» » Вопросы петрологии и минералогии сложных даек

Вопросы петрологии и минералогии сложных даек

12.08.2016

На месторождениях медно-молибденовой формации широко развиты сложно построенные дайки, во времени предшествующие проявлению основного молибденового оруденения. Они наблюдались нами в различных рудных полях (Давенда, Алмалык), особенно Шахтаминского месторождения. Здесь сложные дайки, как и аналогичные им по возрасту (J3) дайки простого строения, прослеживаются по простиранию на сотни метров (на первые сотни метров они прослежены скважинами и по падению) при сравнительно небольшой мощности (первые метры). В некоторых случаях они являются апофизами штокообразных тел гранит-порфиров, фиксирующих наиболее активные центры магматической деятельности. К этим же центрам обычно приурочены и тела эксплозивных брекчий.
Все разновидности пород, слагающие сложные дайки, как и соответствующие им дайки простого строения, генетически взаимосвязаны. He ясным остается пока отношение к этой группе более поздних лампрофиров, пересекающих на участке Ушканка дайку (Кварцевых порфиров — аналогов широко развитых на месторождении гранит-порфиров. Возможно, что подобные лампрофировые дайки развиты и непосредственно на площади Шахтаминского месторождения, однако в связи с субпараллельностью даек выявить возрастные соотношения между ними здесь очень трудно. He исключено, что именно с этими лампрофирами и связано более позднее полиметаллическое оруденение; по крайней мере, пространственное тяготение Pb—Zn минерализации к участкам преимущественного развития основных даек устанавливается отчетливо.
Рассматриваемые в работе лампрофировые и диорит-порфировые разности пород относятся к наиболее ранним образованиям, представляющим начальные члены ряда субвулканических тел, с развитием которых связано проявление на месторождении молибденовой минерализации. Их пространственные и возрастные соотношения с несколько более поздними гранодиорит- и гранит-порфирами отражают характер субвулканического магматизма в зоне развития молибденового оруденения.
Морфология и петрографический состав. В пределах месторождения широко распространены сложные дайки, состав которых (изменяется по мощности, простиранию и падению. Как правило, между отдельными разновидностями пород, слагающих дайки по мощности, наблюдаются постепенные переходы; реже отмечается резкий контакт, который может быть отнесен к эруптивному. В центральных частях даек иногда встречаются резко ограниченные ксенолиты пород из периферийных зон.
Хорошим примером сложных даек с постепенными переходами между образующими ее разновидностями пород служит дайка по квершлагу № 22 на интервале 21—29,3 м. В центральной части она имеет гранодиорит-порфировый состав, иногда отклоняющийся к гранит-порфировому, к контактам гранодиорит-порфир постепенно переходит в лампрофир. Переход осуществляется через диоритовый порфирит в пределах полосы 30—50 см, при этом, наряду с уменьшением количества порфировых вкрапленников, от центра к краевым зонам дайки происходит изменение основной массы от тонко- и мелкозернистой до микрозернистой.
Вопросы петрологии и минералогии сложных даек

Дайка, подсекаемая штольней № 1 (интервал 248,5—258,7 м), вблизи контактов имеет гранодиорит-порфировый состав. Характерно, что мощность гранодиорит-порфировой зоны во многом ,зависит от конфигурации контактов дайки. Наибольшим развитием она пользуется там, где гранитоиды, вмещающие дайку, нависают над ней, а наименьшим,— где отмечается обратное положение. Все переходы от гранодиорит-порфиров эндаконтакта к гранит-порфирам центральной части постепенные.
Своеобразная сложная дайка с резкими контактами между зонами вскрыта в северо-восточной части месторождения (канава 2000). При общей мощности 11,3 м дайка состоит из следующих зон (разрез с C-B на ЮЗ, рис. 5):
1) 0,0—0,6 м — лампрофировая зона; контакт лампрофира с вмещающими дайку гранитоидами резкий, прямолинейный. Вблизи контакта лампрофир представлен темной монолитной породой с мелкими ксенокристаллами кварца. С удалением от контакта порода светлеет, и в ней значительно возрастает содержание чешуек биотита; раокристаллизация основной массы увеличивается.
