Шайтантасский массив Улутауского перидотит-пироксенитового комплекса Центрального Казахстана

Шайтантасский массив — самый крупный (около 60 км2) и наиболее сложный по своему строению в составе улутауского перидотит-пироксенитового комплекса. В отличие от всех остальных массивов пояса, целиком залегающих среди допалеозойских метаморфических образований, этот массив является межформационным: он занимает межформационную полость между докембрийскими гнейсами, сланцами и амфиболитами, образующими так называемый Эскулинский купол, и несогласно перекрывающими их с востока вулканогенно-осадочными толщами среднего ордовика, имея с теми и другими интрузивные контакты. Таким структурно-тектоническим положением Шайтантасского массива определяются его несколько отличные от других массивов улутауского комплекса петрографические особенности, характер минерагении и исключительная сложность его геологического строения. Геологическая позиция Шайтантасского массива, как будет показано ниже, позволяет установить его возраст, а следовательно, определить время внедрения и всех остальных перидотит-пироксенитовых интрузий Улутауского пояса, размещенных среди докембрийских образований.

Шайтантасский массив, наряду с описанным выше Ешкеульмес-ским массивом, может считаться одним из наиболее хорошо изученных массивов Улутауского пояса. На протяжении многих лет он не только неоднократно изучался при региональных геологических работах, но и подвергался специальным геологопетрографическим и поисковым исследованиям. Последние здесь были начаты в 40-х годах Казахским филиалом AН СССР под общим руководством И.И. Бока. И.И. Боком и В.К. Ереминым были обнаружены проявления никель-кобальтовой минерализации в коре выветривания ультраосновных пород и проявления асбестоносности баженовского и карачаевского подтипов. В период 1954—1958 гг. на площади Шайтантасского массива Джезказганской экспедицией Центрально-Казахстанского геологического управления проводились поисково-разведочные работы на эти полезные ископаемые. В 1960 г. массив был детально изучен В.Н. Москалевой, Н.П. Михайловым и М.В. Иняхиным.

Шайтантасский массив находится в 35 км к север-северо-западу от Джезказганского рудника и в 8 км к востоку от марганцевого рудника Джезды (пос. Марганец). В структурном отношении он приурочен к восточной окраине Эскулинского купола, где залегает, как уже отмечалось, между древними метаморфическими породами и несогласно перекрывающими их вулканогенно-осадочными образованиями ордовика. В современном денудационном срезе массив представляет собой вытянутое в меридиональном направлении неправильное линзовидное тело длиной около 15 км и шириной от 1—2 км на юге до 4—5 км в центральной части и на севере. Общая площадь массива, по данным детального картирования, с учетом сохранившихся на нем останцов кровли, составляет около 60 км2. Межформационное положение Шайтантасского массива отчетливо видно на прилагаемой геологической карте (рис. 42). На севере и западе массив имеет интрузивные контакты с древними метаморфическими породами. Последние Ю.А. Зайцевым расчленяются на две серии: а) нижнюю — бектурганскую, состоящую из слюдяно-плагиоклазовых, слюдяных и кварцитовых сланцев, плагиогранито-гнейсов, порфиробластовых плагиоклазовых гнейсов с прослоями и жилами амфиболитов и габбро-амфиболитов, составляющих ядро Эскулинского купола, и б) верхнюю — аралбайскую, состоящую из порфироидов и бластокристаллических и мелкозернистых слюдяно-полевошпатовых сланцев с редкими пачками зеленых сланцев в верхней части.

На юге и на востоке массив контактирует с вулканогенно-осадочными толщами ордовика. Ордовикские отложения в районе Эскулинского купола, по Ю.А. Зайцеву, делятся на четыре свиты, три из которых относятся к раннему и среднему ордовику:

О1-2а — шайтантасская свита — конгломераты, песчаники, алевролиты с прослоями диабазовых и андезитовых порфнритов;

O1-2в — коскудукская свита — почти исключительно известняки с прослоями известковистых песчаников, содержащие фауну среднего ордовика;

O1-2c — мейрамбайская свита-серо-зеленые песчаники, местами кварцитовидные гравелиты, сланцы и конгломераты с гальками известняков коскудукской свиты.

