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

Т а б л и ц а 20

Соотношение железистости гранатов с количеством боросиликатов в валовых технологических пробах весом до 3 т

.Изложенный выше материал позволяет сделать следующие выводы:

1. Значительные масштабы скарнообразования и борного оруденения месторождения обусловлены интенсивно проявлен­ ным инфильтранионным метасоматозом. Диффузионный мета­ соматоз имеет здесь подчиненное значений.

2. Высокое содержание во вмещающих метасоматиты поро­ дах силикатного материала (помимо карбонатного) способст­ вовало образованию на месторождении главным образом данбуритового, а не датолитового оруденения.

3.Преимущественное развитие данбурита и особенно аксинита на месторождении происходило в эндоскарновых зонах, образовавшихся по существенно силикатным породам, а дато­ лита— главным образом в экзоскарновых зонах, возникших на месте существенно известковых пород.

4.При оценке рудоносности отдельных участков месторож­

дения, определении направления поисково-разведочных работ и подсчете запасов борного сырья следует учитывать, что в ме­ стах развития относительно мало железистых скарнов (скарноидов) с железистостью гранатов менее 50%, а пироксенов — менее 46%, следует ожидать преимущественного распростране­ ния данбуритовых руд. В местах развития более железистых скарнов (скарноидов) могут превалировать датолитовые руды.

Взаимоотношения между борными минералами, их параге­ незисъ!, а также данные термометрии и экспериментальных ис­ следований свидетельствуют о более раннем и близком по времени выделения турмалина, аксинита, данбурита, норден-

.шельдина, образование которых происходило преимущественно в диапазоне 500—300° С, и о наиболее позднем выделении метаборатов кальция, сформировавшихся при температурах 350—100° С. Образование датолита и кальциборита происходи- ,ло в широком интервале температур— от 500 до 250°С.

77

Формирование борной .минерализации начинается на за­ ключительном этапе скарнообразования (данбурит, аксинит), но оановная ее'масса образуется в постскарновый этап в усло­ виях стадии возрастающей кислотности (данбурит, но'рдеишельдин) и стадии возрастающей щелочности (датолит, каль­ циевые бораты). Преимущественное образование боросиликат­ ного или боратного оруденения, данбурита или датолига в ос­

вом рудогенерирующих интрузий п литологией вмещающих пород.

Тела, сложенные боросиликатами, обычно имеют форму пластообразных н линзовидиых залежей, реже 'неправильную, иногда, возможно, воронкообразную. Размеры тел по простира­ нию составляют сотни метров, иногда более 1 км, мощность их колеблется от единиц и десятков до первых сотен метров. Тела, сложенные боратной или боратио-борооилпкатной минерализа­ цией, характеризуются линзовидной, гнездовой, жильной и не­ правильной формами. Размеры их по простиранию изменяются от десятков до сотен метров при мощности от единиц до первых

в крупных моноклинальных структурах. Отчетливо наблюдает­ ся контролирующая роль различных дизъюнктивных наруше­ ний в распределении борного оруденения (Лисицын, Малинко, 1963).

Интрузивные породы, в экзоконтактах которых располага­ ются известковоскарновые борные месторождения, обычно представлены гранитоидами повышенной основности. Среди них преобладают гранодиариты, кварцевые диориты, граноеиеииты; встречаются граниты, сиениты, диориты, реже габбродиориты. Для крупных месторождений пространственная связь с интрузивными массивами настолько нечеткая, что правильнее считать, что она отсутствует. Для рудных полей всех месторо­ ждений характерно большое число даек жильных пород, средй которых отмечаются главным образом диоритовые и диабазо­ вые порфириты, диабазы, гранит-порфиры, гранодиорит-лорфи- ры, сиенит-порфиры. По времени образования среди даек раз­ личаются доскарновые, дорудные, интра,рудные и пострудные

род не дает возможности однозначно судить о наличии или от­ сутствии в контактовом ореоле.того или иного массива борного

78 '

