WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |
Рихтер Я.А.

СОВРЕМЕННЫЕ И ДРЕВНИЕ РУДООБРАЗУЮЩИЕ ГИДРОТЕРМАЛЬНО-МАГМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ:

ЗОНАЛЬНОСТЬ И ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ Рихтер Я.А.

Саратовский государственный университет, г. Саратов e-mail: Richterya@info.sgu.ru Минералого-петрографическое изучение вулканогенных пород, вскрытых до глубины 2500 м скважиной ГП-3 на о. Парамушир (Курильские о-ва), позволило уточнить представления о метасоматитах, в зональности которых совмещены ранее созданные образования гипабиссальной фации – пропилиты, и продукты современной гидротермальной деятельности приповерхностной фации – опалиты и кварц-адуляровые породы. Метасоматиты ранних этапов развития СевероПарамуширской гидротермально-магматической системы обнаруживают многие черты сходства с околорудными измененными породами колчеданных месторождений Южного Урала, сформированных древними гидротермально-магматическими системами девонских островных вулканических дуг.

THE MODERN AND ANCIENT ORE-FORMING HYDROTHERMALMAGMATIC SYSTEMS: THE ZONALITY AND THE DYNAMICS OF EVOLUTION Richter J.A.

The State university of Saratov, Saratov e-mail: Richterya@info.sgu.ru Mineralogic and petrographic studies of the volcanic rocks, obtained from the 2500 m GP-3 drill on Paramushir island (Kuril islands) allowed for a better understanding of the metasomatites. Earier formed products of the hypabissal facies – propylites, and modern products of hydrothermal subsurface facies activity – opalites and quartz-adularia rocks, were found to be colocalized within metasomatites zonality.

Metasomatites from early stages of evolution of the North-Paramushir hydrothermal-magmatic system have many similar characteristics with the metasomatic altered wall rocks of the massive sulfide deposits of South Ural, formed by the ancient hydrothermal-magmatic systems of the devonian island arcs.

Представления о рудообразующих гидротермально-магматических системах как о динамически развивающихся природных объектах, в пределах которых осуществляются сложные взаимодействия разнообразных факторов и агентов в ходе процессов тепло-массопереноса от субвулканических глубин до поверхности, оказались чрезвычайно работоспособными и полезными для анализа структур многих типов эндогенных месторождений, генетически связанных с вулканизмом. В связи с этим нам представляется важным провести сравнение современных рудообразующих гидротермально-магматических систем с объектами, созданными в результате их деятельности, в древних складчатых поясах, в первую очередь – с колчеданными и колчеданно-полиметаллическими месторождениями.

Раздел 3: Петрология, минералогия и геохимия пород С общетеоретических позиций такой подход вполне оправдан, настолько очевидны черты сходства современных и древних рудогенерирующих систем в отношении типов вулканизма, формационной принадлежности вулканогенных толщ, их структурной позиции, характера и степени метаморфизма околорудных пород.

Однако многообразие действующих факторов в их меняющихся сочетаниях, а также сложность возникающих взаимодействий этих факторов со средой вулканогенных пород создают чрезвычайно пеструю картину индивидуально различимых, но с трудом классифицируемых объектов.

Поэтому сравнительное изучение особенностей строения и вещественного состава гидротермально-магматических систем, находящихся на различных стадиях своего формирования, и рудных объектов, созданных этими системами в прошлом, становится актуальным и чрезвычайно перспективным. Такая возможность нам предоставилась благодаря многолетнему сотрудничеству с С.Н.Рычаговым и его группой исследователей из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в г.

Петропавловск-Камчатский.

Настоящее сообщение основано на данных минералого-петрографического изучения керново-шламмового материала бурения скважниы ГП-3 на о.Парамушир.

