Учебное пособие Москва 2012 Содержание 2 Предисловие 4 метасоматические процессы, их значение 6
жүктеу/скачать 0.82 Mb.
|
Формация вторичных кварцитовТермин был предложен Е.С. Федоровым и В.В. Никитиным в 1901 г. для постинтрузивных интенсивно метасоматически окварцованных (кварца значительно больше 50 %) пород, залегающих в апикальных частях и в кровле порфировых гранитоидных массивов. Позже такое понимание термина было поддержано М.П. Русаковым, Д.С. Коржинским и др. Термин является неудачным по ряду причин. Во-первых, он включает слово «кварциты», которое определяет породу совершенно другого происхождения – метаморфизованные песчаники. Во-вторых, он отражает только существенно кварцевый состав этих наиболее сложных метасоматитов. Кварцевый состав имеют центральные зоны и ряда других метасоматитов – грейзенов, гумбеитов, гидротермальных аргиллизитов. Поэтому в западной литературе для обозначения самостоятельного типа метасоматитов термин не используется. Там используются конкретные названия пород, представляющих отдельные зоны метасоматитов этой метасоматической формации: корундовые породы, кварц-серицит-андалузитовая порода и т.д. По другому определению вторичных кварцитов, предложенному Н.Ю. Бардиной и др., к этому типу метасоматитов «относятся продукты интенсивного среднетемпературного кислотного метасоматоза, равновесные с хлоридными растворами, которые содержали СО2 и S и рН которых колебался от 1 до 4. В этих условиях оказывались устойчивыми только кварц и высокоглиноземистые минералы». Основными, пока не преодоленными недостатками этих определений является то, что в них не отражены главные особенности вторичных кварцитов, заключающиеся в особом значении в их составе и важной роли при образовании минералов такого обычно трудноподвижного компонента, как глинозем, и в его вхождении в большую группу, в том числе неравновесных минералов. Затруднило понимание того, что следует относить к вторичным кварцитам, предложенное Н.И. Наковником в 1940 г. расширение их определения, заключающееся во включении в него продуктов иногда накладывающихся на вторичные кварциты сольфатарных процессов, характерных для приповерхностной вулканической деятельности. Это было сделано для объяснения присутствия во вторичных кварцитах среди ведущих минералов глинистых минералов (каолинита, диккита) и сульфата алюминия (алунита). Эти минералы сходны с продуктами другой формации метасоматитов – околорудными низкотемпературными гидротермальными аргиллизитами, которые хотя иногда накладываются на вторичные кварциты, но являются геологически самостоятельными метасоматитами, которые будут далее рассмотрены отдельно. Затрудняет индивидуализацию вторичных кварцитов также проявление подобных им образований на некоторых медно-колчеданных месторождениях, в том числе Уральских, на которых вторичные кварциты были впервые выделены Е.С. Федоровым и В.В. Никитиным, а также на месторождениях Карпат, Франции и др. Представляются правильными два приведенных выше дополняющие друг друга определения вторичных кварцитов как продуктов интенсивного гидротермального кислотного среднетемпературного замещения апикальных частей и кровли близповерхностных порфировых гранитных массивов. Как указывает С.С. Абрамов [8] в последнем наиболее полном описании вторичных кварцитов главными минералами в них являются: кварц; листовые и глинистые алюмосиликаты – серицит, пирофиллит, каолинит, диккит; сульфат калия и алюминия – алунит; силикат алюминия андалузит; оксид алюминия корунд; гидрат оксида алюминия диаспор; флюорит, рутил, пирит, гематит. Часто также присутствуют: бороалюмосиликат дюмортьерит и хлорсодержащий алюмосиликат зуниит, характеризующиеся самыми высокими содержаниями алюминия, соответственно до 69 % Al и до 58 % Al (не считая гидрата оксида алюминия диаспора с 85 % Al), а также топаза, турмалина и барита. В связи с особенностями состава вторичные кварциты имеют светлый цвет и характеризуются массивной или пятнистой текстурой и мелко- или среднезернистой структурой. В них отмечается повышенная пористость, которая при интенсивном замещении может достигать 20-50 % объема породы. Существенные особенности метасоматитов формации вторичных кварцитов определяются своеобразием их геологического положения, связью со значительными телами абиссальных гранитов и их магматическими очагами, а также формированием на стадии максимальной кислотности растворов. Благодаря этому, а также связью с объемными системами разрывов внутреннее строение крупных массивов вторичных кварцитов отличается отсутствием четкой зональности развития вышеперечисленной большой группы весьма различных минералов. Поэтому для описания сложного процесса минералообразования используют не характерные для метасоматоза понятия о стадийности минералообразующего процесса и образующихся в ходе его минеральных ассоциациях. Так С.С. Абрамов [8] пишет: «Для порфирового оруденения обычна многостадийность гидротермального и, соответственно, несколько стадий образования вторичных кварцитов». При этом, очевидно, имеется ввиду, что при формировании вторичных кварцитов образуется несколько сопровождающих каждую стадию минералообразования метасоматических зон. Далее С.С. Абрамов со ссылкой на Д.С. Коржинского и В.С. Попова отмечает, что «специфическими парагенезисами вторичных кварцитов являются диаспор + пирофиллит, корунд + андалузит, зуниит + диаспор, алунит + пирофиллит. В большинстве из них может присутствовать кварц, хотя обычно перечисленные минералы наложены на ранее окварцованные породы и могут быть неравновесны с кварцем. В частности, это касается корунда». Обращает на себя внимание парагенезисы пирофиллита с такими разными минералами как диаспор и алунит. Н.Ю. Бардина и др. [2], характеризуя состав вторичных кварцитов, говорят о присутствии в них в виде двух генераций кварца, серицита, диаспора, пирофиллита. Указывая на сложные противоречивые взаимоотношения метасоматических минералов во вторичных кварцитах, вышеназванные авторы выделяют в них три главные минеральные ассоциации, которые последовательно сменяют друг друга при изменении температуры и кислотности растворов.
