные изменения вмещающих пород 76
5. Типоморфмные признаки баритовой минерализации бассейна вади Аль-Масила 84
5.1. Кристаллохимические особенности барита по данным ЭПР 84
5.1.1 Результаты ЭПР исследования образцов барита из различных типов оруденения 86
5.1.2. Результаты радиационного анализа образцов барита из различных типов оруденения з
5.1.3. Особенности распределения электронно-парамагнитных центров в баритах различных типов и их типоморфизм 98
5.2. Термобарогеохимические характеристики баритовой минерализации .101
6. Условия формирования барит-полиметаллического оруденения 107
6.1. Минеральные ассоциации и стадийность рудообразования 107
6.2. Генетические особенности баритового оруденения бассейна Вади Аль-Масила 113
Заключение 118
Литература 120
- Геологическое и структурно-тектоническое положение оруденения бассейна Вади Аль-Масила
- Строение и минералогическая зональность рудных тел
- Околорудные изменения вмещающих пород
- Результаты радиационного анализа образцов барита из различных типов оруденения
Введение к работе
Актуальность исследований. Диссертационная работа посвящена изучению
минералогии барит-полиметаллического оруденения в бассейне Вади Аль-Масила в
связи с проблемой воспроизводства минерально-сырьевой базы Йемена. Йемен
характеризуется разнообразием геологического строения, включающим в себя все
основные виды метаморфических, магматических и осадочных пород,
распределенных по различным возрастам от докембрия до кайнозоя. Обширная группа металлических и неметаллических полезных ископаемых, имеет важное экономическое значение, так как данные объекты участвуют в обеспечении финансовых поступлений в государственную казну Республики Йемен. Объект Вади Аль-Масила имеет большое значение, поскольку он содержит широкий спектр металлических полезных ископаемых, таких как минералы свинца, цинка, марганца и др., а также целый комплекс неметаллических полезных ископаемых, в частности, барита. Последний входит в перечень остродефицитных полезных ископаемых, которые используются целым рядом отраслей промышленности Республики Йемен, в частности, как утяжелитель при буровых работах нефтяных компаний. Рассматриваемое оруденение имеет гидротермальное происхождение и относится к комплексному барит-полиметаллическому типу.
Степень разработанности проблемы. Месторождение барита в бассейне Вади Аль-Масила выявлено относительно недавно и многие вопросы его геологического строения и генезиса полностью не решены. Объектом разработки является только барит. Несмотря на высокие содержания рудных элементов, промышленное значение полиметаллов не выяснено и требует детального минералого-геохимического исследования. Геологические изыскания в районе бассейна Вади Аль-Масила были начаты в период 1999 – 2001 гг отделением Хадрамаута (г. Мукалла) Управления геологических изысканий и минеральных ресурсов Министерства нефти и минеральных ресурсов Йеменской республики. В 2003 и 2004 годах в зоне развития оруденения и гидротермально-измененных пород были проведены геологические и минералого-геохимические исследования группой под руководством профессора М.А. Матташа и геолога А.А. Аль-Амери с применением геологических, геохимических, геофизических и буровых работ. Наиболее интенсивные геологоразведочные работы на месторождении проводились с 2005 по 2010 год. С 2011 года минералого-геохимические исследования были продолжены геологом М.А. Аль-Хаджем в период обучения в аспирантуре Казанского федерального университета и легли в основу настоящей диссертации.
Объект исследований. Главным объектом исследования являются минералы и минеральные ассоциации барит-полиметаллического оруденения Вади Аль-Масила, локализованного в мезозойских породах.
