Металлогеническое районирование. Пермский край

Металлогеническое районирование Пермского края проведено на основе геологического изучения (ГСР и ГДП 50-200), научных обобщений представленных в минерагениче-ских работах Р.Г. Ибламинова, Г.В. Лебедева по Северному и Среднему Уралу в пределах Центрально-Уральского поднятия (ЦУП) и Западно-Уральской зоны складчатости (ЗУЗС), минерагенических исследованиях (ГМК-500) в частях листов номенклатуры О, Р-40, (выполненных по заказу МПР РФ), а так же на основе работ по оценке перспективности края на некоторые рудные полезные ископаемые и установления новых рудоконтролирующих формаций платины С.Б. Сусловым.

При исследовании использовалось компьютерное геолого-картографическое моделирование (ГКМ) в технологиях геоинформаци-онных систем (ГИС) с пространственным анализом сочетания прогнозных критериев и минерагенических факторов.

Всего было использовано 7 прогнозных критериев: пространственно-генетический, формационно-стратиграфический, геоморфологический (анализ современной модели рельефа), тектонический (линеаментный анализ и влияние тектонических разломов), опробования и критерий аномалий. По формационно-стратиграфическому критерию был определен минерагенический фактор 1-го рода, а по пространственному сочетанию про- чих прогнозных критериев – минерагениче-ский фактор 2-го рода. Места максимального сочетания факторов были выделены в мине-рагенические узлы, как известные, так и вновь установленные и пересмотренные [1, 2, 4, 6 – 12, 15 – 17, 14 – 16, 19 – 23, 25, 27].

Территория Пермского края находится на сочленении двух тектонических структур 1-го порядка: Восточно-Европейской платформы и Уральской складчатой системы [23]. По этой причине были применены различные подходы к исследованию. При изучении Урала использовался принцип от частного к общему, что позволило последовательно выделить: мине-рагенический узел (полоса)-район-провинция (пояс), в ходе исследования платформы, наоборот, принцип от общего к частному, дающий возможность выделить последовательно: провинции – районы (без выделения узлов).

Таким образом, для территории Пермского края были установлены четыре рудные провинции (две для Восточно-Европейской платформы и две для Уральской складчатой системы).

ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКАЯ ПЛАТФОРМА

Районы

• II.1.    Медистых песчаников (Cu, V, Pt)

• II.2.    Калийно-магниевых солей (Na, K, Rb, Li, Cs, Fr, Be, Mg, Sr, Ba, Ra, Au, Pt, МПГ)

УРАЛЬСКАЯ СКЛАДЧАТАЯ СИСТЕМА

• III.    Рудный пояс ЦУП

  • III.1.    Вишерский рудный район (Ti, Zr, Au, Mn, Fe, W, РЗМ)

Узлы

• III.1.1.    Мойвинский (Au)

• III.1.2.    Чувальский (Au, Mn, Fe)

• III.1.3.    Посьмакский (Au)

• III.1.4.    Юбрышкинско-Шудьинский (Ti, Zr, Au, W)

• III.1.5.    Чурольская полоса (Pt, МПГ, Ti, Zr)

• III.1.6.    Молмыс-Кадьинская полоса (Pt, МПГ)

• III.2.    Чусовской район

Узлы

• III.2.1.    Щегровитский (Fe)

• III.2.2.    Косьвинско-Койвинская полоса (Pt, МПГ, V)

• III.2.3.    Золотая Горка (Au)

• III.2.4.    Кырминский (Au)

• III.2.5.    Рассохинский (Cr)

• III.2.6.    Хмелевский (Cr)

• III.2.7.    Шакюровский (Cr)

• III.2.8.    Гравитационная аномалия (Cr)

• III.2.9.    Сарановский (Cr)

• III.2.10.    Вижайский (Cr)

• III.2.11.    Кусьинский (Cr)

• IV.    Рудный пояс Тагильско-Магнитогорского прогиба (ТМП) Узлы

• IV.1.1. Верхне-Исовский (Au)

• IV.1.2. Выя-Туринский (Au) и 16 узлов за пределами края.

Узлы III.2.5 – III.2.11 составляют Сара-новское поле хромитовых руд.

