книги из ГПНТБ / Москалева, С. В. Гипербазиты и их хромитоносность

отсутствия трещиноватости включения внутри хромшшшелидов не изменены. Это наблюдение свидетельствует о том, что кристалли­ зация хромшпинелпда протекала в тот момент, когда порода еще не подверглась ни дроблению, ни наложенному метаморфизму.

Совокупность изложенных материалов позволяет утверждать, что хромшшгаелид, являющийся несомненным членом гинербазитов дунит-гарцбургитовой формации как в случае рассеянной вкраплен­ ности, так и в случае густовкрапленных и сплошных скоплений образуется позже их главных породообразующих минералов — эистатита и оливина.

На основании изложенного мы считаем, что вывод П. М. Татари­ нова [228] и Б. П. Кротова для Алапаевских месторождений о том, что хромшппнелид как массивных, так и вкрапленных руд кристал­ лизуется в одну стадию позже породообразующих минералов, спра­ ведлив и для других месторождений Урала и, скорее всего, является общей закономерностью. При описанном выше характере взаимо­ отношений хромшпинелпда с породообразующими минералами форма распределения его в породах различна, что и способствует возникно­ вению богатого разнообразия текстур. Хромшппнелид образует как сплошные руды, так и рассеянную вкрапленность, слагает линзо­ видные, шлироподобные и жилообразные обособления. Большей частью как зерна, так и их скопления ориентированы согласно простиранию трахнтоидности вмещающей их породы, обусловливая возникновение полосчатой текстуры рудных скоплений.

Основываясь на этом, следует считать, что все разнообразие форм хромитовых выделений представляет не генетические, а лишь тек­ стурные вариации. Последние обусловлены не изменениями условий кристаллизации хромита в каждом конкретном случае, но главным образом количественными минеральными соотношениями, которые в свою очередь фиксируют ту или иную стадию процесса обогащения породы рудным веществом. При малом количестве рудного минерала происходит редкое интерстиционное его развитие; при возрастании содержания хромшпинелида увеличивается количество и размеры рудных зерен, что приводит к постепенному переходу рассеянной вкрапленности в более хромитсодержащие атакситовьте, нодулярные и как итог — мономинеральные сплошные руды.

Как уже отмечалось, структурные взаимоотношения минералов в хромитсодержащих породах позволяют установить, что хромит является наиболее поздним из первичных минералов. Точно так Hie устанавливается, что обогащение им породы совпадает с постепенным уменьшением и, наконец, полным исчезновением породообразующих минералов (оливина и ромбического пироксена). В ряде случаев установлено новообразование хромита внутри оливина и энстатита. В тех случаях, когда текстуры и структуры, подобные описанным выше, возникают при развитии нового породообразующего минерала или минерального агрегата, они служат свидетельством метасоматического, но не магматического способа образования такого минерала (или минерального агрегата). Несомненно, что это относится и

197

к рудным минералам, являющимся поздним членом единого процесса породообразования. Как при всяком метасоматозе, и здесь заверше­ ние метасоматического процесса венчается образованием наиболее малокомпонентных мономинеральных агрегатов. В данном случае таковыми являются существенно хромитовые скопления, т. е. хроми­ товые руды.

Таким образом, генезис хромитовых руд подчиняется обычным закономерностям постепенных химических превращений, проте­ кающих при метасоматическом процессе. Очевидно, что в зависи­ мости от того, с какой степенью интенсивности развивается процесс, т. е. с какой степенью интенсивности пройдут химические превра­ щения, мы будем иметь тот или иной результат этих реакций, т. е. то или иное количество н качество новообразованной фазы, в данном случае хромитового концентрата.

В связи с этим выводом возникает ряд вопросов. Можно лн пред­ угадать возникновение и размещение того или иного продукта этих реакций? Какие закономерности обусловливают его развитие? Для решения этих вопросов ниже рассматриваются химические измененпя, связанные с рассмотренными минеральными преобразо­ ваниями.

