Аргиллизиты докембрия

Основные особенности распространения аргиллизитов рассматривались ранее (первая часть научного отчёта). Ниже рассматриваются особенности проявления аргиллизитового метасоматоза в типовых структурных обстановках.

Геологическое строение центральной части Элгэтэйской структуры отличается значительной сложностью. Наряду с развитием покровной фации, широко распространены породы экструзивной и околожерловой фаций, встречаются интрузии сиенитов субвулканической и силловой фаций. Вулканические породы представлены преимущественно трахириолитами, их туфами и игнимбритами; в строении западной части структуры заметную роль играют трахиты и трахиандезиты. Диагностика вулканических пород значительно усложняется из-за широко и интенсивно развивающейся по их массе гематитизации. Местами в виде блоков, ограниченных крутопадающими разломами, на земную поверхность выходят подстилающие вулканиты существенно кварцевые песчаники

В пределах вулканогенного поля исключительно широким распространением пользуются нарушения, среди которых заметно преобладают крутопадающие. Встречаются отдельные блоки, целиком подвергшиеся объемному дроблению. Нарушения выполнены линейными зонами трещиноватых, брекчированных, катаклазированных пород мощностью до 200м. Из числа разломов преобладают субмеридиональные, субширотные, северо - западные и северо - восточные (круговые диаграммы рис. 24).

Ореолы приразломной околорудной аргиллизации имеют в плане линейную или овальную форму и всегда контролируются разрывными нарушениями. Наиболее значительного масштаба изменения приобретают в трахириолитах, трахитах и в их вулканокластических разностях. Мощность ореолов варьирует от первых метров до нескольких сотен метров, протяженность – от десятков метров до нескольких километров. На участках пересечения разломов мощность ореолов увеличивается.

Аргиллизация рассматриваются на примере месторождения Ba, Cu с мoлибденом, Mn, Sr «Адаргай» (рис. 25), где проявлены оба типа аргиллизации (Кириллов и др., 1999). Рудные обьекты располагаются в центральной части Учурского прогиба. Месторождение барита, выявленное с использованием бурения, оценено как крупное, перспективы других полезных ископаемых в должной мере не оценены. Рудные проявления находятся в пределах крупной (площадью до 15 км²) комплексной (Ni, Co, Cr, U, V, Ag, Mo) геохимической аномалии, контролируемой ореолами аргиллизитовых изменений. Рудные залежи располагаются в породах протоплатформенных отложений, расчлененных на три пачки.

Нижняя пачка мощностью свыше 600м сложена светло-розовыми кварцевыми и олигомиктовыми песчаниками с маломощными горизонтами гравелитов и алевролитов. Средняя мощностью110 м, представлена сероцветными песчаниками, песчанистыми доломитами и пелитоморфными доломитами с прослоями алевролитов и алевропесчаников. Верхняя пачка мощностью около 200 м сложена красноцветными кварц-полевошпатовыми песчаниками, алевролитами с маломощными прослоями доломитов в верхней части. Кристаллический фундамент осадочной толщи, по геофизическим данным, находится на глубине 950 м.
Рис. 25. Геологический разрез через центральную часть Адаргайского рудного поля (по Горошко, Гурьянову, 2007).
1 -2 – платформенные отложения: 1 – песчаники и алевролиты адаргайской свиты; 2 – песчаники гонамской свиты с горизонтами гравелитов и алевролитов, 3 – зона надвига, 4 – разрывные нарушения, 5 – нижняя граница ореола аргиллизитовых изменений, 6 – нижняя граница комплексного ореола рассеяния рудных элементов (урана, свинца, мышьяка, кобальта, никеля, меди, ванадия, молибдена, серебра) 7 – залежь метасоматических баритовых руд, 8 – штокверк жильных баритовых руд, 9 – буровые скважины с указанием абсолютных отметок их устья и глубины в метрах.
Образования второй и третьей пачек выполняют вытянутую в северо-западном направлении пологую брахисинклиналь, осложняющую моноклинальное залегание пород гонамской свиты. Площадь брахисинклинали составляет 25 км². В 3-5 км к северу отложения гонамской свиты перекрываются доломитами омахтинской свиты.