Минералообразование завершается отложением флюорита, который цементирует зуниит, кварц и пирит. Несмотря на то, что метасоматическая зональность в массивах вторичных кварцитов проявлена неотчетливо, общую тенденцию упрощения минерального состава вмещающих кварцевых порфиров по направлению к зонам наибольшей циркуляции растворов можно представить в следующем виде (по данным И.П. Попова, 1974).
Как указывает С.С. Абрамов [8] образование вторичных кварцитов представляет собой крайнюю степень растворения металлов из пород кислыми и ультракислыми растворами. Основным источником кислотных компонентов, находящихся в метасоматизирующих растворах, служит охлаждающийся магматический расплав, от которого отделяется флюид, состоящий главным образом из Н2О + СО2 + HCl + SO2 + H2S + HF. Процессы перевода металлов в раствор связаны с высокими активностью и степенью диссоциации сильных кислот (HCl, H2SO4, HF) в водных растворах. Среди растворов, производящих окварцевание и формирование вторичных кварцитов, а затем продукты «продвинутой аргиллизации» выделяются две группы: хлоридные, с которыми связаны собственно вторичные кварциты, и сернокислотные, производящие аргиллизацию. В процессе охлаждения магмы и отделения от нее флюида HCl перераспределяется и уходит во флюид. Можно считать установленным экспериментальными исследованиями, что при давлениях меньше 1 кбар концентрация хлоридов во флюидной фазе возрастает со временем вплоть до полной кристаллизации магмы. Обратная картина наблюдается при давлениях выше 1 кбар. Чем выше начальные содержания воды в расплаве, тем более высокими темпами уменьшается содержание хлора в отделяющемся флюиде. Кислородные соединения серы так же играют важную роль в формировании вторичных кварцитов. С.Н. Гаврикова (1971) на примере Центрального Казахстана одна из первых обратила внимание на то, что вариации температуры и отношение H2O/H2SO4 в растворах определяют парагенезисы вторичных кварцитов и характер последующей рудной нагрузки. Образование серной кислоты может происходить путем диспропорционирования магматического SO2 на H2S и H2SО4 при конденсации магматического флюида на промежуточных глубинах гидротермальных систем. Конденсация магматического флюида при понижении температуры приводит к превращению SO2 в H2SО4. Дополнительным механизмом, способствующим проявлению гидротермальных растворов с высокой концентрацией H2SО4,является кипение в гидротермальных системах. Кипение растворов приводит к обогащению жидкой фазы SO2, а затем H2SО4 и обеднению легколетучими компонентами Н2 и Н2S. На преимущественно магматическое происхождение серы в вызывающих образование вторичных кварцитов растворах указывают также данные изучения ее изотопного состава. Таким образом, пишет С.С. Абрамов, образование вторичных кварцитов связано с метасоматическим воздействием ультракислых растворов. В тыловых зонах преобразований, где кислотность растворов максимальна, происходит полное растворение всех минералов, кроме кварца. В результате взаимодействия с породами кислотность растворов понижается, о чем свидетельствует смена монокварцевого состава зон кварц-серицитовым или кварц-глинистым. Поэтому должно происходить резкое уменьшение равновесной концентрации глинозема в растворах и интенсивное осаждение высокоглиноземистых минералов, таких как андалузит, корунд и др. Такое изменение растворимости глинозема контрастно отличается от поведения растворимости кремнезема, для которого подобного скачка растворимости не наблюдается, следовательно, фильтрация и взаимодействие ультракислых растворов с породами должны приводить к образованию монокварцевых тел в ядерной части (где происходит растворение всех породообразующих минералов) и высокоглиноземистого ореола вокруг этих тел. Подобная зональность и последовательность минералообразования со сменой растворения металлов их осаждением отражают прохождение опережающей волны кислотных компонентов, обнаруженной и исследованной Д.