Распространенность и рудоносность метасоматитов

Пропилиты являются наиболее распространенными метасома-титами и встречаются среди образований различного возраста отдо-кембрииских до современных. Особенно детально изучены про­пилиты в областях кайнозойского вулканизма (Камчатка, Япония, -Закарпатье). В пропилитизированных породах залегают многие

__________ 4. Метасоматиы, равновесные с нейтральными растворами_______

колчеданные, золото-серебряные, мышьяковые, сурьмяно-ртут-ные месторождения. В одних случаях пропилиты играют роль рудо-вмещающей среды для наложенного на них оруденения, а в других — рудообразование развивается синхронно с пропилитизацией и не­разрывно сопряжено с этим процессом. К гидрослюдитам приуро­чены месторождения урана. Рудная минерализация непосредст­венно связана с поздней гематит-альбитовой ассоциацией, наложенной на гидрослюдиты.

Турмалиниты

К турмалинитам относятся породы, состоящие в основном из турмалина и кварца.

Исходные породы. Турмалиниты образуются по кислым и сред­ним магматическим и терригенным породам и продуктам их мета­морфизма.

Условия залегания метасоматитов. Преобладающим типом струк­тур, контролирующих метасоматические преобразования, являют­ся зоны повышенной проницаемости, которые протягиваются вдоль тектонических нарушений, даек и контактов пород с различными механическими свойствами. Турмалиниты слагают маломощные жилы, гнезда, линзы, метасоматические зоны неправильной фор­мы, линейно-вытянутые крутопадающие тела и брекчиевые труб­ки. При протяженности отдельных тел до сотен метров и более мощности их не превышают первых метров, реже десятков метров.

Минеральный состав. Главными минералами метасоматитов, образующихся по кислым магматическим породам, являются тур­малин и кварц; во внешних зонах появляются серицит и хлорит, ко­личество которых возрастает при изменении песчано-глинистых пород. Содержание турмалина в зонах интенсивного метасомати-ческого преобразования варьирует от 10 до 95%.

В турмалинитах нередко можно выделить несколько генераций новообразованных минералов. Так, на оловорудных месторождени- ях различают три генерации кварца и турмалина.

Турмалин I слагает главную массу околорудных метасомати­тов. Он образует призматические или столбчатые кристаллы, раз­мер которых колеблется от 0.4 до 1-2 мм, реже 1-2 см. Это поли-хромный шерл или шерл-дравит с пятнистым зональным строением. Под микроскопом центральные зоны его кристаллов обладают

Часть У. Петрография и петрология метасоматических горных пород______

оранжево-коричневой, а периферические - синевато-зеленой ок­раской, что связано с изменением состава турмалина при эволюции растворов. Турмалин II представлен сине-зеленой длиннопризма-тической или игольчатой разновидностью шерла. Он также выпол­няет мономинеральные прожилки и линзы. Турмалин III имеет вид светло-зеленых игольчатых кристаллов, образующих срастания в виде солнц, радиально-лучистых сростков, гнездообразных скоп­лений со спутанноволокнистым строением и щеточек, нарастающих на кристаллы касситерита и кварца поздних генераций. Все турма­лины относятся к шерл-дравитовому изоморфному ряду с преобла­данием шерлового минала, но химические и оптические свойства минерала заметно меняются даже в пределах одного месторождения.

Химический состав. По сравнению с исходными породами тур-малиниты всегда обогащены бором (до 8.0-8.5 мас.% В₂О₃), Fe⁺², Fe⁺³ и обеднены Са.

Внешний облик. Турмалиниты — породы темно-серого, черно­го или зеленовато-черного цвета; текстура массивная, такситовая и часто брекчиевидная.

Микроструктура гранобластовая, нематогранобластовая, нема-тобластовая.

Стадийность и зональность метасоматитов. На оловорудных ме­сторождениях начальные стадии метасоматического преобразова­ния гранитов выражаются в замещении плагиоклаза мелкочешуй­чатым серицитом и появлении среди акцессорных минералов турмалина, который интенсивно корродирует полевые шпаты, слю­ды и слагает тонкие прожилки с серицитовыми оторочками. При усилении процесса формируется минеральная ассоциация: кварц + турмалин I, замещающая полевые шпаты и биотит. На этом метасоматический процесс часто заканчивается. Однако в отдель­ных участках после некоторого перерыва и катаклаза образуется сине-зеленый турмалин II генерации, который в виде длинных призм развивается по стыкам кристаллов кварца или корродирует их, пронизывая периферические части кварцевых зерен. Турмалин II заполняет также тонкие трещины катаклаза в породах и обраста­ет крупные призмы полихромного турмалина I. Касситерит являет­ся более поздним образованием по отношению к турмалину ранних генераций. Ксеноморфные выделения касситерита цементируют и корродируют кристаллы турмалина I, II и кварца ранних генера­ции, а также пересекают турмалин-кварцевые агрегаты в виде лин-зовидных прожилков. Иногда вокруг пятнистых скоплений турма-

