CC BY
11
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
Том 151
1966
К ВОПРОСУ СОСТАВА ЖЕЛЕЗОНОСНОГО МАГМАТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА НА УЧАСТКЕ РУДНИКА ТАШТАГОЛ
Г. М. ИВАНОВА (Представлена научным семинаром кафедры петрографии)
Участок рассматриваемого магматического комплекса расположен па территории Горной Шории в верхнем течении р. Кондомы. Железорудные месторождения района, являясь контактово-меташматическими образованиями, тесно -приурочены к выходам сиенитов данного комплекса. Вследствие этого для изучения структур месторождений проводилось изучение геологического строения участка, выявление выходов сиенитов, вообще слабо обнаженных. Наиболее ранние исследования района принадлежат М. А. Усову, И. А. Молчанову, И. К. Баженову, Ю. А. Асанову, А. С. Мухину, К. В. Радуг,ину.
Детальные геологические съемочные работы и изучение месторождений проводились К- В. Радугиным, А. И. Скомороховым, Г. Л. Поспеловым, С. С. Лапиным, В. Г. Корель, А. Г. Володиным, В. И. Каминской, Ф. Д. Зейцем и др. Сиениты Кондомского района привлекали внимание многих исследователей, было выполнено много химических анализов пород, однако ни одной петрографической карты сиенитовых массивов составлено не было. До сих пор не был показан набор пород комплекса, не доказана принадлежность к нему основных пород габбрового ряда. Метасоматические образования в поле интрузии сиенитов, кроме железоносных скарнов, также до сих пор изучались очень слабо. Все это не позволяло нарисовать ясную картину условий формирования комплекса и уточнить генетическую связь с ним процессов рудообразования.
В 1963—1964 гг. на этом участке автором проводились петрографические исследования и было детализировано геолого-петрографическое строение Таштагольского сиенитового массива.
Вмещающими породами массива являются метаморфические сланцы, туфы и эффузивы среднего и основного состава, известняки кондом-ской свиты нижнего кембрия и в меньшей степени известняки, песчаники, альбитофиры и их туфы мундыбашской свиты среднего кембрия. Отложения этих свит слагают Кондомскую грабен-синклиналь, ограниченную с востока и запада крупными дизъюнктивными нарушениями от толщ низов кембрия и верхнего протерозоя. Указанная структурная зона имеет признаки длительного развития и сопровождается разнообразными магматическими образованиями.
В начале нижнего девона в пределах Кондомской грабен-синклинали одновременно с заложением Кузнецкой впадины возникли сетчато-тре-щинные зоны северо-восточного направления, охарактеризованные в ряде работ Г. Л. Поспеловым.
В плане Таштагольский сиенитовый массив представлен системой узких вытянутых тел-апофиз, параллельных между собой, с общей площадью 0,75 км2 при максимальной длине — 2,0 км и ширине 0,5 км.
Из данных колонкового бурения видно, что в вертикальном разрезе сиениты представляют серию гребней или дайкообразных .и жилооб-разных отпрысков с крутым или вертикальным падением, соединяющихся на глубине. Контакты их с вмещающими породами секущие, но довольно часто они согласны со структурой вмещающих пород, что свидетельствует о приспособляемости интрузивных образований к наиболее напряженным тектоническим структурам района.
Основные элементы геологии и петрографии массива
При изучении интрузивных образований на участке рудника Таш-тагол отчетливо выделяются три группы пород, которые тесно связаны друг с другом пространственно и, по-видимому, генетически:
1. Пироксеновые, пироксен-роговообманковые габбро-порфириты.
2- Сиениты нескольких разновидностей.
3. Дайковые образования диабазов, диоритов, микросиенитпор-фиров.
Породы первой группы встречаются обычно в виде штоков (0,6—3,9 км2) и тяготеют пространственно к сиенитам, часто слагая с ними один массив. Пироксен-роговообманковые и пироксеновые габбро-порфириты прорывают вмещающую толщу и сами прорваны сиенитами. Такие габбро-порфириты в пределах Таштагольского интрузивного массива встречены на г. Отвесной южнее рудника Таштагол и далее на юг в вершине рч. Александровки, а также по р. Кондоме. Активные контакты сиенитов с габбро-порфиритами местами четкие, местами с неровными ассимиляционными границами наблюдаются на г. Отвесной и в подземных выработках рудника Таштагол.
