CC BY
13
ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
_ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА_
Том 201 1972
ПРОДУКТЫ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО МЕТАМОРФИЗМА
ВУЛКАНОГЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ СЕВЕРО-МИНУСИНСКОЙ ВПАДИНЫ И НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
В. Г. КРЮКОВ, В. к. ЧЕРЕПНИН (Представлена профессором А. М. Кузьминым)
Последние годы характеризуются проявлением повышенного интереса к изучению продуктов гидротермального метаморфизма вообще и околорудных изменений, в частности. Это обусловливается тем, что процесс рудообразования, как правило, сопровождается широким развитием метасоматических ореолов. Выяснение пространственного положения новообразований и приуроченности рудной минерализации к определенному типу измененных пород способствует поискам скрытого орудеиения.
В настоящей статье приводится характеристика гидротермально измененных пород, развитых в пределах восточной части Северо-Мину-синской впадины, и делается попытка наметить некоторые закономерности в их пространственном распределении.
Указанная площадь ^находится в области сочленения Восточно-саянского протерозойского мегаантиклинория и Северо-минусинской девонской мегасинклинали-. Это положение обусловило развитие унаследованной северо-западной разрывной тектоники и связанной с нею вулканической и гидротермальной деятельности.
В геологическом строении территории принимают участие девонские эффузивные и вулканогенно-осадочные образования. В* составе их выделяются следующие породы (снизу вверх): зеленовато-серые диабазовые порфириты, темно-вишнево-серые миндалефиры, темно-серые базальтовые, плагиобазальтовые и андезитовые порфириты, светло-розоватые дацитовые порфиры, буровато-красноватые фельзофиры и лилово-серые криптокварцевые порфиры, розовато-серые трахиандезито-вые гюрфиры, -красновато-буроватые ортофиры я трахитоидные фонол и-ты, красноватые фельзит-порфиры и темно-серые до черного оливинсо-держащие базальтовые порфириты, щелочные риолитовые порфиры и вишневые кварцсодержащие порфиры, буровато-вишневые трахитовые порфиры, а также пирокластические разности перечисленных эффузи-вов и зеленсцветные туффиты, туфопесчаники, мергели. Основным эффузивам свойственны покровы либо потоки, кислым и субщелочным— куполообразная форма тел, а для туфов и туффитов устанавливаются пласты и линзы.
Довольно значительную, около 15—20%, часть площади занимают субвулканические и мелкие интрузивные тела, представленные двумя группами (от древних к молодым): 1) диабазовые и лабрадоровые порфириты, гранофировые и щелочные . риолитовые порфиры, агломерато-
вые туфы, эруптивные брекчии, кварцевые порфиры, ортофиры, босто-ниты и кристаллпорфиры; 2) сиенит-порфиры, порфировидные сиениты, граносиениты, гранодиориты, диоритовые и долеритовые порфириты. При этом отмечается принадлежность первых к субвулканическим фациям, а вторых — к интрузивным.
Эффузивные и вулканогенно-осадочные породы образуют мульдо-образную, ориентированную в северо-западном направлении пликатив-ную структуру, осложненную дополнительным брахиформным строением, что подчеркивается наличием нескольких более мелких мульд с очень пологим залеганием эффузивов на их крыльях. Центральная осевая часть мульдообразной структуры, помимо этого, осложнена флексу-рообразиым изгибом, который обусловлен наличием практически верти-кальнопадающего разлома северо-западного простирания. Это нарушение представляет собой мощную, 500—1000 м, зону интенсивного раз-вальцевания. смятия и в меньшей мере — дробления пород. Кроме того, на площади фиксируется субширотная структура, морфологически сходная с вышеуказанной, а также ряд мелких тектонических швов. Эти ослабленные зоны контролируют пространственное размещение вулканических аппаратов, дайковых и субвулканических интрузивных тел, а также продуктов гидротермальной деятельности.
