Поисковое значение околорудно измененных пород колчеданно-полиметаллических месторождений

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Поисковое значение околорудно измененных пород колчеданно-полиметаллических месторождений

02.08.2020

Постоянно наблюдаемая связь колчеданно-полиметаллического оруденения с ореолами гидротермального изменения вмещающих пород определяет важное значение околорудных метасоматитов при поисках и прогнозировании месторождений. Это значение еще более возрастает на данном этапе, когда в большинстве горнорудных районов намечается переход к глубинным поискам скрытых и скрыто-погребенных залежей, отстоящих от дневной поверхности на 1—1,5 км. Сложные условия проведения дорогостоящих глубинных поисковых работ выявляют недостаточность ранее известных критериев, основанных на соотношении руда — обрамляющий метасоматит, и требуют учета всей суммы поисковых признаков, проявленных как в непосредственной близости от рудных залежей, так и в самых отдаленных зонах изменения. При этом выявляется важная роль сопряженных, часто разновременных метасоматических систем, отражающих эволюцию гидротермальных процессов в историческом плане и своими продуктами последовательно подводящих к участкам наиболее вероятного накопления руд.

Практическая поисковая значимость различных метасоматических формаций в отношении колчеданно-полиметаллического оруденения резко неравнозначна. Наибольший интерес представляют образования формаций карбонат-хлоритовых и кварц-серицитовых метасоматитов, в меньшей мере березиты, пропилиты и вторичные кварциты и в самом ограниченном виде — скарны, аргиллизиты и биотит-эпидот-тальковые метасоматиты. В нижеследующем изложении основное внимание будет уделено ведущим мета-соматическим формациям.

Формация рудоносных карбонат-хлоритовых метасоматитов наиболее изучена на Рудном Алтае, где она сопровождает крупные, средние и мелкие месторождения. Выявляется тесная связь измененных пород и руд с субвулканическими порфировыми интрузиями, являющимися составными членами девонской базальт-липаритовой вулканогенной формации.

В комплексе поисковых критериев рудоносных зон рассматриваемого типа может быть выделено несколько групп, характеризующих различную степень приближения к участкам возможной рудолокализации. По этому принципу целесообразно выделить группы внешних, промежуточных и внутренних критериев. Представляет интерес также степень родства (теснота связи) поисковых критериев с оруденением, что можно охарактеризовать терминами «косвенные» или «прямые» критерии, понимая в данном случае под косвенными связями широкий спектр взаимоотношений разновременных образований, связанных общностью развития единого петро- и рудогенетического процесса.

Вce имеющиеся поисковые критерии рудоносных зон карбонат-хлоритовых метасоматитов можно подразделить на следующие группы: 1) внешние косвенные, 2) промежуточные косвенные, 3) внутренние косвенные, 4) внутренние прямые критерии (признаки).

Первая группа поисковых критериев основывается на обнаружении специфического состава образований, возникающих в связи с спнвулканнческой гидротермальной деятельностью. К ним относятся кремнистые породы (силициты), а также кремнистые туффиты и туфы с обломками метасоматитов. Эти образования обычно слагают серию линзовидных тел мощностью до 100—150 м, развитых в основном в подрудных и рудовмещающих частях разреза и в меньшей мерена перекрывающих руды горизонтах. Радиус их распространения вокруг месторождений не превышает 2—3 км, причем по мере удаления от рудоносных участков количество п мощность линз указанных пород постепенно снижаются вплоть до полного выклинивания.

Среди обломков в туфах и туффитах устанавливаются кварцевые, серицитовые, хлоритовые, карбонатные и смешанные разности метасоматитов. Иногда метасоматиты господствуют в составе обломков, в других случаях наблюдается их смешение с обломочным материалом иного состава. В общем случае устанавливается уменьшение количества обломков измененных пород и вытеснение их обычного типа пирокластическими продуктами в направлении периферии рудных полей.

Значительный масштаб накопления рассматриваемых образований свидетельствует о повышенной гидротермальной активности в определенных участках ареала вулканизма с выходом растворов в бассейны осадконакопления или реализацией метасоматических явлений на подводящих путях. В последнем варианте возможен последующий выброс измененных пород в виде пирокластического материала при эксплозивных процессах. Пространственное совмещение ранних гидротермалитов с продуктивными рудно-метасоматическими ассоциациями, нередко выступающими как наложенные образования, указывает на близкую преемственность (в масштабе рудного поля) каналов поступления магмо-гидротермальных продуктов на различных этапах вулканической деятельности.