Общая характеристика геологического строения района, описание вскрытых пород и зональности их гидротермально-метасоматических изменений были опубликованы ранее [12]. Установлено, что в разрезе вулканических пород присутствуют туфы и туффиты андезитового и андезито-дацитового состава, сменяющиеся на глубине около 1960 м брекчированными мегафировыми андезито-дацитами субвулканической фации (скважина остановлена в этих породах на глубине 2500 м).

Для всех пород характерны гидротермально-метасоматические изменения, обусловленные развитием новых минералов и их ассоциаций в определенной последовательности по разрезу скважины. В целом эта последовательность проявления минеральных ассоциаций подчиняется общей зональности (сверху вниз):

1. 100-670 м – зона опализации, представленная ассоциацией опал-кристобалитхалцедон, с участием гидрослюд и смектитов, а также гематита.

2. 670-750 м – зона опализации и адуляризации, представленная ассоциацией опалхалцедон-адуляр (+кварц), с участием гидрослюд и смектитов; рудные гематит/пирит.

3. 750-1200 м – зона калишпатизации (адуляризации) и окварцевания, с ассоциацией калишпат-кварц-иллит (селадонит); рудный минерал – пирит.

Рихтер Я.А.

4. 1200-1600 м – зона серицито-кварцевых пород и кварцитов; рудные – пирит и другие сульфиды; нерудные – ангидрит, апатит.



5. 1600-1960 м – зона кварц-серицитовых пород, с ассоциацией кварц-серицит (мусковит)-(альбит); рудные – пирит и другие сульфиды; нерудные – ангидрит, апатит, сфен.

6. 1960-2500 м – зона альбит-хлорит-мусковитовых пород, с участием эпидота и кварца; рудные – пирит, пирротин; нерудные – ангидрит, рутил.

Отметим, что на глубинах 0-100 м залегают слабо опализованные и заметно гематитизированные туфы андезитов, ниже которых располагаются более интенсивно преобразованные вулканиты того же состава, превращенные в опалиты – вплоть до глубины около 670 м. Мы относим их к гидротермальнометасоматическим продуктам приповерхностных глубин. Ниже они постепенно сменяются близкими по составу образованиями, но содержащими адуляр. При этом опал сменяется халцедоном (халцедоновидным кварцем), вместо гематита появляется пирит.

В интервале глубин 750-1200 м развиты калишпат-кварцевые породы, с гидрослюдами и пиритом; однако степень замещения этими минералами исходных пород лишь частичная, неполная; сохраняются реликтовые минералы андезитов и их туфов: плагиоклазы состава андезин-лабрадор, в той или иной степени альбитизированные, хлоритовые псевдоморфозы по цветному минералу. Однако с глубиной (начиная с 1000-1200 м) окварцевание усиливается, становится «ковровым», с переходом к микрогранобластовым агрегатам. Гидрослюдизация, представленная серицитом, становится также все более интенсивной. Что приводит к полному замещению серицитом плагиоклаза и отдельных фрагментов (пирокластов) андезитов. Калишпат, наверху интервала еще вполне отождествляемый с адуляром, ниже 750-800 м становится похож на ортоклаз и находится в ассоциации с микрогранобластовым кварцем и гидрослюдой. Так, калишпат еще на глубинах 900-1100 м развивается по серицитизированному и альбитизированному плагиоклазу вкрапленников, в пустотках выщелачивания и мелких секущих прожилках среди серицит-кварцевого микрогранобластового агрегата. Ниже 1200 м калишпат уступает место серициту, который полностью его «вытесняет» в ближайшем 100-метровом интервале. Все же при этом можно заметить, что калишпат имеет признаки более позднего выделения (одновременного с частью кварца).

Раздел 3: Петрология, минералогия и геохимия пород Таким образом, осуществляется переход к серицит-кварцевым и кварцсерицитовым породам с характерной, нередко обильной вкрапленностью пирита.

