книги из ГПНТБ / Москалева, С. В. Гипербазиты и их хромитоносность

ластях мира наблюдаются лишь отдельные звенья таких преобра­ зований.

Анализ эволюции гипербазитового вещества дает основание по­ лагать, что появление его в условиях земной коры, способствующее в таких участках рифтогенезу, является следствием глубинных про­ цессов, которые, по-видимому, могут отвечать гео- и мегаундациям Р. У. Ван-Беммелена [33]. Нет сомнения в том, что в зависимости от амплитуды мегаундаций в рифтовых областях может обнажиться любой слой Земли. В том случае, если им оказывается перидотитовый, он является фундаментом первичной фемической геосинклинали. В связи с этим по характеру преобразования хромитоносных гипербазитовых масс можно наметить следующие этапы геосинклинального процесса.

1.Начало геосинклинального цикла, связанное с заложенпем разлома, вскрывающего неизмененный подкоровый слой.

2.Геосииклинальное развитие с полным циклом последующих складчатых движений, способствующих отрыву и перемещению блоков перидотитового субстрата в коровые высокие горизонты и их метаморфизму. Этот процесс, прекращая связь хромптоносиых перидотитов с подкоровым слоем, превращает их в бескорневые тела, которые в ходе последовательного геосинклинального развития подвергаются постепенному динамическому и химическому рассеи­ ванию, усиливающемуся с каждым новым циклом.

Основываясь на этом, мы полагаем, что степень нзмененности гипербазитов может свидетельствовать и о тектонической истории той пли иной фемической геосинклинали. Используя терминологию А. В. Пейве н В. М. Синицына [178], но вкладывая в нее несколько иной смысл, мы полагаем, что первичными фемическими геосинкли­ налями следует считать такие, в пределах которых производные верхней мантии (гипербазиты) образуют хребты и борта рифтовых долин в виде выступов, связанных непосредственно с подкоровым слоем. Спорадически присутствующие реликты земной коры в таких областях имеют ничтожную мощность, а подкоровые массы изменены минимально. Поэтому такие области наиболее перспективны на воз­ можность сохранения в них крупных масс первичного хромитового оруденения и потому относятся к областям потенциальной хромптоносности I категории. В СССР в пределах послекембрийских систем к таким областям относится Урал. Исключительное развитие на Урале гипербазитовых поясов I и II типов, являющихся доказатель­ ством сравнительно слабой геосинклинальной переработки пёридотитового субстрата, и крайне незначительное развитие здесь поясов III типа свидетельствуют о том, что Урал, по-видимому, испытал наименьшие преобразования по сравнению с другими складчатыми поясами СССР.

Вторичными фемическими геосинклиналями в этом понимании являются области, развивавшиеся на первичных геосинклиналях. Мощность земной коры в них значительна. Гипербазиты в них пред­ ставляют собой тектонические блоки, протрузии, диапиры, оторванные

125

от материнского перидотитового слоя и перемещенные во время складчатости. Ультраосповные породы и их эндогенное оруденение (хромиты) раздроблены, разлинзованы, растащены, метаморфизованы большей частью интенсивнее, чём окружающие их геосинклиналыгае толщи. С точки зрения хромитоносности эти геосинклинали, со­ ставляющие большинство геосинклиналей мира, относятся ко II типу.

Наконец, остаточными фемическими геосинклиналями с рассма­ триваемой точки зрения являются такие, которые развиваются в областях, прошедших первые две ступени развития. В пих гипербазитовые массы представлены мельчайшими телами полностью, при­ том неоднократно измененных пород и руд. Такие области практи­ чески нехромитоносны. Ярким примером их являются области разви­ тия главных гппербазитовых поясов Казахстана.

Рассмотренные послерифейские складчатые системы отражают различные этапы эволюции мегацикла, названного Г. Штилле [263] неогеем.

