2.2.3. Действие механизма диффузионного флюидозамещения при образовании постмагматических месторождений 2.2.3.1. О сходстве и различии гидротермальных жильных руд с магматическими породами и их генезис на основе механизма диффузионного флюидозамещения
Типично и наиболее широко распространено представление об образовании гидротермальных месторождений из разбавленных магматогенных растворов путем постепенного последовательного осаждения химических компонентов в виде минералов на стенках трещин и заполнения таким образом трещинных пустот при сопутствующих процессах метасоматоза (Шнейдерхен, 1958; Конференция ..., 1963; Парк и др., 1966; Смирнов, 1982). Впервые вопрос о сходстве образования гидротермальных месторождений с магматическими породами поставил Дж. Сперр (1933), который считал, что они образовались в ходе дифференциации магматических расплавов и внедрения их дифференциатов вдоль трещинных тектонических зон. Позднее близкую точку зрения высказали для кварцево-рудных гидротермальных месторождений Маракушев и др. (1975) и для магматогенных железорудных месторождений Долгушин и др. (1987).
Рядом исследователей приводились данные об образовании гидротермальных месторождений из высококонцентрированного гелеобразного коллоидного флюида, формирование которого происходило в результате привноса коллоидных растворов из магмы (Чухров, 1955) или образования коллоидов из истинных растворов и их коагуляции на месте образования месторождений как следствие реакции с компонентами вмещающих пород (Радкевич, 1952; Бетехтин, 1955). Высказываются также представления о формировании рудных жил из высококонцентрированного полимеризованного гидротермального флюида, образующегося в процессе восстающего продвижения первоначально разбавленных магматогенных растворов в верхних частях колонн в пределах самих рудных полей (Иванкин, 1970; Кормилицын, 1973).
Метаколлоидные образования характерны для ряда гидротермальных месторождений медно-молибденовой (Сотников и др.; 1977) и других формаций. Такого типа растворы получены экспериментально и из подземных источников (Шарапов, 1992).
Для того чтобы правильно понять природу гидротермальных жильных образований и их генезис, покажем их главнейшие текстурно-структурные особенности и взаимоотношения с вмещающими породами в плане сравнения с магматическими породами на примере конкретных образцов из нескольких типовых месторождений.
На рис. 28 показана зарисовка образцов Риддерского кварц-халькопиритового месторождения из Лениногорского рудного района полиметаллических руд на Алтае. Видны резко угловатые разноориентированные обломки вмещающих порфиритов, взвешенных в сульфидно-кварцевой жильной массе прожилков. Каждый такой обломок окружен гребенчатой оторочкой кристаллов кварца, нарастающих перпендикулярно концентрически-зонально на стенки с постепенным укрупнением размеров зерен (см. рис. 28, в). Кварц присутствует также в виде метасоматических прожилков и зон замещения в самих ксенолитах (см. рис. 28, б) и зальбандах жил. Этот метасоматический кварцевый агрегат имеет очень мелкозернистую структуру и содержит нередко многочисленные коррозионно-округленные, а также угловатые реликты вмещающей породы. В частности, в нем хорошо сохраняются контуры и распределение порфировых вкрапленников полевого шпата из порфирита.
Развитие этого кварцевого агрегата предшествует формированию концентрически-зональной оторочки того же минерала, так как кристаллы последнего нарастают на него там, где он присутствует в ксенолитах или стенках жил. Часто можно видеть также, что рост концентрически-зональной оторочки является как бы продолжением развития этого агрегата, следуя непосредственно вслед за его формированием. По существу, это можно видеть в любом контакте ксенолита с жильным материалом, где внутренняя граница концентрически-зональной оторочки при общих угловато-прямолинейных макроскопически видимых очертаниях имеет при наблюдении под микроскопом мелкоизвилистую конфигурацию с признаками метасоматического врастания кристаллов кварца в стенки ксенолитов. Иначе говоря, внутренняя часть концентрически-зональной оторочки является метасоматической, а рост внешней части происходил в условиях формирования кристаллов в свободном пространстве объема жил. В данном случае метасоматоз сразу же непосредственно сменялся свободным ростом кристаллов. Но наряду с этим признаки пересечения метасоматического кварцевого агрегата жилками кварца с гребенчатым его нарастанием на стенки свидетельствует, что после завершения метасоматоза происходило также и перемещение ксенолитов, их дробление и обрастание концентрически-зональным кварцем. Это обрастание ксенолитов, уже метасоматически переработанных, происходило еще тогда, когда они находились во взвешенном состоянии, т. е. как бы плавали в вязком высококонцентрированном флюиде, существовавшем уже после завершения метасоматоза.
Рис. 28. Зарисовка текстуры сульфидно-кварцевых прожилков Риддерского медного месторождения (Рудный Алтай): а – образец с резко угловатыми ксенолитами вмещающих порфиров, взвешенных в сульфидно-кварцевой жильной массе; б – образец с признаками метасоматической коррозии и окварцевания ксенолитов, на которые нарастает концентрически-зональная оторочка свободной кристаллизации кварца в объеме жилы; в – увеличенный участок прожилка с ксенолитами, окруженными концентрически зональной кварцевой оторочкой
1 – вмещающие породы – порфир; 2 – средне-крупнозернистый кварц, свободно кристаллизующийся в объеме трещинной пустоты из флюида, включая и кварц концентрически-зональных оторочек около ксенолитов и зальбандов прожилков; 3 – метасоматический мелкозернистый кварцевый агрегат; 4 – концентрически-зональные щеточки кварца около ксенолитов; 5 – сульфиды (в основном халькопирит), иногда с кальцитом и хлоритом
|
Для распределения сульфидов (в основном халькопирита) в кварцевой жильной массе характерно то, что их наиболее крупнозернистые и значительные по величине скопления приурочены к промежуткам между концентрически-зональными оторочками ксенолитов, где также сосредоточены выделения кальцита и хлорита. Вместе с тем мелкие ксеноморфные скопления сульфидов присутствуют и пределах концентрически-зональных оторочек и метасоматических кварцевых агрегатов, т. е. по качественному химическому составу метасоматические минералообразующие процессы принципиально не отличались от процессов свободного роста кристаллов в жильной массе.
