Комплексная цель модуля: на примере баритового оруденения Белореченского полигона овладеть приемами описания формы рудных тел, рудовмещающих структур, вещественного состава, текстур руд.

Все изученные баритовые проявления Северо-Западного Кавказа представлены жилообразными телами, секущими по отношению к вмещающим породам, которые четко контролируются трещинной тектоникой и имеют сложную форму. По морфологии рудных тел выделяется четыре типа баритовых проявлений: системы ветвящихся и субпараллельных жил; линейные системы линзообразных жил; штокверковые системы прожилков; системы линзующихся прожилков и гнезд [4]. Большое влияние на морфологию жил оказывает состав рудовмещающей толщи: наиболее компетентными являются магматические и метаморфические породы, менее - массивные карбонатные породы, а к наименее компетентным образованиям относятся терригенные песчано-глинистые отложения, которые экранируют оруденение. Протяженность жильных залежей по простиранию колеблется от 20 до 600 м, по падению - от 30 до 350 м. Мощность отдельных жил в среднем составляет 0.3 - 1.4 м, варьируя от первых сантиметров до 5 м (иногда до 8 м в раздувах). Все залежи имеют значительную изменчивость элементов залегания.

Основными текстурами руд являются прожилковая и брекчиевая и, в меньшей степени, массивная. Баритовые тела характеризуются наличием большого количества пустот выщелачивания, камер, которые выполнены друзами, щетками и агрегатами кристаллов барита, кальцита, кварца, флюорита, анкерита, сульфидов.

Белореченское баритовое месторождение является типичным и хорошо изученным в данном регионе. Оно было разведано в 80-х годах ХХ века и в настоящее время законсервировано. Месторождение расположено на правобережье долины р. Белой, в 60 км от г. Майкопа. Геологическую ситуацию определяет приуроченность баритового оруденения к юго-восточной части Даховской горст-антиклинали, сложенной метаморфическими и интрузивными породами протерозоя-палеозоя, которые несогласно перекрываются карбонатно-терригенными образованиями триаса и юры. Месторождение представлено серией крутопадающих жил преимущественно субмеридионального простирания, крутого падения. Протяженность жил по падению - более 350 м и до 600 м по простиранию, мощность - до 3.5 м. Локализация промышленного оруденения обусловлена составом вмещающих пород, ориентировкой рудовмещающих трещин в разломных зонах и влиянием экранирующих поверхностей. Большая часть оруденения находится в слепых рудных телах. Наиболее благоприятными для образования барита являются поля развития гранитизированных пород (гранито-гнейсов, метасоматических микроклиновых гранитов) там, где они перекрываются юрскими аргиллитами и пересекаются крупными после нижнеюрскими рудовмещающими разломами. Обычно рудные тела выклиниваются у подошвы нижнеюрских песчано-сланцевых отложений, а роль второстепенных экранов играют контакты гранитоидов со слюдяными гнейсами, а также линзы серпентинитов. Баритовые жилы изгибаются в плане и разрезе, ветвятся, иногда пересекаются, их мощность резко меняется на коротких интервалах. Внутреннее строение рудных тел весьма разнообразно. Оно определяется сложным взаимоотношением массы баритов и вмещающих пород, сочетанием различных минеральных агрегатов, наличием каверн разных размеров и формы, выполненных кристаллами свободного роста барита, кальцита, сульфидов. Контакты жил обычно четкие, но в рудной массе часто заключены обломки вмещающих пород и рудные тела приобретают облик зон брекчирования. Различные минеральные агрегаты образуют полосчатую текстуру массивных жил или кокардовую текстуру брекчиевых зон. Для призальбандовых частей жил характерны карбонаты, а центральных - барит.