В допалеозонских складчатых областях существуют те же типы гипёрбазитовых поясов, котоые лишь более отчетливы в менее преоб­ раженных системах неогея. В силу более интенсивного их преобразо­ вания в настоящее время в древних областях можно выделить гипербазитовые пояса только третьей категории. Гранитизация, шйроко проявленная в этих областях и свидетельствующая о завершении геосинклинального цикла, приводит к постепенному уничтожению остающихся в ней реликтов ультраосновиых пород через ряд после­ довательно сменяющихся серий (чарнокиты) в граниты, т. е. к посте­ пенному химическому вытеснению вещества, вынесенного из подкоро­ вого слоя. На этом основании можно считать, что мелкие тела гипербазнтов древних складчатых областей являются, по-видимому, такими же конечными продуктами преобразования гипербазитового материала, как и серпентиниты меланжа мезозойско-кайнозойского цикла неогея. Однако конечные этапы неогея характеризуются пре­ имущественно механическим измельчением гипербазитовых масс, тогда как отличительной особенностью последних этапов развития древних мегациклов является процесс гранитизации, способству­ ющий не только рассеиванию, но и полному уничтожению собственно гипербазитового вещества, замене его принципиально иными хими­ ческими соединениями. Это заставляет полагать, что неогей еще не получил своего полного завершения.

Таким образом, подъем собственно подкоровьтх масс в верхние горизонты Земли, вскрываемые геосииклинальными зонами, мог происходить лишь однажды — в начале мегацйклов, выделенных Г. Штилле [263]. В процессе же развития каждого из них происходил только метаморфизм поднятых масс, приводящий в геосииклинальных условиях главным образом к их механическому измельчению и рас­ сеянию в виде все более мелких блоков, перемещающихся в верхние горизонты во время складчатости. Этот процесс, в древипх областях венчающийся гранитизацией, завершающей развитие одного мега­

126

Г Л А В А III

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ ХРОМИТОВЫХ ТЕЛ

В ГИПЕРБАЗИТОВЫХ МАССИВАХ

Рассмотрение геологической история гнпербазитов в складчатых областях позволяет выделить регионы, а в их пределах гипербазитовые пояса, в различной степени благоприятные для поисков в них хромитового оруденения. Однако даже в одном и том же регионе, поясе, массиве разные участки хромитоносны в разной мере, законо­ мерности же размещения в них рудных тел не ясны. Поэтому следу­ ющей задачей исследований является разработка локальных крите­ риев для выделения в пределах конкретных поясов нли массивов зон или участков, наиболее благоприятных на хромитовое орудене­ ние. С этой целью ниже рассматриваются некоторые наиболее пред­ ставительные месторождения Урала, независимо от их практической значимости.

ХРОМИТОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ УРАЛА

Урал является уникальным регионом, отличающимся от всех остальных складчатых областей мира исключительной насыщен­ ностью его хромитовыми месторождениями. Б то же время его месторождения столь разнообразны по размерам, составу руд, ти­ пам рудных тел, что в них практически присутствуют все разно­ видности, присущие различным хромитовым месторождениям мира.

Месторождения Западного (Кракинского) гипербазитового пояса

склоне Среднего Урала. По данным геологической и геофизической съемок Сарановский гипербазитовый массив состоит из серии мелких тел, вытянутых субмеридионально согласно простиранию главней­ ших разрывных нарушений и являющихся частями единого массива, смещенными в субмеридиональном направлении. Предполагается, что блоки увеличиваются и соединяются на глубине.

Главное Сарановское месторождение приурочено к Северному телу массива и представляет собой рудную зону с выявленной дли­ ной 760—820 м при разведанной ширине 150—200 м. Породы, вме-

128

щагощые месторождение, сложены неоднократно перекристаллизованными и хлорптизированными серпентинитами с обильным хро­ митом. Последний помимо рассеянной вкрапленности образует полосовндные скопления, вытянутые в северо-западном направлении (300—320°) с падением на юго-запад под углом 85°. Выделяются четыре наиболее мощные полосы рудной концентрации, слагающие четыре рудных тела того же простирания: Западное (мощностью 2,5— 3,5 м), сложенное средне- и густовкрапленными рудами; Центральное (мощностью 9,2—10,5 м), сложенное густовкрапленными и сплош­ ными рудами, и два Восточных, состоящих из гнездовидных участков сплошных руд среди бедно- и убоговкрапленных. Западный контакт Западного рудного тела постепенен. Центральное и Восточные руд­ ные тела имеют резкие контакты с отчетливо выраженными вдоль них зеркалами скольжения и расславцеванием, что свидетельствует о тектонической природе контактов и возможности перемещения самих рудных тел.

