30.12.2020

Опыт картирования аргиллизитовой формации (на примере Хингано-Баджальского вулканогенного пояса, Дальний Восток)


В пределах Каменушинского вулканогенного поля мелового Хингано-Баджальского вулканогенного пояса детально изучены аповулканитовые гидротермально-метасоматические образования, составляющие формацию аргиллизитов.

Аргиллизиты развиты по вулканитам кислого состава (липаритовым порфирам, фельзитам, игниспумитам, туфам), представляющим эффузивно-экструзивные образования заключительного этапа мелового вулканизма, и охватывают в основном краевые и апикальные части субвулканических и экструзивных тел в пределах субширотной — северо-восточной системы Мало-Яуринских разломов. В меньшей степени процессами аргиллизации затронуты вулканиты среднего состава (лавы и экструзии андезитов и андезито-дацитов).

Аргиллизиты северной части Каменушинского поля были закартированы по методике, разработанной авторами совместно с Г.Т. Волостных на основе опубликованных рекомендаций но изучению аргиллизированных пород. Эти исследования проводились в несколько этапов.

На первом этапе составлялись детальные колонки по керну скважин с отбором проб на различные виды анализов (термический, минералогический, спектральный и др.), а также шлифов и образцов. На этих колонках фиксировались как макроскопические признаки аргиллизированных пород, так и данные петрографических, минералогических и лабораторных исследований. В результате обработки первичной информации выявилась зависимость между минеральным составом аргиллизитов и их макроскопическими признаками: спектром реликтощих минералов исходных пород, цветом и плотностью псевдоморфоз замещенных фенокристаллов, окраской и агрегатным состоянием основной массы, т. е. степенью сохранения первичной текстуры, прочностью пород, магнитной восприимчивостью, пористостью и т. д. В итоге была составлена эталонная коллекция образцов, использование которой позволило достаточно уверенно визуально диагностировать разновидности аргиллизитов непосредственно в поле в процессе составления карты.

Следующим этапом изучения аргиллизитов явилось составление опорных разрезов по скважинам и поверхностным горным выработкам, на основе которых впоследствии составлялись карты развития аргиллизитов. На этом этапе исследований было установлено, что гипергенные процессы в связи со сравнительно слабым развитием в районе кор выветривания глинистослюдистого характера не затушевывают гидротермально-метасоматической аргиллизации, что подтверждается также хорошей увязкой различных зон ореола аргиллизации в разрезах по скважинам и на поверхности.

На последнем этапе осуществлялось картирование аргиллизитов по сети профилей, горным выработкам и коренным обнажениям с обязательным проведением геологических маршрутов вкрест простирания ореола аргиллизации и составляющих его зон. Конечным результатом явилась карта развития гидротермально измененных пород (рис. 11).


Аргиллизиты развиты в краевой восточной части Мало-Яуринской экструзии, вдоль контакта которой в северо-северо-восточном направлении протягивается на 900—1000 м тело игниспумитов, постепенно переходящее в пунктирно-флюидальные биотитовые фельзиты.

Игниспумиты и пунктирно-флюидальные фельзиты представляют собой плотные стекловатые породы с обильными параллельно расположенными обособлениями линзовидной формы — «пунктирами» сложенными биотитом, кварцем, полевым шпатом и хлоритом.

По совокупности макроскопических, петрографических, минералогических и других признаков в пределах ореола аргиллизации установлена метасоматическая зональность следующего вида: (1) альбит-монтмориллонитовая зона, (2)кварц-альбнт-каолинитовая зона, (3) кварц-серицит-гидрослюдяная зона. Границы между этими зонами фиксировались по появлению типоморфных минералов — монтмориллонита, каолинита и гидрослюды, Кроме указанных установлены также промежуточные зоны — монтмориллонит-каолинитовая, каолинит-гидрослюдяная и др.

