книги из ГПНТБ / Туговик, Г. И. Эксплозии и рудный процесс

следующее: с возрастанием глубины увеличивается список пост­

либденит максимально развит в экзоконтактовой зоне эксплозив­ ного сооружения. На схеме рис. 18 видно, что по содержанию мо­ либдена различается три области.

I. Поле с признаками молибденовой минерализации. Оно за­ хватывает прилегающие к эксплозивному сооружению породы и расположено с внешней стороны контура брекчированных и мусковитизированных моицонитоидов. Минерализация в этом поле

Рис. 18. Схема гнпогеиноіі зональности Булуктаевского эксплозивного сооружения:

представлена рассеянными чешуйками молибденита (размером 0,5— 1 мм и мельче) и налетами их по стенкам трещин и вдоль зальбандов маломощных кварцевых прожилков.

2. Кольцевой пояс повышенного содержания молибдена шири­ ною 50—70 м, расположенный в околотрубочных брекчиях монцонитоидов. Это поле грубо повторяет очертания трубчатого экспло-

70

зивного сооружения и внутренняя граница кольца прослеживается вблизи от контакта последнего (0—20 м и лишь на западе не­ сколько далее).

3. Центральная область с низкими содержаниями молибдена. Она охватывает эксплозивное брекчиевое сооружение и его бли­ жайшие экзоконтакты. На глубине имеются более высокие содер­ жания этого компонента.

По вертикали молибденом обогащены отдельные полосы или зоны, падающие на северо-восток и имеющие склонение на северозапад. При пологом склонении зон, обогащенных молибденом, на­ личие поясов на поверхности может быть обусловлено пересече­ нием таких зон с дневной поверхностью.

В о л ь ф р а м о в а я м и н е р а л и з а ц и я . Вольфраматы макси­ мально распространены в области эндо- и экзоконтакта эксплозив­ ного сооружения (см. рис. 18). При этом в темноцветной брекчии наиболее развит шеелит, а в монцонитоидной околотрубчатой брекчии — гюбнерит. В контактовой области трубчатого тела воль­ фрамовая минерализация образует ряд обогащенных участков, ко­ торые опоясывают эксплозивное сооружение, прерываясь лишь на отдельных участках. Все максимумы в то же время вытянуты на северо-запад, что обусловлено наложением сульфидно-гюбнерито- вых прожилков этого направления. Центральная область экспло­ зивного сооружения имеет пониженное по сравнению с перифери­ ческими участками содержание трехокиси вольфрама. Однако здесь же находится вытянутый на северо-запад максимум, обус­ ловленный маломощными жилками, входящими в состав наложен­ ной на оруденелую брекчию свиты жил (см. рис. 18).

Суммируя данные о распределении молибдена и вольфрама по поверхности и в разрезе, можно отметить, что там, где уменьша­ ется количество вольфраматов, увеличивается количество молибде­ нита. Или, что то же самое, там, где снижается количество молиб­ денита или вольфраматов, происходит наложение этих минерали­ заций. Наоборот, места максимальных концентраций молибдена и вольфрама пространственно разобщены.

Одной из причин удаления от эксплозивного сооружения мо­ либденовой минерализации является, видимо, тектонический фак­ тор. Более ранние молибденсодержащие растворы проникали в пе­ риферическую брекчию при наличии достаточного количества ра­ диальных и концентрических трещин. Эти трещины оказались залеченными производными молибденовых стадий, что препятст­

Трубчатое тело эксплозивных брекчий (эксплозивное сооруже­ ние) Булуктаевского месторождения является главным рудокон­ тролирующим и рудовмещающим образованием. Об этом свиде­

71

проявления вокруг него гидротермального изменения пород, а так­ же характер распределения главных рудных минералов. По мере удаления от эксплозивного сооружения примерно на 100 м наблю­ дается постепенное затухание проявления гидротермального мета­ морфизма пород и минерализации.

По характеру заполнения Булуктаевское рудоносное экспло­ зивное сооружение может быть отнесено к тому распространен­ ному типу, для которого характерно выполнение брекчией выше­ лежащих и вмещающих пород (см. тип II классификации). По периферии рудоносного эксплозивного сооружения наблюдается проседание вмещающих пород, которые также были брекчированы в начальную стадию процесса.

