CC BY
21
УДК[553.41/45:55(1):550.3](571.6)
КАРТИРОВАНИЕ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ В ОЛОВОРУДНЫХ РАЙОНАХ ЮГА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА С ЦЕЛЬЮ ПЕРСПЕКТИВНОЙ ОЦЕНКИ
1 2 3
М.И. Копылов , И.В. Пустовойтова , И.Н. Скрябин
:ФГУП «Дальгеология», 680041, г. Хабаровск, ул. Балашовская, 15 2,3Институт тектоники и геофизики, 680000, г. Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65
Выполнены обобщающие геофизические, петрофизические и геохимические исследования по картированию измененных пород процессами метаморфизма и метасоматоза в оловорудных районах юга Дальнего Востока. Выявлены основные типы метаморфических и метасоматических пород в Комсомольском, Кавалеровском, Хинганском, Баджальском, Ямалинском оловорудных районах и определена степень благоприятности локализации в них оловорудной минерализации.
Ключевые слова: метаморфические, метасоматические породы, геофизические, петрофизические, геохимические исследования, оловорудные районы, Комсомольский, Кавалеровский, Хинганский, Баджальский, Ямалинский рудные районы. Библиогр. 11 назв. Ил. 4. Табл. 1
MAPPING OF METAMORPHIC FORMATIONS IN THE TIN REGIONS OF THE SOUTH OF THE FAR EAST TO DEFINE FAVOURABLE AREAS FOR ORE LOCATION
M.I. Kopylov, I.V. Pustovoytova, I.N. Skraybin
federal State Unitary Enterprise "Dalgeologia", 680041, 15 Balashovsky St, Khabarovsk, Russia institute of the Tectonics and geophysical, Khabarovsk
The authors perform a generalized geophysical, petrophysical, and geochemical researches on mapping the rocks changed by metamorphism and metasomatism in tin regions of the south of the Far East. They distinguish basic types of metamorphic and metasomatic rocks in Komsomolsky, Kavalerovsky, Hingansky, Badzhalsky, Yamalinsky tin regions. The authors determine the possibility degree of localization there tin mineralization.
Key words: metamorphic, metasomatism breeds, geophysical, petrophysical, geochemical, Sn-areas, Komsomolsky, Kavalerovsky, Hingansky, Badgalsky, Yamalinsky tin regions. 11 sources. 4figures. Table 1.
Исследования процессов метаморфизма в рудных районах показали, что они существенно влияют на распределение рудной минерализации. В пределах Дальневосточного региона наиболее детально изучен метаморфизм оловорудных районов. Метаморфизм подразделяют на два главных класса: контактовый (термический), проявляющийся около магматичес-
ких интрузивных тел, и региональный, охватывающий отдельные регионы.
Физические свойства пород являются чутким индикатором прошедших под действием температуры, давления и разноплановых напряжений метаморфических процессов. Физические свойства являются своеобразной «физической памятью» пород, хранящей информацию о её структур-
1Копылов Михаил Иннокентьевич - главный геофизик ФГУП «Дальгеофизика», кандидат геолого-минералогических наук.
Kopylov Michail Innokеntjevich - principal geophysic FGUP "Dalgeophysika", candidate of geological-mineralogical sciences
2Пустовойтова Ирина Валерьевна - аспирант Института тектоники и геофизики, e-mail: [email protected]
Pustovoytova Irina Valerjevna - postgraduate Institute of the Tectonics and Geophysical, e-mail: [email protected]
3Скрябин Илья Николаевич - аспирант Института тектоники и геофизики
Skrjabin Ilyja Nikolaevich - postgraduate Institute of the Tectonics and Geophysical
но-генетических преобразованиях в прошлом. Изучение физических свойств пород и закономерностей их пространственного распределения позволяют использовать при интерпретации геофизических полей, картировать метасоматические преобразования по типам и выделять участки, наиболее благоприятные для локализации оло-ворудной минерализации. Благоприятным условием для постановки геофизических, петрофизических исследований с целью картирования метаморфических пород в оловорудных районах является широкое развитие зон контактового метаморфизма, с особенностями проявления которого связывают определенный тип минерализации.
Исследованием метаморфизма в оло-ворудных районах Приамурья и Приморья занимались В.Г. Гоневчук, Э.И. Изох, П.Н. Кошман, А.М. Кокорин, П.Г. Корос-телев, В.Г. Крюков, Ю.Н. Размахинин, Н.П. Романовский, М.И. Копылов и др.
П.Н. Кошман отмечал ограниченное контактовое изменение пород в пределах Комсомольского района, носящее аддитивный характер, связанный с влиянием Силинских гранитоидов в центральной части площади. Им высказана мысль об автометаморфическом преобразовании интрузивных пород повышенной основности и их возможной метасоматической переработки.
Э.И. Изох и В.В. Онихимовский связывали ороговикование пород с гипотетическим гранитным батолитом, а локальные поля более сильного преобразования пород - с куполовидным выступом этого батолита.
А.М. Кокорин, П.Г. Корестелев и В.Г. Гоневчук, детально изучившие метаморфизм всего района с выходом в неизмененные породы, выделили в его пределах около 10 различных участков.
