Геологическое строение Рубцовского рудного района

Геологическое строение

Геологическое строение Рубцовского  рудного района

Район Рубцовского месторождения  расположен в юго-западной части  Рубцовской структурно-фациальной подзоны Рудного Алтая, которая охватывает  крупный прогиб северо-западного крыла Алейского антиклинория – Рубцовскую синклиналь. С юга района ограничен зоной субширотного глубинного Варшавского разлома, отделяющего синклинальный прогиб от ядерной части Алейского антиклинория. Южная часть Рубцовской синклинали осложнена наложенным Таловско-Потеряевским прогибом, выполненным терригенно-карбонатными отложениями каменноугольного возраста. На северо-востоке Рубцовская синклиналь по Тюменскому разлому сопряжена с ордовикскими метаморфическими сланцами Степно-Бугринской антиклинали. С северо-запада и юго-востока район не имеет четких геологических границ. В металлогенетическом отношении Рубцовская синклиналь выделяется, как Рубцовский рудный район, где имеются четыре детально-разведанных промышленных полиметаллических месторождения – Степное, Таловское, Рубцовское и Захаровское. В северо-западном направлении он прослеживается более чем на 30 км при ширине около 20 км. Геологическая характеристика района Рубцовского месторождения приводится для площади, ограниченной на западе осевыми линиями Рождественской и Калиновской брахиантиклиналей, на востоке – субмеридиональной Луговкой зоной сбросов и восточным контактом субвулканической интрузии дицитовых порфиров, на юге – субширотной зоной надвигов Варшавского разлома, на севере Чебурихинской-Громовской зоной разломов северо-западного простирания. Площадь района в пределах выделенных границ составляет около 40 км² и включает в себя Рубцовское рудное поле (с Рубцовским месторождением и рудопроявлениями на его флангах) и прилегающие к нему площади.

Геологическое строение месторождения

Рубцовское месторождение располагается в крупном вулканотектоническом прогибе в пределах тыловой островной дуги на северо-западе Рудного Алтая, с которой связаны Рубцовский и Змеиногорский рудные районы, а на юго-восточном продолжении этой дуги — Лениногорский и Зыряновский (В.М.Чекалин, 1999).

В строении месторождения  участвуют лавы, лавобрекчии, туфы риолитовых порфиров давыдовской свиты верхнеживетского подъяруса среднего девона и глинистые, известково-, кремнисто-, углисто-глинистые алевролиты, аркозовые песчаники, туфопесчаники, туфы кислого состава нижне-каменевской подсвиты среднего — верхнего девона. Все эти породы прорваны субвулканической интрузией риолитовых и риолит-дацитовых порфиров, внедрившейся в позднедевонское время со стороны центральной части прогиба. Девонские образования с небольшим угловым и стратиграфическим несогласием перекрываются нижнекаменноугольными отложениями бухтарминской свиты, представленными в основании базальными конгломератами, гравелитами, полимиктовыми песчаниками, алевролитами, которые выше резко сменяются известняками и известковистыми алевролитами. Простирание девонских стратифицированных пород северо-восточное по азимуту 55°, падение юго-восточное (145°) под углом 25—30°. На отдельных участках, особенно на северо-восточном фланге, где основная моноклинальная структура осложнена мелкой складчатостью, породы выполаживаются до горизонтального залегания, а иногда принимают обратное (северо-западное) пологое падение, образуя локальные антиклинальные складки. По простиранию же залегание пород ближе к горизонтальному с незначительными изменениями углов.

