книги из ГПНТБ / Иванова А.А. Флюоритовые месторождения Восточного Забайкалья. (Условия формирования и закономерности размещения)

Зеленые флюориты, как правило, содержат больше • редких зе­ мель, чем флюориты других цветов. Две оптические прозрачные пластинки зеленого .флюорита (те же, для которых в табл. 33 при­ ведено определение цвета) были исследованы К. С. Ляликовым под ультрамикроскопом в Лаборатории аэрометодов МГ СССР.

В той и другой были обнаружены мелкие светящиеся точки раз­ мером порядка 10 мк, которые имеют определенную ориентировку. Количество их значительно больше в светлоокрашенном флюо­ рите из месторождения Савинское б. Возможно, эти частицы яв­ ляются тонкоднспероным кальцием. Установить их состав не пред­ ставлялось возможным.

Вероятно, зеленая окраска флюорита обусловлена двухвалент­ ным самарием, присутствие которого обнаруживается люминес­ центным и хроматографическим анализами. Двухвалентное сос­ тояние самария указывает на восстановительные условия образо­ вания флюорита. Изменение окраски при нагревании и на солнце, возможно, объясняется окислением самария до трехвалентного состояния.

Фиолетовая окраска распространена более широко. Она быва­ ет первичной и вторичной и характерна как для крупнокристал­ лических, так и для шестоватых и мелкозернистых разностей флюорита. Первичная фиолетовая окраска, характеризующаяся зональным распределением, встречается на Солонечном, Абагайтуйском и многих других кварц-флюоритовых месторождениях. Фиолетовый флюорит ассоциирует с зелеными и реже с бесцвет­ ными его разностями. Эта окраска более устойчива, чем зеленая.

зависимости с температурой образования минерала: фиолетовый флюорит первой генерации на Солонечном месторождении, по оп­

кие флюориты содержат небольшое количество и ограниченный набор редкоземельных элементов, не обладают повышенной радиоактивностью и не содержат включений сульфидов и биту­ мов1. Возможно, фиолетовая окраска в дайном случае вызвана F-цеитрами или дисперсным кальцием, но причины ее возникно­ вения не ясны.

Фиолетовая окраска весьма характерна для тех разностей шестоватого флюорита Кдлангуйского месторождения, которые на­ ходятся по соседству с пиритовыми рудами. Эти флюориты легко обесцвечиваются при температурах 360—405°С. Они не обладают повышенной радиоактивностью, не содержат битумов, имеют сла­ бую люминесценцию и характеризуются значительно меньшим

1 На присутствие битумов флюориты ряда месторождений проверялись науч­ ным сотрудником ВНИГРИ Н. С. Бескровным.

содержанием редкоземельных элементов. Фиолетовая окраска этих флюоритов, вероятно, обусловлена присутствием в рудном теле сульфидов железа.

Вторичная фиолетовая или даже фиолетово-черная окраска флюорита отмечается значительно реже и наблюдается лишь в месторождениях, где поблизости имеются радиоактивные ано­ малии. Такой флюорит при раскалывании обнаруживает запах озона и обладает интенсивной красной термолюминесценцией. Он с трудом обесцвечивается при температуре около 700° С. Неравно­ мерное распределение окраски, наличие густоокрашенных ореолов по трещинам спайности вокруг примазок радиоактивных минера­ лов свидетельствует о том, что причиной окрашивания является радиоактивное излучение. Оно создает нарушения в кристалличе­ ской решетке флюорита и приводит к образованию F-центров [117, 91]. Такую окраску можно использовать как поисковый при­ знак слепых рудных тел с радиоактивной минерализацией.

Фиолетовая окраска, вызванная наличием 'битумов, имеет мес­ то на Пуринском кварц-флюоритовом метасоматическом месторо­ ждении.

Таким образом, в месторождениях Восточного Забайкалья имеется по крайней мере четыре разновидности фиолетовой окраски флюорита, образование которых вызывается различными причинами. Установление этих причин дает дополнительную ин­ формацию об условиях образования флюоритовых месторождений.