Монтмориллонитовая зона слагает внешнюю часть ореола аргиллизации и прослежена по простиранию на 15 км при ширине 2—2,5 км. Макроскопически аргиллизиты этой зоны представляют собой темно-серые, светло-серые или серовато-фиолетовые плотные (о = 2,45—2,55 г/см3) породы, характеризующиеся резко пониженной, по сравнению с неизмененными вулканитами, магнитной восприимчивостью. В них отчетливо видна реликтовая пунктирно-флюидальная текстура метасоматизированных вулканитов. Микроскопическое изучение показало, что микрофельзитовая основная масса вулканитов практически целиком глинизирована. Псевдоморфозы по плагиоклазу состоят из внешнего альбитового футляра и внутреннего каолинит-монтмориллонитового ядра, сложенного мельчайшими глинистыми частицами. Биотит обычно изменен слабо, лишь отдельные чешуйки этого минерала нацело замещены агрегатами светлой мусковитоподобной слюды и недиагностируемого под микроскопом глинистого вещества. «Пунктиры» состоят из новообразованного кварца, замутненных лейст плагиоклаза, альбита и мельчайших частиц глинистого вещества. По данным рентгеноструктурного анализа в монтмориллонитовой зоне редко появляется смешаннослойный минерал гидрослюда—монтмориллонит с базальными отражениями 12,3 А (001/001); 5 А (002); 3.31 А (003). Каолинитовая зона — промежуточная между монтмориллонитовой и гидрослюдяной, с ними связана постепенными переходами и проявлена фрагментарно, имея в поле эллиптические или клиновидные очертания размером до 100х300 м. Для аргиллизитов каолинитовой зоны характерна белая и желто-белая окраска, рыхлое землистое агрегатное состояние (b =2,25—2,35 г/см3), высокая пористость (до 20—30 %) и очень низкие значения магнитной восприимчивости. Основная масса исходных вулканитов сильно глинизирована.

Пунктирно-флюидальные фельзнты почти полностью теряют свои первичные текстурно-структурные особенности. Биотит обычно замещен рыхлым агрегатом каолинита. Вкрапленники плагиоклаза и полевые шпаты основной массы вулканитов также интенсивно каолинизированы. Редкие фенокристаллы плагиоклаза, как и в монтмориллонитовой зоне, представляют собой футлярообразные метаморфозы с оторочкой по краям и тонкочешуйчатым каолинитовым агрегатом в центре вкрапленников. Альбитовые футляры являются характерной особенностью псевдоморфного замещения плагиоклаза при аргиллизации пород. Псевдоморфозы по биотиту в пределах рассматриваемой зоны имеют также зональное строение. В центральной части чешуек биотита развивается каолинит, а по периферии — гидрослюда и лейкоксен.

«Пунктиры», составляющие около 30 % объема породы и имеющие первично зональное строение, остаются неоднородными и при аргиллизации. Биотит замещается гидромусковитом, наследующим ориентировку исходного минерала. По оторачивающим биотит полевым шпатам развиваются изометричные чешуйки размером около 0,003 мм каолинита и светлой низкодвупреломляющей гидрослюды. В подчиненном количестве присутствуют незамещенные изометричные зерна кварца и пелитизированного ортоклаза.

На внешней границе каолинитовой зоны среди метасоматических новообразований присутствует также монтмориллонит, замещающий вместе с каолинитом зерна плагиоклаза, что и обусловливает постепенность перехода каолннитовой зоны в монтмориллонитовую.

На кривых дифференциального термического анализа глинистого вещества, выделенного из аргиллизитов каолинитовой зоны, наблюдается максимум основного эндотермического эффекта около 580°. По данным рентгеноструктурного анализа каолиниты имеют следующие базальные отражения: 7,16 А (001), 3,57 А (002), 3,39 А (003).

Гидрослюдяная зона слагает центральную часть ореола аргиллизации. Ее максимальные размеры по простиранию достигают 1250—1500 м, а ширина —100 м. Гидрослюдизированные вулканиты кислого состава, как правило, имеют темно-зеленый или серо-зелеиый цвет. Это мягкие и пористые породы с плотностью, несколько большей (b=2,5 г/см3), и пористостью, меньшей (8—10%), чем у каолинизированных пород. Основная масса вулканитов полностью превращена в глинистое вещество. Биотит во вкрапленниках замещен тонкодисперсным агрегатом гидрослюды. Часто псевдоморфозы по биотиту имеют зональное строение: центральная часть выполнена светлой гидрослюдой с низким двупреломлением, а внешняя часть представлена бахромой гидромусковита.

«Пунктиры» в гидрослюдизированных вулканитах также имеют зональное строение и выполнены в центральной части бесцветным или бледно-фиолетовым флюоритом, в краевых частях чешуйками темно-зеленой слюды с радиально-лучистым строением (Ng—Np = 0,020—0,025). На внешней границе гидрослюдяной зоны в центральных частях «пунктиров» отмечается каолинит.

По данным рентгеновского анализа гидрослюды в вулканитах этой зоны имеют базальные отражения 9,94 А (001), 4,98 А (002), 3,31 А (003) и принадлежат к модификации 1 М.

По сравнению с исходными породами аргиллизированные породы заметно обеднены Si, Al, Na, О, Fe+3. Содержание других элементов изменяется по-разному от зоны к зоне. Так, устанавливается привнос калия в монтмориллонитовую (со смешаннослойным минералом) и гидрослюдяную зоны; из каолинитовой зоны калий выносится. Количество калия возрастает во всех зонах по сравнению с зоной неизмененных пород. Содержание записного железа понижается в монтмориллонитовой и каолинитовой зонах и повышается в гидрослюдяной.