Цель и задачи исследований. Цель работы заключалась в изучении вещественного (минерального и химического) состава и условий формирования барит-полиметаллического оруденения.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Изучение минерального и химического состава руд;
-
Исследование характера изменения околорудных пород;
-
Изучение кристаллохимических особенностей минералов оруденения;
-
Изучение морфологии минералов и их парагенетических ассоциаций;
-
Установление стадийности рудообразования;
6. Выяснение условий формирования рудных тел; Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Впервые рудные минералы месторождения изучены комплексом методов,
позволившим выявить их структурно-морфологические и физико-химические
особенности формирования;
2. Впервые исследована минералогия околорудных метасоматитов и
установлены закономерности пространственного размещения околожильных
изменений;
3. Установлены формы нахождения примесных элементов в рудах. Впервые
методом электронной микроскопии, выявлено присутствие в рудах месторождения
хлорида свинца - минерала котунита PbCl2;
4. Установлены типоморфные признаки ведущих рудных минералов и дана
оценка их генетической информативности;
5. Впервые произведена радиационная оценка образцов руд и установлено
присутствие изотопов радия 226 и тория 232, являющихся продуктами распада урана;
6. Впервые с помощью термобарогеохимического метода исследованы газово-
жидкие включения в основных жильных минералах и оценены температуры их
формирования;
7. Выделены основные парагенетические ассоциации рудообразующих
минералов, характерные для различных временных интервалов формирования
оруденения, и установлена последовательность их выделения;
Теоретическая и практическая значимость работы. В результате
проведенных работ выявлены основные закономерности образования
гидротермально-осадочных комплексных барит-полиметаллических руд. Установлены парагенетические взаимоотношения минералов в оруденении и основные ассоциации рудных минералов. Разработана стадийность образования барит-полиметаллического оруденения бассейна Вади Аль-Масила с определением температурных интервалов проявления гидротермальных процессов и рудоотложения. Результаты могут быть использованы при прогнозе и поисках месторождений подобного типа на смежных территориях.
Методология и методы исследования. Работа выполнена на материалах, собранных автором на баритовом месторождении Вади Аль-Масила, а также любезно представленных ему дополнительно профессором Аденского университета М.А. Матташем. В основу работы положены результаты полевых работ, а также обобщены результаты лабораторных исследований, проведенных группой профессора Матташа и непосредственно автором диссертации автором. Проведенные исследования можно разделить на два этапа. На первом этапе (1999-2010) проводились полевые исследования, были пробурены 12 неглубоких скважин, пробы руд были направлены в аналитические лаборатории Йемена и Европы (Ганновер, Германия), а также в лабораторию ALS Chemex (Ванкувер, Канада). Автор диссертации принимал участие в эти работах под руководством профессора М.А. Матташа и геолога А.А. Аль-Амери. Второй этап (2011-2016) работы протекал в Институте геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета на кафедре региональной геологии и полезных ископаемых, где автор проходил обучение в аспирантуре. На этом этапе автором были проведены оптико-микроскопическое изучение руд в проходящем и отраженном свете, а также исследования с применением физических и химических методов (ренгеновская дифрактометрия, электронная
микроскопия, ЭПР-исследования, гамма-спектрометрия, химический анализ на рентгенофлюоресцентном спектрометре и др.).
Основные защищаемые положения.
1. Минеральный состав барит-полиметаллического оруденения бассейна Вади
Аль-Масила (Республика Йемен) имеет сложный состав и представлено сульфатными,
карбонатными, сульфидными, оксидными и силикатными минеральными
соединениями, формирование которых связано с кристаллизацией из растворов и
метасоматическими преобразованиями вмещающих осадочных горных пород в
результате гидротермальной деятельности и гипергенных процессов. Всего на
месторождении выявлено и изучено более 25 минеральных видов.
2. Типоморфизм барита обусловлен наличием в структуре минерала
парамагнитных дефектных центров (SO43-, SO3-, O-, SO4-, SO2- и др.), возникающих
при изоморфных замещениях и искусственном и естественном радиационном
воздействии, последнее из которых имеет глубинную природу и связано с наличием в
гидротермальных растворах гипогенных компонентов, содержащих продукты
радиоактивного распада урана. Типоморфизм барита позволяет устанавливать его
генезис и радиационную историю.
3. Формирование главных минеральных ассоциаций оруденения отражает
пульсационный характер гидротермальной деятельности в период формирования
Красноморского рифта. Температурный интервал формирования гидротермального
оруденения по данным термометрии составлял 312 - 174С.