Все измененные породы описываемой площади вызваны проявлением следующих процессов: 1) сульфатарно-фумарольного и 2) гидротермального. Изучая продукты метасоматоза, необходимо учитывать диа-генетическое изменение исходной породы, возникающее, как следует из классических представлений [7, 8], в результате неустойчивого состояния излившейся магмы, потому, что в ряде случаев диагенез приводит к возникновению новообразований весьма сходных с продуктами гидротермального метаморфизма. В данном случае диагенетическая фаза состояния породы определяется раскристаллизацией мезостазиса эффузивов, помутнением зерен полевых шпатов, разложением в новых условиях существования таких минералов, как оливин, пироксен, амфибол, биотит с образованием эпидота, альбита, кальцита, хлорита, серпентина, магнетита. Одним из критериев для выделения диагенетических изменений является отсутствие подводящих трещин, монолитный облик породы, а также развитие новообразований практически только в контурах минерала-хозяина.
Наиболее типичными продуктами сольфатарно-фумарольной дея- ' тельнос-ти на площади являются в различной степени окремненные породы и вторичные кварциты.
Окремненные породы, возникновение которых, как известно [5, 6, 7J, обусловлено эксгаляционными процессами, повсеместно приурочиваются к вулканическим аппаратам. Устанавливается также связь с северо-западным разломом, выражающаяся в том, что участки, прилегающие к нему, выделяются большим количеством новообраз9ванного или перекристаллизованного кварца. Эти образования довольно широко (1—4 км) протягиваются в северо-западном направлении на 30—40 км. Окремнению подвержены главным образом пирокластические породы и приконтактовые части покровных эффузивов.
Макроскопически окремненные породы сохраняют буровато-вишно 1'.ый, светло-буроватый или серый цвет; обломочные, плотные, либо флюидальные текстуры. Под микроскопом устанавливаются структуры перекристаллизации, затушевывающие пиперновое строение исходного эффузива. Количество кварца колеблется в широких пределах от 1—5*% до 20—40%. Часто на фоне тонкорассеянного кварцевого агрегата наблюдаются микропрожилки с друзовым обликом кристаллов.
В поле развития окремненных пород отмечаются участки, пред-
ставленные вторичными кварцитами. Последние, как правило, приурочены к северо-западному и субширотному разломам, отмечаясь в их пределах на месте жерловых образований древних вулканических аппаратов. Линейно-вытлнутые в северр-западном направлении, а также изометричные, овальные в плане тела вторичных кваоцитоь подчер: кивают трещинный или центральный "характер вулканических построек. Размеры тел составляют около 300—500X2000—3000 м — для вытянутых форм и 200—500X500—800 м для изометричных. Переход от ок-ремненных пород к кварцитам постепенный.
Для вторичных кварцитов типична светлая и светло-серая с розоватым, зеленоватым и желтоватым оттенками окраска, очень плотная, часто с плитчатой отдельностью, текстура. Нередко устанавливаются реликты малоизмененных пород. Развиваются кварциты практически по всем эффузивам, причем наиболее часто замещению подвергаются суб-вулканически.е щелочные риолитовые порфиры, кварцевые порфиры, ор-тофиры и их эффузивные производные. Довольно часто изменениями этого типа за хватываются оливинсодержащие базальтовые порфириты, диабазовые порфириты дайковой фации и вулканолиты субщелочных пород.
Для вторичных кварцитов характерны мостовые либо торцевые структуры, выражающиеся в ра^итии мелких (0,01—0,08 чм) зерен кварца, диккита -л серицита. Новообразования, составляющие 50—80% объема породы, представлены кваонем около 40—70%, серицитом от 5—15% до 30—50%, диккитом от 1—5% до 20^30%, пиритом 1—10%, единичными зернами или редкими скоплениями иголочек рутила.
Продукты гидротермального метаморфизма весьма разнообразны. Е соответствии с существующими в литературе воззрениями [2, 3, 4, 6], весь комплекс измененных пород может быть подразделен на ряд формаций, среди которых устанавливаются в порядке их формирования: 1) щелочные метасоматиты; 2) пропилиты; 3) кварц-серинитовые породы.