Подобные габбро-порфириты встречены также в пределах Шалым-ского и Шерегешевского рудных полей. В 1963 г. в верховьях кл. Мен юго-западнее рудника Шалым скважинами колонкового бурения вскрыта габбровая интрузия в виде небольшого тела, прорванного сиенитами. Отмечены также находки габбров в пределах Кочуринского сиенитового массива. Такая пространственная связь сиенитов с габбро и габбро-порфиритами, а также сходство присутствующих в этих породах элементов-примесей и аналогичные черты ассоциаций основных и щелочных пород в соседних районах свидетельствуют о том, что внедрения основной и далее щелочной магмы вероятнее всего являются фазами одного магматического процесса.
В пределах Таштагольского участка среди пород магматического комплекса преобладают сиениты, небольшие тела которых относятся к гипабиссальной фации глубинности, на что указывает неравномерная зернистость пород, порфировая структура, сравнительно неширокая полоса контактовых изменений.
По составу и структурным особенностям сиениты могут быть разделены на щелочные и известково-щелочные. В обоих группах по содержанию кварца выделяются бескварцевые, кварц-содержащие и кварцевые; по структурным особенностям можно выделить микросиениты, микросиенит-порфиры, сиенит-порфиры, среднезернистые сиениты.
Характерными особенностями сиенитов Таштагольского массива являются следующие:
' 7' ' ' / /
I > ' / / / / г,
' ' / / / ' |..' ✓ *
* < >1 ': У
У//Ш
/ /
ЕПЗ
Е2Э« СИ
7Т
и ШЕПЗ»
► ♦ ♦ ♦ ь *
й
+ + + 5
» И н «
¿5
Рис. 1. Схематическая петрографическая карта Таштагольского сиенитового массива. Вмещающие породы показаны пс данным Таштагольской геологоразведочной партии: 1 — щелочной микросиепит-порфир бескварцевый, 2 — щелочной сиенит-порфир бескварцевый, 3 — щелочной сиенит-порфир кварцсодержащий, 4 — известково-ще-лочной микросиенит-порфир бескварцевый, 5 — известково-щелочной сиенит-порфир бескварцевый, б — известково-щелочной сиенит-порфир кварцсодержащий, 7 — метаморфические сланцы (хлорит-альбит-карбонатные, хлорито-серицитовые, карбо-нато-хлоритовые и др.), 8 — роговообманко-вые пирексено-роговообмапковые пор-фириты, 9 — конгломератобрекчии, песчаники, 10 —диориты, диабазы, 11—руда, 12 — известняки, 13 — скарны, 14 — контуры сиенитовой интрузии, 15 — границы между петрографическими разновидностями пород.
Таблица Т
Состав 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
БЮа 43,83 48,18 47,50 48,78 50,50 53,04 46,86 52,26 53,70 64,14 55,07 59,82 56,94 61,54 63,19 60,86 66,10 65,60 60,40 '59,19 60,30 60,10 64,27 65,57 58,80 62,29 59,81 62,83 60,83
тю2 0,17 0,60 0,67 0,67 0,34 0,80 0,68 0,46 0,11 0,23 0,32 0,34 0,34 0,35 0,28 0,34 0,20 0,17 0,18 0,17 0,11 0,25 0,28 0,17 0,12 0,27 0,21^ 0,09 0,19
А12Оэ 15,30 15,10 11,90 13,20 11,42 13,32 14,49 18,98 16,72 18,89 17,80 19,81 16,97 18,20 19,18 17,48 18,33 18,96 16,72 18,10 17,64 18,02 18,30 17,63 17,80 17,17 17,40 16,50 17,20
Ре203 7,80 2,08 5,68 9,58 7,53 7,58 8,25 0,49 1,94 3,49 0,55 3,25 2,84 3,30 1,46 3,93 2,23 2,23 1,69 2,26 2,71 2,00 0,84 3,43 0,55 0,74 1,10 0,50 1,24
РеО 6,67 6,30 3,84 3,10 4,15 1,82 4,40 2,70 89 0,15 1,87 1,10 2,20 1,59 1,30 3,05 0,65 0,50 0,51 1,16 2,25 1,00 2,34 0,79 0,87 0,28 4,26 2,99 0,53
