CC BY
31
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 165
1969
К ВОПРОСУ ФОРМИРОВАНИЯ АМПАЛЫКСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Е. А. БАБИНА
(Представлена профессором А. М. Кузьминым)
Ампалыкское месторождение состоит ¡из семи отдельных магнитных аномалий, вытянутых в северо-северо-западном направлении в виде полосы длиной 12 км и шириной 1 —1,5 км. Оно приурочено к западному контакту гранитоидной интрузии с осадочно-эффузивной толщей синайского возраста. Последняя сложена основными эффузивами в виде различных порфиритов, диабазов с прослоями известняков, туфопесча-ников и туфосланцев. Эта толща круто падает на северо-восток. Интрузивный комплекс пород на месторождении представлен габбро-габ-бро-диоритами, диоритами гранитами, сиенитами, а на глубине 450— 700 м встречаются граниты щелочного состава. Из всего разнообразия интрузивных образований наибольшее распространение имеют диориты, непосредственно контактирующие с эффузивно-осадочной толщей.
В зоне контакта интрузии, с эффузивно-осадочной толщей проявились процессы перекристаллизации, ороговикования и скарнообразова-ния. В результате этих процессов возникли мраморизованные известняки, ороговикованные порфиры, роговики, различные скарны, реже кварциты и магнетитовые руды. При этом в непосредственном контакте располагаются роговики и скарны, сменяющиеся в сторону экзокон-такта кварцитами и ороговикованными порфиритами. Среди роговиков по преобладающему в их составе минералу выделяются кварцево-пла-гиоклазо-биотитовые, роговообманково-плагиоклазовые, пироксено-плагиоклазовые и пироксеновые разности. По тому же принципу среди скарнов и выделены две группы: / 1. Магнезиальные (форстерито-флогопито-серпентиновые, магне-
тито-серпентиновые).
2. Известковые (пироксеновые, пироксено-скаполитовые, пироксе-но-гранатовые, гранатовые, пироксено-магнетитовые и амфиболо-пи-роксеновые). С скарнами тесно связаны магнетитовые руды.
Рудные тела имеют субмеридиональное простирание и крутое 75— 80-градусное падение, меняющееся ст западного до восточного. Контакты рудных тел с вмещающими их породами резкие. Форма рудных тел в плане представляет сложную конфигурацию, в основном согласную с напластованием вмещающих пород и с участками не замещенных магнетитом скарнов.
На месторождении выявлено два наиболее перспективных участка— Центральный и Северный. Каждый участок характеризуется двумя рудными телами — Главным и Западным, которые расположены
почти параллельно друг другу, имеют конфигурации, осложненную раздувами и пережимами, а иногда апофизами интрузий. Наиболее крупным является Главное рудное тело на Центральном участке, залегающее согласно с простиранием пород вмещающей толщи. Длина его равна 700 м, ширина 50—60 м, по падению тело прослежено на 450 м. На северном участке Главное рудное тело вытянуто в меридиональном направлении с невыдержанным падением от западногб на северном фланге до восточного на южном с углом падения до 75°. Западные тела обеих участков имеют значительно меньшие размеры.
Структура рудного тела 'обусловлена, с одной стороны, литологи-ческим составом и структурно-тектоническим строением осадочно-эф-фузивной толщи, а с другой — избирательным 1 замещением вмещающих пород. Скарны и роговики возникли в результате метасоматичес-кого замещения порфиритов с прослоями известняков, диоритов и габ-дро, реликты которых сохранились среди скарнов и руд.
В скарново-рудных образованиях наблюдается определенная зональность, обусловленная спадом оруденения и интенсивностью замещения вмещающих пород по мере удаления от контакта интрузива, что служит убедительным доказательством генетической связи месторождения с Ольгинско-Ампалыкским гранитоидным массивом.
В рудном поле распространены жильные породы интрузива, подразделяющиеся на до скарново-рудные и после скарново-рудные. До скарново-рудные дайки сложены сиенит-порфирами, микросиенит-порфирами и диабазами. Более молодые — после скарново-рудные дайки представлены гранит-порфирами, гранит-аплитами и пегматитами.
Руды месторождения отличаются разнообразием минералогического состава и делятся на магнетитовые, магнетито-су^пьфидные, полиметаллические и мышьяковисто-кобальтсодержащие. Наибольшим распространением пользуются первые две разновидности.