Исследование было направлено главным образом на изучение химизма и вещественного состава метаморфических фаций, в то время как физический аспект их остался неизученным. Авторы, занимаясь изучением петрофизических свойств в
оловорудных районах (Комсомольском, Хинганском, Баджальском, Ям-Алинском, Кавалеровском) на большом количестве изученных образцов (более 25000) и физических полей (рк, пк, ДТ и Д§), производили картирование метаморфических пород по величине электрических сопротивлений, плотности, магнитной восприимчивости и пористости.
По Комсомольскому, Хинганскому, Баджальскому, Ям-Алиньскому районам (рис. 1) проводились петрофизические исследования с отбором образцов по сети 200х100 м и детализацией в пределах рудных зон до 50х20 м, 20х5 м с последующим измерением плотности (а), магнитной восприимчивости (х), и частично (25%) удельных электрических сопротивлений (р), пористости (п) и поляризуемости (п).
]
□
ЕЗ ЕЗ □ И
Рис. 1. Схема оловорудных районов и зон глубинных разломов Дальнего Востока:
1 - платформенные образования; 2 -срединные массивы; 3 - Монголо-Охотская геосинклинальная система; 4 - впадины; 5 -оловоносные площади; 6 - наиболее перспективные площади; 7 - глубинные разломы; 8 - оловорудные районы: 1 -Комсомольский, 2 - Баджальский, 3 - Дуссе-Алиньский, 4 - Ям-Алиньский, 5 - Хинганский, 6 - Северный Сихотэ-Алиньский, 7 - Верхне-Бикинский, 8 - Арминский; 9 -Большеуссурийский; 10 - Октябрьский; 11 -Дальнегорский; 12 - Кавалеровский; 13 -Щербаковский; 14 - Фурмановский; 15 -Вознесенский
Кроме того, электрические свойства вмещающих пород, руд и метасоматичес-ки измененных образований изучались по диаграммам КС, с установкой трехэлек-тродного профилирования A10Mx10N в скважинах и с установкой A2,5Mx2,5N в штольнях, частично микроВЭЗ (АВ=3; 2.5;. 1.5; 1.0 м) на обнажениях. По Кава-леровскому оловорудному району были использованы данные ранее проведенных геофизических и петрофизических исследований масштаба 1:50000-1:10000.
По результатам измерений строились планы изолиний и петрофизические карты о, х, n% в масштабе 1:200000 и 1:50000. При интерпретации геофизических полей (рк, пк, АТ) масштаба 1:10000 они разбивались на ячейки 200х200 м, в каждой ячейке принималось среднее значение параметра, которое предположительно соответствовало определенному типу метаморфизма. По сумме всех параметров геофизических и петрофизических, по их весу вклада определялся окончательно тип метаморфизма. Вес каждого параметра определялся по данным сопоставления геологических и геохимических данных по площади и по разрезу с использованием данных каротажных, геохимических исследований. К наиболее информативным данным отнесены рк, о и Ag, к вспомогательным n% (так как выполнены не по всей площади), х и АТ, пк, AUEn, концентрация радиоактивных элементов U, Th, K, у. По совокупности этих данных с учетом их веса строились карты типов метаморфизма по рудным районам.
Вопрос о роли региональных метаморфических, метасоматических образований в рудном процессе в настоящее время решается неоднозначно. Глубинным магматическим очагам, по данным Г.М. Власова [3], свойственны восстановительные условия, при которых высокое давление образует плотный перегретый пар с хлоридами щелочей, углекислым, сернистым и др. газами. Конденсация пара на более высоких горизонтах обусловливает образование перегретых хлоридно-натриевых вод, имеющих слабокислую реакцию
вследствие содержания кислоты. Поднимающиеся растворы производят широкое метаморфическое и метасоматическое изменение пород. Слабопроявленные мета-соматические изменения - типа регионально развивающейся глубинной фации пропилитов, охватывают не только вулканические породы, но и собственно осадочные терригенные, обусловливая развитие апосланцевых и апопесчаниковых пропи-литов и пропилитоподобных пород [2, 3, 6, 10]. В зависимости от Р-Т условий выделяются две фации пропилитов - относительно низкотемпературная гипабиссаль-ная и высокотемпературная абиссальная. Для первой характерна ассоциация хлорита с эпидотом, для второй - хлорита с эпи-дотом и актинолитом. Пропилиты глубинной фации развиты в нижних горизонтах, гипабиссальной и промежуточной фации -в верхних и средних горизонтах разреза.
Для метасоматитов Приамурья, по данным В.А. Буряка [2], характерно широкое развитие калиевого полевого шпата -адуляра, слабее - альбита и серицита. Новообразование альбита и серицита (мусковита) характерно, в основном, для нижних частей разреза. Метасоматические кварциты широко развиты в рудных районах и распространены преимущественно в верхней и средней частях разреза, часто приурочены к протяженным тектонически ослабленным зонам. Туфы и лавобрекчии наиболее подвержены аргиллизитовым изменениям, которые выражаются замещением темноцветных минералов и реже плагиоклазов монтмориллонитом, хлоритом и адуляром.