Рис 29. Зарисовка текстуры кварц-сфалеритовой руды из оловорудного месторождения Валькумей (Чукотка): а – общий вид текстуры, б – увеличенная деталь текстуры на контакте с ксенолитом (образец из музейной коллекции ЦНИИОлово)
1 – скопления крупнозернистого сфалерита, 2 – вмещающая порода (кварцевый порфир), 3 – метасоматический мелкозернистый кварцевый агрегат, замещающий ксенолиты, 4 – хлорит-кварцевая средне-крупнозернистая жильная масса с мелкозернистым сфалеритом, 5 – кристаллы кварца
|
На рис. 29 приведена зарисовка образца сульфидно-кварцевой жилы из оловорудного месторождения Валькумей (Чукотка). Здесь видно наличие многочисленных очень резко угловатых ксенолитов фельзита, взвешенных в хлорит-сфалерит-кварцевой (с касситеритом) жильной массе. Заметна определенная субпараллельная трахитоидная ориентировка мелких ксенолитов относительно более крупных. Сплошные скопления крупнозернистого сфалерита как бы избегают близости с теми ксенолитами, на контакте с которыми существует хлорит-кварцевая оторочка с крупными идиоморфными кристаллами кварца, вдающимися в рудную массу (см. рис. 29, б). Контакт этой оторочки с ксенолитом во многих случаях очень резкий. В самих ксенолитах широко развиты метасоматические жилки и зоны замещения мелкозернистым кварцевым агрегатом, в котором изредка встречаются зерна сфалерита, но полностью отсутствует хлорит, так широко развитый внутри самой рудной жильной массы. Обычно хорошо заметно, что хлорит-кварцевая жильная масса резко пересекает метасоматический кварцевый агрегат в контактах ксенолитов или в виде секущих прожилков внутри них. Но в некоторых случаях наблюдаются постепенные переходы от метасоматической кварцевой массы к хлорит-кварц-сфалеритовой жильной массе.
Рис 30. Зарисовка текстуры флюоритовой жилы из месторождения Усугли (Читинская область): а – общий вид жилы, б – увеличенная деталь контакта ксенолита с жильной массой флюорита
1 – вмещающая порода (кварцевый порфир); 2 – метасоматический мелкозернистый кварцевый агрегат с многочисленными коррелированными реликтами вмещающей породы; 3 – кристаллический кварц (а – щеточки кристаллов кварца внутри оторочки на контакте ксенолитов, б – отдельные кристаллы кварца внутри флюорита); 4 – оторочки фиолетового флюорита на контакте с ксенолитами и в краях жилы; 5 – флюорит белого цвета из внутренней части жилы
|
На рис. 30 показана зарисовка флюоритовой жилы из флюоритового месторождения Усугли (Читинская область). Внутри жилы имеются многочисленные остроугольные и с несколько закругленными углами ксенолиты вмещающих пород (граниты, кварцевые порфиры), свободно взвешенные во флюоритовой массе жилы. Ксенолиты окружены зональной оторочкой, внутренняя часть которой сложена кварцем, а внешняя – средне-крупнозернистым флюоритом фиолетового цвета. За пределами этой оторочки жильный материал представлен мелкозернистым флюоритом белого цвета. Сами ксенолиты часто содержат прожилки и зоны явно метасоматического кварца с многочисленными частично замещенными реликтами вмещающей породы с резко извилистыми коррозионными очертаниями. Такая кварцевая метасоматическая зона имеется и на одном из контактов жилы. Внутренняя кварцевая оторочка ксенолитов представляет собой гребенчатое нарастание мелких кристаллов кварца в виде щеточки на поверхности ксенолитов. Причем это нарастание происходит не только на материал вмещающих пород, но и на метасоматический кварц, замещающий ксенолиты. Причем можно в одинаковой степени часто наблюдать, как этот метасоматический кварц пересекается кварцевой оторочкой и постепенно переходит в нее, т. е. метасоматическое развитие кварца в ксенолитах без перерыва сменяется кристаллизацией щеточки кварца в свободном пространстве жилы. Внутри флюоритовой массы жилы имеются мелкие как бы плавающие кристаллики кварца таких же размеров и формы, как и в кварцевой оторочке. Кристаллики кварца встречаются также внутри мелких жеод, где они нарастают на выступающие правильные грани кристаллов флюорита.
На рис. 31 приведена зарисовка образцов из кварц-гематитового месторождения Рудный Лог на юго-восточном Алтае. Внутри кварц-гематитовых жилок имеются многочисленные резко угловатые обломки вмещающих порфиров с признаками метасоматического окварцевания. Эти ксенолиты, так же как и контакты жил, трахитоидно обтекаются полосчатостью кварц-гематитового материала жил и субпараллельно ориентированными пластинчатыми кристаллами гематита. Они иногда также бывают окружены кварц-гематитовыми оторочками с повышенным содержанием мелкочешуйчатото гематита. Причем интересно, что распределение этого гематита четко ограничено контактами ксенолита и он не встречается внутри метасоматического кварца в ксенолитах. Только по наличию этого гематита можно различить кварцевую массу обоих типов, поскольку по текстуре и структуре самого кварца последние неразличимы и имеют постепенные переходы между собой. Внутри кварц-гематитовых жил встречаются более крупнозернистые зоны метасоматической перекристаллизации материала жил с постепенными переходными контактовыми зонами. Особенностью этих зон является наличие идиоморфных кристаллов кварца по отношению к гематиту, тогда как в самой массе жилы пластинки гематита являются идиоморфными по отношению к кварцу. В жилах часто встречаются также идиоморфные игольчатые кристаллы кварца, развивающиеся поперек полосчатости в жилах.
