Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Краткий геологический очерк (Мурзинско-Адуйский микроконтиненг, Средний Урал)
1.1. Палеозойская история развития Урала 9
1.2. Мезозойская история Восточно-Уральской мегазоны 13
Глава 2. Постколлизионные кварцевые жилы 19
2.1. Общие сведения 19
2.2. Формационное единство поздних кварцевых жил 24
Глава 3. Методы исследования 30
Глава 4. Современные научные представления об онтогении кварцевых агрегатов 45
Глава 5. Типоморфные агрегаты постколлизионных кварцевых жил 56
5.1. Общие сведения. Простые, сложные, составные жилы 56
5.2. Параллельно-шестоватые агрегаты 1-го типа в строении составных жил 59
5.3. Параллельно-шестоватые агрегаты П-го типа в строении составных и сложных жил
5.4. Сопряжение параллелыю-шестоватых агрегатов 1-го и П-го типа в составных и сложных жилах 64
5.5 Сопряжение друзового параллельно-шестоватого и расщепленного роста кварца в сложных жилах 65
5.6. Сопряжение друзового роста и седиментационного заполнения остаточных полостей в сложных жильных зонах (Шайтаиское месторождение)
5.7. Сопряжение друзовых и седиментационных текстур в сложных жилах (жильное поле Гематитовое)
5.8. Сопряжение гипогенных и гиперіенньїх условий минералообразования в составных жилах, сложенных параллелыю-шестоватым агрегатом II- типа
5.9. Брекчии 86
5.10. Онтогеническая модель образования постколлизионной жилы 90
Глава 6. Условия минералообразования в постколлизионных жилах 92
Глава 7. Кампесамоцветная минерализация постколлизионных кварцевых жил 99
Заключение 104
Список литературы 106
- Мезозойская история Восточно-Уральской мегазоны
- Формационное единство поздних кварцевых жил
- Современные научные представления об онтогении кварцевых агрегатов
- Сопряжение параллелыю-шестоватых агрегатов 1-го и П-го типа в составных и сложных жилах
Введение к работе
В диссертации изложены результаты исследования формации постколлизионных кварцевых жил, которая представлена множеством небольших тел, составляющих жильные зоны, расположенные в пределах Мурзинско-Адуйскої о микроконтинента. Часть этой территории входит в пределы Режевского природно-минсралогического заказника. Жилы данной формации привлекают внимание тем, что перспективны на добычу коллекционною, ювелирного и поделочною камнесамоцветного сырья (горный хрусталь, цитрин, аметист, шай-танский переливт). Исследование агрегатов кварца с помощью онтогенического анализа позволило восстановить содержательную историю развития жил этой формации.
Актуальность работы определяется все возрастающей потребностью общества и современной промышленности как в традиционных, так и в новых видах ювелирного, поделочного и цветного камня. Обосновывая формационное единство кварцевых жил - источников і орного хрусталя, аметиста, цитрина, переливта и декоративных брекчий, автор предлагает научную основу для системы поисков и разведки комплексных видов сырья, связанных с жилами изучаемой формации.
Состояние проблемы. Практическое освоение постколлизионных кварцевых жил началось с коренных выходов и россыпей шайтанского переливта, обнаруженных в 1797 і оду бергмейстером А.В. Раздеришиным. Жилы эти были потеряны, и в 1932 году ГII. Вертушков оценивал прогнозные запасы главным образом элювиальных россыпей переливта. И только в 1960 году А.В. Глазковым вновь обнаружены коренные источники россыпи переливта (Ем-лин и др., 2002). Несмотря на то, что жилы, послужившие объектом исследования, известны более двух веков, они не были вовлечены в научный анализ, и подробное описание их в литературе оісутствует. Исключением является лишь работа Г.А. Глазовой и Д.П. Григорьева (1984). Поэтому представленные в диссертации описания и генетическая интерпретация текстур жильных агрегатов представляют определенную новизну. В развитии идей и методов онтогении индивидов и агрегатов большое значение имеют работы Г.Г. Леммлейна (1973), монографии Д.П. Григорьева «Онтоіения минералов» (1961), АЛ. Жабина «Онтоіения минералов. Агрегаты» (1975), В.А. Попова «Практическая кристалломорфология минералов» (1984), А.В. Осинскою (1976), Ю.М. Дымкова (1985), А.А. Кораго (1988).
Коллектив кафедры минералогии Уральского государственного горноїо университета проводил минералогическое картирование жильных полей Среднего и Южного Урала (Вертушков, Соколов, Якшин, 1969). Увлеченные идеей о ведущей роли гранулированного кварца в решении проблемы кварцевого сырья для плавки особо чистых монокомпонентных C1C-кол сотрудники кафедры минералогии провели исследования метаструктур индивидов (ряд «пластическая деформация —» рекристаллизация») (Синкевич, 1965; Суставов, 1965; Емлин, 1969), а текстуры роста оставались за пределами детального изучения.