С этими тремя свитами Шайтантасский массив имеет ясные интрузивные контакты, которые хорошо видны по их конфигурации, а также по срезанию линией контакта первичной слоистости пород. На ультраосновных породах массива сохранилось большое количество останцов кровли ордовикских пород, причем последние в непосредственном контакте с ультрабазитами подвергаются хотя и слабому, но заметному изменению. Наиболее четко такое контактовое воздействие наблюдается на известняках, которые в зоне контакта превращаются в диопсид-гранатовые скарны, сохраняющие первичную слоистость известняков. Очень наглядное доказательство интрузивной природы контакта серпентинитов массива с известняками дают наблюдения над керном одной из скважин, пройденных Джезказганской экспедицией на останце известняков в центральной части массива. Кери верхней части скважины (до 50 м) представлен однообразными серыми, неравномернокристаллическими мраморизованными известняками. На глубине около 50 м скважиной пересечен контакт известняка с серпентинитом. Здесь в зоне контакта мощностью около 1,5 м (по керну) отчетливо видно, как серпентиновый материал по трещинам проникает в известняк, который около жилок серпентинита подвергается перекристаллизации. Далее до глубины 78 м скважина пройдена в карбонатизированных антигоритовых серпентинитах.

Интересный случай контактового воздействия серпентинитов на известняк коскудукской свиты наблюдался также в южной части массива у дороги, идущей из пос. Джезды в Джезказган, в 1 км к западу от родника Актас. Здесь в зоне контакта известняков, образующих на массиве останец кровли, наблюдались брекчированные серпентин-известковые породы, состоящие из обломков темно-серого кристаллического известняка и серпентинита, сцементированных серпентинитовым материалом. В непосредственном контакте с серпентинитом известняк перекристаллизован; в мелкозернистой массе кальцита наблюдаются крупнокристаллические участки того же минерала. Среди карбоната в виде игольчатых и длиннопризматических кристаллов встречается тремолит (сNg=12°, удлинение +). Вместе с тремолитом развивается серпентин, слагающий также самостоятельные участки в массе карбоната.

Верхнеордовикские отложения представлены кызылшокинской (или эскулинской) свитой (O3), сложенной характерными буровато-серыми полимиктовыми конгломератами, с размывом залегающими на породах Шайтантасского массива и содержащими гальку как ультраосновных пород, так и пород всех трех нижних свит ордовика и метаморфических пород докембрия. На юго-восточной окраине массива среди поля развития таких конгломератов серпентиниты как бы «просвечивают» из-под конгломератов, обнажаясь в отдельных эрозионных «окнах» (см. рис. 42).

Таким образом, в южной части массива устанавливается очень четкая «вилка», позволяющая определить возраст массива: на западе он имеет интрузивные контакты с породами мейрамбайской свиты (О1-2с), а на востоке трансгрессивно перекрывается конгломератами кызылшокинской свиты (O3). К сожалению, ни в той, ни в другой свите органических остатков не обнаружено. Тем не менее, ряд косвенных данных позволяет датировать первую нижним или средним ордовиком, а вторую — карадокским ярусом. Мейрамбайская свита согласно, лишь с небольшими местными размывами, залегает на известняках коскудукской свиты, содержащих фауну O1 или O2, а также членики криноидей. Конгломераты кызылшокинской свиты, содержащие гальку пород мейрамбайской свиты, па последней залегают с размывом и в свою очередь также с размывом перекрываются слабо метаморфизованными осадочными отложениями девона. Силурийский возраст этих конгломератов, видимо, исключается, так как в силуре в этом районе осадконакопление практически отсутствовало и происходила общая перестройка структурного плана. Напротив, в конце среднего ордовика для всего района отмечается мощная орогеническая фаза, после которой уже в карадокском веке происходило накопление грубообломочных толщ. Отсюда наиболее вероятным возрастом кызылшокинской свиты приходится считать карадокский, а время внедрения Шайтантасского массива логично связывать с предкарадокской фазой тектогенеза. Некоторые сомнения может вызвать слишком узкий возрастной интервал между временем внедрения массива (О1-2) и временем его эрозионного размыва (O3). Однако нужно иметь в виду, что в своей южной части массив очень слабо эродирован (обилие останцов кровли), и кызылшокинские конгломераты отлагались на едва вскрытых эрозией из-под кровли среднеордовикских отложений ультраосновных породах восточной (видимо, апикальной) части массива. Об этом свидетельствует и полимиктовый состав конгломератов, содержащих, кроме гальки ультрабазитов, гальку песчаников и известняков мейрамбайской и коскудукской свит.

