книги из ГПНТБ / Лисицын А.Е. Геологические основы поисков эндогенных месторождений бора

В парагенезисе .с датолитом часто встречаются преннт, кальцит, реже кварц, апофиллит, таумасит, иногда флюорит, галенит, сфалерит, пирит, халькопирит.

Гистерогенные изменения датолита выражаются в его раз­ ложении с образованием кальцита, кварца, а иногда оибирскита; последнее сопровождается выделением хлорита или гли­ ноподобного минерала типа монтмориллонита — бейделлита (Василькова, Кузьмин, 1961).

Д а н б у р и т образует зернистые массы, крупнокристалли­ ческие агрегаты, друзы, щетки, отдельные хорошо ограненные кристаллы, размеры которых иногда достигают первых деци­ метров. Наибольшее распространение данбурит имеет в скарноидах, экзоскарнах и в меньшей степени в эндоскарновых зонах, скариироваінных роговиках и карбонатно-кремнистых по­ родах, вмещающих скарны.

Данбурит развивается с замещением гранатов, диопсида, частично везувиана, плагиоклаза. Характерна ассоциация данбурита с аксинитом, по-видимому, близким с ним по времени выделения, а также с датолитом, кальцитом и кварцем, кото­ рые его замещают с образованием псевдоморфоз. Изредка дапбурит находится в ассоциации со скаполитом, а также с турма­ лином.

По сравнению с датолитом данбурит интенсивнее развива­ ется в тех участках, где скариированиѳм охвачены породы с бо­ лее высоким содержанием кремнезема.

А к с ии и т представлен обычно мелкокристаллическими агрегатами различного габитуса с характерными копьевидны­ ми очертаниями. Локализуется минерал в эндоскарнах, околоскарновых породах, екарноидах, скарнированных роговиках. Из скарновых минералов в ассоциации с аксинитом отмечают­

часто тесно ассоциируют данбурит, датолит, турмалин. Отмеча­ ется более позднее образование аксинита относительно скарно­ вых минералов, но более раннее по сравнению с датолитом, ко­ торым он частично замещается. В- низкотемпературных усло­ виях изредка наблюдается разложение аксинита с образова­ нием серицита и стильпномелана (Мозгова, 1962).

В известковоскарновых борных месторождениях пользуются распространением аксиииты, в которых содержание окиси мар­ ганца колеблется от 1,5—3 до 10— 12%.

Т у р м а л и н локализуется главным образом в околоскар­ новых породах и эндоскарнах в ассоциации с полевыми шпа­ тами, кварцем, пироксеном, гранатом, эпидотом. Часто он встречается совместно с аксинитом, иногда с данбуритом, ред­ ко с датолитом. Время его образования, по-видимому, близко к выделению аксинита и данбурита.

46

Бо р а ты

Кнастоящему времени известно девять боратов, генетиче­ ски связанных с известковоскарновой формацией: безводный

открыты и изучены в основном за последние 10—12 лет. Два из них — кальциборит и фроловит — установлены Е. С. Петровой (1955, 1957), а остальные — С. В. Малинко и А. Е. Лисицыным (1961), С. В. Малиико (1961, 19632), Н. Н. Васильковой (1962), Д. П. Шашкиным («Новый...», 1968). Норденшельдин открыт в конце прошлого столетия, но в связи со скарнами (и рогови­ ками) он установлен совсем недавно (Маршукова, Сирина, Павловский, 1968).

Характерным в геологических условиях (нахождения боль­ шинства описываемых боратов является их приуроченность к зонам слабо скарнированных известняков (гнезда, линзы, прожилки), расположенных вблизи массивных скарнов пирок- сен-гранатового или везувиан-гранатового состава и в непо­ средственной близости к мощным «долгоживущим» тектониче­ ским нарушениям.

К а л ь ц и б о р и т — наиболее распространенный минерал среди боратов кальция. Он развивается в известняках с заме­ щением кальцита и коррозией зерен граната, иногда образуя значительные мономинеральные скопления. Помимо этого, имеет место тесная ассоциация кальциборита с ангидритом и изредка с доломитом, развивающимся по известнякам в зоне их слабого скарнирования. Взаимоотношения этих трех мине­ ралов и температуры их декрепитации (Малинко, 1966) свиде­ тельствуют о близкоодновременном их выделении при некото­ ром отставании кальциборита. Характерным является замеще­

бирскитом, корродируя их в периферических частях, или вы­ полняет в них тонкие трещинки, а также замещает кальцит, ангидрит и доломит. Иногда коржинскит в виде неправильной формы гнездовых образований развивается по кальциту.

У р а л б о р и т образует радиальнолучистые агрегаты и в ассоциации с фроловитом мелкие выделения среди зернистых масс'последнего. Оба эти минерала совместно развиваются по кальциту слабо скарнированных известняков.

47

В и м с и т встречается в виде удлиненных призматических кристаллов, нередко собранных в лучистые агрегаты. Минерал

к гнездам граната среди известняков, располагаясь по перифе­ рии таких гнезд и заполняя ннтерстиции зерен граната; наблю­ дается в срастании -с ссайбелиитом, причем тонкие иголочки последнего включены в зерна кальциевого бората.