1.    Восточно-Европейская платформа

Ветлужская рудная провинция выделена по золотоносному аллювию рек севера Восточно-Европейской платформы, известного с 30-х гг. – это аллювий рек Кубень, Вага (Вологодская область), Большой Парюг, Пенома, Вохма (Костромская область), Малома, Во-лманга, Лекма и др. (Кировская область). Площадь распространения золотоносного аллювия занимает обширный ареал, включающий Вологодскую, Кировскую, Костромскую области, Республику Коми и северо-западную часть Пермского края. В структурнотектоническом плане Ветлужская провинции в пределах края развита по Верхнекамской впадине. В 1999 г. сотрудники Центрального научно-исследовательского геологоразведочного института цветных и благородных металлов установили весовое содержание золота в аллювии рек этого ареала. До этого, в 70-х гг., в аллювии рек Кировской и северозападной части Пермской областей содержание золота, близкое к промышленному, было установлено лабораторией осадочных полезных ископаемых Пермского государственного университета (Б.К. Лунев, Б.М. Осовецкий). По геологическим работам, проведенным в 1970-1980 гг., были оценены прогнозные ресурсы золота аллювия рек Лолог, Коса, Черная и др. (Угрюмов, 1976). В 2004-2007 гг. в бассейнах рек верховьев Камы, в пределах Пермского края, Естественнонаучным институтом Пермского государственного университета (В.М. Наумов, 2007) был определен ресурсный потенциал золота Верхнекамской впадины.

Кроме золота в аллювии рек встречается платина. Пространственно аллювиальная золотоносность связана с мезозойскими отложениями рудной юры, терригенным триасом и мелом. Золото и платина мелкие, содержание их - от нескольких до 100 мг/м3. Прогнозные ресурсы в пределах края оценены в 10 т (Угрюмов, 1976). Происхождение золота и платины в аллювии платформенных рек остается дискуссионным вопросом.

Железорудная формация верхней юры, представленная алевро-аргиллитами и глинами с конкрециями, прослоями сидерита и лимонита, обеспечивает проявления железа и полиметаллов (Кировская область).

С триасом и мелом связана фосфоросодержащая формация с содержанием фосфора до промышленных значений – Верхнекамское месторождение фосфоритов (Кировская область). Судя по прямой положительной корреляции содержаний фосфора и урана в осадочных отложениях, можно предположить формирования урано-фосфорных месторождений [5].

В пределах края, исходя из прогнозных критериев и минерагенических факторов, установлены золотоносные районы: Веслянский и Косинский с аллювиальными россыпями мелкого золота.

Возраст провинции, судя по рудогенерирующим формациям золота: триас-юра (T-J), с учетом формаций фосфора – триас-мел (T-K).

Предуралький эвапоритово-рудный пояс входит в обширный Волго-Уральский эвапоритовый ареал, расположенный по окраине Восточно-Европейской платформы от Северного Ледовитого океана до Каспийского моря [24]. В структурно-тектоническом плане он простирается по Предуральскому краевому прогибу (ПКП), восточной части Камской моноклинали, Калтасинскому авлакогену и связан с молассовой формацией кунгурского и уфимского ярусов перми.

Геологический разрез Предуральского эвапоритово-рудного пояса состоит из трех структурных этажей (снизу вверх): первый структурный этаж – от нижнего девона до ар-тинского яруса нижней перми; второй – от кунгурского яруса до соликамской свиты уфимского яруса верхней перми – состоит, в нижней части из карбонатов, в верхней – из эвапоритов: натриевых, калий-магниевых солей, ангидритов и доломитов березниковской свиты, а на юге края – из ангидритов, гипсов и известняков иренского горизонта, эвапориты перекрываются соляно-мергельными и карбонатными толщами соликамской свиты; третий этаж (терригенный) представлен красноцветными глинистыми, алеврито-аргилитовыми отложениями с медистыми песчаниками шешминской свиты уфимского яруса [25-27]. С первым этажом пояса связаны месторождения нефти, со вторым – соли, щелочные, щелочноземельные и благородные металлы, с третьим – переходные металлы [25-27].

Возраст Предуральского эвапоритоворудного пояса соответствует временному интервалу формирования второго и третьего структурных этажей.

В пределах Предуральского эвапоритоворудного пояса выделены минерагенические районы калийно-магниевых солей, медистых песчаников и поле положительного минераге-нического фактора стронция и гипса.

