Анализ имеющегося по месторождению материала, в том числе каменного (пород и руд) из керна скважин, карьера и участка месторождения, позволил автору статьи согласиться с точкой зрения о контактово метасоматическом его происхождении, уточнив и подкрепив ее новыми данными, и предложить следующую модель формирования. При этом выделяются несколько этапов, включая отложение рудовмещающей толщи и образование структуры будущего месторождения.
1. Накопление толщи силурийских слоистых известняков чагырской свиты.
2.Образование опрокинутой узко сжатой синклинальной структуры месторождения на одном из заключительных циклов каледонского тектогенеза. Формирование в замке структуры мощной уплощенной, сужающейся по направлению к ядру складки (в нашем случае вверх по возpастанию), области разуплотнения (высокой проницаемости) пород, благоприятной для свободного движения газо-гидротермальных растворов.
3. Внедрение в позднем девоне гипотетической интрузии, приведшей к образованию скарново-рудной зоны месторождения. Возможны два варианта состава интрузии: интрузия основных пород (габбро-диоритов) и интрузия плагиогранитов позднедевонского возраста по аналогии с соседним Инским месторождением, расположенным в 30 км к востоку с северной стороны Тигирекского массива гранитов, где с этой интрузией связано также скарново-магнетитовое оруденение. Нам представляется, что район Тигирекского плато - это единый сложно и длительно развивающийся рудно-магматический очаг, поэтому находящиеся здесь два крупных скарново-магнетитовых месторождения вряд ли будут иметь разные источники железа.
4. Сложный и длительный процесс контактового метаморфизма. Его первая стадия проходит в основном без привноса вещества извне, но сопровождается перекристаллизацией пород терригенно-карбонатной толщи под воздействием высоких температур, что приводит к образованию мраморизованных известняков и роговиков биотит-эпидоткварц-роговообманкового состава и амфиболитов. На этой стадии возникает более сложный текстурный рисунок по сравнению с таковым неизмененных первичных пород.
Стадия ороговикования и мраморизации сменяется стадией скарнообразования, когда наряду с перераспределением вещества на месте оно поступает еще и с гидротермальными растворами. Последние свободно проникают по подготовленной во время складчатости зоне разуплотнения пород, что приводит к возникновению тела скарнов пластообразной формы, залегающего согласно крыльям узко сжатой опрокинутой синклинали. Благодаря этому складывается впечатление согласного залегания скарнов с вмещающими породами (известняками).
На фото: Разработка магнититовой руды открытым способом
В стадию рудообразования рудонесущие растворы наследуют пути скарнообразующих растворов. Судя по большому количеству на месторождении кварца гидротермального происхождения, ассоциирующего с магнетитом, они, по мнению Е.И.Евдокимова (1954 г.), имеют кремнекисловодный состав. Под их влиянием магнетитом замещаются практически все ранее образованные минералы скарнов и роговиков. При этом из них выносятся с разной степенью интенсивности кремний, кальций, алюминий, магний. В этой зоне обмен веществ идет объем на объем. Вынесенный суммарный объем кремния, кальция, алюминия и магния замещается равным объемом магнитного железа. Помимо этого, исследуемые элементы выносились в процессе рудообразования в одинаковых пропорциях друг к другу. Этот факт однозначно доказывается также анализом зависимости отношений Ca/SiCO2, АlО3ч/SiO2/MgO/SiOg от содержания валового железа на примере отношения CaO/SiOg. В нашем случае в зоне Б по 275 пробам всего месторождения оно в среднем равно 0,53. Среднее его значение, рассчитанное по теоретическим содержаниям СаО и SiO2 в актинолите, диопсиде и андрадите, также составляет 0,53. Среднее значение, рассчитанное по фактическим содержаниям СаО и SiO2 на месторождении в пироксене, амфиболе и гранате, равно 0,6. Оно выше теоретического на 0,07 в связи с влиянием на содержание исследуемых элементов других минералов из групп амфиболов, пироксенов, гранатов, а также, возможно, реликтового кальция. Аналогичную картину можно получить при анализе отношений AlgOs/SiO2 и MgO/SiOz. Таким образом, можно утверждать, что вынос SiCO2, СаО, Аl2Оз, MgЩ в стадию рудообразования осуществлялся при разложении и замещении объем на объем магнетитом в основном диопсида, актинолита и андрадита. Магнетитом в определенных объемах замещались также кальцит, кварц, эпидот, роговая обманка.