Puc. 31. Зарисовка текстуры гематит-кварцевых жил железорудного месторождения Рудный Лог (юго-восточный Алтай)
1 – вмещающая порода (фельзит); 2 – гематит-кварцевая жильная масса (ориентировка штрихов соответствует ориентировке пластинчатых кристаллов гематита); 3 – существенно кварцевый материал жилы; 4 – зона крупнозернистой метасоматической перекристаллизации жильной массы с идиоморфными кристаллами кварца и крупночешуйчатым гематитом
|
На рис. 32 приведена фотография инъекционного прожилка кварц-гематитовой руды месторождения Рудный Лог, на которой видны резко угловатые ксенолиты вмещающей породы в рудной массе и зоне грубозернистой автометасоматической перекристаллизации в центральной части прожилка.
|
Рис. 32. Инъекционный прожилок кварц-гематитовой руды в фельзитах; в центральной части – зона пегматоидной перекристаллизации руды (фотография полированного образца; месторождение Рудный Лог, Горный Алтай)
|
Брекчиевидные текстуры гидротермальных жильных руд с угловатыми ксенолитами вмещающих пород, взвешенными в рудной массе, почти без признаков метасоматического замещения со стороны этой массы можно наблюдать на ряде других месторождений (рис. 33–38).
|
Рис. 33. Взвешенные угловатые ксенолиты вмещающего гранита в молибден-кварцевой жиле (фотография полированного образца; Сорское молибденовое месторождение, Хакасия)
|
|
Рис. 34. Взвешенные угловатые обломки вмещающей породы в халькопирит-кальцитовой жиле (фотография полированного образца; Золототушинское медное месторождение, Рудный Алтай)
|
|
Рис. 35. Брекчиевидная текстура касситерит-кварцевой руды (фотография полированного образца; оловорудное месторождение Валькумей, Чукотка; из коллекции ЦНИИолово)
|
|
Рис. 36. Брекчиевидная текстура галенит-сфалерит-кальцитовой жилы со взвешенными обломками вмещающих пород (фотография полированного образца; месторождение Хапчеранга, Забайкалье)
|
|
Рис. 37. Взвешенные угловатые обломки вмещающих пород во флюорит-пиритовой жиле, обрастающие сначала оторочкой пирита, а с внешней стороны – флюоритом (фотография полированного образца;. Калангуйское флюоритовое месторождение, Читинская область)
|
|
Рис. 38. Взвешенные обломки яшмы в кварцевой жиле; каждый, даже самый мелкий, обломок обрастает концентрически-зональной оторочкой кристаллов кварца (фотография полированного образца орской яшмы)
|
Таким образом, на примере этих различных по минеральному составу месторождений можно видеть, что особенностью их руд является наличие в них в разной степени угловатых ксенолитов вмещающих пород, взвешенных и как бы плавающих в рудной массе, что является типичным и для магматических пород. Ксенолиты окружены зональной оторочкой из тех же минералов, какими сложены и сами жилы. Эти оторочки отличаются только количественными соотношениями минералов и структурой кристаллического агрегата с признаками концентрически-зонального роста. Иными словами, обрастание ксенолитов происходило тогда, когда они были во взвешенном состоянии в вязкой магмоподобной массе. Этой сферолитоподобной кристаллизации жильного флюида предшествовал метасоматоз, минералогические продукты которого по составу близки к жильной массе, отличаясь от последней только отсутствием отдельных минералов. Метасоматоз непосредственно близко по времени предшествовал росту концентрически-зональных оторочек, так как последние наряду с резкими секущими контактами образуют и постепенные переходы к метасоматическим образованиям. Причем в тех случаях, когда по структуре минералы оторочек не отличаются от минералов метасоматической зоны и жильной массы, переходы между последними становятся постепенными и незаметными, создавая в целом впечатление метасоматического замещения ксенолитов всей жильной массой.
Такая постепенность перехода и замещения ксенолитов характерна и для внедрившихся интрузивов магматических пород. Но отличительной их особенностью является то, что постепенность перехода здесь создается за счет послемагматических автометасоматических процессов, например, в результате замещения порфиробластами калиевого полевого шпата одновременно как гранитов, так и ксенолитов или развития пегматитовидных пород при автометасоматической перекристаллизации интрузивов (Заварицкий, 1947). Такие же случаи автометасоматоза иногда встречаются и в жильных гидротермальных месторождениях, как это показано на примере Рудного Лога (см. рис. 31 и 32). Для зон зарождения магматических пород, каковыми являются поля мигматитов среди глубокометаморфизованных пород, постепенные метасоматические переходы от жил к вмещающим породам на магматической стадии обычны, как и для гидротермальных жил непосредственный переход метасоматических образований в высококонцентрированную жильную массу.