Они прослеживаются до глубин порядка 1600 м и ниже этого уровня встречаются в отдельных интервалах (например, на 1660-960 м, под мощной пластовой залежью долеритов). Еще ниже и вплоть до забоя скважины ГП-3 отмечаются мегафировые андезито-дациты, частью брекчированные, с ассоциацией минералов, характерной для пропилитов.

Выявленная зональность соответствует гидротермальным изменениям пород в приповерхностной (эпитермальной) фации (опалиты и опализованные породы), гидротермально-метасоматическим преобразованиям пород в условиях собственно субвулканической фации глубинности (адуляро-кварцевые породы), а также существенно метасоматическим изменениям в условиях субвулканической фации и глубин, переходных к гипабиссальной фации (серицито-кварцевые породы и кварциты, сменяющиеся пропилитами альбит-хлорит-мусковит-эпидотового состава).

На примере вскрытых скважиной ГП-3 пород мы обнаруживаем сочетание прповерхностных гидротермалитов, типичных для областей современного и молодого вулканизма, и гидротермально-метасоматических образований, характерных для формации пропилитов (в основном субвулканической фации глубинности). Как можно объяснить созданную в результате сложную зональность измененных пород – едина ли в генетическом отношении их метасоматическая колонка или в ее составе представлены гетерогенные и гетерохронные части, возможно, со следами наложения друг на друга (замещения) Мы видим здесь несколько проблем, нуждающихся в обсуждении.

По мнению С.Н.Рычагова и его сотрудников [12], наблюдающаяся зональность измененных пород свидетельствует «в пользу развития зон в результате единого современного однонаправленного гидротермальнометасоматическогопроцесса за счет продвижения фронта газо-гидротермального флюида от интрузивного магматического тела к дневной поверхности» (с.8). При этом авторы считают, что в интервале 750-1200 м происходит интенсивное вскипание гидротерм, так как здесь отмечаются характерные признаки зоны перехода жидкость – пар, установленные на ряде детально изученных геотермальных месторождений Камчатки и Курил.

Нам представляется такой подход в данном случае не вполне оправданным, Рихтер Я.А.

он применим для гидротермальных систем на их верхних, приповерхностных уровнях, на участках их разгрузки, где создаются резкие перепады давления и температуры. Сама метасоматическая колонка представляется сложной и гетерогенной, что не свидетельствует в пользу единого однонаправленно действующего процесса. Очевидно, что максимальное гипогенное выщелачивание имело место после пропилитизации: достаточно отчетливо проявлено наложение метасоматических изменений кварц-серицитовых пород («вторичных кварцитов») на уже сформированные пропилиты. В некоторых случаях, когда глубинное выщелачивание и окварцевание сопровождаются приповерхностным окремнением, пропилитизация и окварцевание могут оцениваться как почти одновременные процессы. однако не синхронные в полной мере [3, 14].





Чрезвычайно интересно здесь выяснить, как соотносятся во времени, одновременны или следуют друг за другом, гипогенное выщелачивание и окварцевание и приповерхностная опализация, а также их соотношение с адуляризацией (калишпатизацией). По нашим наблюдениям в шлифах намечается более сложная картина смены на глубине 670-750 м ассоциации опал-кристобалитсмектит-гематит на ассоциацию опал-халцедоновидный кварц-адуляр-пирит. В интервале глубин 750-1200 м адуляр постепенно сменяется калишпатом, оптически близким к ортоклазу. Можно заключить, что адуляризация (и в целом калишпатизация) тесно связана и происходит одновременно с приповерхностной опализацией, представляя собой проявление процесса в более глубинной фации.

Важно также при этом иметь в виду, что ниже 1200 м калишпат исчезает и носителем калия здесь является серицит, имеющий признаки более раннего образования.