Начиная с 1992 года сотрудники кафедры минералогии, петрографии и геохимии реализуют проект «Самоцветная полоса Урала» (Емлин и др., 2002). Цель этого проекта - ише-ірация учебной и исследовательской работы. Объекты Самоцветной полосы Урала вовлекаются в качестве эмпирической основы Уральской минералоіической школы. На кафедре было выполнено более 20 курсовых и дипломных работ, в результате разработки которых собрана представительная коллекция, отражающая текстурное разнообразие жил изучаемой формации (Шмелев, 1997; Гредюшко, 2004). Автор принимает участие в этих работах с 1999 года, уделяя главное внимание эволюции кварцевых жил на базе онтоіснических методов применительно к индивидам и агрегатам.
Исследование самой поздней на Урале жильной кварцевой минерализации является продолжением традиций известной уральской минералогической школы, основанной профессором Г.Н. Вертушковым, который так мною сделал для разработки и внедрения в практику методов прикладной минералогии кварца на Урале.
Идея работы. Единая формация постколлизионных кварцевых жил представляет собой сложную иерархию систем. Минеральный индивид находится на начальном уровне этой иерархии и входит в качестве подсистемы в структуру аїрегата. Аїрегат может быть представлен как подсистема сложного жильного образования, причем каждая жила, в свою очередь, рассматривается как подсистема в структуре жильної о поля, а жильные ноля объединяются в формацию. Необходимо подчеркнуть, что, следуя геоіенетическому закону Д.В. Рундквиста (1970), индивид в редуцированном виде отражает этапы формирования аїрегата, агрегат - жилы, а система жил - формации в целом. Поэтому последовательный онтогениче-ский анализ агрегатов позволяет выявить фрагменты эволюции кварцевых жил и, более того, установить генетическое единство, на первый взгляд, таких различных образований, как переливт и друзовый кварц, расщеплённые индивиды и колломорфные текстуры, сферолиты и субидиоморфные агрегаты кварца (известные под названием «фарфоровидный кварц» (Глазова, 1985)). В результате в первом приближении возможно представить основные черты миперагенической эволюции постколлизионных кварцевых жил Мурзинско-Адуйскоіо микроконтинента (Краснобаев и др., 2005).
Цель работы: выявление основных признаков новой формации иостколлизионных кварцевых жил, исследование и онтогенический анализ типоморфных жильных аїрегатов, оценка направлений комплексною использования постколлизионных кварцевых жил.
Основные задачи исследований; 1) Выделение формации постколлизионных жич на основе геологических критериев.
2) Систематизация кварцевых жил на основе текстурных особенностей жильных аїрегатов.
3) Выделение тиноморфных аїрегатов формации иостколлизионных кварцевых жил.
4) Оценка перспектив на различные виды комплексного кварцеамоцветної о сырья в постколлизионных жилах.
Фактический материал. Тематическая коллекция, содержащая более 100 штуфов, была собрана в течение полевых сезонов 1999 - 2006 г.г., дополнительно задействованы штуфы из коллекции кафедры минералогии, петрографии, іеохимии, собранные в течение 1992-2002 г.г.. В коллекции представлены штуфы из Шайтанскою месторождения, минерализованных зон Придорожной (61 км от Екатеринбурга), Цитриновой, Гематитовой, Аметистовой, Кокардовой, с северо-восточной части Берёзовскою жильного ноля (Ушаковскии карьер), Липовского силикатно-никелевого месторождения.
Методы исследований. Поставленные задачи решались с помощью ставшею уже традиционным онтогенического метода анализа строения агрегатов и комплекса современных методов изучения минеральною вещества. В процессе работы были изютовлены специальные препараты: прозрачные пластины, ориентированные шлифы, шлифованные пластины для анализа с помощью импульсной катодолюминесценцни, полированные штуфы, специальные шлифы толщиной ОД мм без покровного стекла для петроструктурного анализа. Использованы возможности рентгеноструктурного анализа, метод электронной микроскопии, метод импульсной катодолюминесценцни, петроструктурныи анализ кварцевых агреіатов (ориентировка оптических осей индивидов, ориентировка границ зерен, ориентировка включений книжной текстуры); для обработки данных петроструктурного анализа применялась специальная компьютерная программа «Stereo Nett».
В основу метода онтогенического анализа положено несколько принципов:
1. Реальные кристаллы отражают историю своего формирования (Григорьев, 1961).
2. Реальные минеральные индивиды, в отличие от идеальных, содержат дефекты, возникшие во время роста (зональность, секториальность, границы двойников и субиндивидов, минеральные и газово-жидкие включения, грани свободного роста, индукционные грани), следы последующих хрупких (брекчирование, дробление) и пластических деформации, проявления полигонизации и рекристаллизации.
3. История реального индивида записана в виде дефектов.
