книги из ГПНТБ / Петраченко, Р. И. Вторичные кварциты, пропилиты и оруденение в мезозойских и кайнозойских эффузивах Приморья
.pdfРис, 35. Диаграммы привноси— выноса вещества при образовании вторичных кварцитов и пропилитов в Бринеровском поле
I — исходный гранодиорит; 2 — пропнлнтнзированный гранодиорит; 3 — пропилит |
сернцнт-карбонат-кварцевого соста |
|
ва; 4 — сериЦитнзированный гранодиорит; кварциты: 5 — сернцнтовый, 6 — днаспор-днккнт- пнрофиллнтовый, |
7 — пирофил- |
|
лит-диккнтовый, 8 — днаспор-пнрофиллнтовый; 8Л — диаспор-пнрофнллитовая порода, |
обогащенная рутилом |
н гематитом; |
9 — туф; 3828 — сернцнтовый кварцит по туфу. |
|
|
среднем =F(10— 15)%. Большой привнос кремнезема (30—95%) свойственен только осевым зонам окварцевания (СамаргинскоЕдинское поле, участок «Космос»), вынос до 70% — зонам мак симального осаждения глинозема: диаспор-андалузитовым, ппрофиллитовым, алунитовым (Бринеровское, Евстафьевское по ля). Как правило, существенно кварцевые зоны маломощны и нехарактерны для полей приморских вторичных кварцитов. Пропилитизация сопровождается небольшим выносом кремнезема, а образование кварцевых пропилитов происходит с небольшим, до 10% привносом кремнезема. Из всех рассмотренных случаев наибольшая инертность кремнезема характерна для Гусевского проявления.
2. Елинозем обнаруживает большую подвижность, чем крем* незем, и в пределах метасоматической колонки образуются зоны его обогащения и обеднения. Относительная разница колеблется в основном в пределах 10— 15%, но в одном случае достигает 138%. На Гусевском проявлении глинозем так же инертен, как и кремнезем.
Пропилитизация и образование серицитовых кварцитов идет с выносом глинозема, а дальнейший метасоматоз сопровожда ется привносом. Зоны максимального обогащения А120 3 харак терны для всех сложных полифациальных полей высокотемпера турных вторичных кварцитов в Приморье и занимают централь ное положение в рядах зональности.
3.Щелочные металлы (К, Na, Са, Mg) ведут себя различно
впроцессе образования вторичных кварцитов и ассоциирующих
с |
ними пропилитов. Наиболее |
однозначно поведение натрия — |
он |
выносится из всех зон, за |
исключением зон альбитизации |
на отдельных полях (Бикинском, Гусевском). Относительная разница в содержаниях достигает 60—90%. В центральных зо нах часть натрия, выщелоченного из пород, может связываться
валуните. К таким частным случаям относится зона кали-натро- вого алунита на Самаргинско-Единском поле. Калий переходит
враствор при разложении кали-натровых полевых шпатов. Дальнейшее его поведение обусловлено, очевидно, многими фак торами: температурой, концентрацией в растворе и кислотностью
растворов. Цифры привноса — выноса колеблются от 300 до 96%. Максимальный вынос происходит из зон наиболее интен сивного осаждения гидратов глинозема. Такой почти стопро центный вынос калия характеризует завершение кислотного вы щелачивания пород в первую стадию метасоматоза. Иное по ложение наблюдается в последнюю стадию, проявляющуюся в развитии алунита, часто по тем же осевым зонам, из которых раньше были вынесены многие компоненты, за исключением
глинозема, |
титана, железа. Во второй стадии калий, а иногда |
и натрий |
привносятся гидротермами и связываются с ионом |
s o f -,1
Кальций выносится из всех зон метасоматоза в первую ста дию, за исключением зон пропилитизации на Евстафьевском
10* |
143 |
П ривнос
В ынос
Рис. 36. Диаграммы привнося — выноса вещества при образовании вторичных
а — метасоматоз псаммитовых лнтокрнсталлокластнческнх туфов: |
4 — исходный туф; |
б — альбнт-кварцевая порода: вторичные кварциты: 12 — серпцнтовын, |
14 — каолинит-сери |
рниитовый, 17 — днаспор-пирофиллнтовын, 18 — диаспор-пнрофнллит-андалузнтовый, 22 — стических туфов: 1— исходный туф; 7 — ссрицнтиэированпыП; кварциты: 9 — сернцитовый.