2) 0,6—4,9 м — гранит-порфировая зона. Контакт между зонами резкий. На интервале 2,2 м в гранит-порфире наблюдается ксенолит лампрофира.
3) 4,9—8,6 м — зона диоритового порфирита; контакт между зоной гранит-порфиров и диоритовых порфиритов резкий. На интервале 6,6—7,3 м в диоритовый порфирит внедряется апофиза гранит-порфира. В диоритовых порфиритах встречаются ксенолиты вмещающих дайку биотит-роговообманковых гранитоидов.
4) 8,6—9,9 м — гранит-порфировая зона с ксенолитами диоритового порфирита; границы ксенолитов с гранит-порфирами как резкие, так и постепенные.
5) 9,8—10,4 м — диоритовые порфириты.
6) 10,4—10,6 м — лампрофиры; контакт с диоритовыми порфиритами постепенный.
7) 10,6—11,0 м — гранит-порфир.
8) 11,0—11,3 м — лампрофировая зона, контакты с гранит-порфирами и шахтаминскими гранитоидами резкие; в последних вблизи (контакта отмечаются многочисленные лампрофировые апофизы.
Для рассматриваемой сложной дайки характерно то, что между лампрофировой и гранит-порфировой зонами отсутствует зона диоритового порфирита, фиксируемая обычно при постепенном переходе между зонами (диоритовые порфириты наблюдаются в центральной части дайки). Этим «выпадением» зоны диоритового порфирита, очевидно, и объясняется такой резкий контакт между лампрофирами и гранит-порфирами.
Зона диоритового порфирита отсутствует также и в сложной дайке, вскрытой в северной части месторождения канавой 2008. Здесь с лампрофировой зоной (мощностью 5—10 см) резко контактирует гранодиорит-порфировая зона, постепенно (на интервале 20 см) сменяющаяся через несколько метров гранит-порфировой.
Характерной особенностью сложных даек обычно является симметричное строение с одинаковым чередованием зон от обоих зальбандов к центру. Однако симметричность не выдерживается в мощностях зон, как это было отмечено для сложной дайки с резкими контактами между зонами (канава 2000). По простиранию этой дайки отмечаются участки, в которых мощность лампрофировых зон колеблется от 0 до 6,5 м, а между лампрофировой и гранит-порфировой зонами появляются диоритовые порфириты, отсутствующие на приведенном разрезе. На отдельных участках в центре дайки фиксируются гранит-порфиры, сменяющиеся аплитовидными гранитами; последние часто отмечаются в виде мелких прожилков, пересекающих гранодиорит-порфиры и диоритовые порфириты. Таким образом, данная дайка является сложной не только по мощности, но и по простиранию, что выражается в «выпадении» одних и появлении других зон. Подобные изменения отмечены и для других даек. Иногда по простиранию отмечается смена сложных по мощности даек простыми и наоборот. Такие изменения характерны в основном для даек с маломощной лампрофировой зоной по периферии.
Каждой из зон, входящей в состав сложной дайки, на месторождении соответствуют аналогичные дайки простого строения. При этом возрастные взаимоотношения даек простого строения отвечают взаимоотношениям, отмеченным для зон. Более молодые разновидности в сложных дайках тяготеют к центральной части.
Лампрофиры представлены тонкозернистыми темно-серыми с зеленоватым оттенком породами. Структура пород гипидиоморфно-зернистая, лампрофировая, характеризующаяся наличием фенокристаллов (1х2 мм) биотита и роговой обманки; встречаются редкие оплавленные зерна кварца (до 1,0х0,5 см). Лампрофиры в краевых зонах сложных даек представлены спессартитами, часто наблюдаются малхиты. Плагиоклаз (25—45%)-андезин (№ 31—36) образует кристаллы (до 0,6х1,0 мм), ксеноморфные по отношению к роговой обманке и биотиту. Роговая обманка (—45%) в основной массе представлена короткопризматическими кристаллами (сотые доли миллиметра), иногда образует спутанно-волокнистые агрегаты; во вкрапленниках — игольчатые кристаллы с плеохроизмом в буроватозеленых тонах. По периферии кристаллов развивается актинолит. Биотит (до 25%) встречается в виде мелких чешуек с резким плеохроизмом в бурых тонах; Ng = A,654+0,002, общая железистость [Fe:(Fe+Mg)] составляет 58—60%. В некоторых табличках биотита присутствуют включения кристаллов апатита. Калишпат, кроме единичных фенокристаллов (до 1,0х1,3 мм), в небольшом количестве отмечается в основной массе в виде ксеноморфных зерен размером 0,01X0,007 мм.
