» » О балансе вещества при метасоматических преобразованиях в Кальмакырском месторождении

О балансе вещества при метасоматических преобразованиях в Кальмакырском месторождении

12.08.2016

Рассмотреть баланс компонентов при ранней калишпатизации для изученных тел гранодиорит-порфиров II по имеющимся материалам не представляется возможным из-за отсутствия вскрытых неизмененных их разностей. Оценивать же баланс вещества, используя для этого в качестве исходных продуктов неизмененные разности из других гранодиорит-порфировых тел, вряд ли целесообразно ввиду заметной петрографической и петрохимической изменчивости, характерной для отдельных образований рассматриваемого субвулканического интрузивного комплекса. Судя по просмотренным шлифам и химическим анализам, процесс калишпатизации, связанный с воздействием позднемагматических и ранних постмагматических растворов, проявился преимущественно в простом обмене калия на натрий (и отчасти кальций) при незначительном выщелачивании (некоторая хлоритизация и карбонатизация роговой обманки и биотита). Высвободившийся натрий частично фиксировался в виде метасоматического альбита, развивающегося по калиевым шпатам и магматическому плагиоклазу, или же переходил в раствор и выносился из сферы реакций.
Калишпатизация по отношению к другим метасоматическим процессам является определенно более ранней. При этом очевидно, что растворы, вызывающие относительно слабое развитие калишпатизации к гранодиорит-порфирах, не могли непосредственно на тех же участках приводить к интенсивному выщелачиванию оснований, как это отмечается для более поздних метасоматических изменений. Для этого они должны претерпеть достаточно значительные физико-химические преобразования, чтобы прийти в явно неравновесное состояние с темп же гранодиорит-порфирами. Учитывая проявление наиболее интенсивного выщелачивания оснований по периферии гранодиорит-порфировых тел (часто за их пределами) и зональное распределение метасоматических фаций с развитием зон как по самим гранодиорит-порфирам, так и по вмещающим их породам, можно, очевидно, предполагать, что данные преобразования могли быть связаны, во-первых, с внутренней эволюцией отделявшегося от магматических тел флюида, а во-вторых, с влиянием внешних факторов (в частности, воздействием вадозных вод). Имеющиеся геологические данные определенно свидетельствуют с тесной связи всех этих метасоматических процессов и процесса становления гранодиорит-порфировых тел, являющихся производными единого эндогенного этапа.
Рассматриваемые процессы выщелачивания оснований идут с заметным увеличением пористости конечных продуктов, что отчетливо проявляется, в частности, в уменьшении плотности последних. Особенно это характерно для серицитизированных гранодиорит-порфиров, когда первичная структура и текстура исходной породы практически не сохраняются. Однако сокращение плотности породы фиксируется уже при слабой ее серицитизации, когда серицит образует только псевдоморфозы по плагиоклазу, почти не затрагивая зерен калишпата. Плотность серицитизированной породы с обильными кварцевыми прожилками заметно повышена и в ряде случаев приближается к плотности исходных гранодиорит-порфиров. Наиболее близка к последней (а иногда даже и превышает ее) плотность кварцитов с обильной вкрапленностью и просечками пирита.
О балансе вещества при метасоматических преобразованиях в Кальмакырском месторождении
О балансе вещества при метасоматических преобразованиях в Кальмакырском месторождении