По данным И. А. Зимина [72], П. М. Татаринова [230] и наших исследований, на месторождении широко развиты тектонические нарушения типа сдвпго-сбросов, охватившие руды, вмещающие их породы и частично секущие их жилы. Наиболее ранние сдвиги, проявившиеся до внедрения диабазовых жил и представляющие собой северо-восточные (субмеридиональные) растяжения гипербазитов и рудных тел, имеют амплитуду смещения свыше ста метров. Одним из таких сбросов Главное месторождение разбито на северную п южную части, причем южная часть оказалась значительно припод­ нятой относительно северной. Более поздние нарушения с амплитудой перемещений 0,5—100 м охватили не только гипербазнты и хромито­ вые тела, но и секущие их жильные породы. Б результате этого рудные тела оказались вновь разбитыми на серии параллелепипедальных блоков и линз размером от нескольких метров до 80 м с отчетливыми многоступенчатыми смёщениями. Вследствие этого нижележащие блоки сдвинуты к востоку относительно вышележащих.

Южный блок Сарановского массива (площадью 0,18 км2) содер­ жит три мелких месторождения, состоящих из серий субмерндиональных мелких рудных линз. Судя по характеру контактов, рудные тела представляют собой тектонические блоки. По данным бурения с глу­ биной гинербазитовое тело расширяется и увеличивается количество рудных тел в нем. Во вмещающей Южный Сарановский массив слан­ цевой толще находятся мельчайшие серпентивитовые тела, содержа­ щие хромитовые линзы. Как и в месторождении, хромитовые линзы несут на себе следы тектонических нарушений — сдвигов, сбросов; некоторые из них брекчированы. Изложенный материал позволяет присоединиться к мнению И. А. Зимина [72] и П. М. Татаринова [230] о том, что в Сарановском массиве хромитовые тела имеют вторичное залегание и представляют собой неоднократно перемещенные части некогда единого тела, разорванного тектоническими нарушениями.

В южной части Западного (Кракинского) пояса расположены х р о м и т о в ы е м е с т о р о ж д е н и я м а с с и в а И р а к а ,

объединяющие свыше 40 рудопроявлений и мелких месторождений. Наиболее крупные из них (Большой Башарт, им. Менжинского, им. Коминтерна, Большой Апшак, Малый Апшак, Муромцево и др.) разрабатывались в 30-х годах. Хромитовые концентрации приуро­ чены к дунитам, причем с более мощными дунитовыми телами связаны и более значительные хромитовые скопления. Так как наиболее крупные дунитовые прослои расположены в южной части массива Ирака, то именно здесь и залегают самые крупные и представительные для данного массива месторождения. Мощность дунитовых тел здесь колеблется от 0,5 до 40—60 м; мощность заключенных в них хромитовых концентраций на Большом Башарте, по нашим наблю­ дениям, не превышает 5 м в крупных телах и измеряется сантиметрами в мелких, а на месторождении им. Менжинского варьирует от 40 см до 2 м.

Полосчатость гипербазптов на Большом Башарте имеет северозападное (270—310°) простирание, на месторождении им. Менжин­ ского — 310—315°. В тех же направлениях вытянуты заключенные в них рудные тела и слагающие их зерна хромшпинелида. В пределах дунитовой полосы рудные тела не образуют сплошных обособлений, а залегают группами, сериями, вытянутыми в одном направлении, причем крупные тела сменяются мелкими или участками рассеянной вкрапленности, а затем на их простирании появляются новые круп­ ные и т. д. Протяженность отдельных тел невелика и не превышает нескольких десятков метров.

Контакты рудных тел с непосредственно вмещающими их дунитами очень постепенные, однако ширина переходной зоны различна и колеблется от 1—2 м до нескольких миллиметров. Руды пред­ ставлены сплошными, густо-, средне- и редковкрапленными разно­ видностями. Сплошные руды залегают среди более мощных дунитовых тел, в которых они образуют незначительные участки, составляющие своеобразные центры, по направлению к периферии последовательно сменяющиеся густо-, средне- и бедновкрапленными рудами, переходя­ щими в рассеянную рудную вкрапленность и, наконец, в дунит с единичными зернами хромита.

Месторождение им. Менжинского и северная часть Большого Башарта залегают среди ненарушенных слабо метаморфизованиых гипербазитов. Здесь особенно четко проявлены подчиненность ориен­ тировки рудных тел и слагающих их хромшпинелидов прототекто­ нике материнских пород и постепенные переходы от руды к материн­ ской породе. Установливается, что все системы трещин и серпентинитовые прожилки, рассекающие здесь боковые породы, секут и рудные тела.