Район калийно-магниевых солей соответствует Верхнекамскому месторождению калий-но-магниевых солей (ВКМКМС), находится в Соликамской впадине ПКП. В состав солей входят калий, магний и рубидий. Соляная залежь представлена галогенной формацией березниковской свиты кунгурского яруса, перекрытой соликамской и шешминской свитами уфимского яруса. Березниковская свита раз- делена снизу вверх на толщи: гипсовоглинистую подсолевую и соляную, состоящую из литозон – подстилающей соли, силь-винит-картналлитовой зоны и покровной соли. Содержание золота в солях соответствует содержанию золота в водах мирового океана на широте тропиков (5 10-6 %). Верхняя соляная литозона (покровная соль) отсутствует на галокинезных куполах, в экзотектонических прогибах (Дуринском и Боровицком) и по краям калийной залежи. В местах отсутствия покровной соли формировались гипсовоглинистые шляпы, как продукт выщелачивания и растворения солей – глинистые отложения со вторичным гипсом и нерастворимым остатком. В отложениях гипсово-глинистых шляп содержание золота составляет 1,5 г/т, платины 2,0 г/т. Мощность шляп невелика – от 0,5 до 1 – 2 м, глубина их залегания – от 20 до 100 м [26]. Кроме золота и платины в гипсово-глинистых шляпах возможно скопление редкоземельных металлов, обнаруженных в техногенном осадке солей. Ресурсы золота и платины оцениваются в 400 тыс. т для каждого металла.

Район медистых песчаников входит в состав Предуральского эвапоритово-рудного пояса, по геологическому разрезу относится к третьему структурному этажу пояса. Содержание меди в шешминских песчаниках – в среднем 3%. Иногда встречается самородная медь. Кроме меди обнаружены ванадий (0.3%) серебро, платина, палладий и редкоземельные металлы [26]. Отмечаются малахит и азурит. По проявлениям ванадия можно выделить два подрайона: северный и южный. Северный находится на правом берегу р. Камы, напротив Верхнекамского месторождения (пос. Усолье). Южный район занимает пространство от г. Перми до пос. Ашап на Верхне-Камской возвышенности. Прогнозные ресурсы ванадия оцениваются в 340 тыс. т, меди – 500 тыс. т. [18, 27]

2.    Уральская складчатая система

Большинство металлов (95%) сосредоточено в докембрии ЦУПа. Несмотря на установленные проявления металлов в ЗУЗС, положительные минерагенические факторы в зоне отсутствуют. Это обусловлено отсутствием магматических комплексов и прямой литолого-стратиграфической корреляцией разрезов верхнепалеозойских отложений платформы и

ЗУЗС складчатого Урала до верхнего карбона-ассельского яруса нижней перми.

Так, терригенный нижний девон платформы, с угловым несогласием и размывом залегающий на докембрийском основании, сменяющийся на карбонатную толщу, идентичен терригенной такатинской свите нижнего девона и карбонатам лохковского и пражского ярусов ЗУЗС. Средний девон и живетский ярус также однотипны – карбонатнотерригенный и терригенный с железными рудами пашийской свиты. В турне – карбонатная толща с прослоями песчаников, в визе – терригенно-карбонатная, угленосная и единая карбонатная формация органогенных известняков вплоть до нижней перми. Различие начинается в конце верхнего карбона. Для Урала характерны песчаники уткинской свиты, для платформы – карбонаты. С ассельского яруса различия уже более существенны. Для платформы типичен карбонатный разрез с ду-ванскими рифами, для Урала – терригенный. Артинский и кунгурский ярусы платформы и ПКП – это карбонатные отложения с эвапоритами, Урала – терригенные, часто крупнообломочные отложения. В структурнотектоническом плане верхнепалеозойские породы ЗУЗС смяты в складки и надвинуты на эти же, но горизонтально залегающие породы.

Минерагенические районы Уральской складчатой системы следующие.

Вишерский рудный район соответствует южной части Ляпинско-Кутимского меган-тиклинория и северной части Улсовско-Висимкого мегасинклинория. В районе выделено 4 минерагенических узла и 1 полоса (пространственно удлиненный узел).