4. Каждый реальный агреіат отражает историю своего формирования (основывается на действии онтогенического принципа Д П. Григорьева (пункт 1)).
5. Агрегат состоит из индивидов и границ между ними.
6. Идеальных аїрегатов не существует, но в агрегатах, образующихся в стационарных (близких к равновесным) условиях, выражено стремление к состоянию с минимальной внутренней энергией. Таким приближением является формирование параллельно-шестоватых агреіатов, увеличение размера индивидов и возрастание доли рациональных смежных границ, в том числе и двойниковых. В этом случае справедлив принцип, «каждый агрегат стремится стать индивидом» (Емлин, 1987). 7. В нестационарных (резко неравновесных) условиях проявляется обратная тенденция, коїда единый минеральный индивид накапливает дефекты роста, расщепляется, обеспечивает быструю скорость кристаллизации за счет образования входящих углов на фронте кристаллизации субиндивидов. Гаким образом, происходит постепенный переход от индивида к субагрегату, состоящему из расщеплённых субиндивидов, и, наконец, к аїрсга-ту, состоящему из индивидов, разделенных большеуїловьіми границами.
Онтогенические принципы, первоначально сформулированные для минеральных индивидов, в настоящее время экстраполируются на агрегаты. Примером такой экстраполяции служит классификация параллельно-шестоватых агрегатов I -го типа, в которой учитывается потенциальная форма агрегатобразующих кристаллов, предложенная В.А. Поповым (1984).
Основные защищаемые положения 1. Выделена формация посіколлизионных кварцевых жил, которая при сохранении іенетических связей с самыми поздними проявлениями гранитного магматизма сопряжена во времени и пространстве с формированием восточно-уральского пенеплена и кор выветривания мезозойскою возраста. Это сообщество кварцевых жил, объединенных единым временным интервалом образования (200-180 млн. лет), содержит общие черты развития минералообразующих систем, что отражается в их строении, минеральном составе и минерагении.
Основные доказатечьства этого положения приведены в главе 1, 2 2. Для кварцевых жил ностколлизионной формации установлены следующие ти-поморфные признаки:
• преобладание составных и сложных жил;
• развитие агрегатов с книжной текстурой;
• отсутствие структур и субструктур пластической деформации и рекристаллизации;
• широкое развитие хрупкого дробления, регенерации и перекристаллизации;
• полистадийные брекчии;
• последовательная смена кристалломорфных структур колломорфными и гиноіен-ных парагенезисов гипергенными.
Основные доказатечьства этого положения приведены в главе 5, б
3. Проявления горного хрусталя, цитрина, месторождений аметиста, шайтанско-го переливта и декоративных брекчий связаны с формацией постколлизионных кварцевых жил. Минерагеническая эволюция постколлизионных жил, порождает огромное разнообразие текстур кварцевых агрегатов, которые в свою очередь моїут быть использованы как декоративно-поделочные камни и ценный коллекционный маїериал с высоким іеоинформационньїм потенциалом.
Основные доказательства этого почожения приведены в главе 7.
Научная новизна:
1. Выделена новая для Урала формация постколлизионных кварцевых жил, образование которой обусловлено поздними стадиями развития гидротермальной активности, сопряженной с развитием гипергенных процессов.
2. Исследованы типоморфные аїрегатьі постколлизионных жил, с помощью которых восстановлены последовательность и условия минералообразования. В том числе такие параметры минералообразующих систем, как стационарные и нестационарные режимы осаждения и накопления кремнезема, динамика хрупких деформаций, соотношение скоростей роста индивидов и скорости раскрытия трещин, изменение окислительно-восстановительных условий минералообразования, сопряжение гипоіенннх и гипергенных процессов. Мноіие агрегаты, имеющие принципиальное значение для восстановления исю-рии сложных жильных систем, описаны впервые для Мурзинско-Адуйскою микроконтинента и даже для Урала. Типоморфные агрегаты постколлизионных жил могут быть использованы для формационно-фациального анализа сложных жильных полей, которые характеризуются сопряжением гидротермальных и гипергенных процессов.
3. Установлено формационное единство месторождений аметиста, переливта, цитрина, горного хрусталя и декоративных брекчий, что может быть использовано при оценке перспектив на указанные виды сырья как в новых, так и в освоенных районах Урала.
Личный вклад. Автор самостоятельно получил основные результаты, составляющие научную новизну и прикладное значение диссертационной работы. Впервые проведено систематическое исследование агрегатов, типоморфных для кварцевых жил иостколлизионной формации, и предложена модель их формирования. Проведено исследование работ по генезису и физико-химическим условиям образования кварцевых агрегатов. Однако диссертационная работа, посвященная онтогении кварцевых жил, является традиционной для кафедры минералогии петроірафии и геохимии, и автор, безусловно, опирается на многолетний опыт, накопленный поколениями уральских исследователей кварца.