Степень достоверности и апробация работы. Высокая степень достоверности исследований обусловлена непосредственным участием автора в работах по изучению геологического строения рассматриваемой территории, начиная с полевого этапа. По результатам полевых исследований была составлены геологическая карта площади развития оруденения и геологический разрез месторождения с использованием в качестве основы карты группы Робертсона. Автором изучено геологическое строение месторождения и выполнены минералого-геохимические и петрографические исследования образцов руд и околорудных пород, изучены типоморфные и морфологические особенности руд.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на итоговых конференциях КФУ, а также на Международных, Всероссийских и региональных совещаниях и конференциях.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах из перечня ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Общий объем работы составляет 132 страниц, в том числе 58 рисунков, 9 таблиц и списка литературы из 110 наименований.
Геологическое и структурно-тектоническое положение оруденения бассейна Вади Аль-Масила
Геологическая характеристика бассейна Вади Аль-Масила изложена нами в работах [29, 31] и легла в основу настоящего раздела. Бассейн Вади Аль-Масила представляет собой грабен северо-западного простирания, образование которого связано с рифтогенезом и распадом Гондваны позднеюрско-раннемелового времени [31, 38, 73, 103]. Следующая фаза рифтогенеза, произошедшая в олигоцене и миоцене, привела к открытию Красного моря и Аденского залива [48]. В результате этих фаз были сформированы основные тектонические структуры и система разломов [58].
В геологическом строении рудоносных участков бассейна Вади Аль-Maсила принимают участие мезозойские и кайнозойские отложения, частично перекрытые четвертичными образованиями [27, 29, 31, 89, 99]. Встречаются отдельные проявления базальтовых лавовых потоков, локализованным в периферических частях бассейна [27, 29, 31, 87, 99]. Геологическая карта баритового месторождения Вади Аль-Масила приведена на рисунке 1.4. Рис. 1.4. Геологическая карта [31, 97] и схема опробования проявлений барит-полиметаллического оруденения в бассейне Вади Аль-Mасила
Рудная минерализация приурочена к доломитизированным и окварцованными известнякам юрского и мелового возраста [72, 29, 31, 89, 99]. Встречаются также песчаники, сланцы, мергелистые и доломитовые известняки, рыхлые обломочные отложения [72, 29, 31, 89, 99]. Рудная минерализация имеет сложное гидротермально-осадочное происхождение, характеризуется чрезвычайным разнообразием минерального состава и повышенными концентрациями ряда ценных элементов [27, 29, 31, 89, 99]. Рудоносные известняки юрского и мелового возраста залегают на позднепротерозойском фундаменте [29, 58, 78, 89]. Участками они доломитизированы и окварцованы [29, 31, 89, 99]. Четвертичные отложения имеют малую мощность и сложены гравием, перекрытым тонким слоем песка и почвы [89, 99]. Баритовая минерализация проявлена во всей осадочной толще долины Вади Аль-Масила в виде отдельных тел или их сочетаний и приурочена в основном к карбонатным породам формации Саар мелового периода [29, 89, 99]. Формация Саар является главным продуктивным горизонтом баритового месторождения [29, 31, 89, 99].
Рудные тела представлены жилами и прожилками барита, кальцита и минералами ассоциирующих с ними полезных компонентов, а также стратиформными залежами [29, 89, 99]. Материал баритовых жил был сформирован под действием гидротермальных растворов. Жилы характеризуются различной протяженностью и прослеживаются на расстояние до 1 километра. В структурном отношении регион находится под контролем З-СЗ разломов (270-310), образование которых связано с тектоническими нарушениями, вызванными открытием Красноморского рифта [29, 50].
