Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Номенклатура и краткая характеристика
породообразующих серпентинов II
Глава 2. Метаморфизм ультрабазитов и генезис
асбестоносности в рудном поле Саянского . месторождения.
2.1. Геологическая характеристика района
Иджимского массива 22
Строение рудного поля Саянского месторождения (результаты предыдущих исследований) ....... 30
Метаморфизм ультрабазитов в рудном поле Саянского месторождения 35
Состав асбестоносных зон Саянского месторождения 'V..' 58
Структурно-метаморфическая эволюция ультрабазитов и генезис асбестоносности Саянского ' месторождения . .... 69
Глава 3. Метаморфизм ультрабазитов и генезис асбестоносности Актовракского месторождения.
Геологическая позиция Актовракского массива и сведения о его составе и асбестоносности 89
Состав асбестоносных зон Актовракского месторождения 93
Структурно-метаморфическая эволюция ультрабазитов и генезис асбестоносности Актовракского месторождения ..... 103
Глава 4. Метаморфизм ультрабазитов и генезис асбестоносности Молодежного месторождения.
Геологическая позиция Молодёжного массива и сведения о его составе и асбестоносности 108
Состав асбестоносных зон Молодёжного месторождения 117
[
стр.
4.3. Структурно-метаморфическая эволюция
ультрабазитов и генезис асбестоносности
Молодёжного месторождения 127
Глава 5. Петрохимические и геохимические особенности асбестоносных ультрабазитов.
Петрохимические особенности асбестоносных гарцбургитов и серпентинитов 132
Бор в асбестоносных ультрабазитах 150
Хлор в асбестоносных ультрабазитах .............158
Ртуть в асбестоносных ультрабазитах .-.-Д62
Температуры серпентинизации и образования хризотил-асбеста .171
Генезис растворов серпентинизации и асбестообразования .176
Глава 6. Генетическое обоснование и конкретизация
критериев поисков месторождений хризотил-
асбеста баженовского подтипа 191
Заключение .209
литература 212
Введение к работе
Согласно общепринятой классификации П.М.Татаринова месторождения хризотил-асбеста разделяются на два генетических типа: I) связанные с серпентинизацией ультрабазитов (гидротермальные, среднетемпературные), 2) связанные с серпентинизацией доломитов в гидротермальную среднетемпературную стадию метасоматического процесса. Наиболее промышленно значимы месторождения первого типа. По строению жил, способу жилкования и связи с определенными ультрабазитами они подразделяются на подтипы: баженовокий, лабин-ский и карачаевский. Основа промышленного производства волокна -месторождения баженовского подтипа. Они.поставляют около 95$ асбеста в сумму его мировой добычи. Месторождения других подтипов в СССР не разрабатываются.
Месторождения баженовского подтипа представлены мощными (50-300 м) изометрическими или протяженными (ОД - 3,0 км) крутопадающими залежами, заключенными между зонами разломов и имеющими симметрично зональное или концентрически зональное строение со сменой, от зон разломов к центральным, зон просенек, мелкой и крупной сетки, сложных и простых отороченных жил.
СССР обладает крупнейшими запасами хризотил-асбеста, сосредоточенными, в основном, в трех уральских (Баженовское, Киембай-ское, Джетыгаринское) ~ 80$ запасов, и в четырех сибирских (Акто-врвкское, Саянское, Молодежное, йльчирское) месторождениях. Несмотря на высокие темпы роста производства товарного волокна, спрос на него удовлетворяется не полностью. Дефицит текстильных и трубных сортов асбеста, непропорциональное раопределение его общих запасов и их быстрая истощаемость делают актуальным выявление новых месторождений этого сырья, особенно за Уралом.
Актуальность работы заключается в совершенствовании на осно-
ве ее результатов теоретических основ прогноза и поисков промышленной хризотил-асбестоносности.
Состояние вопроса. В изучение месторождений хризотил-асбеста, способствовавшее созданию и развитию его отечественной сырьевой базы, внесен большой вклад П.М.Татариновым, В.В.Аршино-вым, Н.Д.Соболевым, В.Н.Лодочниковым, Б.Я.Меренковым, Й.Ф.Герден-редером, Ф.В.Сыромятниковым, В.П.Еремеевым, В.П.Петровым, Л.-А. Соколовой, К.К.Золоевым, В.Р.Артемовны, В.Н.Кузнецовой, Р.В.Кол-банцевым, Н.Н.Ведерниковым, В.Ф.Дыбковым, А.Н.Мардиросьяном, Г.Н.Судиловским, А.К.Сибилевым, А.С.Варлаковым, П.М.Никитчиным, К.Г.Баштой и другими геологами.
