В. К. Беляев, В. М. Мошкин, Е. А. Пономарев. Новые данные о ртутоносности Восточного Донбасса (Ростовская область)

Учитывая опыт проведения геохимического крупно- и мелкомасштабного профилирования, предложенного М. А. Карасиком [7], при поисках ртути в условиях Донецкого бассейна, в 1962 г. впервые на территории Восточного Донбасса в пределах Ростовской области было начато геохимическое опробование на ртуть. Проведенные Волго-Донским территориальным геологическим управлением опробовательские работы показали, что в углях и вмещающих породах Каменско-Гундоровского, Сулино-Садкинского и Шахтинско-Несветаевского геолого-промышленных районов содержатся аномальные значения ртути (до 30 г/т).

На повышенные содержания ртути в углях полосы Северной мелкой складчатости Донбасса указывал А. Г. Дворников [6].

Однако систематическое изучение ртутоносности Восточного Донбасса было начато ВДТГУ с 1968 г. в связи с оценкой ртутного и полиметаллического оруденения в Восточном Донбассе и Северо-Восточном-Приазовье.

Для выявления особенностей распределения ртути в пределах рассматриваемого района было отобрано 4000 проб горных пород, углей и почв из шахт, скважин и обнажений, 530 шлихов и 904 водных концентрата.

Изучение ртутоносности углей проводилось на значительной территории Восточного Донбасса в пределах Несветаевско-Шахтинского, Гуково-Зверевского, Краснодонецкого, Каменско-Гундоровского, Белокалитвенского, Тацинского, Сулино-Садкинского и Миллеровского углепромышленных районов.

Распределение содержаний ртути в углях по отдельным районам Восточного Донбасса сведены а табл. 1.

Таблица 1

Одной из особенностей ртутоносности углей Восточного Донбасса является неравномерное распределение ртути в пределах указанных районов (от 0,03 до 20 г/т).

Обычно фоновые содержания (0,015 г/т) приурочены к участкам, расположенным за пределами осевых частей Главной и других антиклиналей и вдали от тектонических нарушений.

На территории Восточного Донбасса в углях выявлен ряд ореолов обогащенной минерализации (1 -100 г/т) ртути и тесно примыкающих к ним ореолов рассеянной минерализации (0,1-1 г/т) (рисунок).

Вычисленные фоновые содержания ртути в углях карбона обусловлены сингенетическими процессами угленакопления, а аномальные (эпигенетические) концентрации ртути связаны с первичными ореолами рассеяния ртутных и полиметаллических месторождений, что, на наш взгляд, убедительно было доказано для Центрального Донбасса М. Л. Карасиком и А. Г. Дворниковым [8].

Рассмотрим ртутоносность углей по отдельным углепромышленным районам.

Несветаевско-Шахтинский углепромышленный район, где изучались угольные пласты свит С³₂, С⁴₂, С⁵₂, С⁶₂, является одним из наиболее опробованных. Следует отметить, что по сравнению с другими районами Восточного Донбасса здесь в последние два класса (см. табл. 1) с высоким содержанием ртути попадает наибольшее количество проб (5%). На этой площади выделяются пять участков с аномальным содержанием ртути в углях, три из них приурочены к Аютин-скому поперечному поднятию.

Первый участок обогащенной минерализации ртути расположен на южном крыле Главной антиклинали, в приосевой ее части (поле шахты Северной № 1 им. Артема) и приурочен к Комсомольскому и Старо-Азовскому сбросам. В глинистых сланцах участка отмечаются налеты диккита. Максимальное содержание ртути достигает здесь 10 г/т, при среднем содержании (по 33 пробам угля) - 0,62 г/т. С этим участком совпадает ореол повышенных содержаний ртути в покровных делювиально-аллювиальных отложениях, содержащих ртуть до 3 г/т.

Второй участок устанавливается на южном крыле Главной антиклинали в пределах шахты им. Артема и участка Атюктинского Восточного, где известно несколько поперечных к основной складчатости Донбасса тектонических нарушений (Артембвский, Артемовский Восточный сбросы и др.). Среднее содержание ртути по 113 пробам угля из шахты и скважин составляет 0,36 г/т, максимальное - 4 г/т.