__________ 4. Метасоматиы, равновесные с нейтральными растворами

лина II или обломков турмалинизированных вмещающих пород в гранитах начинают формироваться крупные зерна касситерита. В свою очередь, турмалин III нарастает на кристаллы касситерита и позднего кварца в виде щеточек. Одним из наиболее поздних ми­нералов является флюорит, который цементирует и замещает все минералы турмалинитов, в том числе и касситерит.

После перерыва в минералообразовании в порах и трещинах происходит отложение низкотемпературных минералов: гидроби­отита, хлорита, гематита.

Итак, последовательность образования минералов в турмалини-тах оловорудных месторождений имеет следующий вид: серицит + + кварц → турмалин I + кварц → катаклаз, перерыв в минералооб­разовании →турмалин II → катаклаз, перерыв → кварц + кассите­рит →турмалин III →катаклаз, перерыв → флюорит.

Геологические данные показывают, что перерывы, разделяющие отдельные этапы минералообразования, могут занимать значитель­ные промежутки времени. Главный продуктивный парагенезис кварц + касситерит отчетливо наложен на раннюю минеральную ас­социацию: турмалин I + кварц + серицит.

Метасоматическая зональность турмалинитов была описана ЕД.Радкевич и др. (1964 г.), И.Н.Кигаем (1966 г.) и Б.И.Омельянен-ко [1978]. Ниже приводятся примеры латеральной зональности, возникающей при метасоматическом изменении гранитов, пор-фиритов, алевролитов и песчаников:

I

0. Гранит

1. Кв + Кш + Аб + Му

2. Кв + My

3. Кв + Ту
II

0. Алеврлолиты или песчаники

1. Кв + Сер + Хл + Аб + Кш

2. Кв + Сер + Хл

3. Кв + Сер + Ту

4. Кв + Ту

5. Ту
III

0. Порфириты пропилитизированные

1. Кв + Сер + Эп + Би + Акт

2. Кв + Сер + Хл + Ка

Часть У. Петрография и петрология метасоматичес ких горных пород------

3. Кв + Сер

4. Кв + Ту

Вертикальная зональность характеризуется преобладанием тур­малиновых пород на нижних горизонтах и существенно хлоритовых пород — на верхних.

Метасоматические колонки, близкие к природным, были полу­чены в экспериментах Г.П.Зарайского и др. (1986 г.) и ЕВ. Рядчи-ковой и др. (1988 г.). Условия одного из экспериментов: Т= 500 °С, параметры раствора 1.0mH₃BO₃ + 0.1mFeCl₂ + O.1mKCl, pH=2.3.

0. Гранодиорит

1.Кв + Му+Пл + Ту

2. Кв + My + Ту

3. Кв + Ту

Физико-химические условия формирования метасоматитов. Наи­более вероятный температурный интервал образования метасома­титов составляет 250-500 С. Давление колеблется от 35 до 40 МПа, редко достигая 160 МПа. По результатам изучения газово-жидких включений, растворы умеренно кислые или нейтральные с рН = = 4.0—6.5. Основными компонентами являются катионы Na⁺, пре­обладающие над К⁺, Mg⁺², Fe⁺², а также анионы ВО₃^-3, Cl^- или F^-и бикарбонат-ион HCO₃; содержание натрия колеблется от 3 до 30 г/л, хлора 1—8 г/л, фтора 1—14 г/л, углекислоты 8—14 г/л.

