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

Поэтому их возрастные соотношения, определяемые только по

утверждать, что дуниты в рассматриваемом комплексе являются наиболее молодыми образованиями.

Породы дунит-гарцбургитового комплекса, часто раздробленные и серпентинизироваиные, обогащаются диаллагитом, постепенное увеличение содержания которого способствует появлению участков

среди них хромитовые тела, а также и диаллагиты секутся мелкими прожилками дунита II генерации. Постоянная связь этих дунитов с диаллагитами, возникновение за счет оливинизации по­ следних без какого-либо тектонического перерыва между форми­

рией постепенных переходов связаны как с серпентинизпровэнными

через гранатовые амфиболизированные диаллагиты (р. Ку-Агач). Среди габбро нередки скиалиты ультраосновных пород, жилы габбро секут все перечисленные породы. Все это с полной очевидностью свидетельствует о том, что габбро данного массива являются наиболее молодыми из слагающих его образований.

63

При анализе элементов прототектоники было выяснено, что прототектоника пород дунит-гарцбургитового и структурные элементы диаллагпт-горнблендит-габбрового комплексов резко раз­ личны (рнс. 11).

В дуннт-гардбургитов ом комплексе ориентировка трахитоидностн слагающих его пород, полосчатости, образуемой чередованием полос и линз дуиитов и гарцбургитов, удлиненных скоплений хромита, всегда имеет северо-западное (субширотное) простирание, изме­ няющееся от 270 до 330°, с резким преобладанием простирания 290— 310° и наклоном плоскостей полосчатости и линейности на северовосток и юго-запад под углом 70—90°.

Породы диаллагпт-гориблендит-габбрового комплекса, секущие

Рис. 11. Розы-диаграммы прототектоннки в габбро и диаллагитах (а), в дунитах и гарцбургитах ( б ) .

В тех случаях, когда они расположены вдоль видимых границ массива, ориентировка их тел и структурных элементов согласны с плоскостью контакта и создают впечатление конформности и конкордантности всего массива окружающей раме. Вдали от контактов расположение тел этих пород, а также простирание хгх гнейсовидности всегда соответствуют ориентировке доминирующей трещино­ ватости в дунит-гарцбургитах. Последний имеет широкий спектр про­ стираний с преобладанием субмеридиональных и несколько менее выраженных северо-восточных, близких к субширотньтм.

Таким образом, в массиве существуют два разновозрастных плана прототектоннки, каждый из которых находится в различных соотно­ шениях с окружающими массив толщами. Структурный план более раннего дунит-гарцбургитового комплекса, к которому приурочено хромитовое оруденение, резко несогласен с субмеридиональными структурами окружающих массив толщ. Структурный план более позднего диаллагит-горнблендит-габбрового комплекса подчиняется субмеридиональному направлению, совпадающему с простиранием окружающих массив толщ и с региональным структурным планом. Поэтому выводы некоторых исследователей [172] относительно подчи-

64

ценности структур массива структурам рамы могут относиться только к иему.

Изложенный материал показывает, что диаллагит-габбровый комплекс Кемпирсайского массива моложе дунит-гарцбургитового и возник после дробления и метаморфизма последнего, в эпоху с иным тектоническим режимом. Это дает право утверждать, что генети­ чески эти два комплекса ие связаны, и потому выводы, справедливые для одного из них, не могут быть распространены на другой.

Т е к т о н и ч е с к и е д е ф о р м а ц и и значительно затруд­ няют восстановление первичного структурного плана массива. Следы деформаций проявляются в обычной трещиноватости, в виде зон интенсивного рассланцевания, дробления и брекчирования пород, структур будинажа, зеркал скольжения, перемещения оторванных блоков в вертикальном и горизонтальном направлениях. Все эти нарушения охватывают породы дуиит-гарцбургитового субстрата и связанного с ним хромитового оруденения как в зоне современного эрозионного среза, так и на значительной глубине, вплоть до 1200— 1300 м (по данным бурения). В характере их развития намечается определенная закономерность. Близ границ с окружающими массив толщами нарушения прослеживаются иа многие сотни метров в глубь гипербазитового тела. Породы этих зон раздроблены до дресвы, содержат следы сдвигов, сбросов. Вдали от контактов разломы про­ явлены в виде узких линейных зон нарушений мощностью до 8—15 м. В контакте с толщами различного возраста характер и интенсивность тектонических нарушений гипербазитов также различны. Так, наименьшая мощность и степень дробления гипербазитов наблю­ дается иа их границе с плагиогранитами докембрия, большая — с амфиболитами кембрия и максимальная — на границе с ордовиком. При общей многочисленности разрывных нарушений среди них удается выделить наиболее характерные.