Особенностью руд гидротермальных месторождений является наличие сферолитоподобных, или так называемых, по В. С. Кормилицину (1973), сгустковых, текстур. Например, на рис. 39 это видно на образцах Сорского кварц-молибденитового, Дегтярского медно-колчеданного и Юбилейного кварц-касситеритового месторождений. Это же характерно и для ряда железорудных месторождений, например, Рудногорского и Тейского. Сгустковая текстура описана на примере многих гидротермальных месторождений Забайкалья (Кормилицын, 1973). Сферолитовые колломорфные текстуры известны в ряде месторождений (Радкевич, 1952; Левицкий, 1955; Парк и др., 1966). Показанное выше на рисунках концентрически-зональное обрастание ксенолитов жильным материалом является типичным проявлением сферолитовых текстур. Наличие таких сферолитов, сформировавшихся ранее затвердевания основной массы жильного материала и взвешенных в ней, не может быть объяснено с позиции постепенного отложения руд из разбавленных гидротермальных растворов, так как эти сферолиты (а также и ксенолиты) под действием силы тяжести должны были бы концентрироваться на нижнем контакте жил, чего обычно не наблюдается. Здесь очевидно, что сферолитовые и сгустковые текстуры образуются в условиях высококонцентрированного вязкого флюида, способного удерживать их длительное время во взвешенном состоянии, когда они продолжают концентрически-зональный рост. Подтверждением существования такого флюида является присутствие типичных колломорфных текстур, часто встречающихся в близповерхностных месторождениях.
Рис. 39. Зарисовка сферолитоподобных и сгустковых текстур Дегтярского медно-колчеданного месторождения на Урале (а), Сорского медно-молибденового месторождения в Хакасии (б) и Юбилейного кварц-касситеритового месторождения на Дальнем Востоке (в)
1 – кварцевая жильная масса; 2 –кварц-хлоритовый агрегат; 3 – рудные минералы (пирит на Дегтярском месторождении, чешуйки молибдена на Сорском и касситерит на Юбилейном)
|
Как известно, одной из особенностей магматических пород является наличие гипидиоморфнозернистых структур, когда одни минералы являются более идиоморфными по отношению к другим. Эти же особенности свойственны и рудам гидротермальных месторождений. Например, кварц всегда более идиоморфен по отношению к карбонатам (рис. 40) и флюориту. Кристаллы пирита, сфалерита, касситерита также идиоморфны по отношению к карбонатам. Относительно кварца пирит и сфалерит в некоторых случаях являются идиоморфными, а иногда ксеноморфными. Причиной идиоморфизма кристаллов в одних случаях является более ранняя их кристаллизация, а в других – более быстрый рост в условиях одновременности кристаллизации. Первый случай подтверждается пересечением идиоморфных кристаллов более поздними ксеноморфными зернами в виде секущих прожилков и цементацией зон дробления.
Магматическим интрузивным телам свойственно пересечение внешних ранее закристаллизовавшихся пород жилами и дайками из внутренних частей интрузивов. Подобные же соотношения часто можно наблюдать и в пределах гидротермальных жил, когда их ранее сформировавшиеся участки концентрически-зональных оторочек пересекаются жилками поздних, обычно более низкотемпературных минеральных ассоциаций, слагающих внутренние части жил или даже присутствующих в виде взвешенных ксенолитов среди последних (см. рис. 40).
|
Рис. 40. Зарисовка кварц-карбонатной жилы из золоторудного месторождения Вершина Дарасуна (Читинская область)
1 – вмещающие породы; 2 – крупнокристаллический идиоморфный кварц; 3 – карбонат
|
К числу наиболее характерных отличий гидротермальных жил от магматических пород относятся более низкая температура их формирования и резко выраженная неравномерность распределения минералов в их пределах как вдоль, так и поперек жил. Первый фактор объясняется их постмагматическим характером и близповерхностными условиями их зарождения на глубинах до 5 км от дневной поверхности, тогда как зарождение магматических пород в зонах мигматизации осуществляется на гораздо более значительных глубинах земной коры, где и температуры гораздо выше.
Неравномерность распределения минеральных ассоциаций в гидротермальных жилах, на что обращалось внимание рядом исследователей (Бетехтин, 1955; Кормилицын, 1973), отражает очень характерную черту их образования. Магматические породы в процессе своего течения и внедрения в вышележащие горизонты вмещающих пород интенсивно перемешивались и выравнивали свой состав, и неравномерность минерального и химического состава гидротермальных жил можно объяснить только тем, что они не испытывали существенного механического перемещения и в основном формировали текстурно-структурные особенности на месте своего зарождения в ходе гидротермально-метасоматических процессов, т.е. вязкой высококонцентрированной консистенции флюид достиг, по существу, на месте образования. Если бы он внедрялся на значительное расстояние вдоль трещинных зон, то тогда он, так же как и магматические породы, достиг бы существенного выравнивания состава. Но тем не менее некоторые признаки течения этого гидротермального флюида все же иногда встречаются в виде трахитоидной ориентировки ксенолитов и обтекания их и контактов жил удлиненными кристаллами жильной массы, что свидетельствует о небольшом перемещении флюида.
