книги из ГПНТБ / Петраченко, Р. И. Вторичные кварциты, пропилиты и оруденение в мезозойских и кайнозойских эффузивах Приморья

Хлорит Широко распространен в пропилитизированных и слабо измененных породах. Развивается по биотиту и рого­ вой обманке. Чаще встречается бледно-зеленый хлорит, илеохроирующий до бесцветного, с низким двупреломлеимем, отрицательным удлинением, косым (3—5) угасанием, малым отрицательным углом оптических осей; Ng— 1,573; Np = 1,571 (ненннн). Другой вид хлорита образует правильные сферолиты диаметром 0,1—0,3 мм в серицнтовом кварците с наложенной пропилптнзациен. Хлорит бледно-зеленый, с низкими цветами

вторичных кварцитах близ устья руч. Серного. В первом слу­ чае наблюдались мнкропрожнлок и щетка кристаллов цеолита на поверхности трещины. Размеры таблитчатых бесцветных кристаллов 1,5—2 мм в поперечнике. Наиболее развиты грани

= 1,483. Удельный вес минерала 2,226. По оптическим свойст­

в турмалинсодержащем серицнтовом кварците. Визуально бе­

лется в разных кристаллах от 24 до 43°; удлинение положитель­

Цуниит. Минерал Бринеровского и Самаргинско-Едииского полей. В первом он встречен в пирофиллит-диккитовой зоне вторичных кварцитов. Образует мелкие порфиробласты разме­ рами 0,2—0,5 мм, редко — 0,1 мм. Бесцветен или замутнен недиагностмруемыми «облачками» включений. Возможно, что это просто нарушение целостности кристаллов. В шлифах л под бинокуляром видны идеально правильные формы куби­

комбинации октаэдров и куба и более сложные многогранники, часто с усеченными по (111) вершинами. Полностью анизот­ ропен; N = 1,592±0,002. Удельный вес 2,935. Рентгенограмма цуниита из Бринеровского проявления (см. табл. 23,

132

явлении обнаружен как примесь в цупнмтовых и ппрофпллнт-

совершенная спайность по одному направлению, вертикальная штриховка на гранях. Не растворяется в MCI, HN03 и NaOH: По данным спектрального анализа, в минерале, мышьяка более

табл. 23) по основным характерным линиям идентична таковой эпаргпта из справочника В. И. Михеева (1957).

УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ КВАРЦИТОВ ПРИМОРЬЯ

Об условиях образования вторичных кварцитов можно су­ дить по петрографо-мппсралогпческнм и геологическим особен­ ностям массивов вторичных кварцитов, так как эксперименталь­ ные данные о температуре, давлении и химизме среды мпнералообразования очень скудны п получить новые сведения доступными в обычных условиях методами затруднительно. Так, попытки изучить газово-жидкие включения не дали результатов из-за малых размеров кристаллов, в очень редких случаях пре­ вышающих 0,5 мм (обычно десятые и сотые доли миллиметра). То же самое относится к методу декрепитации. Для эксперимен­ тальной оценки температур образования метасоматнтовоказал­ ся возможным только косвенный метод определения ТЭДС кри­ сталлов пирита — метод Ф. Г. Смита и А. Г. Горбатова (Гор­ батов, 1957).

Для воссоздания картины образования вторичных кварцитов широко изучались химический состав первичных и’ метасоматических пород, поведение главных породообразующих и .второ­ степенных рудных компонентов, изменения в содержании лету­ чих. Это позволило сделать выводы о петрохимических осо­ бенностях наиболее благоприятных для замещения исходных по­ род, о подвижности компонентов и различном их поведении в разные стадии метасоматоза, о привносе и выносе вещества, т. е., в конечном итоге, о характере метаморфического процесса.

Минералогический, химический и ларагенетический анализы вместе с изучением геологического положения вторичных квар­ цитов дают представление о закономерностях смены минераль­ ных ассоциаций по мере изменения температуры и кислотности растворов п вообще о генетических особенностях этой форма­ ции.