Щелочные метасоматиты проявляются главным образом на участках* представляющих собой останцы древних вулканических аппаратов, накладываясь на окремненные породы и вторичные кварциты. Пространственное размещение метасоматитов при этом контролируется субширотными нарушениями. В плане они образуют либо узкие ли-яейно-вытянутые тела, либо овальные или неправильной формы участки. Размеры их соответственно составляют: 50—250X700—3000 и от 100X150 до 1000X1200 м.
Развиваются эти образования по основным эффузивам, литокрис-таллокластическим туфам и туфобрекчиям, в меньшей мере по кварцевым порфирам, щелочным риолитовым порфирам и сиенит-порфирам. Для малоизмененных разностей отмечаются окраски и текстуры, свойственные исходным породам, по мере увеличения роли новообразований окраска породы приобретает голубоватый оттенок, исчезают ф.люи-дальные и обломочные текстуры, появляется характерный шелковистый блеск на плоскостях скола. Помимо этого, возрастает размер зерен до 2—4 ми, в отличие от мелких, 0,1—0,5 мм, кристаллов основной массы первичных эффузивов.
Под микроскопом наблюдается бластовое строение, метакристаллы, а также структуры, близкие к гипидиоморфнозернистым. Очень часто, особенно в малоизмененных разностях, отмечается зональное нарастание щелочных темноцветов на гранях фенокристов или обломков. Интересна приуроченность скоплений новообразованных минералов к трещинкам, футлярообразная или скелетная форма некоторых наиболее крупных зерен. Количество новообразований, колеблется от 1—5% до
68 V
20—40%, нередко достигая 70—90%) объема породы. Минералогический состав щелочных метасоматитов следующий: арфведсонит, эгирин-авгит,' синтагматит, меньшим развитием пользуются паргасит, диопсид, биотит и циркон.
Пропилиты пользуются более широким развитием по сравнению с предыдущими метасоматитами, образуя довольно широкие и протяженные поля размером 0,7—1,2 кмХ20—30 км. На площади их развития отмечаются-удлиненные или округлые «островки» тцелочных метасоматитов и вторичных кварцитов. Пространственное положение пропилитов контролируется северо-западным и субширотным разломами. Изменением этого типа захвачены как излившиеся разности: щелочные риолитовые порфиры, оливинсодержащие базальтовые порфириты, кварцсодержащие порфиры, трахитовые порфиры и их пирокластиче-ские производные, так и интрузивные породы, чаще всего гранитоиды.
Макроскопически новообразованиям свойственен облик исходной породы, заключающийся в развитии плотной, флюидальной или обломочной текстуры, а также в темно-серой, буроватой либо красноватой окраске. Тем не менее в пористых разностях эффузивов и в участках, прилегающих к тектоническому шву, фиксируется слабое «осветление» или «позеленение» пород. Новообразованные минералы пропилитов проявляются в форме пятен или прожилков. Нередко довольно прихотливое ветвление последних образует текстуры, близкие к брекчиевидным.
ТГод микроскопом устанавливается довольно значительное количество новообразованных минералов. При этом отмечается увеличение их доли от 5—7% до 15—30% в пористых породах или вблизи тектонических трещин. В составе пропилитов устанавливаются: эпидот, актино-лит, хлорит, кальцит, пирит; эпидот-актинолитовая фация пользуется ограниченным распространением и устанавливается лишь по периферии мульдообразной структуры.
К участкам сильно пропилитизированных пород, где максимальным развитием пользуется хлорит и альбит, приурочена медно-цинковая либо свинцово-цинковая минерализация. При этом чнаблюдается вкрапленность халькопирита, галенита, сфалерита, пирита и арсенопирита. Рудные минералы образуют устойчивые ассоциации в основном с хлоритом, кальиитом и альбитом.
К в а р ц-с е р и ци то в ы е породы фиксируются только в полях развития вторичных кварцитов и пропилитов в виде узких (50—250 м) протяженных (1000—5000 м) участков субширотной или северо-западной ориентировки. Развиваются дни главным образом по щелочным риолитовым порфирам и их пирокластам, а также по фельзофирзм, кварцсодержащим порфирам и по пепловым туфам.