Для оловорудных районов Приамурья и Приморья [8, 6, 7] характерно проявление дорудной биотитизации пород (до биотитовых роговиков), представляющих собой наиболее высокотемпературную фацию. Биотитизированные породы присутствуют в оловорудных районах вне видимой связи с гранитоидами. Примечательной геохимической особенностью био-титизированных пород является их обога-щенность рудными элементами.
Одной из основных особенностей региональных метасоматитов для оловорудных районов является выдержанность их минерального состава и фациального типа на значительных площадях. Другой особенностью региональных метасоматитов, которая сдерживает их изучение, является слабая контрастность и отсутствие четких границ проявления. Некоторое увеличение зональной контрастности отмечается с уменьшением глубины очага магмообразо-вания и степени регионального метаморфизма.
Региональный и контактовый метаморфизм наиболее ярко проявлен в Комсомольском и Кавалеровском рудных районах, где изучен геологическими, геофизическими, геохимическими и петрофи-зическими методами. Эти данные легли в большей степени в основу выделения типов метаморфизма по остальным олово-рудным районам Хинганскому, Баджаль-скому и Ям-Алиньскому.
Вмещающие породы, охваченные процессами окварцевания, ороговикования фиксируются высокими значениями pk (300-20000 Омм для ВПСГ и 5000-30000 Омм для ДП, СП), величина которых находится в прямой зависимости от степени окварцевания и ороговикования. Резким понижением концентрацией радиоактивных элементов U, Th, K и общей радиоактивности (у) сопровождаются породы, охваченные процессом окварцевания. Широко развитый в пределах эффузивного комплекса пород процесс пропилитизации фиксируется в физических полях ДЦЕП, pk, Пк, ДТ и петрофизических œ, g, понижением всех перечисленных параметров.
Развитие в пределах районов процессов биотитизации, хлоритизации, серици-тизации пород в физических полях не всегда находят четкое отображение, так как в большинстве случаев они сопровождаются вкрапленной сульфидной минерализацией (табл. 1). В отсутствии ее в поле pk породы, затронутые этими процессами, отмечаются некоторым повышением значений электрического поля (за 3000-5000 Омм), гамма-активности (20-40 у) и содер-
жаний и, ТЬ, К. В магнитном поле метасо-матические породы картируются понижением значений ДТ до нулевых, также уменьшением величины параметра ж. Сульфидная минерализация, как вкрапленная, так и прожилковая, резко увеличивает диапазон значений всех геофизических параметров. Величина сопротивлений уменьшается до первых десятков Омм, величина Пк, напротив, увеличивается до 10-30%, ДИЕП - до 100-500 мв, в зависимости от количества сульфидной минерализации, интенсивности трещиноватости, пористости и обводненности. Намагниченность ме-тасоматических пород определяется количественным содержанием пирротиновой, магнетитовой минерализации, которая в пределах их имеет крайне неравномерное распределение.
На основе указанных закономерностей изменения физических параметров в зависимости от степени метасоматической проработки пород был составлен определитель метасоматических типов пород в табличной форме, который позволял по совокупности параметров, их весу, определить ориентировочно тип метасоматитов. В свою очередь, типы метасоматитов были разбиты условно на четыре группы, по степени их благоприятности для локализации рудных тел: I - весьма благоприятная, II -благоприятная, III - неопределенная, IV -не благоприятная.
В Комсомольском районе наиболее контрастно контактовый метаморфизм получил отображение в полях сопротивления рк дипольного профилирования (ДП) и вызванной поляризации (ВП). Высокими полями сопротивлений (5000-30000 Омм) выделяются зоны роговиков и роговико-воподобных пород, расположенных в юго-восточной части Комсомольского района (рис. 2).