В процессе Альпийского тектоногенеза карбонатные породы были подвергнуты интенсивному дроблению [38, 39]. По разломам и трещинам поступали гидротермальные растворы, из которых формировались баритовые жилы с сопутствующей полиметаллической минерализацией [31]. По данным Бутузовой Ю.Г. [7], глубинные гидротермы в зоне Красноморского рифта являются источником большого количества металлов, что можно наблюдать в заполненных металлоносными осадками впадинах на дне Красного моря. Отложение барита и других рудных минералов в зонах трещиноватости происходило в результате разгрузки гидротермальных растворов. Процесс сопровождался интенсивным околорудным метасоматозом, выразившимся в доломитизации, окварцевании и ожелезнении вмещающих пород [29, 31, 41]. Площадь гидротермально-измененных пород в бассейне Вади Аль-Масила составляет более 300 км2 [29, 31, 89, 99]. На участке Аль-Кохл, где произведен отбор основной массы проб, площадь гидротермально измененных пород составляет около 16 км2 [29, 31, 89, 99]. Зоны развития метасоматоза карбонатных пород могут рассматриваться в качестве поискового признака для обнаружения скрытых участков оруденения [29, 31, 41].
Рудная минерализация заполняет трещины и пустоты в известняках, доломитах и окварцованных известняках [29, 31, 41, 89, 99]. Баритовые руды встречаются в виде согласных (стратиформные залежи) и секущих жил. Иногда барит можно обнаружить в ассоциации с окварцованными доломитами [29, 31, 89, 99]. Морфология оруденения представлена на рисунке 1.5.
Формирование основной части рудной минерализации (учитывая условия ее залегания и взаимоотношения с вмещающими породами) происходило, предположительно в юрском и меловом периодах и продолжалось вплоть до пострифтовой фазы (поздний миоцен) в Аденском заливе [29, 41, 75, 89, 99].
Геологический разрез бассейна Вади Аль-Масила охарактеризован нами в работе [31]. Он представляет собой чередование юрских известняков, меловых отложений, состоящих из сланцев, мергелистых известняков, доломитовых известняков, песчаников и конгломератов (таблица 1.1) [29, 31, 89, 99]. Известняки юрского возраста залегают на фундаменте протерозойского возраста [58, 78].
Породы фундамента сильно трещиноватые, их выходы на поверхность в области исследования практически отсутствуют. Юрские осадочные породы, распространенные в районе Вади Аль-Масила, состоят из известняков формации Мадби и Нейфа, претерпевших воздействия более поздних гидротермальных процессов [31, 57]. Среди известняков в разрезах наблюдаются серии мергелей серого и желтого цвета, которые переслаиваются глинистыми, локально гипсоносными слоями, или обломочными, глинистыми известняками [31, 56, 78]. Мощность отдельных пачек составляет 5-10 м [31, 58, 78].
Породы меловой системы залегают в регионе несогласно с юрскими отложениями [31, 78]. Они состоят из глинистых и известняковых пород морского происхождения с песчаными прослоями, объединенных в формации Саар и Кишн [31, 58, 78].
Формация Саар несогласно залегает на породах юрской формации Нейфа [31, 78] и представлена тремя пачками пород (снизу вверх): 1) Самармар, сложенной мергелистыми известняками и мергелями, 2) Кальана, сложенная песчаниками с тонкими прослоями известняков, 3) Гайл, сложенная слоями красноватого известковистого аргиллита, алевролитами, песчаниками, серыми сланцами с остатками фауны и прослоями доломитизированного, крупнокристаллического, кавернозного известняка. Выше с несогласием залегают отложения формации Кишн, которые состоят из чередующихся слоев доломитов, известняков, мергелей, содержащих окаменелости [31, 78, 89]. Формация Кишн сложена (снизу-вверх) комплексом обломочных пород, состоящим из песчаников, сланцев и конгломератов, и, в верхней части - комплексом карбонатных пород, состоящим из известняков с прослоями сланцев и песчаников [31, 55, 89].