Субмеридиональные нарушения, простирание которых изменяется от северо-западного (350°) до северо-восточного (20°) при падении на запад-северо-запад под углом 50—60°, проявлены в интенсивном разлннзовании, дроблении и брекчированпи пород и руд дунитгарцбургитового комплекса (рис. 12). Зоны этих нарушений подверга­ ются сильной серпеитниизации, амфиболизации, габброизации, часто они фиксируются жильными телами диаллагитов, дуиитов II гене­ рации, горнблеидитов, габбро и габбро-диабазов. Все положительные магнитные аномалии в массиве вытянуты также преимущественно субмеридионально. Если учесть, что в гнпербазитовых телах такие аномалии фиксируют зоиы разломов [147], то становится очевидным, что это направление разломов в массиве преобладает. Величина маг­ нитных аномалий колеблется от положительных 800 до отрицатель­ ных 400 гамм [196]. Наибольшего зпачеиия они достигают вдоль восточной и западной границ массива, особенно близ контакта с ордо­ викскими толщами, в юго-восточной части массива над субмеридиопальио вытянутыми зонами хромитовых месторождений, а также в виде коротких зон в юго-западной и северной частях массива.

об

Рис. 13. Схема геологического строения юго-восточной части Кемпнрсайского массива.

1 — эффузнвы 0 2+3; г — амфиболиты Cm; 3 — сланцы и кварциты Pt3; 4 — рассланцован ые пшербазиты; 5 — блоки слабо раздробленных гипербазнтов; участки с различными значе­ ниями плотности о, г/см3: 6 — 2,30 Ч- 2,40, 7 — 2,50 ч- 2,70, S — 3,0 Ч- 3,84; 9 — трахи-

тоидность; 10 — сланцеватость; 11 — тектонический контакт.

67

представлены главным образом сбросами, блоковыми смещениями с амплитудами в горизонтальном плане до 300—600 м, а в верти­ кальном до 1200 м, интенсивным дроблением и другими нару­ шениями рассланцованного дунпт-гарцбургитового субстрата

н рудных хромитовых тел, а также пород диаллагпт-габбрового комплекса. Наиболее широко они проявлены в центральной части Кемпирсайского массива, что подчеркивается многочисленными субширотнымн дайками габбро-диабазов.

G8

Все сбросы имеют крутое падение, прослежены по простираншо более чем на 8 км и выходят за пределы массива в окружающие породы. Юго-восточная часть массива широтным разломом типа сбросо-сдвига расчленена на два крупных блока. Северный блок приподнят по отношению к южному на 500—600 м и смещен (по геологическим данным) к востоку. Вместе с гппербазитами смещен и останец кровли, сложенный амфиболитами кембрия. В магнитном поле субширотные нарушения, столь отчетливо фиксирующиеся геологически, проявлены крайне слабо. Это обусловлено тем, что развивающаяся вдоль них повторная серпентинизация, охватив уже ранее серпентппизировэнные породы, способствовала исчезновению магнетита и вследствие этого понижению магнитной восприимчи­ вости. Этим же обстоятельством обусловлено и разуплотнение пород (от 2,8—2,6 до 2,38—2,43 г/см3), вызвавшее формирование отрица­ тельных гравитационных аномалий над центральной частью массива, где особенно ярко проявлены субширотные нарушения.

Субширотные нарушения привели к расчленению единого тела массива на три разнородных части и, кроме того, южную часть массива рассекли на два блока, сдвинув их в горизонтальном и верти­ кальном направлениях. Налоянзнные на ранее нарушенные и изменен­ ные гипербазиты, они способствовали дальнейшему разуплотнению этих пород и понижению их плотности, вследствие чего область их максимального проявления характеризуется гравитационным и магнитны»г минимумами.

Сдвиго-сбросы этого типа охватывают не только дунит-гарцбур- гитовый субстрат, но и диаллагит-габбровый комплекс, а также амфи­ болиты кембрия. Это свидетельствует об их послекембрийском возрасте. Самыми поздними нарушениями являются диагональные северо-западные (простирание 315—330° при падении на северовосток под углом 80°) и северо-восточные (простирание 30—50° с падением на юго-восток под углом 60°). Они редко сопровождаются смещениями, однако дробление по ним наблюдается часто. Наруше­ ния этого направления используются иногда лишь редкими жилами габбро-диабазов.

