Месторождения карбонатной формации залегают в доломитизированных или ороговикованных породах. Рудные тела связаны с элементами складчатых форм и разрывами. В первом случае развиваются пластовые и седловидные рудные тела, во втором — трубы, трубчатые жилы и неправильные метасоматические рудные залежи. Отчетливо проявляется локальная связь оруденения со штоками гранит-порфиров и дайками диабазовых порфиритов.
Минеральный состав руд относительно простой: пирит, пирротин, иногда арсенопирит, сфалерит, галенит, буланжерит, энаргит, блеклые руды, карбонаты (анкерит, доломит, сидерит, родохрозит), редко кварц и барит. Существует явный контроль оруденения крупными разрывными нарушениями. Месторождения широко распространены в Восточном Забайкалье, Восточной Сибири (им. Барвинского, Таборное и др.), в Средней Азии, а также в США (Тинтик), Иране (Ангуран, Шахкух и др.) и в других провинциях.
Месторождения Восточного Забайкалья. Большая часть свинцовоцинковых месторождений Восточного Забайкалья приурочена к Приаргунскому полиметаллическому поясу, выделенному С. С. Смирновым. В пределах этого пояса обнажается комплекс нижне-палеозойских и протерозойских отложений, представленных интенсивно смятыми в складки переслаивающимися пластами известняков и сланцев. Эти отложения слагают крупные ксенолиты среди прорывающих их палеозойских гранитоидов, с которыми они часто контактируют по разрывным нарушениям. Палеозой перекрыт мезозойскими песчано-конгломератовыми отложениями нижней — средней юры и эффузивно-осадочными образованиями верхней юры, а также песчано-глинистыми отложениями нижнего мела. В пределах рудных полей обнажаются штоки гранит-порфиров, прорывающие все толщи, включая отложения верхней юры.
Свинцово-цинковое оруденение сформировалось в раннемеловое время. В полиметаллическом поясе залегает серия месторождений и рудопроявлений, разрабатывавшихся в XIX и в начале XX вв. Главнейшие из них эксплуатируются в настоящее время Нерчинским рудоуправлением. Более 90% всех месторождений залегает в карбонатных породах. По структурно-морфологическим особенностям в Приаргунском полиметаллическом поясе выделяются линзообразные рудные тела в зонах смятия, развившиеся в пачках тонкого переслаивания алюмосиликатных пород и трубообразные либо штокообразные метасоматические залежи в известняках. Трубообразные тела сформировались в участках пересечения разрывных нарушений, а штоки — в зонах обрушения карстов. Кроме того, известны минерализованные зоны и жилы в палеозойских гранитоидах и мезозойских эффузивно-осадочных толщах.
Типичным месторождением Восточного Забайкалья, для которого характерно развитие нескольких структурно-морфологических типов рудных тел, является Екатерино-Благодатское месторождение. Находится оно в северо-восточной части полиметаллического пояса. Рудоносная площадь сложена доломитизированными известняками нерчинско-заводской свиты, с небольшими пачками углисто-глинистых сланцев и полосчатых доломитов. Породы смяты в складки, пересечены серией даек порфиров и лампрофиров и разбиты разрывными нарушениями. Наиболее трещиноваты доломитизированные разности карбонатных пород. Среди них и залегают трубообразные рудные тела, локализующиеся в участках пересечения секущих субмеридиональных разрывов с послойными субширотными нарушениями.
Большинство рудных тел месторождения скрытые. По восстанию они ограничиваются пологими разрывными нарушениями, пачками малопроницаемых пород либо выклиниваются в зонах общего затухания рудовмещающих разрывов. По падению некоторые рудные тела, залегающие в серых доломитизированных известняках, замыкаются при выклинивании рудовмещающих нарушений, другие продолжаются на большую глубину. В мраморизованных известняках рудные тела выклиниваются вблизи дайки кварцевых порфиров. Максимальная зафиксированная глубина появления новых скрытых рудных тел от поверхности 200 м.