Строение и минералогическая зональность рудных тел
Для выяснения природы радиационных центров в минералах оруденения был выполнен гамма-спектрометрический анализ на Ra, Th, K. Выбор метода обусловлен тем, что основной вклад в естественный радиационный фон горных пород и слагающих их минералов вносят радиоактивные вещества, содержащие радионуклиды семейств урана 238, тория 232 и калий 40. Регистрация излучения и обработка спектров при измерении счетных образцов производилась с использованием программно-аппаратурного комплекса ПРОГРЕСС. Для регистрации гамма-излучения от счетного образца используется гамма-спектрометрический тракт со сцинтилляционным блоком детектирования (СБД). СБД включает в себя ФЭУ с делителем высокого напряжения, сцинтиллятор и спектрометрический усилитель импульсов. Обработка спектров выполняется автоматически, либо «матричным» методом, если радионуклиды ториевого семейства – радий-228 и торий-228 находятся в состоянии радиоактивного равновесия (радиоактивное равновесие в семействе радия-226 всегда достигается путем герметизации и выдержки образца, либо «генераторным» методом, если радиоактивное равновесие между радием-228 и торием-228 нарушено). Наличие в исследуемых образцах изотопов 226Ra, 232Th, 40K может свидетельствовать о процессах распада урана и глубинном происхождении рудоносных растворов. Анализы выполнены в аккредитованной Лаборатории радиационного контроля Института экологии и природопользования КФУ.
Состав основных оксидов определялся с помощью рентгенфлуоресцентного спектрометра S2 Ranger. Метод основан на последующем анализе спектра, полученного путём воздействия на исследуемый материал рентгеновским излучением. При облучении атом переходит в возбуждённое состояние, сопровождающееся переходом электронов на более высокие квантовые уровни, затем возвращается в спокойное положение (основное состояние). При этом каждый атом испускает фотоэлектрон с энергией строго определённого значения. Соответственно по энергии и количеству квантов судят о строении вещества.
Эмиссионный спектральный анализ, используемый в диссертации, позволяет определять в минеральном веществе концентрации редких и рассеянных химических элементов. Был произведен анализ содержания и распределения рассеянных элементов в отдельных минералах руд и вмещающих породах. Спектральный анализ проводился в спектральной лаборатории кафедры региональной геологии и полезных ископаемых КФУ на спектрографе ДФС-458, оснащенным фотоэлектрическим анализатором спектров ФЭП-454.
Для выяснения условий и последовательности образования минералов оруденения впервые для баритовых руд данного месторождения был использован термобарогеохимический метод исследования газово-жидких включений [27, 29, 41, 64]. Анализ выполнялся в лаборатории Таджикского национального университета по стандартной методике. Измерения температур гомогенизации газово-жидких включений проводились в термокамере Ю.Н. Пашкова [32], которая позволяет вести нагревание включений до температуры более 700С при ошибке измерений не более 2С [29, 34, 41]. Корпус термокамеры выполнен в виде радиатора, для лучшего обеспечения охлаждение в процессе проводимых работ. Нагревательная спираль, помещенная в центре корпуса, намотана вокруг теплопередающего тела, имеющего грибообразную форму. На дно чашеобразной теплопередающей шляпки помещается препарат. По краям чашечки помещается тонкий листик слюды, который обеспечивает теплоизоляцию рабочего пространства. Для градуировки термокамеры применятся специальные вещества с определенными точками плавления – мочевина (123,5С), нитрат натрия (306,8С), бихромат калия (398С) [34, 41]. Замер температур гомогенизации производился с шагом 5-10 градусов в минуту. Для более точного определения температур гомогенизации консерватов в минералах особое внимание уделялось расхождении температур гомогенизации между трехкратными и четырехкратными замерами. При расхождении между первым, вторым и третьим замерами на более, чем 5С включения отбраковывались. Использовались лишь те значения температур, погрешность которых при повторных замерах не превышала 3С. Для определения температур гомогенизации газово-жидких включений в минералах использовались двухсторонне-полированные пластинки, реже кристаллические выколки. Агрегатное состояние минералообразующей среды определялось по состоянию включений в момент гомогенизации в соответствии с методикой Н.П. Ермакова [21]. Результаты исследований опубликованы нами в работах [29, 41].
Околорудные изменения вмещающих пород
Основным минералом является барит, рудные – представлены тонкой и мелкой вкрапленностью сульфидов, оксидов и гидроксидов железа, в совокупности составляющими 0,2-1,0% объема жильной массы.
