» » Метасоматические преобразования, связанные со становлением гранодиорит-порфиров II в Кальмакырском месторождении

Метасоматические преобразования, связанные со становлением гранодиорит-порфиров II в Кальмакырском месторождении

12.08.2016

Как правило, дайкообразные тела гранодиорит-порфиров II на уровне горизонтов карьера осветлены и в случае интенсивного метасоматического преобразования плохо выделяются среди гидротермально измененных пород. Наименее измененные разности гранодиорит-порфиров сохраняются преимущественно в центральной части дайкообразных тел и отчетливо выделяются своеобразной розоватой окраской, во многом обусловленной развитием в них калиевого полевого шпата (как магматического, так и метасоматического типа).
Co становлением гранодиорит-порфиров II связаны процессы калишпатизации, слабой локальной альбитизации, серицитизации, окварцевания и пропилитизации, захватывающие как сами гранодиорит-порфиры, так и вмещающие их вулканогенно-осадочные породы девона и карбоновые сиенито-диориты и диориты.
Калишиатизация отмечается по гранодиорит-порфирам (оценить ее проявление среди вмещающих пород, обычно интенсивно осветленных, по имеющимся данным не представляется возможным) и выражается в основном в развитии порфировых вкрапленников калиевого полевого шпата. Процесс калишпатизации не был интенсивным и не привел к образованию существенно калишпатовых метасоматитов и даже пород, в которых преобладал бы калишпат, как это характерно для ряда других медно-молибденовых месторождений (Сорское, Ипчульское, Жирекенское, Цаган-Субургинское и др.). Максимальное содержание калия в калишпатизированных гранодиорит-порфирах по проанализированным пробам составляет ~4%. Во времени процесс калишпатизации, очевидно, соответствует поздней стадии становления гранодиорит-порфиров и начальному периоду постмагматического преобразования их.
В гранодиорит-порфирах и их измененных разностях калишпат представлен двумя генерациями: магматической и метасоматической. Магматический калишпат вместе с плагиоклазом и кварцем слагает основную массу породы, метасоматический представлен вкрапленниками, количество и размер которых зависит от степени проявления калишпатизации. Вкрапленники в наиболее калишпатизированных гранодиорит-порфирах составляют 20—30% их общего объема, а кристаллы достигают 3—4 см.
Калиевый полевой шпат метасоматически развивается по плагиоклазу, образуя в нем неправильные пятнистые участки, приуроченные в основном к периферии кристаллов. В краевой части хорошо образованных призматических кристаллов калишпата обычно отмечается замещение минералов основной массы. Кристаллы калишпата часто содержат точечные одновременно угасающие пертиты распада, что свидетельствует о высокой температуре образования минерала. Отмечаются также струйчатые пертиты замещения. Калишпат часто сдвойникован.
Во всех изученных образцах, вне зависимости от степени проявления метасоматических преобразований, триклинность калишпатов равнялась нулю. В этом отношении они близки калиевым полевым шпатам Жирекенского месторождения, резко отличаясь от калишпатов Соры. Некоторые различия для исследованных калишпатов Кальмакыра устанавливаются по спектрам. ЭПР. Калиевые полевые шпаты из серицитизированных (№ 2619а) и интенсивно калишпатизированых (№ 2625) гранит-порфиров характеризуются присутствием широких линий агрегированного Fe3+ и слабых линий изоморфного Fe3+. В спектре калишпата из пропилитизированных гранодиорит-порфиров (№ 2622) изоморфное Fe3+ не зафиксировано, но здесь виден Mn2+, что согласуется с высокой ролью двухвалентного железа и марганца в зонах пропилитизированных пород.
Калиевый полевой шпат — один из наиболее устойчивых минералов и несет следы изменения только при интенсивном воздействии последующих метасоматических процессов. В серицитизированных породах калишпат по трещинкам и вдоль плоскостей спайности и двойникования замещается серицитом. Наиболее интенсивно калиевый полевой шпат изменен в серицитизированных гранодиорит-порфирах с алунитом, где по нему образуются псевдоморфозы серицита, алунита и каолинита и только в виде отдельных мелких пятен сохраняются реликты калишпата. В окварцованных разностях пород калишпат обычно замещается кварцем. В калишпатизированных и пропилитизированных гранодиорит-порфирах по калишпату местами развивается вторичный альбит. В целом же альбитизация — нехарактерный процесс для Кальмакыра, но локально он может быть проявлен довольно интенсивно. Вторичный альбит полисинтетически сдвойникован. Двойинкование грубое, полоски широкие с расплывчатыми границами. Такое двойникование обычно отмечается при пониженных температурах минералообразования.
Метасоматические преобразования, связанные со становлением гранодиорит-порфиров II в Кальмакырском месторождении