Диоритовые порфириты — породы темно-серого до черного цвета. Среди них выделяются разности, приближающиеся по составу как к гранодиоритам, так и к лампрофирам. Структуры пород — порфировые с микрогипидиоморфнозернистой основной массой. Порфировые выделения представлены кристаллами плагиоклаза (до 2 ом), роговой обманки (0,5х1,0 см) и биотита (0,3х0,5 ом). Кроме того, отмечаются крупные фенокристаллы калиевого полевого шпата и оплавленные зерна кварца, окруженные реакционными каемками из роговой обманки и биотита. Количество фенокристаллов в породах достигает 10%- В основной массе преобладает плагиоклаз (до 50—55%)-андезин (№ 30—35), представленный широкими таблитчатыми кристаллами размером до 0,3х0,3 мм. Во вкрапленниках плагиоклаз представлен андезином (№ 35—39); часто наблюдается обратная зональность. Роговая обманка (20—25%) широко распространена как в основной массе, так и в виде вкрапленников. Плеохроирует в светло-зеленых тонах; 2V = 72°, cNg = 14—15°; находится в тесной ассоциации с биотитом, обычно замещается актинолитом, хлоритом, эпидотом. Биотит составляет до 10—20% объема породы, часто содержит включения апатита, циркона и магнетита. Общая железистость минералов, определенная по Ng (1,645+0,002), равна 50%- Калиевый полевой шпат (до 5%) и кварц (3—5%) наблюдаются в виде мелких ксеноморфных зерен в основной массе породы.
Гранодиорит-порфиры характеризуются типичной порфировой структурой с микроаллотриоморфнозернистой, реже микропойкилитовой основной массой. Главным породообразующим минералом является плагиоклаз (45—55%), представленный андезином (№ 29—33); встречается в виде вкрапленников и среди основной массы (базиса). Минерал серицитизирован, эпидотизирован, иногда по нему развивается альбит. Калишпат (15—25%) слагает крупные (1,0—1,7 см) порфировые выделения; 2V = 55—60°. В основной массе минерал сильно пелитизирован. Кварц во вкрапленниках представлен оплавленными зернами (до 1,5 мм); в основной массе встречается в форме мелких зерен (до 20—25%), равномерно распределенных среди других минералов. Биотит обнаружен в виде резко плеохроирующих пластинок с включениями апатита, сфена, циркона; минерал частично хлоритизирован. Роговая обманка наблюдается в форме шестоватых слабо плеохроирующих кристаллов; cNg =15—17°; по периферии зерен развиваются хлорит, эпидот.
Гранит-порфиры — породы серого и розовато-серого цвета с хорошо выраженным порфировым строением. Порфировые выделения представлены крупными (0,5—2,0 см) кристаллами калишпата и оплавленными зернами кварца; часто наблюдаются мелкие вкрапленники плагиоклаза и роговой обманки, листочки биотита. Основная масса тонкозернистая (0,05—0,1 мм), приближается к фельзитовой. Калишпат (до 35% от объема породы) обычно корродируется основной массой; замещает плагиоклаз, реликты которого сохраняются в центральных частях крупных кристаллов. Плагиоклаз (40—45%) наблюдается как во вкрапленниках, так и в основной массе. Во вкрапленниках он представлен полисинтетически сдвойникованными кристаллами, близкими по составу к олигоклазу (№ 21—24) и олигоклаз-андезину (№ 28—32). В основной массе плагиоклаз (олигоклаз) встречается в виде мелких идиаморфных табличек (0,1—0,2 мм). Биотит (до 5%) беспорядочно распределен по всей массе породы; Ng = 1,636+0,002. Общая железистость минерала [Fe: (Fe+Mg)], определенная по показателю преломления, равна 43—45%. Роговая обманка (3—5%) развивается в виде одиночных кристаллов, обычно с периферии замещенных актинолитом; cNg = 15—17°, 2V = 70—72°. Кварц (до 5—7%) представлен ксеноморфными зернами, выполняющими промежутки между другими минералами.