Схематическая карта распространения ртути в Восточном Донбассе (Ростовская область): 1 - оси антиклинальных структур; 2 - тектонические нарушения; 3 - оси поперечных валов: А - Самбековский; Б - Аютино-Грушевский; В - Керчикский; Г - Кондаковский; 4 - изверженные породы; 5 - участки с повышенным содержанием ртути в углях, породах, почвах: I - с рассеянной минерализацией (0,1 - 1,0 г/т); II - с обогащенной минерализацией (1 -100 г/т); 6 - киноварь в шлихах; 7 - гидрогеохимические аномалии ртути, превышающие геохимический фон в 5-9 раз; 8 - водопункты с повышенным содержанием сурьмы в воде; 9 - Кадамовский участок; 10 - Керчикский участок

Третий участок обнаружен в осевой части Шахтинско-Несветаевской синклинали (шахта им. Красина) в пластах k^н₂ k^1н₂ и k^1в₂. С востока к участку примыкает Бол. Грушевский сброс, имеющий амплитуду до 110 м. Среднее содержание ртути по 47 пробам угля из шахты им. Красина - 0,14 г/т, максимальное - 3 г/т. В аллювиальных отложениях р. Грушевки над указанными пластами содержание ртути до 0,3 г/т. Следующие два ореола рассеяния ртути, расположенные в осевой части Шахтинско-Несветаевской синклинали, связаны с серией тектонических нарушений в пределах Керчикского поперечного поднятия (участки Бессергеневский Восточный и Раздорский 1). Содержание ртути в угольном пласте k₅ достигает 6 г/т.

В Гуково-Зверевском углепромышленном районе изучались угольные пласты свит С⁴₂, C⁵₂ и C⁶₂. Здесь обнаружены три участка обогащенной и рассеянной минерализации ртути, которые расположены на южном крыле Северной антиклинали.

Первый ореол рассеянной минерализации ртути приурочен к серии поперечных тектонических нарушений в пределах Платовского углеразведочного участка (пласт i^н₃.) Среднее содержание ртути по 14 пробам угля составляет 0,28 г/т максимальное - 0,8 г/т.

Ореол обогащенной минерализации ртути отмечается в углях свиты С⁵₂ на углеразведочных участках шахты 19/20 Чуевском и Чуевском Северном, где прослеживается ряд субмеридиональных тектонических нарушений (Главный Гуковский надвиг и др.). Среднее содержание ртути по 110 пробам углей - 0,23 г/т, максимальные - 3 г/т. Ореолу рассеяния ртути в углях этих участков соответствуют аномальные содержания ртути(9-10^-7 г/л) и сурьмы в воде колодцев и родников.

На участке Обуховском Западном в углях свит С⁴₂ и С⁵₂ устанавливается третий ореол обогащенной минерализации ртути. Среднее содержание ртути по 123 пробам составляет 0,23 г/т, при максимальном - 3 г/т. Здесь же наблюдается диккитовая минерализация.

Краснодонецкий углепромышленный район характеризуется наиболее высоким средним содержанием ртути в углях. Здесь опробованы, в основном, пласты углей свиты С⁷₂. Выявлен участок рассеянной минерализации ртути в осевой части Краснодонецкой синклинали вблизи Краснодонецкого сброса. Среднее содержание ртути по 86 пробам угля составляет 0,52 г/т.

В пределах Каменско-Гундоровского углепромышленного района отобрано 103 пробы углей из пластов свит С³₂, С⁴₂, С⁵₂, С⁶₂.

Ореол обогащенной минерализации ртути расположен к зоне Северной мелкой складчатости и приурочен к Бамбетов-скому надвигу субширотного простирания с амплитудой разрыва от 15 до 90 м. Для участка характерна кальцитовая и кварцевая минерализация с пиритом. Здесь же отмечаются колодцы и родники с повышенными содержаниями ртути (5х10^-7г/л) и бария в воде. Среднее содержание ртути по 63 пробам углей составляет 0,23 г/т, максимальное - 7 г/т.

Белокалитвенский и Тацинский углепромышленные районы частично опробованы на ртуть. В углях свит С⁴₂, С⁵₂ и С⁷₂ выявлены два ореола обогащенной и рассеянной минерализации ртути.

Первый участок расположен на крыле и в своде небольшой антиклинальной складки между Алмазным и Горняцким надвигами (поля шахт Шолоховской Южной и Шолоховской Восточной). Через поля этих шахт проходит крупный Горняцкий надвиг субширотного простирания (амплитуда до 150 м) и оперяющие его нарушения. Среднее содержание ртути в пробах углей пласта i¹₂ по данным 19 проб, составляет 0,25 г/т, максимальное - 3 г/т.

