ВведениеНово-Учалинское месторождение залегает на севере Магнитогорской (рис. 1) мегазоны Урала [6, 23]. Рудная залежь месторождения была локально преобразована в результате внедрения мощной (до 20 м) дайки габбро-диоритов и значительно — при последующем динамометаморфизме, вызванном коллизией Казахстано-Сибирского и Восточно-Европейского кратонов в раннепермское время [22]. Данные события сказались на морфологии рудного тела, текстурно-структурном облике руд, их минеральном составе, а также вызвали перераспределение компонентов руд, в т. ч. главных промышленных — Cu и Zn. Несмотря на общий слабый метаморфизм вмещающих пород, отвечающий пренит-пумпеллиитовой фации, рудное тело месторождения сильно деформировано в сжатую до сундучной антиклинальную складку, которая запрокинута на запад. В результате подземного эксплуатационно-разведочного бурения и проходки горных выработок была детализирована морфология рудной залежи [9] и уточнено распределение промышленно ценных элементов руд — Cu, Zn, благородных металлов и некоторых редких элементов, на чем сделан акцент в настоящем исследовании. Геологическая позицияНово-Учалинское медно-цинково-колчеданное (CZn>>CCu) месторождение, одно из крупнейших в мире, находится в Учалинском районе Башкирии. Запасы его ~ 120 млн т руды, Cu — 1.1 млн т (Сср. = 0.99 мас. %), Zn — 3 млн т (2.95 %), Au — 181 т (1.7 г/т), Ag — 2912 т (26 г/т) (по балансу [7] плюс ~ 5 млн т руды, отработанной за 2018—2021 гг.). Рудная залежь представлена крупной крутопадающей слепой залежью сложной, в целом линзовидной формы (≈ утолщенная лента), локализованной на глубинах 550—1500 м с постепенным склонением к югу. Разрез месторождения представлен преимущественно риодацитами, по которым развиты серицит-кварцевые метасоматиты, преимущественно в лежачем боку рудной залежи [5]. Сверху залежь перекрыта мощной толщей базальтов. Обе толщи входят в состав карамалыташской свиты (D2ef). Субвулканические и интрузивные образования месторождения представлены лакколитоподобными телами риодацитов, силлом долеритов, маломощными дайками микрогаббро и мощной поздней дайкой габбро-диоритов (рис. 2). Материалы и методы исследованияДля анализа геохимической зональности была собрана обширная база данных (6580 рядовых проб руд) опробования. Были проведены геостатистические расчеты с целью стандартизации логнормального одномодального распределения Cu и Zn. Для серии поперечных разрезов были построены схемы гипогенной зональности, в работе приведены два из них. Также была проведена корреляция редких элементов с главными полезными компонентами (табл. 1). РезультатыРудная залежь характеризуется сложным, прихотливым строением. Существенную часть месторождения слагают сплошные руды, а вкрапленные (~ 8 об. % всех руд) встречаются локально в лежачем боку. Разрез ПР 33Ю представлен существенно медными рудами, а ПР 34Ю+40 — существенно цинковыми (рис. 3). Серно-колчеданные и вкрапленные руды преимущественно слагают нижнюю выклинку залежи, встречаются их локальные участки в лежачем боку и участке перегиба складки (рис. 3, а). Выше по разрезу залегают медные и медно-цинковые руды — центральная часть и висячий бок рудного тела, а цинковые тяготеют к участку перегиба складки. На другом профиле (рис. 3, б) медные руды залегают локально: вкрапленные слагают нижнюю выклинку, а сплошные встречаются в лежачем боку и в участках близ контакта с дайками. Данный разрез слагают в основном медно-цинковые руды с высокими содержаниями цинка. В целом зональность залежи является комбинированной (ср. [2]).На более северном разрезе Cu в целом тяготеет к лежачему боку залежи, а Zn — к висячему (рис. 4). Максимумы меди и цинка разобщены в пределах рудной залежи, и если рассматривать ее основную часть (без нижней «выклинки»), то в целом Cu и Zn распределены близсимметрично. Высокие концентрации Cu связаны с сильным раздувом залежи, а локальные максимумы тяготеют к висячему боку и участкам близ контакта с мощной дайкой габбро-диоритов (рис. 4). Максимум цинка отмечается в осевой, центральной части рудного тела, и один его локальный максимум тяготеет к участку изгиба складки на уровне –320…–340 м. Распределение Au и In в целом имеет неправильный характер. Их высокие концентрации также приурочены к изгибу складки, а небольшие максимумы индия тяготеют к лежачему боку. С медью совпадают зоны высоких концентраций Te (более 120 г/т), Se (более 90 г/т), Bi (20—30 г/т) и Co (100—220 г/т), что также подтверждается их высокой положительной корреляцией (табл. 1). В рудах близ контакта с дайкой габбро-диоритов появляются кварцевые прожилки с крупными скоплениями мономинеральных агрегатов халькопирита и блеклой руды (руды здесь местами обогащены Cu и Bi), которые, вероятно, были переотложены с участием гидротермальных растворов в результате теплового воздействия дайки.