» » Околорудные изменения вмещающих пород

Околорудные изменения вмещающих пород

30.07.2016

Ртутные месторождения отличаются разнообразием типов околорудных изменений, что определяется размещением оруденения в породах различного состава и различными параметрами рудоносных растворов. Изучение околорудных изменений способствует пониманию генезиса и локальных условий образования ртутных месторождений и позволяет провести их типизацию, что имеет первостепенное значение для прогнозирования и поисков скрытого оруденения.
Рассмотрим роль отдельных факторов, обусловливающих формирование различных типов метасоматически измененных вмещающих пород.
Роль среды рудообразования определяется характером разреза: наличием в нем литологически благоприятных горизонтов, их мощностью и особенностями сочетания с пластичными породами, играющими роль экрана для рудоносных растворов. Чем больше мощность потенциально рудолокализующих толщ, например известняков или песчаников, и чем более контрастны по сравнению с экранирующими породами (например, сланцами) их физико-механические свойства, тем более благоприятны условия для формирования выдержанных горизонтов метасоматитов (джаспероидов, кварцитов, ленточных доломитов и пр.), в пределах которых концентрируется основная масса промышленных рудных залежей.
Проницаемость литологически благоприятных горизонтов далеко не всегда является решающим фактором, определяющим условия локализации ртутного оруденения. Более важную роль играют другие физико-механические свойства пород: способность подвергаться разрывным дислокациям с образованием зон, проницаемых для гидротерм. В одном случае это системы одиночных приоткрытых трещин, в другом — зоны массовой трещиноватости, в третьем — зоны внутриформационного расслоения в тонкослоистых глинистых доломитах, в четвертом — зоны брекчирования вдоль разрывных нарушений.
Если физико-механические свойства вмещающих пород предопределяют возможность проникновения к местам рудолокализации рудоносных растворов, то от их химического состава в значительной степени зависит характер пред-рудного изменения, которым и обусловливается тип непосредственно рудовмещающих — гидротермально измененных пород. По этому признаку все вмещающие породы подразделяются на две резко различные группы: карбонатного состава, в которых интенсивнее всего происходят реакции метасоматического замещения, иногда практически полного (как в случае с джаспероидами) и алюмосиликатного, где преобладает процесс выщелачивания или, наоборот, привноса более ограниченного числа компонентов.
Тип деформаций вмещающих пород зависит от степени интенсивности складчатых и разрывных дислокаций: на каком-то оптимальном этапе линейные, менее благоприятные, деформации, приводящие к образованию ограниченных по объему ослабленных секущих или согласных зон, сменяются более интенсивными деформациями, при которых возникают зоны массовой трещиноватости, расслоения, дробления и брекчирования пород, хотя и без существенного перемещения вещества.
Совместное воздействие перечисленных выше факторов обусловливает большое разнообразие видов околорудного изменения, развитых на ртутных месторождениях различных генетических типов.
Процесс предрудного изменения вмещающих пород характеризуется различным балансом привноса — выноса вещества. Он может происходить практически без перемещения отдельных компонентов (автогидрометаморфизм), с преобладанием явлений выщелачивания всей породы (предрудное окарстование) или отдельных ее составляющих, с преимущественным заполнением ранее образованных пустот, с полным или частичным замещением породы минеральными новообразованиями и с образованием биметасоматических зон сложного состава.
В литературе по ртутным месторождениям описывается большое число видов околорудного изменения вмещающих пород, являющихся или универсальными — почти повсеместно развитыми (окварцевание, карбонатизация), или же проявляющимися локально, в ограниченном числе типов месторождений (например, цеолитизация или маршалитизация).
Наиболее распространены явления силицификации: в тех или иных масштабах окварцеванием затрагиваются все разновидности вмещающих пород — от кварцевых песчаников (Никитовское месторождение), содержащих изначально до 70—80% свободного кремнезема, до массивных известняков, где процессы окварцевания выражаются иногда в появлении лишь единичных кристалликов кварца. Кремнезем в зонах околорудного изменения выделяется в двух резко различных формах: безводной (кварц) и водной (гейзерит, опал). Последняя характерна для приповерхностных месторождений вулканогенного типа. Судя по составу газово-жидких включений в рудных и жильных минералах, кремнезем не является обязательным компонентом глубинных рудогенерирующих растворов. Объяснение его столь широкого распространения в ртутных месторождениях следует, по-видимому, искать в относительно легкой извлекаемости кремнезема из подстилающих толщ, имеющих, как правило, алюмосиликатный состав.
В случае преобладающего развития процессов заполнения кварцем открытых полостей в породах алюмосиликатного состава формируются месторождения кварц-хлорит-серицитового типа; при метасоматическом замещении кремнеземом известняков (под сланцевым экраном) образуются месторождения джаспероидного типа, а соответствующие процессы в песчаниках приводят к образованию месторождений кварц-диккитового типа; опал — ведущая составная часть месторождений алунит-опалитового и травертинового типов.