Вопросы петрологии и минералогии сложных даек

Акцессорные минералы. Все разности пород сложной дайки (как и вообще все дайковые и штоковые субвулканические образования Шахтамы, с одной стороны, и вмещающие их шахтаминские гранитоиды — с другой) содержат ограниченное число акцессорных минералов (табл. 14). В таблицу включены также сульфиды, продукты их преобразования и шеелит, связанные с развитием более поздних наложенных процессов; не исключено, что источником вещества для этих минералов являлись сами вмещающие породы. He совсем ясным остается причина появления среди акцессориев турмалина, являющегося в целом для месторождения минералом додайковым, характерным для процесса минералообразования, связанного со становлением шахтаминских гранитоидов. Интересно, что в отличие от других акцессорных минералов содержание турмалина убывает в более молодых субвулканических образованиях. От лампрофиров к гранит-порфирам наблюдается довольно резкое увеличение содержания апатита (особенно оно значительно в протолочке, составленной из ксенолитов лампрофира, испытавших влияние гранит-порфира). В том же направлении увеличивается количество циркона и магнетита. Наибольшее содержание сфена зафиксировано в диоритовых порфиритах.
В лампрофирах апатит встречается в виде своеобразных уплощенных неполных кристаллов с комбинацией призм {1010} и {1120}. Характерны крупные размеры кристаллов, достигающие в поперечнике 0,3х0,1 мм. Апатит бесцветный, прозрачный, с розовой люминесценцией в ультрафиолетовых лучах. В диоритовых порфиритах наблюдаются две морфологические разновидности апатита. Основная масса представлена крупными призматическими кристаллами с призмой {1010} и пирамидой {1011}. Минерал бесцветный, полупрозрачный до прозрачного с тускло-розовой люминесценцией. В резко подчиненном количестве присутствует апатит в виде короткопризматических (до изометричных) кристаллов. Прозрачный, бесцветный, с розовой люминесценцией. Апатит гранит-порфиров представлен крупными неполными кристаллами (до l = 0,5—0,6 мм, h = 0,25 мм). Полупрозрачен до прозрачного. Наряду с этим встречаются мелкие (l = 0,1 мм, h = 0,03 м) длиннопризматическле кристаллы прозрачного, бесцветного апатита с корродированными гранями. Люминесценция розовая.
Вопросы петрологии и минералогии сложных даек

Как видно, морфологические особенности изученных апатитов близки. Много общего имеется и в их составе, хотя наблюдаются некоторые вариации, зависящие от петрохимических особенностей вмещающих пород. В частности, апатиты гранит-порфиров имеют (табл. 15) наибольшие содержания ΣTR. Все апатиты характеризуются селективно цериевым составом редкоземельных элементов. При этом наиболее высокое значение ΣCe зафиксировано в апатите из ксенолитов лампрофира. Заметно снижается количество редких земель цериевой подгруппы в апатите из диоритового порфирита. К сожалению, из-за незначительного количества минерала мы не имеем данных по содержанию редкоземельных элементов в апатите лампрофиров, что не дает возможности оценить влияние гранит-порфиров на особенности TR в апатитах лампрофировых ксенолитов. В апатите гранит-порфиров по сравнению с апатитом более основных разностей пород наблюдается увеличение ΣY2 (в основном за счет повышенного содержания Eu и Tu). Еще более отчетливое увеличение ΣY2 характерно для апатита гидротермально измененных пород. Апатит диоритовых пoрфиритов отличается заметным возрастанием ΣY1 (за счет повышенного содержания Сd). Интересной особенностью апатита из пород сложной дайки является постоянное присутствие в нем Eu, отмечаемого повсеместно в апатитах гранитоидов, с которыми связывается минерализация медно-молибденовой формации, и не характерного для апатитов молибдено-редкометально-вольфрамовой (грейзеновой) формации. Из элементов-примесей в апатитах установлены: Y, Zr — 0,0 n%; Pb, Cu, Ti — 0,0n и 0,000n%.