Практическая значимость работы заключается в расширении перспектив практического использования жил и жильных зон постколлизионной формации при поисках и их ком комплексной оценке на разтчные виды копекционного и каинесамоцветного сырья, при условии использования поисковых признаков и критериев, предложенных автором.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на Уральской минералогической школе - 2002 (Екатеринбург, 2002), на Молодежной научно-практической конференции, секция «Минералогии» (Екатеринбург, 2003, 2004, 2005, 2006), на X международной научной студенческой школе «Металлогения древних и современных океанов -2004. Достижения на рубеже веков» (Миасс, 2004), на XI международной научной студенческой школе «Металлогения древних и современных океанов-2005. Формирование месторождений на разновозрастных океанических окраинах» (Миасс, 2005), на XII международной научной студенческой школе «Металлогения древних и современных океанов-2006. Условия рудообразования» (Миасс, 2006), на научно-практической конференции «Ювелирное и камнерезное искусство» в Музее истории камнерезного и ювелирною искусства (Екатеринбург, 2004), на IX Международном научном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых имени академика М.А. Усова (Томск, 2005).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ.
Благодарности. Автор признателен своему научному руководителю д-ру іеол.-мин. наук, проф. Э.Ф. Емлину за внимание и всестороннюю критику на всех стадиях выполнения работы. Автор искренне благодарен академику В.А. Коротееву и сотрудникам кафедры минералогии, петрографии, геохимии за содействие при выполнении работы и доброжелатель-нос отношение. Весьма полезным было обсуждение отдельных вопросов диссертации с про-ф., д-ром геол.-мин. наук В.А. Поповым, канд. іеол.-мин. наук В.И. Поповой (ИМин УрО РАН, г. Миасс), канд. геол.-мин. наук Т.И. Полуэктовой (1ПУ, г. Томск), канд геол -мин наук В.И. Каиновым, канд. геол.-мин. наук О.А. Суставовым (УГГУ). Автор блаї одарен им за плодотворные дискуссии, консультации, поддержку и ценные замечания.
Аналитические работы выполнялись инженером-аналитиком Н.Г. Сапожниковой (рентгеноструктурный анализ, УГГУ), инженером-аналитиком М.В. Калачёвой (лаборатория электронной микроскопии, УГГУ), студентом іруппьі МНГ-02 Клюкиным Ю. И. (импульсная катодолюминесценция, Институт электрофизики УрО РАН). Изготовление шлифов, полированных штуфов и специальных проб для анализа с помощью инфракрасной катодолю-минесценции производилось в шлифовальной лаборатории УГГУ, часть шлифов бьпа изготовлена в шлифовальной лаборатории ИГиГ УрО РАН (г. Екатериибурі). Всем им автор выражает свою искреннюю благодарность и признательность.
Мезозойская история Восточно-Уральской мегазоны
До недавнеї о времени считалось, что развитие Урала как і орной страны происходило только в палеозое, а с наступлением мезозоя вся тектоническая активность закончилась, и Урал превратился в континентальную область. Но современные научные представления опровергают эту теорию. В течение раннего мезозоя продолжалось гранитообразование, заканчивалось становление небольших гранитных интрузий и пегматитов (Ферштатер, 2001; Попов и др., 2003; Коротеев и др., 2005). Распространенное представление об ослаблении и даже прекращении эндогенных процессов в платформенный этап развития Урала не подтверждается. Начиная с раннею триаса, а, возможно, и с конца поздней перми, в пределах Урала и Зауралья неоднократно усиливались тектонические движения со сменой напряжений сжатия и растяжения. На рубеже палеозоя и мезозоя, в связи с завершением коллизии и формированием Уральскою орогена, наряду с покровно-надвиговыми дислокациями возникла система левых сдвигов, сопровождавшихся локальными зонами растяжения (Баранников, 1998). В раннем мезозое в связи с дроблением суперконтинента Пангеи, континентальным рифтогенезом и массовым траппообразованием в общее растяжеггие была вовлечена и вся территория Уральского орогена. Раннемезозойское растяжение сыграло важную роль в формировании современной структуры Урала (Баранников, 1998; Рапопорт и др., 1998). В платформенный этап развития Урала и Зауралья происходила неоднократная смена напряжений растяжения и сжатия, оказавших влияние на активизацию магматизма и эндогенных рудообразующих процессов. С мезозойской тектоно-магматической активизацией связано формирование эндогенных месторождений и рудопроявлений.