Желтая, янтарная и коричневато-желтая окраска характерна в основном для шестоватых разностей флюорита, которые распро­

колориметре ГОИ показало, что янтарный флюорит Абагайтуй­ ского месторождения обладает цветовым тоном с длиной волны 578 ммк и яркостью 0,53, а коричневый флюорит того же место­ рождения — цветовым тоном 576 ммк и яркостью 0,70. Кривые спектрального поглощения очень близки между собой и похожи на кривую спектрального поглощения коричневого флюорита, помещенную в книге К. Пшибрама [91, рис. 53].

Окраска в желтых и коричневых разностях флюорита распре­ делена более равномерно. Этот флюорит ведет себя по-разному при нагревании. Абагайтуйские янтарные и коричневые флюориты при 310—340° С полностью обесцвечиваются. Также ведет себя желтый флюорит из Олимпийской жилы Кличкинского флгооригоносного поля. Окраска коричневато-желтого флюорита из Бере­ зовского месторождения при нагревании усиливается до темнокоричневой. При 800° С этот флюорит становится непрозрачным и меняет цвет на голубовато-серый. Желтый 'И коричневые флюо­

риты содержат небольшой набор редких земель. По данным хро­ матографического анализа в них отсутствует европий. Природа таких окрасок неясна, но, судя по поведению материала при на­ гревании, различна. Во флюорите Березовского месторождения

146

имеется значительное количество стронция (0,67%), возможно, он я оказывает какое-то влияние «а окраску.

Наконец, голубая окраска была встречена лишь в кристаллах флюорита Такулагдинского месторождения.

В крупнокристаллических разностях флюорита устанавливает­ ся определенная связь между, окраской и люминесценцией. Она проявляется в следующем.

1. Разноокрашенные флюориты имеют различные кривые термолюминесценция. Так, зеленый флюорит Солонечного месторож­ дения (см. рис. 72) имеет один широкий максимум свечения; фио-

торождение Интенсивность, условны е единицы

летовый флюорит ранней генерации, слагающий в нем отдельные зоны, имеет два максимума свечения, и, наконец, поздний фиоле­ товый флюорит из этого же месторождения обладает тремя мак­ симумами термолюмилесценции. При этом максимумы наиболее интенсивных пиков термолюминесценции у позднего низкотемпе­

солнце происходит затухание свечения. Это хорошо иллюстриру­ ется .графиками на рис. 78, где представлены зеленый и фиолето­ вый флюорит и их разности, выцветшие иод действием солнечных лучей. Характер кривых у каждой пары флюоритов аналогичен, а интенсивность свечения у обесцвеченных разностей значительно ниже.

Г л а в а IV

ВОПРОСЫ ГЕНЕЗИСА ФЛЮОРИТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Основная масса флюоритовых месторождений Восточного За­ байкалья представлена жилами выполнения открытых трещин. Эти жилы обладают рядом специфических черт, главные из ко­ торых: простой минеральный состав, последовательное отложение минералов (отсутствие в большинстве случаев одновременной кристаллизации двух или более минералов), наличие в жилах крупных остаточных полостей, значительное участие в гидротер­ мальном процессе глинистых минералов, следы нисходящего дви­ жения частиц минерального вещества и гидротермальных раство­ ров в отдельные моменты формирования месторождений.

Прекрасная сохранность первоначального строения минераль­ ных агрегатов и отсутствие во флюоритовых жилах явлений вы­ щелачивания и метаморфизма руд при локальном развитии про­ цессов перекристаллизации и псевдоморфного замещения минера­ лов позволяют рассмотреть на их примере некоторые вопросы гидротермального минералообразования. К таким вопросам от­ носятся: стадийность минералоотложения, зональность в распре­ делении минерализации, направление движения растворов, хими­ ческий состав и физико-химическое состояние флюоритоносных растворов, влияние вмещающих пород на минеральный состав жил.