Расчет баланса вещества свидетельствует как о выносе из ореола аргиллизации, так и о перераспределении элементов между зонами. Например, количество привнесенного в гидрослюдяную зону К и Fe+2 не превышает выноса тех иге элементов из монтмориллонитовой и каолинитовой зон.

В процессе аргиллизации происходит направленное изменение физических свойств вулканитов, которое можно использовать для количественной оценки интенсивности процесса преобразования пород и диагностики гидротермальных образований. Изучение плотности и магнитной восприимчивости аргиллизированных фельзитов показало постепенное уменьшение величин этих параметров от неизмененных через монтмориллонитизированные к каолинизированным разновидностям вулканитов. В гидрослюдизированных фельзитах величины этих параметров несколько возрастают. Характер изменения названных выше величин различен. Градиент уменьшения магнитной восприимчивости особенно крут при переходе от неизменных пород к аргиллизитам внешней зоны, в то время как градиент уменьшения плотности максимален при переходе от монтмориллонитовой к каолинитовой зоне. График изменения пористости является зеркальным отражением графика плотности.

Такое направленное изменение физических параметров — следствие физико-химических превращений, происходящих в кислых вулканитах в процессе аргиллизации. Известно, что аргиллизация вызывает окисление сильномагнитных минералов типа магнетита, титаномагнетита и переход их в слабомагнитные и немагнитные минералы (гематит, гётит, гидрогётит и др.). Это в данном случае подтверджается изменением соотношения двух- и трехвалентного железа в исходных и аргиллизированных породах. Уменьшение плотности (соответственно увеличение пористости) связано с образованием рыхлых агрегатов минералов (каолинитовых, монтмориллонитовых) на месте более плотных кристаллических и стекловатых масс, а также с выносом части вещества из ореола. Повышение плотности гидрослюдизированных пород связано, по-видимому, с образованием в заметных количествах более плотных слюдистых минералов.

В результате проведенного картирования аргиллизитов выявилось симметрично-зональное строение ореола аргиллизации как в горизонтальном, так и вертикальном (на глубину более 1000 м) сечении (рис. 12). Осевой плоскостью ореола в вертикальном сечении является главный крутопадающий разлом Maло-Яуринской системы. Было установлено, что ореол состоит из. серии ореолов низшего порядка также с симметрично-зональным строением в горизонтальном и вертикальном сечениях. Осевыми плоскостями таких частных ореолов являются оперяющие меридиональные и субмеридиональные разломы, проявленные на поверхности в виде зон трещиноватости и брекчнрования пород. Частные ореолы западной и восточной части закартированной площади имеют некоторые различия в строении (см. рис. 12).

В западной части, где интенсивно проявлены разрывные нарушения, поперечные по отношению к системе Мало-Яуринского разлома, наблюдается единое поле гидрослюдизированных пород размером 50—100x1250—1500 м, среди которых как отдельные реликты неправильной формы отмечаются блоки каолинизированных и реже монтмориллонитизированных вулканитов площадью 50x200, 100x300 м. Гидрослюдяная зона в этой части площади прослеживается на глубину более 1000 м. Гидрослюда развивается по основной массе пород, замещает вкрапленники, выполняет миароловые пустотки и образует «пунктиры».

В восточной части закартированной площади гидрослюдизация проявляется слабее и тяготеет к узлам пересечения разрывных нарушений различной ориентировки, вследствие чего образуются тела метасоматитов крестообразной в плане формы. Локальные ореолы в этой части площади разделяются блоками неизмененных пород или соприкасаются внешними зонами, образуя ореолы овальной формы.

Каолинитовая зона, значительно меньшая по площади (50х150 м), в этой части сменяется гидрослюдяной через промежуточную каолинит-гидрослюдистую зону. Макроскопически это проявляется в появлении зеленых чешуек гидрослюды в белых пористых каолинизированных породах в начале по трещинам в виде примазок, в пустотках и «пунктирах», а затем по всей основной массе пород.

Внешняя, монтмориллонитовая зона ореола в восточной части площади особенно проявлена широко (мощность более 2,5 км). Макроскопически она фиксируется по слабому осветлению вдоль трещинок контракции, исчезновению биотита, появлению серых рыхлых агрегатов на месте плагиоклаза.

Таким образом, геологическое картирование аргиллизированных пород в полевых условиях открывает дополнительные возможности оперативного прогнозирования при металлогенических исследованиях и позволяет существенно уточнить структуру рудного поля и оперативно скорректировать поисковые работы, что и было с успехом осуществлено авторами на одном из редкометельных месторождений.





Яндекс.Метрика