Магнетитовые руды сложены существенно магнетитом с единичной вкрапленностью сульфидов и залегают в виде небольших лин-зовидных тел мелкозернистого сложения. В разрезах скважин отчетливо наблюдается постепенный переход массивных (сплошных) магнети-товых руд к пятнистым и брекчиевидным разностям. Руды, как правило, разбиты большим количеством трещин, по которым охотно развиваются амфибол, хлорит, карбонат и сульфиды. Сульфиды в магнетито-вых рудах представлены пиритом, пирротином, халькопиритом, сфалеритом, галенитом, арсенопиритом и молибденитом.
Магнетит о-с у л ьфидные руды характеризуются повышенным содержанием сульфидов. Наряду с магнетитом здесь присутствуют в значительном количестве пирит и пирротин с преобладанием то одного, то другого минерала. Они имеют мелко и среднезернистое сложе-ние с пятнистой, брекчиевидной и вкрапленной текстурами. Минералогический состав их значительно сложнее, в убывающем порядке присутствуют магнетит, пирит, пирротин, халькопирит, марказит, мель-никовит-пирит.
Полиметалл и-ческ о е оруденение встречается несколько обособленно по отношению к первым двум разновидностям руд и локализуется в измененных известняках и в роговиках. По структурно-текстурным особенностям оно соответствует брекчиевидным, прожилковым и вкрапленным типам. В его составе ¡наблюдается сфалерит, галенит, блеклая руда, халькопирит, пирит, пирротин, марказит, арсенопирит, молибденит, висмутин, самородное золото, серебро и деруссит.
Мышьяковисто-кобальтсодержащее оруденение встречено в разрезах скважин на аномалиях II, III, IV и приурочено к пи-роксеновым роговикам и скарнам. Крупных скоплений оно не образует,
а проявляется в форме вкрапленников мелких гнезд и прожилков. Чаще встречается вкрапленная текстура. Минералогический состав: ар-сенопирит, глаукодот, данаит, леллингит, саффлорит с небольшим количеством пирита, магнетита и молибденита, среди которых встречаются единичные зерна никелина, самородного золота и меди.
Из приведенной выше краткой характеристики руд видно, что они близки между собой по структурно-текстурным особенностям и минералогическому составу. Некоторые минералы, входящие в состав отдельных типов руд, имеют одинаковую последовательность выделения в общем процессе рудообразования.
Ампалыкское железорудное месторождение является типичным представителем контактово-метасоматического типа, генетически и пространственно оно связано с Ольгинско-Ампалыкской гранитоидной интрузией.
Формирование месторождения началось с момента внедрения первой фазы Ольгинско-Ампалыкской интрузии. Внедрение интрузии сопровождалось высокой температурой и выделением значительного 'количества тепла, которое испытывали вмещающие породы. Эти резкие изменения температуры создали во вмещающих породах совершенно новые условии м,инералообразования. Минеральные компоненты, стабильные до внедрения интрузии, стали неустойчивыми в новой физико-химической обстановке. Начинается перегруппировка и перекристаллизация минералов и образование роговиков.
В дальнейшем контактовый метаморфизм сопровождался привно-сом вещества и образованием метасоматических роговиков и скарнов'. Мет асом атические роговики предшествовали образованию скарнов, окаймляли их и являлись как бы ранней стадией проявления метасоматоза, связанного с деятельностью тех же постмагматических растворов, что и скарны. Это подтверждается сходством минералогического состава роговиков й скарнов, их тесной ассоциацией и приуроченностью к одним и тем же тектоническим зонам. Метасоматические роговики образовались за счет тех же пород, что и скарны. Исходные породы теряли при этом значительное количество железа. Как правило, роговая обманка в них замещалась пироксеном с образованием грано-и микрогранобластовой структур. Магнетит исчезает из вмещающих пород, и вместо него появляются скопления агрегатов лейкоксена.
Основную роль в формировании скарнов, рудных тел и различных минеральных ассоциаций на месторождении играли процессы замещения, обусловленные растворением одного минерала и отложением на его место другого и сопровождавшиеся реакционными явлениями. Так, формирование метасоматических образований и в основном скарнов происходило в результате химического взаимодействия трех сред: двух соприкасающихся твердых горных пород (породы эффузивно-осадочной толщи и гранитоидной интрузии) и пропитывающего и1с раствора при определенной роли инфильтрации. Возникшие" при этом скарбовые тела обладали закономерным строением, основные черты которого выявлены Д. С. Коржинским [4].