Основная масса руд сконцентрирована в серых доломитизированных известняках, благоприятных для рудоотложения по физико-механическим свойствам. В белых доломитизированных известняках развиты лишь рудные жилы. Рассматриваемое и другие свинцово-цинковые месторождения района характеризуются сложным составом руд, представленных пиритом, сфалеритом, галенитом и разнообразными сульфосолями. Вмещающие карбонатные породы подвергнуты гидротермальным изменениям, выраженным в их окварцевании и прожилковой доломитизации.
Описанное месторождение по геологическим условиям формирования и минеральному составу руд относится, по В. М. Крейтеру, к типичным среднетемпературным минеральным образованиям. К. Ф. Кузнецов [1963 г.] высказывает предположение, что месторождение сформировалось под надрудной толщей нижне-среднеюрских пород мощностью около 500 м. Близповерхностные условия рудообразования, видимо, и обусловили широкое развитие в рудах сульфосолей.
Месторождения Средней Азии. Среднетемпературные свинцово-цинковые месторождения в карбонатных породах широко развиты в различных районах Тянь-Шаня и прежде всего в Карамазаре, Чаткале и др. По структурным особенностям выделяются пластообразные залежи, рудные трубы, а также раздробленные минерализованные зоны, протягивающиеся вдоль контактов гранитоидов и известняков, но не содержащие скарновых минералов.
Примером месторождения, приуроченного к контакту гранитоидов и известняков, является месторождение Кургашинкан, расположенное в северной части Алмалыкского рудного поля (Узбекская ССР). Согласно Л. А. Афанасьеву [1972 г.], месторождение сформировалось в осадочных породах среднего — верхнего девона, представленных доломитами (60% разреза), известняками, мергелями и песчаниками, сохранившимися среди сиенито-диоритов Алмалыкского массива (нижний — средний карбон). Мощность осадочной толщи 400 м. Породы смяты в асимметричную антиклинальную складку. Серией разрывных нарушений месторождение разбито на ряд блоков. По многим из этих разрывов внедрились дайки интрузивных пород (порфиры, являющиеся апофизами сиенито-диоритов, нижнепермские гранодиорит-порфиры и секущие их диабазовые и авгит-плагиоклазовые порфириты). Все эти дайки дорудные и подверглись пропилитизации. Вмещающие карбонатные породы обогащаются серпентинитом, тальком и кальцитом. Оруденение преимущественно развито вдоль секущих разрывов, ориентированных в меридиональном направлении. В том же направлении вытянута серия мощных даек первой группы. Меньше рудных тел вдоль даек, ориентированных в северо-западном направлении.
Рудные тела, развитые в пределах контактовой зоны, залегают в форме линз или столбов. Они преимущественно сформированы в карбонатных породах и частично в дайках. Оруденение приурочено к участкам изгиба меридиональных и северо-западных разрывов по простиранию или к местам сочленения их с более мелкими разрывами. Вкрапленные и реже массивные руды, слагающие рудные тела, состоят из магнетита, пирита, сфалерита и галенита, сопровождаемых небольшим количеством блеклых руд. Из жильных минералов помимо талька, серпентина и хлорита распространены серицит, альбит, кальцит, железистые карбонаты и кварц. Согласно данным большинства исследователей свинцово-цинковое оруденение Алмалыкского рудного поля, так же как и медное, развитое в его пределах, связаны общностью глубинного магматического очага с пермскими малыми интрузиями гранитоидов и более основных пород.
Месторождения района Восточный Тинтик (штат Юта, США). В районе Восточный Тинтик развиты типичные метасоматические месторождения в доломитах. По данным Шепарда, Морриса и Кука [1972 г.] приводится краткое описание геологического строения района месторождения Берджин, открытого в 1956 г. и имеющего важное промышленное значение. Район сложен палеозойскими осадочными толщами суммарной мощностью 3300 м и среднеэоценовыми вулканогенными образованиями мощностью 1400—1700 м. Все породы прорваны штоками, некками, дайками и силлами монцонитовых и кварц-монцонитовых порфиров позднетретичного возраста. В основании стратиграфического разреза залегают нижнекембрийские кварциты Тинтик, согласно перекрытые карбонатными породами, от среднекембрийских до верхнекарбоновых, относящихся к верхнемиссисипским отложениям формации Хамбаг.