МпО 0,19 — 0,21 0,30 0,36 0,09 0,14 0,18 0,44 0,21 0,15 0,17 0,10 0,15 0,15 0,08 Сл. 0,12 0,18 0,11 0,04 0,18 0,13 0,11 . 0,19 0,24 0,10 0,09 0,12
л^о 7,10 11,03 6,45 7,25 10,32 7,03 6,51 2,93 2,53 0,37 1,38 1,08 0,50 0,79 0,87 0,94 0,54 0,27 1,49 1,01 1Д7 0,86 0,61 0,22 0,88 0,10 0,36 0,23 0,30
СаО 8,60 9,36 10,70 10,00 7,30 6,69 10,50 8,10 8,33 0,59 6,49 1,40 6,20 1,22 1,76 2,50 0,58 0,62 3,05 2,63 2,30 3,12 1,34 0,41 4,78 4,95 2,31 1,34 2,89
Ыа20 | 4,14 2,12 | 4,40 1 4,85 1,22 2,82 2,16 7,09 5,08 4,99 2,62 4,47 8,01 4,58 3,97 4,37 7,31 5,72 0,63 2,50 4,55 5,59 7,00 8,50 2,72 9,06 4,53 1,43 0,37
к2о 2,12 ) 3,34 2,45 2,36 0,39 1,94 5,01 3,62 5,27 0,58 6,12 6,27 3,25 1,86 5,05 11,70 9,86 4,68 5,98 2,41 1,70 7,87 0,36 8,00 12,20 13,40
нао — 0,18 сл. 1 сл. 2,32 — 1,98 6,48 0,24 0,25 0,66 1,80 4,26 0,21 0,28 2,34 0,38 0,28 0,25 0,07 3,20 0,19 0,10 0,22 0,21 0,09 0,12 0,02 0,13
Р203 0,47 — 0,65 0,75 0,30 0,15 0,40 0,28 0,14 0,14 0,30 0,28 0,21 0,13 0,08 0,27 0,19 0,05 0,12 0,11 0,15 0,14 0,15 0,07 0,16 0,13 0,11 0,05 0,08
ппп 3,56 — 5,58 1,46 0,18 — 0,62 0,12 7,97 1,28 2,62 0,36 0,10 3,88 1,70 0,10 1,49 0,60 0,63 2,50 0,34 3,32 2,46 0,72 4,24 3,88 1,88 1,61 2,74
а 7,60 7,60 8,40 8,60 7,30 9,42 8,40 17,20 14,87 17,80 18,10 17,64 19,00 19,20 18,00 14,65 18,30 19,40 19,20 21,40 17,55 19,70 18,84 20,70 18,80 20,60 22,10 21,23 21,13
с 6,90 6,30 4,20 4,50 3,83 3,91 5,80 4,90 4,53 0,70 3,80 1,72 2,54 1,40 2,10 3,15 0,71 0,70 2,10 2,30 2,82 2,70 1,62 0,48 3,47 1,30 0,89 0,68 1,53
Ь 31,00 31,00 30,00 29,00 32,47 37,34 30,30 14,30 15,10 10,00 9,90 11,37 11,40 8,20 7,30 11,10 7,45 6,90 6,60 6,10 8,05 5,60 6,34 5,50 5,98 6,07 7,14 4,79 4,34
я 54,00 55,00 57,20 57,90 56,40 59,32 55,50 63,62 65,50 71,30 68,00 69,27 67,06 71,20 73,00 71,10 73,53 73,00 72,10 70,20 71,52 71,80 73,20 73,30 71,75 72,03 69,87 73,30 73,00
/' 45,20 23,60 30,40 30,00 32,30 29,62 38,30 23,70 27,30 32,00 26,60 35,00 47,40 55,50 34,50 57,80 33,00 34,90 34,40 53,40 58,10 48,10 48,30 66,50 26,20 18,15 63,10 71,60 38,20
т' 41,20 60,20 38,00 43,00 52,80 42,24 37,40 37,00 30,50 6,60 26,10 15,92 7,40 16,70 20,50 14,60 11,80 6,80 39,70 29,00 25,70 27,80 16,30 6,60 27,20 3,40 8,70 8,20 11,57
с' 13,60 16,20 31,60 27,00 14,90 28,14 24,30 39,30 42,20 47,30 45,20 27,80 25,90 17,60 24,20 46,60 78,45 28,20 20,20 50,23
а' 61,40 49,08 45,00 27,60 55,20 58,30 16,20 36,40 26,90
п 57,60 — _ 35,40 63,40 58,40 97,20 80,00 60,40 34,10 56,60 95,40 53,20 49,10 67,00 86,20 63,40 7,60 27,60 25,50 53,60 91,64 88,50 34,40 97,40 46,20 15,28 3,86
Ь 0,99 1,09 1,06 0,34 1,30 1,12 0,64 0,13 0,31 0,46 0,44 0,46 0,45 0,35 0,43 0,27 0,22 0,26 0,25 0,12 0,29 0,35 0,22 0,14 0,36 0,31 0,08 0,43
<? 5,50 16,50 31,90 19,60 23,30 23,80 3,06 11,60 32,60 79,50 24,50 21,50 75,00 31,70 30,50 25,00 40,00 18,60 34,50 6,50 30,30 11,60 52,00 8,16 10,00 13,80 8,85 23,70
Я —13,6 — 11,40 -6,40 -5,90 —5,33 —4,12 -11,60 -12,04 -2,27 +6,50 -3,80 +2,54 —6,42 +2,40 +7,50 +9,45 +9,75 +5,70 + 3,70 —4,70 +5,18 + 1,70 +7,10 +4,74 +2,43 + 1,56 -5,35 +3,46 +2,21
1,2,3,4,5,6—габбро порфириты пироксеновые и пироксен-роговообманковые; 7—щелочные габбро типа шонкинита; 8,9—известково-щелочные сиениты; 10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29—слабо щелочные и щелочные сиениты.