Южная часть месторождения Большой Башарт расположена среди интенсивно нарушенных, расслапцованных, дезинтегрирован­ ных и полностью серпептинизированных пород. Здесь отчетливы разрывы и смещения гипербазитов с видимой амплитудой 15—50 м, а также явления будинажа, при которых массивные бочонко- и линзовидные блоки гипербазитов размером от нескольких сантиме-

130

тров до 10'—15 м по длинной осп облекаются тонкосланцеватыми серпентинитами.

Рудные тела этой части месторождения, как и вмещающие их породы, в северо-восточном направлении (10—20°) тонко рассланцованы, разорваны, смещены и будииированы. Когда смещения за­ хватывают одновременно и рудное тело, и вмещающие его дунитьт, характер взаимоотношений пород и руд сохраняется; при более интенсивных сдвигах рудных тел он нарушается. Так, в юго-западной стенке Большого карьера, где крупное рудное тело рассечено на блоки, один из блоков сплошной массивной руды смещен по верти­ кали, вследствие чего он из прослоя дунита частично попадает

шений, дробления и смещения частей гипербазитовых тел, рудные тела лежат in situ и ориентированы согласно прототектонике вмеща­ ющих их пород в субширотном направлении. Переходы от руды

кбоковой породе в таких случаях постепенны;

2)динамические нарушения, охватывающие гипербазиты, пол­ ностью отражаются и в рудных телах. Следовательно, на данных месторождениях зоны дробления возникли позже рудных концен­ траций и потому не могли служить путями для проникновения руд­ ных расплавов, как полагают некоторые авторы [172];

3)причиной резкого контакта сплошных и густовкрапленных хромитовых руд с вмещающей их породой является тектоническое

нарушение первичного залегания породы.

Месторождения Главного (Кемпирсайского) гипербазитового пояса

В пределах этого пояса главная масса хромитового оруденения обнаружена в Кемпирсайском массиве, а точнее в его южной части. В расположенном севернее Кемпирсайского Хабарнинском массиве хромит образует лишь незначительные рудопроявлення, еще север­ нее — в Халиловском массиве — хромитовые концентрации вноВь увеличиваются, достигая размеров мелких месторождений, в насто­ ящее время не разрабатываемых. Остальные массивы пояса промы­ шленного хромитового оруденения не содержат, только на Полярном Урале в последние г'оды обнаружены хромитовые рудопроявлення, пока слабо разведанные.

М е с т о р о ж д е н и я К е м п и р с а й с к о г о м а с с и в а к настоящему времени насчитывают свыше 150 хромитовых место­ рождений и рудопроявлений, которые группируются в 3 рудных поля — Южно-Кемпирсайское, Западно-Кемпирсайское (Батамшинская группа месторождений) и Степное. В пределах указанных руд­ ных полей выделяются группы хромитовых месторождений, каждая из которых характеризуется своими специфическими особенностями.

Южно-Кемпирсайское рудное поле, включающее месторождения Донской, Тыгашасайской и Кызылканнской групп, содержат глав­ ные запасы хромита Кемпнрсайского массива. Руды этого поля лежат среди дунитов с единичными зернами энстатита, дунит-гарц- бургитов и гарцбургитов с повышенным содержанием оливина. Все разновидности пород переслаиваются между собой в виде полос субпшротного простирания; ширина полос различна и колеблется от нескольких единиц до сотен метров.

Основное значение имеют месторождения Донской группы, пространственно обособляю'щпеся в три зоны субмерпдионального

в длину и 330 м в ширину. Форма тел линзовидная, удлинение их субмеридиональное. Крупные месторождения состоят из субмери­ диональных скоплений линз или их четковидных цепочек, а мелкие — из одной-двух мелких линз или одной крупной. В месторождениях этой группы преобладают сплошные и густовкрапленпые рудРт с со­ держанием Сг20 3 50,0.—63,5%.

Тыгашасайская группа включает несколько неперспективных рудопроявлений, образованный отдельными разобщенными рудными линзами длиной до 100 м. Руды пизкохромистьте (Сг20 3 до 38,83%)

и высокоглиноземистые (А120 3 = 26,96-1-28,45'%).

Кызылкаинская группа включает мелкие линзы густовкрапленных руд с содержанием Сг20 3 до 44,50 % и А120 3 до 25%.