В нижней части разреза карбонатные породы многократно переслаиваются с зелеными и другими сланцами. На площади месторождений через горизонт базальных конгломератов с угловым несогласием на отложениях формации Хамбаг залегают латитовые и кварц-латитовые лавы эоценового возраста. Эти породы прорваны монцонитами и кварцевыми монцонитами, образующими штоки южнее границы рудного района. Со штоками связаны многочисленные дайки, слагающие пояс северо-восточного простирания, проходящий через центральную часть района. Кроме того, выделяются так называемые «гальковые дайки» северо-восточного простирания, возникшие в результате прорыва газов и паров. Гальки преимущественно представлены окатанными обломками кварцитов (реже встречаются дисковидные куски глинистых сланцев и известняков) и заключены в порошковидной массе перетертых пород. Поствулканические плейстоценовые и более поздние образования и залегающие на них озерные осадки в процессе минерализации служили надрудными толщами.
Главные тектонические элементы района — вытянутая в меридиональном направлении асимметричная антиклиналь Восточный Тинтик и сброс того же направления, деформирующие палеозойские образования. Эти нарушения полностью погребены под лавами и обнаружены в горных выработках. Кроме того, в районе широко развиты разрывы северо-восточного, реже широтного и северо-западного простирания. К последним относится разлом Тинтик-Стандарт, сопровождаемый зоной брекчирования и контролирующий размещение крупных свинцовоцинковых месторождений, в том числе отработанного рудного тела того же названия. Наиболее молодые непротяженные разрывы северо-восточного простирания пересекают лавы, интрузивные породы и подстилающие осадочные толщи. Вдоль этих разрывов размещаются штоки и дайки интрузивных пород, «гальковые дайки» и зоны гидротермального изменения, а на глубине, где они пересекают кварциты Тинтик (т. е. ниже метасоматических свинцово-серебряных тел), развиты зоны брекчирования, в которых локализуются тела меднопорфировых руд, содержащие золото и серебро. Оруденение района возникло вскоре после внедрения монцонитов и монцонит-порфиров, абсолютный возраст которых 36—46,5 млн. лет.
Свинцово-серебряное оруденение сосредоточено в основном в структурных узлах, возникших на пересечении разрывов над кварцитами Тинтик в нижней части разреза карбонатных пород с прослоями сланцев. Так локализовано месторождение Тинтик-Стандарт и ряд других.
Месторождение Берджин. Главное рудное тело представляет собой сложную метасоматическую рудную залежь, залегающую в висячем боку надвига Восточный Тинтик, в месте сочленения его с разрывными нарушениями северо-восточного простирания. Сложное строение надвига и перемещения по нему привели в контакт породы нижней части среднекембрийских отложений с известняками Фиш-Хейвн ордовика (формация Опохонга). Стратиграфическое смещение достигает 1000—1200 м, а общая амплитуда перемещения по надвигу 1800 м. Породы висячего бока интенсивно раздроблены, в зонах дробления и брекчирования локализуются рудные тела.
Первичные руды представляют собой тонкозернистую смесь сульфидов свинца и цинка с второстепенными аргентитом, родохрозитом, баритом и кварцем. В зоне окисления развиты церуссит, англезит, смитсонит, кераргирит, пиролюзит, халькантит и реликты гипогенных минералов. В практическом отношении особый интерес представляло рудное тело, отработанное выше горизонта 330 м, руды которого содержали 10% Pb; 5,5% Zn; 240 г/т Ag. Большая часть известных рудных тел заключена в метасоматических залежах, локализующихся непосредственно над плоскостью надвига среди известняков офировой формации.
Месторождение Берджин является типичным гидротермальным. В пределы рудоносного интервала надвига минералообразующие растворы, видимо, поступали, поднимаясь вдоль разлома северо-восточного простирания Юрика-Стандарт и параллельных ему разрывов. На глубокие горизонты, расположенные ниже уровня грунтовых вод, снизу поступали горячие агрессивные воды, представлявшие собой, видимо, отголосок гидротермальной деятельности, породившей руды.
Рудные тела месторождений района Восточный Тинтик не выходят на поверхность, залегая под риолитами. Однако зоны гидротермального изменения пород развиты не только во вмещающих известняках. Они наблюдаются в надрудных риолитах и обнажаются на поверхности, являясь поисковым признаком скрытого оруденения.