Поведение акцессорных минералов в процессе калишпатизации гранодиорит-порфиров в основном аналогично рассмотренным выше преобразованиям, характерным для Жирекенского и Сорского месторождений. Поэтому, не останавливаясь на других акцессорных минералах, рассмотрим некоторые особенности новообразованного апатита, общее количество которого при калишпатизации увеличивается. Для апатита калишпатизированных пород, как и апатита исходных, характерно высокое содержание хлора (табл. 116). В апатитах измененных гранодиорит-порфиров I количество хлора даже несколько выше по сравнению с апатитом неизмененных пород. Содержание фтора в апатите калишпатизированных гранодиорит-порфиров заметно повышено (особенно в ранних гранодиорит-порфирах I). Несколько увеличивается в апатитах метасоматитов количество Fe, Na. Однако в апатитах калишпатизированных сиенито-диоритов содержание этих элементов минимальное.
Широко развитым, сопровождающим не только образования 2-го эндогенного этапа, но и интенсивно проявленным, в частности, в связи с ранними «алмалыкскими» гранодиорит-порфирами, является процесс серицитизации. Серицитизация захватила как гранодиорит-порфиры, так и (не менее интенсивно) вмещающие их породы. Степень изменения различна: от слабо серицитизированных пород, сохраняющих исходную структуру, до мономинеральных серицитолитов.
Внешняя зона серицитизации представлена обычно слабо измененными гранодиорит-порфирами с почти полным сохранением первичной структуры. По плагиоклазу развиваются псевдоморфозы зеленого цвета, представленные мелкочешуйчатым серицитом. Калишпат хорошо сохраняется, только по трещинкам отмечается серицит. Кроме серицита из новообразованных минералов развиты кварц, магнезиально-железистые карбонаты, увеличивается содержание апатита, появляются сфалерит, галенит, барит, постоянно присутствуют пирит и халькопирит.
Следующая степень изменения характеризуется образованием псевдоморфоз серицита белого цвета. Калишпат по-прежнему в основном сохраняется. Из новообразованных минералов, наряду с серицитом, начинает преобладать кварц. Количество карбоната, который здесь обычно является реликтовым минералом, сокращается.
Сильно серицитизированные гранодиорит-порфиры характеризуются существенным преобразованием основной массы, которая превращена в кварц-серицитовый агрегат. При этом выделяются изометра1чные зерна кварца, которые как бы обволакиваются серицитом. Наиболее интенсивно серинитизация проявляется в зонах повышенной трещиноватости. В ряде участков па верхних горизонтах месторождения встречены интенсивно серицитизированные с алунитом породы, содержащие кварц-мусковит-алунитовые прожилки и гнезда с пиритом, молибденитом, турмалином, цирконом и рутилом. Мусковит развивается и по интенсивно измененным гранодиорит-порфирам, непосредственно вмещающим эти прожилки.
В интенсивно серицитизированных породах проявляются прожилко- и гнездообразные выделения кварца, количество которых особенно велико за пределами гранодиорит-порфировых тел. Однако в большинстве случаев (судя по зафиксированным пересечениям серицитизированных образований с прожилковым кварцем осветленными гранодиорит-порфирами II), эти метасоматиты, по-видимому, являются производными более раннего эндогенного этапа. Это же в значительной степени относится и к интенсивно окварцованным породам, часто превращенным практически в монокварциты с заметным содержанием сульфидов (пирита и отчасти халькопирита).
Метасоматические преобразования, связанные со становлением гранодиорит-порфиров II в Кальмакырском месторождении