Почти столь же распространены, хотя и в иных соотношениях, процессы карбонатизации. В наиболее чистом виде они проявляются в месторождениях карбонатного типа, локализующихся в доломитах и известняках, а в остальных играют хотя и существенную, но все же вспомогательную роль. Широкое развитие процессов карбонатизации объясняется следующим: углекислота является непременной составной частью рудогенерирующих растворов, поэтому, естественно, избыток CO2 выделялся в виде карбонатов того или иного ряда — в зависимости от преобладающих компонентов подстилающих и рудовмещающих пород. Чаще всего это будет CaO, реже MgO (в доломитах), еще реже FeO (в зонах лиственитизации, где Fe и Mg заимствуются из гипербазитов) и в исключительных случаях MnO (жильные месторождения Рудных гор в Чехословакии, где марганцем обогащены древние толщи).
Явления аргиллизации характерны исключительно для ртутных месторождений, локализующихся в породах алюмосиликатного состава. В однородных карбонатных толщах они не проявляются. Единственным исключением может служить, по-видимому, месторождение Kapacy в Западном Узбекистане, где, несмотря на карбонатную среду рудоотложения, в числе жильных минералов наряду с доломитом, кальцитом, кварцем и баритом устанавливается, причем в существенных количествах, крупночешуйчатый серицит.
Можно наметить несколько направлений, по которым развиваются процессы аргиллизации. Во-первых, это явления простого обезвоживания и литификации молодых глинистых образований, приводящие к формированию достаточно мощных зон «отвердения» (литифицированные меловые глинистые мергели Сахалинского месторождения на Кавказе, уплотненные эоценовые глины Рас Эль-Ma в Северной Африке и др.). Во-вторых, в периферических частях ряда месторождений четко выделяются зоны, в образовании которых участвовали щелочи, «отгонявшиеся» из блоков, непосредственно примыкающих к рудоподводящим каналам. В случае ведущей роли калия это будут зоны мусковитизации и серицитизации, если же в растворах присутствовал литий, то образуются более редкие минералы из группы хлорита (литийсодержащий донбассит и др.). Дальнейшее развитие процессов серицитизации приводит к полному выносу щелочей и образованию мощных и протяженных на глубину зон диккитизации; в специфических близповерхностных условиях вместо диккита образуются нестабильные минералы из группы каолинита, а также монтмориллонит и др. — вплоть до наименее устойчивых галлуазита и гидраргиллита.
Явления аргиллизации в «чистом» виде характерны для месторождений карбонатно-полиаргиллитового тига, существенную роль они играют в месторождениях кварц-диккитового и алунит-опалитового типов, менее распространены в месторождениях кварц-хлорит-серицитового, джаспероидного и лиственитового типов.
В отличие от перечисленных выше трех групп околорудных изменений, в которых ведущую роль играют соответственно кремнезем, углекислота и глинозем и для каждого из которых возможно самостоятельное проявление, в случае лиственитизации обязательно должно быть одновременное сочетание нескольких видов околорудного изменения. Объясняется это биметасоматическим характером реакций: взаимодействием железа, кальция и магния, освобождающихся при серпентинизации и отальковании гипербазитов, с кремнеземом и отчасти глиноземом, содержащимися во вмещающих сланцах и песчаниках. При этом образуются приконтактовые зоны и отходящие от них секущие жилы, представленные кварцем и карбонатами (в порядке убывания значимости это будут: анкерит, доломит, магнезит, кальцит, сидерит, брейнерит, родохрозит, с которыми в подчиненном количестве ассоциируют серпентин, тальк, пирофиллит, апофиллит, фуксит, брусит и др., а также иногда гематит). Соотношение кварцевой и карбонатной составляющих колеблется в очень широких пределах, но в среднем близко к 1:2—1:3.
Таким образом, для формирования зон лиственитизации необходимо строго оптимальное сочетание следующих условий: должен быть мощный глубинный источник обогащенных углекислотой растворов и наличие резко контрастных по составу пород, содержащих, с одной стороны, кремнезем, а с другой — железо, магний, кальций и другие минералообразующие компоненты карбонатов.
Все остальные типы околорудного изменения вмещающих пород имеют более локальное значение: они или характерны для строго определенных районов (флюоритизация, возможно также баритизация), или играют подчиненную роль в месторождениях определенного генезиса (цеолитизация); лишь в редких случаях тот или иной вид околорудного изменения может по масштабам проявления выходить на первое место (алунитизация, битуминизация, пиритизация и др.).
Так, для вулканогенных ртутных месторождений, локализующихся в близповерхностных условиях в эффузивах кислого состава, наиболее характерны процессы алунитизации, развивающейся в случае, если рудогенерирующие эманации содержат избыток сернистых соединений. Однако в чистом виде алунитизация проявляется редко, чаще она сопровождается процессами опалитизации и полиаргиллизации.