Рудная зона месторождения  тяготеет к нижней части каменевской свиты. Однако околорудно-измененные породы выходят далеко за контур распространения оруденения, особенно его промышленной части. По данным В.Б.Чекваидзе и др., они охватывают вулканиты рудоподстилающей давыдовской свиты на полную их мощность. Зональная колонна измененных пород представлена (сверху вниз) альбитизированными, хлорит-карбонат-серицит-кварцевыми и серицит-кварцевыми метасоматитами. Особенно интенсивно гидротермальные преобразования первичных пород проявились в нижней части разреза нижнекаменевской подсвиты выше глинисто-кремнистых и кремнистых алевролитов, залегающих в ее основании. По Б.Л.Бальтер, в этой части разреза имеются три зоны метасоматитов осаждения (снизу вверх) — преимущественно хлоритовые, серицитовые породы и аргиллизиты. С этими зонами тесно ассоциируют полиметаллические руды. Например, зона хлоритовых пород, состоящих из магнезиального хлорита, кальцита, гидрослюды и кварца, тяготеет к лежачему боку оруде-нения. Зона серицитовых пород, представленных в основном серицитом, гидрослюдой и кварцем, проявлена главным образом на уровне этого оруденения. Зона аргиллизитов венчает метасоматическую колонну или на отдельных участках месторождения, по наблюдениям Б.Л.Бальтер, слагает ее полностью. Гидротермальные аргиллизиты преимущественно состоят из галлуазита, гидрослюды и кварца. В зоне окисления галлуазит замещается каолинитом. Внешне все аргиллизиты представляют собой легко разрушающиеся, особенно во влажном состоянии, белые породы, нередко сохраняющие (по наблюдениям в подземных выработках) следы текстурного рисунка первичных пород (слоистость, пятнистость, брекчиевидность и т.д.). Благодаря такому физическому состоянию и нахождению их преимущественно в висячем боку промышленного оруденения эти породы вызывают осложнения в процессе отработки последнего. На необычный для рудноалтайских месторождений глиноподобный облик околорудных пород обратили внимание в начале их разведки.

 Стратиграфия

А. Средний палеозой

а)  Девонская система, средний отдел, живетский ярус, шипуновская свита, верхняя подсвита (D2gvschp2).

На месторождении шипуновская свита на полную мощность не вскрыта. Отдельными структурными скважинами вскрыта лишь ее верхняя часть – пятый вулканогенно-осадочный горизонт верхнешипуновской подсвиты. Глубина залегания кровли горизонта от дневной поверхности колеблется от 50 до 470 м. Горизонт сложен (сверху вниз) кремнистыми алевролитами (мощность от 5 до 25 м), липаритовыми порфирами (мощность от 34 до 43 м) и массивными темно-серыми алевролитами с единичными прослойками туффитов и мелкозернистых песчаников мощностью до 1 м.

б)  Девонская система, верхний отдел, франский ярус, давыдовская свита (D2frdv).

Вулканогенные породы давыдовской свиты слагают лежачий бок месторождения. Разрез свиты подразделяется на три горизонта. Первый (нижний) горизонт представлен лавобрекчиями липаритовых порфиров с невыдержанными линзами алевролитов мощностью до 6 м. Мощность горизонта колеблется от 25 до 80 м, составляя в среднем 45 м. Второй горизонт сложен липаритовыми порфирами. Мощность его колеблется от 30 до 130 м, средняя 80 м. Третий (верхний) горизонт сложен преимущественно лавобрекчиями липаритовых порфиров. Лишь в верхней части разреза залегают невыдержанные по простиранию и мощности линзы липаритовых порфиров, мощность горизонта колеблется от 70 до 100 м, средняя мощность – 85 м.

Общая мощность свиты колеблется от 180 до 250 м, составляя в среднем 215 м.

в)  Девонская система, верхний отдел, франский ярус, каменевская свита, нижняя подсвита (D2frkm1).

Туфогенно-осадочные породы нижнекаменевской подсвиты являются рудовмещающими на месторождении. В виде субширотное полосы шириной 300-400 м они прослеживаются по простиранию на 1.2 км. На западном фланге месторождения и по падению отложения подсвиты размыты в нижнекаменноугольное время. На восточном фланге месторождения они прорваны экструзией липарит-дацитовых порфиров, восточнее которой приобретают существенно вулканогенный состав.

