Флогопитовая формация в связи с комплексами докембрийских магнезиально-кальциевых метаморфических пород

Провинции данного типа пространственно связаны с древнейшими структурными формами земной коры, представляющими собой выходы архейских или протерозойских складчатых образований, прошедших стадию консолидации, — щитами, срединными массивами и внутригеосинклинальными поднятиями. Анализ особенностей геологического строения флогопитоносных провинций свидетельствует об их приуроченности к областям сводовых поднятий.

Геолого-структурная позиция флогопитоносных провинций в значительной мере определяет особенности геологического строения месторождений, масштаб и характер слюдяной минерализации. Для провинций, залегающих в пределах щитов (Алданская, Восточно-Канадская, Мадагаскарская и др.), свойственно интенсивное проявление метаморфизма, что выражается в развитии здесь пород гранулитовой фации (нироксеновых, амфибол-пироксеновых гнейсов и сланцев), а также ультраметаморфизма и гранитизации, следствием которых является широкое распространение гранито-гнейсов и мигматитов. Основной промышленный тип оруденения представлен пластовыми телами флогопит-диопсидовых пород.

Провинции занимают значительные площади (2000 км2 и более), а заключенные в них запасы флогопита могут достигать первых единиц миллионов тонн.

Флогопит имеет высокую (для данного формационного типа) железистость (fобщ = 10-12%) и относительно большое число первичных и вторичных дефектов. Сопутствующая минерализация представлена железными рудами и апатитом.

Провинции срединных массивов (Памирская) и внутригеосинклинальных поднятий (Прибайкальская) отличаются более слабым проявлением метаморфизма. Породы гранулитовой фации имеют резко подчиненное распространение но сравнению с породами амфиболитовой фации. Возможно проявление метаморфической зональности. Чарнокиты отсутствуют. Гранитоиды носят интрузивный характер. Обычно развитие магматизма нормального ряда с повышенной щелочностью в конечные фазы, вплоть до развития монцонитов, сиенитов и т. д. Вмещающие породы отличаются значительным разнообразием. В тектоническом отношении такие области характеризуются высокой активностью: здесь наряду со сложными формами складчатой тектоники интенсивно развиты разрывные нарушения, возникшие в условиях жесткой среды. Провинции обладают небольшими запасами флогопита (до сотни тысяч тонн) при весьма высоком качестве сырья (fобщ = 4-10%). С флотопитовыми месторождениями пространственно, а возможно, и генетически связаны уникальные промышленные месторождения лазурита и проявления апатитовых руд.

Развитие промышленной флогопитовой минерализации в древних консолидированных складчатых областях согласно радиологическим данным ограничено вполне определенным интервалом времени 2500—1000 млн. лет. Основные же месторождения флогопита были сформированы в среднем протерозое и имеют абсолютный возраст 2000—1800 млн. лет. Несколько более молодой возраст характерен для Слюдянского района Прибайкальской провинции, в пределах которого развитие флогопитовой минерализации происходило в позднем протерозое. Вполне вероятно, что флогопитообразование осуществлялось здесь в результате активизации древнего внутригеосинклинального поднятия в период поздней стадии развития прилегающей к нему Байкальской геосинклинальной области. Близкий возраст имеет флогопитовая минерализация Восточно-Канадской провинции.

Одной из главнейших закономерностей размещения месторождений флогопита является их связь с определенными свитами, обычно занимающими средние части разрезов тех или иных метаморфических серий. В Алданской провинции, например, продуктивной на флогопит является федоровская свита иенгрской серии, в Прибайкальской — култукская свита хамардабанской серии и т. д. Для продуктивных свит характерно присутствие пироксеновых, амфибол-пироксеновых, двупироксеновых, амфиболовых гнейсов, сланцев, а также мраморов и кальцифиров.

Анализ геологического строения ряда флогопитоносных провинций свидетельствует, что для них наиболее обычен следующий тип стратиграфического разреза: продуктивный на флогопит горизонт, представленный магнезиальными гнейсами и сланцами с маломощными прослоями карбонатных пород, подстилается и перекрывается толщами высокоглиноземистых гнейсов и сланцев (Алданская и Восточно-Канадская провинции). В Слюдянском районе Прибайкальской провинции продуктивный горизонт, имеющий более пестрый состав (наряду с магнезиальными алюмосиликатнымй породами широко развиты высокоглиноземистые), подстилается и перекрывается мощными карбонатными отложениями. В Памирской провинции около 90% общего объема продуктивного горизонта составляют биотитовые гнейсы и лишь 10% мраморы и кальцифиры тонкими прослоями пироксенсодержащих гнейсов.

Породы, слагающие продуктивные свиты, как правило, отвечают по составу двум фациям метаморфизма: гранулитовой и амфиболитовой с преобладанием последней. Однако такие провинции как Северо-Корейская и Памирская характеризуются преимущественным развитием пород амфиболитовой фации.

Согласно данным H.Л. Добрецова, метаморфизм продуктивных толщ в тех или иных флогопитоносных провинциях осуществлялся в широком диапазоне температур и давлений. Характерно, что наиболее низкие значения эти величины имеют в Прибайкальской провинции.