Серицитизация и окварцевание гранодиорит-порфиров идут (табл. 122) со значительным выносом кальция, магния, марганца, железа и натрия и практически постоянным привносом кремнезема, серы, калия (при серицитизации) и отчасти фтора. Наиболее инертными при серицитизации остаются титан, алюминий и фосфор. Однако и они в отдельных случаях испытывают заметные перемещения.
Наиболее интенсивно из зон изменения выносятся марганец, кальций и натрий. Марганец, содержание которого в исходных породах относительно невелико, заметно экстрагируется уже из зон слабо серицитизированных гранодиорит-порфиров (зоны с развитием светло-зеленых псевдоморфоз серицита по вкрапленникам плагиоклаза), а в зонах развития серицита белого цвета марганец практически не фиксируется. В незначительном количестве марганец устанавливается в кварцитах и в серицитизированных породах с наложенным площадным и прожилковым окварцеванием.
Резко сокращается в серицитизированных породах содержание кальция. Учитывая, что, за редким исключением, кальций для серицитов нехарактерен, можно предполагать присутствие его небольших количеств в зонах изменения за счет реликтов плагиоклаза. В отдельных случаях не исключено наличие небольших количеств карбоната (особенно в зонах развития светло-зеленых псевдоморфоз серицита), однако в большинстве проб серицитизированных гранодиорит-порфиров СО2 не обнаружен. В ряде проб (в частности, в кварцитах) наличие кальция, по-видимому, связано с содержанием в них ангидрита.
Натрий, содержание которого в зонах изменения также резко уменьшается, зафиксирован во всех проанализированных пробах метасоматитов в количествах, близких к его содержанию в самих серицитах. Естественно, что в этом случае минимальное количество натрия устанавливается в метасоматитах, обедненных слюдами (как это характерно, например, для кварцитов). Выщелоченный из зон изменения натрий, наряду с другими экстрагированными компонентами, частично фиксировался во внешних метасоматических зонах, где отмечается развитие метасоматического альбита и где, по-видимому, благодаря образованию хорошо растворимых соединений — хлоридов щелочей, переходил в раствор.
При серицитизации устанавливается и вынос магния. Однако его содержание в метасоматитах остается достаточно высоким за счет вхождения элемента в состав серицита (1,15—1,77% MgO). При этом наибольшее количество магния зафиксировано в зоне изменения с развитием по плагиоклазу псевдоморфоз серицита светло-зеленого цвета, который и характеризуется наиболее высоким содержанием магния. Для кварцитов отмечается практически полный вынос магния.
В зонах серицитизации при сокращении содержания общего железа наблюдается увеличение доли Fe3+. Если в исходных гранодиорит-порфирах значение отношения около 3, то в их серицитизированных разностях оно колеблется от 1 до 0,1 и только в зоне преимущественного развития светло-зеленого серицита становится несколько выше 1. Установленные для серицитизированных пород соотношения двух- и трехвалентного железа сохраняются даже в случае значительного развилин в них пирита. Последним фактором и обусловлено некоторое завышение отношения FeO: Fe2O3 для пробы № 2486. В целом для зоны изменении с развитием светло-зеленого серицита оно заметно выше по сравнению с зонами проявления белой слюды. Резко увеличивается содержание железа (особенно трехвалентного) в кварцитах, что связано с высоким содержанием в них пирита и гематита. В этих породах практически все железо сконцентрировано в рудных минералах. Постоянно отмечающаяся в метасаматитах ассоциация пирит — гематит (а та:кже пирит — магнетит) свидетельствует о высокой роли сульфат-иона в растворах. С этим согласуется широкое развитие алунита и наличие барита и ангидрита в рассматриваемых метасоматитах. Ангидрит — характерный гипогенный минерал месторождения Алмалыкского рудного района.
Как уже отмечалось, титан и фосфор — наиболее инертные компоненты. Некоторый вынос их устанавливается для серицитизированных прожилков, а также кварцитов. Однако в большинстве случаев наблюдаемые колебания в содержаниях титана и фосфора по отдельным пробам метасоматитов объясняются, по-видимому, неравномерностью распределения в породе их основных минералов-носителей. Сокращение титана в кварците связано, очевидно, с практически полным преобразованием в этой метасоматической зоне серицита, содержащего иногда довольно значительные количества титана (до 0,30% TiO2). В кварцитах отмечается также растворение акцессорных минералов титана и апатита.
В целом в зоне проявления серицитизации относительно инертен и алюминий. В отдельных же участках его содержание полностью определяется степенью развития кварцевых прожилков и зон окварцевания, значительно сокращаясь в местах максимального проявления последних. В участках с существенным развитием серицита содержание алюминия обычно несколько выше, чем в исходной породе. И, наконец, в кварцитах алюминий встречается в виде второстепенной примеси. Очевидно, оценивая поведение алюминия (как титана и фосфора) при серицитизации, следует говорить об его общей относительной инертности при наличии локальных перемещений в пределах метасоматической зоны. С развитием окварцевания происходит вынос алюминия. В связи с относительной сохранностью титана в зонах кварцитов отношение Al:Ti (его уменьшение) может быть использовано для оценки интенсивности кремниевого метасоматоза.
Процесс серицитизации идет с привносом калия, что особенно заметно на ранней стадии изменения породы, когда серицит развивается по плагиоклазу и темноцветным минералам при сохранении калишпата. Этим и объясняется повышенное содержание калия в зонах изменения с развитием псевдоморфоз светло-зеленого серицита. Локальное увеличение калия характерно для участков метасоматитов существенно серицитового состава. Резкий вынос калия устанавливается для кварцитов.
При серицитизации и особенно окварцевании наблюдается привнос фтора, однако общее количество его во всех случаях остается невысоким (по выполненным анализам не превышает 0,20% F). Измененные породы постоянно характеризуются присутствием сульфидов (при резком преобладании пирита над халькопиритом), что выражается в высоком содержании серы. Степень развития пирита (вкрапленность, пиритовые и кварц-пиритовые прожилки) в серицитизированных породах в значительной мере определяется их положением в геологических структурах и физико-химическими особенностями. Содержание пирита в кварцитах, как правило, более высокое, чем в серицитизированных гранодиорит-порфирах. Пирит здесь проявлен преимущественно в виде кварц-пиритовых прожилков и прожилкообразных выделений и тонких «сухих» пиритовых швов. При переходе от серицитизированных пород (особенно внешней метасоматической зоны) к кварцитам заметно сокращается отношение халькопирит: пирит, что объясняется повышением в этом направлении кислородного потенциала, сопровождающимся расширением области устойчивости пирита и магнетита.
Углекислота для серицитизированных и окварцованных пород нехарактерна. Незначительные количества CO2 устанавливаются обычно только в наименее серицитизированных гранодиорит-порфирах. Несколько выше содержание CO2 в метасоматитах со светло-зеленым серицитом. Общее количество воды в серицитизированных гранодиорит-порфирах выше, чем в исходных породах. В кварцитах содержание ее заметно сокращается.
Сравнивая в целом особенности состава двух зон серицитизации, можно отметить относительно большую обогащенность зоны со светло-зеленым серицитом, магнием, марганцем, двухвалентным железом (FeO:Fe2O3 даже не превышает 1), CO2 и калием. При этом наиболее характерным признаком может, очевидно, служить повышенное значение отношения FeO:Fe2O3. По особенностям состава эта зона приближается к зоне пропилитизированных пород, занимая как бы промежуточное положение между последней и зоной изменения с развитием белого серицита.
Для зоны пропилитизированных гранодиорит-порфиров характерен привнос целого ряда компонентов, выщелачиваемых в процессе серицитизации и особенно окварцевания: магния, кальция, железа, марганца. При этом их концентрация в отдельных участках зоны изменения в значительной мере определяется интенсивностью преобразования породы. Во внутренней наиболее проработанной части зоны, примыкающей к серицитизированным гранодиорит-порфирам, содержание перечисленных компонентов заметно ниже, чем во внешней ее части, характеризующейся относительно хорошей сохранностью калишпата и большинства зерен плагиоклаза (отмечается обычно незначительная альбитизация полевых шпатов). Во внешней части зоны наиболее распространены хлоритнзация и карбонатизация роговой обманки и хлоритизация биотита с развитием в первом случае магнезиального хлорита и железо-магнезиальных карбонатов, а во втором — железистого хлорита. Высокие содержания железа, магния и, очевидно, марганца и обусловлены повышенным количеством хлорита и карбонатов в этой метасоматически преобразованной породе. Для нее характерно и наиболее высокое значение отношения FeO:Fe2O3 (для пробы № 2 около 3). Во внутренней части зоны пропилитнзации роль двухвалентного железа заметно сокращается, и величина отношения приближается к его значениям в зоне серицитизированных гранодиорит-порфиров со светло-зеленым серицитом.
О балансе вещества при метасоматических преобразованиях в Кальмакырском месторождении