Экспериментальные данные (Г.П. Зарайский и др., 1986 г.; Е.В. Рядчикова и др., 1988 г.) свидетельствуют о том, что турмали-ниты образуются при большой концентрации Н₃ВО₃ в хлоридно-ка­лиевых растворах (1.0-2.0 т) (рис. 4.5), избытке Si6₂ и в присутст­вии Mg⁺² или Fe+² при рН = 2-3. Для природных растворов вероятны более высокие значения рН, что подтверждается не толь­ко изучением газово-жидких включений, но и данными экспери­ментов по устойчивости турмалина. Так, К.Фрондел и Р.Колетт (1957 г.) получили турмалин, воздействуя на силлиманит, топаз, каолинит, мусковит и другие минералы в смеси с магнетитом сла­бокислыми растворами, содержащими NaCl и Н₃ВО₃, при Т = - 350-500 "С. В экспериментах А.М.Мусаева и И.Х.Хамбраева об­разование турмалина на поверхности кусочков гранита также про­исходило при воздействии близнейтральных Na-содержащих бор-но-хлоридных растворов, имеющих рН = 6 и Т= 475 °С.

Таким образом, турмалиниты образуются под воздействием низко-среднетемпературных (Т= 250-500 'С) нейтральных или слабокислых (рН > 3.5-6.5) растворов, обогащенных BO₃^-3. Умень-

4. Метастатиы. равновесные с нейтральным!

Рис. 4.5. Условия образования кварц-турмалиновых метасомати-тов при воздействии на гранодио-риты железосодержащих хлорид-но-борнокислых растворов при Р = = 100 МПа и избытке SiO₂. поГ.П.Зарайскому(1989г.) 1-5 — минеральные ассоциации тыло­вых зон экспериментальных метасома-тических колонок: 1-4 — вторичные кварциты и аргиллизиты; 5 — турмали­ниты

шение концентрации бора приводит к смене турмалинитов про-пилитами, серицитолитами, кварц-альбитовыми метасоматитами, вторичными кварцитами и аргиллизитами.

Распространенность и рудоносность метасоматитов. Турмалини­ты широко распространены в оловорудных провинциях (Дальний Восток, Северо-Восток России, месторождения Корнуолла в Анг­лии, Боливия и др.). Касситеритовое и более позднее сульфидное оруденение обычно наложено на предрудные турмалиниты. Грани­ты оловорудных провинций обогащены акцессорными турмали­нами. Турмалиниты известны также на месторождениях молибде­на, вольфрама, меди, золота. Типы месторождений и соотношения между турмалинитами и рудной минерализацией разнообразны. В одних случаях турмалиниты формируются до главного рудного этапа, в других образуются синхронно с оруденением, в третьих выступают как пострудные образования. В частности, на многих медно-порфировых месторождениях развиты трубки и дайки пост­рудных брекчий с турмалиновым цементом.

Нередко метасоматиты и руда, возникшие в разное время, про­странственно приурочены к одним и тем же тектоническим зонам, интрузивным контактам, брекчиевым трубкам. При петрографиче­ском изучении метасоматитов, развитых в таких зонах, следует об­ращать особое внимание на выделение разновременных генераций

Часть У. Петрография и петрология метасоматических горных пород____

минералов, относящихся к разным этапам гидротермального пре­образования пород.

Дополнительная литература

Александров СМ. Геохимия скарно- и рудообразования в доломитах. М.: Наука, 1990.

Граменицкий Е.Н., Зиновьева Н.Г. Минеральные фации формации кварц-полевошпатовых метасоматитов // Метасоматизм и рудообразова-ние. М.: Наука, 1984.

Жариков В.А. Некоторые закономерности метасоматических процес­сов // Метасоматические изменения боковых пород и их роль в рудообра-зовании. М.: Недра, 1966.

Жариков В.А. Скарновые месторождения // Генезис эндогенных руд­ных месторождений. М.: Недра, 1968.

Зиновьева Н.Г Рудоносные кварц-полевошпатовые метасоматиты скар-ново-шеелитовых месторождений. М.: Изд-во МГУ, 1982.

Кузьмин В.И., Добровольская Н.В., Солнцева А. С. Турмалин и его ис­пользование при поисково-оценочных работах. М.: Недра, 1979.

Мейер Ч., ХемлиД. Околорудные изменения вмещающих пород // Ге­охимия гидротермальных рудных месторождений. М.: Мир, 1970.

Омельяненко Б.И. Околорудные гидротермальные изменения пород М.: Недра, 1978.

Перцев Н.Н. Высокотемпературный метаморфизм и метасоматизм кар­бонатных пород. М.: Наука, 1977.

Попов В. С. Геология и генезис медно- и молибден-порфировых место­рождений. М.: Наука, 1977.

Русинов В.Л. Геологические и физико-химические закономерности пропилитизации. М.: Наука, 1972.

ШабынинЛ.И. Формация магнезиальных скарнов. М.: Наука, 1973.