Таким образом, гипербазиты подверглись нескольким разновре­ менным нарушениям: субмеридиональным, наиболее ранним, субши-

о геологическом строении Кемнирсайского массива в целом. В грави­ тационном поле массив неоднороден, вследствие чего в нем выде­ ляется три части: 1) юго-восточная, характеризующаяся максималь­ ными положительиыми аномалиями; 2) средняя, с резким гравитацион­ ным минимумом; 3) северная, с умеренной положительной аномалией.

С целью выяснения причин, обусловливающих неоднородность гравитационного поля, нами были проведены геолого-петрофизиче­ ские исследования кернового материала скважин из всех трех частей. При этом было установлено следующее.

69

1. Юго-восточная часть массива, содержащая главные хромито вые месторождения, группирующиеся в Главное рудное поле, харак­ теризуется наибольшими значениями избыточной плотности относи­ тельно соседнего к северу участка. Это послужило одной из причин выделения ее как области питающего канала всего Кемпирсайского

ного поля этой части массива имеет важное практическое значение. Известно, что рассматриваемый участок массива является запад­ ной частью области регионального максимума силы тяжести, ось которого выходит за пределы массива к югу, тогда как остальная часть массива лежит за пределами этого поля, в области значений, переходных к пониженным. При общих повышенных значениях грави­ тационного поля юго-восточная часть массива в то же время характе­ ризуется относительно более высокими значениями Ад в южной части и более низкими — в северной, а также большой неоднородностью самого поля. По мнению В. И. Сегаловича, это может быть вызвано незначительной мощностью гипербазитового массива, покоящегося

на габбровом ложе.

Глубокие скважины, пробуренные близ видимой южной границы массива, а также к югу от нее на продолжении гравитационных максимумов, позволили установить, что Кемпирсайский массив протягивается значительно южнее той границы, которая фиксируется в современном эрозионном срезе. Разрезы, составленные на основа­ нии детального изучения кериа глубоких скважин, показывают, что в юго-восточном направлении происходит ступенчатое погруже­ ние поверхности массива, сопровождающееся последовательным увеличением мощности вышележащих плагиограпитовой и амфиболи­ товой толщ (см. рис. 8). При этом сначала гипербазиты залегают под маломощной (20—50 м) толщей амфиболитов, а затем перекрываются еще и плагиогранитами, лежащими под амфиболитами.

Ультраосновные породы, лежащие под толщей плагиогранитов, значительно менее трещиноваты и серпентинизированьт, чем в более северных участках, лишенных плагиограиитового покрова. Они практически не имеют следов интенсивного выветривания, столь широко распространенного севернее, что и является причиной того, что серпентинизированные гипербазиты данного участка обладают плотностью значительно более высокой, чем в северных участках, где они выходят на поверхность. Так, например, даже в зонах интен­ сивного дробления и полной серпентинизации значения их плотности не падают ниже 2,51 г/см3 (см. рис. 10), в то время как в равноценных породах более северных участков она колеблется в пределах 2,33— 2,40 г/см3.

Среди гипербазитов юго-востока массива многочисленны скопле­ ния хромита с плотностью 3,43—3,83 г/см3, нередко образующие прослои мощностью до 200 м. Плагиограпиты, покрывающие ультра­ основные породы, обладают плотностью 2,6—2,7, а вышележащие амфиболиты — 2,7—2,9 г/см3, т. е. весьма значительной, по сравне-

70

нгао с серпентинпзировапными гппербазнтамп более северных уча­ стков, где ст = 2,33-^2,40 г/см3. Совокупность всех этих геологи­ ческих особенностей и является причиной возрастания величины гравитационного максимума над массивом в южном направлении. Так как массив погружается к югу, причем это сопровождается увеличением плотности слагающих его пород, то естественно, что ось положительной гравитационной аномалии также выходит за контур обнаженной поверхности массива в том же направлении. Учитывая это, мы полагаем, что весь участок регионального макси­ мума является проекцией погребенных хромитсодержащих гипербазитовых масс.

В участках, где исчезает толща плагпогранптов и гипербазиты контактируют с толщами кембрия и ордовика, в ультраосновиых породах усиливаются дробление и серпентпиизация, нередко повто­

—2,40 г/см3) чередуются со слабо нарушенными (ст = 2,60-f-2,70 г/см3) Амфиболиты (ст = 2,7-^-2,9 г/см3) присутствуют здесь в виде крайне редких маломощных останцов, не оказывающих влияния на характер гравитационного поля этого участка в целом. Очевидно, именно этими геологическими причинами и обусловлено понижение величины положительных гравитационных аномалий в северной части юговосточного поля.