Для характеристики химизма светлых слюд использованы три анализа (табл. 117), два из которых представляют внутреннюю зону серицитизации (№ 2474, 2489) и один (№ 2493) — внешнюю, характеризующуюся преимущественным развитием в ней светло-зеленого серицита. В связи с площадным проявлением метасоматоза приводимые анализы могут характеризовать скорее всего общую эволюцию химизма слюд в процессе метасоматического преобразования граноднорит-порфиров.
Серициты двух первых проб имеют много общего в своем составе, довольно отчетливо отличаясь от светло-зеленой слюды. Фиксируемые же некоторые различия между ними объясняются, очевидно, их различным положением в зоне гидротермально измененных пород. От светло-зеленого серицита к бесцветному устанавливается общее увеличение глиноземистого компонента с сокращением магнезиально-железистой составляющей. При сокращении общей железистости относительное содержание трехвалентного железа в бесцветном сериците заметно увеличивается, что хорошо согласуется с возрастанием роли Fe3+ во внутренней зоне серицитизации. Высокое содержание магнезиально-железистого -компонента в светло-зеленом сериците удовлетворительно объясняется его развитием в породе с относительно высоким содержанием железа и магния. В процессе последующих метасоматических изменений, идущих с заметным выщелачиванием оснований, отмечается дальнейшее преобразование слюды с сокращением магнезиально-железистой составляющей.
Возрастанию глиноземистости слюд при переходе от внешней зоны серицитизации к внутренней соответствует некоторое сокращение отношения (Na+K)/Al, что, как и в случае с биотитом гранитоидов, может, очевидно, свидетельствовать об относительном увеличении кислотности минералообразующей среды. В этом же направлении фиксируется некоторое возрастание в составе слюд роли натрия и особенно адсорбционной воды. Количество фтора (в целом малохарактерного для рассматриваемых слюд) сокращается при некотором увеличении роли группы ОН в анионной части слюд. Отмеченная тенденция относительно возрастающей кислотности минералообразующих растворов при развитии серицитизации подтверждается и анализом других характеристических индикаторных отношений, в частности использованного Л.Ф. Сырицо и др. отношения Al:Fe, для которого устанавливается последовательное увеличение значений.
Метасоматические преобразования, связанные со становлением гранодиорит-порфиров II в Кальмакырском месторождении

Крупночешуйчатый мусковит из кварц-мусковит-алунитовых прожилков по составу заметно отличается от тонкозернистых слюд, слагающих псевдоморфозы. В нем резко сокращается примесь железомагнезиальных компонентов, замещающих октаэдрический алюминий; отсутствует оксоний (H3O) и адсорбционная вода, но заметно возрастает доля натрия. Если слюды из псевдоморфоз, учитывая высокое содержание в них адсорбционной воды (особенно в светлых слюдах) и довольно активное замещение калия оксоиием, можно отнести к гидромусковитам с некоторым отклонением по высокой примеси железомагнезиальных компонентов к слюдам фенгитового ряда, то крупночешуйчатая слюда из прожилков соответствует натрийсодержащему (мусковиту в ряду мусковит — парагонит. Избыточное количество кремнезема по сравнению с теоретическим составом мусковита позволяет относить рассматриваемые слюды к кремнистым разностям.
В целом отмечается эволюция состава слюд с обеднением их примесями при переходе от внешних метасоматических зон к внутренним. Аналогичная же эволюция состава мусковитов была зафиксирована П.В. Коваль и др., которые объясняют ее главным образом составом и кислотно-основными свойствами системы порода — постмагматический раствор.
Изоморфные замещения в ряду исследованных слюд Кальмакырского месторождения на ИK спектрах не проявляются (рис. 122).
Метасоматические преобразования, связанные со становлением гранодиорит-порфиров II в Кальмакырском месторождении
Метасоматические преобразования, связанные со становлением гранодиорит-порфиров II в Кальмакырском месторождении