месторождения соответственно по повышенным (относительно кларка) или пониженным содержаниям бора в слагающих его породах. Это положение в равной степени относится как к известковоскарновым, так и к магнезиальноекариовым месторо­ ждениям бора. В одних случаях эндогенные месторождения бора генетически связаны с интрузиями, гранитоиды которых

родах которых содержания бора лишь незначительно превыша­

в граиитоидах, с интрузиями которых генетически не связаны борные месторождения, находятся на уровне кларковых или ■ниже (Барсуков, 1961; Кузьмин, 1964; Хардер, 1965; Сухоруков, 1965). Но часто содержания бора в граиитоидах (особенно в турмалиновых гранитах) во‘много раз выше кларка для дан­ ного типа пород, хотя месторождения боросиликатов или бора­ тов с ними не связаны (при наличии остальных благоприятных условий — литологических, структурных и др.).

Таким образом, в одних случаях есть основания сделать вывод о металлогенической специализации гранитоидных ин­ трузий, позволяющей разделять их на бороносные и неборонос­ ные (Барсуков, 1961; Кузьмин, 1964), а в других — такого деле­ ния проводить нельзя, и, следовательно, нет данных для выво­ да о специализации интрузий по бору (Лисицын, 1963). Оче­ видно, в разных геологических условиях поведение бора в ходе магматического процесса (в частности, при становлении грани­ тоидных интрузивов) весьма различно, что закономерно отра­ жается в его распределении по породам и минералам, слагаю­ щим гранитоидные массивы. Сложность распределения бора в гранитоидных породах наиболее обстоятельно рассмотрена А. Г. Лыхиным. Обобщенный и систематизированный им боль­ шой материал (более 2500 проб) по гранитоидам Земли пока­ зал, что при определении их бороиосности или небороносности необходимо учитывать целый ряд обстоятельств, что исключает упрощенный подход к понятию металлогенической специализа­ ций интрузивных комплексов по бору на основании повышен­ ных (относительно кларка) содержаний в них этого элемента. Прежде всего необходимо учитывать содержание и характер распределения в породах изоморфного бора (входящего изо­ морфно в главные породообразующие минералы) и суммарно­ го, т. е. изоморфного и содержащегося в турмалине. Средние содержания бора (в г/т) изоморфного и суммарного соответ­ ственно в главных типах гранитоидов следующие: граниты лейкократовые — 12,4; 53,5; граниты биотитовые и биотит-рото- вообманковые 13,4; 26,8; граносиениты и сиениты—-12,8; 20,4;

79-

граноди-ориты 22,8; 25,6; диориты 33,8; 39,6. Эти данные показы­ вают, что увеличение средних содержаний изоморфного бора повышается по мере увеличения основности пород. Это нахо­ дится в полном соответствии с кристаллохимическими особен­ ностями бора, заключающимися в его тенденции накапливать­ ся в более основных плагиоклазах и темноцветных минералах (Барсуков, 1958, 1960; Лисицын, Хитров, 1962).

Иная картина наблюдается при рассмотрении средних со­ держаний, характеризующих суммарный бор. Для диоритов и гранодиоритов4 в этом случае увеличение средних значений невелико; Для сиенитов, граносиенитов, биотитовых и биотитроговообманковых гранитов они увеличиваются примерно вдвое, а для лейкократовых гранитов— в 4,5 раза.

Таким образом, в ходе магматического процесса проявля­ ются Две тенденции в поведении бора: изоморфное его рассея­ ние на первых этапах интрузивного процесса (при формирова­ нии краевых фаций или начальных фаз в виде диоритов, гранодиоритов, сиенитов), когда он изоморфно входит в плагиокла­ зы и темноцветные минералы, и накопление в свободном виде к конечным этапам магматического процесса (при формирова­ нии центральных частей массивов или конечных фаз в виде гранитов), когда изоморфизм бора проявляется слабо в со­ ответствии с широким развитием в этот этап кислых плагиок­ лазов и малой ролью цветных минералов, что способствует обычно образованию турмалина в гранатах.