В целом по району наиболее высокими сопротивлениями выделяются экзо- и эндоконтактовые области интрузивных массивов, в пределах которых и располагаются поля развития роговиков, роговико-воподобных и сильно ороговикованных пород. Наиболее высокие и выдержанные
Таблица 1
Проявление контактового и регионального метаморфизма в оловорудных районах юга Дальнего Востока по геофизическим и петрофизическим исследованиям
Магнитная Плотность Электрическое Естественная
Типы породы восприимчивость (g), г/см3 сопротивление радиоактив-
(œ), (р), Омм ность
п10-5СИ (у), мкр/час
.Комсомольский оловорудный район
Ороговикование по 25-350 2.65-2.80 2500-15000 6-12
песчаникам 200 2.72 10000 10
Ороговикование по 80-560 2.7-3.0 3000-18000 4-7
андезитам 123 2.87 11000 5
Пропилитизированные 0-17 2.4-2.6 1000-6000 17-35
андезиты 11 2.53 3200 20
Окварцованные песчаники 0-15 2.56-2.66 20000-40000 2-6
5 2.61 30000 4
Ороговикование 0-50 2.55-2.69 5000-12000 18-36
по гранитам 20 2.69 8000 24
1 .Кавалеровский оловорудный район
Ороговикованные породы 0-100 2.60-2.74 5000-12000 7-14
30 2.70 8000 10
Биотизированные породы 0-80 2.62-2.78 4000-8000 9-17
35 2.73 6000 12
Окварцованные и слабо- 0-50 2.60-2.72 3000-10000 6-16
ороговикованные породы 20 2.67 6000 9
111.Хинганский оловорудный район
Ороговикование по 40-700 2.62-2.78 3500-15000 5-8
андезитам 150 2.70 9000 7
Ороговикование по 15-20 2.55-2.67 2500-10000 9-19
риолитам 17 2.60 6000 14
Ороговикование по 32-400 2.54-2.63 3000-12000 8-17
игнимбритам 120 2.59 7500 13
Ороговикование по 30-75 2.80-2.75 3200-15000 6-10
дацитам 50 2.65 8000 8
ТУ.Баджальский оловорудный район
Ороговикование по 60-500 2.70-2.85 5000-15000 5-9
андезитам 130 2.78 9000 7
Ороговикование по 30-200 2.66-2.75 3100-14000 6-11
дацитам 60 2.69 7500 8
Ороговикование по 10-60 2.55-2.65 3000-11000 10-20
риолитам 25 2.60 6500 15
Окварцованный и биотизи- 0-35 2.53-2.65 8000-30000 8-18
рованный риолит 18 2.59 18000 13
Ороговикование по 0-48 2.56-2.69 6000-25000 16-38
гранитам 28 2.62 10000 27
V. Ям-Алиньский оловорудный район
Ороговикование по 2-30 2.62-2.76 5800-18000 7-15
алевролитам 15 2.71 12000 11
Окварцованный песчаник 0-15 2.58-2.70 10000-30000 5-22
7 2.67 20000 15
Примечание. В числителе - интервалы значений, а в знаменателе - средние значения параметров.
поля сопротивлений приурочены к выходам интрузивных массивов, штокообраз-ных тел чалбинского и пурильского комплексов; эндо- и экзоконтактовые области интрузий силинского комплекса выделяются менее контрастно, чаще отдельными фрагментами. В поле рк ДП по району, фиксируется множество аномалий сопротивлений изометричной формы, отвечающих интрузивным купольным структурам, размеры последних определяют и масштабы площадей электрических сопротивле-
ний. По интенсивности электрических сопротивлений отмечается уменьшение полей сопротивлений с юга на север района. Наиболее высокими кажущимися и удельными сопротивлениями отмечаются роговики 15000-18000 Омм и роговиково-подобные породы 15000-12000 Омм. Зона сильно ороговикованных пород характеризуется значениями 3000-10000 Омм, а слабоороговикованных пород 2000-5000 Омм. Поля высоких сопротивлений, расположенные, в основном, в южной и час-
1
/ Ч
\ J -/
Ш
X ; х ';
—\ —
:
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
13
14
15 116
Рис. 2. Схематическая карта метаморфизованных пород Комсомольского района, составленная по геофизическим и петрофизическим данным:
1 - интрузивно-купольные структуры (1 - Чалбинская, 2 - Лево-Хурмалинскея, 3 - Силинская, 4 -Курмиджинская, 5 - Пурильская, 6 - Капральская, 7 - Элиберданская, 8 - Лево-Похская, 9 - Верхне-Хурбинская, 10 - Верене-Силинская, 11 - Сектахская); 2-5 - глубинные разломы: 5 - коромантийные, 4 - образующие депрессии, 3 - магмоконтролирующи), 2 - прочие; 6 - рудоносные структуры; 7 -неизмененные породы; 88 - слабосерицитизированные породы (о=2,5-2,65 г/см0 , х=0-55*10/ ед. СИ, рк=1200-2500 омм, К=5-6%, Th=6-8*10/%); 9 - хлеритизированные и эпидотизиреванные породы (а=2,55-2,7 г/см3 , х=0-50*10/ ед. СИ, рк=1500-3000 омм); 10 - слабобиотитизированные породы (а=2,56-2,68 г/см3, х=0-25*10/ ед. (СИ, рк=2500-5000 омм); 11 - (сильно биотитизировалные породы (а=2,58-2,7 г/см3, х=0-30*30/ ед). СИ, рк=5000-10000 омм); 12 -биотитовые роговиковоподобные породы (а=2,6-2,72 г/см3, х=20-100*10/ед. СИ, рк=10000-15000 омм); 13 - биотитовые роговики (о=2,6-2,75 г/см3, х=30-130*10/ед. СИ, рк=15000-40000 омм); 14 - диориты (а) и габбро-диориты (б); 15 - граниты (а) и гранодиориты (б); 16 - базальты
тично в центральной частях района, отвечают зонам развития роговиков, связанных с выходами интрузивных пород чалбин-ского, силинского и пурильского комплексов. Области метаморфизма на контакте с гранитоидами силинского интрузивного комплекса в полях сопротивлений и по данным измерений на образцах и в скважинах выделяются на фоне значений вмещающих пород менее контрастно (2000-7000 Омм). Роговики и подобные породы этого типа по данным поля сопротивлений отмечаются узкими полосами и распространены в центральной и северной частях Комсомольского района.
