Известково-скарновые месторождения островных дуг

В соответствии с данным здесь определением известково-скарновые месторождения островодужного типа включают магнетитовые известково-скарновые и скаполит-альбит-скарновые магнетитовые месторождения Г.А. Соколова и В.М. Григорьева и железо-кобальтовый тип В.И. Смирнова. Некоторыми характерными особенностями этих скарнов, которые отличают их от других богатых магнетитом скарновых образований, являются: 1) их ассоциация с габбро и диоритами в вулканогенно-осадочном разрезе, 2) относительно большой объем скарнов, образующихся в магматических породах, 3) широкое распространение натрового метасоматоза и 4) аномально высокие концентрации кобальта и иногда никеля. Скарны этого типа встречаются в островодужных районах на Урале, Филиппинах, в Японии, на Кубе и на западе Северной Америки. К типично вулканическим образованиям относятся базальтовые и андезитовые потоки и туфы, переслаивающиеся с песчаниками, граувакками, глинистыми сланцами и мергелями. Известняки присутствуют главным образом в виде тонких линзовидных горизонтов. Интрузивные породы характеризуются широким диапазоном составов — от габбро до гранодиоритов; в подчиненном количестве встречаются щелочные породы, такие, как плагиограниты и плагиосиениты. Наиболее обычным типом пород являются диориты, с которыми связано скарнообразование. Магнетит-cкарновые месторождения могут располагаться внутри диоритовых штоков, что связано с замещением известняковых ксенолитов, а частично и самих диоритов, как это имеет место в Дайкири на Кубе. Однако чаще магнетитовая руда и ассоциирующиеся с ней скарны образуются в слоистой андезит-известняковой толще на контакте с диоритами (рудник Эмпайр на острове Ванкувер) или присутствуют в виде согласных линз на некотором расстоянии от любого из вскрытых плутонов (Лapaп на Филиппинах). Мощные карбонатные горизонты менее пригодны для образования скарнов, чем толща тонкопереслаивающихся известняков, вулканитов и туфов, что было отмечено Сангстером на месторождениях в прибрежной части Британской Колумбии и Г.А. Соколовым и В.М. Григорьевым на месторождениях в России. Одна из самых замечательных особенностей скарновых месторождений этого класса — интенсивное и широко проявленное изменение магматических пород — выражается в образовании магнетитсодержащих эпидот-пироксен-гранатовых эндоскарнов или в развитии зоны натрового метасоматоза как по вулканическим, так и по плутоническим породам. Натровый метасоматоз, характеризующийся образованием альбита и скаполита, которые во многих случаях сопровождаются магнетитом, проявлен на месторождениях Свердловской области на Урале и в Тургайской железорудной провинции Западной Сибири, на месторождениях Лapaп на Филиппинах и Дайкири на Кубе. На месторождении Лapaп отмечается необычное развитие нефелина, содалита и канкринита; породы здесь напоминают скарны с ляпис-лазурью, развитые в Чили, Афганистане и Сибири.

Зональное распределение известково-силикатных минералов развито слабо или с трудом наблюдается из-за большого числа различных типов первичных пород, вовлеченных в скарнообразование. К наиболее характерным силикатам скарнов относятся гранат, пироксен и эпидот; последний наиболее обычен в измененных магматических породах, тогда как гранат в ассоциации с магнетитом преимущественно развит в замещенных известняках. Oг пришел к выводу, что зональность на месторождении Эмпайр в Британской Колумбии проявляется в размещении граната в центральных частях скарновых пластовых тел, пироксена — в промежуточной области и эпидота — по краям. Такая зональность обусловлена главным образом полным замещением известняков, заключенных в андезитах, или непосредственным замещением андезитов вдоль крупных каналов, по которым двигались гидротермальные растворы. На месторождениях, где скарны образовались по известнякам близ интрузивного контакта (например, на руднике Синияма, район Камаиси, Япония), зональность выражена последовательной сменой эпидот-пироксеновых скарнов гранат-пироксеновыми экзоскарнами с магнетитом, пироксеновыми скарнами с сульфидами. Немногочисленные химические анализы гранатов и пироксенов из известково-магнетитовых скарнов показывают, что они богаты железом. Гранаты представляют собой гроссуляр-андрадитовые твердые растворы с 20—95 мол. % андрадита, а пироксены — диопсид-геденбергитовые твердые растворы с 20— 80 мол.% геденбергита. Таким образом, в данных скарнах присутствуют гранаты и пироксены, составы которых занимают промежуточное положение между составами аналогичных минералов в медных и цинковых скарнах. Кроме того, эти скарны не обнаруживают обогащение марганцем, как это отмечается в месторождениях цинка, но богатство железом и бедность магнием часто приводят к развитию ильваита [CaFe2в2+Fe3+Si2O7O(OH)] в качестве минерала поздней стадии, как это наблюдается в Дашкесане (Россия), на руднике Эмпайр (Канада) и на месторождении Шаста (Калифорния). К наиболее характерным ретроградным минералам относятся актинолит, хлорит, кальцит и кварц.

Магнетитовые рудные тела обнаруживают тесную пространственную связь с гранатовыми зонами или размещаются в известняках под скарновой зоной. Морфология месторождений разнообразна, и можно проследить все переходы от относительно мелких с неправильными контактами залежей, заключающих 5—20 млн. т руды, в Северной Америке и Японии до громадных стратиформных тел мощностью от десятков до сотен метров и протяженностью в несколько километров на Урале, в Западной Сибири и на Филиппинах. Магнетит является главным первичным минералом окиси железа, гематит обычно образуется в процессе поверхностного окисления. Пирит и халькопирит присутствуют в небольших количествах во всех приведенных примерах месторождений. Промышленные концентрации меди имеются на руднике Синияма (Япония), но, как правило, концентрация меди в железных рудах, видимо, не превышает 0,2 вес.%. Другие металлы (в том числе кобальт и цинк) присутствуют на большинстве месторождений в аномальных, но непромышленных количествах; есть также сведения об очень низких и ничтожных содержаниях никеля, молибдена, золота и серебра (табл. 3). Большинство из этих металлов связаны с другими типами скарнов; исключение составляют кобальт и никель. Железные руды Лapaпa и Гороблагодатского содержат 0,03 вес.% Co; сообщается о наличии кобальтина на обоих этих месторождениях, а также в Дашкесане (Россия) и на руднике Эмпайр в Британской Колумбии. Кобальт присутствует в маккинавите на руднике Синияма (Япония), отмечается на руднике Хитати в Японии и является характерным компонентом в пирите из скарнов Пенсильвании, близких к корнуоллскому типу.

В районах Багио на Филиппинах и Хедли в Британской Колумбии имеются известково-скарновые месторождения, которые находятся в той же самой петротектонической обстановке, что и известково-магнетитовые скарны, но они богаты сульфидами и разрабатываются на золото.