Весьма важной характеристикой при определении степени бороносности гранитоидов является характер распределения в них бора. А. Г. Лыхиным отмечено, что накопление и диспер­ сия содержаний бора в краевых фациях бороносных интрузи­

бора и дисперсии равны или очень близки для пород разных фаций. ,

Средние содержания бора в гранитоидах заметно изменяют­ ся в зависимости от их возраста. Так, отчетливо выявляется тенденция к увеличению содержаний бора в целом по гранито-

(карбон, пермь)—21,3 г/т. Гранитоиды мезозоя и кайнозоя ха­ рактеризуются содержаниями бора соответственно в 21,6 и 21,0 г/т.

Увеличение содержаний бора наблюдается с уменьшением глубины формирования гранитоидных массивов. Так, гранито­ иды абиссальной фации характеризуются средним содержа­ нием бора в 9,1 г/т, мезоабиссальнон—17,2 г/т, гипабиссаль­ ной—21,4 г/т.

80

инфіильтрационное магматическое замещение вмещающих по­ род либо заполнение магмой камеры. По-видимому, при

ном замещении или при камерном выполнении. Причем поведе­ ние бора при взаимоотношениях гранитоидной магмы с вмеща­ ющими породами бывает очень сложное и может при недоста­ точно тщательном изучении привести к ошибочным выводам. Тан, нередки случаи, с одной стороны, почти полной стерильно­ сти по бору гранитоидов, прорывающих турмалинсодержащие метаморфические породы (Казахстан), а с другой, — факты выноса бора из таких же пород во время интрузии с одновре­ менным обогащением турмалином непосредственного эндокон­ такта гранитоидного массива и зоны удаленного экзоконтакта вмещающих пород (Броккенский массив, ГДР, Хардер, 1965).

Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что при определении бороиосности или небороносности гранитоидных интрузий необходимо сравнивать гранитоиды по средним содер­ жаниям в них бора не только с кларками, но и' между собой в пределах одного магматического комплекса или с массивами

и фацию глубинности гранитоидов, механизм магматического процесса и взаимоотношения с вмещающими породами, особен­ но бороносными (обычно турмалинсодержащими). Разумеется, ■наиболее правильным будет сравнение массивов или комплек­ сов близкого состава и происхождения. Вероятно, только с уче­ том отмеченных выше факторов можно судить о специализации интрузий по бору, да и то, по-видимому, не отдельных масси­ вов интрузий, а того или иного магматического комплекса в целом. Несомненно, что все это создает трудности для выра­ ботки геохимических критериев оценки бороносности гранитоидных интрузий. Очевидно, не будет преувеличением сказать,

чем предварительно оценить по геохимическому фактору сте­ пень бороносности последнего (или последней). Тем не менее в совокупности с другими, благоприятными для формирования скарновых месторождений бора условиями следует учитывать

го месторождения, является значительно более активный ха­ рактер поведения бора в процессе образования бороносных скарнов по сравнению с небороносными, что подробнее рас­ смотрено в соответствующем разделе. Здесь следует лишь под-- черкнуть, что при коэффициенте бороносности более 4 (отно­ шение средних содержании бора в известковых бороносных и неборонооных скарнах или слагающих их минералах) можно надеяться встретить в скарнах борную минерализацию.

Как известно, давление углекислоты в растворах с уменьше­ нием глубины снижается, что снижает подвижность кальция. Это и обусловливает образование известковых скарнов (и скарноидов) в гипабнссальных условиях и почти полное их от­ сутствие в глубинных фациях (Коржинский, 1948, 1953). Со сравнительно небольшой глубиной формирования известковых скарнов связано широкое развитие в них таких абиссофобных минералов, как волластонит, данбурит, датолит, препит, апофиллит. По геологическим данным формирование граиитоидных массивов, в непосредственных контактах с которыми раз­