Органическое вещество играет весьма существенную роль в формировании зон околорудного изменения вмещающих пород. Это связано, с одной стороны, с отгонкой летучих составляющих осадочных пород в периферические части рудолокализующих структур с образованием четко выраженных зон «очернения» в милонитах или горизонтов так называемых черных надрудных сланцев (Хайдаркан и другие месторождения джаспероидного типа), а с другой — с преобразованием органического вещества на месте, его углефикацией и даже графитизацией (Хайдаркан). Принципиально иной генезис имеют, по-видимому, полутвердые битумы типа антраксолита (Ванынань), кертисита, карпатита, элькерита (Чукотка, Закарпатье). Они особенно широко распространены на месторождениях, локализующихся вдоль глубинных разломов, отделяющих ртутоносные зоны от нефте- и газоносных областей. Наличие битумов объясняется здесь, по А.А. Саукову, общностью путей циркуляции углеводородистых соединений и рудогенерирующих растворов.
Тесная геолого-структурная связь нефтегазоносных областей и ряда ртутных месторождений позволяет говорить о наличии их генетической общности. Во всяком случае в настоящее время можно сделать вполне определенный вывод о «битумной специализации» многих ртутоносных районов (Калифорния в США, Южный Китай и др.), в пределах которых битумы участвуют в формировании четко выраженных зон околорудного изменения, насыщенных углеродом и его соединениями.
Явления флюоритизации вмещающих пород ртутных месторождений характерны только для рудных провинций, одним из типоморфных элементов металлогенического фона для которых служит фтор (Средняя Азия, Забайкалье). Последний в этом случае является «унаследованным» элементом: он проходит через всю историю геологического развития региона, образуя крупные концентрации высокотемпературных фторсодержащих минералов в экзоконтактовых зонах щелочных интрузий и выделяясь в связи с рудными месторождениями различных генетических типов (от самых высокотемпературных редкометальных до наиболее низкотемпературных собственно флюоритовых). В ртутнорудных полях зоны флюоритизации приурочиваются обычно к рудоподводящим разломам, что свидетельствует об относительно высокой температуре их формирования.
Барит, витерит, целестин — низкотемпературные минералы, образующиеся в интервале умеренных глубин при условии наличия свободного кислорода. Единичные находки их, имеющие чисто минералогическое значение, известны для большинства ртутных месторождений, в частности локализующихся в карбонатных породах. Однако крупные скопления этих минералов, особенно в тех случаях, когда они преобладают в составе рудовмещающих горизонтов и зон, известны лишь в пределах специфических рудных провинций, отличающихся повышенным геохимическим фоном в части бария и стронция (Средняя Азия, Северная Африка и др.). Наиболее ярким примером месторождений такого типа является Ашатское в Туркестанском хребте. Ртутное оруденение здесь локализуется преимущественно в пределах мощного тела сливных баритов, сформировавшегося в зоне контакта порфиров и вмещающих их мраморизованных известняков. В других случаях ртутные минералы (шватцит, ртутьсодержащий сфалерит, киноварь) выделяются в зальбандах крупных баритовых и барит-витерит-целестиновых жил (Копетдаг, Северная Африка), или же, наоборот, системы маломощных баритовых жил образуют своеобразную индикаторную зону вокруг богатых залежей киноварьметациннабаритовых руд (Северная Африка).
Важную, но во многом еще недостаточно изученную, генетическую информацию дают проявления процессов цеолитизации пород. Цеолиты типа ломонтита и др. достаточно широко развиты в молодых вулканогенных месторождениях, локализующихся в интенсивно измененных эффузивах кислого ряда (Приамурская группа). Цеолитоподобный минерал, содержащий NH4, обнаружен на нижних горизонтах известного серно-ртутного месторождения Сульфур-Бенк в США, образованного при участии современных термальных вод. Цеолиты встречены на месторождении Альмаден — представителе ртутных месторождений кварц-диккитового типа.
Данные изучения околорудных изменений пород на ртутных месторождениях позволяют выделить ряд общих их признаков, имеющих региональное значение и вследствие этого пригодных для использования при металлогеническом районировании ртутнорудных провинций. Коротко они сводятся к следующему:
1) вулканические области, стабильные массивы и геосинклинальные зоны характеризуются различными типами околорудных изменений — приповерхностная опалитизация, алунитизация и аргиллизация в первом случае, осветление, перекристаллизация, карбонатизация, окварцевание и диккитизация — во втором, линейные зоны окварцевания и лиственитизации — в третьем;
2) характер разреза определяет ведущий тип околорудного изменения — карбонатизация и окварцевание в карбонатных толщах, кварцитизация, диккитизация — в алюмосиликатных осадочных породах, опалитизация, алунитизация, цеолитизация, аргиллизация — в кислых эффузивах;
3) для каждой рудной зоны характерен свой более узкий набор видов околорудного изменения, обусловленный привносом компонентов местного геохимического фона (флюоритизация, баритизация, алунитизация и др.);
4) рудоконтролирующие разломы фиксируются зонами локальных изменений — лиственитизацией и др.