В магнитных полях наиболее четко выделяются зоны роговиков и роговиково-подобных пород в южной части района, отвечающие экзо- и эндоконтактовым областям выхода гранодиоритов пурильского комплекса. Наиболее четко зоны роговиков в магнитном поле проявлены в осадочном комплексе юрских образований. Сла-боороговикованные породы всех типов практически не отличаются магнитными свойствами от вмещающих пород как в магнитном поле, так и по данным измерений х и Jп на образцах.
Породы контактового метаморфизма, представленные процессами пропилитиза-ции, выделяются понижением значений рк, о, п ДТ и х в пределах Амутской мульды, Западной и Восточной грабен-синклиналей, сложенных андезитами и их туфами, имеющими повышенные характеристики магнитных параметров. Следует отметить, что проявление контактового метаморфизма в полях ДТ и в значениях магнитных параметров обусловлено привносом железистых минералов, главным образом, магнетита, реже титано-магнетита, и выносом их в случае процесса пропилитизации из вмещающих андезитов; также вынос магнитных минералов отмечается при проявлении процесса кремне-калиевого метасоматоза.
В эндоконтактовой области интрузивных массивов силинского комплекса, охваченной процессами амфиболизации и кремнекалиевым метасоматозом, отмеча-
ется также понижение значений плотности [1,5, 6]. По сравнительному анализу полей Ag и g видно, что в южной части района, где отмечается наиболее интенсивный отрицательный минимум силы тяжести, на поверхности фиксируется повышение плотности. Эти факты указывают на наличие здесь на глубине разуплотненных пород, связанных с глубинным метасоматозом. В последние годы накоплен значительный материал по мантийному метасоматозу. Согласно данных Л.Н. Когарко [4 ] мантийный метасоматоз наиболее ярко проявлен при щелочном магматизме, который имеет место в оловорудных районах. В свете экспериментальных данных [4] исследование метасоматического взаимодействия расплав-флюида с мантийным материалом типа пиролит-С02-Н20 показывает следующие закономерности. На глубинах свыше 220-300 км в мантийном лерцолите могут присутствовать высокоплотные магнезиальные силикаты вместе с магнезитом, на тех же глубинах может присутствовать богатый водой пар, так как в этой области высокоплотные магнезиальные силикаты и амфибол неустойчивы. На меньших глубинах (180-100 км) возрастает роль воды в мантийной газовой фазе. На глубинах 80 км и выше главным компонентом мантийной газовой фазы является
С02.
В полях К, U, Th (аэросъемка) наиболее высокими содержаниями радиоактивных элементов фиксируются калишпа-тизированные породы в области экзокон-такта с интрузиями силинского комплекса, где концентрация калия достигает 3-5%, тория 8-12х10-4 %. Измененные породы первого типа отмечаются широкими полями радиоактивных элементов, характеризующихся повышенными содержаниями К, U, Th в южной части района, приуроченной к экзоконтактовой области чалбин-ского массива и Капральского, Сехтах-ского интрузивных куполов [6, 9, 10].
В Кавалеровском районе широкое развитие метасоматических преобразований было установлено рядом исследователей [7, 8]. Взгляды на природу метасомати-
тов, условия образования и закономерности распределения их типов до сего времени остаются дискуссионными. Ю.Н. Раз-махинин [8] первым отметил появление разных типов новообразований (существенно биотитовых, пропилитовых и кварц-серицитовых) с элементами вертикальной зональности и куполовидное строение ореолов измененных пород, которые, по его предположению, располагаются над купольными батолитами. Отмечая пересечение метасоматических тел измененными гранитами, он высказал предположение, что ореолы биотитизации и пропилитиза-ции образуются под воздействием глубинных трансмагматических щелочных растворов, но не связаны с внедрением гранитных массивов.
По данным геофизических исследований [7] контактовый метаморфизм в Ка-валеровском районе наиболее отчетливо проявлен в полях электрических сопротивлений, где зоны роговиков и биотизиро-ванных пород выделяются аномалиями рк до 5000-10000 Омм и более. В одних случаях роговики и роговикованные породы поднимаются к самой поверхности, сопровождая выступы интрузивных тел, в других - опускаются на глубину до километра, слабо проявляясь лишь в начальной стадии их формирования (пятна, маломощные зоны с биотитом). В пределах глу-бокоэродированных рудных полей (Новогорское, Рубежное, Темногорское и др.) значения электрических сопротивлений имеет более высокие пределы по сравнению со слабоэродированными рудными полями (Арсеньевское, Хрустальное, Силинское).
В магнитном поле области проявления контактового метаморфизма пород четкого отражения не находят, в одних случаях они фиксируются полями высокой интенсивности (+200-100 нТл) как зоны положительных, в других - отрицательных аномалий а в третьих случаях соответствуют «нулевому» магнитному полю. Ядра метасоматических зон чаще всего картируются высокоаномальным, сильно дифференцированным магнитным полем.
В гравитационном поле Кавалеров-ский район фиксируется минимумом силы тяжести, включая и поля развития контактового метаморфизма. По данным же измерения плотности, роговики и ороговико-ванные породы, слагающие поля региональных метасоматитов, имеют избыточную плотность 0,2 г/см3 и должны создавать положительные аномалии силы тяжести, а в действительности наблюдается обратная картина.