Приуроченность месторождений хризотил-асбеста к массивам не полностью серпентинизированных перидотитов установлена П.М.Татариновым в 30-е годы. Позднее это положение оформилось в тезис о связи асбестоносности баженовского подтипа с гарцбургитами дунит-гарцбургитовой (габбро-перидотитовой, гипербазитовой) формации эвгеосинклинальных зон складчатых областей (Н.Д.Соболев, В.П. Еремеев, В.П.Петров, К.К.Золоев, В.Р.Артемов, В.Н.Кузнецова, Н.Н. Ведерников и др.). Преобладало мнение, что массивы формации есть результат кристаллизации магиы (или "каши"), внедрявшейся в осадо-чно-вулканогенные толщи эвгеосинклинальных трогов, закладывающихся на континентальной коре. Связь асбестоносности с обогащенными оливином гарцбургитами генетически обоснована тем, что соотношение Kg и it , выносимое из этих пород при их хризотилизации, приближается к таковому хризотил-асбеста (К.К.Золоев, Г.Н.Суди-ловский, Л.А.Соколова), который кристаллизуется в процессе при-открывания тектонических трещин в гарцбургитах (А.К.Сибилев, К.Г.Башта).
Эмпирически устанавливается, что в эвгеосинклинальных зонах асбестоносные массивы тяготеют к сочленениям структур различной
мобильности (к стыку негативных и позитивных структур) (К.К.Золото и др.), располагаясь в низах разрезов осадочно-эффузивных формаций (Н.Н.Ведерников), испытавших метаморфизм не выше зеле-носланцевой фации (К.К.Золоев, Р.В.Колбанцев, В.Р.Артемов, А.К. Сибилев и др.).
Большинство геологов связывают образование месторождений хризотил-асбеста с аллосерпентинизацией ультрабазитов под воздействием растворов более молодых, чем ультрабазиты, гранитои-
дов (П.М.Татаринов, Н.Д.Соболев, В.П.Еремеев, Б.Я.Меренков, В.П. Петров, К.К.Золоев, В.Р.Артемов и др.). Н.Н.Ведерников (Бок и др. ,1968) считает месторождения хризотил-асбеста телетермальными. А.К.Сибилев (1980) доказывает седиментогенний генезис асбе-стообразующих гидротерм Саянского месторождения.
После конкретизации классификации серпентиновых минералов
(Уиттекер, Зуссман, В.Р.Артемов, Г.А.Ковалев, В.Н.Кузнецова) выяснилось, что зональность асбестизации на месторождениях б&же-новского подтипа сопровождается зональностью серпентинизации со сменой лизардитовых серпентинитов периферических зон хризотило-выми во внутренних (Г.Н.Судиловский, А.Н.Мардиросьян, В.Р.Артемов и др.). Зональность рассматривается как единая метасоматиче-ская или метаморфическая (А.С.Варлаков, А.К.Сибилев и др.) или как результат наложения разновременных стадий серпентинизации, из которых генетически связана с образованием асбеста одна из поздних - хризотилизация (В.Р.Артемов и др.). Метаморфический критерий хризотил-асбестоносности заключается в незавершенной серпентинизации ультрабазитов с проявлениями лизардитизации, ранней антигоритизации, хризотилизации (Артемов, Колбанцев, 1976). Влияние дорудных стадий серпентинизации на возможное последующее асбестообразование не ясно.
В 60-70-е годы в связи с прогрессом в изучении дна окенна,
стимулировавшим возрождение мобилистских геотектонических гипотез, активизировалось изучение потенциально асбестоносной дунит-гарцбургитовой формации континентов. Было установлено, что уль-трабазиты формации являются базальним горизонтом субслоистых офиолитовых комплексов, включающих, кроме того, образования переходной зоны, габброиды, комплекс диабазовых даек и основные вулканиты с прослоями кремнистых осадков. В складчатых областях континентов офиолиты представляют кору палеоокеанического типа, сформировавшуюся в рифтовых зонах, и фиксируют палеоокеаны и (или) фундаменты островных дуг, внутренние моря (Пейве, 1969; Пейве и др.,1977; Колман, 1979; и др.). По различиям в составе офиолитов и в характере их метаморфизма намечаются несколько типов офиолитовых комплексов (Добрецов, 1974; MtyashL?o t 1975; Марков и др.,1977). Пока больше данных за то, что формирование горизонта дунит-гарцбургитов закончилось раньше, чем началось становление вышележащих членов офиолитового комплекса.
Геологическая позиция массивов дунит-гарцбургитов в складчатых областях определяется тектонической эволюцией офиолитовых коглплексов (в связи с замыканием палеоокеанов и (или) палеориф-тов), последовательно ведущей к утере ими элементов стратификации, надвиговому расчленению, тектоническому брекчированию и протрузиям ультрабазитов, которым свойственна незначительная компетентность в связи с серпентинизацией (Перфильев, Руженцев, 1973; Кузнецов, 1980).
С новыми геологическими данными по офиолитам согласуется петрологический вывод о том, что офиолитовые гарцбургиты являются тугоплавким остатком (реститом) вещества верхней мантии (Грин, Рингвуд, 1968; Дмитриев, 1973; Лутц, 1975; 1980; и др.).