Разрез центральной части залежи (рис. 5) слагают существенно цинковые руды, высокие содержания Zn тяготеют к мощному раздуву залежи в призамковой части складки 2-го порядка (на уровне отметок –320…–400 м). Кроме того, в этом призамковом участке складки наблюдается повышение содержаний Au, Ag, Pb, As, Sb, Ba, In, Ge, Hg и Cd, т. о. формируется полиметаллический рудный «столб». Близость поведения элементов в рудах подтверждается в целом высокой положительной парной корреляцией. Зональность залежи на данном профиле имеет асимметричный характер, максимумы меди встречаются локально. Высокие содержания Au сконцентрированы в участке раздува мощности, а максимумы тяготеют к призамковой части складки и участку ее перегиба на глубоких горизонтах. Распределение индия в целом имеет близкий Au характер с образованием мощной зоны обогащения в призамковой части резкого изгиба залежи.Цинк имеет высокую положительную корреляцию с золотом и серебром (табл. 1), что отличает руды Учалинского района от руд остального Урала [3]. В минеральном составе руд полиметаллического «столба» резко преобладают сфалерит, блеклая руда, галенит и барит. Макроскопически руды имеют полосчатую, реже пятнистую текстуру, сфалерит образует локальные участки сливных цинковых руд. В ассоциации с вышеупомянутыми сульфидами здесь появляются будинированные перекристаллизованные агрегаты пирита, содержащие включения низкопробного самородного золота размером от 2 до 20 мкм. Нередко встречаются мелкие выделения (2—3 мкм) Ag‑сульфосолей, мелкие (3—5 мкм) включения касситерита в сфалерите. Руды, слагающие данный участок залежи, значительно преобразованы (хрупкие деформации пирита, появление альпийских прожилков), вплоть до появления признаков пластического течения сульфидов, в которое вовлечены сфалерит, галенит и блеклая руда. В результате анализа серии проб с помощью метода ICP-MS в групповой пробе таких существенно цинковых руд (СCu = 2.4 %, СZn = 24.5 %), богатых Au (6.4 г/т) и Ag (260 г/т), были установлены Pt (0.02 г/т) и Pd (0.02 г/т). Обсуждение результатовСхемы распределения Cu, Zn, Au и In указывают на сложную геохимическую зональность рудной залежи, которая может быть отнесена к комбинированному типу [1, 8], поскольку включает элементы первичного, сингенетического, асимметричного распределения и наложенного, вероятнее всего метаморфогенного. По авторитетному мнению Г. Н. Пшеничного и др. [6], асимметричное распределение элементов является результатом формирования первичных колчеданных руд гидротермально-метасоматическим способом [2, 8].В целом, судя по приведенным разрезам (рис. 4 и 5), а также многим другим, имеющимся у авторов, элементы первичной асимметричной геохимической зональности прослеживаются в распределении Cu (тяготеет к лежачему боку) и Zn (максимумы в стратиграфически висячем боку). А наложенная, эпигенетическая обусловлена как участием рудной залежи в складчатости, так и внедрением большого количества даек (включая мощные) с общим усложнением картин распределения основных и попутных компонентов руд. Усложнение зональности с частичным перераспределением химических элементов было обусловлено, вероятнее всего, более поздними процессами. Мощные раздувы, резкие пережимы мощности рудного тела (pinch-and-swell структуры), а также его разлинзование являются следствием механического перемещения рудного вещества вязкопластическим способом [10]. Внедрение мощной дайки габбро-диоритов вызвало локальное перераспределение наиболее мобильных меди и висмута в результате теплового воздействия [ср. 3, 4]. Признаки эпигенетического перераспределения меди в замковую часть складки можно объяснить наложением метаморфической ремобилизации с концентрированным переотложением Cu в зоны палеорастяжения [3, 10]; в нашем случае Cu зачастую перераспределялась совместно с Sb и As, образуя поздние скопления блеклой руды. По нашему мнению, первичная зональность рудной залежи была осложнена вторичной, по сути метаморфогенной, в результате складчатости и метаморфических преобразований, что отвечает многочисленным примерам и предположениям целого ряда авторов, как отечественных [1, 3, 10, 12, 23], так и зарубежных [11, 13—21, 24—26], о синметаморфическом переотложении металлов в колчеданных залежах. Выводы• Рудная залежь характеризуется сложной зональностью, относящейся к комбинированному типу; включает элементы первично асимметричной и наложенной метаморфогенной зональности.• Механическое перемещение полиметаллических руд в участок перегиба, гидротермально-диффузионное перераспределение элементов способствовали обогащению этой части залежи Zn, Ba, Au, Ag и некоторыми микроэлементами.• Более мобильные Cu, Bi в результате теплового воздействия мощной дайки габбро-диоритов переотлагались близ контакта с ней.• Динамометаморфизм способствовал ремобилизации Cu, As и Sb и переотложению их в виде поздних скоплений халькопирита и блеклой руды.• В результате складчатости и метаморфических преобразований первичная зональность рудной залежи была осложнена вторичной, по сути метаморфогенной.