В Хинганском и Баджальском оловорудных районах региональный контактовый метаморфизм проявлен гораздо слабее, особенно в Хинганском. Это, в первую очередь, связано с особенностями их геологического строения. В региональном плане данные районы приурочены к Хин-гано-Баджальской зоне, возникшей в позднем мезозое как наложенные прогибы в пределах Буреинского гранитоидного массива [11]. Вулканические депрессионные структуры, заполненные вулканогенными образованиями мощностью 1-2,5 км, и прорывающие их интрузивные и субинтрузивные тела не имеют характерных сводовых поднятий, присущих для Комсомольского и Кавалеровского оловорудных районов.
Вместе с тем следует отметить некоторые отличия Баджальского района, где контактовый метаморфизм имеет более широкое развитие по сравнению с Хин-ганским и фиксируется по периферии вулканических и интрузивно-купольных структур в осадочном и вулканогенно-терригенном комплексе юры, триаса и перми. По данным В.Я. Беспалова (1980), поля ороговикованных пород для Верхне-баджальского узла занимают около 230 км2 и связаны с неглубоко залегающей интрузией.
В геофизических полях и по данным лабораторных исследований петрофизи-ческих свойств пород, контактовый метаморфизм в Баджальском и особенно в Хинганском районе проявлен гораздо слабее, чем в охарактеризованных выше рудных районах [6, 10]. Так, для Хинганского района только вблизи выхода штока гра-
нит-порфиров, в пределах оловорудного месторождения Олоно, отмечается незначительная область ороговикованных вмещающих пород.
В Ям-Алиньском оловорудном районе контактовый метаморфизм также находит отображение наиболее отчетливо в полях сопротивлений резким повышением значений рк до 10000-20000 Омм. В магнитном поле области ороговикованных пород чаще всего отмечаются повышением значений ДТ, но в то же время часто фиксируются и отрицательными или близкими к нулевым величинами магнитного поля. В гравитационном поле район соответствует интенсивному минимуму силы тяжести, отвечающий в целом границе Ям-Алинь-ского гранитоидного массива.
Общей закономерностью размещения метасоматических полей является их связь с интрузивно-купольными структурами (ИКС). Пространственно к ним приурочены месторождения и проявления Бп, Си, РЬ и др. Тип и характер метасома-титов определяется вещественным составом ИКС и вмещающих пород (рис. 2). На современном срезе ИКС в зависимости от степени эродированности проявляются концентрическими, зональными метасома-тическими полями, пространственно совпадающими с отрицательными гравитационными аномалиями, резко дифференцированными, знакопеременными аномалиями ДТ, повышенными значениями калия, рк и Ьк.
Наиболее высокими величинами общей щелочности и железистости характеризуются чалбинские граниты, низкие коэффициенты железистости и общей щелочности имеют силинские габбро и диориты. В целом намечается постоянный рост коэффициента щелочности №2+К20/А1203 во всех комплексах от кислых пород к основным (г=0,65), причем в силинских и чалбинских гранитах величина коэффициента имеет резко дифференцированный характер, что указывает на сложный характер формирования гранитов.
Отношение г=Ее203/(Ее203+Ее0) в породах мяочанской серии варьирует от 0,08
до 0,45 [4, 8]. Как известно, между величиной коэффициента и магнитной восприимчивостью устанавливается положительная корреляционная связь, отражающая степень окисленности железа в породе. Биотит - широко распространенный алюмосиликат гранитоидов, структурные особенности и широкие вариации состава его допускают накопление многих микроэлементов (рис. 3). Биотит - чуткий индикатор режима кислотности-щелочности кристаллизации расплавов. Глинозе-мистость биотита не только показатель щелочности, но и температуры, в высокотемпературных условиях большая часть его расходится на кристаллизацию анортита, что ведет к обеднению Бе-М^ силикатов.
0.8-
0.7
0.6-
0.5-
0.4-
0.3-
0.2
0.1
пироксен
граниты
| гранодиориты
:
Рис. 3. Сравнительная характеристика отношений ¥еоОз/¥еО в породообразующих
минералах гранитоидов Чалбинского (1) Силинского (2) и Пурвильского (3) массивов
Невысокая величина коэффициента Бе203/Ре0 (менее 0,05-0,3) предопределяет восстановительные условия, при которых происходило образование биотита и вмещающих гранитов. Содержание общей щелочности биотита и железа (Бе203+Ее0) имеют обратную корреляционную зависимость. Наиболее высокой общей железис-тостью обладают чалбинские граниты, а наиболее высокой щелочностью - пуриль-ские. Следует отметить, что в биотитах гранитоидов наблюдается резкое преобладание калиевой составляющей над натриевой (в 10-50 раз). Положительные корреляционные связи общего железа отмеча-
ются с ТЮ2, М^О, отрицательные - с 8Ю2, Са, А12О3 и с общей щелочностью. По данным разных исследователей [5 ,6, 9, 10] биотит, возможно, является непосредственным носителем олова во всех разновидностях гранитоидов оловорудных районов.