глубина формирования таких массивов определяется в 1—2 км. Для отдельных (наиболее интересных в практическом отноше­ нии) месторождений боросиликатов, как указывалось выше, отсутствует пространственная связь с массивами интрузивных пород (за исключением даек), и в этих случаях генетическая связь месторождений с гранитоидными интрузивами, основан­ ная на косвенных данных, является предположительной. Сог­ ласно гипотезе Д. С. Коржинского (1962), объясняющей пове­ дение воды при магматических и послемагматйческпх процес­ сах, возможность образования известковых скарнов в субвул­ канических условиях ставится под сомнение, а глубина, на ко­ торой исчезают признаки среднетемпературных стадий мета­ морфизма, определяется примерно в 1 км.

Наряду с охарактеризованными чертами сходства между различными по масштабу и концентрациям месторождениями бора известковоскариовой формации крупные боросиликатные месторождения с богатыми рудами отличаются рядом особен­ ностей.

Борный метасоматоз наиболее интенсивно проявлен в мес­ торождениях, где известковые скарны имеют преимущественно инфильтрационный характер или где диффузионный биметасо­ матоз проявился на фоне активной инфильтрации растворов

82

связано с иінфильтрационным процессом, что находится в соот­ ветствии с уменьшением роли диффузионного биметасоматоза и возрастанием значения инфильтрации по мере общего паде­ ния температуры в послематматическом процессе.

Крупные промышленные месторождения боросиликатных руд не являются комплексными. Всю ценность полезного иско­

оловом), так и без металлического оруденения. Кроме геохими­ ческих особенностей бора и других элементов в отдельных слу­ чаях это различие объясняется тем, что благоприятные для об­ разования боросиликатов зоны скарнов бывают «заняты» руд­ ными залежами, сформировавшимися в более ранние стадии минералообразования.

Крупные месторождения богатых боросиликатных руд при­ урочены к молодым, сравнительно слабо эродированным складчатым структурам в областях мезо-кайнозойской склад­ чатости. Небольшие месторождения известны в молодых (аль­ пийских) л древних (каледонских, герцинских) сильно эродиро­ ванных складчатых сооружениях.

Возраст интрузий, с которыми непосредственно связаны небольшие месторождения бора известковоска,рнов-ой форма­ ции, колеблется в широких пределах — от раннегерцинского до третичного. Крупные промышленные месторождения бора в из­ вестковых скарнах связаны только с молодым вулканизмом — послеверхнею.рским (возможно, с меловым) и третичным.

Различно также и положение месторождений по отношению к магматическому источнику. Крупнейшие месторождения боросиликатов не имеют непосредственной связи с какими-либо интрузивными массивами. Доступные для наблюдения разрезы на таких месторождениях, достигающие 1 — 1,5 км, свидетель­ ствуют об отсутствии в них интрузивов (за исключением даек). В отличие от них небольшие месторождения имеют непосред­ ственную пространственную связь с массивами гранитоидов, интрузии которых обусловили бороносность скарнов (скарноидов) в этих объектах.

Крупные и мелкие боросиликатные месторождения распола­ гаются в самых различных элементах складчатых структур, но всегда^ четко контролируются дизъюнктивными нарушениями.

Выше отмечена характерная локализация борного орудене­ ния на фланговых частях месторождений. Особенно четко это

вестковоскар.нового комплекса от материнского магматического

очага объясняется не только определенной температурной зо­ нальностью, в соответствии с которой эти минералы выделяют­ ся в условиях главным образом средних и низких температур, но и высокой подвижностью бора как легко летучего компонен­ та. Именно в условиях значительного удаления от магматиче­ ского очага возможно существование насыщенных бором раст­ воров, способных в благоприятных литологических и структур­ ных условиях создавать крупные месторождения бора в извест­ ковых скарнах. По-видимому, не случайна приуроченность наи­ более значительных месторождений бора известковоскарновой формации к слабо эродированным складчатым зонам в обла­ стях проявления молодого вулканизма, где могли сохраниться месторождения, удаленные от магматического источника и вместе с тем, сформировавшиеся па малых глубинах.