Метасоматическому замещению при значительном привносе вещества подвергались порфириты, известняки, туфопесчаники, туфо-сланцы, а также и затвердевшие краевые части первой фазы Ольгинско-Ампалыкской интрузии. Тесная пространственная и генетическая связь месторождения с интрузией гранитоидов очевидна й особых доказательств не требует. Источником же скарно-рудообразующи^ растворов был, вероятно, тот же магматический очаг, который послужил началом образования Ольгинско-Ампалыкского интрузива.
Придерживаясь точки зрения большинства исследователей, мы считаем, что причиной возникновения растворов и отделения рудооб-разующего вещества являлись сложные физико-химические процессы, происходившие в магме во время ее внедрения. Существенную, а может быть и главную роль при этом играли процессы взаимодействия материнской магмы с породами кровли, а также процессы ассимиляции. Железо, по всей вероятности, выносилось из вмещающих пород и в первую очередь из эффузивов.
Остается не совсем ясным вопрос об источниках железа на Ампа-* лыкском месторождении. По мнению многих ученых —М. А. Усова [9], Ф. Н. Щахова [8], Ю. А. Кузнецова [6], для железорудных контактово-метасоматических месторождений железо выносится постмагматическими растворами из глубин магматического очага в послемагматичес-кую стадию становления гранитоидов.
X. М. Аблуллаев [1] считает, что железо могло быть заимствовано из вмещающих пород, где оно находилось в состоянии рассеянной вкрапленности среди эффузивов. Железо в этом случае должно быть не только заимствовано из вмещающих пород, но и растворено в конта-минированной мапме, а затем отложено постмагматическими растворами.
В. Г. Карель [5], присоединяясь к X. М. Абдуллаеву [2], считает, что при выносе железа последнее должно перерождаться в пироксено-скаполитовые метасоматические породы. Железо заимствовалось из вмещающих пород не постмагматическими растворами, а углекисло-щелочнымр? растворами магматической стадии субщелочных пород самой поздней стадии Ольгинско-Ампалыкской интрузии. Данные растворы рождались одновременно с магмой или впереди ее. В обстановке гипабиссальной фации магма кристаллизуется после того, как создано месторождение, поэтому в интрузивных породах поздних фаз встречаются обломки скарнов.. При ассимиляции кровли остывающей Ольгинско-Ампалыкской интрузии происходило отделение рудных растворов.
Возможное отделение рудоносных растворов при ассимиляции пород кровли остывающими интрузивными массивами доказывается многочисленными экспериментальными исследованиями. Так, например, Л. П. Овчинников [7] совместно с Л. И. Меттих при сплавлении силикатной породы с известняком и последующей кристаллизации такого расплава при постепенно понижающейся температуре получили на поверхности застывшего расплава тонкую корочку магнетита, аналогичную природной массивной магнетйтовой руде, и скопления пластинок гематита. В образовавшейся рудной корочке в качестве примесей содержатся извлеченные также-из силикатных пород медь, кобальт, никель, олово и некоторые другие металлы. Это говорит о том, что ассимиляция приводит к отделению в самостоятельную фазу не только железа, но и других металлов.
Отделение железа и сопутствующих металлов .из рудообразующего расплава, их вынос и образование скарнов и руд в контакте интрузива возникает в результате интенсивных процессов ассимиляции. Одновременно изменяется состав материнской магмы, что приводит к образованию большого разнообразия изверженных пород, начиная от габбро до аляскитов и многочисленных шлировых выделений гиббридов, которым иногда трудно подобрать название. Это обстоятельство привело М. А. Усова (9), А. Н. Заварицкого (3) и многих других к мысли, что источником скарно- и рудообразующих растворов могут Являться кислые магмы, а средний состав интрузивов обусловлен ассимиляцией известняков.
¡| № НЭиМ^новаиие
алинералов
л/п $
1 кварц
7 ллогиом лаз
3 х ал и шпат
4 биа/пит
. 5 пироксен
" в скаполит
7 гранат
► оливин
9 апатит
'0 циркон 1
н сфен |
¡2 магнетит \
>3 эпцдот \
14 ц оизит \
/5 о рее >юпирит \
/б леллцигит \
/7 гллунодат \
/8 допоит \
!Э соффлорит \
20 ригозоя обманно ;
21 актинолит \
22 тремолит \
23 пирит \
24 Сфалерит
25 пирротин
26 ссалькоаирит '
77 галенит •
28 блеклая рудо
29 молибденит \
30 висмутин \
3Г никелин !
32 алтаит !