Ведущими рудообразующими минералами Белореченского баритового месторождения являются: барит, кварц, кальцит, анкерит. В подчиненных количествах встречаются флюорит, халцедон, а также сульфиды (галенит, сфалерит, пирит, халькопирит, марказит). К редким относятся стронцианит, гематит, псиломелан, малахит, киноварь, битуминоиды, минералы глин. За счет реликтов вмещающих пород в рудах часто встречаются плагиоклазы, слюды. Барит белый, иногда с серовато-голубоватым и желтым оттенками. Структуры руд идиоморфные средне-крупнозернистые, часты коррозионные структуры растворения и замещения. Последовательность минералообразования хорошо прослеживается в крустификационных жилах выполнения трещин, зон дробления и полостях, содержащих друзы прекрасно ограненных кристаллов. Друзовидные агрегаты Белореченского месторождения представляют большой интерес для коллекционеров.

Формирование месторождения в целом происходило в течение нескольких стадий: кварцевой, анкеритовой, кальцитовой и собственно баритовой [1], разделенных перерывами с тектоническими подвижками. Образование оруденения происходило дискретно в течение одной баритовой стадии. Из единой порции поднимающегося по трещинам и эволюционирующего раствора последовательно выделилось несколько парагенетических минеральных ассоциаций. Минералообразование регулировалось режимом серы, кислорода, концентрацией кальция (влияющей на растворимость бария), снижением температуры и изменением концентрации раствора при резкой смене давления и потерях СО₂ в трещинных зонах [5, 11]. Наиболее ранний кварцево-баритовый агрегат сменялся сульфидно-кальцитовой ассоциацией, а затем галенитово-баритовым агрегатом с флюоритом. Это зафиксировано в вертикальной зональности рудных тел. Процесс минералообразования завершался появлением в пустотах жил стронцианита, кальцита, кварца и редко позднего барита. В пределах собственно баритовой стадии выделено три генерации барита и два продуктивных агрегата минералов: кварцево-баритовый, занимающий около 80% объема руд месторождения и галенитово-баритовый с флюоритом. Критерием выделения генераций являются перерывы в кристаллизации минералов, связанные с внутрирудными тектоническими подвижками, изменением кислотности растворов и выделением сульфидов, кальцита, а также частичным растворением барита.

Ранний барит первой генерации, слагает мономинеральные и полиминеральные жилы, цементирует обломки вмещающих пород, карбонатов и кварца дорудных стадий, образуя массивные, шестоватые и друзовые текстуры. Кристаллы барита размером 0.2-0.5, а иногда до 5 см характеризуются комбинацией ромбических призм {110} и {011}с незначительным развитием второго пинакоида [1]. В ассоциации с баритом этой генерации находятся пирит и ранний кварц.

Кальцит-1 баритовой стадии кристаллизуется в виде мелко - и среднезернистых массивных агрегатов, а также друз остроромбических кристаллов (размером 0,5 - 10 см) в открытых трещинах, стенки которых выполнены частично-растворенным баритом-1, а также в маломощных прожилках, пересекающих ранний барит. Кристаллы кальцита-1 имеют зональное строение, обусловленое ритмичными присыпками пирита по зонам роста. Местами барит-1 и кальцит 1 разделяются гребенчатым марказитом. Совместно с кальцитом встречается сфалерит.

Галенит, флюорит и барит-2 кристаллизуются близкоодновременно и часто ассоциируют друг с другом. Галенит - наиболее ранний минерал из этой ассоциации и встречается в виде гнезд и невыдержанных прожилков в барите-1, кальците-1. Миноминеральные выделения галенита отмечаются в зальбандах жил, сложенных баритом-2. Желтый флюорит встречается совместно с галенитом в агрегатах из кубических кристаллов с индукционными гранями совместного роста.