Как видно из рис. 42, конфигурация Шайтантасского массива, достаточно сложная в современном денудационном срезе с причудливыми интрузивными контактами и с множеством останцов кровли вмещающих пород, еще более усложняется разрывной тектоникой. Здесь устанавливается целый ряд разломов как продольных, так и поперечных, осложняющих первоначальную форму массива в плане и взаимоотношения его с окружающими породами допалеозоя и ордовика. Тектонические нарушения в массиве не всегда сопровождаются вертикальными перемещениями блоков. Иногда они фиксируются зонами перемятых и рассланцованных серпентинитов с жилами продольноволокнистого хризотил-асбеста подобными тем, которые были описаны для Ешкеульмесского массива. В этих тектонически нарушенных зонах местами появляются брекчированные «конгломератовидные» серпентиниты, часто ошибочно принимаемые за истинные конгломераты. Такие «конгломератовидные» серпентиниты прослеживаются узкой полосой вдоль восточного контакта массива, южнее родника Акчий. Эти конгломератовидные породы состоят исключительно из галек серпентинитов и реже пироксенитов (размером от 1 см до 5—7 см). сцементированных сильно перетертым, рассланцованным серпофитовым серпентинитом, местами содержащим примазки ломкого хризотил-асбеста и жилки карбоната. Подобного же типа конгломератовидные серпентиниты были встречены и на западе массива среди линзы серпентинитов, залегающей между архейскими гнейсами и протерозойскими порфироидами. В поверхностной зоне эти породы сильно дезинтегрированы, цемент их разложен и гальки серпентинитов в виде россыпи наблюдаются на поверхности массива, создавая полную иллюзию элювия конгломератов. На самом же деле тектоническое происхождение этих «конгломератов» не вызывает сомнений. Они представляют лишь результат дальнейшей степени перетирания в зонах смятия брекчированных серпентинитов (также состоящих из округлых, как бы «окатанных» обломков различной величины), наблюдаемых в керне многих скважин как на Шайтантасском массиве, так и в других асбестоиосных массивах Улутауского пояса.

Внутреннее строение Шайтантасского массива весьма сложное. Основной фон его составляют антигоритовые серпентиниты, нередко имеющие реликто-псевдоморфные структуры, позволяющие установить, что большая их часть образовалась по перидотитам. Пироксениты здесь развиты значительно меньше, чем в Ешкеульмесском массиве, и они не образуют, как в последнем, крупных полос, а встречаются в виде небольших неправильных или изометрических тел, хорошо выделяющихся на почти равнинном рельефе массива в виде невысоких округлых сопок. В таком же виде среди серпентинитов встречаются и обособления слабо серпентинизированных перидотитов. Особенно много таких пироксенитовых и перидотитовых сопок в центральной части массива, в районе горы Шайтактас; к северу и к югу количество их убывает. Южная половина массива более проста по своему строению и, несомненно, менее эродирована, так как именно здесь наблюдается наибольшее количество останцов кровли ордовикских пород. Массив в этой части сложен однообразными антигоритовыми серпентинитами, среди которых возвышаются небольшие гряды бирбиритов — лимонинито-кремнистых пород трещинно-линейной коры выветривания на серпентинитах, а также наблюдаются группы мелких тел пироксен-гранатовых и хлорит-гранатовых пород.

Одной из особенностей Шайтантасского массива, отличающих его от других массивов улутауского комплекса, является присутствие в нем, кроме ультраосновных пород, габбро и натровых гранитоидов. Габбро развиты преимущественно в северной половине массива, где имеется пять крупных и несколько мелких тел этих пород. Гранитоиды развиты также почти исключительно в северной половине Шайтантасского массива, где слагают различной формы и разных размеров интрузивные тела, часто характеризующиеся довольно пестрым составом.

На ультраосновных породах Шайтантасского массива широко развиты образования древней коры выветривания. Однако кора выветривания площадного распространения с нормальным нонтронитовым профилем сохранилась на сравнительно небольшом участке в восточной приконтактовой части массива, где Джезказганской экспедицией производились разведочные работы на гидросиликатный никель. На всей же остальной площади массива наблюдаются многочисленные реликты трещинной коры выветривания с силицифицированным безнонтронитовым профилем в виде узких «жилообразных» гряд, вершины которых сложены массивными или кавернозными, часто опаловидными бирбиритами (лимоннт-кремнистыми породами), а у подножья обнажаются выщелоченные и карбонатизированные серпентиниты. Такие узкие тела бирбиритов располагаются не беспорядочно, а ориентированы почти везде параллельно контактам массива или же вдоль тектонических нарушений в последнем.

Таким образом, Шайтантасский массив представляет собой очень сложное по геологическому строению интрузивное образование, залегающее в полости отслоения между жесткими допалеозойскими образованиями Эскулинского купола и перекрывающими их с востока более пластичными породами ордовика. Несмотря на то что границы массива во многих местах осложнены разрывной тектоникой, можно предполагать. что массив имеет крутые контакты с породами докембрия (об этом свидетельствует отсутствие на массиве останцов докембрийских пород) и пологие с ордовикскими толщами, которые наблюдаются на породах массива в виде многочисленных останцов кровли. Соответственно этому и корни Шайтантасской интрузии, имеющей, вероятно, форму гарполита, располагаются в ее западной части, что подтверждается и данными магнитометрии, показывающей локализацию наиболее интенсивных магнитных аномалий со значениями вертикальной составляющей магнитного поля (AZ) свыше 2000 гамм вдоль западных и северо-западных границ массива.