Таким образом, имеющиеся в настоящее время данные по­ зволяют считать, что для образования крупных месторождений бора известковоскарновой формации необходимо помимо нали­ чия бороносного магматического очага, известковой или изве­ стково-силикатной вмещающей среды и рудоподводящей и рудовмещающей структуры, сочетание следующих благоприят­ ных факторов, которые можно принять в качестве основных по­ исковых критериев.

1.Наличие сравнительно слабо эродированной складчатой зоны, что более характерно для мезо-кайнозойских сооружений.

2.Проявление магматизма в форме поздне- и посторогенных гипабиссальных интрузий гранитоидов (гранодиоритов, кварцевых диоритов, граносиѳнитов, гранитов). По-видимому,

более благоприятными для поисков следует считать районы развития киммерийского и альпийского вулканизма в пределах мезо-кайнозойских складчатых областей.

3. Значительная удаленность (более 1 км) известковых скарнов от магматического очага (главным образом по верти­ кали), т. е. отсутствие пространственной связи скарнов с мас­ сивами гранитоидов (при наличии даек диоритовых и диабазо­

рактер известковых скарнов или интенсивное проявление диф­ фузионного биметасоматического процесса на фоне активной инфильтрационной деятельности растворов.

Не исключена .возможность нахождения крупных месторож­ дений бора известковоскарновой формации и в более древних (палеозойских) складчатых сооружениях, где проявлен регрес­ сивный метаморфизм в связи с гипабиссальными интрузиями гранитоидов и имеют место все остальные указанные условия.

Геологические условия нахождения боросиликатов и бора­ тов известковоскарновой формации во многом аналогичны. Повидимому, поиски месторождений этих типов следует прово­ дить на одних и тех же площадях. При этом следует дополни-

84

МЕСТОРОЖДЕНИЯ

МАГНЕЗИАЛЬНОСКАРНОВОЙ

ФОРМАЦИИ

Месторождения бора магнезиальноскарновой формации представлены концентрациями железо-магниевых и магниевых боратов. Приурочены они к магнезиальным скарнам и кальцифирам, образовавшимся на контактах существенно карбонат­ ных (доломитов, магнезитов, доломитовых известняков) и алю­ мосиликатных пород, в зонах региональной гранитизации (в абиссальной фации), а также в зонах контактового мета­ морфизма гранитоидных интрузий (в условиях гипаби'ссаль'ной фации малых и средних глубин).

МЕСТОРОЖДЕНИЯ АБИССАЛЬНОЙ ФАЦИИ

В условиях абиссальной фации известны месторождения людвигитового и суанитового типов, наиболее значительные в промышленном отношении среди магнезиальноскарновых ме­ сторождений бора.

Месторождение людвигитового типа. Месторождение вхо­ дит в состав железорудного узла, насчитывающего более десят­ ка месторождений, из которых оно является наиболее крупным.

Месторождение сложено интенсивно дислоцированными по­ родами архейского возраста и располагается в замковой части синклинальной складки северо-западного простирания, ось ко­ торой круто погружается на юго-восток. В строении складки принимают участие гнейсы, сланцы и доломиты. Породы под­ вергнуты интенсивной гранитизации. Синклинальная складка осложнена разновременными дизъюнктивными нарушениями, которые могут быть разделены на возникшие до гранитизации, появившиеся во время скарнового этапа и послерудные. Ран­ ние тектонические нарушения контролировали развитие грани­ тизации и скарнообразование. Граниты месторождения пред­ ставлены биотитовыми аляскитовыми разностями; они имеют постепенные переходы к гракито-гнейсам и слабо измененным гнейсам. С гранитизацией тесно связан процесс образования магнезиальных скарнов и наложенного на них оруденения. Продуктивный горизонт приурочен к контактовой зоне гнейсов и доломитов и представлен чередующимися слоями и линзами

86