Площадь находится в зоне влияния крупных крутопадающих разломов субмеридионального, субширотного, СЗ и СВ простирания, выраженными линейно-вытянутыми участками трещиноватых пород и брекчий. Кроме них, установлена надвиговая структура, полого (5-20⁰) падающая на северо-запад. Надвиг, прослеженный бурением на расстояние более чем 1 км, выражен интенсивно перетертыми породами и косо, под острым углом срезает границу нижней и средней пачек.

Аргиллизация развивается в песчаниках, охватывая зону надвига и распространяясь от него на глубину 80-200м.

В других местах (западная часть Учурского прогиба, Амуликанский прогиб) аргиллизация отчётливо приурочена к нижней и базальной частям терригенной толщи.

По своей геолого-структурной позиции ореолы двух типов несколько отличаются между собой.

Зоны уран- молибденового оруденения контролируются нарушениями северо-западного и северо-восточного простирания и тяготеют к участкам, сложенными вулканокластическими образованиями кислого состава покровной фации в центральной и восточной части структуры.

Зоны с тантал-ниобиевым оруденением контролируются нарушениями северо-западного и субширотного простирания и преимущественно тяготеют к вулканическим постройкам трахитового состава в западной части структуры, в меньшей мере, к вулканитам кислого состава в ее центральной части.

Ореольные околорудные аргиллизиты имеют симметричное зональное строение и довольно отчетливые внешние границы, хорошо определяемые по разнице цветовых окрасок пород. Таблица 13 представляет минералы околорудных аргиллизитов по вулканитам, таблица 14 - метасоматическую колонку «первого» типа, таблица 15 -«второго» типа. Обе разновидности колонок рассматриваются на примере измененных трахириолитов. К петрографическим особенностям трахириолитов Элгэтэйской структуры относятся более развитие флюидальной текстуры, метасферолитовой и микропойкилобластовой структур. Из акцессорных минералов характерны апатит и гранат.

Таблица 13. Минералы рудоносных аргиллизитов, Улканский прогиб

Таблица 14. Элгэтэйское рудное поле. Строение метасоматической колонки в аргиллизированных трахириолитах (зоны первого типа)

Наиболее характерный минерал этой зоны – тонкочешуйчатый гидросерицит (иллит) бесцветен; под микроскопом, в скрещенных николях имеет характерные низкие желтовато – белые цвета интерференции. Показатель двупреломления иллита – 0.010 - 0.011, размеры чешуек не превышают 0.01 мм. В массах иллита можно выделить реликтовые участки, замещенные этим минералом, но сохраняющие первоначальную структуру породы, например, перлитовую отдельность. Присутствуют агрегаты, выполняющие прямоугольные формы (полностью замещенные выделения калишпата).

Другой распространенный минерал, кварц, представлен зернами овальной или неправильной формы с извилистыми неровными очертаниями с размерами не более десятых долей миллиметра.

На участках породы с небольшим содержанием кварца минерал образует единичные редкие зерна, а там, где его количество возрастает – гранобластовые агрегаты.

Зоны аргиллизитов первого типа (с уран-молибденовым оруденением) характеризуются наличием центральной зоны, сложенной агрегатом кварца и смешанно-слойных (гидрослюда-монтмориллонит) минералов. Отмечается закономерная смена их качественного состава к осевым частям зон – в структуре смешанно-слойных минералов увеличивается количество слоев монтмориллонита с 2 до 15 %. Кондиционное оруденение приурочено только к центральным частям зон, мощность которых достигает нескольких десятков метров.

Смешанно-слойные минералы имеют тонкочешуйчатый облик, размеры в сотые доли миллиметра. Их характеризуют низкие (серые, светло-серые) интерференционные окраски, понижение двупреломления до 0.006 – 0.004 %.

Между количеством слоев монтмориллонита в структуре смешанно-слойного минерала и содержанием урана, молибдена в породах существует определенная зависимость, выражающаяся в том, что до осевой части зоны содержания рудных элементов возрастают пропорционально количеству монтмориллонита (рис. 26).