Для кварц-серицитовых образований очень характерны брекчиевые. пластинчато-ячелстые либо прожилковые текстуры. Обломки представлены кварцитами либо пропилитами. Нередки случаи, когда ъ обломках встречаются кварциты с наложенш^й пропилитизацией. Кроме таких характерных текстурных особенностей, кварц-серйцитовые породы выделяются светло-серой до белого с буроватым или розоватым оттенками окраской. Окраска и особенности строения исходных пород затушевываются практически полностью.
Новообразования обычно составляют от 20—30% до 60—90% объема породы. Лепидо- и гранобластовое строение агрегата метасоматиче-ских минералов осложняется проявлением полосчатых и «струйчатых» микротекстур. Очень разнообразен минералогический состав: главными явля отся кварц и серицит; кроме того, отмечаются альбит, адуляр, пирит и несколько более поздние гематит, доломит и флюорит. Реликто-
вые минералы представлены хлоритом и диккитом. Необходимо отметить, что флюорит, образующий гцезда, прожилки и >килы мощностью в первые метры тесно ассоциируют с кварцем, альбитом и ортоклазом.
Помимо охарактеризованных продуктов гидротермального метаморфизма довольно часто в контактовых зонах гранитоидных тел наблюдаются образования, сформированные за счет воздействия внедряющихся интрузий. Выражаются эти новые образования слабой перекристаллизацией вмещающих пород, что очень типично [1] для даек, а также развитием турмалина, биотита, калишпата и циркона. Количество последних не превышает 1—3% в отдичие от щелочных метасоматитов.
Таким образом, для юго-восточной части Солгонского кряжа устанавливается значительное метасоматическое изменение пород с формированием различных типов новообразований, среди которых выделяются окремненные породы, вторичные кварциты, щелочные метасоматиты, пропилиты и кварц-серицитовые образования.
* При этом отмечается, что окремненные породы и вторичные кварциты возникали в доинтрузивный этап, а все остальные — в постинтрузивный.
Пространственное положение различных типов измененных пород контролируется единым северо-западным или субширотным разломом. Распределение продуктов сольфатарно-фумарольной деятельности обусловливается положением древних вулканических аппаратов Размещение же проектов гидротермального метаморфизма связывается с проявлением суоширотной и северо-западной разрывной тектоники.
Приуроченность щелочных метасоматитов, пропилитов и кварц-се-рицитовых пород к одним и тем же структурам подтверждает практически непрерывную эволюцию метаморфического процесса.
С определенными формациями гидротермально измененных пород связывается и определенный тип минерализации: с пропилитами—мед-но-цинковая и свинцово-цинковая; с кварц-серицитовыми образованиями — флюоритовая и молибден-сульфидная.
ЛИТЕРАТУРА
1. А. И. Баженов. Особенности контактовых явлений, связанных с дайко-быми породами основного щелочного, среднего и кислого составов (на примере Элек-мопарского массива в Горном Алтае). Изв. ТПИ, т. 127, вып. 1964.
2. В. А. Жариков. Некоторые закономерности метасоматических процессов. В сб. «Метасоматические изменения боковых пород и их роль в рудообразовании». Изд-во «Недра», 1966.
3. Д. С. К о р ж. и н с к и й. Очерк метасоматических процессов. В сб. «Основные проблемы в учении о магматоген'ных рудных месторождениях». , 2 изд. АН' СССР.
4. И. И. На ков ни к. Пропилитизированные породы, их минеральные фации, генезьс и поактическое значение. Записки всесоюзн. минер, об-ва, сер. 2, ч. 83, вып. 2, 1954.
5. Н. И. Наковник. Вторичные кварциты СССР. Изд.:во «Недра», 1964.
6. С. И. Н а б о к о. Гидротермальный метаморфизм пород в вулканических областях. Изд-во. АН СССР, 1963.
7. А. Р и т м а н.'Вулканы и их активность. Изд-во «Мир», 1964.
8. М. А. У с о в. Фазы эффузивов. Сб. «Основные идеи М. А. Усова в геологии». Изд-во АН Каз. ССР, 1960.
