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.