Месторождения в туфах и сланцах
В туфах и сланцах преобладают месторождения, связанные со складчатыми структурами, что обусловливает широкое развитие пластообразных, лентообразных и седловидных залежей. Так же как и в месторождениях, залегающих в карбонатных породах, отчетливо выявляется пространственная связь оруденения с малыми интрузиями и дайками кислых и средних пород. Вмещающие слоистые толщи вблизи рудных тел подвергнуты ороговикованию и березитизации. Руды сложены пиритом, сфалеритом, халькопиритом и галенитом, с которыми в незначительном количестве ассоциируют блеклые руды, теллуриды свинца, сульфосоли серебра и самородное золото. Из жильных минералов обычны кварц, барит, реже карбонаты. Эти месторождения называются полиметаллическими. Они широко распространены на Рудном Алтае, в Центральном Казахстане, в Джунгарском Алатау и в ряде других районов.
Полиметаллические месторождения Рудного Алтая. Наиболее древними породами, развитыми в районе и слагающими фундамент, являются интенсивно метаморфизованные образования кембрия и ордовика. Они несогласно перекрываются эффузивно-осадочными слоистыми толщами среднего — верхнего девона и нижнего карбона. В юго-восточной части Рудного Алтая, кроме того, обнажаются отложения перми. Среднепалеозойские отложения смяты в сложные синклинальные и антиклинальные складки, часто приобретающие сундучную форму под действием боковых перемещений пород фундамента. Оруденение размещается в основном именно в подобных антиклинальных сооружениях с ядрами, сложенными метаморфическими породами ордовика. В районе широко распространены гранитоиды, представленные массивами змеиногорского (верхний карбон) и калбинского (пермь) комплексов. Кроме того, развиты штоки, согласные тела и дайки кислых и сред них пород.
Рудный Алтай представляет собой крупный тектонический блок, имеющий ширину 60—80 км и заключенный между двумя региональными зонами смятия северо-западного простирания — Прииртышской и Северо-Восточной. Серией разрывов широтного, северо-восточного и других направлений он разделен на менее крупные блоки. Все главнейшие полиметаллические месторождения Алтая находятся вблизи или в пределах зон смятия и в основном залегают в туфосланцевых отложениях среднего девона. Руды месторождений по минеральному составу разделяются на колчеданно-полиметаллические и полиметаллические, различающиеся между собой соотношением главных рудных минералов (галенита и сфалерита). В качестве примесей встречаются блеклые руды, энаргит, борнит, отчасти марказит и мельниковит. Отмечаются также золото, самородное серебро, аргентит, алтаит и некоторые другие рудные минералы. Основные особенности руд месторождений Алтая — их тонкозернистость и тесное взаимопрорастание основных сульфидов, что резко осложняет процесс их обогащения. Лениногорское и Сокольное месторождения, согласно И. Ф. Григорьеву, Н. Н. Курску, Г. Н. Щербе и др., тяготеют к юго-восточному погружению Синюшинского антиклинория, в ядре которого обнажаются метаморфические породы нижнего палеозоя. Породы эти прорваны среднедевонскими гранитоидами змеиногорского комплекса, массивы которых обнажаются к западу и юго-западу от рудного поля. Рудное поле сложено в основном среднедевонскими породами, представленными горизонтами агломератовых туфов, туфопесчаников, алевролитов, аргиллитов, алевропелитов, известково-глинистых сланцев с прослоями и линзами известняка и глинистых сланцев. Породы среднего девона несогласно залегают на нижнепалеозойских отложениях и смяты в серию антиклинальных складок, ориентированных в северо-западном направлении. Эти антиклинали характеризуются ундуляцией осей с образованием куполов. Они осложнены разрывными нарушениями северо-западного и широтного простирания.