Второй участок устанавливается на северном крыле Гремучанской антиклинали. Поля шахт Быстрянской и № 1 и № 2 расположены здесь между Алмазным и Гремучанским надвигами и осложняются субмеридиональными сбросами. Строение угольных пластов в пределах шахтных полей отличается особой сложностью.

Среднее содержание ртути в углях, по данным 34 проб, - 0,39 г/т, максимальное - 3 г/т.

Из краткого обзора ртутоносности углей рассматриваемых районов следует, что наиболее высокие средние содержания ртути характерны для участков Несветаевско-Шахтинского углепромышленного района, расположенных в пределах оси Главной антиклинали.

На территории приосевой части вышеуказанной антиклинали среднее содержание ртути в углях достигает 0,62 г/т (поле шахты Северной № 1 им. Артема).

Анализируя пространственное распределение участков с рассеянной и обогащенной минерализацией ртути в углях, можно отметить их совпадение с аномальными значениями ртути, обнаруженными в породах, почвах и водах.

В районе с. Аграфеповка (осевая часть I Южной антиклинали) выявлен ореол рассеяния обогащенной минерилазиции ртути в гидротермально измененных глинистых сланцах свиты Сь приуроченный к одному из оперяющих Барило-Крепинский надвиг нарушений. Содержание ртути достигает 30 г/т. Здесь же отмечаются аномальные содержания ртути в воде (9х10^-7 г/л) и киноварь в шлихах.

В 20 км к западу от описанного участка в окварцован-ных-и ожелезпепных; глинистых сланцах свиты С⁵₁ на контакте с дайкой диабазовых порфиритов содержание ртути составляет 3 г/т.

Третий участок рассеянной минерализации устанавливается в зоне Северной мелкой складчатости в пределах южного крыла Изваринской антиклинали. На этом участке проходит крупный Дуванный надвиг субширотного простирания, в зоне которого в отдельных местах наблюдается интенсивная кальцито-диккитовая минерализация. В каменноугольных породах свиты С⁵₂ вблизи этого надвига установлен ореол рассеяния со средним содержанием ртути 0,13 г/т.

Четвертый участок рассеянной минерализации расположен на южном крыле Главной антиклинали и связан с оперяющими Аютинский надвиг нарушениями. В гидротермально измененных глинистых сланцах свиты С³₂ в зоне тектонического нарушения содержание ртути достигает 0,3 г/т. Здесь же в современных аллювиальных углисто-глинистых отложениях р. Аюта отмечаются содержания ртути до 0,6 г/т.

Наиболее интересный участок обогащенной минерализации ртути установлен в осевой части Главной антиклинали. В его пределах проходит крупный Сулино-Константиновский надвиг субширотного простирания и субпараллельно ему, - Кадамовский сброс, осложняющий северное крыло Главной антиклинали.

В современных песчано-глинистых аллювиальных отложениях р. Кадамовки отмечен ряд аномально высоких содержании ртути, достигающих 3 г/т. Здесь же встречена киноварь в шлихах и гидрогеохимическая аномалия с содержанием ртути в воде 6-9х10^-7 г/л.

В настоящее время, по данным шлихового опробования, в верховьях рек Грушевки, Аюты, Кадамовки и Керчика выделяются 6 участков с механическими ореолами рассеивания киновари (до 10 знаков в шлихе). Со шлиховыми ореолами рассеивания киновари здесь совпадают четыре аномальные гидрогеохимические зоны с содержанием ртути в воде от 6х10^- до 9х10^-7 г/л (превышающем геохимический фон в 5-9 раз), выявленные Симферопольским институтом минеральных ресурсов в 1969 г.

Анализ распределения минералов (киноварь, барит, свинец, цинк, медь) в шлихах рыхлых отложений Восточного Донбасса позволил выделить ряд основных шлихо-минералогических ассоциаций, приуроченных к определенным геологоструктурным элементам (табл. 2).

Таблица 2

Сульфидно-баритовая ассоциация с киноварью расположена в пределах осевых частей Главной и I Южной антиклиналей. Она характеризуется наибольшим числом шлихов с киноварью, достигающих здесь 11%> от числа шлихов, содержащих свинец, цинк, медь, барит и киноварь. Распределение шлихов с киноварью в рыхлых аллювиально-делювиальных отложениях неравномерное. Выделяются несколько участков с повышенной концентрацией киновари.