Следовательно, на основании вышеприведенного анализа можно констатировать, что гидротермальные жильные месторождения, начав свое формирование с интенсивного околожильного метасоматоза, закончили его образованием почти на этом же месте вязкого высококонцентрированного магматически-подобного флюида типа коллоидной гелеподобной массы, которая могла кристаллизоваться с главнейшими признаками магматических пород, но в условиях низких температур. Автором предлагается новая идея об образовании такого флюида на основе механизма диффузионного флюидозамещения. Если предыдущими исследователями, как отмечалось выше, предлагалось образование такого флюида в результате или дифференциации магматического расплава, или привноса гидротермами коллоидных растворов из магматической интрузии, или коагуляции истинных гидротермальных растворов на месте образования жил в результате реакций с вмещающими породами, или полимеризации флюида, то автором предлагается идея о зарождении коллоидных растворов на месте формирования жил в результате диффузионных метасоматических процессов. В определенной степени эта идея близка концепции А. Г. Бетехтина об образовании коллоидов из истинных растворов в результате взаимодействия с вмещающими породами, но отличается тем, что, согласно ей, в определенных условиях метасоматический процесс, происходящий в околотрещинном пространстве, способствует зарождению коллоидных частиц, которые перемещаются в трещины, заполняют их, доводя свою концентрацию до гелеподобного состава. Иными словами, сам метасоматический процесс служит активным механизмом зарождения коллоидных частичек, а привнос истинных растворов из магматического очага только содействует этому зарождению путем активизации метасоматического процесса. Или, точнее говоря, избыточные продукты метасоматических реакций выделяются в трещинные пустоты в виде коллоидных частичек. А. Г. Бетехтиным метасоматозу отводится только пассивная роль в коллоидообразовании – как поставщику истинно растворенных компонентов из вмещающих пород, которые, смешиваясь с истинными же гидротермальными растворами, образуют коллоиды.
2.2.3.2. Признаки магматически-подобной природы и генезис богатых эндогенных железных руд
Рядом исследователей высказываются представления о формировании некоторых типов магматогенных железных руд из высококонцентрированного флюидного расплава, внедрившегося из зон дифференциации магм (Жук-Почекутов, 1986; Долгушин и др., 1987; Фон-Дер-Флаас, 1992). Автор, соглашаясь и находя дополнительные подтверждения их магматически-подобной природы, вместе с тем считает, что они образовались на месте залегания в ходе метасоматических диффузионных процессов на основе механизма диффузионного флюидозамещения. Рассмотрим эти вопросы на примере богатых руд эндогенных железорудных месторождений преимущественно скарново-магнетитовых типов.
Все тела сплошных богатых руд этих месторождений имеют жилообразную или линзообразную форму, обусловленную приуроченностью их к зонам дробления горных пород, образованным или при тектонических подвижках, или в результате магматических эксплозионных процессов (Атлас..., 1973). Это зоны, где образовались в том или ином количестве и объеме трещинные пустоты, которые заполнялись рудным веществом при участии резко выраженных процессов метасоматического замещения вмещающих пород. Это подтверждается приуроченностью богатых руд к раздувам мощностей тел. Чтобы понять способ заполнения существующего объема рудных тел, рассмотрим детальнее текстурно-структурные особенности богатых руд и их взаимоотношения с вмещающими породами.
Характерной чертой состава богатых железных руд является наличие двух (или более) минеральных фаз, обычно различающихся по цвету. Одна фаза темноцветная, представлена в основном магнетитом, а другая, сравнительно более лейкократовая по цвету, состоит из ассоциации минералов (кальцит, кварц, сульфиды, хлорит, серпентин, эпидот, амфибол, флюорит, мушкетовит, бурый гранат, плагиоклаз, скаполит), в разных количествах и соотношениях в разных рудах. Назовем условно первую фазу рудной, а вторую – салической. Эти фазы характеризуются повсеместным одновременным развитием во всех участках рудных тел.
Обычно образование минеральной ассоциации салической фазы рассматривается исследователями как результат поздней низкотемпературной стадии метасоматоза, накладывающейся на рудные минералы вдоль трещин (Вахрушев, 1965; Мазуров, 1985). Однако более внимательное рассмотрение позволяет прийти к другому заключению.
Рис. 41. Морфология наиболее крупных выделений рудной (штриховка) и салической (крап) фаз в массивных магнетитовых рудах; в рудной фазе присутствуют еще более мелкие выделения салической фазы, аналогичные (зарисовка образцов) по морфологии показанным образованиям
а – Ирбинское месторождение, обр.И-100 из коллекции С.С.Долгушина (салическая фаза сульфидно-амфиболового состава); б – Тейское месторождение, обр. Тя-9 (салическая фаза сульфидно-амфиболового состава, черная оторочка – сплошной магнетит), видно пересечение одного из сферолитов салической массой; в – месторождение Маргоз, обр. МР-1 (салическая фаза сложена амфиболом с сульфидами); г – Тейское месторождение, обр. Тя-100 (салическая фаза представлена эпидот-пирит-кальцитовой ассоциацией минералов)
По существу, текстура руды определяется морфологией выделений отмеченных фаз и их количественным соотношением. В массивных рудах при отсутствии директивных текстур, если рудная фаза количественно преобладает, то салическая фаза обычно присутствует внутри ее в виде неправильно-ветвистых хаотически ориентированных выделений с тонкими как бы заостренными окончаниями (рис. 41, в, г). При снижении количества рудной фазы до 50 % и меньше, она, в свою очередь, бывает заключена в салической фазе в виде сферолитоподобных или типично сферолитовых форм. Это можно наблюдать даже в пределах одного образца, когда сферолитоподобные рудные образования бывают заключены в сульфидно-кальцитовой массе, а в местах повышенной концентрации этих выделений кальцит переходит в интерстиции между ними (см. рис. 41, а, б).
Особенностью выделений обеих фаз при любом их соотношении является то, что они как бы взвешены одна в другой. Выделения количественно меньшей по объему фазы располагаются изолированно друг от друга и не имеют подводящих трещинных каналов. Они постоянно присутствуют в тех или иных количествах во всех участках рудных тел, а не приурочены к каким-либо трещинным зонам. Это свидетельствует об одновременности их обособления.
Типичной морфологической чертой выделений салической фазы является то, что их контуры обычно являются как бы вогнутыми вовнутрь, обнаруживая характерные признаки нарастания в них рудной фазы.