В основании свиты залегают кремнистые алевролиты мощностью от 5 до 30 м, редко (на восточном фланге месторождения) с одиночными линзами  липаритовых порфиров мощностью до 5 м. Выше залегает пачка ритмичного переслаивание аркозовых песчаников и алевролитов общей мощностью 5-35 м. Кроме алевролитов и песчаников на восточном фланге месторождения наблюдается прослой углисто-глинистых алевролитов мощностью до 2 м. Большая часть пачки так же, как и верхняя часть кремнистых алевролитов, подвергнута интенсивному гидротермальному изменению и представляет собой зону метасоматитов с полиметаллическими рудами. Исходный состав метасоматически измененных пород устанавливается только по редким реликтам. Пачка алевролитов и аркозовых песчаников перекрывается слоем агломератовых туффитов мощностью от 3 до 10 м, выше которых залегает пачка, аналогичная нижележащей. На восточном фланге месторождения в составе этой пачки имеется линза известковистых алевролитов. Размеры линзы по простиранию около 200 м, по падению 60 м, мощность 10 м. Среди известковистых алевролитов встречаются одиночные слойки известняков мощностью до 10 см. Мощность этой пачки ритмичного переслаивания алевролитов и аркозовых песчаников колеблется от 40 до 45 м. Пачка перекрывается пластом пепловых туфов мощностью от 2 до 10 м, выше которых залегает горизонт алевролитов.

Подсвита фаунистически охарактеризована. Среди алевролитов обнаружены остатки криноидей: Anthinocrinus sp; Pentagoncyclicus sp (по заключению Ю.А. Дубатоловой относятся к девонскому периоду и аммонит Mesobeloceras sp, который по заключению Б.И. Богословского соответствует мантикоцеровому горизонту франского яруса.

г)  Каменноугольная система, нижний отдел, турнейский ярус, бухтарминская свита (C1tbcht).

Отложения бухтарминской свиты распространены в южной части месторождения, занимая более 50% его площади и перекрывают с угловым и стратиграфическим несогласием отложения давыдовской и каменевской свит. По литологическому составу в свите выделяются две подсвиты – нижняя и верхняя.

Бухтарминска свита, нижняя подсвита (C1tbcht1). Разрез нижней подсвиты бухтарминской свиты начинается с конгломератов, которые на отдельных участках замещаются гравелитами и песчаниками. Мощность горизонта колеблется от 5 до 10 м. Конгломераты перекрываются пачкой полимиктовых средне- и крупнозернистых песчаников, иногда переслаивающихся с гавелитами. Мощность прослоев гравелитов колеблется от 2 до 10 м, количество их среди пачки песчаников более трех. Реже среди песчаников наблюдаются прослои углисто-глинистых алевролитов мощностью до 2 м. Мощность нижней подсвиты бухтарминской свиты колеблется от 10 до 100 м, при общем уменьшении ее с запада на восток.

Бухтарминска свита, верхняя подсвита (C1tbcht2). Отложеия верхней подсвиты  бухтарминской свиты представлены преимущественно органогенными известняками. Редко среди известняков встречаются невыдержанные по мощности и размерам линзы известковистых и углисто-глинистых алевролитов. Известковистые алевролиты мощностью до 15 м чаще всего приурочиваются к низам подсвиты, а углисто-глинистые  - к средней и верхней частям разреза. В известняках обнаружены следующие формы фаунистических остатков: брахиоподы Mucrospirifer aff, Kondzatievensis Yretch, Fusella ussiensis (Folm), Rugosochonetes illinoisensis (Worth), Marginatiacf burlingtonensis (Hall), Spirifer tersiensis Folm, Rhipidomella altaica Folm, Folma tchoffia sp, криноидеи, трилобиты, одиночные кораллы и мшанки. По заключению кандидата геолого-минералогических наук И.А. Горшечниковой вышеприведенные формы брахиопод встречаются в бухтарминской свите верхнего турне. Кроме этих форм, в известняках обнаружено большое количество микроскопических остатков, которые представлены: Earlandia ex gr elegans (Raus et Reih), Eotuberitina sp., Radiospkacra sp., водоросли Yirvanella, Asphaltina, Soanina.