Полезные ископаемые мезозойского возраста нередко образуют собственные и комплексные месторождения, но чаще всего завершают формирование полихронных и полигенных месторождений палеозойскою и позднедокембрийского возраста. Такое длительное прерывистое формирование многих месторождений вполне обычно и закономерно. На восточном склоне Урала мезозойские магматические и рудно-метасоматические образоваггия, несомненно, развиты широко, но пока слабо изучены и с трудом отчленяются от коллизионных образований палеозоя (Баранников, 1998). Постколлизионный гранитоидный магматизм на Урале хорошо согласуется с данными Л.П. Сигова, который выделяет 6 тектонических этапов на Урале в мезо-кайнозойское время. Мезозойская тектоника имеет для нас особое значение (табл. 1.2)" Как видно из таблицы, в течение триаса и юры могло происходить гранитообразование, что и подтверждают данные Г.Б. Ферштатера и В.П. Попова. В то время как на глубинах 3 - 6 км шло гранитообразование, вершины Уральских гор подвергались разрушению, шли процессы пенепленизации (рис. 1.3). Надо отметить, что в раннем мезозое пенеплен развит лишь на некоторых горных вершинах, но уже в позднем мезозое (I - К) пенепленизированная страна захватила весь Урал, всю южную часть Западной Сибири, север Русской платформы, и значительные площади Западной Европы (Сигов, 1969). В течение третьего тектонического этана (юра-олигоцен, табл. 1.2.) существовачи условия, благоприятные для выработки пенеплена, а именно, большая продолжительность этапа и теплый влажный климат. Поверхность этого мезозойского (юрско-мелового) пенеплена широко развита. В ряде районов амплитуда понижения базиса эрозии была настолько незначительна, что омоложение рельефа почти не выражено.
В связи с этим не всегда удается раз- делить мезозойскую и олигоненовую поверхность пенеплена (рис. 1.3), они почти сливаются в районах Предуралья и восточного склона Урала (Сигов, 1969) Раннемезозойские граниты, изученные Г.Б. Ферштатером, и образованные на глубинах 3 - 6 км, сейчас находятся на поверхности, либо в близповерхностных условиях. Таким образом, глубина эрозионного среза должна составлять никак не меньше 3 - 6 км. Одновременно с развитием пенеплена, происходили процессы выветривания во всех впадинах и понижениях рельефа (рис. 1.4). Мезозойская кора выветривания имеет умеренно-широкое развитие на Среднем Урале. Большая продолжительность мезозоя способствовала развитию кор выветривания на большую глубину. По данным А.П. Сигова мощность мезозойской коры не превышает 50 - 150 м. Широкое развитие линейных и площадных кор выветривания, связанных с восточно-уральским пенепленом, объясняется вчажным и теплым климатом, в зонах тектонических нарушений коры прослежены на глубину до 150 м (Липов-ское месторождение силикатного никеля). В течение мезозоя на Урале существовал теплый гумидный климат, который способствовал развитию кор выветривания. Климат нижнего мезозоя был теплым и влажным, верхней части юры (її) - теплый и влажный, мел (Кі) - очень теплый, близкий к тропическому, со сменой влажных и засушливых эпох. Мезозойский климат Урала сравним с влажным тропическим климатом современного Африканского континента, где коры выветривания достиіа-ют мощности 5-10 км. Профиль выветривания на Урале (рис. 1.4) сформировался уже к верхней юре, а к нижнему мелу он претерпел ряд наложений (Сигов, 1969). В мезозое жильные месторождения палеозойского возраста подвергались вторичным изменениям, связанным с инфильтрационными водами. Эти изменения происходили в течение всех эпох до настоящего времени. Эффект вторичного изменения месторождений определяется следующими факторами: климатические условия, влажность, положение уровня грунтовых вод, продолжительность процессов выветривания, скорость эрозии, физические и химические свойства пород, и связанный с этим химизм ірунтовьіх вод, пористость и тре-щинноватость горных пород. Кварц в коре выветривания устойчив, но это справедливо только для кислой среды. В условиях щелочной среды, при рН 7,5, кремнезем со временем растворяется и выносится на нижние горизонты коры выветривания, образуя зону окремнения. Там кремнезём осаждается в виде кварца, халцедона и опала, образуя тонкие жилки в горной породе, иногда полностью замещая породу до возникновения плотной кварцитопо-добной массы. При выветривании имеет значение характер жильных образований и вмещающих пород. Тектонические зоны, обладающие большой внутренней поверхностью, особенно благоприятны для интенсивного выветривания. Этому способствует и наличие сульфидов в рудах или вмещающих породах, за счёт которых в природных водах образуется серная кислота - активный реагент. Поэтому серии палеозойских кварцевых пиритсодержащих золотоносных жил, сопровождаются обширными полями каолинизации (Сигов, 1969).