ВРЕМЯ И ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД

Изучение флюоритоносных площадей позволило установить, что флюоритовые жилы часто не совпадают с направлением зон гидротермально измененных пород и пересекают их под разными углами. В брекчиях с флюоритовым цементом и во флюоритовых жилах выполнения рядом находятся обломки в различной мере ■измененных пород. Около флюоритовых жил и прожилков, а так­ же в обломках, заключенных в них, отсутствует четкая зональ­ ность, указывающая на непосредственное воздействие минерало-

148

149

образующих растворов на породу. Все эти данные свидетельству­ ют о том, что гидротермальные изменения пород предшествовали образованию флюоритовых месторождений.

Характер гидротермальных изменений вмещающих пород за­ висел в первую очередь от их состава (табл. 32). В гранитах из­ менения выражались в гидрослюдизации, каолинизации и альбитизации плагиоклаза, .в хлоритизации биотита и общем окварцевании. В диоритовых порфиритах наблюдается монтмориллонити-

тинизация, пиритизация и окварцевание. В карбонатных породах наблюдалось в основном окварцевание.

Характер гидротермальных изменений определяется также и типом месторождений. Особенно ярко это проявилось в гранитах. Граниты в пределах более высокотемпературных кварц-флюори- товых и барит-кальцит-кварц-флюоритовых месторождений изме­ нены более разнообразно. Плагиоклазы в них гидроелюдизированы, в то время как вблизи мономинерально флюоритовых и пирит- марказит-флюоритовых месторождений они каолинизированы.

Сопоставление химизма измененных и неизмененных пород показало, что при изменении пород происходил вынос абсолют­ ного большинства ионов: Na+, Са2+, Mg2+, Fe2+ и Fe3+, Mn2+. Si4+. В измененных породах наблюдалось увеличение О-2, (ОН) ■, К+, часто без изменений оставался А13+. В измененных породах от­ мечается незначительное повышение количества фтора. Все это указывает на то, что изменение вмещающих пород, как правило, происходило под влиянием слабо минерализованных водных рас­ творов.

УЧАСТИЕ ВЕЩЕСТВА ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД В ГИДРОТЕРМАЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ И В СОСТАВЕ МИНЕРАЛООБРАЗУЮЩИХ РАСТВОРОВ

Несмотря на относительно простой состав минерализации, про­ цессы образования флюоритовых месторождений еще недостаточ­ но изучены. Некоторые исследователи полагают, что гидротер­ мальные растворы привносили с собой только фтор, а кремнезем, кальций и другие элементы заимствовались из вмещающих пород. Фактические же данные с этими представлениями не согласуются. Во-первых, флюоритовые месторождения Восточного Забайкалья не обнаруживают особого тяготения к карбонатным и основным породам. Многие месторождения залегают в гранитоидах палео­ зойского и мезозойского возраста. Во-вторых, во флюоритоносных полях с различным составом пород не наблюдается избиратель­ ной приуроченности флюоритовой минерализации к породамкар­ бонатного состава. Например, Солонечное и Брикачанское место­ рождения целиком располагаются в гранитах, хотя в 2 км к запа­ ду от них обнажаются известняки. В Кличкинском рудном поле

150

избирательной способности в отношении вмещающей среды и рас­ полагаются в породах самого разнообразного состава» [58, стр. 215].

'Следует отметить, что состав основной минерализации флюоритовых месторождений Восточного Забайкалья, как правило, не зависитот -состава вмещающих пород: например, кварц-флюори- товые месторождения известны в гранитах (Солонечное, Урулюнгуйское, Гарсонуйское), в карбонатных породах (Пуринское, Даринское, Видное), -в алевролитах и песчаниках (Девятая Пятни­ ца), в кислых и основных эффузивах (Улунтуйское, Семилетнее). Это характерно и для других минеральных типов флюоритовых месторождений, особенно показательно Абагайтуйское месторож­ дение, флюоритовые жилы которого по падению переходят из андезито-базальтов и их туфов в граниты, не меняя своего соста­ ва и внутреннего строения.

Влияние карбонатных пород сказалось в основном на процессе минералоотложѳния и привело к образованию метасоматических залежей.