Помимо пластовых (стратиформных) тел в осадочном комплексе бассейна Вади Аль-Масила широко развиты секущие (субвертикальные и круто-наклонные) барит-полиметаллические жилы и прожилки. Они пронизывают практически все осадочные отложения юрского, мелового и в меньшей степени палеогенового возраста, участками разрывая стратиформные баритовые тела (рисунок 3.1 д, е). Мощности субвертикальных жил, как правило, меняется от первых сантиметров до первых метров, видимая протяженность этих тел достигает 1 км [89, 99]. Участками жильные тела представлены протяженными зонами брекчирования, в которых метасоматически измененные обломки карбонатных пород сцементированы баритом [29, 31, 99]. Рудная минерализация представлена галенитом, сфалеритом, реже пиритом, образующими различные по размерам вкрапления и гнезда. По периферии часто отмечается оторочка из окислов-гидроокислов железа. Содержание рудных минералов составляет 2,0-4,0% объема жильной массы.
Таким образом, в пределах месторождения Вади Аль-Масила встречаются 3 разновидности рудных тел: 1) пластовые (стратиформные) тела, 2) ассоциирующие с ними пластово-линзовидные рудные тела и 3) секущие жилы. Характер залегания барит-полиметаллических тел в разрезах осадочного комплекса бассейна Вади Аль-Масила показывает, что формирование рудных залежей проходило поэтапно, в период от средней юры до палеогена включительно. На начальных этапах, по всей видимости, образовывались стратиформные рудные залежи (пластовые и пластово-линзовидные во вмещающих породах), в последующем – секущие жилы и прожилки [29, 31, 87, 99]. 3.2. Строение и минералогическая зональность рудных тел
Все рудные тела бассейна Вади Аль-Масила характеризуются зональным строение, которое обусловлено особенностями распределения в них рудной минерализации.
Пластовые (стратиформные) тела (0,2-0,4 м) [89, 99], как правило, практически мономинеральные. Стратиформные баритовые тела залегают субгоризонтально согласно с вмещающими карбонатными отложениями. В данном случае термин «стратиформный» отражает условия залегания тел и не предполагает их генезис. Основной слагающей их минеральной фазой является барит. По данным химических исследований бороздовых проб в них содержание BaO до 67,0%, SO3 – до 30,2%, SiO2 – до 1,89%, Fe2O3 – до 9,39%, (таблица 3.1).
Несмотря на мономинеральный состав, внутреннее строение рудных тел весьма сложное [28, 29, 31]. Это обусловлено как взаимоотношением различных по морфологии минеральных агрегатов, так наличием разнообразных по форме и размерам полостей и каверн. Во всех жилах преобладают массивные и шестоватые агрегаты, сложенные крупными, белыми кристаллами барита. Баритовые агрегаты различаются текстурой. Массивные агрегаты характеризуются незакономерным, беспорядочным расположением минеральных зерен, у шестоватых – кристаллы пространственно ориентированы в одном направлении. Часто шестоватые агрегаты образуют радиально-лучистые сростки, в которых баритовые кристаллы разрастаются от единого центра кристаллизации. Крупные кристаллы барита характеризуются комбинациями пинакоида {010}, призмы {201} и ромбических призм {110} и {011}.
В жилах между агрегатами полнокристаллических баритов отмечаются многочисленные кавернозные полости. Камеры полостей частично выполнены друзами вторичного барита и корочками кальцита, также отмечаются гнездовые обособления кварца и халцедона. Внутри жил прослеживаются небольшие по мощности (до 5,0 см) субвертикальные и субгоризонтальные баритовые прожилки, развивающиеся по ранее существовавшим трещинам.
В баритовых агрегатах спорадически встречаются рассеянные кристаллы и тонко-прожилковые обособления пирита, концентрация которого увеличивается к краям жильных тел. За счет процессов окисления пирит переходит в оксиды и гидроксиды железа, которые покрывают близко находящиеся баритовые кристаллы тонкой пленкой красно-бурого цвета. Наиболее интенсивная красно-бурая пигментация отмечается в кровле баритовых жил [29, 31, 89, 99].