Ф р о л о в и т образует неправильной формы выделения и прожилки, развиваясь с замещением кальцита, кальциборита, доломита. Характерна ассоциация фроловита с уралборитом и гипсом; кристаллы последнего заключены среди бората. Иногда

ниям граната и магнетита, располагаясь в их периферии и вы­ полняя промежутки между зернами этих минералов. Образует также прожилки в кальците.

Си б ир скит на месторождении в Сибири установлен в со­ ставе пелитоморфных продуктов гистерогенното изменения датолита и в слабо скарнированных хлоритизированных извест­ няках в виде ромбовидных метакристаллов, иногда содержа­ щих зерна кальцита, хлорита, граната, везувиана. На Ураль­ ском месторождении сибирскит в виде радиальнолучистых тонкоигольчатых агрегатов развивается по кальцибориту и час­

свыносом при этом бора.

Но р д е н ш е л ь д и н образует гнездовые скопления или от­ дельные зерна, спорадически распределенные в скарнирован­ ных роговиках. Для него характерны призматические кристал­ лы, размеры которых достигают 4—5 мм. По норденшельдину образуются псевдоморфозы, сложенные датолитом, касситери­ том и кальцитом. Кроме того, борат ассоциирует с турмалином, пироксеном, иногда о кварцем и флюоритом.

Следует подчеркнуть особенности в локализации борных минералов месторождений известковоекарновой формации.

Как аксинит, так и турмалин локализуются обычно в бога­

тых глиноземом песчано-сланцевых, эффузивных, интрузивных и околоскарновых породах, в роговиках, эндоскарнах и в мень­ шей степени в экзоскарновых зонах и скарноидах. Данбурит и датолит приурочены к породам, богатым кальцием и крем­ нием, развиваясь преимущественно в экзоскарнах, скарноидах,

48

<—------Турмал ИИ------

.

<——Данбурит

J

JU.

Кальциевые

бораты

толит встречается в чистых известняках, Данбурит по сравне­ нию с датолнтом концентрируется в участках с более высоким

.химическим потенциалом кремния. Кальциевые бораты локали­ зуются в существенно известковой среде — в слабо скарнированных известняках, примыкающих к скарновым зонам; норденшельдин приурочен к богатым кальцием скарновым зонам.

Таким образом, намечается определенная зональность в ло­ кализации борных минералов в известковоскарновом комплек­ се, которая в общей схеме представлена в табл. 2.

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОХИМИИ БОРА В ИЗВЕСТКОВОСКАРНОВОМ ПРОЦЕССЕ

Характерная приуроченность эндогенной борной минерали­ зации к скарнам, по-видимому, в определенной степени являет­ ся отражением геохимических особенностей бора в процессе скарнообразования. Известный в настоящее время материал по распределению бора (данные количественного спектрального анализа) в различных скарновых минералах и скарнах позво­ ляет вскрыть некоторые из этих особенностей.

В таблице 3 собраны данные по содержанию бора в извест­ ковых скарнах, с которыми генетически связана локализован­ ная в них борная минерализация. Эти данные свидетельствуют о последовательном возрастании содержаний бора от волластонитовых скарнов к пироксеновым и гранатовым. Максимальны­ ми содержаниями бора характеризуются везувиаіновые скарны, что находится в соответствии с известным свойством везувиа­ нов концентрировать в себе бор. В эпидозитах содержания •бора заметно ниже, чем в гранатовых скарнах, и близки к та­ ковым в пироксеновых разновидностях.

Т а б л и ц а 5

Содержание бора (в г/т) в известковых небороносных скарнах *

* В скарнах, которые не содержат борной минерализации. Они распола­

Таблица 6

Содержание бора (в г/т) в минералах известковых небороносных скарнов

скарнов или родонитовые и бустамитовые фации менее высоко­ температурных скарнов. Соотношения во времени образования различных по железистости фаций скарнов подчинены общей закономерности, заключающейся в том, что в течение скарнового процесса химический потенциал железа в растворах возра­ стает, вызывая увеличение железистости скарновых минералов и смену менее железистых фаций, скарнов более железистыми.

52.

Проследив во времени смену фаций скарнов по железистости и распределение в них (и соответственно в скарновых ми­ нералах) бора, нетрудно заметить, что в целом с увеличением степени железистости скарнов (или скарновых минералов) воз­ растает содержание в них бора. Это обстоятельство можно рассматривать как основную геохимическую особенность изве­ стковых скарнов, отличающих их от магнезиальных скарнов в борных месторождениях. Увеличение роли железа в ходе известковоскарнового процесса обусловлено повышением кислот­ ности растворов, соответствующей общему снижению темпера­ тур постмагматического процесса (Коржинский, 1953). Анало­ гичная закономерность, очевидно, характерна и для.'бора.