Вопросы петрологии и минералогии сложных даек

По составу все апатиты в целом близки между собой и принадлежат к группе фтор-апатитов с повышенным содержанием хлора (табл. 16). Последнее характерно для большинства апатитов гранитоидов (особенно субвулканических образований) Шахтамы. В соответствии с нарастанием общей кислотности пород от лампрофиров к гранит-порфирам в апатитах несколько увеличивается содержание Cl, MnO, SiO2, SrO и снижается — Fe2O3; особенностью апатитов является постоянное присутствие серы.
В морфологии магнетита из отдельных разновидностей пород, слагающих сложную дайку, каких-либо отличий не наблюдается. Магнетит встречается в виде мелких (0,03—0,05 мм) октаэдрических кристаллов и неправильных зерен, иногда слабо корродированных (обычно в лампрофире). В диоритовом порфирите зафиксирована незначительная мартитизация магнетита.
С фен более основных разностей пород (лампрофиры, диоритовые порфириты) резко отличается по окраске от сфена гранит-порфиров. Представлен он обычно неправильными зернами (реже кристаллами) от бесцветных, абсолютно прозрачных до светло-желтых с зеленоватым оттенком. В виде единичных зерен встречается желто-бурый прозрачный сфен, аналогичный сфену из гранит-порфиров; в последних он имеет более темно-бурую окраску. В ксенолитах лампрофира зафиксировано две разновидности сфена: одна аналогична преобладающей разновидности сфена лампрофиров, другая — сфену гранит-порфиров. Вторая разновидность сфена является явно наложенной в связи с внедрением гранит-порфиров. Аналогичное происхождение имеют, очевидно, и единичные зерна желто-бурого сфена, установленные в пробе лампрофира.
Циркон представлен хорошо образованными кристаллами призматического облика (прозрачными до полупрозрачных) медового цвета. Некоторые с включениями темноцветных минералов. Отмечаются наросты, продолжающие кристаллы в длину. В ультрафиолетовых лучах минерал светится ярким желтым цветом. В гранит-порфирах изредка встречаются кристаллы буровато-желтого цвета, полупрозрачные и непрозрачные.
Петрохимическая характеристика пород. При рассмотрении (табл. 17, 18; рис. 6) положения фигуративных точек на плоскости тетраэдра АSB видно, что большинство их группируется вдали от оси b, свидетельствуя о богатстве пород щелочными алюмосиликатами. По направлению векторов на плоскости ASB все породы четко делятся на две группы: породы, пересыщенные глиноземом (Al>K+Na+2Ca), и породы нормального ряда (2Ca+Na+К>Al>Na+1).
Вопросы петрологии и минералогии сложных даек
Вопросы петрологии и минералогии сложных даек

Наиболее кислые разности пород (гранит-порфиры) сложных даек характеризуются высоким содержанием кремнезема (S = 72—76,4%), повышенным — щелочных алюмосиликатов (а = 14—18,6) и незначительным — полевошпатовой извести (с = 4,0—2,2). Обращает на себя внимание высокое значение параметра b, отражающего содержание фемических компонентов; для отдельных представителей его значение равно 8,2—9,4, что характеризует данные разности пород как переходные к гранодиорит-порфирам. Петрографически это выражается в некотором увеличении количества темноцветных минералов. Общее количество окиси калия и окиси натрия в породах достигает 10,7% при незначительном преобладании натрия над калием.