1. Отсутствие в них темноцветных компонентов. Лишь в незначительном количестве наблюдаются разновидности с псевдоморфозами хлорита и биотита, по роговой обманке, сохранившей очень редко небольшие реликты и форму зерен. Это свидетельствует о выносе железа из пород интрузии в постмагматичеокий этап.
2. В северной части Таштагольского массива щелочные сиениты вообще не встречены, они появляются южнее в скважинах разведочных линий № 2 и 7. Причем щелочные сиениты наблюдаются, как правило, в верхней части разреза, на глубине же вскрываются нормальные из-вестково-щелочные сиениты. Содержание плагиоклаза в известково-ще-
20
•20
УЗО 7
Рис. 2. Петрохимическая диаграмма составов пород Таштагольского массива по А. Н. Заварицкому. Точки химсоставов соответствуют таблице первой.
лочных сиенитах Таштагольского массива обычно не превышает 15—20%, а иногда составляет всего лишь 3—5%. Указанное распределение сиенитов, вероятно, связано с более благоприятными условиями накопления щелочей в пределах южной части интрузивного поля. Здесь имеется набор пород от габбро-порфиритов к нормальным извест-ково-щелочным сиенитам, что не наблюдается в северной части массива.
3. В пределах массива наблюдается закономерность в смене структурных разновидностей сиенитов. У контактов с вмещающими породами и в апикальной части массива развиты микросиениты, микросиенит-
порфиры и сиенит-порфиры, тогда как с глубиной и ближе к центральной части порфировая структура исчезает.
4. С удалением от контактов к центральной части тела, а также с увеличением глубины размер зерен полевых шпатов неизменно увеличивается.
5. С удалением от контакта с вмещающими породами в сиенитах изменяется форма зерен полевых шпатов как ;в основной массе, так и в порфировых выделениях. Так, у контактов наблюдаются удлиненно-призматические и столбчатые зерна, с удалением от контакта постепенно форма зерен становится короткотаблитчатой.
6. Кварцсодержащие сиениты (содержание кварца обычно не превышает 10%, а иногда бывает только 3—5%) слагают в основном центральную часть тела, ближе к его периферии кварц встречается реже.
Среди дайковых образований наибольшим распространением пользуются дайки диабаза, диорита, диабазового порфирита и микросиенит-порфира. Мощность их колеблется от нескольких сантиметров до 1,5—4 м.
Все типы даек можно разбить на две группы, из которых в первую группу более древних входят микросиенит-порфиры и диориты, а во вторую более молодых даек входят диабазы 'и диабазовые порфириты. С последними связана обильная сульфидная минерализация.
Петрохимия комплекса
В связи с наличием вторичных изменений в породах описываемого комплекса образцы для производства химических анализов отбирались из пород, где эти изменения не проявились или были незначительными. При анализах учитывалось содержание ССЬ, связанное в карбонатах. Оно оказалось незначительным и колеблется от следов до 0,19%.