Формационное единство поздних кварцевых жил
Мурзинско-Адуйского микроконтинента, принадлежащих к формации постколлизионных кварцевых жил. Таблица 2.1. Элементы залегания кварцево-жильных зон поздней минерализа- ции Мурзинско-Адуйского микроконтинента (Лузина, 2002; с дополнениями) Жилы и системы жил, относимые нами к этой формации, установлены в пределах эндо- и экзоконтактов Мурзинско-Адуйского микроконтинента (рис. 1.1), они приурочены к зонам дробления северо-восточного простирания. Перечень жил, составленный ПО «Урал- кварцсамоцветы», включает более 60 объектов (Емлин и др., 2002). К этой формации относятся кварц-переливтовые жилы Шайтанского месторождения и минерализованные зоны Придорожная, Цитриновая, Гематитовая, Аметистовая, Кокардовая. Это самые поздние жильные образования в изученном районе, они часто наложены на более ранние зоны гидротермальной минерализации преимущественно палеозойского возраста. Для кварцевых агрегатов постколлизионных Рис. 2.6. Копь Придорожная жил характерны структуры хрупкого разрушения, _ _ (Адуйскии массив). Июль 2006 года. сопряженного с регенерацией.
Они отличаются от более ранних жил отсутствием следов метаморфизма жильного кварца (ни пластической деформации, ни полигонизации, ни рекристаллизации), широко распространенного для кварца ранних рудных жил. Следует подчеркнуть особенные черты данного семейства жил: 1. единичные жилы не характерны, устанавливаются сложные (из 2-3 и более) жилы; 2. широко развиты полистадийные брекчии, цемент которых представлен друзовым кварцем, переливтом и микрозернистым («фарфоровидным») кварцевым агрегатом; 3. в пределах одной жилы друзовые агрегаты сменяются колломорфными: 4. обычна смена восстановительных условий минералообразования на окислительные; 5. характерно сопряжение гидротермальной аргиллизации вмещающих пород и диккит-кварцевого жильного выполнения. Постколлизионные жилы и жильные зоны распространены в пределах Мурзинско-Адуйского микроконтинента, который является фрагментом континентальной коры. Микроконтинент включает древнее метаморфическое основание и иозднепалеозойские гранитные массивы. Адуйский гранитный массив имеет неоднородное строение. Здесь наряду с ранними проявлениями гранитного магматизма встречаются молодые интрузии, дайки аплитов и тела редкометальных и камерных пегматитов. Время формирования самых поздних пегматитов принимается нами как вероятное время завершения гранитного магматизма в пределах Мурзинско-Адуйского микроконтинента. С этим периодом связано развитие гидротермальной минерализации, которая постепенно переходит от высоко- и среднетемпературнои к низкотемпературной (вплоть до гипері енной), соответственно изменяются как минеральные парагенезисы, так и строение жильных агреіатов. Минерал-индикатор гипогенных условий минералообразования (восстановительная среда) - пирит, гипергенных условий (окислительная среда) - гетит.
Современные научные представления об онтогении кварцевых агрегатов
Например, Д.П. Григорьев, описывая жилы параллельно-шестоватої о кальцита со всеми признаками агрегата И-го типа, но с наличием закономерной ориентировки шестиков - признак агрегата 1-го типа, отнёс такие жилы к промежуточному типу параллельно-шестоватых агреіатов. Таким образом, при наличии стадий Аі и Аг параллельно-шестоватые агрегаты нельзя назвать агрегатами Ш-ю типа в чистом виде, это будет промежуточный тип. По наблюдениям Попова В.А. стенки трещин при росте параллельно-шестоватого di -регата Н-го типа могут раздвигаться: а) нормально, б) с постоянной тангенциальной составляющей (шестики наклонены по отношению к зальбандам), в) сложно. В дайках, вмещающих породах и красичных жилах встречаются параллельно-шестоватые агреіатьі Н-ю типа (Попов, 1978). По строению жилы Н-го типа характеризуются (рис 4.1): а) различное соотношение кварцевых и карбонатных шестиков в зонах, параллельных стенкам трещины; б) сочетание параллельно-шестоватого агрегата Il-ro типа с неравномернозернистым агре гатом; в) более позднее наложение сульфидов по трещинкам и в виде метакристаллов; г) призальбандовые участки сложены карбонат-турмалин-кварцевым неравномернозерни- стым агрегатом, центральная часть является параллельно-шестоватым карбонатно- кварцевым агрегатом П-го типа; д) часть жилы сложена шестиками, перпендикулярными зальбандам, другая - наклонными шестиками, сформированными при раскрытии трещины с постоянной тангенциальной со ставляющей движения; е) параллельно-шестоватый агрегат П-го типа, состоящий из шеелита, карбоната и кварца; в шестиках наблюдаются блоки роста. Рис. 4.1. Основные случаи строения параллельно - шестоватых агрегатов II- го типа (Попов, 1978). Белое - кварц, косая штриховка - карбонат, точки - шеелит, чёрное -сульфиды, вертикапьная штриховая линия - турмалин, а- е- смотри объяснение д тексте. Попов В.А. описывает разновидности параллельно-шестоватых агрегатов Н-го типа, но в эту классификацию можно добавить параллельно-шестоватый агрегат П-го типа с книжной текстурой. В тексте его статей нет упоминания книжной текстуры, но признаки её наличия можно обнаружить на рисунках (рис. 4.1-в, рис. 4.2-г). Описывая параллельно-шестоватые агрегаты П-го типа Жабин А.Г. упоминает, что «близ одного из зальбандов часто заметна параллельная ему система полос с микроскопическими включениями вмещающих пород». Это явление в тексте книжной текстурой не названо и не описано, однако на рисунках это очень хорошо отражено. Петрунь В.Ф. описывает шестоватый жильный кварц, молочно-белого цвета, приобретающий у зальбандов отчётливую окраску.