В пределах рудного поля обнажаются несколько небольших тел интрузивных порфиров и серия даек. Собственно Лениногорское месторождение тяготеет к юго-западному крылу Лениногорской антиклинали, а Сокольное, находящееся юго-западнее, размещается в шарнирной части той же антиклинали, осложненной куполовидным поднятием. На Лениногорском и Сокольном месторождениях оруденение приурочено к контакту серицитизированных и ороговикованных пород (лежачий бок) с алевропелитами и известковистыми алевропелитами (висячий бок). В результате гидротермальных процессов кислые разности пород подвергнуты не только окварцеванию, но и серицитизации с образованием березитов или так называемых «серицитолитов». Сплошному окварцеванию, приведшему к возникновению роговиков (микрокварцитов), подвергнуты некоторые разности известковистых пород и туфов. В верхнем горизонте лениногорской свиты мощность гидротермально измененных ороговикованных пород достигает 100 м и в направлении висячего бока в этих породах появляется прожилково-вкрапленное полиметаллическое оруденение. Непосредственно под алевропелитами в форме линзо- и пластообразных тел залегают сплошные сульфиды. Они развиты только на участках пересечения рудовмещающих пород крутопадающими разрывами, которые ограничивают распространение рудных тел вкрест простирания. Эти разрывы и являлись рудопроводящими каналами. В морфологическом отношении рудные тела собственно Лениногорского месторождения, представленные пластообразными залежами, отличаются от рудных тел седловидной формы Соколиного месторождения. Основные рудные минералы Лениногорского и Сокольного месторождений: сфалерит, галенит, халькопирит, пирит и частично мельниковит-пирит; в подчиненном количестве установлены блеклые руды, арсенопирит и стефанит. Из жильных минералов развиты кварц, барит, карбонаты (доломит и кальцит), хлорит и серицит.
Лениногорское и Сокольное типичные гидротермальные полиметаллические месторождения, связанные со складчатыми структурами. В локализации оруденения этих месторождений основную роль сыграли горизонты пород, легко подвергающихся хрупким деформациям, залегающие под малопроницаемыми для растворов алевропелитами.
Зыряновское месторождение. В геологическом строении Зыряновского района, так же как и Лениногорского, участвуют метаморфические сланцы нижнего палеозоя и среднепалеозойские отложения среднего и верхнего девона, а также нижнего карбона. [Каюпов и др., 1957 г.]. Толща среднего девона (эйфельский ярус) сложена тремя свитами — березовской, таловской и маслянской, каждая из которых содержит горизонт частого переслаивания пород с различными физико-механическими свойствами. Полиметаллическое оруденение локализуется именно в этих горизонтах. Все они смяты в сложную сундучную складку — Ревнюшинскую антиклиналь, которая разбита серией разрывов северо-западного и широтного простирания. В районе широко развиты интрузивные породы среднего карбона (габбро и габбро-диориты), верхнего карбона (массивы гранитоидов змеиногорского комплекса), перми (массивы гранитоидов калбинского комплекса и дайки диоритов и лампрофиров). Зыряновское месторождение приурочено к одноименной антиклинали с общим субширотным простиранием оси. В ее строении принимают участие породы березовской и таловской свит, слагающие ядро складки, и отложения маслянской и хамирской свит, развитые на крыльях. В пределах Зыряновской антиклинали породы подвержены интенсивному рассланцеванию и динамометаморфизму и пересечены серией разрывных нарушений.
Все промышленные рудные тела Зыряновского месторождения пластообразной и секущей формы залегают в нижней части маслянской свиты в пачке пород, сложенной часто переслаивающимися кварцевыми альбитофирами и алевролитами. Наиболее крупные рудные тела приурочены к участкам пересечения разрывных нарушений северо-западного и широтного простирания [Баранов В. Д., 1960 г.]. Главные секущие разрывы, служившие рудопроводящими каналами, выклиниваются по восстанию в пределах рудовмещающей пачки кислого состава. Наиболее благоприятны для замещения сульфидными рудами алевролиты и именно в них развились все рудные залежи, сложенные массивными рудами, и большая часть прожилково-вкрапленных руд. Гидротермальные изменения вмещающих пород выразились в хлоритизации, серицитизации, окварцевании и карбонатизации алевролитов и серицитизации и окварцевании вулканических пород кислого состава. В рудах выделяются пирит-халькопиритовая, существенно сфалеритовая и галенитовая парагенетические ассоциации. В целом же по минеральному составу руды Зыряновского и Лениногорского месторождений сходны.