ХАРАКТЕР И РОЛЬ ПЕРВИЧНЫХ ПОРОД

Первичные породы в большинстве случаев представлены верхнемеловы.мп и палеогеновыми лнтокрпсталлокластнческпми, кристаллокластп ческим н. вптрокластпческпми псаммитовыми, псаммнто-алеврптовыми, алевропелптовыми пепловыми туфами лппарнтовых порфиров, дацитов и андезито-дацитов, нгннмбритамп, лавами и экструзиями липаритов и дацптов. Вторичных кварцитов по средним лавам в Приморье очень мало, по пролнлптпзация в них— довольно частое явление. В более редких случаях исходными породами являются интрузивные: граниты, граноднорнты. На полях развития вторичных кварцитов особен­ но распространены в качестве исходных игпнмбриты и туфы с частичными признаками спекания.

Химический состав первичных пород па известных полях вторичных кварцитов характеризуется следующими особенно­ стями (по классификации А. Н. Заварнцкого):

1. Все породы относятся ко второму классу пересыщенных кремнеземом, Q колеблется от 20 до 40, т. е. в них много кварца.

2.Породы принадлежат к ряду пересыщенных глиноземом или нормальному ряду, бедны, умеренно богаты пли богаты щелочами, редко пересыщены ими; светлые минералы резко пре­ обладают над цветными.

3.Породы содержат в небольшом количестве полевошпато­

даются и обратные соотношения. Для гусевских образцов во­

в соответствующих таблицах) на векторную диаграмму А. Н. ЗаЕарицкого также создается впечатление, что наиболее благо­ приятными для образования вторичных кварцитов являются по­ роды с определенными значениями характеристик: а = 8 — 14, Ь — Ъ— 14, с = 0 — 6 при одновременном 50, п^50, а'~>5, т. е. разности, богатые кали-натровыми полевыми шпатами, со­ держащие кислые плагиоклазы, много кварца и относительно мало темноцветных (5— 15%).

Подобную характеристику имеют верхнемеловые и отчасти палеогеновые эффузивы Сихотэ-Алиня: приморская (монастыр­ ская, арзамазовская, кисинская), сияиовская, наиболее кислая часть самаргпнскон свиты.

136

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ИСХОДНЫХ ПОРОД НА СОСТАВ ВТОРИЧНЫХ КВАРЦИТОВ

И АССОЦИИРУЮЩИХ С НИМИ ПРОПИЛИТОВ

Вели в целом формация вторичных кварцитов развивается предпочтительно по кислым и умеренно кислым породам, то серицитовые, каолинитовые и алунитовые их фации могут обра­ зовываться и по менее кислым породам: андезито-дацитам, андезитам и туфам среднего состава, в то время как высоко­ глиноземистые фации представляют здесь редкость. В этом проявляется еще одна сторона связи между составом эдуктов

и продуктов.

Пересьицеиность пород кремнеземом, глиноземом и насы­ щенность щелочами при бедности кальцием создают, вероятно, благоприятную среду для отложения из растворов гидратов и окислов глинозема, кремнезема и алюмосиликатов. С пересыщенностыо пород глиноземом и относительной инертностью его поведения связано накопление высокоглиноземистых минералов: диаспора, андалузита, корунда. Если первичные породы богаты пли умеренно богаты щелочами, то наблюдаются ассоциации андалузита, корунда с мусковитом (Евстафьевское поле), если бедны, то вместе с диаспором идет пирофиллит (граноднориты II фазы Бринеровского поля). Обогащенность щелочами пер­ вичных пород способствует образованию щелочьсодержащих минералов в парагенезисе с андалузитом и диаспором в услови­ ях кислотного выщелачивания.

Частным вопросом в проблеме связи составов эдуктов и про­ дуктов является выяснение закономерностей образования алу­ нитов с различными соотношениями калия и натрия.