Керчикский участок расположен в районе с. Керчик, в осевой части Главной антиклинали. В рыхлых аллювиально-делювиальных отложениях балок Керчик, Сенная и Каменная встречены шлихи с киноварью в количестве до 10 знаков, приуроченные к зоне Сулино-Константиновского надвига. Зерна киновари неправильные, угловатые и неокатанные, размером 0,12-0,2 мм, редко - 0,3 мм. Здесь же отмечаются барит и свинчак в весовых процентах.

В районе с. Киреевки обнаружен другой участок с киноварью в шлихах из рыхлых отложений балок Кадамовка, Свиридова и Кузьмина. Участок расположен в осевой части Главной антиклинали, где отмечаются выходы песчано-глинистых пород свит С⁴₂ и С³₂. Находки киновари в шлихах приурочены к зоне Сулино-Константиновского надвига и Кадамовского сброса. Зерна угловатые и неокатанные, размер их до 0,3 мм. Здесь же отмечаются редкие знаки и весовые проценты свинчака, барита и куприта.

Сульфидная ассоциация с киноварью примыкает с юга к сульфидно-баритовой ассоциации с киноварью Преобладающим минералом здесь является свинец. Наряду с ним отмечаются киноварь и куприт. Киноварь в шлихах встречена в рыхлых отложениях балки Аюта. Участок расположен на южном крыле Главной антиклинали в зоне Аютин-ского надвига и оперяющих его нарушений. Зерна киновари слегка окатанные и округленные, размеры их 0,08-0,2 мм. Сульфидно-баритовая ассоциация в геолого-структурном отношении приурочена к осевой части Шахтинско-Несветаевской синклинали. В этой ассоциации киноварь отсутствует.

Участки с киноварью в шлихах, в основном, находятся в узлах пересечения оси Главной антиклинали с поперечными структурами. Процент шлихов с киноварью здесь доходит до 14, в то время как на территории Нагольного Кряжа он составляет 4,7 [3]. Содержание киновари в рыхлых отложениях убывает по направлению от осевой части к крыльям Главной антиклинали. Изменяется и форма зерен: они уменьшаются в размере и становятся более окатанными.

Все приведенные особенности распространения ртути в углях, почвах, породах и водах Восточного Донбасса свидетельствуют о том, что зоны аномально повышенных концентраций, возможно, находятся в генетической связи с глубинными гидротермальными сульфидными месторождениями, в первую очередь ртутными. О существовании подобной связи на территории Центрального и Западного Донбасса указывали М. А. Карасик [7, 8], А. Г. Дворников [3, 6], Б. И. Ткач [11], И. Р. Белоус [1] и др.

Как известно, в локализации ртутного оруденепия основное значение имеют структурные факторы. В последние году выявляется роль поперечных дислокаций в распределении полезных ископаемых в Донбассе.

В тектоническом плане Донбасс характеризуется своей запад-северо-западной, так называемой «общедонбасской» ориентировкой, которая в современном его строении считается основной. Однако такое направление дислокаций не является единственным в Донбассе. В его структуре отмечаются и дислокации субмеридионального направления. Наличие поперечных дислокаций подтверждается перегибом слоев карбона, сериями поперечных разрывных нарушений и т. д.

П. И. Степанов [10] отметил перегибы шарниров складок «общедонбасского» простирания в вертикальном направлении. При этом воздымания осей соседних «общедонбасских» складок находятся па одной линии, образуя общие пояса или валы.

Известные месторождения и проявления ртути в Центральном Донбассе приурочены к областям воздымания осей в сводовых частях антиклиналей [9].

В областях, сопряжения поперечных «валов» с продольными основными складками пласты пород испытывали наибольшую деформацию, и здесь возникли условия, наиболее благоприятные для циркуляции гидротермальных растворов и формирования руд.

В пределах Восточного Донбасса нами выявлена определенная закономерность в расположении участков рассеянной и обогащенной минерализации ртути, заключающаяся в приуроченности этих участков к поперечным «валам» (Самбекскому, Аютино-Грушевскому, Керчикскому и Кондзковскому). Узлы пересечения осей антиклиналей с поперечными структурами являются наиболее ослабленными участками, а, следовательно, и областями наиболее вероятного проявления ртутной гидротермальной минерализации на глубине.