поле. Однако последующий метасоматоз может приводить к осаждению кальциевых минералов в зонах надвинутого пропилитового изменения или в прожилках во вторичных кварцитах. Особенность поведения кальция проявляется в стадию серно кислотного выщелачивания. Судя по химическим и минералоги ческим анализам, наряду с осаждением калия и натрия из сульфатных растворов происходит выпадение гипса,
г |
Поведение магния далеко не так однозначно, как поведение |
|
Са, |
Na; магний проявляет некоторую инертность: выносится |
|
из |
одних зон, сохраняется или привносится |
в другие. Полного |
выноса не происходит даже из центральных |
зон высокоглино- |
144
б |
земистых пород, что застав |
|||||||
|
|
|||||||
|
|
ляет предположить вхожде |
||||||
|
|
ние его в решетку пирофил |
||||||
|
|
лита. В краевых зонах маг |
||||||
|
|
ний образует минералы груп |
||||||
|
|
пы монтмориллонита. |
|
|||||
|
|
В целом для группы ще |
||||||
|
|
лочных металлов характерен |
||||||
|
|
вынос, причем зоны их пе- |
||||||
|
|
реотложения иногда не из |
||||||
|
|
вестны. |
|
в |
силу |
своей |
||
|
|
4. |
Титан |
|||||
|
|
подвижности не может быть |
||||||
|
|
отнесен к инертным элемен |
||||||
|
|
там. Привнос его достигает |
||||||
|
|
400%, вынос 60%. Образу |
||||||
|
|
ются зоны обогащения рути |
||||||
|
|
лом, совпадающие с наибо |
||||||
|
|
лее |
высокоглиноземнстыми |
|||||
|
|
породами. |
Иногда |
рутил |
||||
|
|
тесно связан с турмалином. |
||||||
|
|
5. Трехили двухвалент |
||||||
|
|
ное железо ведет себя раз |
||||||
|
|
лично. FeO, как правило, вы |
||||||
|
|
носится |
из |
пород на 40— |
||||
|
|
90%, |
причем наименьший |
|||||
|
|
вынос наблюдается в пропи- |
||||||
|
|
литах и серицитизированных |
||||||
|
|
породах. В отдельных зонах |
||||||
|
|
пиритизации |
привнос FeO |
|||||
|
|
достигает |
200%. |
Закисное |
||||
кварцитов Евстафьевского поля. |
железо первичных пород в |
|||||||
зонах кислотного выщелачи |
||||||||
5 — эпндотнзированиыП, хлоритизнрованпыА; |
||||||||
цнтовыЛ, 15 — каолшштовый, |
16 — днаслор-се- |
вания и повышения окисли |
||||||
алунитовыА; б — метасоматоз |
крнсталлокла- |
тельного |
потенциала |
на от |
||||
19 — днаспор-андалузптовыЛ, |
20 — алуннтовый. |
|||||||
|
|
дельных |
этапах |
(вероятно, |
не только за счет кислорода атмосферного, но и в ходе реакций разложения — замещения) переходит в окисное. Это выражается в интенсивной тонкодис персной гематитизации пород на Евстафьевском, Бринеровском полях или образовании крупнокристаллического гематита на Самаргинско-Единском поле, на Майском участке Евстафьевского поля.
6. Образование вторичных кварцитов ряда от серицитовы до высокоглиноземистых, и особенно алунитовых и каолинитдиккитовых кварцитов, сопровождается большим (свыше 1000%) привносом из магматического очага летучих: воды, сер ного ангидрида, сероводорода и серы, фтора, хлора, бора. Состав летучих различен на разных стадиях процесса: на более
145
6
Привнос
Вынос.
------------------------ |
1------------------------- |
I-------- |
----------------1----------------------- |
1------------------- |
I |
1 |
------------------------- |
1------------------------ |
1------------------------ |
1------------------------ |
1------------------------ |
1 |
2 8 9 3 |
3(127 |
i СМ |
ЗСМ |
11СМ |
2756 |
|
2 СМ |
3 0 4 8 |
10СМ |
9 С М |
6 С М |
5СМ |
Рис. 37. Диаграммы привноса — выноса вещества при образовании вторичных кварцитов Самаргинско-Единского поля.
а— Самаргннский участок: |
2893 — туф |
липарито-дацнтового порфира; 3027 — сернцитнзированный туф; кварциты; 3 см — сернцитовый, |
||
I см — монокварцнт ожелезненный, II |
см — серицнт-пнрофиллитовый, 2756 — алунитоаый; б — Лазаревский участок; |
2 см —•туф липарн- |
||
тового порфира; кварциты: |
3048 — сернцитовый, Ю см — пирофнллнтовый, 9 см — диаспор-ллрофяллнтовыя, 6 см —•диаспор-лнрофнл- |
|||
_____________________ |
.. |
ллт-алупнтппая порода. 5. см —длуцдтовыД_дшарццт._________________________ — |
___________ ■■ |
Рис. 38. Диаграмма привнося — выноса вещества при образовании метасоматйтов Бикинского поля.