С. Коржинским (1955). В соответствии с этой моделью компоненты, обладающие различной кислотофильностью, ведут себя различно при кислотном метасоматозе. Амфотерные (глинозем) растворяются, но не испытывают значительного перемещения в пространстве. После ухода кислотной волны они осаждаются здесь же, в порах и трещинах в кварце. Щелочи и щелочные земли же выносятся раствором и могут либо осадиться за пределами окварцованных пород, либо рассеиваться. Наиболее эффективно процессы образования ультракислых растворов происходят при кипении и диспропорционирования магматического флюида. Именно в этом процессе достигаются наиболее высокие концентрации кислот. Физико-химические условия формирования вторичных кварцитов указываются в работе Н.Ю. Бардиной и др. [2]. По их данным, опирающимся на многочисленные эксперименты Г.П. Зарайского и др. (1981, 1986) по изучению минеральных равновесий в системе KCl-HCl-SiO2-Al2O3-H2O, установлены поля стабильности пирофиллита, андалузита, корунда и диаспора. Пирофиллит устойчив при 290-410 ˚С, а андалузит в еще более высокотемпературной области. При температуре менее 290 ˚С эти минералы становятся неустойчивыми и замещаются каолинитом. Причем переход от андалузитовых к пирофиллитовым и каолинитовым вторичным кварцитам в большей мере обусловлен снижением температуры, чем изменением кислотности-щелочности растворов. Таким образом, вторичные кварциты образуются в результате воздействия на кислые и средние породы высококислых (рН = 1-4) среднетемпературных (300-500 ˚С) преимущественно хлоридных растворов, содержащих СО2, SO4, а также ВО3 и насыщенных SiO2. В катионной части растворов преобладают К и Na. Максимальные метасоматические изменения происходят в приповерхностных зонах, где благодаря высокой трещиноватости и пористости обеспечивается относительно свободная циркуляция кислорода, очевидно, при участии вадозных вод, благодаря чему происходит столь интенсивное кислотное замещение. Благодаря особенно высокой активности Al2O3 с массивами вторичных кварцитов связаны важные месторождения глиноземистого сырья, в том числе корунда, являющегося важным абразивным материалом (Семиз-Бугу в Центральном Казахстане) и алунита – сырья для получения алюминия (Заглик в Азербайджане). Присутствующая в массивах вторичных кварцитов самородная сера вероятно имеет позднее происхождение. С массивами вторичных кварцитов связаны важные, в том числе крупнейшие месторождения рудно-металлического сырья: Mo, Cu, Zn, Pb, Au, Ag, U. Основная промышленная минерализация в них, пространственно тесно связанная с вторичными кварцитами, как правило, является наложенной на метасоматиты и значительно отделена от них во времени. Известны крупнейшие медно-молибденовые месторождения, залегающие во вторичных кварцитах, которые относятся к так называемому «порфировому» типу. Эти месторождения приурочены к преобразованным во вторичные кварциты крупным малоглубинным штокам гранит-порфиров. Примерами могут являться крупное золото-содержащее медное месторождение Коунрад в Казахстане и крупнейшее медно-молибденовое месторождение Кляймакс в США. Сложный характер взаимоотношений в комплексах вторичных кварцитов метасоматитов и порфирового оруденения отмечал В.Л. Русинов (1989), показавший его положение либо в промежуточной зоне между кварц-полевошпатовыми и кварц-серицитовыми метасоматитами, либо во внутренних зонах развития глинистых минералов. Причем сильно окварцованные породы имеют очень большое вертикальное распространение (до 500 м и более). Для порфировых месторождений характерно мощное развитие кварцевых и кварц-сульфидных прожилков штокверкого типа, наложенных на метасоматиты и содержащих основную промышленную минерализацию. Вторичные кварциты так же присутствуют на некоторых медно-колчеданных месторождениях с попутным золотом, на которых они и были первоначально описаны Е.С. Федоровым и В.В. Никитиным. На этих месторождениях вторичные кварциты вмещают массивные колчеданные линзовидные залежи или тоже содержат прожилковое штокверковое оруденение. Исходными для этих вторичных кварцитов тоже являются кислые субвулканические интрузии. Оруденение приурочено в основном к метасоматитам кварц-андалузитового состава, в которых присутствуют корунд, топаз, флюорит.
жүктеу/скачать 0.82 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|