33 сомород золото
34 • самооод. серебро
33 са пород медь
36 пренит •
37 флоголит
38 оплорит
39 серицит
40 мусковит
41- то ль к
42 кальцит
43 доломит
44 сидерит
43 анкерит
46 марказит
47 мельниковит- пирит
48 гематит
49 ильменит
¿а ¿1 церуссит куприт леакоксен
Рис. I. Парагенетическая схема выделения минералов Ампалыкского . железорудного
месторождения
Формирование Ампалыкского месторождения произошло в две эпохи: гипогенную и супергенную (рис. 1)*. Гипогенная эпоха состоит из пяти основных стадий. Каждая последующая стадия характеризу-етсй понижением температуры, изменением состава и концентрации растворов, обусловливающих определенный парагенезис минералов.
С внедрением Ольгинско-Ампалыкской интрузии эффузивно-оса-дочная толща, вмещающая месторождение, подверглась термальному метаморфизму. Результатом термальных воздействий интрузии явилось ороговикование вмещающих пород, образование роговиков различного состава.
Стадия образования роговиков с перерывом сменилась стадией скарнов, характеризующейся иными минеральными парагенезисами. В эту стадию широко проявились 'процессы метасоматоза, в результате которых возникли разнообразные по минералогическому составу скарны.
Формирование скарнов в различных температурных условиях нашло отражение в их составе и строении. По мере удаления от интрузии высокотемпературные магнезиальные, пироксеновые и пироксено-скаполитовые скарны сменяются гранатовыми.
Стад;ия магнетитового оруденения отчетливо накладывается на скарны, и магнетит охотно замещает последние. Отложение (магнетита происходило в широком температурном диапазоне, о чем свидетельствуют три его генерации. Однако основная масса магнетита выделилась в магнетитовую стадию вслед за скарновыми минералами и характеризуется < значительным привнооом железа.
С дальнейшим понижением температуры вместо магнетита начали выделяться сульфиды. На смену магнетитовой стадии приходят две сульфидные .стадии— высоко-низкотемпературные, отличающиеся друг от друга различными минеральными ассоциациями.
В высокотемпературную сульфидную стадию образовались маг-нетито-сульфидные руды с примесью сфалерита ранней генерации. Низкотемпературная сульфидная стадия началась выделением полиметаллического и мышьяковисто-кобальтсодержащего оруденения и закончилась выделением главной массы сульфидов и самородных металлов. Низкотемпературная . сульфидная минерализация является наложенной на м,агнетитовые руды.
Заключительным этапом в формировании месторождения явилась супергенная эпоха, характеризующаяся окислением и разложением первичных минералов.
Из сказанного можно сделать следующие выводы.
1. В результате воздействия Ольгинско-Ампалыкской интрузии на эффузивно-осадоч.ные породы последние испытали ороговикование и скарыпрование с последующим наложением магнетитового и сульфидного оруденения.
2. Полиметаллические и мыщьяковисто-кобальтсодержащие оруденения генетически связаны с гидротермальной деятельностью становления Ольгинско-Ампалыкской интрузии.
3. Сульфидное оруденение на месторождении не получило самостоятельного значения. Оно является наложенным по отношению к магнезитовому.
ЛИТЕРАТУРА
1. X. М. Абдуллаев. Роль процессов ассимиляции и формирования интрузивных комплексов Западного Узбекистана. Вопросы петрографии и минералогии, т. 1, изд-во АН СССР, 1953.
*) Парагенетическая схема выделения минералов приведена в сокращенном риде.
2. X. М. Аб дул л а ев. Генетическая связь оруденения с гранитоидными интрузиями. Госгеолтехиздат, 1954.
3. А. Н. 3 а в а р и ц к и й. Гора Магнитная и сс месторождения железных руд. Тр. ГК, вып. 122,.ч. III, 1961.
4. Д. С. Коржинский. Образование контактовых месторождений. Изз. АН СССР, сер. 3, 1949.
5. В. Г. К о р е ль. О железооруденении и генетических типах интрузий. Изв. АН СССР, сер. геол. № 8, 1956.
6. Ю. А. Кузнецов. Железооруденение и генетические типы интрузий. Изв. АН СССР, сер. геол. № 2, 1955.
7. Л. Н. Овчинников. Экспериментальные исследования в связи с изучением рудных месторождений. Тр. ГГИ, УФАИ СССР, вып. 26, Мин. сб. № 3, 1955.
8. Ф. Н. Шахов. К теории контактовых месторождений. Тр. ГГР ЗСФАН СССР, в. 1, 1947.
9. М. А. У с о в. Железорудные месторождения Западно-Сибирского края. Изд-вс АН СССР, 1937.
