Черные углеродсодержащие сланцы Неркаюского комплекса восточного склона Приполярного Урала

При предварительных исследованиях водораздела рек Парушор и Ниж. Дзяляю, на восточном склоне Приполярного Урала, была выявлена геохимическая аномалия молибдена и ванадия в черных сланцах. Целью данной работы были подробное изучение этих сланцев, заверка выявленных ранее геохимических аномалий молибдена и ванадия и установление форм его нахождения в породах. Для ее осуществления были проведены литологическое и петрографическое описание пород и дана их геохимическая характеристика с использованием комплекса методов, включающего полуколичественный спектральный анализ (ПСА), определение содержания Сорг, анализ химического состава и петрографическое изучение.

Изученные породы относят к погу-рейской свите (Є3—O1pg). По результатам определения содержания Сорг можно сказать, что часть их можно классифицировать как черные сланцы. Как известно, по содержанию Сорг черные сланцы разделяются на три группы: низкоуглеродистые (1—3 %), углеродистые (3—10 %) и высокоуглеродистые (более 10 %). По-видимому, это разграничение имеет неформальный смысл и связано с важными особенностями генезиса этих пород. В нашем случае черные сланцы следует относить к группе углеродистых сланцев, так как содержание органического вещества в них колеблется от 4 до 6 %.

Анализ данных, полученных путем полуколичественного эмиссионного спектрального анализа пород, показал аномальные содержания Cr, Mn, Ti, V, P.

Природа аномальных накоплений хрома в черных сланцах никем специально не изучалась. Если содержание хрома коррелируется с содержаниями Ni, V и другими элементами группы Fe, естественно допустить, что причиной его накопления является присутствие петрогенного фемического материала, например базитовой пирокластики. Другим источником хрома могут быть коры выветривания по базитам или ги-пербазитам. Отличительным призна- ком такого генезиса хрома должен быть гидролизатный состав породы: накопление в ней глинозема и (или) железа (fiдович, Кетрис, 1991).

Bо всех случаях отмечается накопление марганца в черных сланцах, но присутствует он почти исключительно в карбонатной форме. Силикаты марганца возникают только при метаморфизме. Фоновым содержанием Mn в черных сланцах является 200—800 г/т, аномальным — 800—1200 г/т. Содержание 1200—1600 г/т характеризуется как сильные аномалии. В нашем случае содержание марганца можно считать aно-мальным, а форму его нахождения в породе — скорее всего силикатной, о чем свидетельствует наличие граната.

Титан не принадлежит к типовым элементам-примесям черных сланцев, несмотря на то, что известны некоторые кремневые организмы-концентраторы этого элемента. Формы нахождения Ti в черных сланцах не изучались, поэтому доля аутигенных форм неизвестна. Наличие Tiорг. в небольших количествах не исключено — вероятнее всего, в неметаморфизованных черных сланцах. По аналогии с углями следует ожидать, что при метаморфизме черных сланцев происходит миграция титана. Здесь возможно образование аутигенных форм титановых минералов.

Все сингенетичные аномалии Ti в черных сланцах не связаны с накоплениями Сорг. Среди них можно выделить два типа: вулканогенный (за счет базитовой или ультрабазитовой пиро-кластики) и терригенный (в результате размыва кор выветривания по бази-там). Ко второму типу следует, по-ви-димому, относить и сланцы с повышенным содержанием метаморфоген-ного ильменита, имеющие важное промышленное значение.

Кларк ванадия в черных сланцах составляет 180—200 г/т, что вдвое превышает его значение для осадочных пород. Таким образом, ванадий является типовым элементом черных сланцев. Аномальным для них можно считать содержание ванадия более 400 г/т, рез- ко аномальным — более 800 г/т. В числе минеральных форм ванадия, в терригенных и вулканогенных образованиях, несомненно, имеются и аутигенные, возникшие в процессе перехода ванадия органического в ванадий минеральный. В частности, известны сульфиды ванадия (патронит, сульфанит и др.) и ванадийсодержащие силикаты (слюды, смектиты, гранаты и др.). По мере развития процессов ката- и метагенеза формы ванадия претерпевают трансформацию. Bо-первых, низкомолекулярные порфириновые и гуминовые комплексы полимеризуются и аромати-ризуются, во-вторых, происходит убывание форм Vорг. за счет перехода их в формы Vмин. Первое типично для невысоких стадий катагенеза, второе — для позднего катагенеза и метагенеза (fiдович, Кетрис, Мерц, 1990). В данном случае ванадий присутствует исключительно в органической форме.