92 — лптовитрокластическнй туф лнпарнто-дацнта; |
GO— сешшитнзиропанный |
|
альбнтизнрованный туф: 2020 — серпцитопый кварцит; |
2023 — пнрофнллитовый |
|
кварцит с примесью серицита; 2017 — пирофнллнтовый кварцит; 2ЭП — пирофил- |
||
|
лнтовая порода (агальматолит). |
|
ранней |
высокотемпературной происходил |
привнос бора, хлора |
и воды, на более поздней — громадный привнос SO3 , S и воды. |
||
7. |
Содержания рудных элементов |
во вторичных кварцитах |
невысокие, а такие элементы, как Mo, Со, Ni, Ag, Be, Cr, Au, встречаются в количествах меньше кларковых или совсем от сутствуют. Четких общих закономерностей в поведении микро элементов для всех изученных полей метасоматйтов не установ лено. Так, на Бринеровском поле относительно больше мышьяка (0,05—0,03%), меди (0,005%); на Евстафьевском поле содержа ния свинца, меди, олова в метасоматитах выше, чем в исходных породах; в Самаргинском повышены до сотых долей процента содержания свинца и мышьяка, и все фации равномерно насы щены медью (тысячные доли процента). В породах Гусевского проявления присутствуют свинец и медь (0,001—0,009%), мо-
147
Рис. 39. Диаграмма привноса — выноса вещества при образовании метасоматитов Гусевского проявления.
] — слабо измененный дацит; 2 — частично альбитизнрованный; 3 — полностью альбитизнрованный с разложенными темноцветными; 4 — сернцитнзнрованный; 5 — сернцнтовый кварцит; G— каолиннт-сернцнтовый, 7 — каолиннтовый
с примесью серицита, сильно окварцоваипый.
либден (0,0001—0,0003%), |
неравномерно распределены цинк |
(от 0,001 до 0,02%), олово |
(от 0,001 до 0,5%)- Мышьяка и сурь |
мы здесь нет. Совсем иная картина получается при наложении оруденения на вторичные кварциты, когда As, Sb, Sn, Pb, Си, Zn, W достигают промышленных концентраций. На известных в Сихотэ-Алине рудопроявлениях оловянное, вольфрамовое, ртутное, мышьяковое оруденение встречается в зонах макси мальных изменений пород, а полиметаллическое и медное — как в центре, так и по периферии полей вторичных кварцитов, среди серицитовых кварцитов п гндрослюдисто-хлоритовых пропилитов.
Рудная минерализация осевых зон, вероятно, развивалась с большим разрывом во времени по отношению к кварцитам, а полиметаллическое оруденение краевых зон было почти одно
148
временным с образованием серицитовых кварцитов. Причины if особенности процессов рудообразования в поствулканическую стадию детально рассматриваются в работах Г. М. Власова (1963, 1964) и С. И. Набоко (1963). Вкрапленное оруденение в пропилитах (олово, полиметаллы, медь) представляется сингенетичным, а массивные руды — наложенными в заключитель ные стадии процесса, когда происходил значительный привносг рудных элементов.
ПАРАГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МИНЕРАЛОВ ВТОРИЧНЫХ КВАРЦИТОВ
Сравнение ряда массивов вторичных кварцитов Приморья с аналогичными проявлениями в других областях показывает относительное однообразие и повторяемость минеральных пара генезисов, сложенных в большинстве случаев андалузитом, ди аспорой, пирофиллитом, мусковитом, серицитом, каолинитом (диккитом), кварцем, пиритом, рутилом. К этим наиболее рас пространенным минералам иногда добавляются алунит, турма лин, топаз, цуниит, дюмортьерит. Многие из них характеризу ются постоянным составом, и при парагенетическом анализе могут быть использованы их теоретические формулы. Для ми нералов переменного состава применены литературные данные с учетом, по мере возможности, известных их особенностей в конкретных массивах. Для цуниита, например, взято отношение F : ОН по данным анализа из работы В. П. Логинова (1951); для топаза использован химический анализ минерала из При морья. Итак, нами рассмотрены парагенезисы минералов сле дующего состава: корунд — А120 3, андалузит — Al20 Si0 4, диас пор — А100Н, мусковит-серицит — KAl3Si4Oi0(ОН) 2, пирофил
лит — Al2(OH)2Si4Oio, диккит-каолинит — Al4(OH)gSi4Oio, |
то |
паз— Al2Fii7(OH)0,3SiO4, цуниит—-Ali3[F9 (ОН) io]Si30 20, |
алу |
нит— KA13(S04) 2(0FI)6, кварц — SiOo. Приняты такие символы этих минералов: Cor, And, Di, Mu — Ser, Pyr, Dk — Kl, To, Zu,
Alu, Q.