Барит второй генерации имеет несколько разновидностей шестоватых и друзовидных агрегатов, которые свидетельствуют о его частой кристаллизации в открытых полостях. Он слагает полусферолиты на стенках зияющих трещин, цемент брекчий с обломками из барита-1 и иногда вмещающих пород (в том числе нижнеюрских глинистых сланцев). Отдельные индивидуумы кристаллов барита-2, размером до 0,5-1 см отличаются развитием граней пинакоида {010}и призмы {201} в комбинации с {110} и {011}. В крустификационных жилах от зальбандов к центру последовательно сменяются зоны массивного шестоватого барита-1, крупнокристаллического флюорита и полусферических агрегатов барита-2. Поверхности соприкосновения флюорита и барита второй генерации имеют индукционную штриховку одновременного роста.

Кальцит-2, стронцианит, кварц-2 и барит-3 распространены незначительно в виде кристаллов с ксеноморфными поверхностями на барите-2. Особенностями барита-3 является пинакоидальный облик кристаллов, представляющих комбинацию наиболее развитых граней {010} с ромбической призмой {201} и плохо проявленными гранями {011}.

Кроме полнокристаллических баритов выполнения открытых трещин, часть баритов месторождения образовалась за счет метасоматического замещения минералов карбонатных стадий. Они характеризуются мелкозернистыми структурами, унаследованными полосчатыми текстурами с реликтами кальцита и анкерита.

Ведущие генерации барита Белореченского месторождения обладают набором однотипных элементов-примесей (Si, Ca, Sr, Fe, Cu, Ce, La, Mg, Pb, Ni, Ti, Zr, Ag, Rb) из которых только Sr (до 3-1,8 %) по данным микрозондового анализа изоморфно входит в структуру барита. Содержание Sr относится к типоморфным геохимическим признакам баритов и составляет для основной массы баритов первой генерации - менее 1 %, а второй - 1-2 %. Присутствие других элементов обусловлено микропримесями различных минералов. Причем Mn характерен только для барита-2, а Zn - для барита-1. В розовых баритах второй генерации присутствует Hg.

К другим характерным признакам баритов относятся изменение д³⁴S от ранних к поздним генерациям от +16 до +26 ‰, повышение интенсивности термолюминесценции при 170?С в катаклазированных образцах, по сравнению с недеформированными кристаллами. Параметры кристаллической решетки баритов (а_о =8,822 - 8,915, b_о=5,397 - 5,470, c_о=7,073 - 7, 196 ?) отличаются от эталонных на сотые доли ?.

Помимо Белореченского месторождения в Белореченско-Лабинском районе известно еще несколько проявлений баритовой минерализации, которые представляют интерес для изучения и промышленного освоения. Одним из них является Черношаханское месторождение.

Черношаханское месторождение барита расположено в среднем течении реки Белой в северо-западной части в метаморфических породах девона и протерозоя Кишинского выступа Бамбакской подзоны Передового хребта. Крутопадающая и протяженная (до 300 м) зона дробления с баритом приурочена к приподнятому тектоническому блоку, к которому с севера по Хамышанскому разлому примыкает Дудушская синформа, выполненная терригенными отложениями нижней и средней юры. Рудоносная зона ориентирована вдоль субмеридиональной разрывной структуры, разделяющей молассы перми и нижнепалеозойские (?) - протерозойские метаморфические породы. Эта структура вмещает силлообразное тело брекчированных девонских порфиритов с вкрапленностью сульфидов и барит-кальцитовыми прожилками [12]. Центральную часть зоны слагает жилообразное баритовое тело, мощностью до 4,5 м (в единичных раздувах до 8,6 м), которое прослежено по простиранию на 180 м и на 170 м по падению. Руды месторождения отличаются высокой чистотой и незначительной примесью сульфидов. Они сложены баритом с гнездами кварца, вкрапленностью и прожилками галенита, реже сфалерита и пирита. Барит белый с сероватым оттенком, массивный, иногда шестоватой текстуры.