Бесполевошпатовые ультраосновные породы. Как уже отмечалось, основной фон Шайтантасского массива составляют различные серпентиниты, слагающие около 80% его площади. Как и в других массивах улутауского перидотит-пироксенитового комплекса, широкое развитие здесь имеют перекристаллизованные антигоритовые серпентиниты. Они слагают все тектонически ослабленные зоны внутри массива, широко развиты в его краевых приконтактовых зонах и часто встречаются в контактах габбровых и гранитоидных тел с серпентинитами; они обнажаются также по подножьям сопок, сложенных перидотитами и пироксенитами. К участкам развития антигоритовых серпентинитов приурочена наибольшая карбонатизация, а также жилы лиственитов. При микроскопическом изучении выделены: а) антигоритовые серпентиниты с реликто-псевдоморфными структурами перидотитов и пироксенитов и б) антигоритовые серпентиниты, в которых отсутствуют признаки первичной структуры.

К породам первой группы, кроме разностей антигоритовых серпентинитов, в которых отчетливо устанавливается реликто-псевдоморфная структура пироксенитов, относятся также серпентиниты, в которых отсутствуют прямые структурные признаки, указывающие на исходный состав породы. Однако при выключенном анализаторе в шлифе можно отчетливо видеть первично петельчатое распределение зерен серпентинизационного магнетита, что позволяет говорить не только о происхождении этих пород за счет перекристаллизации апоперидотитового хризотилового (лизардитового) серпентинита, но и о том, что перекристаллизация происходила в условиях высокой температуры, так как перераспределения магнетита, сохраняющего форму первичных лизардитовых шнуров, здесь не наблюдается. Об апоперидотитовой природе этих серпентинитов свидетельствует также наличие в них зерен метаморфизованного хромшпинелида, обычно отсутствующего в пироксенитах улутауского комплекса.

В антигоритовых серпентинитах второй группы не удается установить никаких косвенных признаков, которые указывали бы на состав первичных пород. Магнетит здесь подвергся перераспределению и наблюдается в виде неправильных ветвистых жилок или линзочек, часто ориентированных вдоль сланцеватости породы. Как и в серпентинитах Ешкеульмесского массива, нередко отмечается замещение мелколистоватых агрегатов антигорита крупночешуйчатым антигоритом. В довольно редких жилках, секущих породу, наблюдается продольноволокнистый хризотил-асбест, замещающийся буроватым гидромагнезитом. Зерна метаморфизованного хромшпинелида часто также вытянуты вдоль сланцеватости породы и не просвечивают в проходящем свете. В целом эти породы совершенно аналогичны перекристаллизованным антигоритовым серпентинитам всех других массивов Улутауского пояса.

С антигоритовыми серпентинитами тесно связаны карбонатизированиые серпентиниты, содержащие до 40—50% карбоната, слагающего в массе антигорита неправильной формы участки, жилки и линзочки.

Ограниченное распространение в Шайтантасском массиве имеют продукты дальнейшего гидротермального преобразования серпентинитов — лиственитоподобные тальково-карбонатные и кварцево-карбонатные породы, которые во всех остальных массивах Улутауского пояса, за исключением Талдысайского, вообще отсутствуют. Эти породы наблюдаются в виде небольших жилообразных тел преимущественно в южной части массива. Они обычно приурочены к контактам серпентинитов с вмещающими породами ордовика, причем жилы этих пород располагаются параллельно контактам. Наряду с перекристаллизованными и в различной степени карбонатизированными серпентинитами на площади Шайтантасского массива довольно широко развиты апогарцбургитовые серпентиниты. Первичные минералы в них отсутствуют (кроме хромшпинелида), и отнесение их к апогарцбургнтовым образованиям основывается только на характере петельчатых структур, образованных шпурами лизардита и ка содержании псевдоморфозы бастита по ромбическому пироксену. Постоянно в этих породах присутствуют зерна хромшпинелида, просвечивающие красноватым цветом и всегда в той или иной степени замещенные магнетитом. В этой группе пород был найден редкий минерал из группы основных гидрокарбонатов магния — стихтит, впервые обнаруженный в апоперидотитовых серпентинитах Ешкеульмесского массива. Здесь он также замещает хром-шпинелид и образует вокруг зерен последнего пятнистые скопления тонких листочков и волокон с характерной розовато-лиловой окраской. Ka микрофотографии (рис. 43) видно, как раздробленное зерно хромшпинелида (черное) окружается, замещаясь агрегатом стихтита (серое).

