книги из ГПНТБ / Геология и полезные ископаемые Киргизии [сборник]

А. И. БектеМиров

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ЭНДОГЕННОГО МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ

НА СЫМАПСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Сымапское месторождение было открыто академиком Д. И. Щербаковым, который одним из первых изучил его гео­ логическое строение. Месторождение локализовано в относи­ тельно однородной толще верхнедевонских карбонатных по­ род (известняки, доломиты) и приурочено к участку сопря­ жения разрывных нарушений. В последних установлены дай­ ки основного состава. Вмещающие породы на месторождении интенсивно дислоцированы. Здесь наблюдаются фрагменты линейной складчатости, зоны рассланцевания и интенсивного дробления пород. Рудная минерализация развита вдоль раз­ рывных нарушений, имеющих северо-восточное и субширот­ ное простирание с падением в южных румбах под углами от 20—30° до 90°. Основные рудные тела месторождения скон­ центрированы в пределах трех структурных типов участков (БектеМиров, 1968). Рудные тела линзообразной или непра­ вильной формы приурочиваются к участкам изгибов рудовме­ щающих разрывных нарушений по простирению и по паде­ нию, а также к участкам сопряжения этих разрывов между собой или с более мелкими разрывами. Небольшие рудные те­ ла располагаются и в непосредственной связи с последними. Рудные тела на месторождении по составу и распределению минералов однотипны. Они обычно сложены темно-серыми (до черных) и серыми осветленными тонкозернистыми доломитами и известняками, вмещающими многочисленные прожилки и гнезда белого хорошо раскрпсталлизованного карбоната с на­ ложенной вкрапленностью, прожилками, гнездами, тонкими просечками кристаллической киновари. Видимые выделения киновари в белых карбонатах сопровождаются, как правило, ореолами тонкоднсперсной вкрапленности этого минерала. От­ мечаются мономинеральные скопления (прожилки, мелкие гнезда) кристаллической киновари во вмещающих породах.

Особое место в составе руд Сымапского месторождения

136

занимает порошковатая киноварь, выделения которой здесь, как и на других аналогичных месторождениях Южной Ферга­ ны, являются вторичными. Согласно В. П. Федорчуку (1956),

•они образовались за счет химического выщелачивания и переотложения кристаллической киновари при послерудных тектонических подвижках. Порошковатая киноварь на описы­ ваемом месторождении развита, главным образом, в пределах контуров распространения кристаллической киновари и ме­ стами в тонких прожилковидных выделениях пересекает по­ следнюю. Однако порошковатая разновидность киновари на месторождении не всегда только послерудная. Здесь встреча­ ются её скопления, пересекающиеся прожилками белого каль­ цита, относящегося к поздней карбонатной ассоциации. Эти скопления могли образовываться в конце рудной стадии. По­ мимо названных минеральных образований в рудных телах в небольшом количестве устанавливаются мелкие неправиль­ ные скопления и тонкие прожилки пирит-хлоритового соста­ ва. Отмечается вкрапленность кварца в новообразованных карбонатах и в первичных карбонатных породах. В единич­ ных случаях встречены прожилки белого карбоната с мелки­ ми кристаллами антимонита. В ряде участков наблюдались карбонатные прожилки с аурипигментом и реальгаром.

Ранее исследователями в рудных телах выявлены также крайне редко встречающиеся блеклые руды и самородная ртуть. Микроскопическое изучение руд месторождения пока­ зало, что в них довольно часто встречается барит. Кроме то­ го, выявилось, что пирит, кварц и хлорит распространены за­ метно шире, чем это устанавливается при макронаблюдениях. В рудных телах месторождения выделяются пять минераль­ ных ассоциаций: 1 ) ранняя карбонатная, 2 ) пирит-кварц-хло- рнтовая, 3) пиритовая, 4) киноварная (рудная), 5) поздняя карбонатная (Бектемиров, Сафонов, 1968).

Развитие на месторождении Сымап различных минераль­ ных ассоциаций, очевидно, связано с проявлением нескольких

•стадий минерализации*. Здесь намечается следующая схема эндогенного минералообразования (см. рисунок): 1 ) стадия раннего гидротермального метаморфизма пород (стадия карбонатизации), 2 ) стадия предрудного гидротермального изме­ нения пород (окварцевание известняков и доломитов, березитизация даек), 3) рудная или киноварная стадия, 4) послеруд­ ная карбонатная стадия.

* В понимании «стадий минерализации» автор следует за А. Г. Бетехтпным и др. (1958) с учетом дополнительных данных А. В. Пэка, Ф. И. Вольфсона, Л. И. Лукина (1960) и др.

137

Правомерность выделения данных стадий минерализации ясна из очевидных различий физико-химических и структур­ ных условий формирования соответствующих минеральных ассоциаций. Оценка физико-химических условий минералообразования, конечно, может быть только сугубо приближен­ ной. Однако современные представления о химизме пост­ магматического гидротермального изменения пород (Жари­ ков, Омельяненко, 1965 и др.) и данные об условиях осажде­ ния киновари (Сауков, 1946, 1950) дают основание связывать минеральные ассоциации двух ранних стадий со слабо кис­ лыми растворами (различающимися по степени кислотности), рудные ассоциации — со слабо щелочными и послерудные —

снейтральными.

Всамом деле, стадия раннего гидротермального метамор­ физма пород, выразившаяся в их осветлении, перекристалли­ зации, в образовании карбонатных прожилков характеризует­ ся признаками кислотного выщелачивания. Это отчетливо видно из сравнения химического состава относительно малоизмененных карбонатных пород месторождения с составом но­ вообразованных карбонатов.

По своему составу основные рудовмещающиеся породы амфппоровой свиты (D^ 2 3 ad3) относятся к доломитам, ново­ образованный же карбонат представлен, главным образом, кальцитом. Таким образом, ранее изменение выражалось в вытеснении сильного основания (Mg2+) относительно более слабым (Са2+). Само по себе это не может служить показа­ телем кислого характера растворов, а указывает только на возрастание активности кислотных компонентов. Но попут­ ный BbmocFe2+, Fe3+, А13+дает основание для оценки этой стадии как стадии кислотного выщелачивания. Теоретически

возможность образования кальцита не только в щелочной, но и в кислой среде обосновали Б. И. Омельяненко, Ю. В. Але­ хин (1966).

Сущность стадии предрудного изменения пород, как ста­ дии кислотного выщелачивания, выступает еще более отчет­ ливо. В эту стадию проявлялось окварцевание первичных кар­ бонатных пород, новообразованных карбонатов и березитизацип даек. Эти процессы вызываются слабокислыми раство­ рами и являются показателями высокой активности кислотных компонентов, на основании чего можно полагать, что предрудное изменение пород осуществлялось относительно более кислыми растворами, чем раннее изменение пород. Вместе с тем стадию предрудного «околотрещинного» метасоматоза отличает привнос кремнезема. Первичные породы в своей ос­ новной массе характеризуютстя чистотой состава. Повышен»'*

138

нераций и в целом небольшой интенсивностью замещения каль­ цита при отложении киновари. По-видимому, ранние гидро­ термальные карбонаты, образовавшиеся в кислой среде в на­ чале этой стадии, начинали растворяться, но этот процесс не заходил далеко, так как освобождавшееся С02 превышало кислотность растворов и приводило к сопряженному рудоотложенпю и к образованию кальцита поздних генераций, ус­ тойчивых к новой обстановке.

На образование киновари на Сымапском месторождении повлияли и другие факторы. Судя по геологической позиции месторождения, его структуре, оно формировалось на неболь­ ших глубинах в обстановке интенсивных разрывных дисло­ каций. В этих условиях, вполне вероятно, имело место и сме­ щение ювенильных растворов с вадозовыми водами и, как следствие — разбавление рудоносных растворов, обогащение их кислородом. О повышении окислительного потенциала растворов в период отложения киновари на месторождении свидетельствует образование вместе с ней барита.

Что касается отнесения пиритовой ассоциации к началу рудной стадии, то это в значительной мере условно. Возмож­ но, что образование этой ассоциации замыкало стадию окварцеванпя — березптнзацию. Однако более тесная связь пири­ товой ассоциации с оруденением, развитие хлорита и гидро­ термальных глинистых минералов, связываемых часто с ще­ лочными растворами, на наш взгляд, дает больше оснований для отнесения этой ассоциации к рудной стадии.

Наконец, послерудную карбонатную стадию можно ха­ рактеризовать как стадию проявления остаточных блпзконейтральных растворов.

Различие в структурных условиях минералообразования разных стадий выступает в масштабах их проявления. Каж­ дая стадия проявилась на фоне новых интенсивных тектони­ ческих подвижек, существенно более значительных по срав­ нению с внутристадийными.

Стадия карбонатизации проявилась при интенсивном дроб­ лении доломитов п известняков на широкой площади, в про­ цессе соскладчатых разрывных деформаций, лишь в общих чертах связанных с основными рудоконтролирующимн нару­ шениями. Характерно, что ранний кальцит образовался в ос­ новном метасоматическим путем, в обстановке незначитель­ ного приоткрывания трещин. Широко проявившиеся осветле­ ние и перекристаллизация карбонатных пород происходили при просачивании гидротермальных растворов не только по трещинам, но н по поровым пространствам.

140

Окварцевание карбонатных пород и синхронная с ним березитизация даек осуществлялась при новых тектонических подвижках, что выразилось в дроблении уже карбонатизированных пород. Около них и в их зонах это окварцевание происходило наиболее интенсивно.

Изменение структурных условий проявления рудной ста­ дии в значительной мере связано с изменением физико-меха­ нических свойств пород в процессе предшествующей гидро­ термальной их переработки. Оно привело к увеличению эф­ фективной пористости пород в 2 —3 раза, а также снижению их прочности в 1,5 раза (Бектемиров, 1972), что создало бла­ гоприятные предпосылки для последующих деформаций по­ род и отложения руд. Рудообразование на месторождении происходило в условиях проявления разрывных и пластиче­ ских деформаций. Последние сопровождали разрывные дис­ локации и выразились в двойниковании, смятии новообразо­ ванного карбоната.

Таким образом, киноварь отлагалась в условиях значи­ тельной проницаемости среды, однако она, очевидно, была не­ достаточно высока для интенсивной концентрации киновари. Развитие в рудную стадию в основном зон закрытой мелкой трещиноватости, главным образом унаследованного характе­ ра, слабое предрудное выщелачивание предопределило рас­ пыление и крайне неравномерное распределение киновари. Безусловно, что последние особенности Сымапского место­ рождения во многом обусловлены и интенсивностью потока рудоносных растворов и другими, факторами. Но при прочих равных условиях большая проницаемость локальных зон мог­ ла бы привести к повышению концентрации ртути на место­ рождении.

Ряд исследователей (Федорчук, 1961; Никифоров, Роза­ нов, 1963, 1967) подчеркивают необходимость оптимальной проницаемости для интенсивного ртутного рудообразования, не превышающей определенных пределов. В этом отношении Сымапское месторождение может быть примером локализа­ ции оруденения при недостаточно высокой проницаемости среды, несмотря на размещение сферы рудообразования под экранирующей поверхностью надвига. В ходе рудообразова­ ния на месторождении имели место закупорка пор, залечи­ вание микротрещин (снижение пористости), хотя в других случаях и при наложении оруденения пористость пород остает­ ся повышенной, а иногда еще больше возрастает, по-видимо­ му, за счет опять-таки неполной компенсации пустот раство­ рения, образующихся в рудную стадию. Таким образом, на Сымапском месторождении, как и на ряде других, отчетлива

Ш

проявилась важная роль предрудного изменения пород и не­ обходимость благоприятного сочетанния физико-химических

иструктурных условий для локализации оруденения. Интересна также и другая черта месторождения. Его при­

надлежность к карбонатно-киноварной формации обязана проявлению двух стадий минерализации — стадии карбонатизации и собственно рудной, преимущественно киноварной. В целом же комплекс развитых на месторождении минералов (кварц, барит, хлорит, антимонит и др.) объединяет минера­ лы, характерные для разнообразных минеральных типов ртут­ ных месторождений. Изучение Сымапского месторождения показывает, что широкое развитие гипогенных кальцита и д®- ломита здесь связано с карбонатной средой. Месторождения такого типа правильнее относить к ртутной киноварной фор­ мации, как это делают В. А. Кузнецов, А. А. Оболонский, В. И. Васильев (1966) для месторождений Сибири и Даль­ него Востока. Эти авторы выделяют лиственито-киноварный, карбонатно-киноварный, кварцево-киноварный и баритово­ киноварный минеральные типы месторождений ртутной фор­ мации. Здесь отчетливо проявлена связь ведущего жильного компонента на месторождениях соответствующего типа с ха­ рактером вмещающей среды (серпентиниты, карбонатные породы, алюмосиликатные породы, вулканогенно-осадочные породы, соответственно^ Рациональность подобной система­ тики видна и из описанйй характеристики и ртутных место­ рождений Средней Азии, в частности Южно-Ферганского сурьмяно-ртутного пояса (Федорчук, 1966 и др.).

Месторождения ртутной (киноварной) формации сходны в первом приближении и по схеме развития минерализации. Судя по литературным источникам, в них обязательно прояв­ лены дорудное кислотное выщелачивание и последующие рудная (щелочная) и послерудная стадии минерализации. Приведенные данные подчеркивают генетическое родство ртутных (киноварных) месторождений, различающихся по ин­ тенсивности развития и по характеру жильных минералов, а также по проявлению второстепенных рудных минералов.

Это обстоятельство позволяет положительно оценивать возможность обнаружения ртутного оруденения различных типов в одном п том же районе, сложенном различными по­ родами.

За к л ю ч е н и е 1

1.Сымапское ртутное (киноварное) месторождение внешне характеризуется биминеральным составом (карбонат, кино­ варь), сформировано в ходе проявления достаточного слсж-

142

•СХЕМА ЭНДОГЕННОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ СЫМАП

Самородная

иртуть*.•

__________

О б н а р у ж е н * п т с п р е д ы д щ и м и и с с л ед о в а т ел я м и «

ВРЕМЯ ЕЕ ОТЛОЖЕНИЯ НЕЯСНО

ного процесса минерализации. Здесь выделяются стадии: 1— карбонатизации; II — окварцевания, березитизации; III — рудная, киноварная; IV — . безрудная, кальцитовая. В ходе каждой стадии образовались одна или несколько парагенетических минеральных ассоциаций.

2. Процесс минерализации на месторождении, очевидно, характеризовался существенным изменением кислотности-ще­ лочности гидротермальных растворов: более резюш, по-види- мому, от стадии к стадии и более постепенным в ходе каж­ дой стадии. Локализация киновари связана с поступлением щелочных рудоносных гидротермальных растворов, их нейт­ рализацией за счет С02 вмещающих пород, а также с воз­ действием кислорода и разбавлением вадозовыми водами, как

143

следствием небольших глубин формирования месторождения.. 3. Особенности развития процесса минерализации на ме­ сторождении взаимосвязаны со структурными условиями. Воз­ можность локализации здесь киноварного оруденения в зна­ чительной степени обусловлена повышением эффективной по­ ристости вмещающих карбонатных пород в ходе предрудного гидротермального их изменения, прежде всего карбонатизации. Гидротермальное изменение пород понижало их проч­ ностные свойства. Возможность поступления гидротермаль­ ных растворов различных стадий и взаимодействие их с поро­ дами, вследствие которого становилось интенсивнее орудене­ ние и характер его распределения, в основном обуславлива­ лись тектоническими деформациями преимущественно раз­

рывного характера.

4. Пример эндогенной минерализации Сымапского место­ рождения показывает целесообразность отнесения однотип­ ных киноварных месторождений Южно-Ферганского пояса,, различающихся в основном по составу и интенсивности про­ явления жильных минералов, к единой ртутной (киноварной) формации, с подразделением ее на соответствующие мине­ ральные типы.

Л И Т Е Р А Т У Р А

Б е т е х т и н А. Г., Г е н к и н А. Д., Ф и л и м о н о в а А. А. и Ш а д-

оруденения на месторождении Сымап. Изв. АН СССР. Серия геол., 1968, № 4.

Б е к т е м и р о в А. И.. С а ф о н о в Ю. Г. Эндогенная минерализа­ ция ртутного месторождения Сы'мап. (Южно-Ферганский пояс). Геология рудных месторождений», 1968, № 5.

Б е к те м и р о в А. И. О роли физико-механических свойств пород в формировании Сымапского ртутного месторождения. Геология и геохи­

изучения изменений вмещающих пород в связи с металлогеническими ис­ следованиями. В кн.: Изучение закономерностей размещения минерализа­ ции при металлогеническнх исследованиях рудных районов. «Недра», 1965.

К у з н е ц о в В. А., О б о л е н с к и й А. А., В а с и л ь е в В. И. Опы­ ты систематики ртутных месторождений Сибири и Дальнего Востока на

ханических свойств горных пород в локализации ртутно-сурьмяного ору­ денения Южной Ферганы. «Геология рудных месторождений», 1963, № 3.

Н и к и ф о р о в Н. А., Р о з а и о в Ю. А. Физические и механические свойства горных пород некоторых ртутных и сурьмяных месторождений страны. Геология месторождений полезных ископаемых, еып. 34. Ташкент,,

«Фан», 1967.

144