Вопрос о прогнозировании ртутного оруденения в Восточном Донбассе тесно связан с региональной зональностью размещения гидротермальной минерализации, установленной для Центрального Донбасса.

Как известно, вдоль Главной Донецкой антиклинали по направлению на запад от Нагольного Кряжа намечается зональность рудных проявлений, заключающаяся в закономерной смене одних, относительно сложных высокотемпературных минеральных и химических парагенезисов другими, все более простыми и низкотемпературными [2]. В Центральном Донбассе от Нагольного Кряжа на востоке до с. Дружковка па западе выделяются 4 зоны, совпадающие с поперечными свалами»: 1) полиметаллическая - месторождения и рудопроявления Нагольного Кряжа (Бобриковское, Нагольно-Тарасовское и др.), приуроченные к Центральному «валу»; 2) сурьмяная - Веровский участок (Ольховатский «вал»); 3) ртутная - Никитовские месторождения, приуроченные к Горловско-Никитовскому «валу»; 4) ртутная с самородной ртутью - в пределах Дружковско-Константиновской антиклинали (Дружковско-Константиновский «вал»).

А. П. Большаков [2] утверждает, что вдоль Главной антиклинали следует ожидать повторения зон, выявленых к западу от Центрального поднятия, также к востоку от него.

В свете полученных нами данных это предположение находит подтверждение в размещении гидротермальной минерализации, выявленной в течение 1968-69 гг. в Восточном Донбассе. В результате проведенных здесь гидрогеохимических исследований в пределах следующего на восток от Нагольного Кряжа Самбекского «вала» установлен ряд аномально высоких концентраций сурьмы в воде. Еще далее на восток в пределах осевой части Главной антиклинали выявлены описанные выше два перспективных участка (Кадамовский и Керчикский), где отмечается совпадение шлиховых ореолов киновари с аномально высокими содержаниями ртути в почвах и воде (см. рисунок).

В заключение следует отметить, что указанные ассоциации шлиховых минералов, выявленные эпигенетические ореолы рассеянной и обогащенной минерализации ртути в углях, породах и почвах, а также гидрогеохимические аномалии ртути свидетельствуют о предположительной связи их с глубинными зонами ртутного оруденения. В связи с этим выявленные эпигенетические ореолы рассеяния ртути имеют важное поисковое значение при проведении дальнейших геолого-разведочных работ на ртуть в Восточном Донбассе.

Литература

1. И. Р. Белоус. Опыт обобщения результатов шлиховых работ западной части Донбасса. Тезисы докладов геологической конференции «Степановские чтения». Артемовск, 1967.

2. Л. П. Большаков. Зональность размещения гидротермальной минерализации в Донбассе. ДАН СССР, т. 172, 1967, № 6.

3. Л. Г. Дворников [и др.], Некоторые особенности распространения киновари и самородных элементов в рыхлых отложениях Нагольного Кряжа. ДАМ СССР, т. 151, 1963, № 5.

4. А. Г. Дворников. Типы ореолов рассеяния ртути в юго-восточной части Донбасса. ДАН СССР, т. 154, 1964, № 5.

5. А. Г. Дворников. О распространении ртути, мышьяка и сурьмы в породах Боково-Хрустальского района (Донбасс). «Геохимия», 1965, №6.

6. А. Г. Дворников. Некоторые особенности ртутоносности углей Восточного Донбасса (Ростовская область). ДАН СССР, т. 172, 1967, № 1.

7. М. А. Карасик. Геохимическое профилирование как метод поисков ртути и полиметаллических месторождений. Бюл. НТИ МГ и ОН СССР. М., Госгеолтехиздат, 1962, № 1 (36).

8. М. Д. Карасик, А. Г. Дворников. Ртутоносность углей Донецкого бассейна и продуктов их переработки; серия «геология месторождений полезных ископаемых: региональная геология». М , 1968, № 6 (ОНТИ ВИЭМС).

9. И. Л. Никольский. Роль поперечные складок а размещении ртутного оруденепич Донецкого бассейна. ДАН СССР, т. 158, 1964, № 1.

10. П. И. Степанов. Вздымания и погружения осей складок в Донбассе. "Геология СССР", т. 7. М., Госгеолтехиздат, 1944.

11. Б. И. Ткач. К вопросу о геохимических особенностях распределения ртути в угольных пластах Лисичанского района (Донбасс). «Геохимия», 1966, № 5.