Месторождения в гранитоидах
К этому промышленному типу относятся трещинные жилы и зоны раздробленных минерализованных пород, залегающие в гранитоидах, гнейсах и других алюмосиликатных породах и обычно характеризующиеся появлением наиболее концентрированного оруденения в рудных столбах. Гидротермальное изменение вмещающих пород выражено в их березитизации. Минеральный состав месторождений сходен с таковым среднетемпературных свинцово-цинковых месторождений; руды состоят из пирита, иногда пирротина, сфалерита, халькопирита, галенита и незначительного количества блеклых руд. Жильные минералы представлены кварцем, реже карбонатами. Эти месторождения характеризуются небольшими запасами и известны во многих странах: ГДР (Фрейберг), Боливии (Кийома, Пулакайо), Аргентине (Гонзалито), Перу (Сан-Кристобаль) и др. В СССР к этому типу относятся полиметаллические месторождения в Северной Осетии (Садонское, Згидское, Архонское и др.).
В качестве примера рассмотрим Садонское месторождение на Северном Кавказе. По современным представлениям минерализованные разрывы Садонского месторождения образовались в гранитах верхнего — среднего палеозоя, слагающих ядро Садоно-Унальской антиклинали запад-северо-западного простирания. Вверх по восстанию сульфидное Оруденение частично проникает в конгломераты, дацитовые порфиры и альбитофиры нижней юры, перекрывающие граниты. Выше в глинистых сланцах и алевролитах тоара наблюдаются маломощные кварцевые жилы, содержащие редкую вкрапленность сульфидов; по восстанию они постепенно выклиниваются. Эти породы смяты в пологие складки. Толща глинистых пород тоара, аалена и байоса, мощность которой в районе Салона около 1,5 км, являлась своеобразным экраном для поднимавшихся снизу в зону рудоотложения рудоносных растворов.
Главные свинцово-цинковые рудные жилы сконцентрированы в пределах грабенообразно опущенного узкого блока интенсивно трещиноватых и частично раздробленных пород, получившего название Главного Садонского разлома. С висячего и лежачего боков зона разлома ограничена тектоническими швами, выполненными сравнительно мощной разновозрастной глинкой трения, в том числе и дорудной. Наибольшая изогнутость и невыдержанность швов зоны Главного Садонского разлома наблюдается на флангах и вверх по восстанию, где они переходят из хрупких гранитов в более вязкие эффузивы, а затем пластичные глинистые сланцы и алевролиты. Здесь оба шва разлома расщепляются на серию веерообразных расходящихся ветвей. Оруденение приурочено главным образом к Западному шву, простирающемуся по азимуту 35—40°. В северной и центральной частях месторождения оно представлено довольно мощными (1—1,5 м, в раздувах до 20 м) жилами, заключенными между Западным и Восточным швами. Жилы обычно начинаются от висячего бока Западного шва, протягиваются на некотором расстоянии вдоль него, а затем следует по направлению двух систем оперяющих трещин скалывания.
Рудные жилы на разных участках месторождения сложены рудами с массивной, полосчатой, вкрапленной и гнездовой текстурами. Зальбанды их резкие, зоны измененных пород обычно небольшой мощности. Видимо, основная часть минералов в жилах отложилась путем выполнения полостей. Гидротермальное изменение вмещающих гранитов выразилось в их интенсивной березитизации. Руды сложены пиритом, пирротином, сфалеритом (марматитом), галенитом и халькопиритом. Из жильных минералов развиты кварц, карбонаты и хлорит. Наблюдаются четыре стадии минерализации: 1) кварц-пиритовая, 2) сфалеритовая, 3) галенит-сфалеритовая, 4) карбонатная.
Руды подвергнуты динамометаморфизму, особенно интенсивному на северном фланге и на верхних горизонтах. В результате в них широко развиты струйчатые структуры и текстуры. На месторождении существует отчетливая вертикальная зональность, заключающаяся в постепенном увеличении с глубиной содержания сфалерита с одновременным уменьшением количества галенита. Наряду с этим с глубиной увеличивается содержание пирротина. Садонское месторождение является типичным среднетемпературным гидротермальным образованием, возникшим в позднемезозойское время.