К числу внешних косвенных поисковых критериев следует отнести также широкие объемные ореолы «гидротермального пропаривания» пород рудовмещающего разреза. Обращают внимание малоинтенсивный характер замещений (количество новообразований обычно не превышает 15—20% объема пород), относительно низкотемпературный тип изменений (образуются кварц, серицит, хлорит, карбонаты) и тесная связь состава гидротермальных продуктов с составом исходных сред. Степень изменения пород в пределах отдельных участков крайне неоднородна, однако по общему уровню преобразовании рудные поля заметно отличаются от безрудных площадей. Как и ранее рассмотренные критерии, данный признак эффективен при прогнозировании относительно крупных рудоносных территорий (масштаба рудных полей или серии сближенных рудоносных участков).

Промежуточные косвенные поисковые критерии в большей степени локализованы в пространстве и связаны с процессами становления порфировых массивов. Последние в апикальных частях на глубину до нескольких сот метров нередко претерпевают гидролитическое разложение с полным замещением полевых шпатов и первичных темноцветных минералов агрегатами кварца, хлорита и серицита (местами с примесью карбоната). Выделяются также кучные сегрегации этих минералов в основной массе пород. Ореолы гидролитического разложения нередко распространяются в экзоконтактовые зоны порфировых массивов, причем наиболее отчетливо они проявляются в вулканитах кислого состава. Ширина ореолов достигает 500—800 м. Замечено, что рудоносные зоны обычно сопрягаются именно с измененными порфирами, в то время как «сухие» разности субвулканических образовании в этом отношении мало перспективны. Подобные соотношения обусловлены изначальной водонасыщенностью определенных типов порфировой магмы («флюид-порфиры» по Г.Ф. Яковлеву и Е.Б. Яковлевой), что в конечном счете проводит к дистилляции рудоносных гидротерм в локальных зонах.

Отражением флюидной активности порфиров является также формирование тел эксплозивных и эксплозивно-гидротермальных брекчии, содержащих обломки гидролитически разложенных кислых вулканитов. Широкое развитие этих образований может рассматриваться как благоприятный поисковый критерий промежуточного плана. Следует отметить, что ореолы гидролитического разложения, свидетельствующие о потенциальной рудоносности внутри- и околопорфировых зон, внешне не всегда отчетливо выражены. Диагностика их проводится путем микроскопического определения явлений практически полного замещения первичных полевых шпатов и темноцветных минералов (часто в виде псевдоморфоз) или по появлению зон «геохимического вакуума» в отношении натрия.

Внутренние поисковые критерии основываются на выявлении продуктов воздействия собственно рудоносных гидротерм. К этим продуктам относятся зоны выщелачивания и рудолокализующие зоны осаждения. Первые трассируют пути движения растворов и служат важнейшим указателем местоположения предполагаемых рудных скоплений. В то же время реализация рудогенных процессов зависит от многих факторов (структурных, литологических, геохимических и т. д:), определяющих либо концентрацию рудных компонентов, либо их рассеяние. Соответственно можно говорить лишь о косвенной (парагенетической) связи зон выщелачивания и оруденения, хотя наличие этих зон является непременным условием появления сульфидных залежей.

Опыт показывает, что мощность и протяженность (в плане) зон выщелачивания относительно невелика (мощность обычно десятки, до 100—150 м, протяженность — до нескольких сот метров). Выявлению струй выщелачивания, находящихся в скрытом залегании, благоприятствует наблюдаемое в отдельных случаях развитие поперечно-зональных ореолов с появлением относительно широкой (до 50—80 м) внешней зоны карбонат-хлорит-серицит-кварцевых метасоматитов или зоны слабо дифференцированных по составу пород, в которых в разных соотношениях присутствуют реликтовые и новообразованные парагенезисы. Самого пристального внимания заслуживают протяженные струи выщелачивания (часто маломощные и незональные), выходящие из порфировых массивов во вмещающие породы вдоль узких апофиз порфиров. Выполняя роль «флюидо-проводников», эти апофизы на выклиниваниях сменяются зонами осаждения, нередко с промышленными концентрациями сульфидов (рис. 51).