Убедительным подтверждением замещения объем на объем является текстурный рисунок метасоматических руд, наследующий в большинстве своем текстурный рисунок вмещающих пород, нередко значительно усложненный.
Этап гипогенного образования заканчивается кварц-карбонатно-сульфидной стадией, когда на основное магнетитовое оруденение наложились хлорит, кварц, кальцит и в непромышленных масштабах пирит, пирротин, халькопирит, сфалерит и др. Поскольку основная масса сульфидов приурочена к северо-западному обрамлению магнетитовой залежи, можно предположить, что источником вещества для их образования, возможно, служила интрузия лейкократовых гранодиорит-гранитов горы Становая, находящаяся на северо-западе в 1, 7-2 км (на глубине, возможно, ближе).
В пермо-триасовое время произошло становление крупного плато на биотитовых крупнопорфировых гранитах синюшинского комплекса (Тигирекский массив), приведшее к проявлению в скарново-рудной зоне динамичности термометаморфизма с частичной перекристаллизацией скарновых и рудных минералов, преобразованием пирита в пирротин, маломощным рассланцеванием и незначительными тектоническими срывами и т.д.
На фото: Тигирекский Заповедник
Позднее в результате горообразования месторождение было выведено на уровень экзогенных процессов и его значительная верхняя по восстанию часть (возможно, не менее 500 м) была денудирована. Из оставшейся в недрах части залежи длиной по падению предположительно 1800-1900 м, скважинами разведано 1300 м. Остальные 500-600 м могут быть предметом поисково-разведочных работ в период эксплуатации месторождения. Приповерхностная часть залежи подвергалась в незначительной степени окислению процессам, о чем свидетельствует наличие малахита, лимонита, опала, хризоколлы, мартитового гематита в виде примазок, налетов на стенках трещин. Трещины с признаками этих минералов опускаются иногда до глубины 200 м.
В заключение можно сделать следующие выводы.
1. Белорецкое месторождение детально разведано до глубины 1200 м и подготовлено к промышленному освоению открытым и подземным способами вскрытия для обеспечения сырьем почти на 50% потребностей Западносибирского металлургического комбината в течение многих десятилетий.
2. Прирост запасов до 20-25% возможен за счет доразведки основной залежи, продолжающейся на глубину ниже 1200 м.
3. Структура месторождения впервые представляется в виде опрокинутой синклинальной складки, с осевой плоскостью которой связана основная скарново-рудная зона.
4. Рудовмещающими породами на месторождении являются скарнированные и преобразованные силурийские известняки. Девонские вулканогенно-осадочные породы в пределах рудного поля отсутствуют. В связи с этим точка зрения на сингенетичное железооруденение девонского возраста здесь неправомерна и должна быть исключена из научных дискуссий.
5. Скарново-магнетитовая зона месторождения образовалась контактово-метасоматическим путем. Метасоматоз при обменном процессе сопровождался замещением веществ объем на объем, когда вынесенный суммарный объем кремния, кальция, алюминия, магния компенсировался равным объемом магнетитового железа. При этом текстурный рисунок вмещающих пород в основном наследовался скарново-рудными новообразованиями с некоторым его усложнением, реже упрощением или формированием неизвестных форм.
6. Дискуссионным остается вопрос о возрасте, составе и месте материнской интрузии, образующей скарново-рудную зону. В равной степени это могут быть как габбро-диориты, по В.А.Вахрушеву, так и, как мы полагаем, плагиограниты по аналогии с Инским железорудным месторождением, принадлежащим вместе с Белорецким к одному рудно-магматическому очагу. Обе эти интрузии позднедевонского возраста. Возможны варианты других интрузии аналогичного состава. Окончательный ответ может быть получен в процессе детальной разведки или отработки рудной залежи до полной ее выклинки по падению. При этом возможно уточнение предлагаемой или обоснование новой модели образования Белорецкого месторождения железных руд.