Рис. 26. Зависимость содержаний молибдена в породах от количества слоев монтмориллонита в структуре смешано-слойного минерала

1 – содержание монтмориллонита (м) в %; 2 – содержание молибдена, в %; 3 – трахириолиты; 4 – участки трещиноватых пород; 5 – участки интенсивно трещиноватых пород; 6 – участки интенсивно брекчированных пород.

Процесс оруденения непосредственно сопровождал аргиллизацию, более поздние гидротермальные жильные образования рудной минерализации не содержат. Первичные рудные минералы не встречены, вторичные представлены вульфенитом и ферримолибдитом, присутствуют гидратированный настуран и гипергенные урановые минералы. Ферримолибдит и урановые минералы образуют корочки, волосовидные прожилки, тонкую вкрапленость, вульфенит встречается более обильно, насыщая тонкочешуйчатую слюдистую массу.

Вслед за аргиллизитовым метасоматозом в центральных, наиболее нарушенных частях зон образовалась жильная минерализация, последовательность появления которой устанавливается по взаимоотношениям прожилков: 1)образование прожилков и жил мощностью до нескольких десятков сантиметров микрозернистого кварца, вмещающего гнезда темно-фиолетового флюорита, а также обильную мелкую вкрапленность пирита, 2)образование многочисленных взаимопересекающихся прожилков и гнезд флюоритового, флюорит-бертрандитового, пирит-гематит-флюоритового состава. Самостоятельный интерес могут представлять флюоритовая и бертрандитовая минерализация. Эти минералы выполняют как прожилки, так и цемент тектонических брекчий, мощность жил флюорита может достигать 1 метра, бертрандита – нескольких десятков сантиметров.

Зоны второго типа характеризуются развитием в центральной зоне иллита и кварца, а также обильной гематитизации (рис. 27). Переходы из зоны в зону не резкие, но границы центральной зоны выражены отчетливо и хорошо различимы визуально вследствие резкого изменения цвета породы с фисташково-зеленого на красный. Оруденение ограничено только центральной зоной колонки, мощность которой колеблется от нескольких метров до нескольких десятков метров. В игнимбритах трахитового состава откартирована центральная зона аргиллизитов второго типа мощностью 280 метров. Процесс метасоматических изменений в зонах второго типа проявился в два этапа: 1)образование кварца и иллита, 2)образование кварца и буро-красного гематита вдоль трещин. Эти минералы замещают скопления иллита. Кроме прожилковидных выделений, гематит присутствует в виде крошечных комковатых частиц, окрашивающих породу в красный цвет.

Шлиф К-532-6, увеличение 25, николи //.

Особенности проявления процесса аргиллизации в трахитах для зон второго типа принципиально не отличается от аналогичных в трахириолитах. При этом, в краевых и промежуточных зонах наряду с иллитом и каолинитом появляется монтмориллонит. В центральной части колонки калиевые полевые шпаты полностью замещены иллитом, но форма и положение псевдоморфоз восстанавливают трахитовую структуру.

Для вулканокластических пород характерна большая избирательность изменений. В игнимбритах трахитов при умеренном проявлении процессов гидрослюдистые агрегаты развиваются не повсеместно, а на отдельных участках и по некоторым обломкам. Мелкие гнезда, жилковатые выделения, сыпь гидрослюды присутствуют и во фьямме. Размер гнездообразных выделений редко превышает 0.03 мм. В массе породы отмечаются единичные, тончайшие (мощностью 0.02 мм), но очень выдержанные по простиранию прожилки гидрослюды. Гематитизация, гетитизация игнимбритов проявлена повсеместно по обломкам, фьямме и цементирующей массе, причем участками настолько интенсивно, что становится неразличимым минеральный состав пород.

Рис. 28 демонстрирует два петрофизических разреза через зоны аргиллизации. Для зон первого типа в целом характерно, от периферии к центру, уменьшения плотности и сопротивления, увеличение пористости; для зон второго типа – увеличение плотности, с падением сопротивления и уменьшением пористости в иллитовой зоне (последнее, вероятно, в связи с заполнением микротрещин и пор породы).