Среди измененных пород Кальмакырского месторождения выявлены три полиморфные модификации слюд: 1M, 2М1, 1Md, табл. 118, 119). Светло-зеленый серицит и бесцветная слюда (№ 2474), находящаяся с ним в ассоциации, имеют структуру 1М; бесцветный серицит из интенсивно серицитизированных гранодиорит-порфиров — структуру 2М1. Интересно, что бесцветная слюда (№ 2474), имеющая структуру 1М, по некоторым особенностям химизма занимает как бы промежуточное положение между светло-зеленой слюдой (№ 2493) той же модификации и бесцветным серицитом (№ 2489) со структурой 2Мь Модификация 1Md отметена при исследовании слюды из серицитизированных сиенито-диоритов периферийной части месторождения. На рентгенограмме этой слюды проявлены только рефлексы типа h01, 001, 0k0. Слюда типа 1Md отличается пониженными содержаниями калия и натрия и повышенным — оксония (см. табл. 117).
Таким образом, от слюд внутренней наиболее проработанной зоны серицитизированных гранодиорит-порфиров к слюдам внешней зоны отмечается изменение полиморфной модификации от 2M1 к 1M и далее к флангам — 1Md. Учитывая, что по данным газово-жидких включений в минералах минералообразование на флангах месторождения происходило при более низких температурах, можно, очевидно, ставить появление определенных структурных модификаций слюд в зависимость от температурных условий, как это было экспериментально установлено Йодером и Югстером, зафиксировавшими при повышении температур структурные превращения слюд по схеме 1Md → 1M1 → 2М1, и от интенсивности развития метасоматических преобразований. Следует, однако, отметить, что модификация 2M1 была получена Б. Вельдом и при низких температурах порядка 100°. Автор отмечает, что при мусковитовом составе устойчива только модификация 2М1, а модификации 1Md и 1M метастабильны и поэтому нахождение в природе модификаций 1M и 3Т (в чистом виде или в сочетании с модификацией 2M1) может быть объяснено их немусковитовым составом или свидетельствует о незавершенном переходе каолинита в мусковит. Последнее и может быть характерно для рассматриваемых метасоматических зон. Появление вначале менее стабильной модификации мусковита 1М, превращающейся затем в 2М1, было отмечено Д.В. Калининым при гидротермальном синтезе мусковита в присутствии фторида калия (при 600°). Различные полиморфные модификации серицита отмечались на некоторых субвулканических месторождениях Японии. При этом на месторождении Асио при переходе от ранней (Sn—W—Bi—Cu) стадии к поздней (Zn—Pb—Cu—As) наблюдается смена модификаций серицита : 2M1 → 2M1 → 1M → 1M. Интересно, что для месторождения Дальнее, являющегося с геолого-генетических позиций фактически фланговой частью Кальмакыра, в целом более характерны серициты модификаций 1Md и 1М.
Акцессорные минералы исходных пород в серицитизированных образованиях не сохранены. Отмечаемый здесь магнетит, безусловно, является новообразованным минералом. Сфен замещается лейкоксено,м анатаз-рутилового типа, а в наиболее преобразованных породах — рутилом с развитием единичных зерен анатаза. Появляется новообразованный апатит (на Коунрадском месторождении, где наряду с серицитизацией проявлена аргиллизация, апатит в гидротермально измененных породах часто отсутствует), характеризующийся, как и другие метасоматические апатиты, крайне неравномерным распределением элементов по отдельным зернам минерала. В частности, среди серицитизированных гранодиорит-порфиров II, наряду с апатитом, содержание фтора в котором значительно ниже его количества в апатите исходных пород, отмечается апатит с близким к последнему минералу содержанием отмеченного элемента (см. табл. 116). Это характерно для серицитизированных пород с наложенным окварцеванием. Последний апатит характеризуется также относительно повышенными содержаниями Cl, Na, Fe, Mn. Для апатита из метасоматической зоны с белым серицитом по сравнению с апатитом из зоны развития светло-зеленой слюды характерно заметное увеличение содержаний хлора, марганца, натрия и отчасти фтора.
Одним из наиболее поздних минералов интенсивно серицитизированных гранодиорит-порфиров является алунит, который в наибольшем количестве встречен на верхних горизонтах месторождения, где он совместно с кварцем и мусковитом образует прожилки и гнезда мощностью до 3—5 см с обильным пиритом и молибденитом, а также развивается по вмещающим их интенсивно серицитизированным гранодиорит-порфирам. В последних алунит, часто в ассоциации с каолинитом, образует псевдоморфозы по плагиоклазу и калишпату, выполняет промежутки между листочками [мусковита и призмами турмалина. Алунит — тонкозернистый, в виде плотной зеленоватой массы; в шлифах представлен мелкими короткопризматическими кристаллами. Межплоскостные расстояния и химический состав алунита приведены в табл. 120, 121, а ИК спектр — на рис. 123.
Метасоматические преобразования, связанные со становлением гранодиорит-порфиров II в Кальмакырском месторождении
Метасоматические преобразования, связанные со становлением гранодиорит-порфиров II в Кальмакырском месторождении