Внутренние прямые поисковые критерии, которые могут рассматриваться как прямые признаки оруденения, связаны с накоплением метасоматитов осаждения, Близкая одновременность их образования с рудами в условиях идентичности основных физикохимических, структурных, литологических и иных параметров минералообразования, обусловливает отсутствие безрудных зон данного типа изменений. Таким образом, хлоритовые, серицитовые, карбонатные, а чаще смешанные в различных соотношениях разности метасоматитов, локализующихся в околопорфировых зонах на выклиниваниях струй выщелачивания, являются индикаторами близко расположенного (на удалении до 100—150 м) колчеданно-полиметаллического оруденения. Аналогичная роль может быть отведена и телам интерминерализационных эксплозивных брекчий, содержащих обломки метасоматитов осаждения и руд, а на удалении от рудных залежей — только обломки метасоматитов.

В случае зонального распределения измененных пород данного типа в пространстве по выявлению тех или иных разностей пород можно судить о вскрытии верхних или нижних частей рудных зон или ориентировочно определять глубину эрозионного среза последних. Индикаторами верхних уровней месторождений служат скопления серицита, нижних уровней — существенно хлоритовые массы, промежуточных уровней — смешанные карбонат-серицит-хлоритовые агрегаты,

С другой стороны, основываясь на закономерных ассоциациях руд и метасоматитов, по преобладающему типу изменений представляется возможным прогнозировать и ведущий на данном участке тип оруденения — медноколчеданный и колчеданно-полиметаллический в случае полного господства хлоритолитов, полиметаллический — при заметном (свыше 30%) содержании в метасоматитах серицита и переходный к колчеданно-полиметаллическому — в условиях ведущей роли смешанных разностей пород, содержащих серицит в количестве 10—30%.
Поисковое значение околорудно измененных пород колчеданно-полиметаллических месторождений

Масштабы накопления метасоматитов осаждения и руд в общем случае не коррелируются, так как степень концентрации нерудных образований в значительной мере определяется составом выщелачиваемых сред (в отношении содержания оснований). Можно лишь отметить, что крупные (сотни метров в поперечнике) зоны концентрированного скопления метасоматитов сопровождаются и значительными по объему рудными массами, хотя последние могут локализоваться и в относительно слабо измененных породах. Для суждения о масштабах прогнозируемого оруденения может быть использован более статистически выдержанный признак, связанный с объемными параметрами зон выщелачивания. Его можно сформулировать следующим образом — чем мощнее и протяженнее в плане и на глубину зона выщелачивания, тем крупнее по масштабам оруденение мы вправе ожидать. Соответственно мало перспективными выглядят ореольного типа зоны выщелачивания, охватывающие лишь апикальные части порфировых массивов (рис. 52). Значительно более интересны в практическом отношении ореольно-корневые и корневые зоны, уходящие вглубь порфировых массивов или в направлении их корневых частей (см. рис. 51).

Завершая рассмотрение поисковых признаков колчеданно-полиметаллического оруденения, ассоцирующего с образованиями формации карбонат-хлоритовых метасоматитов, следует подчеркнуть, что в практической работе необходимо использовать всю сумму критериев, дающих возможность на разных этапах поисков перейти от крупных территорий к перспективным участкам и далее к рудоносным зонам и отдельным месторождениям.

Формация рудоносных кварц-серицитовых метасоматитов представлена на Рудном Алтае, Малом Кавказе и в некоторых других колчеданно-полиметаллических провинциях. Наиболее крупные рудные залежи эта формация сопровождает в пределах Рудного Алтая, где она и наиболее изучена.

Основываясь на приведенной выше систематике поисковых критериев скрытого оруденения, применительно к рассматриваемой формации можно выделить следующие их группы: 1) внешние косвенные, 2) внутренние косвенные, 3) внутренние прямые критерии (признаки).

Первую группу критериев представляют динамо-гидротермальные преобразования пород, связанные с формированием рудолокализующих зон повышенного рассланцевания. За пределами ореола собственно околорудных изменений явления динамометаморфизма и пластического течения вещества в этих зонах сопровождаются относительно слабоинтенсивным низкотемпературным разложением первичных минералов породе возникновением ориентированных по сланцеватости пятен, линз и прожилков серицита, хлорита и карбоната. Вкрапленность иприта в этих условиях не характерна.