В условиях высокой подвижности щелочей в гидротермальномагматической системе перенос щелочей флюидом возможен благодаря высокой степени химического сродства щелочных металлов к сере. Глубинный сероводородный флюид (раствор). Реагируя с алюмосиликатными породами, оставляет на фронте взаимодействия с ними калий в составе новообразованного полевого шпата. Подкисленный сероводородный флюид способствует одновременному выпадению сульфидов железа и других халькофильных металлов (по схеме реакции, предложенной А.А.Маракушевым [6]:

K2S + Al2SiO5 + 5 SiO2 + 0.5 O2 = 2 KAlSi3O8 + 0.5 SНам представляется, что в рассматриваемом случае калишпатизация (и Раздел 3: Петрология, минералогия и геохимия пород адуляризация) происходили за счет взаимодействия сульфида калия со слюдами (серицитом), гидрослюдами, пирофиллитом зоны более раннего гипогенного выщелачивания и окварцевания; в ходе этого взаимодействия появляется дополнительная вкрапленность сульфидов (пирита). Благодаря фиксации щелочей (калия) на этой глубине в поднимающемся глубинном флюиде возникает кислотная волна, приводящая к тотальному выщелачиванию оснований в близповерхностных условиях и образованию опалитов. Данные термобарометрии газово-жидких включений свидетельствуют о том, что при этом происходит снижение температуры от 2200-2500 до 1300-1800 С. Принимая во внимание значительную общую величину интервала (порядка 500 м) и постепенность переходов минеральных ассоциаций и количественных соотношений минералов внутри ассоциаций, нам трудно представить, что в рассматриваемом интервале глубин мог наблюдаться скольконибудь заметный эффект кипения гидротермального раствора. Модель близповерхностного ретроградного кипения водных растворов в зонах разгрузки гидротерм представляется здесь маловероятной из-за значительных глубин (порядка 1 км) и давлений, отсутствия условий разгрузки (при общей неравномерной пористости пород) и каких-либо «водоупоров», играющих роль геохимических барьеров на пути мигрирующего гидротермального флюида. Тем не менее возможность изменения характера и состава флюида следует рассматривать как вполне реальную при резком снижении давления нагрузки (именно в этом случае флюид становится «перегретым»), например, при раскрытии трещин во время тектонических подвижек.

Судя по отсутствию на этом уровне глубин минералов-карбонатов, можно предположить, что углекислота в составе флюида содержалась в незначительном количестве; основную роль в нем играли сероводород и сернистый ангидрид.

Соотношение между ними оказывалось определяющим в процессах миграции металлов и минералообразования, особенно на стадии рудоотложения [6]. В этой связи привлекает внимание распределение сульфидов в измененных породах, вскрытых скв. ГП-3, а также их пространственные и генетические соотношения с сульфатами (ангидритом). Основной сульфидный минерал – пирит – распределен чрезвычайно неравномерно. Его наибольшие концентрации в виде густой вкрапленности (до 10-15% объема породы) наблюдаются в зоне серицито-кварцевых пород и кварцитов, особенно в верхней ее части, и выше – в зоне адуляро-кварцевых пород (в интервале 1100-1300 м). Второй максимум в содержании пирита (до 5-10%) Рихтер Я.А.

устанавливается на глубинах 1660-1900 м, ниже пластовой интрузии долеритов, в серицито-кварцевых и кварц-серицитовых породах (см. рис. 1). По-существу, оба эти интервала представляют собой в общей метасоматической колонке уровни рудоотложения, причем нижний уровень, очевидно, вызван экранирующим влиянием упомянутой пластовой интрузии. В распределении концентраций рудных минералов и химических элементов (Cu,Zn,Pb,Ba и других) также отчетливо и согласованно проявляются максимумы в интервале 1100-1700 м [12].

Высокая химическая активность SO3 на значительных глубинах проявляется также в появлении гипогенных сульфатов, в первую очередь ангидрита (начиная с глубины 850 м и до забоя скважины); особенно заметно постоянное присутствие ангидрита в виде прожилков и крупных пойкилобластических зерен ниже 1400 м, в зоне пропилитов.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.