Для зоны пропилитизированных пород характерны высокое содержание CO2, некоторый привнос фтора (особенно во внутренней части) и наличие значительных количеств серы, связанных с постоянно присутствующими здесь халькопиритом и особенно пиритом. Однако общее содержание последнего обычно ниже, чем в зонах серицитизированных и окварцованных пород. Внутренняя часть зоны пропилитизации резко выделяется среди других метасоматитов по высокому содержанию воды; в ней же и повышенные количества фосфора.
Пропилитизированные гранодиорит-порфиры характеризуются относительным выносом кремнезема. Несколько сокращается в них содержание алюминия. Однако в целом в зоне пропилитизации алюминий остается инертным компонентом.
Если оценивать общий баланс вещества в процессе метасоматического преобразования гранодиорит-порфиров с учетом взаимосвязи рассмотренных выше метасоматических фаций, то следует говорить о при-вносе Н2O3, CO2, S, F, а также кремнезема и о выносе натрия. Для оценки характера перемещения других компонентов необходимы более тщательные подсчеты с учетом относительного объема формирующихся метасоматических фаций, включая и метасоматиты, развивающиеся по породам, вмещающим, гранодиорит-порфиры. В целом наиболее характерные петрохимические особенности рассмотренных метасоматитов могут быть проиллюстрированы диаграммой Al—К—Na—ΣFeобщ, Ca, Mg (рис. 124). Резкое отклонение кварцитов (№ 24866) в сторону увеличения суммы оснований объясняется значительным содержанием в них железа в форме сульфидов и окислов.