к мелким непромыЛТлеппым месторождениям. В отличие от место­ рождений Донской группы помимо четковидных цепочек рудных тел здесь нередки единичные рудные линзы протяженностью не более ИЮ м. Хромитовые рУды этого участка низко'хромисты (Сг20 3 = = 34,80-f-38,04%) и высокоглинозе'мисты (А120 3 = 22,51 —^34,99%).

Степнинское рудное поле расположено в юго-западной части мас­ сива, в зоне контакта дунит-гарцбургитов с форелленштейнами. Здесь выявлено 35 рудопроявлений. Руды образуют мелкие линзо­ видные тела, сложенные густой, средней, но чаще бедной и убогой вкрапленностью. Протяженность рудных тел не превышает первых десятков метров; вмещающими их породами являются фельдшпатизированные апоперидотитовые серпентиниты и форелленштейны. Химический состав руд характеризуется низким содержанием Сг20 3 (до 25—28%) и высоким содержанием глинозема (до 35%).

Структурная позиция каждого из описанных рудных полей характеризуется приуроченностью к участкам, отнесенным Г. А. Со­ коловым [217, 218, 219] и Н. В. Павловым [169, 172] к «сводовым поднятиям», возникшим, как полагают эти авторы, в момент стано­ вления интрузива. Наш материал, изложенный выше, показал, однако, что «поднятия» представляют собой тектонические выступы глубоких горизонтов гипербазитов. Относительная амплитуда вертикальных смещений отдельных блоков и, следовательно, состав

132

обнаженных в их пределах ультраосновных пород различны. ЮгоВосточное поднятие, в пределах которого расположены наиболее значительные месторождения Главного рудного поля (Донская группа), представляет собой тектонический блок наиболее глубокой части дунит-гарцбургитового субстрата. Месторождения низкохро­

ному и полосовидному. Линзовидной формой обладают тела средне-, густовкраплеиных и сплошных, т. е. наиболее ценных руд. Длина рудных линз колеблется: максимальные размеры линз свойственны месторождениям Донской группы (150—2150 м); в Тыгашасайской группе оии варьируют от 10 до 120 м, в Западно-Кемпирсайском рудном поле — от 12 до 43 м и в Степнинском — от 8 до 28 м. Соответ­ ственно меняются их мощности. И рудные линзы, и образованные ими скопления рудных тел обычно ориентированы субмеридионально, согласно зонам наиболее интенсивных ранних дроблений, но вкрест простирания субширотной ориентировки элементов прототектоники дунит-гарцбургитового субстрата. Расположены рудные линзы среди пород различного состава — дунитов, гарцбургитов, форелленштейнов и других, причем контакт их с вмещающими породами, как пра­ вило, резкий, четкий. Вдоль контакта наблюдаются следы тектони­ ческих подвижек, выражающиеся в дроблении рудной массы и вме­ щающей породы и в появлении зеркал скольжения (см. рис. 12).

В о в н у т р е н н е м с т р о е н и и линзовидных рудных тел установить какую-либо закономерность не удается. Как в перифери­ ческих, так и в центральных их частях расположены руды самой разнообразной текстуры, различного размера и густоты вкраплен­ ности (рис. 24—27). Нередко рудные линзы целиком сложены только массивной или только густоили средневкрапленной рудой; в других случаях непосредственно в их контакте расположены более концен­ трированные руды, чем во внутренних частях (см. рис. 25, 26). Иногда отмечается полосовидное переслаивание бедно- и густовкрапленных до сплошных руд. «Полосы» обычно не сплошные, а состоят из вытянутых в одном направлении шлировидных, веретеновидных обособлений вкрапленности различной густоты, постепенно пере­ ходящих друг в друга. По данным Н. В. Павлова, «. . . эта полосча­ тость в большинстве случаев согласна с простиранием и падением рудного тела» [172, с. 50]. Наши исследования конкретных место­ рождений показали, однако, следующее.

На месторождениях Комсомольском, Объединенном, Спорном, Ше­ стом Геофизическом крупные рудные тела вытянуты в северо-западном субмеридиональном (355°) направлении, простирание же полосчатости и линейности руд субширотное с падением на запад под углом 80— 85°. Месторождения Миллионное, Северное, Восточное образованы сериями линзовпдных рудных тел, вытянутых субмеридионально.

133

/

Рис. 24. Поперечный разрез по хромитовому месторождению южной части Кемпирсаиского массива.