Перечисленные факты говорят за то, что вмещающие породы не оказали -существенного влияния на распределение флюорито­ вых месторождений и на их основной минеральный состав. Отло­ жение главной составной части жильного выполнения (флюорита, кварца, в отдельных месторождениях барита и кальцита) проис­ ходило из гидротермальных растворов, образовавшихся -на глу­ бине, ниже уровня формирования флюоритовых жил.

Влияние вмещающих пород на вещественный состав флюори­ товых месторождений сказалось в появлении особой группы вто­ ростепенных по количественному развитию минералов, представ­ ленных адуляром, гидрослюдами, каолинитом, галлуазитом, монт­ мориллонитом и частично кальцитом (табл. 33).

Адуляр встречается лишь в месторождениях раннего этапа: кварц-флюоритовых (Солонечное), кварц-флюоритовых -с кальци­ том (Нарынское) и барит-кальцит-кварц-флюоритовых (Абагайтуйское), залегающих в силикатных породах. Это дает основание связывать его появление с заимствованием алюминия из вмещаю­ щих пород (по-видимому, ниже уровня формирования месторож­ дения). Вполне возможно, что его перенос и отложение происхо­ дили по схеме, предложенной В. Ф. Барабановым [4]: КАІО2 + + 3 S i0 2— 14 ккал = К{А15із08}.

Для флюоритовых месторождений Восточного Забайкалья весьма характерно присутствие в рудах глинистых минералов. Наибольшее их количество наблюдается в Абагайтуйском месторо­ ждении, в жилах которого имеются крупные остаточные полости. В значительном, но несколько меньшем количестве они развиты на Калангуйском и Усуглинском месторождениях. При описании

151

указанных месторождений отмечалось, что состав глинистых ми­ нералов в гидротермально измененных породах и флюоритовых жилах почти идентичен. Так, в кварц-флюоритовых месторожде­

флюоритом)— галлуааит и каолинит.

Отложениеглинистых минералов происходило либо совместно (фарфоровидный флюорит), либо чередовалось с основными ми­ нералами— кварцем, баритом и флюоритом. Это указывает на то, что глинистые минералы являлись полноправными участника­ ми міинералообразующих процессов.

При изучении Абагайтуйского и Калангуйского месторожде­ ний установлено, что глинистые минералы отлагались в опреде­ ленные моменты формирования жил. На Абагайтуйском место­ рождении они появляются во вторую подстадию, когда минерало-

ние предполагать следующее: минералообразование в остаточных полостях происходило из растворов, образовавшихся при смеше­ нии остаточных гидротермальных растворов, в которых содержа­ лись Са2+, Si‘l+, F“, Ва2+, (S 04)2-, с грунтовыми водами, которые выносили из гидротермально измененных пород большое количе­ ство глинистых тонкодисперсных образований Проникновение

152

этих вод в рудовмещающие полости происходило лишь в момен­ ты образования вакуума в остаточных полостях.

На Кдлангуйском месторождении глинистые минералы вместе с флюоритом принимали участие в формировании основного жильного выполнения. Появление их в гидротермальном процессе свидетельствует о том, что нисходящее движение минералообра­ зующих растворов и создание на некоторое время «вакуума» в верхних частях жил наступали многократно, при каждом новом раскрытии трещин. Создание такого «вакуума» делало возмож­ ным кратковременный подсос трещинных вод о тонкодисперсны­ ми глинистыми частицами из гидротермально измененных вме­ щающих пород.

Таким образом, глинистые минералы, присутствующие во флюоритовых жилах, вынесены из близлежащих измененных по­ род в процессе гидротермального минералообразования. Такое явление широко распространено на большинстве собственно флюоритовых месторождений Восточного Забайкалья1. В некото­ рых случаях количество глинистых скоплений в жилах достигает десятков тысяч тонн (Абагайтуйское и Калангуйское месторожде­ ния), что говорит о значительных масштабах данного процесса.