Стихтит — минерал одноосный, отрицательный. Оптические свойства: Nm=1,557; Np=1,529; Nm—Np = 0,028. Имеет отчетливый плеохроизм: Nm — яркий розовато-лиловый, Np — светло-розовый. Принадлежность данного минерала к ромбоэдрическому стихтиту, а не к гексогональному барбертоyиту, имеющему тот же химический состав и близкие оптические свойства, подтверждена данными рентгеноструктурного анализа.

Серпентинизированные лерцолиты представляют собой одну из характерных разновидностей ультраосновных пород Шайтантасского массива. Они развиты преимущественно в южной половине массива, где слагают небольшие изометрические тела, выделяясь на равнинном фоне серпентинитов в виде невысоких округлых сопок. Макроскопически — это темно-зеленые, почти черные породы с ясно различимыми зернами пироксена. Особенностью их является четко выраженное полосчатое строение. В шлифах видно, что полосчатость этих пород обусловлена избирательной серпентинизацией: полосы серпентинита с петельчатой структурой чередуются с полосами, обогащенными энстатитом и диопсидом. То есть, по-существу, эта полосчатость обусловлена первичной тонкой расслоенностыо породы, так как нацело серпентинизированные полоски соответствуют, несомненно, прослоям существенно оливинового состава. Полосы собственно лерцолитового состава имеют, в свою очередь, еще более тонкое полосчатое строение. Они состоят из примерно равных количеств оливина, целиком замещенного петельчатым серпентином, и пироксена (приблизительно 25% энстатита и 15% диопсида), образующих тонкие параллельные полоски с неровными границами. Присутствие в массиве обособлений таких своеобразных пород, обладающих ясной первичной полосчатостью, указывает на явления дифференциации магмы в интрузивной камере, где, видимо, создавались местные условия, благоприятные для гравитационно-кристаллизационного расслоения расплава, которое при слабом его течении и явилось причиной появления этих полосчатых лерцолитов. Вероятно, результатом дальнейшей стадии дифференциации являются обособления пироксенитов, составляющих последнюю группу бесполевошпатовых ультраосновных пород массива.

Пироксениты в строении массива играют существенную роль. Кроме отмеченных выше апопироксенитовых антигоритовых серпентинитов, образующих отдельные обособления среди апоперидотитовых серпентинитов, здесь широко развиты и слабо метаморфизованные пироксениты, слагающие среди серпентинитов тела овальной или неправильной в плане формы. В рельефе такие пироксенитовые тела, также как и тела лерцолитов, выделяются в виде округлых крутосклонных сопок, возвышающихся на 5—15 м над слабо всхолмленной поверхностью массива. Наибольшая концентрация пироксенитовых тел наблюдается в южной и центральной частях массива, главным образом в районе горы Шайтантас, т. е. там же, где отмечается наибольшее количество тел полосчатых серпентинизированных лерцолитов. Обособления пироксенитов имеют характер шлиров с резкими контактами, а иногда с постепенными переходами в окружающие серпентиниты. Наряду с ними имеются трещинные тела типа мощных, по сравнительно коротких даек, ориентированных всегда согласно с внутренней структурой массива. При микроскопическом изучении пироксенитов были выделены бронзититы, вебстериты и диаллагиты.

Бронзититы тесно связаны с вебстеритами, содержащими незначительное количество моноклинного пироксена. В шлифах наблюдается призматическизернистая структура, образованная крупными кристаллами ромбического пироксена. Реже наблюдается неравномернозернистое, порфировидное строение породы, когда промежутки между крупными призматическими кристаллами бронзита заполнены мелкозернистым агрегатом того же минерала. Ромбический пироксен бесцветный или очень слабо зеленоватый cNg=0°, но иногда отклоняется до 7—10°; 2V=+88°; Ng—Np = 0,010. По оптическим свойствам он отвечает энстатит-бронзиту с содержанием около 10% ферросилитового компонента. Иногда в зернах бронзита наблюдаются тонкие вросткв моноклинного пироксена. Бронзититы отличаются слабой и неравномерной степенью изменения. В качестве вторичных образований по ним развиваются тальк, роговая обманка, серпентин и магнетит.

Вебстер и ты представляют собой наиболее распространенную разновидность пироксенитов. В шлифе они характеризуются призматическизернистой, часто неравномернозернистой структурой. Главную массу породы слагает широкотаблитчатый ромбический пироксен, а промежутках между зернами которого находится моноклинный пироксен, составляющий не более 10—15% объема породы. Оливии присутствует не всегда и составляет 5—7% породы; он наблюдается обычно в виде мелких ксеноморфных зерен между кристаллами пироксенов. Иногда оливин полностью серпентинизирован, и о его присутствии можно судить лишь по участкам петельчатого серпентина.