Для индивидов шестоватого кварца характерно своеобразное полосчатое распределение окраски, отдалённо напоминающей скопление Рис. 4.2. Строение кварцевых агрегатов на Березовском месторождении (Попов, 1980). Крестиками обозначены гранитоиды, точками - метасоматиты (грей-зены, березиты), косой штриховкой - карбонат. а-г- смотри пояснение в тексте. пластинок сланца в жильном кварце. Обусловленная чередованием окрашенных и неокрашенных прослоев кварца полосчатость разделяется на микро- и макрополосчатость (рис. 4.3) Десятки и даже сотни тончайших, порядка 0,01 мм, прослоев механически захваченных глинистых примесей наблюдаются в пределах одного индивида. Эти включения не связаны с кристаллографическими направлениями внутри кристалла, а повторяют очертания зальбан-дов без заметного упорядочения минеральных зёрен. Микрополосчатость переходит с зерна на зерно, с шеста на шест, с индивида на индивид. Пространственно каждая цветная полоска представляет скопление огромного числа разрозненных включений пигментирующего вещества, захваченных кварцем при росте. На первых этапах жилообразования возникает ритмическая пульсационность - нарастание жильного кварца в пространстве незначительных зазоров между телом жилы и стенками скачкообразно раскрывающейся трещины. Довольно резкие микрорывки оставляли после себя на кварце полосчатый след, повторяющий общие очертания зальбандов. Вслед за резким рывком следовал период относительного покоя (или же плавного отодвигания стенок), в течение которого образовавшаяся полость выполнялась кремнезёмом. Амплитуды рывков менялись во времени и пространстве. Участки сгущения пигментации, где микропрослои «насаживаются» друг на друга, сменяются участками разряжения, или Рис. 4.3. Соотношение микро- и макрополосчатости (а) в шестоватом жильном кварце. Микрополосчатость (б) переходит с индивида на индивид, и фиксируется в виде разобщённых окрашенных стерженьков (в) внутри отдельных шестов агрегата (Петрунь, 1954)- изгибания прослоев, если стенки трещины начинали отходить от зальбандов жилы не параллельно сами себе, а под некоторым углом (рис. 4.4). Иногда жила при очередном рывке удерживала на своей поверхности не только глинистую муть, а целые осколки вмещающих песчаников. Это происходило, когда на смену частым, но слабым, рывкам приходили редкие, но зато более резкие и обладающие большей амплитудой перемещения подвижки (Петрунь, 1954). Джоном Рэмси и Мартином Хабером предложена схема образования параллельно-шестоватого агрегата Н-го типа с книжной текстурой (рис. 4.5). Образование жилы начинается с того, что в породе из-за упругих деформаций образуется трещи на. В трещину проникает раствор, и на её стенках отлагается новое кристаллическое вещество. Трещина заполняется полностью, от стенки до стенки. Минералы, заполнившие трещину и образовавшие жилу, могут быть разными, в зависимости от состава вмещающей породы. После этого могут возникнуть новые тектонические трещи ны. Образуются новые микрожилы. Они могут формироваться внутри ранних, разделять их на две части, или идти
Сопряжение параллелыю-шестоватых агрегатов 1-го и П-го типа в составных и сложных жилах
Ориентировка друзы в пространстве важна для понимания вариаций формы седимен-гационных конусов и валиков. Механизм образования конусов можно представить следующим образом. Друза располагалась на наклонной или вертикальной стенке вмещающей трещины. Седиментационное коллоидное вязкое вещество осаждалось на друзу сверху. Этот осадочный материал сползал по наклонной плоскости вниз под действием силы тяжести. Сначала заполнялось пространство между индивидами и происходило постепенное выравни- ванне поверхности друзы. Друзу не засыпало полностью, поскольку друзовый агрегат продолжал свой рост. Началась конкуренция между ростом друзового агрегата и седиментацией геля кремнезёма. Важное условие этой конкуренции - скорость роста индивида, слагающего друзовый агрегат (Сд) должна превышать скорость седиментации геля кремнезёма (Сэ). Выживают только индивиды друзового кварца, скорость роста которых превышает скорость седиментации. Кристаллы кварца обладают анизотропией скорости роста, поэтому скорость роста будет зависеть от ориентировки оси 3-го порядка индивида в пространстве. Если заль-банд друзы расположен горизонтально, при осаждении аморфного кремнезёма выживут индивиды кварца ориентированные осью 3-го порядка (Ьз) перпендикулярно зальбанду. Эта ориентировка, будет преобладать и у индивидов, слагающих параллельно-шестоватый агрегат 1-го типа (Григорьев, 1961). Конусы возникают потому что, головки кристаллов служат 78 естественным уступом, препятствием для медленно сползающего седиментационного материала. Осадок скапливается на одной половине кристалла, а вторая половина продолжает свой рост.