По основным минералого-геохимическим чертам данный процесс близок рассмотренным выше явлениям гидролитического разложения пород. Его отличают неполное (в среднем 15—20%) замещение первичных полевых шпатов и темноцветных минералов, а также отсутствие видимой связи с субвулканическими или иными интрузиями. В то же время отчетливо аллохимический тип преобразований свидетельствует о воздействии гидротерм (хотя и слабо агрессивных), являющихся, видимо, предвестниками более поздних мощных процессов кислотного выщелачивания.

Ореол динамо-гидротермального изменения слагает внешние части рудоносных зон выщелачивания в направлениях их простирания, склонения и мощности. Однако нередки случаи отсутствия поздних продуктов и полного господства в зонах рассланцевания слабоинтенсивных динамо-гидротермальных проявлений. Соответственно данный критерий должен рассматриваться как косвенный по отношению к оруденению и благоприятный при выделении потенциально рудоносных зон в пределах участков развития динамо-метаморфизованных пород.

Группа внутренних косвенных поисковых критериев основывается на выделении продуктов гипогенного выщелачивания — осаждения предрудной стадии гидротермальной деятельности. Эти продукты развиты более локально, чем динамо-гидротермальные образования и занимают отдельные участки зон повышенного рассланцевания.

Метасоматиты данного типа могут быть как рудоносными, так и безрудными, однако скопления сульфидов всегда сопровождаются ореолами рассматриваемого типа изменения. В составе ореолов наиболее продуктивными являются уровни выщелачивания, а в пределах этих уровней — зоны максимального проявления кварц-серицитового замещения, С переходом к вышележащим зонам осаждения масштаб оруденения обычно сокращаемся вплоть до полного выклинивания рудных тел.

Закономерности пространственных взаимоотношений кварц-серицитовых метасоматитов и руд свидетельствуют о том, что зоны выщелоченных пород служат хотя и косвенным, ио весьма важным признаком участков возможной локализации колчеданно-полиметаллических залежей. Соответственно приобретают интерес критерии обнаружения данного типа зон, находящихся в скрытом залегании.

Выявлению потенциально рудолокализующих центральных зон максимального выщелачивания способствуют широкие боковые (поперечно-зональные) ореолы изменения, достигающие ширины нескольких сот метров. Вскрытие выработками метасоматитов внешних зон (карбонат-хлорит-серицит-кварцевых, хлорит-серицит-кварцевых) указывает на необходимость ориентировать поисковые работы в поперечном к структурам направлении в соответствии с вектором понижения количества минералов в метасоматитах и нарастанием степени кварц-серицитового замещения пород.

Значительную поисковую ценность представляют также метасоматиты осаждения, развитые на уровнях верхних выклиниваний рудоносных структур. Образования любой из трех зон осаждения (хлоритовой, карбонат-хлоритовой и кварц-альбитовой), будучи выведенными на эрозионный срез пли вскрытыми выработками, свидетельствуют о залегании на глубине (от 10—20 до 200—300 м — в зависимости от состава метасоматитов) скрытой зоны выщелачивания, в которой могут локализоваться промышленные руды.

Однотипные зоны выщелачивания могут быть как рудоносными, так и безрудными. Для прогноза рудоносности метасоматитов может быть использован внутренний прямой поисковый признак, основанный на изучении продуктов воздействия рудоносных растворов на вмещающие породы. К такого рода продуктам относятся ореолы калия, вытесненного из состава серицита метасоматитов выщелачивания при наложении на них сульфидов меди, свинца и цинка. Опыт показывает, что упомянутые ореолы повсеместно фиксируются в обрамлении концентрированных рудных скоплений (рис. 53), причем в направлении восстания и воздымания структур они распространяются выше контура сульфидных залежей на 200—250 м. Процесс переотложения калия выражается в появлении среди светлых слюд примеси мусковита, резко отличного по составу от фенгита замещаемых пород. Степень накопления мусковита в метасоматитах, а также размеры ореолов и уровень концентрации в них калия могут указывать на объем нижележащих сульфидных масс.