Плеохроизм большинства этих пироксенов слабый, от бесцветного по Ng и Nm до светло-розового по Np. По оптическим свойствам эти пироксены соответствуют феррибронзиту с содержанием 12—18% FeSiO3. Из одного образца вебстерита (№ 330) ромбический пироксен был отобран для химического анализа:

Результат этого анализа, выполненного в лаборатории ВСЕГЕИ, показывает, что здесь, как и в ромбических пироксенах Ешкеульмесского массива (а также в образовавшихся; за счет них антигоритах и баститах), наблюдается присутствие глинозема, не превышающее, однако, обычных средних значений (2—3%) содержаний Аl2О3 в ортопироксенах, образовавшихся в результате нормальной кристаллизации из ультраосновной магмы.

Рентгеноструктурный анализ этого образца бронзита, выполненный Е.П. Соколовой, показал пониженное значение параметра В = 8,85±0,01 А, что связано с присутствием в минерале полуторных окислов. Присутствие в этом анализе заметного количества CaO связано с наличием наблюдающихся и под микроскопом в бронзите тонких закономерных вростков моноклинного пироксена, ориентированных параллельно трещинам спайности. Моноклинный пироксен — бесцветный диопсид (cNg = 46°, Ng-Np = 0,025, 2v = +58°), обычно свежий; зерна с краев обрастают бесцветным амфиболом (cNg = 17°, Ng—Np = 0,026, 2V=-70°). В вебстеритах часто наблюдается полосчатое строение, обусловленное не только чередованием полос ромбического и моноклинного пироксена, но и наличием полос вторичных продуктов, приуроченных к зонам катаклаза. Нередко в них отмечаются также порфировидные структуры, обусловленные присутствием крупных призматических зерен бронзита в массе более мелкозернистого агрегата бронзита и диопсида.

Диопсидиты (диаллагиты) среди полностью серпентинизированных пород слагают шлирообразные, реже жилообразные тела, распространенные в тех же частях массива, что и другие разновидности пироксенитов. Макроскопически это мелко- и среднезернистые породы, обнаруживающие под микроскопом гипидиоморфную неравномернозернистую структуру. Ромбический пироксен в этих породах составляет не более 7—10%; на фоне свежих зерен моноклинного пироксена он обычно изменен (оталькован, хлоритизирован). По оптическим свойствам и данным рентгеноструктурного анализа он представляет собой бронзит, переходный к гиперстену (около 18—20% FeSiO3). Моноклинный пироксен, составляющий главную массу породы, по оптическим свойствам (cNg=42°; 2V=58°—60°, Ng—Np = 0,026) отвечает диопсиду. Он образует бесцветные призматические зерна с хорошо выраженной диаллаговой отдельностью. Иногда он замещается мелкопластинчатыми агрегатами бесцветной роговой обманки, вместе с которой выделяется обильный магнетит. Обращает на себя внимание, что состав моноклинного пироксена (насколько об этом можно судить по оптическим свойствам) во всех разностях пород от лерцолитов до диал-лагитов практически не меняется. В то же время для ромбического пироксена в этих разновидностях ультраосновных пород, связанных взаимными переходами, наблюдается заметное изменение его состава: от магнезиального и слабо железистого энстатита в перидотитах, через бронзит в бронзититах и вебстеритах до бронзит—гиперстена в диаллагитах. Если предположить, как было сказано ранее, что последовательный ряд описанных выше ультраосновных пород образовался в результате дифференциации расплава, имевшего первоначально перидотитовый состав, в котором обособлялись шлиры, все более обогащенные пироксенами (в результате накопления SiO2 в остаточном расплаве), то можно заключить, что железистость ромбического пироксена возрастает в более поздних продуктах дифференциации.

Основные породы. Породы группы габбро в Шайтантасском массиве составляют около 10% его площади и слагают несколько сравнительно крупных тел в его северной части. В южной части массива габбро образует также ряд обособлений среди серпентинитов, по форме и размерам таких же, как тела пироксенитов, не обнаруживая, однако, с последними непосредственной связи. Во всех этих телах габбро представлены среднезернистыми и мелкозернистыми разновидностями мезократового и лейкократового облика. Редко, главным образом в виде небольших жил и линз, встречаются крупнозернистые пегматоидные габбро с размером зерен до 1—1,5 см. Текстура габбро обычно атакситовая; изредка наблюдаются гнейсовидные текстуры. При микроскопическом изучении в этой группе пород были выделены нормальные габбро, образованные примерно равными количествами плагиоклаза и диопсида, и роговообманковые габбро. Существенными отличиями роговообманковых габбро от нормальных габбро являются: 1) присутствие бурой (видимо, титанистой) роговой обманки в качестве цветного компонента вместо пироксена; 2) несколько меньшая основность плагиоклаза (40—45% Аn); 3) появление биотита и апатита, не наблюдающихся в других разновидностях габбро. Возможно, что эти роговообманковые габбро представляют переходные к диоритам породы, несколько обогащенные титаном и кремнеземом по сравнению с нормальными габбро. В краевых частях крупных габбровых тел Шайтантасского массива наблюдались габбро-диабазы с типичной диабазовой, текстурой.