Проблема офиолитов включает много пока не решенных вопросов, но положения иб изначальной субслоистости офиолитовых ком-
плексов, их последующей структурной эволюции и вывод о рестито-вой природе офиолитовых гарцбургитов твердо обоснованы и, по мнению автора, их нельзя не учитывать при интерпретации сложной истории метаморфизма дунит-гарцбургитов, в одну из стадий которой в них образуются месторождения хризотил-асбеста баженовс-
кого подтипа.
Основные задачи исследований.
Изучение стадийности метаморфизма ультрабазитов и места в ней промышленного асбестообразования на основе данных о структурной эволюции соответствующих офиолитовнх комплексов.
Изучение роли в асбестообразовании дорудных стадий метаморфизма ультрабазитов.
Оценка температуры хризотилового асбестообразования.
Решение вопроса о генезисе асбестообразующих гидротерм.
Методика исследований. Поставленные задачи решались путем: а) петрографического картирования в рудном поле Саянского месторождения с выделением структурно-метаморфических типов ультрабазитов и составлением карты метаморфизма ультрабазитов площади;,
составления петрографических разрезов через рудные залежи Саянского, Актовракского и Молодежного месторождений; б) анализа имевшихся данных по структурному и структурно-петрографическому изучению Иджимского, Актовракского и Молодежного массивов и корреляции структурных и метаморфических событий; в) петрохимиче-ского изучения выделенных структурно-метаморфических типов асбе-стоносных ультрабазитов и закономерностей их серпентинизации и асбестизации; г) геохимического (на В ,С6 , Щ ) изучения ультра-
базитов; д) изотопного (на SO ) анализа сосуществующих хризотил-асбестов и магнетитов и расчета температур их образования; е) анализа авторских и литературных изотопных (SO -S7) ) данных
по генезису растворов серпентинизации и асбестообразования; ж) рентгеновской идентификации основных породообразующих серпентинов.
Научная новизна работы. Впервые для хризотил-асбестовых месторождений на материале трех из них показано:
Стадии метаморфизма асбестоносных дунит-гарцбургитов автономны и обусловлены этапами структурно-тектонической эволюции этих пород в составе офиолитовых комплексов складчатых областей.
Хризотил-асбестоносность формируется в процессе тектонического расчленения макроблоков дунит-гарцбургитов и протрузивного (полного или частичного) выдвижения их частей в верхний горизонт офиолитов.'
Месторождения хризотил-асбеста относятся к гидротермальным низкотемпературным: хризотил-асбест образуется при температуре около 200С.
Асбестообразующие гидротермы имели метеорный генезис.
Практическая ценность. В диссертации заново сформулированы (дополнены, конкретизированы) и генетически обоснованы критерии поисков месторождений хризотил-асбеста баженовского подтипа. Соответствующие рекомендации приняты к внедрению ПГО "Уралгеология" в 1984 году.
Апробация работы. Результаты исследований изложены в трех тематических отчетах (Смирнов, Алиева, 1973,1976,1981 г). Основные положения диссертации отражены в ІІ опубликованных работах и докладывались на заседаниях Секции Ученого Совета ВМС*а, на заседаниях МОИП (в 1973 и в 1982 гг.), на Всесоюзном совещании "Закономерности размещения и особенности геологического строения неметаллических полезных ископаемых" (г. Алма-Ата, 1977 г.).
Фактический материал собран автором в 1970-1980 годах при выполнении научно-исследовательских работ по тематическому плану
ВМС,а (номер государственной регистрации темы 79054264).
При соотнесении стадий метаморфизма ультрабазитов с их структурной эволюцией использованы данные А.К.Сибилева (1980 и др.), П.П.Кузнецова (1980), Н.Л.Добрецова и Л.Г.Пономаревои (1977) - по структурному изучению офиолитов района Иджимского массива, данные Р.В.Колбанцева (1976,1979) и А.И.Гончаренко и авторов (1980, 1981, 1982) по петроструктурному изучению иджим-ских ультрабазитов, а также результаты работ А.К.Сибилева (1974, 1980 и др.) по изучению структуры и асбестоносности Саянского месторождения, аналогичные данные К.Г.Башты (1967, 1973, 1976 и др.) по Молодёжному и В.П.Еремеева (1959), П.А.Никитчина (IQ69, 1979 и др), Р.В.Колбанцева (1971) - по Актовракскому месторождению. Кроме того, в работе использованы многие другие опубликованные и фондовые материалы этих и иных авторов.
Работа подготовлена в отделе бора, фтора, слюды, асбеста и хромитов ВМС,а под руководством профессора, доктора геолого-минералогических наук И.Ф.Романовича, которому автор выражает искреннюю благодарность. Автор признателен Ю.В.Смирнову за годы сотрудничества, А.Е.Лисицыну за внимание к работе, способствовавшее ее завершению, а также Н.А.'Жукову, Н.Е.Никольской, Т.Н.Буй-воловой и другим товарищам за обсуждения, участие и помощь.
Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, общим объемом 243 страницы, включая 135 страниц машинописного текста, 68 рисунков, 23 таблицы и список литературы (220 наименований).
- II -