Пластово-линзовидные рудные тела, также как и стратиформные, характеризуются сложным строением. Они сложены различными по размерам эллипсоидальными и уплощенно-линзовидными баритовыми агрегатами, находящимися в карбонатной породе. Мощности пластово-линзовидных рудных тел небольшие до 1,0 м, как правило, не выдержаны по простиранию. Контакты баритовых агрегатов с вмещающей породой резкие.
Результаты радиационного анализа образцов барита из различных типов оруденения
Известняк на 80% сложен органическими остатками, на 20% – цементирующим материалом [31]. Органические остатки размером 0,1-0,5 мм представлены оолитами с концентрически-зональным строением и однородными комковатыми агрегатами, полностью сложенными микрозернистым кальцитом. Органические остатки сцементированы кальцитовым цементом. Цемент базального типа, выполнения, по структуре тонко-мелкозернистый. Известняк содержит многочисленные (20-25%) вкрапления кварцевых кристаллов и агрегатов, равномерно распределенных в объеме породы. Кристаллы размером от 0.25 до 1.0 мм характеризуются хорошо выраженной идиоморфной формой с гранями гексагональной призмы и ромбоэдров. Многие из кристаллов являются двухвершинными. Внутри кристаллов кварца отмечаются многочисленные зоны роста, что свидетельствует о неоднократном поступлении питающих растворов. Отдельные кристаллы срастаются в крупные (до 2.0 мм) агрегаты. Помимо аутигенного кварца известняк содержит редкие вкрапления пиритовых агрегатов, развивающихся в межформенном пространстве породы. Пиритовые образования метасоматически замещают яснозернистый кальцит цемента [31].
Нижнемеловые отложения. Формация Саар представляет собой продуктивную толщу, к которой приурочена основная масса оруденения [31]. Она сложена глинистыми известняками и мергелями, песчаниками с тонкими прослоями известняков, красноватыми известковистыми аргиллитами, алевролитами, песчаниками, серыми сланцами с окаменелостями и прослоями доломитизированных известняков. В основном рудовмещающими являются карбонатные породы - известняки и доломиты [31].
Известняки и доломиты характеризуется светло-серой и коричневой окраской, зернистой структурой, прожилково-пятнистой текстурой, которая обусловлена наличием вкраплений и прожилков новообразованного кальцита [31]. По данным оптико-микроскопических исследований основная масса пород сложена пелитоморфными зернами (-0,01 мм). Зерна преимущественно ксеноморфные, плотно прилегают друг к другу. Участками породы перекристаллизованы с образованием более крупных (0,05-0,1 мм) индивидов. В тонкозернистой массе доломитов отмечаются вкрапления крупных (0,1-1,0 мм) зерен и агрегатов аутигенного кальцита. Кальцитовые зерна содержат включения реликтов доломитовой породы, что указывает на их вторичное происхождение. В пластах кальцит выполняет наклонные трещины, секущие породу [31].
Оруденение связано с зонами трещиновато сти (рисунок 4.5) и брекчирования (рисунок 4.6). В околорудном пространстве исходные породы существенно переработаны, часть из них подверглась окварцеванию, часть -доломитизации [31]. В обнажениях породы рассечены прожилками, заполненными гипогенными агрегатами барита, галенита, сфалерита и пирита (рисунки 4.7, 4.8, 4.9). В брекчированных зонах карбонатные породы сильно ожелезненные. Окислы железа выполняют цемент породы, окаймляют породообразующие минералы и их обломки (рисунок 4.10) [31].
Формация Кишн состоит из комплекса терригенных пород, представленных песчаниками, сланцами и конгломератами (внизу) и комплекса карбонатных пород (вверху), который сложен известняками с прослоями сланцев и песчаников [57, 78]. Ниже приведены петрографические характеристики основных литотипов осадочных пород [31].