Установление закономерно повторяющихся сообществ околорудно измененных пород и руд — рудно-метасоматических ассоциаций — позволяет в условиях Рудного Алтая прогнозировать и ожидаемый тип оруденення, сопряженного с рассматриваемыми зонами изменения. Так, в случае обнаружения в центральных зонах выщелачивания кварцитов, ассоциирующих с убого проявленными синрудными хлоритолитами, следует предполагать преимущественно полиметаллический состав вскрываемых рудных залежей. Выявление в аналогичной позиции существенно серицитовых метасоматитов при умеренном проявлении синрудных образований указывает на переходный (к колчеданно-полиметаллическому) тип потенциального оруденения. Наконец, серицит-кварцевый состав пород в центральных зонах выщелачивания при резко повышенных количествах синрудных хлоритовых или альбитовых скоплений является индикатором колчеданно-полиметаллического состава главной массы руд.

Резюмируя изложенное о поисковом значении формации кварц-серицитовых метасоматитов, следует отмстить, что на наиболее разработанном примере Рудного Алтая отчетливо выявляется необходимость комплексного использования всей суммы имеющихся поисковых критериев и признаков. В процессе поисковых работ вначале устанавливаются слабо гидротермально проработанные зоны повышенного рассланцевания. В их пределах затем выявляются более локальные зоны выщелачивания. Последние оцениваются минералого-петрографическими и геохимическими методами с точки зрения потенциальной рудоносности и ожидаемого типа оруденения и в благоприятном случае рекомендуются к детальному опоискованию. На всех этапах работ поисковые критерии, вытекающие из опыта изучения околорудных метасоматических образований, комплексируются с соответствующими данными других геологических, а также геохимических и геофизических методов. Формация биотит-эпидот-тальковых метасоматитов объединяет гидротермальные образования, возникающие за счет контактового метаморфизма ранее сформировавшихся кварц-серицитовых и карбонат-хлоритовых метасоматитов и сопровождающие регенерированное колчеданно-полиметаллическое оруденение. Поскольку ореол новообразованных относительно высокотемпературных продуктов в общем случае не распространяется за пределы контура ранних изменений, его роль при поисках и прогнозировании не превышает соответствующих возможностей этих изменений. Следует, однако, отметить, что значительный масштаб высокотемпературного замещения рудоносных зон выщелачивания или осаждения, свидетельствующий о повышенной интенсивности контактовых и контактово-инфильтрационных процессов, косвенно указывает на вероятность обнаружения в ближайшем обрамлении этих зон переотложенных рудных скоплений в сопровождении минеральной ассоциации регрессивной ступени метаморфизма (кварца, серицита, хлорита и т. д.). Вопрос о практической значимости явлений подобного рода требует дополнительного изучения с привлечением новых фактических материалов.

Формация березитов по составу н закономерностям распределения слагающих ее образований близка формации кварц-серицитовых метасоматитов. При общности состава измененных пород в центральных зонах выщелачивания, сложенных кварцем, серицитом и пиритом, отличия этих формаций выявляются в промежуточных и внешних зонах, где в березитах карбонат (обычно анкерит) более устойчив, чем хлорит, а калишпат продолжает сохраняться в породах после разложения плагиоклаза.

Близость основных черт строения рудоносных зон березитов и кварц-серицитовых метасоматитов определяет и сходство используемых при их выявлении поисковых признаков. Как и в случае кварц-серицитовых метасоматитов, значительный поисковый интерес представляют внешние и промежуточные зоны ослабленного выщелачивания, в которых на фоне развития кварца и серицита сохраняются реликты (и частично перекристаллизованные агрегаты) хлорита, карбоната, иногда полевых шпатов. Прослеживая эти зоны в поперечном к структурам направлении вдоль вектора нарастающего выщелачивания, можно ожидать вскрытия центральных зон изменения, потенциально рудолокализующих.

Благоприятным признаком рудоносности ореолов выщелачивания следует считать скопления синрудных хлоритолитов в их пределах. При этом наиболее приближенными к участкам рудолокализации являются существенно магнезиальные хлориты, в то время как железо-магнезиальные разности могут развиваться ка удалении до 100—150 м от рудных концентраций.