Аналогичные особенности характерны и для директивных текстур – волнисто-линзовидно-полосчатых, так называемых бурундучных или рябчиковых. Когда в них количество салической фазы больше 50 %, то рудная фаза оказывается как бы заключенной в виде полосчато-линзовидных прерывистых полосок также с признаками их роста внутрь салической фазы. При увеличении количества рудной массы салическая фаза приобретает интерстиционный характер, оказываясь целиком заключенной в рудной фазе, но сохраняя признаки субпараллельно ориентированной линзовидно-полосчатой текстуры (рис. 42).
Интерстиционный характер салическая фаза имеет по отношению к округленно-сферическим обособлениям рудного вещества самых различных размеров – от скоплений нескольких единичных зерен магнетита до сферолитоподобных их обособлений, имеющих радиус более нескольких миллиметров. Последнее можно определять по кривизне вогнутых контуров обособлений салической фазы.
К числу морфологических особенностей выделений салической фазы относится то, что они имеют признаки несколько более позднего формирования своей конфигурации, чем рудная фаза. Это выражается в том, что они нередко образуют жиловидные ответвления, ориентированные поперек общей линзовидно-ориентированной текстуры руд. Эти ответвления иногда как бы рассекают поперек несколько рудных слойков и согласно сливаются с обеих сторон с салическими субпараллельными линзами. Но каждое такое обособление является в целом изолированным в рудной массе и не имеет каких-либо подводящих трещинных каналов, являясь составной частью самой салической фазы. Нередко встречаются и тончайшие жилковидные ответвления от салической фазы, имеющие характер жилок, секущих рудную фазу (см. рис. 41). Но такие просечки присутствуют на общем фоне четкого идиоморфизма зерен магнетита и их сферических скоплений по отношению к салической фазе, т. е. наличие таких прожилков свидетельствует не о позднем формировании салической фазы, а о более позднем завершении ее кристаллизации, как это свойственно магматическим породам.
|
Рис. 42. Волнисто-линзовидно-полосчатая (бурундучная) текстура магнетитовых руд, вверху переходящая в массивную сплошную с интерстициальными выделениями салической фазы (зарисовка образцов): а – месторождение Маргоз, обр. МР-3 (салическая фаза, обозначенная крапом, сульфидно-кальцитового состава); б – Тейское месторождение обр. ТЯ-5 (салическая фаза кальцит флюоритового состава; многие ее выделения имеют зональное строение: по краям идиоморфные кристаллы кальцита, в центре – ксеноморфный флюорит)
|
К числу текстурных особенностей богатых руд относится соподчиненность размеров выделений рудной и салической фаз, что хорошо видно на примере линзовидно-полосчатых текстур, где одновременно с увеличением мощности салических выделений возрастает мощность и рудных слойков.
Более детальное изучение состава и структуры фаз под микроскопом выявляет признаки последовательной кристаллизации фаз, в большинстве случаев сначала рудной, а затем салической. Это выражается в идиоморфизме зерен магнетита по отношению ко всем минералам салической фазы (рис. 43), и также в округленно-выпуклой конфигурации рудных выделений внутрь салической фазы.
Для руд типичным является то, что размер отдельных выделений рудной и салической фаз варьирует от долей миллиметра до нескольких сантиметров в пределах одного и того же образца. Поэтому округленно-сферические контуры рудной фазы наблюдаются как для скоплений магнетита в количестве нескольких зерен, так и для более крупных скоплений, т.е. создается впечатление, что вся руда состоит из округленно-сферических рудных скоплений различного размера, начиная от единичных зерен магнетита и кончая их скоплениями размером до нескольких сантиметров. Мелкие скопления могут соединяться в цепочки, в свою очередь разветвляющиеся и соединяющиеся между собой, включая внутри себя выделения салической фазы, также имеющие интерстиционный характер. Следовательно, кристаллизация рудной фазы происходила в форме появления и роста округленных рудных скоплений, последовательного соединения их в виде ветвящихся цепочек и образования более крупных сферических обособлений. Так происходило последовательное увеличение сферических обособлений вплоть до завершения кристаллизации рудной фазы, когда остатки салической фазы оказывались заключенными в интерстициях между наиболее крупными и поэтому визуально хорошо различимыми округленными обособлениями рудной фазы. Причем можно видеть, что салическая фаза оказывается заключенной сразу в интерстициях между цепочками сферических обособлений, каждое из которых имеет выпуклые контуры внутрь этой фазы. Этот тип кристаллизации можно назвать сферическо-цепочечным. В рудах с волнисто-линзовидно-полосчатой текстурой эти цепочки субпараллельно вытягиваются в полосы и линзы, а в массивных рудах образуют округленно-сферические формы рудных выделений.
Рис. 43. Взаимоотношения рудной (сплошная заливка) и салической сульфидно-хлоритовой (крап) фаз с взвешенными обломками вмещающих гранатовых скарнов (штриховка) в рудной брекчии (зарисовка обр. Иб 34): а – общий вид, б – увеличенные детали (видны оторочки магнетита на коррелированных обломках скарнов в тех участках, где эти обломки включены и взвешены в салической фазе, при увеличении – б – можно наблюдать отчетливый идиоморфизм и признаки нарастания магнетита внутрь салической фазы и вместе с тем резко коррозионные границы магнетитовой оторочки с обломками скарна, видны также тонкие жилковидные просечки салической фазы в магнетитовую оторочку, что свидетельствует о несколько позднем завершении ее кристаллизации)
|
В некоторых случаях наиболее крупные выделения салической фазы кристаллизуются почти одновременно с рудными выделениями, что подтверждается идиоморфизмом отдельных наиболее крупных кристаллов ее по отношению к магнетитовой фазе.