В. Мезозойско-кайнозойская группа

Палеозойские образования  на месторождении перекрыты чехлом рыхлых отложений мощностью от 75 до 120-130 м.

а) В основании рыхлой толщи местами установлена мел-палеогеновая кора выветривания, представленная пестроокрашенными, иногда белыми каолинитизированными глинами, обычно с пятнами и полосами гидроокислов железа. Глины плотные, жирные, часто содержат обломки коренных пород (до 25-30%). Мощность коры выветривания от 0.5-1 м до 3-15 м.

Вышележащие песчано-глинистые  отложения по литологическим особенностям и условиям залегания разделяются  на аральскую, павлодарвскую и кочковскую свиты.

б) Аральская свита (N1ar) сложена преимущественно светлыми зеленоватыми, голубовато-серыми тугопластичными глинами. Глины тонкодисперсные, жирные, с оскольчатым изломом, содержат конкреции и дендриты железо-марганцевых соединений размером до 5 мм, насыщены друзами и скоплениями гипса размером до 20 см. В низах свиты окраска глин иногда пятнистая за счет гидроокислов железа. Мощность свиты от 10 до 32 м.

в) Павлодарская свита (N1-2pv) представлена красноцветными (красно-бурыми, красно-корчневыми) глинами, плотными, пластичными и тугопластичными, жирными и полужирными. Глины содержат мелкие (1-2 мм) конкреции и дендриты железомарганцевых соединений, редкие друзы и конкреции гипса размером до 5-10 см. Мощность свиты достигает 15-20 м.

г) Кочковская свита (N2-Q) состоит из коричневато-бурых, коричневато-серых, желтовато-коричневых слабо песчанистых толщ глин с редкими прослоями более жирных. Характерны карбонатные конкреции (мергелистые стяжения) размером до 2-3 см, дендриты и налеты карбоната. Отмечаются редкие мелкие кристаллы гипса. Отдельные слои обогащены остатками фауны пресноводных моллюсков. Мощность свиты от 15 до 50 м.

д) Наиболее молодые, современные  пролювиально-делювиальные образования приурочены к долине р. Никитихи и ее левого притока, расположенных над месторождением. Мощность этих суглинков и супесей 0.5-1.5 м при ширине от 300 м до 700 м в месте впадения притока.

Первичные геохимические  ореолы основных рудных и сопутствующих  им химических элементов имеют четко  выраженное зональное строение и  располагаются перпендикулярно  к напластованию пород и руд. Вертикальная зональность ореолов выражается более высокой продуктивностью в лежачем боку меди, молибдена, кобальта, висмута, мышьяка, сурьмы. Однако кобальт при наибольшей его концентрации в лежачем боку образует более обширный, но слабо контрастный ореол в висячем. Среди отмеченных элементов более высокой контрастностью обладают молибден и цинк, соответственно в лежачем и висячем боках рудной зоны. Вертикальная зональность подчеркивается и соотношением рудных элементов.

Промышленное оруденение локализовано практически в рудном теле 1(форма рудного тела – лентообразная залежь, с отношением мощности к длине по простиранию и падению как 1:140:40. Максимальная длина рудного тела по простиранию 800 м. мощность тела колеблется от 0.5 до 17.6 м.), включающем более 99% общих запасов руды и металлов месторождения. Залегание тела с породами согласное, его контакты четкие, параллельные полосчатости (слоистости) вмещающих пород и руд. В отдельных случаях на участке развития в лежачем боку бедных вкрапленных и прожилковых руд контакты определяются по данным химического анализа на основные полезные элементы в соответствии с кондициями на руды.