Наиболее интересными являются аномалии фосфора. В настоящее время в Лемвинской зоне известны два основных фосфатоностных уровня: силурийский, связанный с фосфатоносными отложениями харотской свиты, и нижне-среднекарбоновый, приуроченный к черным сланцам и известняковым конглобрекчиям воргашорской и яйюской свит.

Фосфатоносность харотской свиты силура известна достаточно давно, и поисковые работы на фосфор в той или иной мере проводились при проведении всех геолого-съемочных и поисковых работ в Лемвинской зоне. Фосфатопро-явления встречаются практически в каждом районе развития свиты. В западной и центральных подзонах Лем-винской зоны они приурочены, как правило, к нижней черносланцевой подсвите, a в восточной — отмечаются по всему разрезу свиты. Фосфориты принадлежат к двум геолого-промышленным типам: микрозернистым и желва-ковым. Проявления микрозернистых фосфоритов довольно однообразны и представлены пачками фосфатосодержащих сланцев (1—5 % Р₂О₅) и бедных 21

фосфоритовых руд (6—20 % Р2О5) мощностью 2—15 м.

Наиболее типичные и многочисленные проявления таких фосфоритов установлены в разрезах харотской свиты западного фациального типа в районе Парнокского железо-марганцевого месторождения (на р. Парнокаю, в скважинах и канавах участка Восточный) и в долине р. Б. Пайпудына на Софронов-ском месторождении фосфоритов. Кроме того, они широко представлены и в других районах развития харотской свиты, например на р. Харота, руч. Лек-вож, р. Нияю.

Фосфатопроявления на р. Парнокаю были выявлены fl. Э. fiдовичем в 1982 г. во фтанитах, выходящих в знаменитом «Парнокском тектоническом окне» К. Г. Войновского-Кригера. В дальнейшем, при проведении геологического доизучения Грубеинской площади и поисковых работах на марганец они были изучены более детально. При массовом геохимическом опробовании разреза и горных выработок был обнаружен ряд новых проявлений на правобережье руч. Пачвож (участок Восточный). В целом все эти проявления обладают сходными геологическими особенностями.

Для более точного определения содержания нахождения фосфора в породе был проведен химический анализ проб, в которых, по данным спектрального полуколичественного анализа, содержание фосфора превышало средне-кларковое (1800—1500 г/т). Результаты химического анализа приведены в таблице. B первом столбике приведены содержания Р2О5 %, а во втором содержание апатита, вычесленное с помо-

Содержание фосфоритов и фосфатов в черных сланцах погурейской свиты

щью формулы: Ap = 3.12∙Р2О5 (fiдо-вич, Беляев, Кетрис, 1998).

При описании шлифов также было выявлено присутствие апатита, до 3 %. Таким образом, можно с уверенностью сказать, что фосфор в породе находится преимущественно в минеральной форме, в виде апатита, а доля органического фосфора незначительна.

Аномально высокое содержание Mо в сланцах не подтвердилось. Однако подтвердилась аномалия V, но, к сожалению, выявить минеральную форму его нахождения в породе не удалось. Скорее всего он присутствует исключительно в органической форме, о чем свидетельствует зависимость содержания ванадия в породах от доли органического вещества.

При исследовании химического состава пород были выявлены новые аномалии таких элементов, как титан, хром, марганец и фосфор. Наиболее интересными и перспективными представляются аномалии фосфора. Его содержание в черных сланцах превосходит среднее содержание в земной коре более чем в три раза. Для точного оп- ределения количества минерального фосфора в породе был проведен химический анализ, который показал, что содержание Р2О5 колеблется от 1 до 4 % . Это почти соответствует содержанию Р2О5в бедных фосфоритовых рудах, которые являются сырьем для производства фосфатных удобрений.

Таким образом, сланцы изучаемого нами неркаюского комплекса могут быть перспективными в плане поиска фосфоритовых руд, однако, чтобы выяснить это, требуется дополнительное изучение данных пород.