Имеются признаки зональной кристаллизации выделений салической фазы с их периферии вовнутрь, т. е. как бы продолжение кристаллизации рудной фазы. Это, например, эффектно проявляется на Тейском месторождении в часто встречающихся здесь рудах с волнисто-линзовидно-полосчатой (бурундучной) текстурой (см. рис. 42). В некоторых их разностях мафические полоски сложены идиоморфными зернами магнетита в серпентиновом базисе, а салическая фаза в центре представлена флюоритом, а по краям – идиоморфными кристаллами кальцита в виде друз, нарастающими на края рудной фазы. Причем эти руды ассоциируют с массивными их разностями, где флюорит образует неправильные ветвистые выделения, окруженные оторочкой колломорфного серпентина с сульфидами. В этом случае выделения флюорита также являются изолированными в рудной массе и не имеют каких-либо трещинных подводящих каналов, что свидетельствует об их одновременном обособлении с рудной массой. Но кристаллизация этих выделений идет после кристаллизации самой рудной массы магнетита. На Тейском месторождении часто встречаются зональные выделения салической фазы, сложенные по краям преимущественно идиоморфными зернами пирита, а в центре – кальцитом.
Концентрически-зональное нарастание рудной фазы хорошо видно в сферолитовых рудах Рудногорского месторождения, где магнетит растет в виде зональных сферолитов (Вахрушев и др., 1976). В ряде месторождений встречается мушкетовит, нарастающий в виде пластинчатых друз внутрь салической фазы.
В некоторых случаях салическая фаза имеет признаки более ранней кристаллизации, чем рудная фаза. Это характерно, например, для скаполит- и альбит-магнетитовых руд Анзасского месторождения, апатит-магнетитовых руд Холзунского и Лебяжинского месторождений, полевошпатово-магнетитовых руд Естюнинского месторождения. В них скаполит и полевые шпаты имеют признаки большего идиоморфизма по отношению к магнетитовой фазе.
Следовательно, особенностью богатых железных руд является одновременность обособления двух фаз и определенная последовательность кристаллизации этих фаз. Подтверждением одновременности обособления двух фаз является их повсеместное и часто довольно равномерное развитие во всем теле богатых руд. Признаки одновременности обособления наиболее четко проявлены в рудах с бурундучной текстурой, так как здесь совершенно невозможно предположить, чтобы одна из фаз обособилась позднее другой, например, была образована путем метасоматического замещения. Этот тип руд приурочен обычно к раздувам мощностей рудных тел, где наиболее вероятно наличие максимальных зон проницаемости, т. е. пустых пространств до начала рудоотложения (месторождения Таштагольское, Инское, Ирбинское, Маргоз, Тейское и др.).
Подобное обособление двух фаз могло происходить только в вязкой магмоподобной рудной массе, когда одна фаза была как бы взвешена в другой. Здесь нет признаков последовательного отложения минералов из разбавленных растворов на стенках трещинных пустот. Наиболее ранние фазовые обособления кристаллизовались одновременно во всем объеме тел, и в ходе этой кристаллизации они оттесняли в интерстиции между ними позднее кристаллизующуюся фазу. Минералы выделялись главным образом в соответствии с температурой их кристаллизации. Сначала кристаллизовался преимущественно магнетит, одновременно обособляя в интерстиции более низкотемпературную ассоциацию минералов – сульфиды, кальцит, хлорит, серпенит, флюорит, кварц, эпидот, амфибол. Иногда в поздней салической фазе с сульфидами и кальцитом присутствует красно-бурый гранат (Ирбинское месторождение), что свидетельствует о его более поздней кристаллизации по отношению к магнетиту.
Позднее кристаллизующаяся салическая фаза могла в виде прожилковидных ответвлений пересекать ранее закристаллизовавшийся магнетит, что типично для их взаимоотношений. Но вместе с тем эти ответвления обычно являются короткими и не дают прожилков большой протяженности, выклиниваясь здесь же в рудной массе.
В пределах каждой фазы наблюдается определенная последовательность кристаллизации минералов. В пределах рудной фазы наиболее крупные округленно-сферические скопления сложены по периферии оторочкой сплошного крупнозернистого магнетита, а в центре состоят из более мелких рудных скоплений различной конфигурации, но с четким интерстиционным размещением между ними салической фазы и идиоморфизмом кристаллов магнетита. В салической фазе сульфиды обычно образуют правильные идиоморфные кристаллы в карбонатной или силикатной массе. Они нередко бывают приурочены к краевым частям этой фазы, кристаллизуясь раньше ее внутренних частей. Силикатные минералы салической фазы кристаллизуются раньше ее карбонатных минералов, образуя идиоморфные кристаллы.
По существу, кристаллизация богатых магнетитовых руд происходила аналогично магматическим породам, в отличие от которых здесь осуществлялась кристаллизация не отдельных равномерно рассеянных минеральных зерен, а целых скоплений таких зерен. Образование рудных скоплений обусловлено, скорее всего, первичным неравномерным распределением рудных химических компонентов во флюиде, а не в ходе его кристаллизации и дифференциации. Это подтверждается отсутствием признаков гравитационной сортировки кристаллов.
Кристаллизация руд часто идет с образованием идиоморфнозернистых нередко сферолитоподобных рудных скоплений и интерстиционным размещением салической фазы. В случае, если во флюиде проявляются даже самые незначительные признаки вязкого течения, центры кристаллизации могут ориентироваться вдоль струй течения с образованием ритмически-полосчатых текстур. Можно также предполагать, что начало такой сферическо-цепочечной кристаллизации было предопределено первичным неравномерным распределением рудного вещества во флюиде, где оно могло образовывать сгустки вследствие вероятной повышенной способности рудных коллоидных частиц к притяжению друг к другу и слипанию.