Данные проведенных исследований для многофазных массивов указывают на закономерное и направленное уменьшение X и 1п в пределах интрузивных комплексов первых фаз внедрения, обычно они содержат большее количество суммарного железа, более магнитны, чем последние. По-видимому, в этом случае в первую очередь образовались более основные разности гранитоидов: габбро-диориты, диориты, и в последнюю очередь происходило становление гранитов в пределах всех комплексов.
Вторым критерием высказываемого положения может служить величина фактора Кенисбергера (0), значение которой значительно выше в гранитах и гранодио-ритах (0,5-5,0 иногда до 10), чем в диоритах и габбро-диоритах (0,2-0,6). В этом случае низкая величина 0 для пород первых фаз внедрения объясняется их вторичным прогревом при становлении гранитов и гранодиоритов, что может привести к заметному «старению» первичной 1п в породах первой группы. В породах Силинского массива наблюдается две системы направлений вектора 1п. Первая из них близка к направлению современного поля, вторая - располагается под значительным углом к нему. Очевидно, во втором случае ориентация и величина вектора 1п являются естественной первичной намагниченности, так как большинство пород из интрузивных комплексов обладают этим направлением. Здесь следует отметить, что при остывании породы массивов испытывали значительные механические напряжения. Направление возникающих при этом трещин должно совпадать с направлением 1п, в этом случае оно может служить индикатором их ориентации. Первичная ориентация вектора 1п Силинского интрузивного массива имеет в основном южное направление, что в целом
соответствует и данным геологических измерений трещиноватости.
Из геохимической характеристики внимание было обращено на профилирующие для района рудные элементы - олово, медь, свинец, цинк, молибден, вольфрам. Все интрузивные породы района обогащены оловом и бором, содержание их более чем в 5 раз превышает значение кларка. Особенно высокое содержание олова и бора отмечается в турмалиновых гранитах, являющихся носителями боро-оловянной металлогенической специализации «мяочанской» интрузивной серии в Комсомольском районе.
В пределах Пурильской и Капральской интрузий, расположенных на юге района, в минерализованных зонах имеет место боросиликатная минерализация в виде кварц-турмалиновых пород, но в минерализованных породах участков Элибер-дан, Левая Поха, Верхне-Хурбинский визуально и под микроскопом турмалина не обнаружено. Этот факт является характерным отличием южной и центральной частей района, где боросиликаты - одни из ведущих групп минералов гидротермально измененных пород. Совместный анализ первичных и вторичных ореолов рассеяния металлов указывает на их пространственную связь с выходами интрузивных пород, намечается определенная концентрическая зональность элементов по латерали по примерной схеме W^■Cu^■Sn^■Zn^■Pb от центра к периферии. На участках Пурил, Элибердан, Капрал, кроме олова, имеются проявления золота, молибдена, висмута, серебра.
По геофизическим, геохимическим и петрофизическим данным около 90% всех известных рудных зон в оловорудных районах юга ДВ нашли в той или иной степени отражение. Петрофизическая модель рудных зон независимо от состава вмещающих пород, в которых они залегают, имеет следующее характерное строение. Ядро зон отмечается повышением значений а, х, П, Jn и уменьшением их в зальбандах зон: некоторое повышение указанных параметров свойственно слабо-
измененным вмещающим породам. Электрические сопротивления, естественная радиоактивность и содержания U, Th, K имеют в распределении противоположную закономерность (рис. 4).
По петрохимическим данным П.Г. Коростелева, А.М. Кокорина, В.Г. Го-невчук, Н.А. Ворошилова, А.А. Минхевич и других авторов для рудных зон устанавливается вынос калия, натрия, кремния и привнос бора, фтора. Непосредственно в зальбандах рудных тел фиксируется повышение калия, связанного с процессом се-рицитизации: на небольшом удалении установлено повышение содержания натрия, образующего зоны альбитизации пород.
Рудные элементы в телах, первичных и вторичных ореолах имеют зональное распределение. По данным большинства исследователей ряд зональности в оло-ворудных районах выглядит следующим образом: Mo^Bi^W^Sn^As^Cu^Zn ^■Pb^Ag^Tn^-Sb (рис. 4). Первичные ореолы имеют сложную морфологию - на вертикальной проекции зон они представляют собой факелообразные тела. Центральные части зон указанных элементов смещены (по концентрациям) относительно друг друга на десятки метров.
Приведенные петрофизические, геофизические, геохимические и петрохими-
ческие характеристики и вещественный
Надрудный срез
Верхнерудный
срез
Рудный срез
Нижнерудный
срез—
состав отдельных зон еще раз указывает на зональное строение всех зон в оловоруд-ных районах. Согласно представленным иллюстрациям рудные зоны имеют внешний «чехол» («рубашку») высоких электрических сопротивлений. При залегании зоны в эффузивных образованиях «чехол» выделяется наиболее контрастно, чем в осадочных. Это вызвано тем, что эффузивные породы претерпели меньшее изменение (менее трещиноватые). Сульфидная минерализация в них имеет вкрапленный характер. В юрских, триасовых породах, претерпевших более интенсивный метаморфизм, сульфидная минерализация имеет прожилково-вкрапленный характер, что и усложняет конфигурацию «чехла» рудных зон.