Таким образом, с понижением температуры химический по­

велика для образования борных минералов. Только в заклю­ чительную стадию скарнообразования появляется борсодержа­ щий везувиан, а с дальнейшим понижением температуры рас­ творов и увеличением активности бора в них в постскарновую стадию или в конце ее в благоприятных условиях образуются кальциевые боросиликаты и бораты. Это находится в соответст­ вии с указанием Д. С. Коржинского (1953) о том, что повыше­ ние активности какого-либо подвижного компонента в растворе (в данном случае бора) вызывает изменение парагенезиса

собразованием минералов, обогащенных этим компонентом. Известковые скарны, скарноиды, а также замещаемые ими

карбонатные и кремнисто-карбонатные породы служат основ­ ной благоприятной средой, в результате 'взаимодействия е ко­ торой кислых бороносных растворов кислотной стадии постмаг­ матического процесса происходит формирование боросилика-

Показанное выше закономерное поведение бора в скарновом процессе характерно не только в целом, но и для частных случаев. В процессе же эпидотизации скарнов одинаковой кар­ тины не наблюдается. В одних случаях (Лисицын, Хитров, 1962; Кузьмин, 1964; Косалс, 1968) эпидоты, а иногда и эпидозиты (Отрощенко, 1965) характеризуются более высокими со­

высокими (Bertolani, 1949; Гетлинг, Савинова, 1959; Кулкашев, 1962; Лисицын, 1963; Кузьмин, 1964; Сухоруков, 1965). Тем не менее довольно высокие содержания бора в эпидоте, близком по времени образования датолиту и некоторым кальциевым боратам, еще раз подчеркивают значительную активность бора в постскарновом процессе.

Кдк отмечалось выше, характер поведения бора в боронос- ■ных и небороносных скарнах аналогичен. Следовательно, по

53

этому признаку, как ранее указывалось (Лисицын, 1963), еще нельзя судить о потенциальной бороносности гранитоидной интрузии, с которой связано скарнообразование. Для этой цели, по-видимому, необходимо учитывать соотношения содер­ жаний бора в породах и минералах тех и других скарнов. В табл. 7 показаны отношения средних содержаний бора

Т а б л и ц а 7

Коэффициенты бороносности известковоскарновыу пород и минералов

в одноименных разновидностях бороносных и небороносных скарнов, апоскарновых пород и их минералах, а также отноше­ ния средних содержаний бора в целом по известковым боронос­ ным и небороносным скарнам, названные коэффициентами бо­ роносности пород и минералов. Коэффициенты бороносности для отдельных разновидностей скарнов и апоскарновых пород колеблются от 6 до 18, в среднем составляя 10, что близко по величине к коэффициенту боронооности минералов, равному 7. По-видимому, коэффициенты бороносности скарнов, апоскар­ новых пород и их минералов от 4—6 и выше могут свидетель­ ствовать не только о вероятности нахождения в скарнах бор­ ной минерализации, но и о потенциальной бороносности интру­ зии, с которой генетически связаны известковые скарны. Наи­

54

более характерные колебания значений коэффициентов боро­ носности в таких случаях будут находиться в диапазоне от 6— 8 до 15—18. За средние величины коэффициента бороносности скарповых и апоскарновых пород и минералов можно принять 7—10.

Более детальные исследования позволили провести сравне­ ние содержании бора в гранатах известковых скарнов, не со­ держащих борного оруденения, мелких непромышленных мес­ торождений боросиликатов и промышленных месторождений того же типа. Представления о различиях в степени рудоносно­ сти объектов можно получить, принимая, что масштабы оруде­ нения в первых равны нулю, а промышленных месторождений они в несколько сотен раз больше, чем/ мелких месторождений. Средние содержания борного ангидрида в рудах промышлен­ ных месторождений в 3—б раз выше по сравнению с мелкими месторождениями.

Чистота мономинеральных фракций граната в отношении возможных примесей борных минералов проверялась по шли­ фам и в иммерсионных препаратах. Использование методики хмнкроспектрального анализа (Лисицын, Хитров, 1962) в малых навесках минерала (2—5 мг) позволяло обеспечить должную чистоту анализируемого материала. Анализ бора в гранатах выполнен в спектральной лаборатории ВИМСа А. И. Юрченковой.

Содержания бора в гранатах скарнов промышленных боро­ силикатных месторождений представлены в табл. 8 и 9. Для

55

сравнения приведены средние содержания бора в гранатах бо­ росиликатных мелких месторождений (табл. 10) и в гранатах скарнов, не содержащих борной минерализации (табл. 11)..

Т а б л и ц а 10 Т а б л и ц а 11

ведено отношение среднего содержания бора в гранатах бЪроносных и небороносных скарнов, составляющее 12, и отноше­ ние среднего содержания бора в гранатах мелких боросиликат-

в гранатах промышленных месторождений известковоскарновой формации среднее содержаниебораувеличивается пример­ но во столько же раз по сравнению с гранатами однотипных мелких непромышленных месторождений, во сколько раз сред­

Эта величина, характеризующая различия в уровнях содержа­ ния бора в гранатах, может быть использована при оценке боропроявлений известковоекарновой формации.

При определении степени бороносности скарновых минера­ лов и тех или иных разновидностейизвестковых скарнов необ-

56