Все породы комплекса разбиваются на две группы — основных габбро-диабазовых пород и пород известково-щелочного и щелочного сиенитового ряда. Породы основного состава, петрографически охарактеризованные как габбро-шорфириты, по химическому составу колеблются от оливиновых габбро и диабазов, близких к кринанитам с величиной = — 11 —13 до пород, приближающихся к кварцевым диабазам (табл. 1). Если более основные разновидности пород имеют то же содержание полевошпатовой извести, что и в близких к ним средних типах оливиновых диабазов по Дели, то в более кислых разновидностях наблюдается пониженное значение этой величины. Наиболее характерная особенность пород заключается в величине п, которая вместо 80 для вышеописанных средних типов пород чаще снижается до 50, указывая на высокую роль калия среди щелочей.
Сиенитовая группа пород обладает интересными особенностями химизма. Здесь мы имеем непрерывный ряд пород от известково-щелоч--пых сиенитов, близких к среднему типу по Дели, до щелочных разновидностей пород, пользующихся наибольшим распространением.
Известково-щелочные сиениты Таштагольского комплекса варьируют по составу от типов пород, почти совпадающих со средними извест-ково-щелочными сиенитами Дели или близких к известково-щелочным роговообманковым сиенитам, до пород, близких по химизму к известково-щелочным трахитам, которые сближают их с щелочными разновидностями пород, развитыми в районе.
Интересными разновидностями пород являются переходные образования, связывающие основные и известково-щелочные группы. Это шонкиниты, которые образуют самостоятельное тело в обнажениях по 156
реке Кондоме ниже города Таштагол. Они, вероятно, связаны с отдельной фазой внедрения магмы, следующей за формированием основных пород. Таким образом, намечается связь основных и щелочных дифференциатов магмы за счет ее глубинной дифференциации.
Щелочные разновидности сиенитов очень своеобразны. По своему химическому составу они отвечают пуласкитам ¡и нордмаркитам. Часть их близка к среднему щелочному сиениту мира, но значительное число пород попадает в поле диаграммы выше, чем расположение отмеченных пород, т. е. в область аплитовых пород, близких их щелочным разностям— пэзанитам. Действительно, минералогический их состав характерен часто почти полным отсутствием темноцветных минералов. В породах отмечается переменное содержание калия и натрия, что связано с неравномерным развитием более поздней альбитизации. Вся основная масса пород принадлежит калиевому ряду и характеризуется величиной «п» от 58 до 23 и даже 7,6. В некоторых разновидностях пород содержание К2О в весовых процентах достигает 11,7—13,4% при содержании Ыа20 менее 1%.
Содержание глинозема в весовых процентах во всех сиенитовых породах колеблется от 17,2 до 19,8, в единичных случаях до 16,7. Часть пород, согласно расчетам по методу А. Н. Заварицкого, пересыщена глиноземом. Это объясняется развитием в породах тонкого серицита. При этом в ряде случаев в таких породах относительно увеличивается содержание натрия, что связано с альбитизацией.
Сиениты Таштагола, как еще ранее отметил Ю. А. Кузнецов, относятся к (3-разновидностям при высокой величине отношений РеО : М§0, что указывает на их базальтоидное происхождение.
Ъписанные выше габбро-порфириты, по нашему мнению, принадлежат к ранней фазе становления Таштагольского магматического комплекса. На это указывает не только их пространственная связь, но и особенность химизма в виде относительно высокой роли калия среди щелочей, а также сходства в составе редких и рассеянных элементов.
Заключение
Таштагол ьский габбро-сиенитовый магматический комплекс, с которым связано железооруденение района, развился на участке области завершенной складчатости, распавшейся в результате развития крупных разломов на грабен-синклинали и горст-антиклинали. Выходы интрузивных пород вытянуты в виде полосы северо-восточного простирания внутри узкой Кондомской грабен-синклинали. Отмеченные выше признаки петрогенетического сходства основных габброидных и сиени-тоидных пород заставляют думать, что формирование магматического комплекса связано с интрузией базальтовой магмы, имеющей трахитовое направление дифференциации. Указанием на это является наличие пород промежуточного состава в виде шонкинитов, связанных с магмой трахиандезитового состава.
Фациальные особенности комплекса характеризуются приповерхностными условиями при внедрении магмы вдоль узких трещинных зон. В результате сравнительно быстрого охлаждения магмы хорошо выражены зоны закалки в виде мелкозернистых пород. Широко проявляются на участке зоны щелочного замещения пород в виде калиевого метасоматоза, перерастающего в магматическое замещение.
При замещении основных пород, как это отмечал ранее С. С. Илье-нок (1960), освобождающееся железо при разложении силикатов и окислов сбрасывается в область контакта и идет на формирование метасоматических рудопроявлений.