Химизм процессов оливпнпзацип и хромитообразования

Так как хромнтообразованпе генетически связано с предшеству­ ющим ему процессом формирования дунитов, то для ответа на поста­ вленные вопросы необходимо рассмотрение химических особенностей процесса дунптообразовання. С этой целью были произведены опре­ деления химического состава и оптических свойств оливинов и пироксенов в ряду энстатитпт-гарцбургит-дунит. Показатели преломле­ ния минералов определялись в иммерсионных жидкостях с точностью до ±0,002. На основании полученных данных вычислялись содержа­ ния в них Fe2Si04 и FeSiOs по диаграммам А. Н. Винчелла и В. С. Со­ болева. Полные силикатные анализы пород и слагающих их минера­ лов произведены в химической лаборатории ВСЕГЕИ аналитиками К. К. Гумбар, А. Н. Аксельрод, Н. А. Михайловой и Л. И. Чуенко; в спектральной лаборатории ВСЕГЕИ произведен полуколичественный спектральный анализ как пород, так и минералов. Результаты химико-аналитических данных сведены в таблицы; с целью сопо­ ставления в таблицах помещены также материалы других исследо­ вателей.

Энстатититы I генерации, т. е. возникшие до начала процесса оливинизации, содержат энстатит с 21—22% FeSi03 (табл. 4). Химический анализ (табл. 5) слабо хлоритизированного (до 5%) и флогопптпзированного (1%) энстатитита с единичными зернами диопсида показывает в них типичное для гипербазитов содержа­ ние S i0 2 (39,55%), значительное количество закиспого железа (25,61%), пониженное MgO (19,68%) и полное отсутствие окиси хрома. Появление в породе некоторых количеств А120 3, CaO, Na20

198

и К 20 связано с существованием в пей хлорита, флогопита и диоп­ сида. Так как все перечисленные минералы в рассматриваемой породе вторичны, то очевидно, что присутствие алюминия, кальция, натрия и калия также постериорно.

Эистатититы II генерации (табл. 4, 5), секущие породы дунитгарцбургитовой формации, т. е. возникшие позже процесса оливинизации энстатитнтов I генерации, в отличие от последних содержат аномальное для гипербазитов количество кремнезема (54—56%). Содержание MgO в них выше, чем в эистатитах I генерации, но ниже чем в гарцбургитах и дунитах. Количество железа ниже, чем в энстатититах I генерации и гарцбургитах, п близко к содержанию этого элемента в дунитах. Обычно присутствие окиси хрома, отсутству­ ющей в энстатититах I генерации. Так как эистатититы II генерации, как правило, слабо изменены, то в них либо отсутствуют, либо незна­ чительны содержания алюминия, кальция, натрия и калия.

Гарцбургнты (табл. 9, 10) состоят из нескольких подгрупп. Оливин н эистатпт каждой из них характеризуется определенными соотношениями магнезиального и железистого компонентов (см.

табл. 4, 5, 6).

Наиболее важное и значительное отличие гарцбургитов заклю­ чается в меньшем содержании в них железа и большем магния и хрома по сравнению с энстатититами. Даже если учесть процент выноса железа при серпентинизации, все же количество его в этой группе пород значительно ниже, чем в энстатититах. Валовые хими­ ческие анализы пород, по-видимому, недостаточно надежны для

тельно постоянны. Между тем оптические исследования и химические анализы минералов фиксируют изменение их железистости прн изменении количественных соотношений энстатита и оливина. Нам представляется, что одной из причин этого является различное коли­ чество содержащего железо рудного компонента, обычно в собственно гарцбургитах более низкое, чем в дуннт-гарцбургитах.

Содержание Сг20 3, отсутствующего в энстатититах, в гарцбурги­ тах достигает в среднем 0,30% с отклонениями до 0,13 и 1,60% (вало­ вые анализы). Химические анализы породообразующих минералов (табл. 5, 6) дают возможность более тонко проследить его эволюцию. Так, в гарцбургитах Кемпирсайского массива Сг20 3 в значительных количествах связан в энстатите I генерации (до 0,70%). В оливине этой же породы (анализ 4) количества его не превышают 0,01—0,02%. Аналогичные соотношения установлены И. А. Малаховым (устное сообщение) и Г. Г. Хессом [3251, который показал, что ромбические пнроксены, содержащие менее 60% MgO, как правило, не содер­ жат Сг20 3, но при увеличении MgO, что совпадает с возрастанием в породе количества оливина, в ромбическом пироксене резко возра­ стает и содержание Сг20 3 (см. табл. 5, анализы 9—14).

Дуниты (табл. И) характеризуются более низкими содержа­ ниями S i0 2 по сравнению с породами предыдущих групп. Так же

199

203

П р и м е ч а н и е . Анализы выполнены в химической лаборатории ВСЕГЕИ аналитиками К. К. Гумбар, А. 1Г. Аксельрод, Н. А. ЛГихайловой.