На примере Хандизинского месторождения видно, что с приближением к рудным залежам в составе березитов меняются и политипные модификации светлых слюд от смеси 2M1 + 1M во внешних зонах изменения до господства политипа 2M1 во внутренних зонах. Намечается также возрастание содержания калия в серицитах, достигающее в непосредственном контакте с рудными залежами более 10%. Все эти данные, относящиеся к составу и структуре породообразующих минералов метасоматитов, весьма важны при оценке возможной рудоносности вновь выявляемых зон березитизации.

При поисках самих зон изменения, находящихся в скрытом залегании, важную роль приобретают надрудные зоны осаждения, концентрирующие щелочные и щелочноземельные компоненты, вынесенные с нижележащих уровней выщелачивания. И хотя описаний соответствующих образований применительно к формации березитов в литературе не приводится, они, исходя из закономерностей процесса выщелачивания — переотложения, должны присутствовать на участках верхних выклиниваний растворопроводящих структур (в случае их залегания ниже уровня эрозионного среза) в виде зональных или незональных альбит-карбонат-хлоритовых агрегатов.

Формация вторичных кварцитов характеризуется рядом специфических поисковых признаков колчеданно-полиметаллического оруденения. В качестве внешних косвенных критериев обнаружения рудоносных массивов вторичных кварцитов могут быть использованы сопряженные рудно-метасоматическне образования, развитые в обрамлении этих массивов (медно-цеолитовые, гематитовые, кремнисто-цеолитово-марганцевые и др.). Статистически устойчивый поисковый критерий промежуточного плана основан на выявлении локальных зон пропилитизации, в основном обрамляющих вторичные кварциты с периферии. В качестве внутренних признаков могут рассматриваться серицитовая, каолинитовая и пирофиллитовая фации вторичных кварцитов, локализующие рудные залежи. Более высокотемпературные фацнн (андалузитовая, корундовая, дюмортьеритовая и т. д.) в указанном отношении неперспективны.

При поисках отдельных рудных тел внутри благоприятных зон изменения определенный интерес представляют данные об изменении политипных модификаций светлых слюд. Согласно Т. Накамура, по мере приближения к рудным телам на ряде месторождений Японии наблюдается следующая смена политипов серицита: 1M — смесь 1M и 2M1 — 2M1 (иногда с 2М2). Близкий порядок изменения модификаций светлых слюд приводится А.В. Зотовым и В.Л. Русиновым.

Формирование вторичных кварцитов, как и всех других продуктов кислотного выщелачивания, в общем случае сопровождается выносом из пород щелочных и щелочноземельных элементов. Эти элементы в благоприятных структурно-литологических условиях могут переотлагаться в виде надрудных зон осаждения, служащих индикаторами скрытых на глубине зон вторичного окварцевания. Исключение в этом отношении представляют лишь приповерхностные массивы вторичных кварцитов, возникающие, как ранее отмечено, в условиях непрерывного нарастания кислотности растворов вплоть до их выхода на поверхность.

Формируясь при относительно низких температурах, новообразования зон осаждения слагаются кварцем, хлоритом, карбонатом, альбитом, серицитом и поэтому обычно относятся к пропилитам, с которыми нередко объединяются в единую зону, обрамляющую вторичные кварциты по горизонтали и вертикали в соответствии со схемой «шаровой» метасоматической зональности. В то же время химические анализы и их пересчеты выявляют отчетливый привнос в эти породы ряда оснований (см. табл. 49, обр. 1—3), что не свойственно процессам пропилитизации. В целом ощущается необходимость разработки комплекса признаков диагностики метасоматитов осаждения применительно к формации вторичных кварцитов для получения дополнительных критериев выявления данного типа рудоносных зон, находящихся в скрытом залегании.

Завершая рассмотрение поисковых признаков колчеданно-полиметаллического оруденения, вытекающих из опыта изучения метасоматических преобразований вмещающих пород, следует подчеркнуть, что в настоящее время наибольший поисковый интерес представляют не просто околорудно измененные породы, а те их разности, которые дают указания на местоположение скрытых и глубоко скрытых (свыше 500—1000 м) рудных залежей. Разработка соответствующего комплекса критериев требует всестороннего выяснения форм связи различных гидротермальных продуктов с оруденением и установления закономерностей эволюции гидротермального процесса в пределах конкретных рудоносных территорий во времени и в пространстве.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: