Региональные метасоматические формации

К региональным метасоматическим формациям (РМФ) относят целостные совокупности зон проявления эпипород и гидротермалитов, сформированные в результате определенного геологиче­ского события в истории развития земной коры. Видовая принадлежность РМФ определяется составом и соотношением составляющих метасоматических зон. В качестве типовых геологических событий, возбуждающих геологически обособленный гидротермальный процесс, выделяются внедрения плутонов, становление вулканических массивов, перестройка тектонического плана территории. В соответствии с этим Е. В.Плющев предлагает различать, плутоногенные, вулканогенные и тектоногенные РМФ [10].

Плутоногенные РМФ. РМФ этой группы весьма разнооб­разны и связаны преимущественно с габброидными, гранитоидными и щелочными формациями малых и умеренных глубин. Рассмотрим примеры некоторых наиболее распространенных и изученных РМФ.

Фельдшпатолит-грейзеновая РМФ. Развитие образований данной РМФ связано с гранитоидными интрузиями преимущественно лейкогранит-аляскитовой формации и приурочено к инверсионным поднятиям и иным жестким блокам земной коры, реже к менее консолидированным складчатым блокам. В составе РМФ выделяются следующие эпипородные зоны:

• в глубинных частях интрузий – зоны биотитовых сущест­венно калиевых фельдшпатолитов;

• в апикальных гребневых частях интрузий фиксируется зона грейзеновых эпипород с телами полнопроявленных грейзенов, не­редко выходящих в экзоконтактовую область;

• в зоне перехода фельдшпатолитовых ассоциаций в грейзеновые возрастает роль альбита, вплоть до появления альбитовых ассоциаций;

• в эндоконтактовой области развиваются пропилиты с пере­ходами от полевошпат-актинолитовых к полевошпат-хлоритовым и бесполевошпатовым;

• среди пропилитов экзоконтакта, реже в гранитоидах, встре­чаются небольшие тела и рассеянная минерализация скарнов;

• в надынтрузивной области среди пропилитов устанавлива­ется зона кварц-серицитовых парагенезисов вторичнокварцитового или березитового вида, иногда с телами аргиллизитовой ЛМФ.

Выделяется несколько разновидностей фельдшпатолит-грейзеновой РМФ, отличающихся различной полнотой развития указанных зон и имеющих разную рудную специализацию:

♦ собственно грейзеновая (W, Sn, Mo, F);

♦ скарново-грейзеновая (W, Mo);

♦ грейзено-вторичнокварцитовая (Mo, Си, Мо);

♦ грейзено-березитовая (Sn, Mo, Pb);

♦ грейзено-аргиллизитовая (Sn, W, Pb, Zn).

Скарн-пропилитовая РМФ. Образования этой фор­мации возникают в связи с гранитоидными массивами повышенной основности, относящимися к габбро-диорит-гранодиоритовой и габбро-монцонитовой (граносиенитовой) интрузивным формациям. В соответствии с этим различаются два варианта развития скарн-пропилитовой РМФ: среди терригенно-вулканогенных отложений (с преобладанием основных эффузивов) в эвгеосинклинальных прогибах и среди разнообразных толщ, включающих терригенно- карбонатные отложения наложенных впадин, осадочно-вулканогемные образования континентальных вулканических поясов и т. д. Paзвитию скарн-пропилитовой РМФ благоприятствует относительная мобильность блоков земной коры с выраженной тенденцией к прогибанию. В составе скарн-пропилитовой РМФ выделяются следующие эпипородные зоны:

• в пределах собственно интрузивных массивов фиксируются, прежде всего, полевошпат-актинолитовые и полевошпат-хлоритовые пропилиты, среди которых выделяются в глубинных зонах интрузий участки более ранних кварц-полевошпатовых и собственно полевошпатовых изменений, в апикальных – участки слабо проявленных кварц-светлослюдистых;

• в контактовых областях обычно располагаются тела скарнов и рассеянная скарновая минерализация;

• в экзоконтактах интрузий устанавливается широкий ореол пропилитов с альбит-актинолитовыми разностями у контакта и альбит-хлоритовыми и хлоритовыми – на периферии.

Металлогеническая специализация РМФ в значительной мере зависит от состава и геохимических особенностей пород, вовлеченных в ореол пропилитизации, – полиметаллической специализации способствуют карбонатные породы, медной – терригенные, железной – основные вулканогенные.

Алъбит-щелочнопропилитовая РМФ. Ее возникновение связано с внедрением и становлением интрузий щелочногранитовой формации на поздних активизационных стадиях развития территорий. Основную роль в объеме РМФ играют щелочно-амфиболовые пропилиты (Кпш + Аб + Риб + Эп + Хл), слагающие широкий с достаточно прихотливыми внешними очертаниями контактовый ореол. Кроме рибекита в пропилитах близ контакта со щелочными гранитами нередко встречается эгирин. Местами устанавливается наложение щелочно-амфиболовых пропилитов на граниты. В зонах контакта обычно фиксируются локальные альбититы. В пределах массивов отмечается рассеянная вкрапленность щелочных амфиболов, ка-

лишпата или альбита (Риб + Эг + Кпш + Аб). В центральных частях массивов устанавливаются зоны слабого развития кварц-светлослюдистых ассоциаций грейзенового и березитового типа (Кв + Мус + Сер + Хл).

Для альбитит-щелочнопропилитовой РМФ характерна отчетливо проявленная редкометально-редкоземельная специализация.

В заключение подчеркнем наиболее характерные особенности, общие для группы плутоногенных РМФ:

1. Наличие пропилитовых периферических зон.

2. Явная пространственная и возрастная связь совокупности гидротермально-метасоматических образований со становлением конкретных интрузивных массивов при размещении части этих об­разований (фельдшпатолиты, грейзены и др.) внутри массивов, а других (пропилиты, вторичные кварциты и др.) – в области контак­тового ореола.

3. Однотипность образования каждой РМФ: процесс начина­ется с проявления калиевого метасоматоза, производные которого фиксируют нижнюю границу формации.

4. Наличие у каждого проявления РМФ естественного внеш­него контура, устанавливаемого по внешней границе пропилитов и фельдшпатолитов, а также зонально и стадийно упорядоченное внутреннее строение.

Основные особенности состава и строения плутоногенных РМФ обусловлены становлением интрузий, внедренных и взаимодействующих с относительно холодными и консолидированными слоями литосферы. В каждом случае возникновения плутоногенной РМФ выделяются внутри - и околоинтрузивная системы, взаимосвя­занные параллельно-последовательным формированием в термогра­диентном поле внедренных плутонов, и которые могут частично пе­рекрываться в прикровельных частях массива или в надынтрузивной зоне. Формирование внутриинтрузивных систем связывается с пе­риодом послекристаллизационного остывания интрузивов, посте­пенной эволюцией накритических флюидов в гидротермальные растворы, циркулирующие в пределах остывающих массивов и час­тично в зонах ближнего экзоконтакта. Для рассматриваемой систе­мы наиболее подходит модель замкнутого конвекционного движе­ния раствора, при котором анизотропия теплового поля определяет характер изменения параметров раствора и особенности минералообразования. Сочетание сопряженных метасоматических зон в околоинтрузивных системах объясняется существованием в этих ореолах термоградиентного поля и направленной миграцией в них водных растворов, имеющих в основном седиментационно-инфильтрационную природу. Производные околоинтрузивных систем в значительно меньшей степени, чем у внутриинтрузивных, зависят от формационной принадлежности плутона и в большей – от состава и строения вмещающих толщ, их обводненности и т. д. Принципиально различные по начальным стадиям формирования внутри - и околоинтрузивные системы на завершающих стадиях гидротермальной деятельности смыкаются в контактовых частях надынтрузивных зон, образуя в комплексе плутоногенные РМФ.

В соответствии со всем сказанным металлогеническая специализация плутоногенных РМФ имеет двойственную природу. В одних случаях доминирующее значение имеет специализация интрузии (Be, Sn, Nb, Li, W, TR, Rb, F и др.), в других – вмещающие породы (Fe, Cu, Pb, Zn и др.), в остальных – сочетание обоих факторов (Си-Mo, W-Pb-Zn, TR-Pb и др.). Таким образом, внутри - и околоинтрузивные системы вносят свой вклад в суммарную металлогеническую специализацию плутоногенных РМФ, что существенно отличает их от вулканогенных и тектоногенных.

Вулканогенные РМФ. К вулканогенным относятся только те гидротермально-метасоматические образования, которые возникают в связи со становлением вулканических массивов до внедрения интрузий с контактово-термальными ореолами.

Остановимся на наиболее ярком примере – калишпатофир-аргиллизитовой РМФ. Ее развитие связано с формированием вулканических депрессий, испытавших кальдеробразование, накопление игнимбритов, внедрение поздних экструзий. Образования калишпатофир-аргиллизитовой РМФ охватывают крупные вулканотектонические структуры центрального типа, выполненные осадочно-вулканогенными толщами, а также распространяются в прилегающие блоки фундамента депрессий. В составе калишпатофир-аргиллизитовой РМФ выделяются следующие эпипородные зоны:

• объемный кремнекалиевый метасоматоз охватывает весь вулканический массив, включая линзы и прослои осадочных пород, и приводит к формированию характерных калишпатофиров и других хлоритовых калишпатолитов;

• вдоль отдельных зон и горизонтов повышенной проницае­мости (с редким расширением к палеоповерхности) возникают орео­лы рассеянной аргиллизитовой минерализации и локальные тела аргиллизитов;

• между калишпатофирами и аргиллизитами иногда выделя­ются промежуточные зоны: внешняя – альбитизации с хлоритом и карбонатом и внутренняя – гидросерицитовой, в основном рассеян­ной, березитизации;

• в самых верхних частях вулканических массивов отмечается переход аргиллизитов к монокварцевым, гидросерицит - и каолинит-кварцевым (нередко с алунитом) вторичным кварцитам.

В настоящее время выделяют две наиболее яркие разновид­ности калишпатофир-аргиллизитовой РМФ, отличные по своей металлогенической специализации и связанные с вулканитами разных серий: альбитит-аргиллизитовую и калишпатит-аргиллизитовую.

Алъбитит-аргиллизитовая разновидность РМФ связана с существенно калиевыми вулканическими сериями; в ее составе выделяются три ведущие зоны: калишпатофиров – хлоритовых альбититов – аргиллизитов, рудная специализация определяется месторождениями деревянистого олова, молибденовыми, флюоритовыми и др.

Калишпатит-аргиллизитовая разновидность РМФ связана с существенно натриевыми вулканическими сериями с преобладанием дацитов и постепенными переходами от основных пород к кислым; в ее составе выделяются такие ведущие зоны: кварц-калишпат-альбитовых метасоматитов (фельдшпатофиров) – адуляритов-аргиллизитов; рудная специализация определяется месторождениями золота и серебра, сурьмяно-полиметаллическими и др.

Наиболее общие особенности вулканогенных РМФ, связанных с развитием депрессионных структур континентальных вулканических поясов, выявлены Е. В.Плющевым и его коллегами и сво­дятся к следующим:

1. Неотъемлемой заключительной стадией формирования вулканических массивов в связи с процессами раскристаллизации и перекристаллизации эффузивных пород является образование фельдшпатофировых периферических зон.

2. Центральные зоны РМФ представлены преимущественно аргиллизитовыми, вторичнокварцитовыми, реже березитовыми ассоциациями, пользующимися значительной интенсивностью развития лишь в верхних частях вулканических массивов и тонкопрожилково-вкрапленным выделением на более глубоких горизонтах. Oтмечается, что метасоматиты верхних уровней обычно содержат сульфаты (барит, алунит), а на нижних горизонтах – сульфиды (пи­рит и др.).

3. Образование вулканогенных, как и плутоногенных РМФ, начинается с проявлений калиевого метасоматоза, однако у вулканогенных РМФ отмечается более контрастный и короткий переход к заключительным кислотным членам.

4. Каждое проявление вулканогенных РМФ характеризуется естественным внешним контуром, определяемым распространением кремнекалиевых метасоматических образований, охватывающих полностью или частично вулканический массив, а иногда и породы фундамента.

Вулканогенные РМФ моделируются Е. В.Плющевым гидротермально-метасоматической (депрессионно-поствулканической) системой. Подобные системы функционируют в условиях становления крупных наземных вулканических массивов, отличающихся высоким исходным содержанием летучих, щелочей и некоторых рудных компонентов в слагающих их игнимбритах. Г. Ф.Яковлев и Е. Б.Яковлева (1974 г.) выделили такие образования в особые флюидопорфировые комплексы подвижных областей и отметили их возможный калие­вый, натриевый или калиево-натриевый уклон при повышенных содержаниях щелочей и высокой концентрации летучих. Следуем подчеркнуть еще два важных обстоятельства: 1)при прочих равных

условиях содержание летучих и связанных с ними металлов в рас­сматриваемых вулканитах прямо пропорционально зависит от ско­рости их застывания и захоронения под перекрывающими толщами и обратно пропорционально от степени последующей фельзитизации; 2) депрессионный характер анализируемых вулканических структур способствует концентрированию в их пределах подземных вод и созданию артезианских бассейнов.

Суммируем представления об условиях формирования вул­каногенных РМФ. В ходе развития депрессионно-вулканических систем за счет смешения седиментогенно-инфильтрационных вод с магматическими эманациями вулканитов флюидопорфировых ком­плексов возникают гидротермальные растворы. Они эволюциони­руют в ходе циркуляции в недрах вулканических массивов от кремнещелочных до кислых, приводя к образованию разновидностей калишпатофир-аргиллизитовых РМФ. Металлогеническая специализа­ция их зависит, прежде всего, от состава, геологических особенностей и физико-механических свойств осадочно-вулканогенных образова­ний, слагающих депрессию. При этом существенное значение имеют не только геохимическая специализация вулканитов, но и исходное содержание в них минерализаторов, обводненность депрессии и другие палеогидрогеологические условия.

Тектоногенные РМФ. В ходе специального картирования выявляются обширные зоны гидротермально-метасоматических об­разований, не обнаруживающих никаких связей с магматическими проявлениями. По времени возникновения они нередко совпадают с периодами стабилизации тектонического режима и затуханием маг­матической активности, а пространственно – с системами долгоживущих разломов, вдоль которых они обычно и вытягиваются. В складчатых областях это разломы, ограничивающие внутренние поднятия, в сводово-глыбовых – такие разломы выделяются в краевых частях инверсионных поднятий или поздних зон глыбово­го орогенеза. На этой основе Е. В.Плющевым и его коллегами раз­личаются две тектоногенные РМФ: пропилит-березитовая и пропилит-серицитолитовая.

Пропилит-березитовая РМФ. Представители этой РМФ свя­заны с зонами крупных долгоживущих разломов, разделяющих блоки с разной историей сводово-глыбового развития. По времени возникновения они соответствуют стадии заложения субплатформенных впадин и накладываются на геосинклинально-складчатые отложения, породы вулканических поясов и толщи вулканогенно-молассовой формации, породы гранитогнейсового фундамента и гранитоиды инверсионных поднятий, а в ряде случаев и на нижние горизонты субплатформенных мульд.

В составе пропилит-березитовой РМФ выделяются три эпипородные зоны:

• зоны развития хлорит-пропилитовых и альбит-хлорит-пропилитовых ассоциаций (обычно с заметным содержанием карбоната), вытягивающиеся вдоль основных разломов;

• зоны кварц-светлослюдистых березитовых ассоциаций (обычно гидросерицитсодержащих), размещающиеся внутри пропилитового ореола в участках повышенной проницаемости, обычно и областях пересечения с поперечными разломами;

• участки слабо выраженных серицит-хлоритовых (СХ) ассо­циаций (с редкими зернами карбоната), по составу промежуточных между пропилитами и березитами, размещающиеся среди березитов.

По вертикали зоны СХ сменяются березитовыми и далее пропилитовыми, что и соответствует их возрастной упорядоченности.

В качестве разновидностей пропилит-березитовой РМФ с разной рудной специализацией выделяются:

♦ собственно березитовая с кварц-серицитовым, иногда су­щественно хлорит-карбонатным составом пиритизированных внут­ренних зон, специализированная на уран-молибденовое, урановое и иное многосульфидное оруденение;

♦ березит-альбититовая с хлорит-альбитовыми, апатит-альбитовыми, апатит-карбонатными, кварц-альбитовыми метасоматитами (эйситовыми, по Б. И.Омельяненко, парагенезисами) во внут­ренних зонах, специализированная на урановое, фосфорное, комплексное редкометально-редкоземельное оруденение;

♦ березитоидная в карбонатных и кремнисто-терригенных отложениях субплатформенных мульд с кварц-альбитовыми, баритовыми и другими образованиями внутренних зон, специализиро­ванная на полиметаллы.

Пропилит-серицитолитовая РМФ. Образования этой формации имеют широкое распространение преимущественно в эвгеосинклинальных зонах, по времени возникновения относятся к предынверсионной стадии геосинклинального развития и вытягива­ются в виде широких полос вдоль крупных разломов, согласных с простиранием складчатых структур и нередко выражающихся зона­ми интенсивного рассланцевания.

В составе пропилит-серицитолитовой РМФ выделяются сле­дующие эпипородные зоны:

• обширные периферические, включающие и оконтуривающие остальные образования и представленные альбит-актинолитовыми и актинолит-хлоритовыми пропилитами (нередко с примесью пренита, пумпеллиита и карбоната);

• внутренние, представленные серицитовыми березитами часто сланцеватой текстуры – серицититолитами, реже их массив­ными разностями, переходными к вторичным кварцитам;

• промежуточные (между зонами пропилитов и березитов) зоны смешанных кварц-хлоритовых (КХ) ассоциаций с карбонатом или альбитом.

Металлогеническая специализация пропилит-серицитолито­вой РМФ определяется приуроченностью к ее образованиям колче­данных месторождений (медно-полиметаллических, иногда с золо­том), тяготеющих к центральным частям РМФ, представленным серицитолитами и вторичными кварцитами.

В качестве наиболее общих для группы тектоногенных РМФ признаков Е. В.Плющев и его коллеги выделяют следующие.

1. Периферические зоны этих РМФ, как и плутоногенных, представлены пропилитами, но контролирующимися не контактами интрузий, а системами разломов.

2. Центральные зоны представлены обычно березитами с пе­реходами к монокварцевым и серицитовым метасоматитам с доста­точно типичными сланцеватыми текстурами.

3. Зоны кварц-светлослюдистых ассоциаций тяготеют к наи­более проницаемым, часто поперечным разрывам. Характерно мало­стадийное образование РМФ, обусловливающее их достаточно про­стое строение.

4. Каждое проявление РМФ имеет вполне определенное ограничение по внешнему контуру зоны приразломной пропилитизации и упорядоченное внутреннее строение.

Тектоногенные РМФ могут быть смоделированы приразломными гидротермально-метасоматическими системами, функционирование которых определяется палеогидрогеологическими и общими геотермическими условиями конкретных блоков земной коры.

Металлогеническая специализация приразломных гидротермально-метасоматических систем определяется, прежде всего, геохимическими особенностями пород, охваченных пропилитизацией, а также анионным составом растворов и их РТ-параметрами. В соответствии с этим относительно более высокотемпературная пропилит-серицитолитовая формация, развивающаяся по эвгеосинклинальным толщам, специализирована на железо, медь, менее на свинец, цинк и золото, тогда как в пропилит-березитовой РМФ сводово-глыбового этапа развития возрастает роль полиметаллов, молибдена и урана.