Положение слюдоносных зон в пределах продуктивных свит строго определяется полями гранитоидов, сформированных в процессе метасоматической гранитизации, анатексиса и палингенеза, наиболее полно проявленных в пределах сводовых поднятий. Формирование гранитоидов во флогопитоносных провинциях характеризуется многоэтапностью, при этом каждый этап включает в себя закономерный ряд гранитообразования: 1) прединверсионные глиноземистые чарнокиты; 2) инверсионно-складчатые умеренно кислые гнейсо-граниты; 3) позднесининверсионные субщелочные аляскитовые граниты и гранит-пегматиты. В большинстве флогопитоносных провинций широким распространением пользуются все перечисленные разновидности гранитоидов.

Развитие флогопитовой минерализации обусловлено воздействием щелочных растворов на магнезиальные алюмосиликатные или карбонатные породы. В том или ином масштабе оно осуществлялось в процессе формирования гранитоидов каждого из выделенных этапов при максимальном расцвете в определенные интервалы времени и связано с их наиболее поздними фазами — образованием секущих жильных тел. В Алданской провинции насчитывается четыре тектоно-магматических цикла. Основная же масса слюды была образована во второй цикл, в период максимального развития аляскитовых гранитов.

Минеральные парагенезисы, возникающие в процессе постмагматической деятельности, отвечают по своему составу амфиболитовой фации метаморфизма. В связи с этим наличие участков развития пород амфиболитовой фации среди пород гранулитовой весьма благоприятно для нахождения флогопитоносных зон.

Присутствующие на месторождениях различные типы слюдоносных тел различаются по масштабу и по качеству флогопита. Наибольшими запасами флогопита обладают метасоматические тела, залегающие среди пироксеновых гнейсов, сланцев, амфиболитов. Слюдоносные тела такого типа наиболее перспективны на участках развития изоклинальной складчатости. Они являются главным объектом разработки в Алданской слюдоносной провинции. Железистость флогопита в них составляет 10—12%.

Метасоматические тела, образовавшиеся за счет гранитоидов, известны во всех флогопитоносных провинциях мира. Содержание флогопита и его запасы в них значительно ниже, чем в предыдущей разновидности (fобщ = 8-10 %). Добыча флогопита производится попутно с разработкой других, более цепных в промышленном отношении слюдоносных тел.

Метасоматические залежи, сформировавшиеся за счет карбонатных пород или на контакте их с гранитоидами, хотя и содержат флогопит высокого качества (fобщ = 0,5-4%), обычно не обладают промышленными запасами.

Размещение жил выполнения контролируется системами поперечных трещин лестничного типа, чаще всего приуроченных к пачкам диопсид-амфиболовых гнейсов либо рассекающих породы гранитоидного состава. Жилы содержат высококачественный (с малым числом посторонних включений) маложелезистый флогопит (fобщ = 4—8%) в значительном количестве. Однако их небольшие размеры определяют невысокие запасы месторождений.

Рассмотренные типы и разновидности слюдоносных тел встречаются совместно, по в разных соотношениях. Для провинций, характеризующихся интенсивным проявлением ультраметаморфизма и гранитизации (на щитах), типично развитие мощных зон метасоматических пород. Там, где эти процессы выражены слабо (срединные массивы, внутригеосинклинальные поднятия), слюдоносные тела представлены в основном жилами выполнения или маломощными метасоматическими телами, развитыми в зонах локального прогрева, вдоль контакта гранитоидных интрузий.

Итак, анализ региональных закономерностей размещения месторождений флогопита в комплексах докембрийских магнезиально-кальциевых метаморфических пород позволяет сформулировать следующие критерии их прогнозной оценки.

1. Флогопитовая минерализация распространена в пределах блоков метаморфических пород, имеющих архейский или протерозойский возраст, — на щитах, во внутригеосинклинальных поднятиях или срединных массивах. Ее образование связано с завершающими стадиями формирования древнейших геосинклинальных областей и осуществлялось на протяжении всего протерозоя при максимуме развития в среднепротерозойское время.

2. Промышленная флогопитовая минерализация развивается в пределах продуктивных горизонтов, сложенных магнезиально-кальциевыми метаморфическими породами, обычно занимающими средние части разрезов наиболее древних для данного региона метаморфических комплексов.

3. Значительные перспективы для нахождения месторождений флогопита имеют краевые зоны ареалов гранитизации, в пределах которых сохраняются отдельные участки продуктивных пород, не затронутых либо слабо измененных этим процессом. Слюдяная минерализация развивается в местах пересечения пироксенсодержащих гнейсов, сланцев, в меньшей мере карбонатных пород гранитоидами аляскитового состава, образующими тела штокверкового типа. Весьма благоприятно наложение метаморфизма амфиболитовой фации на породы гранулитовой фации.

4. Наибольшую промышленную ценность представляют согласные зоны метасоматических пород, развитых на участках проявления изоклинальной складчатости среди существенно пироксеновых гнейсов, сланцев, амфиболитов. Они отличаются присутствием крупных (запасы — сотни тыс. т) промышленных залежей флогопита с железистостью 10—13%.