В Приморье кали-иатровые алуниты развиваются все же по наименее кислым из известных пород: по туфам смешанного состава или липарито-дацитовых порфиров (Самаргинский уча­ сток), а натро-калиевые — по туфам липаритов (Майский уча­ сток, Ольгинское поле). Однако существование строгой зави­ симости состава алунита от характера исходных пород не под­ тверждается данными по многим известным месторождениям мира. Возможно, что соотношения калия и натрия в алунитах обусловлены и другими причинами. Так, соотношения атомных количеств натрия и калия (характеристика п или наклон век­ тора на диаграмме) оказываются различными, например, для Самаргинского и Майского участков. В первом случае п= 80 (калишпаты отсутствуют) — и алунит здесь кали-натровый; во втором — «=< -'50 (калишпаты имеются) — и алуниты калие­ вые, с небольшим содержанием натрия.

Химические особенности исходных пород придают своеобраз­ ные черты минералого-химическому составу пропилитов. Чем меньше в породах кальция ( с < 2), тем менее развита карбонатизация (Евстафьевское, Самаргинско-Единское, Гусевское по­ ля), но даже небольшое повышение содержания полевошпато­

137

вой извести (с = 2—4) может привести к развитию карбонатных минералов в пропплитах (Брннеровское проявление). Однако на формирование фаций пропилитов, кроме химического состава пород, большое влияние оказывали физические условия: темпе­ ратура, давление. Это выразилось в предпочтительном развитии эпидота, а не кальцита из тех небольших количеств извести, которые имелись в растворах в результате выщелачивания ис­ ходных пород. Преобладанием магния над кальцием в первич­ ных породах и меньшей подвижностью первого отчасти обуслов­ лено развитие магнийсодержащих минералов в краевых зонах серицптовых кварцитов и переходных к пропилнтам (до 4,3% окиси магния).

Зависимость состава пропилитов от исходных пород нагляд­ но проявляется при замещении разных пород в пределах одного массива. На Самаргинско-Едпнско.м поле эпидот-хлоритовые и хлорит-карбонатные пропилиты развиваются по туфам среднего состава или смешанным туфам. В то же время по кислым по­ родам (туфам лииаритовых порфнров) образуются хлорит-серп- нитовые пропилиты. На Бнкинском поле в кислых туфах или лавах развиваются альбит, хлорит, кварц, а в туфах андези­ тов— эппдот, хлорит, карбонат, монтмориллонит.

Состав эдуктов сказывается часто на степени метаморфизма и скорости затухания процесса. В дацптах быстрее, чем в липа­ ритах, происходит смена фаций от серицптовых кварцитов к пропилнтам и слабо измененным породам. Избирательность развития метасоматическнх процессов в миниатюре проявляется на первых стадиях замещения туфов. Обломки кислых пород прежде всего серицитизпруются п каолшшзируются, а обломки дацитов. илагиопорфиров п порфпритов замещаются эпндотом, хлоритом.

В целом для изученных пропилитов характерны малые коли­ чества кальнпйсодержащнх минералов (эпидота, кальцита, цео­ литов) и преимущественное развитие гидрослюд, хлоритов, аль­ бита, что обусловлено большой ролью кислых пород и широким проявлением процессов кислотного выщелачивания в вулкапоплстоническнх комплексах Сихотэ-Алиня.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВТОРИЧНЫХ КВАРЦИТОВ И ПРОПИЛИТОВ

При образовании пропилитов и вторичных кварцитов объем­ ные веса пропилитов, серицптовых, каолинитовых кварцитов по­ следовательно уменьшаются, а затем становятся приблизительно равными объемным весам исходных пород и даже превышают их. Иначе говоря, пористость растет только на тех стадиях, когда преобладает выщелачивание минералов, а у высокоглииоземистых. монокварцевых, и особенно плотных моиоминеральных ппрофиллитовых и серицптовых пород пористость очень

138

низкая (менее 1%), объемные веса превышают исходные, хотя в них не содержатся рудные минералы. Малое увеличение пори­ стости, а в отдельных случаях даже уменьшение ее для пород осевых зон отличает вторичные кварциты Приморья от метасоматитов Камчатки и Курильских островов, где в осевых зонах породы часто обладают наибольшей пористостью. Однако эта закономерность нарушается при образовании пород, богатых глинистыми минералами (Гусевское, Бринеровское проявления). Пористость пород на Гусевке повышается до 18%, хотя отчасти это может быть связано с экзогенной каолинизацией, наложив­ шейся на гидротермальную. На глубине в скважинах рыхлые породы известны только в пределах зон дробления.