Группа гранодиорит-порфиров близка к предыдущей по содержанию кремнезема (S = 70,5—75,1 %), щелочных алюмосиликатов (а = 11,3—14,7), полевошпатовой извести (с = 1,0—3,3); некоторые отличия заключаются в повышенном количестве фемических минералов (b = 12,3—14,0) и окиси натрия (n = 72,6).
Диоритовые порфириты представлены двумя анализами, фигуративные точки составов которых располагаются в области пород, богатых щелочными алюмосиликатами (а = 12,9—14,9) и бедных полевошпатовой известью (с = 1,1—2,2). Характерно некоторое преобладание окиси натрия над окисью калия (n = 52,5—70,0%).
Вопросы петрологии и минералогии сложных даек

Лампрофиры, встречающиеся в краевых частях сложных даек, представлены малхитами, спессартитами и по классификации А.Н. Заварицкого входят в группу роговообманковых лампрофиров диоритового состава. Своеобразие их заключается в крайне непостоянном количестве темноцветных минералов, что резко отражается на химизме. Большинство фигуративных точек состава лампрофиров располагается вблизи от фигуративных точек диоритовых порфиритов, что подчеркивает их сходство. Вместе с тем отдельные анализы отклоняются в сторону как более кислых, так и более основных пород.
Анализ числовых характеристик в сочетании с данными петрографических исследований позволяет сделать ряд выводов об особенностях изменения состава магмы. На графике рис. 7, характеризующем отношение количества кальция в алюмосиликатах (с) к щелочности пород (я), видно, что все фигуративные точки группируются в полосу, наклоненную вправо вниз. Наклон полосы свидетельствует о том, что с возрастанием щелочности уменьшается значение анортитовой составляющей. Минералогически данная зависимость выражается в незначительном изменении состава плагиоклаза от более основного в лампрофирах и диоритовых порфиритах до кислого в гранит-порфирах. Увеличение содержания свободной извести с ведет к образованию кальциевых минералов, таких как роговая обманка, сфен, апатит и др.
Рассмотрев отношение железа и магния (см. рис. 7) в фемических минералах, можно отметить, что с увеличением щелочности пород наблюдается тенденция к увеличению содержания железа и магния в них. Существенным дополнением к этим диаграммам является графическое выражение отношения FeO:MgO к общей железистости пород b. Все точки на диаграмме группируются в определенных пределах изменения отношения FeO:MgO от 1,2 до 2,0%, достигая в одном случае (ан.№7) 3,7%. Намечается тенденция к увеличению отношения FeO:MgO в зависимости от уменьшения коэффициента b, что характерно для магм основного состава.
Изменение химизма пород сложных даек по разрезу хорошо иллюстрируется диаграммой рис. 5, на которой отчетливо видно, что в них от периферии к центру происходит последовательное увеличение содержания SiO2, причем если от лампрофиров к гранит-порфирам содержание SiO2 увеличивается резко, то в зоне диоритовых порфиритов оно несколько понижается и снова увеличивается в зоне гранит-порфиров. Такое последовательное увеличение и уменьшение содержания SiO2 наблюдается по всему поперечному разрезу. В зависимости от увеличения содержания SiO2 незначительно возрастает содержание щелочей (K2O+Na2O) и уменьшается — MgO, Fe2O3, CaO.
Вопросы петрологии и минералогии сложных даек

Характерно распределение элементов-примесей по разрезу сложной дайки (см. рис. 5). Медь встречается во всех разновидностях пород, и особенно в лампрофирах (до 0,1%). В связи с этим при метасомaтическом изменении основных даек в них формируются участки с халькопиритовой минерализацией, в то время как для рудного процесса (молибденового) медь характерна. Прослеживается постепенное уменьшение содержания Cu при переходе от основных пород к кислым. Аналогичный характер распределения отмечен также для Ni и Co. Молибден обнаружен по всему разрезу сложной дайки при наибольшем содержании (0,002%) в диоритовых порфиритах. Во всех разновидностях пород зафиксированы Y—0,0003—0,002 вес. %; Zr—0,005—0,007; Ga—0,001; Ge—0,0001 вес.%.