Ядро рудных зон отмечается резким понижением сопротивлений. В нем, как правило, присутствует обильная минерализация. Внешний чехол рудных зон испытывает по вертикали и латерали достаточно резкий спад сопротивлений до 10002000 Омм, иногда до 500-800 Омм - для эффузивных пород холдоминской свиты и до 1500 Омм для осадочных. При значительных мощностях рудных тел электрическое сопротивление ядра зоны, как правило, имеет значение 10-100 Омм, менее мощные зоны отмечаются повышением
значений pk до 100-1000 Омм.
ET|i[[T] 2|7"г
|* ■> М° °16 \S
Рис. 4. Обобщенная физико-геологическая .модель по Ям-Алиньскому рудному району:
1 - серицитизация, 2 - хлоритизация, 3 - биотитизация, 4 - окварцеывние, 5 - турмалинизация, 6 - сульфидная, минерализация, 7 - оловорудное тело. Вертикальные колонки - виды зональности: 1-метасоматическая, 2- геохимическая, 3- геофизическая по параметрам о, х, П, Jn, Рк, ЛТ, 4-геофизическая по характеру радиоактивности (содержанию U, П, К), 5- петрофизическая
5)
Th
Ö
Th
K lh
3
Поляризуемость рудных зон испытывает постепенное увеличение к ядру зоны (см. рис. 4), и устанавливается прямая зависимость величины Ьк от количества сульфидов. В свою очередь, устанавливается для большинства рудных тел районов прямая парагенетическая и пространственная связь олова с сульфидами; для 60-70% случаев характерна положительная корреляционная связь свинца, меди, мышьяка с оловом.
В заключение необходимо отметить, что физико-механические свойства вмещающих пород оловорудных районов претерпели различные изменения в зависимости от степени проявления в них процессов динамо- и контактового метаморфизма и метасоматоза При значительном проявлении этих процессов петрофизичес-кие свойства различных фаций пород нивелируются. Происходит преобразование пород (на отдельных площадях, участках) в единую группу, физические свойства которой отражают термодинамические условия метаморфизма и метасоматоза по типам - биотитизация, окварцевание, оро-говикование, хлоритизация, серицитиза-ция, пропилитизация и т.д. Породы, подвергшиеся воздействию более высоких стрессовых напряжений и температур, характеризуются увеличением плотности, скорости, электрических сопротивлений и уменьшением пористости, радиоактивности. Оловорудная минерализация избирательно локализуется в пределах охарактеризованных метасоматически измененных пород - преимущественно в серицитизиро-ванных и окварцованных, реже в хлорити-зированных породах.
Библиографический список
1. Бесхлебная В.Е., Романовский Н.П., Копылов М.И. и др. Теплопроводность и плотность пород Комсомольского района. // Тихоокеанская геология. - 1985. - № 2. -С. 42-49.
2. Буряк В.А. Метаморфизм и рудооб-разование. - М.:Наука,1982. - С. 175-272.
3. Власов Г.М., Компаниченко В.Н, Малышев Ю.Ф., Романовский Н.П. Маг матогенно-рудные системы. - М.: Наука, 1986. - С. 6-200.
4. Когарко Л.Н. Роль глубинных флюидов в генезисе мантийных гетерогенностей и щелочного магматизма. // Геология и геофизика. - 2005. - Т. 46. - № 12. - С. 1234-1245.
5. Кокорин А.Н., Кокорина Д.К. Температурная зональность оловорудных месторождений Дальнего Востока. //Прогнозирование скрытого оруденения на основе зональности гидротермальных месторождений. - М.: Наука, 1972. - С. 52-58.
6. Копылов М.И., Крюков В.Г. Мета-соматиты оловорудных районов Приамурья //Геология и геофизика Приамурья. - Хабаровск, 1997. - С. 144-150.
7. Кукушкин Н.А. Картирование мета-соматитов оловоносных рудных полей геофизическими методами. // Разведка и охрана недр.- 1976. - №7. - С. 56-58.
8. Размахинин Ю.Н. О догматическом прогрессивном этапе метаморфизма (на примере Приморья) // Основные проблемы металлогении Тихоокеанского рудного пояса. - Владивосток, 1971. - С. 35-39.
9. Романовский Н.П. Способ количественной оценки проявлений гранитного магматизма при глубинных геолого-геофизических исследованиях (на примере Дальнего Востока СССР) // Тихоокеанская геология. - 1994. - №1. - С. 113-120.
10. Романовский Н.П., Копылов М.И. Петрофизические исследования метасома-титов оловорудных районов юга Дальнего Востока России // Вестник ДВО РАН. -Владивосток, 2009. - № 4. - С. 38-42.
11. Шестернёва И.И. Гидротермально измененные породы Хинганского олово-рудного месторождения и их поисковое значение. Диссертация на соискание ученой степени к-г-м.н. - Свердловск, 1986.
Рецензент доктор геолого-минералогических наук, профессор Иркутского государственного технического университета А.Г. Дмитриев