Неоднородная пористость пород в пределах полей вторич­ ных кварцитов влияет на локализацию более позднего рудоотложения: зоны сернцнтовых, каолинитовых и других пористых пород благоприятны для рассеянного рудоотложения, а по плот­ ным породам рудная минерализация может проявляться толь­ ко вдоль тектонических трещин с небольшим распространением

в сторону от них.

Сопоставление физических и структурных особенностей ис­ ходных пород и метасоматитов говорит о том, что наиболее благоприятны для замещения туфы и игнимбриты с размерами обломков пород, стекла и минералов от 10 до 0,5 см, т. е. поро­ ды, неоднородные по составу и строению. Лавы с трудом под­ даются метасоматозу, и только лавы с флюидальиой текстурой, с обильными вкрапленниками полевых шпатов и кварца могут быть исходными породами для вторичных кварцитов.

ЗОНАЛЬНОСТЬ И СТАДИЙНОСТЬ ОБРАЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ КВАРЦИТОВ

В Приморье большим распространением пользуются массивы вторичных кварцитов с высокотемпературными парагенезисами минералов. Строение их обычно сложное, с участием многих фаций, образующих различные ряды зональности. Мономинеральные породы образуют всего лишь небольшие линзы среди более сложных по составу пород. Обычно наблюдаются породы, состоящие из 3—4 минералов и с более различными их соотно­ шениями и преобладанием 1—2 ведущих минералов. Ряды зо­ нальности, т. е. смена пород, определяются по этим ведущим минералам. В массивах приморских вторичных кварцитов уста­ новлены такие зональные ряды: I — серицнтовые,. андалузнтсерицитовые, андалузитовые кварциты; II—-серицнтовые, као- лпнпт-днккитовые, диаспор-пирофиллитовые кварциты, диаспорпнрофиллитовые или корунд-диаспор-андалузитовьте, иногда лишенные кварца породы; III — серицнтовые, мусковитдиккитовые, мусковит-пирофиллит-диккитовые, пирофиллит- днккйт-цуниитовые, цуниит-топазовые с мусковитом кварциты;

139

цитовые, серицит-ппрофиллитовые, моиопирофиллнтовые, пирофиллитовые с диаспором, алунитом; VIII — серицитовые, каолпинтовые, алуиитовые, андалузитовые, диаспор-андалу- зитовые, днаспор-андалузит-алунитовые; IX — серицитовые, андалузит-серицитовые, дпаспор-андалузитовые с корундом, мусковитом, пирофиллитом, гематитом; X — серицитовые, анда­ лузит-серицитовые, серицит-дюмортьеритовые; XI ---серицитовые, турмалны-серицитовые, турмалиновые кварциты. Особый ряд зональности, известный только на Брпнеровском поле, образует­ ся с участием серных кварцитов: серицитовые, каолннпт-серпцп- товые, пнрофиллит-дпккитовые, дпаспор-иирофнллит-диккито- вые, серно-диаспор-пирофиллитовые породы..