Жильные породы. Наличие большого числа мелких тел метаморфизованных жильных пород составляет одну из особенностей Шайтантасского массива. Эти породы слагают мелкие округлые или овальные тела площадью от 1—2 м2 до нескольких десятков квадратных метров, почти всегда располагающиеся группами. Реже они наблюдаются в виде коротких жил, ориентированных согласно с простиранием массива. Наибольшие скопления таких тел наблюдаются в северной части массива вблизи его восточного (верхнего) контакта с известняками коскудукской свиты. В остальных частях массива жильные породы распространены беспорядочно, но в общем приурочены к участкам развития пироксенитов, где они также образуют скопления мелких тел, но не столь значительные, как вдоль восточного контакта массива. Среди жильных пород можно выделить группу гроссуляр-хлорит-пироксеновых пород (родингитов), представляющих собой метаморфизованные жильные пироксениты или габбро, и группу биотит-серпентин-хлоритовых пород, также возникших в результате метаморфизма пироксенитов.

Гроссуляр-хлорит-пироксеновые породы характеризуются средне- и мелкозернистой гипидиоморфной структурой, в которой почти всегда отмечается некоторая ориентированность в расположении зерен пироксена. Наблюдается также вторичная полосчатость, образующаяся благодаря избирательному замещению пироксена вторичными минералами. Моноклинный пироксен-диопсид (cNg = 46°: Ag—Np = 0,026) в виде сравнительно крупных зерен с неправильными очертаниями заключен в мелкозернистой массе гроссуляра и хлорита, в которой также наблюдаются реликты ромбического пироксена. Наряду с неизмененными зернами диопсида наблюдаются отчетливые явления замещения его бесцветным или слабо желтоватым хлоритом и желтовато-зеленым изотропным гроссуляром. Гроссуляр имеет N=l,746±0,002. Часто проявляет аномальную анизотропию. Иногда он образует сплошные массы, замещающие пироксен с сохранением формы его зерен. В некоторых разностях появляется везувиан, слагающий линзочки и жилки в массе гроссуляра и хлорита. Из других вторичных образований в этих породах наблюдаются эпидот и лейкоксен.

С этой группой пород также связаны везувиан-хлорит-гроссуляровые породы, представляющие дальнейшую степень изменения жильных пироксенитов или габбро. Главную массу этих пород составляет гроссуляр в виде агрегатов многоугольных зерен с секториальным погасанием, характерным для гроссуляра. В массе граната наблюдаются отдельные призматические зерна везувиана с характерной пятнистой буровато-сиреневой аномальной интерференционной окраской. Угасание прямое, Ng=1,720, Np=1,718? Ng—Np = 0,002. Хлорит образует пластинчатые, лучистые или розетковидные агрегаты. Реликтов пироксена в этих породах обычно не наблюдается. Таким образом, везувиан и хлорит появляются преимущественно на поздней стадии и образуются за счет гроссуляра, что достаточно ясно показывают наблюдения в шлифах. Эти наблюдения полностью согласуются с данными П. Мюллера который, рассматривая генезис известково-силикатных пород (родингитов) в серпентинитах, отмечает, что хотя образование везувиана идет параллельно с образованием гроссуляра, всегда можно наблюдать, что везувиан образуется на месте граната. Тела гроссуляр-пироксеновых и везувиан-хлорит-гроссуляровых пород, залегающие в серпентинитах, всегда имеют оторочку очень плотной черной породы толщиной в несколько сантиметров (рис. 44). Макроскопически границы оторочки с серпентинитом и с гроссуляровой породой резки. В шлифе видно, что эта оторочка состоит из очень тонкочешуйчатой массы светло-зеленого хлорита, в которой наблюдаются участки неправильной, часто причудливой формы мелколистоватого антигорита, сохранившегося от замещения хлоритом. Границы этой хлорит-серпентиновой породы с гроссуляровой породой под микроскопом также резкие, но неровные, извилистые, с небольшими «заливами» в ту и другую стороны. Зона хлоритизации имеет постепенный переход к ангигоритовому серпентиниту, но происходящий в интервале не более 1—2 см, где можно видеть быстрое уменьшение количества хлорита. Видимо, резкий контакт первичных пород (перидотита и жильного пироксенита) обусловил и резкую границу между вторичными образованиями. Появление в контакте с хлорит-гроссуляровыми породами оторочки, обогащенной хлоритом, связано, вероятно, с выносом алюминия из жильных тел в окружающие серпентиниты в процессе гидротермально-контактового метасоматоза.