Мойвинский узел золота, вольфрама и хромитовых руд пространственно связан с двумя массивами магматических комплексов. Первый массив представлен вишерским магматическим комплексом среднего-верхнего ордовика (O2-3vr) серпентинитов и клинопироксе-нитов, второй – мойвинским магматическим комплексом нижнего силура (S1mv) гранитов, лейкогранитов, гранодиоритов и кварцевых диоритов. Массивы пространственно соединяются друг с другом, находятся в районе впадения р. Ольховки в р. Большую Мойву. Мойвинский массив является рудогенерирующей формацией золота. С его контактом связаны проявления вольфрама. Ультрабазиты вишерского магматического комплекса служат предпосылкой установления хромито- вых руд. Магматические комплексы узла относятся к ультрамафитовой и гранодиорит-сиенитовой формациям каледонского цикла

Чувальский узел золота, железа, марганца известен с XVIII в. В его составе Чувальское проявление железа, марганца и золото осадочной группы кор выветривания. Прогнозные ресурсы железа оценены в 20 тыс. т, марганца – в 7 тыс. и золота – в 20 т [18, 27]. Генетически и пространственно железо и марганец связаны с чувальским метабазальтовым комплексом среднего-верхнего ордовика (O 2-3 cv) базальтовой формации каледонского цикла и чувальской свитой (O 2-3 cv) хлорит-серицит-кварцевых сланцев. Чувальский ме-табазальтовый комплекс представлен пикритами, кварцевыми латитами и плагиодацита-ми.

Узел охватывает проявление коренного золота «Чувальска жила» сульфидно-кварцевой формации, находящееся на правобережье р. Вишеры, где золотоносные кварцевые жилы инъецируют силурийские карбонаты. Узел расположен по правому и левому берегам р. Вишеры, на отрогах Чувальского хребта. Он может быть разделен на два самостоятельных узла – по правому берегу, с проявлением золота «Чувальская жила» и по левому – Чу-вальское железо-марганцево-золотоносное проявление.

Посьмакский узел золота, урана и тория связан с Главным Уральским разломом и массивами посьмакского магматического комплекса нижнего силура (S 1 ps), гранитов гра-нодиорит-сиенитовой формации каледонского цикла. Породы комплекса являются рудогенерирующей формацией золота, урана, тория и служат геологической предпосылкой установления месторождений рудного золота магматического и метаморфического генезиса. Прогнозные ресурсы могут быть оценены в 10 т золота.

Юбрышкинско-Шудьинский комплексный узел титана, циркония, ванадия, золота, вольфрама, платины, урана, тория, ниобия, тантала и редких металлов выделен по комплексу минерагенических факторов, совпадающих с известными проявлениями. Он может быть разделен на ряд самостоятельных узлов.

Рудогенерирующие формации титана, циркония, ванадия и редких металлов относятся к магматической и метаморфической группам.

Магматическая группа – это массивы ише-римского метагаббро-долеритового комплекса (R 3 is) байкальского цикла (ранее возраст комплекса устанавливался, как средне-верхне ордовикский каледонского цикла). Породы комплекса представлены метагаббро-долеритами, метадолеритами и метапироксенитами с титановыми рудами. Толща руды вскрыта на г. Юбрышка в виде линзы пикроксенитов мощностью до 20 м с титаномагнетитом. Содержание TiO 2 составляет 30% [18, 27]. С титаном ассоциируют ванадий, скандий, галлий, германий, родий и иридий [3].

Метаморфическая группа представлена кварцитопесчаниками, альбит-хлорито-слюдисто-кварцевыми сланцами, магнетитсо-держащими, вверху – углистыми расьинской свиты (R 2 rs) и кварцитопесчаниками и гравелитами с прослоями титан-циркониевых руд ишеримской свиты (R 3 is). Прогнозные ресурсы титана (по TiO 2 ) оцениваются в 40 млн. т.

Сланцевая, углистая толща расьинской свиты, инъецированная дайками основного состава чурольского габбро-долеритового магматического комплекса представляет собой также рудосодержащую формацию платины (резервные руды платины).

Рудогенерирующей формацией золота, урана, тория, вольфрама, ниобия и тантала является мойвинский магматический комплекс нижнего силура (S 1 mv), а в южной части узла – тела расьинской субпластовой интрузии тоналитов-плагиогранитов каледонского цикла. С этими массивами связаны скарны с полиметаллами, золотом и вольфрамом. При ГСР-50 в ближнем аллювии установлена шеелитовая минерализация близкая к промышленной.

Чурольская платиноносная полоса выделена по положительным минерагеническим факторам и рудосодержащей формации платины черносланцевой толщи расьинской свиты (R 2 rs). Полоса шириной до 5 км прослеживается от Чувальского камня на севере до р. Большой Лямпы на юге. В полосе развиты дайки габбро-долеритов и долеритов чуроль-ского магматического комплекса. При ГСР-50 были установлено содержание платины и оценены ресурсы на локальных участках с дайками габбро-диабазов. Черносланцевая толща расьинской свиты, как рудосодержа-шая формация платины не изучалась. Дополнительными металлами металлогенической полосы являются титан и цирконий.

Таким образом, Вишерский рудный район контролирует титан, цирконий, ванадий, золото, вольфрам, уран, торий, ниобий, тантал, редкие металлы, а также платину и металлы платиновой группы. Узлы и проявления магматической группы отвечает байкальскому и каледонскому магматическому циклу (R 2 -O 2-3 -S 1 ). Прявления метаморфической группы – среднему-позднему рифею (R 2 -R 3 ).

Молмыс-Кадьинская полоса не входит в районы, выделена по положительным минера-геническим факторам. В ней сочетаются платина, уран, торий и ванадий. Полоса прослеживается от истоков р. Молмыс на севере до среднего течения р. Кадь на юге. Ширина полосы меняется от 3 до 15 км, длина ее составляет 68 км. Минерагеническая полоса генетически связана с бутонской свитой (V 1 bt ) углисто-глинистых фосфатизованных сланцев и песчаников. Основной металл узла это уран и торий, дополнительными металлами являются платина, осмий, иридий и редкоземельные металлы. В пределах полосы установлены проявления молибдена, вольфрама, меди, цинка, кобальта.

Бутонская свита входит в красноцветную субформацию спарагмитовой формации венда Западного Урала и Восточно-Европейской платформы, выделенной в 1985 г. Ф.А. Кур-бацкой [13, 14]. Необходимо отметить, что максимальное содержание P 2 O 5 , как индикатора урана и тория характерно для сероцветной субформации. Так в песчаниках танин-ской свиты максимальное содержание P 2 O 5 – 25% [14]. Сероцветную субформацию, имеющую площадное развитие (танинская и гарев-ская свиты венда), можно рассматривать как положительный минерагенический фактор урана и тория.

Чусовской рудный район – традиционный рудный район Урала. Его составляют следующие узлы.

Щегровитский узел железа, ванадия, марганца выделен по минерагеническим факторам, основным из которых является геофизический – локальные, кучные магнитные аномалии [4]. Узел находится в районе истоков рек Большая и Малая Ослянка. Железо связано с щегровитским базальтовым комплексом (R 2 сg) байкальского цикла. Площадь узла по аномалиям составляет 70 км². Ресурсы железа предварительно можно оценить в 1 или более млрд. т. Кроме железа возможно содержание ванадия и марганца.

Косьвинско-Койвинская платиноносная полоса протягивается от долины р. Косьвы до р. Койвы и далее на юг за пределы края. Ширина полосы изменяется от 1,5 до 9 км, длина в пределах края – более 100 км. С полосой связаны платина, металлы платиновой группы, уран, торий, ванадий, марганец и редкоземельные металлы. Рудогенерирующей формацией являются черносланцевые, фосфати-зовнные толщи бутонской и койвинской свит (V 1 bt , V 1 kv ) нижнего венда - углистоглинистые, фосфатизованные, пестроцветные глинистые и гематитовые сланцы с вулканитами дворецкого комплекса.

Свиты входят в красноцветную субформацию спарагмитовой формации Западного Урала, выделенной Ф.А. Курбацкой [13,14]. По данным С.Б. Суслова (2006) платина и металлы платиновой группы в связанном состоянии, имеющие содержание близкое к промышленному, обнаружены в черносланцевых толщах и гематитовых сланцах свит этой субформации. Кроме того, возможны скопления урана и тория. Так, западнее полосы выделено минерагеническое поле ванадия по щегровитскому массиву и Коростелевское проявление редкоземельных металлов, характеризующееся повышенной радиоактивностью.

Узел Золотая Горка назван по наименованию проявления рудного золота. Генетически связан с журавлинским верлит-габбро-кварцево-сиенитовым магматическим комплексом кварцевых сиенитов и сиенит-порфиров (V 1 gr) байкальского цикла. Узел включает территорию пос. Теплая Гора и его окрестности.

Кырминский узел золота находится южнее Золотой Горки, в междуречье Кырмы и Койвы и также связан с журавлинским верлит-габбро-кварцево-сиенитовым (V 1 gr) магматическим комплексом.

В обоих узлах выявлены предпосылки и признаки золота магматического и метаморфического генезиса. В этом направлении узлы изучены недостаточно.

Сарановское поле хромитовых руд выделено в Чусовском районе по рудным узлам хрома и ультрабазитам сарановского габбро-дунит-гарцбургитового комплекса (R3sr) габбро-анортозитов, дунитов с хромовыми рудами и сиенитами. С ультрамафитами комплекса связаны хром, платина, осмий, иридий. В поле входят 7 узлов, в том числе Саранов- ский с месторождением хромовых руд. Узел Гравитационная аномалия выделен по локальной аномалии, возможно, глубинных ультрамафитов. Наиболее перспективным узлом является Шакюревский. Сарановское поле связано с региональным субширотным линеаментом, который прослеживается от пос. Косьи (восточный склон Урала, южнее г. Качканар), через пос. Медведка до г. Ижевска.

Прогнозная оценка хрома металлогениче-ского поля оценивается в 40 млн.т.

Таким образом, Чусовской рудный район контролирует хром, железо, золото, платину, уран, торий и редкоземельные металлы. Узлы хрома, железа и золота магматической группы отвечают байкальскому и каледонскому циклам (R 2 -S 1 ); платиноносная полоса – спарагмитовой формации венда (V) [13,14].

Верхне-Исовский узел золота входит в состав рудного пояса ТМП, находится в истоках р. Ис и контролируется Главным Уральским разломом. Узел связан с плагиогранитами кривинского габбро-гранитоидного комплекса (O 3 kr) габбро-гранитоидной формации каледонского цикла.

Выя-Туринский узел золота также входит в состав рудного пояса ТМП. Он может быть разделен на ряд отдельных узлов, находящихся на западной окраине Тагильского мегасинклинория. Россыпное золото узла связано с Главным Уральским разломом и интрузиями кислого состава кривинского габбро-гранитоидного (O₃kr), ломовского гранитового (S 1 lm), ольвинского диорит-гранитового (S 1 ol) и тылайского (S 1 tl) сиенитового комплексов каледонского цикла.

В рудный пояс ТМП входят также известные минерагенические узлы платины, связанные с качканарским дунит-клинопироксенит-габбровым (O 3 -S 1 k) и тагилокытлымским габбро-норитовым (O 3 -S 1 tk) комплексами ультрамафтовой формации каледонского цикла.

Все россыпи золота складчатого Урала рудных поясов ЦУП и ТМП, кроме Чуваль-ского проявления кор выветривания, пространственно сочетаются с интрузиями кислого состава. Однако, детального геологического изучения с целью выявления рудного золото магматического и метаморфического генезиса в крае не проводилось.

Хочется отметить, что некоторые известные проявления, такие, к примеру, как проявление вольфрама Вейнберг не образовали ми- нерагенические узлы, это объясняется недостаточным сочетанием прогнозных критериев.

Выводы

• 1.    Пространственное распределение металлов минерагенических подразделений Пермского края составляют три группы: 1) металлы, характерные для Восточно-Европейской платформы, 2) металлы, характерные для Уральской складчатой системы, и 3) повсеместно распространенные металлы.

Металлы первой группы – это щелочные, щелочно-земельные металлы Предуральского эвапоритово-рудного пояса. Рудогенерирующей формацией их являются эвапориты кунгурского яруса нижней перми.

Металлы второй группы – это черные, цветные, благородные, редкие металлы и редкоземельные металлы рудных поясов ЦУП и ТМП. Рудогенерирующими формациями этих металлов являются магматические комплексы