Рис. 28. Петрофизический разрез через зоны метасоматической колонки аргиллизированых трахириолитов: а – зоны первого типа с молибденовым оруденением; б – зоны второго типа с ниобиевым орудененеием.

Субстратом, по которому развивались метасоматиты, служили преимущественно песчаники и более тонкообломочные породы, характер изменений во всех типах пород в целом однотипен.

Песчаники представляют собой розовые породы с неяснослоистой или тонкослоистой текстурой. Обломочная фракция составляет около 85-95% объема породы, остальное приходится на долю цемента. Песчаники состоят из кварца (25-50% объема породы), калиевого полевого шпата – санидина, ортоклаза, бариевого ортоклаза (50-75%), небольшого количества плагиоклаза. Специфический состав песчаников говорит о том, что их толщи образовались за счет магматических пород (возможно, PR₁), а не за счет гнейсов, полевой шпат в которых представлен преимущественно плагиоклазом. В песчаниках, слабо затронутых изменениями, присутствует контактово-регенерационный цемент нарастания, по составу отвечающий обломочному материалу. В затронутых региональными изменениями песчаниках цемент вторичный, часто регенерационный, калишпат-кварцевый или адуляр-калишпат-кварцевый.

Во внешних зонах колонки альбитизация – наиболее типичный процесс. Альбит представлен пертитами в зернах калишпата. Пертиты разнообразны по форме – от тонких, длинных, нитевидных до прерывистых. Иногда они встречаются в виде бесформенных пятен или образует мелкие вытянутые зерна, замещающие часть обломка калишпата.

Для промежуточных зон колонки характерно образование гидросерицита, сопровождаемое окварцеванием. Гидросерицит политипов 1М, 2М слагает гнездообразные или неправильные формы обособления по калишпатам и адуляру, замещая их частично или полностью. Гидросерицит представлен его тонкочешуйчатой разностью с размерами в первые сотые доли мм, бесцветными в проходящем свете, с низкими цветами интерференции (серые, белые, не выше желтых). Кварц образует каемки вокруг песчинок этого же состава, а также отдельные участки, сложенные гранобластовым агрегатом полигональных зерен с полной или частичной потерей следов реликтовой обломочной текстуры.

Во внутренних зонах колонки происходит замещение гидросерицита монтмориллонитом (гекторитом) и смешанно-слойным минералом (ректоритом). В центральной зоне появляется каолинит и галлуазит. Перечисленные глинистые минералы слагают гнездообразные скопления, обособления неправильной формы, реже встречаются в виде тонких, непротяженных просечек.

В последние этапы аргиллизации произошло выщелачивание пород с появлением в них многочисленных мелких (до 1 мм) и более крупных (до нескольких см) уплощенных пустот. Они вытянуты согласно слоистости пород и выполнены агрегатом низкотемпературных минералов: призматического кварца (мономинеральное заполнение) или 2-3-х минералов с зональным расположением от краев к центру: кварц-сульфиды; кварц-гипс; кварц-штренгит; кварц-гетит-гипс; кварц-бераунит; кварц-гетит и кварц-лимонит. Вероятно, в это же время появились ярозит, лепидокрокит, вернадит, псиломелан. Два последних минерала местами образуют значительные скопления.

На восточных флангах Конкулинского рудопроявления, в каолинитовых и гидросерицитовых аргиллизитах зоны Толукского разлома выявлена гинсдалитовая минерализация. Спектральный анализ монофракции гинсдалита показал, что содержания фосфора в нём составляют 30%, Ba 20%, U и Pb по 0.1%, Sr 0.3%.

Вслед за аргиллизацией проявлены интенсивные карбонатизация и баритизация. Эти минералы не включены в метасоматическую колонку ввиду очевидной оторванности их образования от аргиллизации во времени. Вместе с тем баритизация и карбонатизация встречаются только в пределах ореолов аргиллизированных пород и, вероятно, связаны с последними единым гидротермальным процессом.