Начальный член всех рядов зональности вторичных кварци­ тов— серицитовые кварциты. Центральные зоны указанных ря­ дов зональности отличаются тем или иным набором высокоглиноземистых минералов, причем на одних полях явно наме­ чается преобладание диаспора, на других — андалузита, на третьих — пирофиллита. Иногда центральное положение зани­ мает ассоциация с каким-либо галогенсодержащим минералом: дюмортьернтом, цуннитом, топазом. Примесь одного или двух из них обнаруживается и в других зонах крупных полпфациальных массивов вторичных кварцитов. Это обстоятельство позво­ ляет относить их к продуктам галогеннокнслотного выщелачи­ вания. Вместе с тем в них нередко присутствует алунит, что свидетельствует о проявлении на отдельных этапах сернокислот­ ной стадии гидротермальных растворов. В центральных зонах — путях циркуляции гидротерм — серный ангидрит преобладал в поздние стадии, уже после выпадения высокоглнноземпстых ми­ нералов. В более внешних зонах равновесные ассоциации алу­ нита с каолинитом или серицитом говорят о том, что кислотнощелочная дифференциация гндротерм на удалении от подводя­ щих трещин переводила растворы из галогеннокислотных в сернокислотные. Следовательно, с физико-химической стороны описываемые поля вторичных кварцитов характеризуются многостаднйностыо формирования, с прохождением галогеннокис­ лотной и сернокислотной стадий, т. е. представляют сложный телескопнрованный тип проявлений.

Мпогостадийность формирования метаеоматитов проявлена и в наложении поздней щелочной стадии на продукты кислотного выщелачивания, что выражается в образовании кальцитовых прожилков и сильнейшей метасоматической карбонатизации в пирофиллит-диккптовых и серицитовых кварцитах, хлоритнзацип и цеолитпзацни в турмалин-серицнтовых кварцитах или рудной минерализации прожилково-вкрапленного типа (на Бринеровском, Бикинском и других полях). Все отмеченные особенности

140

состава, зональности и стадийности полифациальных массивов вторичных кварцитов позволяют выделить их в единый генети­ ческий тип.

Менее сложными составом и зональностью характеризуется другой тип проявлений вторичных кварцитов в Приморье, к ко­ торому относятся, в частности, Гусевское поле и дорудные метасоматиты на площади олово-полиметаллических месторождений. Горизонтальная зональность выражена в них сменой небольшого числа фаций: карбонат-хлоритовые или карбонат-гидрослюдисто- альбитовые пропилиты с пиритом; гидросерицитовые кварциты с пиритом и сидеритом; каолинит-серицитовые и каолинитовые кварциты. В этом втором типе проявлении нет признаков пре­ обладания в растворах галогеновых или серной кислот, но ха­ рактерно образование карбонатов. Очевидно, это связано с насыщенностью гидротерм углекислотой. Стадийность минералообразования выражена слабо, причем резкого изменения кислот­ ности растворов не происходило, судя по небольшому диапазону физико-химических свойств минералов.

ПОВЕДЕНИЕ ГЛАВНЫХ КОМПОНЕНТОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

ВПРОЦЕССЕ ОБРАЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ КВАРЦИТОВ

ИАССОЦИИРУЮЩИХ С НИМИ ПРОПИЛИТОВ

Для изучения поведения элементов привлекались химические и полуколичественные спектральные анализы пород. При нали­ чии нескольких анализов однотипных пород в расчет принимал­ ся средний состав. Баланс привноси — выноса вещества рассчи­ тывался с учетом пористости по методу Н. И. Наковника (1958) для отдельных полей. Внутри полей в некоторых случаях изучались ряды метасоматитов по разным исходным породам: на Брииеровском поле-— по вулканогенным, гранодиоритам и лейкократовым гранитам, на Евстафьевском -— по литокристаллокластическим псаммитовым, алевропелитовым и кристаллокластическим туфам. Для Самаргинского участка проанализи­ рован ряд метасоматитов (серицитовые, пирофиллит-серицитовые, алунитовые и монокварцевые) по туфам дацитового состава. Из Лазаревского участка Самаргинско-Единского поля изучен ряд высокоглиноземистых кварцитов по кислым туфам. Резуль­ таты расчетов изображены в виде диаграмм (рис. 35—39). От­ носительная разница в содержании окислов (отношение абсо­ лютной разницы к весу этого элемента в исходной породе) от­ кладывалась на оси ординат против точки на оси абсцисс, отвечающей номеру отдельного анализа или среднему из не­ скольких анализов по фациям. Обработка всего имеющегося материала привела к следующим выводам.

1. При содержании кремнезема в исходных породах в пр делах 68—72% во вторичных кварцитах и пропилитах его ко­ личество не меняется. Относительная разница составляет в