Наряду с общим повышением к югу гравитационное поле юговосточной части массива характеризуется неоднородностью, которая заключается в выделении субмеридиопальпых линзовидных участков локально повышенных значений силы тяжести среди пониженных, ппогда отрицательных полей (см. рис. 13). Последние свойственны участкам интенсивного дробления и рассланцевания с наложенной полной серпентпнпзацией, нередко хлоритизацией пород. Разуплот­ нение пород усугубляется их выветриванием, которое на площадях интенсивного дробления проникает на глубину 500—1200 м, понижая плотность пород до 2,30—2,40 г/см3. Такая плотность значительной массы пород обусловливает пониженные значения Ag даже в тех случаях, когда на глубине 200—250 м расположены десяти-пятиад- цатпметровые прослои средне- и густовкраплениых руд с плот­ ностью 3,70—3,86 г/см3.

На фоне разуплотненных пород выделяются субмеридиональные лпнзовидпые участки высоких положительных значений Ag (см. рис. 13). Многие из них обусловлены хромитовыми рудными телами, лежащими близ поверхности и известными как хромитовые место­ рождения Южно-Кемпирсайской группы, обнаруженные геофизи­ ческими исследованиями. Часть гравитационных аномалий оказалась безрудиой. Петрофизические исследования слагающих их пород показали, что они наблюдаются над участками, сложенными сравни­ тельно слабо раздробленными и серпентиннзированиыми дунитамп и гарцбургитами с плотностью, равной 2,60—2,80 г/см3, с нередкой

71

интенсивной диопсидизацией и эденитизацией, повышающей их плотность до 3,0 г/см3.

Одна из скважин (скв. 79), по данным В. И. Сегаловича, задана в «эпицентре» предполагаемого подводящего капала, по мнению II. В. Павлова [172], заполненного дунитами и крупными скоплени­ ями наиболее высокосортных хромитовых руд. Исследования состава и петрофизических особенностей пород этой скважины, пробуренной до глубины 1198 м, показали, что породы здесь безрудиы, а на глу­ бине, как и в других участках юго-восточной части Кемпирсайского массива, расположен полосчатый дуиит-гарцбургитовый комплекс, рассеченный очень маломощными редкими зонами дробления, тонкого рассланцевання и последующей серпентинизацип. Кроме того, серпеитинпзированные породы, вскрытые в данном участке, диопсиднзированы н амфиболнзнрованы, что также вызывает повышение их. плотности до 3,0—3,1 г/см3. Комплекс этих геологических факторов и является причиной того, что, несмотря на отсутствие здесь хроми­ тов, породы этого участка благодаря их повышенной плотности резко выделяются среди поля серпентинитов с плотностью, равной 2,3— 2.4 г/см3. Аналогичные явления обнаружены н на других участках безрудных аномалий.

Изложенное показывает, что неоднородность, мозаичность гра­ витационного и магнитного полей юго-востока Кемпирсайского массива обусловлена блоковым строением этой части массива, т. е. его тектоническими нарушениями. Особеппо интенсивные нарушения сплошностп гнпербазитового тела выразились в субмеридиональном разлпнзовашш крупных масс. Образованные в результате этого линзовндные блоки самых разных масштабов облекаются тонкорссслаицованыой массой того же состава (см. рис. 12, 14). По механизму образования такие структуры классифицируются как будинаж. Масштаб проявления будииажа различен, и не исключено, что круп­ ные лиизовидпые блоки плотных пород или руд, обнаруживаемые гравпразведкой, иа значительных глубинах являются следствием того же явления. Из этого следует, что субмеридиональная ориенти­ ровка хромитовых тел также обусловлена их растяжением, т. е. может рассматриваться как следствие будииажа.

Средняя часть массива характеризуется резким гравитационным минимумом, что, по мнению А. П. Бачина [14], обусловлено присут­ ствием здесь погребенных масс гранитов. Следует отметить, однако,' что граниты данного района, по результатам наших исследований, обладают плотностью 2,60—2,70, чаще всего 2,62 г/см3 (см. рис. 9), т. е. обычной для этих пород [58]. Плотность же гипербазитов в массиве колеблется от 2,30 до 2,70, с резким преобладанием 2,40— 2,45 г/см3. Совершенно очевидно, что на фоне таких пород граниты не могут образовать гравитационпого минимума и, скорее наоборот, должны создать локальный максимум силы тяжести.

Прн анализе материала было выяснено, что в этом районе на больших площадях расположены снльпо раздробленные, трещинова­ тые и выветрелые серпентиниты и интенсивно ссрпеитииизировапныс

72