ИK спектр исследованного алунита близок к спектру эталонного минерала по наличию полос поглощения 475, 600, 630, 690, 1025, 1090, 1 170, 1230, 1630, 3485 см-1. Некоторые различия в положении полос и их конфигурации обусловлены, очевидно, изоморфными замещениям. На спектре, кроме того, отчетливо проявлены две полосы (430 и 530 см-1), связанные с примесью силикатного минерала (на рентгенограммах в исследованных образцах устанавливается примесь слюды мусковитового типа). По составу исследованный алунит близок к алуниту Гушсая из Алмалыкского рудного района, но заметно отличается от существенно натриевого алунита зоны окисления Кальмакырского месторождения (см. табл. 121). Возможно, что высокое отношение К2О/Na2О является для Кальмакыра характерным отличительным признаком гипогенного алунита от гипергенного.
Зоны серицитизированных пород, как правило, окаймляются пропилитизированными образованиями, представленными зеленоватыми породами с сохранившейся порфировой структурой исходных гранодиорит-порфиров. Из новообразованных минералов в них преимущественным развитием пользуются хлорит, альбит, железо-магнезиальные карбонаты. Чаще всего эти минералы развиваются в виде псевдоморфоз по темноцветным, плагиоклазу и калиевому полевому шпату, реже образуют совместные прожилки. Псевдоморфозы по плагиоклазу представлены хлоритам, карбонатом и альбитом; по калишпату — альбитам (иногда совместно с карбонатом); по темноцветным— хлоритом и карбонатом. Отмечены случаи наложения пропилитизации на уже серицитизированные и окварцованные породы.
Метасоматические преобразования, связанные со становлением гранодиорит-порфиров II в Кальмакырском месторождении

Мощность пропилитизированных образований, как правило, незначительна, они часто постепенно переходят в розовые гранодиорит-порфиры с хорошо сохранившимся калиевым полевым шпатом и плагиоклазом (наблюдается их слабая альбитизация, которая, однако, могла быть связана с процессом калишпатизации), но с заметным изменением роговой обманки и биотита, по которым преимущественно развиваются хлорит и кальцит. Этими слабо пропилитизированными разностями и сложены в основном выходы наименее измененных гранодиорит-порфиров II средних горизонтов в центральной части месторождения.
Из всех измененных пород Кальмакыра пропилитизированные образования характеризуются наиболее высоким содержанием апатита, встречающегося в ассоциации с хлоритом и карбонатом и обычно отличающегося от других апатитов заметно повышенными количествами Cl, Fe, Na и Mn. Таким образом, эти апатиты, образуясь среди гидротермально измененных пород, концентрирующих выщелоченные из сопряженных метасоматических зон компоненты, сами обогащаются данными элементами. Относительно повышенное содержание хлора установлено и в апатите хлоритизированных гранодиорит-порфиров II Коунрада. Понижается в нем (как и в случае Кальмакыра и Дальнего) количество фтора. Интересно, что в апатитах пропилитизированных пород месторождения Дальнего содержание Fe, Na, Mn и особенно Cl значительно ниже, чем в апатите аналогичных метасоматитов Кальмакыра. Относительно понижено содержание хлора и в хлоритизированных гранодиорит-порфирах III. ИК спектр поглощения новообразованных апатитов хорошо согласуется с эталонными спектрами. Некоторые образцы показывают полосы поглощения H2O : 1630, 3430 и 3525 см-1.