О соотношении рудоносных РМФ и рудных ЛМФ. Каждый геологически обособленный гидротермальный процесс имеет значи­тельную (до первых десятков миллионов лет) длительность, опреде­ляемую временем существования той или иной гидродинамической системы. При стационарном длительном функционировании гидродинамической системы разнофациальные метасоматические зоны, в том числе возникающие на геохимических барьерах рудные ЛМФ, могут рассматриваться как близкие или одновременные гидротермально-метасоматические образования. ЛМФ, как уже отмечалось, являются незначительными по размерам включениями в центральных зонах РМФ близ границ с сопряженными периферическими зонами. Напомним, что сдвоенное строение плугоногенных РМФ и ассоции­рующих с ними рудных ЛМФ обусловлено взаимодействием двух гидродинамических систем – внутри - и околоинтрузивной, тогда как вулканогенные и тектоногенные РМФ и ЛМФ образованы в результа­те функционирования депрессионно-поствулканической и амагматической приразломной систем. Наблюдаемые возрастные соотношения генетически единых и, по существу, синхронных РМФ и ЛМФ опре­деляются особенностями развития природных гидродинамических систем в термобароградиетных условиях при резко неравномерной проницаемости пород.

Как правило, в ареале одной рудоносной РМФ располагают­ся несколько месторождений и рудопроявлений одной рудно-формационной принадлежности, контролируемых структурами по­вышенной проницаемости в барьерной части центральных зон РМФ. Реже в пределах центральной зоны одной РМФ встречаются место­рождения разных рудных формаций, но одного генетического ком­плекса. Так, эпитермальный рудный комплекс, описанный П. А.Строной (1978 г.), включает уран-флюорит-молибденовые, флюоритовые, бериллиевые и полиметаллические месторождения, нередко образующие единые рудные узлы в аргиллизитовых зонах калишпатофир-аргиллизитовой РМФ.

Все сказанное свидетельствует о том, что РМФ соотносятся не с отдельными месторождениями, а с их группами, в которые мо­гут входить месторождения одной или нескольких рудных форма­ций, относящихся к генетически единому рудному комплексу (в по­нимании Ю. А.Билибина и его последователей). Эти группы место­рождений и рудопроявлений, концентрируясь на ограниченной (100-1000 км2) территории, отвечают категории рудных узлов или рай­онов, возникновение которых определяется не только структурным (пересечения разломов) или магматическим (материнский массив) контролем, но и единой рудоконтролирующей системой – РМФ. Це­ленаправленное геохимическое изучение пород в рамках соответст­вующих РМФ открывает дополнительные возможности использова­ния гидротермально-метасоматических образований в прогнозно-металлогенических целях.

В заключение подчеркнем общий вывод, наиболее четко сформулированный Е. В.Плющевым [10]. Максимальная практиче­ская отдача от анализа гидротермально-метасоматических образова­ний возможна лишь при комплексном изучении РМФ и ЛМФ на всех этапах геолого-разведочных работ. Именно на этом пути воз­можен переход от предсказания участков возможного нахождения гидротермальных месторождений к их целенаправленному отыска­нию методом последовательного приближения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Учение о геологических формациях возникло как самостоя­тельное научное направление около 50 лет назад, когда интересы петрографии, литологии, стратиграфии, геотектоники, металлогении объединились при решении общих вопросов строения земной коры. Появилась необходимость выделения категории более высокого уровня организации, нежели горная порода, – природной ассоциа­ции горных пород. Для обозначения этой категории был использован термин «геологическая формация». Выделение формаций осуществ­ляется на основе двух главных признаков – состава и структуры.

Современный формационный анализ является одним из замечательных достижений отечественной геологии, возникшим из нужд геологической практики как потребность оперировать при картировании и обобщениях крупными геологическими единицами, морфологическое и генетическое сходство которых является известной предпосылкой их геологической и металлогенической близости.

Внедрение формационного анализа в практику геологиче­ских исследований и геолого-поисковых работ открыло новые воз­можности для эффективного решения широкого круга вопросов прикладной и теоретическо геологии.