Нижняя пачка. Конгломерат известковистый, темно-серый, плотный, с пятнистой текстурой, обусловленной наличием крупных, окатанных обломков известковистых и кремнистых пород светло-серого, красного и рыжеватого цвета [31]. По данным оптико-микроскопических исследований структура породы гравийно-галечная, текстура – пятнистая. Конгломерат на 65% состоит из обломков горных пород, на 35% – из цементирующего материала. Аллотигенная часть представлена окатанными обломками биохемогенных и органогенных известняков и кремнистых пород размером от 1,0 до 30,0 мм. Часть обломков карбонатных пород несет следы окремнения. Обломки горных пород сцементированы кальцитовым цементом. Цемент базальный, выполнения, по структуре мелко-среднезернистый [31].
В цементной части породы содержаться включения (25-30%) органических остатков, зерен кварца и обломков кремнистых пород, сложенных халцедоном (матрикс). Органические остатки средней степени сохранности, размером 0,1-0,5 мм, представлены раковинами фораминифер (рисунок 4.11), оолитами, сфероидальными микрозернистыми агрегатами. а б
Песчаник известковистый, светло-серый, мелко-среднезернистый, с однородной текстурой, несет следы выветривания в виде борозд выщелачивания. По данным оптико-микроскопических исследований структура породы комковато-зернистая, текстура - массивная. Песчаник на 75-80% состоит из форменных элементов, на 20-25% - из цементирующего материала. Форменные элементы размером 0.1-0.5 мм представлены обломками горных пород (75%), раковинами морских животных (20%), зернами кварца (5%). Органические остатки и обломки горных пород сцементированы кальцитовым цементом. Цемент базальный, выполнения, по структуре мелкозернистый. Из аутигенных минералов отмечаются редкие вкрапления пиритовых агрегатов, метасоматически замещающие яснозернистый кальцитовый цемент [31].
Известняк пелитоморфный, желтовато-серый, плотный, с многочисленными включениями раковин моллюсков, сечется субгоризонтальными сутуростилолитовыми швами [31]. Под микроскопом структура породы пелитоморфная, текстура - однородная, участками пятнистая за счет присутствия органических остатков. Известняк сложен плотно соприкасающимися ксеноморфными зернами кальцита размером -0.01 мм. В микрозернистой массе присутствуют разобщенные включения органических остатков размером 0.5-1.0 мм, относительное содержание которых составляет 10-15%. Помимо фрагментов морских животных в породе отмечаются редкие вкрапления яснозернистого кальцита размером 0.05-0.25 мм, которые выполняют полости пор. В единичных количествах встречаются полуокатанные зерна аллотигенного кварца алевритовой размерности. Участками известняк сечется сутуростилолитовыми швами и кальцитовыми прожилками мощностью до 0.25 мм [31].
Верхняя пачка. Известняк органогенный, светло-серый с желтоватым оттенком, плотный, массивный, с многочисленными включениями раковин брахиопод [31].
По данным оптико-микроскопических исследований структура породы биоморфная, текстура массивная [31]. Известняк на 65-70% сложен органическими остатками, на 30-35% - цементирующим веществом. Органические остатки представлены цельными створками раковин брахиопод хорошей степени сохранности. Раковины сцементированы кальцитовым цементом. Цемент базального типа, по структуре пелитоморфный. Фрагментарно в известняке отмечаются сгустки глинистого материала, пространственно приуроченные к местам скопления брахиоподовых раковин. По-видимому, наличие глинистого материала и обуславливает желтоватый оттенок породы. В пелитоморфной зернистой массе цемента отмечается присутствие крупных, разобщенных кальцитовых монозерен размером до 0,5 мм [31].
Известняк пелитоморфный, бежевой окраски, плотный, преимущественно массивный, с вкраплениями пиролюзит-псиломелановых дендритов, в пласте сечется кальцитовыми прожилками мощностью 0,5-3,0 мм. По данным оптико-микроскопических исследований структура породы пелитоморфная, текстура -однородная, участками пятнистая за счет присутствия органических остатков [31]. Известняк сложен плотно соприкасающимися ксеноморфными зернами кальцита размером -0,01 мм.