Сходными признаками характеризуются баритовые жилы рудопроявлений Яворного и Андрюкского, локализованных в пределах зоны Передового хребта в бассейне р. Малой Лабы. Они входят в состав Хацавитского рудного поля, приурочены к крутопадающим субмеридиональным нарушениям в вулканогенно-осадочных породах среднего и верхнего девона и частично в песчано-глинистых отложениях нижней юры. Мощность жил - до 1,5 м, а протяженность по простиранию до 1100 м. Руды сложены баритом с кварцем, иногда целестином, сульфиды и карбонаты практически отсутствуют, редко отмечается мелкая вкрапленность киновари. Рудным ассоциациям предшествуют многочисленные жилы кварца.

В той же структурно-формационной зоне расположено Капустинское рудопроявление, которое представлено серией баритовых линзовидных тел, залегающих согласно напластованию известняков верхнего триаса и сопровождающихся жильными трещинными образованиями субмеридионального простирания и крутого падения. Протяженность рудоносной зоны более 300 м, морфология рудных тел весьма сложная. В рудах преобладают крупнопластинчатый барит и кальцит. Иногда встречается мелкая вкрапленность галенита и халькопирита. Кальцит является более ранним минералом и образует самостоятельные жилы.

Временнбя корреляция минеральных агрегатов баритовых месторождений и рудопроявлений Северо-Западного Кавказа показывает, что ведущей для всех объектов является продуктивная кварцево-баритовая ассоциация баритовой стадии (рис. 3). Галенитово-баритовая ассоциация и анкеритовые жилы интенсивно проявлены на Белореченском и Черношаханском месторождениях. Флюорит, стронцианит и барит-3 характерны только для Белореченского месторождения, а целестин при отсутствии минералов карбонатных стадий - для Яворного рудопроявления. Наиболее ранние кварцевые жилы не встречены на Капустинском рудопроявлении, локализованном в верхнетриасовых известняках.

Рис. 3 Временнбя корреляция минеральных агрегатов баритовых месторождений и проявлений Северо-Западного Кавказа: признаки последовательного роста: 1 - пересечение, 2 - цементация обломков, 3 - замещение, 4 - обрастание, 5 - неравномерная вкрапленность и 6 - гнёзда, 7 - крустификационные жилы выполнения, 8 - растворение с последующим дорастанием кристалла. Признаки совместного роста: 9 - твердые сингенетичные включения минералов, 10 - частично одновременный рост индивидов с индукционными поверхностями. Минералы: Q кварц, Ank - анкерит, Bar-1, Bar-2, Bar-3 - барит первой, второй и третьей генераций, Calc - кальцит, Fl - флюорит, Str - стронцианит, Cls - целестин, Pyr - пирит, Sph - сфалерит, Gal - галенит.

Геохимические спектры баритов рудопроявлений, локализующихся в девонских вулканогенно-осадочных породах и известняках триаса близки к баритам Белореченского месторождения. К их особенностям относятся отсутствие примесей Ca и Zn (за исключением Капустинского проявления), несколько пониженными содержаниями Mg, Fe, Cu, Pb, а для Черношаханского проявления - максимальное количество примеси Sr (до 2,6%).

Для Белореченского месторождения, разведанного штольнями до глубины 680 м, установлено два типа первичной минеральной зональности. Первый из них проявлен в преимущественной локализации кварцевых и карбонатных жил ранних стадий на глубине, а баритовых жил в приближении к поверхности. Второй тип зональности (отложения) выражается широким развитием в одних и тех же трещинах наиболее ранней кварцево-баритовой ассоциации на нижних горизонтах месторождения, а поздней - галенитово-баритовой с флюоритом, на верхних горизонтах.

Проектные задания к модулю 3

1. Изучить и проанализировать геологические планы штольневых горизонтов Белореченского месторождения, проекции баритовых жил на вертикальные плоскости и др. фондовые материалы.

2. Собрать минералогические коллекции по баритовым объектам полигона и составить собственную схему минералообразования на основе отобранных образцов.

3. Провести лабораторные исследования минералов и вмещающих пород.

Тесты рубежного контроля