Таким образом, описанные текстурно-структурные признаки объемного кристаллизационного расслоения вязкого магмоподобного флюида или расплава характеризуется наличием двух (или более) заключенных (взвешенных) одна в другой одновременно обособляющихся минеральных фаз (размером более нескольких зерен минералов каждая) с признаками определенной, обычно температурной, последовательности кристаллизации этих фаз. Последнее определяется по степени идиоморфизма минералов и (или) их по зональному распределению в составе фаз.
Взаимоотношения богатых руд с вмещающими породами характеризуются, во-первых, присутствием угловатых обломков последних, взвешенных в массе обеих фаз и не соприкасающихся с зальбандами тел (рис. 44), во-вторых, выраженными признаками метасоматического замещения рудным веществом вмещающих пород. Это проявляется в виде мельчайших прожилковидных ответвлений руды во вмещающие породы, коррозией магнетитом зерен минералов пород или их порфиробластическим ростом в
|
Рис. 44. Угловатые с резкими контактами обломки фельзита взвешенные в магнетитовой руде (фотография полированного образца; Волковское месторождение, Западный Саян; из коллекции С. С. Долгушина)
|
контакте с ними, округленной или сложно извилистой формой ксенолитов в рудной массе. Причем обычно, когда резко угловатые ксенолиты с резкими прямолинейными контактами пространственно ассоциируют с метасоматически корродированными обломками. При этом обычно обломки вмещающих пород являются полностью включенными в рудную массу без признаков какого-либо гравитационного оседания на стенки рудных жил. В то же время во многих случаях имеются резко угловатые немногочисленные ксенолиты с довольно резкими контактами с рудной массой; это позволяет предполагать, что, по крайней мере, какую-то часть объема руда заполнила путем не метасоматического замещения тектонических брекчий, а заполнения пустого пространства между обломками пород. Даже теоретически можно предполагать, что такие пустоты должны были существовать и, следовательно, могли быть заполнены рудой. При этом если в зонах брекчирования пород шло отложение рудного вещества одновременно метасоматически и путем заполнения пустых пространств, то должно быть различие в текстурах и структурах руд. Это должно наблюдаться в случае отложения руды как из разбавленных водных гидротермальных растворов, так и путем инъекции рудной магмы, дифференцировавшейся на больших глубинах. Представляется вполне очевидным, что разбавленные железоносные растворы, производя метасоматоз вмещающих пород, не могут одновременно отлагать рудное вещество в пустотах, так как при этом будут перекрываться все подводящие каналы метасоматоза. Кроме того, способ последовательного отложения рудного вещества на стенках пустот должен формировать резко отличающиеся от метасоматических структуры руд. Магматической инъекции рудного вещества противоречит несоответствие масштабов возможной инъекции и масштабов метасоматоза. Часто мощная жила богатых руд имеет резкие контакты и резко угловатые ксенолиты вмещающих пород с незначительными признаками метасоматоза. В то же время обычно, когда прожилки магнетита мощностью даже менее 1 см имеют четко выраженные признаки метасоматического развития по вмещающим породам, и в этом случае нельзя предположить, что какая-то часть их инъецировала, как рудная магма.
Удивительной особенностью богатых руд является то, что там, где, скорее всего, она развивалась метасоматически, и там, где более вероятно выполнение ею пустых пространств, совершенно одинаково проявляются текстурно-структурные признаки описанного выше двухфазового расслоения рудного вещества. Это правило во всех участках руд не имеет никаких исключений как в краевых частях рудных тел, так и в центральных, в том числе и в промежутках между брекчиевидными обломками вмещающих пород. Более того, встречаются случаи, когда тонкая магнетитовая оторочка толщиной до 1–2 мм, обрастающая угловатые ксенолиты пород в рудных жилах, в сторону ксенолитов резко их коррелирует, образуя извилистую границу и рассеянную рудную вкрапленность, а внутрь жилы магнетит нарастает в виде четких идиоморфных кристаллов в объеме салической сульфидно-силикатной фазы (см. рис. 43). Причем там, где количество магнетита увеличивается и толщина оторочки возрастает, сульфидно-силикатная фаза уже оказывается изолированно заключенной в пределах магнетита, образуя жилковидно-шлировидные выделения с идиоморфными кристаллами магнетита в их краях. К собственно метасоматическому магнетиту можно относить только его рассеянную вкрапленность во вмещающих породах и самые тончайшие ответвления на периферии рудных тел. Интересно, что если внутренняя зона магнетита устойчива с хлоритом и сульфидами, то внешняя метасоматическая зона содержит реликты граната и ассоциирует с амфиболом, который вместе с рассеянными зернами магнетита замещает в виде прожилков гранатовый скарн и образует оторочку на контакте магнетита со скарном, т. е. наблюдается разновременность образования внешней и внутренней зон магнетитовой оторочки, несмотря на кажущееся ее единство.
Эти факты свидетельствуют о том, что, хотя наблюдаемый сейчас объем рудных тел заполнялся рудой как способом метасоматического вытеснения компонентов из вмещающих пород, так и путем заполнения рудой пустых пространств, но окончательное формирование текстурно-структурных особенностей руд происходило уже после того как весь этот объем был заполнен рудным флюидом. Наиболее вероятным объяснением этого является предположение, что магмоподобный рудный флюид сформировался в ходе метасоматических процессов в том самом объеме, где сейчас залегает рудное тело. Получается, что метасоматоз способствовал зарождению на месте магмоподобного рудного флюида так, как это трактуется в соответствии с предложенным автором механизмом диффузионного флюидозамещения. Но вместе с тем флюид мог и инъецировать с места своего зарождения, приобретая в этом случае все признаки инъекционного тела.
Достарыңызбен бөлісу: |