Указанные минералы, как правило, образуются в определен ной последовательности, обусловливая зональное строение мас сивов и отдельных тел вторичных кварцитов. Химический состав; минералов, слагающих собственно вторичные кварциты, отлича ется малым числом компонентов — Al, Si, К, Na, Н, О, F. Срав нение составов минералов сменяющихся парагенезисов и общих химических свойств гидротермально измененных пород показы вает наибольшую инертность двух компонентов ■— А1 и Si и только во внешних зонах число инертных компонентов возра стает: Al, Si, К, Na. Fe и Ti в силу того, что они постоянно присутствуют в самых различных ассоциациях, приняты за из быточные и обособленные. Состав фаз и парагеиетические ассоциации определяются концентрациями в растворах таких
143-
реагентов, как фтор, хлор, вода, водородные ионы, т. е. соотно шениями кислотности — щелочности и температурой. Давление, по данным экспериментальных наблюдений по синтезу и разло
жению минералов в системе |
КоО — AI2O3— SiC>2— Н20 (Hem- |
|
ley, 1959), не играет большой |
роли и по сумме |
геологических |
и опытных данных может быть принято равным |
135— 150 атм. |
(глубина 500— 1000 м).
Для выявления условий формирования типичных или наибо лее интересных фаций нами построены диаграммы зависимости тех или иных минеральных парагенезисов от потенциалов или химических активностей водородных ионов, калия, фтора, воды (в соответствии с составом фаз) по методу Д. С. Коржинского (1942, 1957) с учетом возможных гидролизованных форм на хождения отдельных компонентов (Говоров, Стуижас, 1963).
Вкачестве типичных взяты парагенезисы лучше изученных полей вторичных кварцитов — Бринеровского и Евстафьевского. Установленные закономерности могут быть распространены на другие проявления, аналогичные по минералогическому составу.
Вцентральных зонах наиболее интенсивно метаморфизованных массивов вторичных кварцитов (Евстафьевское поле, Май ский участок) известна высокоглиноземистая бескварцевая ас социация: корунд+андалузит+диаспор+мусковит+пирофиллит.
Состав ее определяется двумя инертными компонентами — А1 и Si и вполне подвижными калием и водой.
Рассматривая парагенезнсы из двух виртуальных инертных компонентов в зависимости от химических потенциалов двух ее подвижных компонентов: К и Н20 при постоянных и произволь ных давлении (Р) и температур (Т) имеем, согласно правилу фаз Гиббса — Коржинского, п=/еп+ 2—ф, где п — число степе'- ней свободы,/г„ — число инертных компонентов, ф — число фаз. т. е. в нашем случае п= 2+ 2 —5. При п— — 1 ассоциация пред ставляет мультисистему, следовательно, одновременное равно весное существование всех фаз — Cor, And, Di, Mu, Руг — не возможно. По петрографическим наблюдениям, за равновесные можно принять системы Cor+And+Di+Mu и Di+M u+And-f +Руг (рис. 40). В каждой из них нонвариантная ассоциация
состоит |
из четырех фаз (ф= 4), |
моновариантная— из |
трех |
(ф = 3), |
дивариантная — из двух |
(ф = 2). Для расчета |
пучка |
моиовариантных линий в каждой из нонвариантных точек со
ставлены |
возможные реакции между Сог — And — Di — Mu и |
|
And — Di — Руг — Mu. |
|
|
Первый пучок: |
|
|
(Cor) |
3And+K++3H 20 = 3Di+M u+H+ |
a — —71°32' |
(And) |
Cor+H20 = 2Di |
a=90° |
(Di) |
3Cor+2Mu+2H+=6A nd+2K ++3H 20 |
a = —56°20/ |
(Mu) |
Cor-j-H20 = 2Di |
a=90° |
350
Второй пучок: |
|
|
(Di) |
2And+Pyr-b2K+ I 2H20 ^ 2 M u + 2II+ |
«■•= 45° |
(And) |
6Di+3Pyr-|-4K+ = 4Mu+4H+ |
o=()° |
(Mu) |
6Di + Pyr=4And+4II20 |
a =90° |
(Pyr) |
3Di+M u+H + = 3And+3II20 + K + |
a = _71°34' |