постепенно накапливаясь в ней. В итоге же олившшзации происхо­ дит исчезновение энстатита и высвобождение хрома.

В связи с изложенным возникает вопрос о том, какова же даль­ нейшая судьба высвободившихся при этом процессе хрома и железа? Возможна ли их миграция за пределы данной среды или происходит их связывание в ней в иной форме?

В поисках ответа обратимся к анализу данных по характеру раз­ вития и химизму хромшпинелидов и их руд. Наблюдения многих исследователей показывают, что в энстатититах, образующих некруп­ ные расплывчатые ареалы среди дунит-гарцбургитового комплекса (энстатититы I генерации, по нашей терминологии), не только скопле­ ния хромита, но и акцессорные хромшпииелиды отсутствуют *. В гарцбургитах акцессорный низкохромистый хромшпинелид обы­ чен. Для дунитов типичны скопления его высокохромистой разно­ видности. С целью более точной диагностики изменений химизма хромшпинелидов нами были выделены и проанализированы акцес­ сорные хромшпинелиды из разных групп гипербазитов Кемпирсайского массива.

Для сравнения привлекались анализы и других исследователей. Полученные данные (табл. 12) отчетливо свидетельствуют о том, что по мере увеличения в породе содержания оливина (это выражается в смене гарцбургитов дунит-гарцбургитами и дунитами) в акцессор­

Если учесть несомненный вынос части FeO при метаморфизме, то следует полагать, что возрастание железа было более значительным.

Большое количество включений силикатов внутри хромшпинели­ дов, особенно периклаза [171, 172], подчеркивается на диаграмме (рис. 41) кривыми поведения MgO и S i0 2, минимумы которых совпа­ дают. Из этого следует, что часть MgO, установленного в составе хромшпинелидов, на самом деле принадлежит силикатным включе­ ниям внутри него и, следовательно, должна быть исключена. Иными словами, хромшпинелиды значительно менее магнезиальны, чем это следует из химических анализов. По-видимому, именно перемен­ ным количеством включений периклаза и силикатов в хромшпинелидах и обусловлены значительные колебания в них содержаний S i0 2.

Чрезвычайно любопытно поведение А120 3, по содержанию кото­ рого хромшпинелиды отчетливо делятся на две группы. Первая из них, малоглиноземистая, распространена среди дунитов и дунитгарцбургитов. Вторая, высокоглиноземистая, тяготеет к лерцолитам, полевошпатовым гарцбургитам и форелленштейнам, т. е. к продук­ там габброизации. Высокоглиноземистым хромшпинелидам (17— 40% А120 3) свойственна низкохромистость (не более 38%); низко­ глиноземистые же хромшпинелиды (7,5— 17% А120 3) богаты окисью хрома, количество которой в них доходит до 64,9%. Не только

* Случаи тектонически внедренных масс игнорируются.

205

Рпс. 41. Диаграмма состава рудообразующих хромшпинелидов Кемпирсайского массива.

Рудные поля: I — Западгго-Кемпирсайское, II — Главное; руды; А — средневкраплениые, Б — густовкраплешше, В — массивные.

высоко-, но н низкоглиноземистые хромшпинелиды, так же как

ивмещающие их породы, всегда имеют следы хлоритизации, свиде­ тельствующие о привносе глинозема. Основываясь на этом, мы допускаем, что большая часть А120 3 в акцессорных хромшпинелидах имеет вторичную природу.

Рудообразующие минералы также неоднородны по своему составу

ина диаграмме (см. рис. 41), концентрируются в два разобщенных поля — высокохромистых низкоглиноземистых и низкохромистых высокоглиноземистьтх (табл. 13—17).

Высокохромистые низкоглиноземистые хромшпинелиды слагают

руды различной густоты вкрапленности. При этом содержание в них

т. е. здесь оно так же, как и в акцессорных, в большей мере обусло­ вливается степенью метаморфизма.

Количество MgO в хромшпинелидах из густо-, средне-и бедновкрапленных руд также практически одинаково. Колебания в содер­ жании этого окисла при одном и том же содержании Сг20 3 (см. табл. 13—16) обусловливаются количеством включений периклаза и силикатов. Пониженные количества MgO и S i0 2 свойственны хромшпинелидам с минимальным содержанием включений силикатов и периклаза. По-видимому, именно такие анализы наиболее точно

207

206