Постепенно с одной стороны возникает конус наносов, а с другой из-под седиментационного чехла видна головка кристалла кварца. Внешняя зона агрегата покрыта тонким гематит-кварцевым слоем, гладкая поверхность граней кристаллов кварца и неровная шероховатая поверхность седиментационных текстур сохранена. Иногда конусы и валики покрыты тонким слоем гётита, их окраска становится ржаво-оранжевой, а не ярко красной, какой была из-за присутствия гематита. Исследование седиментацнонной присыпки с помощью рентгеноструктурного анализа выявило следующий минеральный состав: кварц, каолинит, гематит, в одной из проб обнаружен гипс {инженер - аналитик Н.Г. Сапожникова, рентгеноструктурная лаборатория УГГУ). Эти данные согласуются с данными по шайтанскому переливту, в котором кроме диккита и п с _ „ Рис. 5.27. Гематит-кварцевый агрегат, кварца (Глазова. 1985), позднее был найден зальбанд жшы расположен субгоризон-гипс (Перескокова, 2000). тильно (Жильная зона Гематитовая, Адуй-Онтогеническаи модель строения скии массив). жилы (минерализованная зона Гематитовая) (рис. 5.25). Существовала кварцевая жила, сложенная друзовым агрегатом, который образовался из гидротермального раствора. Все кристаллы друзового агрегата развиты равномерно, внутренние зоны кристаллов прозрачны, они сформировались в стационарных условиях гидротермальной системы. Резкое падение давления (смена литостатического давления на гидростатическое) вызвало переход к нестационарной стадии, отмеченной расщеплением кристаллов и замутнением флюидными включениями их периферических зон. Позже происходит частичное заполнение остаточных друзовых пустот и осаждение вязкого геля кремнезёма на поверхность друзового кварца. Седиментационный материал со- 79 стоял из мелкообломочного кварца и аморфного кремнезема. На друзе, располагавшейся на вертикальной стенке полости (зона 1) образовались седиментационные конусы, а на друзе, зальбанд которой располагался наклонно (рис. 5.26), - седиментационные валики (зона 2). Кристаллы друзового кварца продолжают конкурентный рост одновременно с отложением аморфного кремнезема.
Причем растут только избранные кристаллы, которые согласно закону геометрического отбора (Григорьев, 1961) могут конкурировать с осаждением аморфного кремнезёма. В том случае, если скорость роста кристалла больше скорости седиментации, кристалл будет расти. Если нет, то данный кристалл окажется погребенным седи-ментационным материалом. Этот механизм соответствует способу образования параллельно-шестоватых агрегатов IV-ro типа (Попов, 1984). І Іостепенно состав седиментационного материала становится гематит-кварцевым, ярко окрашенным за счёт гематита в красный цвет. Красный слой покрывает осадочные текстуры и кристаллы друзового кварца в «зонах 1» и «2». В «зоне 3» на друзовом агрегате, зальбанд которого располагался субгоризонтально, осадочный материал заполнил все промежутки между кристаллами, произошло выравнивание поверхности друзы (рис. 5.27). Отметим, что в «зоне 3» осадок имеет гематит-кварцевый состав, предположительно, первая порция аморфного кремнезема, поступившая в систему, «зоны 3» не достигла. Далее в систему проникает раствор, содержащий гидроокислы железа Все осадочные текстуры - седиментационные валики и конусы сверху покрываются тонким неравномерным слоем гетита (зоны 1, 2, 3). Гипергенный раствор проникает в «зону 4», где тонким гетито-вым слоем покрывается друзовый кварц, до этого не тронутый гипергенными процессами Теоретически, в «зоне 5», на более низком горизонте жилы Гематитовой, остается чистый друзовый кварц, белый или полупрозрачный, без следов воздействия гипергенеза. Во всех зонах этой онтогенической модели могут присутствовать брекчии. Гематит-кварцевые агрегаты (жильная зона Гематитовая) при всем внешнем различии генетически близки к кварц-диккитовым агрегатам Шайтанского месторождения. Но, в случае шайтанского переливта остаточные пустоты были заполнены коллоидным кремнеземом точностью, в жилах зоны Гематитовой этот процесс можно наблюдать в незавершенной стадии, виден «окаменевший» результат процесса заполнения остаточных полостей