Вероятно, близодновременно с карбонатизацией шло образование локальных скоплений мелкокристаллического апатита и углеродистого вещества. Апатитовые агрегаты образуют концентрические кольца в кварце и цементе пород (рис. 29), местами количество апатита настолько велико, что он играет заметную роль как компонент цемента. Мелкие выделения углеродистого вещества рассеяны в цементе породы и не образуют скоплений. Отмечено его нарастание на зерна кварца. Углеродистое вещество имеет размер в сотые, редко первые десятые доли мм, овальную форму. Непрозрачно, имеет низкую отражательную способность (серое с коричневым оттенком). В отдельных выделениях отражательная способность неоднородная. В косом свете черное, макроскопически тоже черное, с низкой твердостью, очень хрупкое.

Жильный тип баритовой минерализации контролируется зоной крупного крутопадающего разлома СВ простирания, выраженного линейно-вытянутыми участками катаклазированных пород и брекчий мощностью 16-30 м. Крупнокристаллический барит в разломной зоне образует линзы мономинерального состава размером до 0.7´3.5 м, брекчии на баритовом цементе, кулисы из жил мощностью от нескольких см до десятков метров каждая. Содержания бария в зоне по данным эмиссионного спектрального анализа варьируют от первых процентов до 50%. Примечательно, что если барит жил и брекчий образовался путем выполнения открытых полостей, то отдельные линзы барита сформировались в довольно плотных песчаниках, вероятно, при метасоматическом замещении исходной породы с постепенным разрастанием новообразованных минералов. «Гидротермальный» барит образует пластинчатые, таблитчатые, часто веерообразные и крупнолистоватые полупрозрачные агрегаты белого, светло-серого, розоватого цвета, часто с красновато-коричневым оттенком из - за присутствия гидроокислов железа. Его химический состав приведен в таблице 18.

№№ пп	№№ обр. .	BaO	SO3	SrO	Na2O	Al2O3	Сумма
1	К-592	63.53	35.86	2.07	0.05	0.50	102.01
2	4270-1	63.39	36.35	1.61	-	0.57	102.92

Формула (2) – (Ba _0.915 Sr _0.034 Al _0.025) _0.974 S _1.00 O ₄

Метасоматическая баритовая залежь имеет субпологую пластообразную форму и залегает в олигомиктовых песчаниках нижней пачки гонамской свиты ниже зоны надвига в подошве средней пачки (рис. 25). Баритовые руды формировались путем метасоматического замещения минералов песчаников и доломитов. Буровым профилем со скважинами, расположенными через 100-300 м, пластовая залежь прослежена более чем на 1200 м, ее полная длина осталась невыясненной. Среднее содержание окиси бария на пласт мощностью 17 м составляет 3%.

Характерными текстурами метасоматических руд являются массивная, пятнистая и вкрапленная. Идиоморфные прозрачные кристаллы барита, как правило, обнаруживаются при микроскопических исследованиях и редко достигают 1,5 мм. В шлифах барит бесцветный водяно- прозрачный, в крупных выделениях видна совершенная спайность в одном направлении, двупреломление составляет 0.09 – 0. 012. Метасоматический барит интенсивно коррозирует кварц, калиевый полевой шпат, другие минералы, выполняя межзерновые пространства (рис. 30), образует вкрапленность, жилковидные выделения (рис. 31). Местами в барите наблюдаются реликты корродированных зерен кварца и адуляра, имеющие скелетные формы. На отдельных участках отмечаются явления гипергенного (?) разложения барита – пятнами или вдоль волосовидных трещин. При этом он становится непрозрачным, приобретает серовато-бурый цвет.

Рис. 29. Рис. 30. Рис. 31.

Рис. 30. Проявление баритизации в аргиллизированных песчаниках – кристаллы барита в пустотке (мелкий крап), черное – рудные минералы, белое овальной формы – окатанные зёрна кварца, косая штриховка – цемент песчаников. Увеличение 100.

Рис. 31. Метасоматическая баритизация: Ва – барит, Kfs – калишпат, Q - кварц, Ad – адуляр, крап – глинисто-гидрослюдистые массы. Увеличение 230.