Вторую группу жильных образований составляют биотит-серпентин-хлоритовые породы, встреченные в виде жил среди пироксенитов в северной части массива и среди серпентинитов в западной его части, также вблизи тела пироксенитов. Аналогичные жильные породы были описаны для Ешкеульмесского массива. Как и в последнем, здесь они состоят из серпентина, хлорита, биотита и значительной вкрапленности рудного минерала.

Гранитоиды Шайтантасского массива, слагающие различных размеров интрузивные тела в его северной части, отличаются довольно разнообразным составом, но все они имеют ярко выраженный натровый характер. При петрографическом изучении шлифов этой группы пород были выделены следующие разновидности: плагиограниты, гранодиорит-порфиры и диорит-порфиры, диориты и кварцевые диориты, плагиоклазиты. Таким образом, среди них развиты исключительно плагиоклазовые разности, которые по своим условиям залегания, структурным особенностям и минеральному составу являются полными аналогами натровых гранитоидов, слагающих малые интрузии во многих габбро-перидотитовых комплексах Центрального Казахстана.

Асбестоносность. Асбестоносные серпентиниты в пределах Шайтантасского массива встречаются во всех его частях, но заслуживающие внимания концентрации хризотил-асбеста установлены на трех участках: западном, восточном и северном. Асбестовая минерализация здесь представлена двумя типами: 1) мелкопрожилом и одиночными жилами поперечноволокнистого хризотил-асбеста, приуроченными обычно к серпентинитам, окружающим ядра слабосерпентинизированных пироксенитов и перидотитов; 2) жилами продольноволокнистого хризотил-асбеста с немалитом, наблюдающимися в отдельных зонах смятия среди рассланцованных и брекчированных серпентинитов.

На западном и восточном асбестоносных участках минерализация представлена преимущественно жилами ломкого продольноволокнистого асбеста в перемятых рассланцованных серпентинитах. Здесь выявлено несколько меридионально вытянутых асбестоносных залежей, разделенных неасбестоносными серпентинитами.

На северном участке массива асбестоносность установлена в полосе серпентинитов шириной 400—500 м, включающих большое количество мелких тел гроссуляровых пород. Минерализация здесь представлена поперечноволокнистым хризотил-асбестом в виде отороченных жил, мелкопрожила и тонких просечек. Зональности в распределении этих видов асбестизации не наблюдается. Более 90% перспективных запасов волокна асбеста по всем трем участкам Шайтантасского массива, как и в Ешкеульмесском месторождении, приходится на долю ломкого продольноволокнистого хризотил-асбеста, содержащего значительную примесь немалита, а иногда и карбонатов.

Никеленосность. Изучению никеленосности Шайтантасского массива было уделено значительно больше внимания, чем его асбестоносности. На первой стадии исследований И.И. Бок высказал мнение, что на массиве имеется площадная кора выветривания со связанными с пей месторождениями силикатного никеля. Последующие работы В.К. Еремина показали, что древняя кора выветривания ка массиве почти полностью размыта и сохранилась только в узких зонах контактов серпентинитов с вмещающими породами. Было установлено также, что рудопроявления силикатного никеля здесь отличаются малыми масштабами, но повышенной кобальтоносностью.

В результате выполненных в 1954—1958 гг. геологоразведочных работ В.Я. Ушаковым было установлено, что пикель-кобальтовые рудопроявления массива представлены тремя морфологическими типами, связанными: а) с остаточной корой выветривания халиловского типа; б) с зонами контактов серпентинитов с вмещающими породами (главным образом с известняками); в) с переотложенной корой выветривания.

Концентрации гидросиликатного никеля приурочены в основном к нонтронитам и нонтронитизированным серпентинитам. Кобальт приурочен к марганцево-окисным образованиям асболанового типа, главным образом в переотложенной коре выветривания. Было также установлено, что широко развитые на массиве узкие зоны бирбиритов трещинной коры выветривания нонтронитов не содержат, а образуют отличный от площадной коры самостоятельный силицифицированный профиль. Нонтрониты площадной коры оказались значительно размытыми. В итоге размеры разведанных месторождений определились как незначительные, а содержание в них металлов оказалось ниже промышленною минимума.

В Шайтантасском массиве были обнаружены также проявления и сульфидной минерализации никеля в виде рассеянной рудной вкрапленности сульфидов (никельсодержащего пирротина и пентландита), отмеченной в керне серпентинитов из двух скважин.