Обрушение внутри сооружения и проседание вмещающих пород вызваны либо локальным падением давления в магматическом очаге в период рудообразования, либо медленным погружением крупных блоков в подвижной массе мелких обломков.

При анализе трещиноватости было показано, что рудоносное эксплозивное брекчиевое сооружение находится на месте пересе­ чения двух тектонических направлений. Одно из них, северо-во­ сточное, подчеркнуто роем палеозойских даек. Другое направление северо-западное. Эту ориентировку имеет зона трещиноватости, развившаяся в мезозое, к которой приурочены дайки бостонитов, аплитов и кварцеворудные жилы. На месте пересечения роя палеозойских даек и зоны мезозойской трещиноватости должны были действовать растягивающие усилия, а направления растяже­ ния совпадать с направлением этих двух зон. Это место пересече­ ния и явилось местом развития эксплозивного сооружения. Псев­ доокруглая его форма в плане представляет собой фигуру, имею­ щую наименьший периметр по отношению к ее площади и поэтому требующую наименьшего количества энергии при брекчиеобразо-

вании.

Растягивающие напряжения участка земной коры не только вызвали проход газов по кольцевой трещине и проникновение в эту трещину сиенитовой магмы, но и, скорее всего, явились фак­ тором, обусловившим возможность обрушения внутри кольцевой зоны отчасти за ее пределами.

Процесс эндогенного минералообразования месторождения про­ текал параллельно с формированием эксплозивного сооружения. Это трубчатое тело с зоной периферических брекчий в целом иг­ рало роль как основного рудовыводящего канала, так и главной рудовмещающей полости. Поздние (рудоносные) гидротермальные растворы циркулировали между обломками в брекчии и отчасти поступали в выдержанные трещины.

Минеральные образования Булуктаевского месторождения фор­ мировались при высоких температурах. По данным Я. А. Косалса, температура формирования вольфрамовой минерализации колеб­

72

лется в пределах 280—420°С . При этом им подмечена интересная закономерность: температура отложения минеральных комплексов в эксплозивном сооружении на 10—30° выше, чем тех же комплек­ сов в околотрубочной брекчии и периферических жилах. Эти дан­ ные объективно свидетельствуют в пользу того, что эксплозивное сооружение являлось подводящей, распределяющей и вместе с тем рудовмещающей структурой. Это сооружение скорее всего

коломорфных структур, наличию микроклина, многофазное™ оруденения и величине перемещения отдельных обломков и блоков перекрывавших массив гранитоидов осадочных пород, составляет величину порядка 500—800 м, что находится в соответствии с дан­ ными Ф. И. Вольфсона и Л. И. Лукина (1970) о глубинах форми­ рования промышленных частей гидротермальных месторождений. Эксплозии, приведшие к формированию брекчиевого сооружения

вцелом, таким образом, носили закрытый характер.

Взаключительный этап формирования рудоносного брекчиевого сооружения, отделенный от предыдущего значительным промежут­ ком времени, в течение которого участок был поднят на более вы­ сокий эрозионный уровень (Рипп, 1966), происходило отложение халцедоновидного кварца, флюорита и кальцита, содержащих эк­ зотическую вкрапленность рудных минералов, формирование жил происходило в поверхностных условиях из коллоидных кислых ра­ створов при низких (порядка 100° С) температурах.

Глава II

РУДОНОСНЫЕ ЭКСПЛОЗИВНЫЕ с о о р у ж е н и я ,

СВЯЗАННЫЕ С ОСНОВНОЙ, УЛЫРАОСНОВНОЙ И ЩЕЛОЧНОЙ МАГМАМИ

Рудоносные брекчиевые эксплозивные сооружения в связи с интрудированием основной, щелочно-основной, ультраосновной и ультраосновной-щелочной магмами широко развиты в относительно спокойной платформенной или субплатформенной геотектонической обстановке. Естественно, что благоприятные условия могут в ряде случаев существовать как на щитах (Пушкин, Скурфьин, 1971), так и в молодых складчатых областях; примером этому могут

73

Эксплозивные сооружения, связанные с основной магмой

В рудоносных брекчиевых эксплозивных сооружениях, связан­ ных с основной магмой, находятся уникальные железорудные мес­ торождения Сибирской платформы; в подобных образованиях ло­ кализуется и ряд медно-никелевых месторождений.

Долеритовые с железорудной минерализацией

На юге Сибирской платформы известно не менее 40 рудонос­ ных брекчиевых сооружений, генетически связанных с трапповой

Основная часть таких месторождений сосредоточена в АнгароИлимском районе. Обобщенное их описание произведено по дан­ ным Г. В. Рослякова (1960) и личным наблюдениям автора.

Минерализация на этих месторождениях обычно сосредоточена в главном структурном элементе — в эксплозивном сооружении. Трубчатые по форме рудоносные эксплозивные образования часто располагаются группами по два-три на расстоянии в десятки или первые сотни метров. Размер их в плане различен и колеблется от 2400X700 до 160X30 м. В горизонтальном сечении они изометричны или эллипсовидны с извилистыми контурами, а в вертикаль­ ном разрезе имеют воронкообразную или цилиндрическую форму (рис. 19). Воронкообразная форма с сужением до глубин 300— 400 м характерна для крупных тел, цилиндрическая — для мелких. Иногда на глубине 500—600 м изометричное с поверхности экспло­ зивное сооружение приобретает овальную или даже щелевндную (Рудногорское месторождение) форму. Продольные оси сооруже­ ний почти всегда вертикальны.

Осадочные породы, вмещающие рудоносные брекчиевые соору­ жения, залегают почти горизонтально, но вблизи них раздроблены, разбиты на отдельные крупные блоки, которые нередко бывают смещены друг относительно друга и в целом обычно образуют чашеобразный прогиб радиусом 0,5—0,6 км. Вблизи эксплозивных сооружений пласты осадочных пород резко загибаются вниз, углы их падения равны здесь 40—50, иногда 70—90°. Значительно реже и только среди мелких сооружений осадочные породы сохраняют горизонтальное залегание или, наоборот, наблюдается загиб пла­ стов вверх.

Прослеженная глубина рудоносных брекчиевых сооружений составляет от 200 до 700 м, но выклинивание их не фиксируется. Учитывая глубину залегания траппов, значительные поперечные размеры тел, их сложное и групповое строение, предполагается, что сооружения имеют глубину 1,5—2 км.

74

Рудоносные эксплозивные сооружения заполнены преимущест­ венно грубообломочными брекчиями, в составе которых главную роль играют обломки траппов. Кроме них встречаются мелкие обломки туфов, туффитов, глыбы осадочных пород. Трапповые об­ ломки в брекчиях представлены главным образом долеритовыми порфирнтами и породами базальтоидного облика. Размер облом­ ков— от нескольких миллиметров до 10— 15 см. Крупные обломки (0,5 м и более) встречаются сравнительно редко. Среди обломков выделяются шарообразные, округлые трапповые тела различных размеров. Они сложены долеритовыми порфиритами, осветлен­ ными по периферии. Отмечаются также обломки кембро-ордовик- ских осадочных пород, вмещающих рудоносные брекчиевые соору­ жения — аргиллитов, песчаников, мергелей, известняков и др. Размеры обломков этих пород колеблются от миллиметра до глыб в несколько десятков метров и целых блоков, как бы плава­ ющих в брекчиях. Форма любых обломков обычно остроугольная или несколько округлая со сглаженными краями. В некоторых со­ оружениях встречаются глыбы и обломки пород верхнепалеозой­ ской тунгусской серии: углистые алевролиты, туффиты, уголь, хорошо окатанная галька кремнекислых сланцев, кремня, кварца, обломки гранитов, гранит-порфиров и др. В одном из эксплозив­ ных тел Октябрьского месторождения (Страхов, 1960, 1964, 1969) в верхней части распространены туфогенно-осадочные породы с обильной фауной, свидетельствующие о наличии здесь в верхне- юрско-нижнемеловое время кратерного озера.

Для брекчии характерно отсутствие слоистости. Лишь в отдель­ ных случаях наблюдается грубая сортировка по размерам облом­ ков и связанная с этим слабо выраженная слоистость. Падение слоев направлено к центру сооружений.

Распределение обломочного материала в телах обычно беспо­ рядочное, но иногда намечается скопление крупных обломков трап­ пов на нижних (Коршуновское сооружение) или верхних (Рудно­ горское сооружение) горизонтах. Глыбы и обломки осадочных пород на той или иной глубине отвечают по составу коренным породам, залегающим на этом же горизонте. Очевидно, переме­ щения их были небольшими и вызваны отторжением от стенок, происходящими во время формирования тел. Брекчии с обильными обломками траппов развиваются вблизи магматического очага; их появление вблизи поверхности свидетельствует о значительном эрозионном срезе.

Все породы, слагающие рудоносные брекчиевые эксплозивные сооружения, претерпели значительные метасоматические измене­ ния: скарнирование и замещение рудными минералами. Состав новообразований однотипен для большинства сооружений района и мало изменяется в зависимости от глубины. Намечается лишь увеличение на глубоких горизонтах пирита и гематита. Породы вблизи контактов также бывают изменены скарнироваиием и мине­ рализованы, что в целом и создает промышленное месторождение.

76

Каких-либо следов оплавления стенок эксплозивных сооружений не наблюдается, и часто на контакте с брекчиями можно увидеть совершенно нормальные аргиллиты, песчаники, мергели и другие осадочные породы, что свидетельствует либо о кратковременном характере эксплозивной деятельности, либо о низкой первоначаль­ ной температуре интрудируемого материала.

Учитывая отмеченные характерные особенности долеритовых брекчиевых сооружений, можно предположить, что эксплозии, приводящие к их появлению, носили подземный характер. Они были сближены во времени с постинтрузивной (рудной) деятель­ ностью, о чем свидетельствует наличие в обломках брекчии руд ранних стадий, и, скорее всего, эксплозивные явления обуслов­ лены газами постмагматического характера (рудными флюидами). В дальнейшем гидротермальные растворы преобразовали породы эксплозивных сооружений и некоторую часть окружающих осадоч­ ных образований в полиминеральные скарны. В результате метасом этического замещения скарнов и отложения в открытых трещи­ нах были созданы основные массы брекчиевидно-вкрапленных магнетитовых руд с содержанием железа от 15 до 50% и жилы магнетита, содержание железа в которых достигает 67%•

Источником рудных флюидов служила основная магма. Боль­ шая роль в образовании промышленных железорудных месторож­ дений, также как и в образовании собственно эксплозивных со­ оружений, видимо, принадлежит хлору, заимствованному магмой из соленосиых осадков. Освобожденный из осадков хлор в высо­

гость (эксплозивную способность); как активный минерализатор он мог обусловить вынос из трапповой магмы железа в виде хло­ ридов и, таким образом, предопределить появление как самих эксплозивных сооружений, так и развитие в них железорудной ми­ нерализации.

По наблюдениям М. М . Пухнаревича (1969), в метасоматитах Ангаро-Илимских железорудных месторождений проявлены че­ тыре стадии, обусловленные кислотно-щелочным потенциалом рас­ творов: 1) ранняя щелочная; 2) кислотная; 3) поздняя щелочная и

4)заключительная с нейтральным характером растворов. Наиболее ярким примером долеритовых эксплозивных брекчи­

евых сооружений с железорудной минерализацией могут служить сооружения Коршуновского месторождения, находящиеся в Анга­ ро-Илимском железорудном районе. Они достаточно полно опи­ саны в литературе (Иващенко, Корабельникова, 1960) и детально изучены автором во времени эксплуатации месторождения. Эти эксплозивные сооружения прорывают нижнепалеозойские (кем- бро-ордовикские) осадочные породы, слагающие приподнятую часть крупной флексуры северо-восточного простирания, ослож­ ненную серией дорудных тектонических нарушений. В состав оса­ дочных пород входят верхнекембрийская красноцветная толща

77

переслаивающихся аргиллитов, мергелей, песчаников, известняков и алевролитов (верхоленская свита), нижнеордовикские глинисто­ песчанистые осадки (мамырская свита) и верхнеордовикские красноцветные породы песчано-мергелисто-глинистого состава (братская свита). Изверженные породы (габбро-долериты, долериты, долеритовые порфиры) образуют иеккн и отдельные дайки мощностью до 30 м и более.

На Коршуновском месторождении имеется два эксплозивных сооружения. Первое, расположенное на участках Рудных гор 1 и 2, вытянуто в северо-восточном направлении. Форма его в плане эллипсовидная с диаметрами 2400 м и 270—700 м. В разрезе оно имеет воронкообразную форму с довольно крутыми неровными контактами. На глубину это сооружение прослежено до 710 м. Второе эксплозивное сооружение, расположенное на участке Руд­ ной горы 3, в плане более изометрично, размеры его 500X300 м.

Коршуновские эксплозивные сооружения заполнены-преимуще­ ственно брекчией из туфогенных отложений (кристаллокластических и литокластическнх туфов, туффитовых песчаников) и траппов. Их внутреннее строение довольно сложное, обусловленное специ­ фикой образования. Слагающие сооружения брекчии обычно не слоистые, с хаотическим расположением обломков пород как в плане, так и в разрезе. На отдельных участках вблизи поверх­

с отложениями крупноагломератового облика. Эта псевдослоис­ тость в основном эксплозивном сооружении имеет центриклинальный наклон. В брекчиях широко, но неравномерно распространены крупные обломки и глыбы осадочных пород и траппов.

Нижнепалеозойские породы вблизи контакта с эксплозивными сооружениями иногда раздроблены. Мощность зон дробления из­ меряется от десятков сантиметров до 1 м, редко более. По мере удаления от контакта зона дробления сменяется зоной смятия, затем наблюдается постепенный переход к породам нормального облика. Непосредственно у контакта слои вмещающих осадочных пород круто наклонены к центру сооружений. При удалении от контакта угол наклона слоев осадочных свит уменьшается до 20—■ 30° на расстоянии первого десятка метров. Таким путем в преде­ лах месторождения нарушенными породами образован чашеобраз­ ный компенсационный прогиб, возникший в результате обрушения у многих рудоносных эксплозивных сооружений, а также в грязе­ вых вулканах («Грязевый вулканизм...» , 1971).

Особенности строения Коршуновского рудоносного брекчиевого тела свидетельствуют о том, что в его формировании значитель­ ную роль играли «закрытые» эксплозии. Их роль по-разному про­ явилась в разных местах сооружения; в некоторых их частях по­ роды оказались лишь «растронутыми», но не перемещенными, о чем свидетельствует, в частности, почти не нарушенное положе­ ние дорудной дайки долеритов, расположенной в центре главного

■78

эксплозивного сооружения. Установлено, что эксплозии происхо­ дили в период рудообразования, так как в обломках встречается часть руды (рис. 20).

В период формирования эксплозивные сооружения, видимо, подходили близко к поверхности, о чем свидетельствуют чашеоб­ разные прогибы, заполненные в прошлом туфогенным материалом.

Осадочные породы, вмещающие брекчиевые эксплозивные соо­ ружения, разбиты линейными и концентрическими разрывами.

нералы в последующем замещают и обломочный материал. В даль­ нейшем отлагались диопсид, крупнокристаллический кальцит, скаполит. В ходе процесса имело место повышение температуры, изменялся характер растворов, когда отлагались гранат и диопсидгеденбергит. В высокотемпературных условиях выделяется магне­ тит, основная масса которого выпадает в поздний этап. Скарны, обогащаясь магнетитом, постепенно переходят в руды. Понижение температуры в заключительную стадию вызывает гидратацию ранее отложившихся минералов, развитие процессов эпидотизации, карбонатизации и хлоритизации. После отложения руд продолжались тектонические движения, о чем свидетельствует наличие в рудах многочисленных трещин со штрихами скольжения, дробленных участков и разрыхленность рудных тел на глубоких горизонтах.

79