В жилах флюоритовых месторождений наблюдаются измене­ ния ряда минералов. Наиболее ярко этот процесс проявился на Абагайтуйском месторождении. Наибольшим изменениям здесь подвергся манганокальцит. По нему образовались почти полные псевдоморфозы флюорита или кварца. Первичный материал ока­ зался вытесненным нацело. В новых термодинамических условиях пути марганца и кальция разошлись: марганец в сочетании с ба­ ритом образовал романешит (бариевый псиломелан), а кальцит пошел на образование кальцита и частично флюорита. Бариевый псиломелан также оказался неустойчивым и частично был изме­ нен в манганит. Варит при этом в виде мелких кристаллов выде­ лился в каркасе манганитовых образований. Ранний барит под­ вергся агрессии со стороны флюорита и вынужден был переотложиться в новых для него кристаллографических формах. Поздние образования флюорита и кварца возникли за счет частичного рас­ творения ранее отложенных тех же минералов.

Таким образом, в составе руд флюоритовых месторождений Восточного Забайкалья выделяются три группы минералов, от­ личающиеся между собой источниками происхождения (тцбл. 33). К первой наиболее важной группе относятся минералы ювениль­ ного происхождения — флюорит, кварц, барит, манганокальцит,

1 Отложение глинистых минералов в остаточных полостях, очевидно, продол­ жалось и после формирования месторождения, вплоть до настоящего времени, о чем свидетельствует вынос глинистых минералов грунтовыми водами в виде тонкодисперсных частиц. Натечные агрегаты глинистых минералов можно видеть в устьях скважин подземного бурения в горных выработках Калангуйского и Абагайтуйского месторождений. Отличие гипергенных глинистых образований заклю­ чается в отсутствии среди них минералов жильного выполнения.

153

пирит, марказит и другие менее распространенные. Вторая груп­ па минералов (адуляр, каолинит, гадроелюды и др.) заимствова­ на из вмещающих пород. Наконец, третья наименее распростра­ ненная группа минералов (флюорит, кварц, барит, кальцит, геарксутит, романешит и манганит) образовалась в результате час­ тотного переотложения или псевдоморфного замещения одних ювенильных минералов другими в ходе развития гидротермаль­ ных процессов или ювенильных минералов — вторичными в зоне окисления.

Для суждений о составе растворов, из которых образовались минералы первой группы, большое значение имеют присутствую­ щие в них газово-жидкие включения. Приведенные в табл. 34 результаты химического анализа водных вытяжек из включений во флюорите, кварце, барите и кальците различных месторожде­ ний Восточного Забайкалья, позволяют констатировать сле­ дующее.

Концентрации солей в проанализированных пробах обнаружи­

до 3,66 мг и (S 04)2- от следов до 0,34 мг. Лишь в некоторых про­ бах обнаружены ’SЮг до 0,6 мг и С1~ до 3,1 мг. Водная вытяжка из кварца Солонечного месторождения содержит в основном те же компоненты, что и водные вытяжки из флюоритов, но концен­ трации НСОз~ и Са2+ в ней в 2 раза меньше. Наконец, водная вы­ тяжка из кальцита содержит максимальные концентрации НС03_

и Са2+, что, по-видимому, обусловлено частичным растворением самого минерала при экстрагировании газово-жидких включений.

Небольшое количество анализов, а также отсутствие резких качественных и количественных различий в составе включений не позволяют использовать их в качестве основы для выявления осо­ бенностей среды при образовании каждого исследованного мине­ рала. Вместе с тем эти анализы показывают, что кроме компонен­ тов, из которых образовались главные минералы флюоритовых месторождений, гидротермальные растворы содержали в своем составе К+, Na+, Mg2+, НСО3- и (SCX)2-.

перенос фтора мог осуществляться в растворах в виде комплекс­ ного аниона [SiF6]2_. Возможное существованье такого аниона в гидротермальных растворах подтверждается экспериментальны­ ми исследованиями Д. Н. Хитарова [126]. Состав минералообра­ зующих растворов мономинерально флюоритовых и пирит-марка- зит-флюоритовых месторождений был значительно проще. Эти растворы содержали в основном кальций и фтор и немного калия

154