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

160 -----

Рис. 25. Продольный разрез по хромитовому месторождению юго-восточной части Кемпнрсайского массива.

Условные обозначения см. на рнс. 24.

135

с падением на запад под углом 40—60°. Ориентировка же хромшпинелида и простирание его мелких скоплений внутри рудных тел имеют северо-западное (310—330°) направление с падением на запад под углом 80—85°. На месторождении Гигант лиизовидная рудная залежь полога, а акцессорные хромшпинелиды и их мелкие скопле­ ния в окружающей породе ориентированы на северо-запад (280— 290°) с падением на юг под углом 80—85°. Изложенный фактический материал не позволяет согласиться с заключением Н. В. Павлова о подчиненности внутреннего строения рудных тел их внешней форме, так как наблюдается их полнейшая независимость друг от друга. Аналогичные соотношения отмечаются Г. Г. Кравченко [92], а также исследователями хромитовых руд многих стран мира [336, 322, 226, 386, 285, 286].

Следует отметить, однако, что полосчатые руды редки в линзо­ видных рудных телах. Последние чаще состоят из блоков руды, смещенных относительно друг друга, что отчетливо подчеркивается смещением жил, секущих руду (см. рис. 12, 13). При значительных размерах смещенных блоков рудные тела приобретают крупнообло­ мочное, иногда будиноподобное строение (см. рис. 13), при более интенсивном дроблении образуются рудные брекчии. При этом чем гуще рудная вкрапленность, тем интенсивнее дробление и нало­ женные процессы гематитизации, мартитизации и лимонитизации

и Комсомольское) являются продуктом именно такого «обогащения». Вторым морфологическим типом хромитовых руд являются поло­ совидные ареалы бедной рассеянной рудной вкрапленности, дости­ гающие сотен метров. В отличие от линзовидных тел, залегающих среди дунитов, дунит-гарцбургитов и гарцбургитов, ареалы рас­ сеянной рудной вкрапленности лежат только среди дунитов или близких им по составу дунит-гарцбургитов. Их контакты с вмеща­ ющими породами всегда самые постепенные. Область их распростра­ нения, в совокупности образующая рудное тело, имеет преимуще­ ственно полосовидную форму, согласную с элементами прототекто­ ники дунит-гарцбургитового субстрата. Вследствие этого в пода­ вляющем большинстве случаев рудные тела этого типа имеют не субмеридиональное, как линзовидные, а субширотное простирание. Внутреннее строение этих тел многообразно. Преобладают ареалы и полосы широко рассеянной вкрапленности. В наиболее типичных

случаях в центральных частях тел наблюдаются некрупные (до 30 см) шлироподобные сгущения, иногда единичные, иногда образующие серии, но всегда вытянутые согласно общей полосчатости. Постепенно к периферии сгущения стаиовятся все более редкими и, наконец, сменяются редкой вкрапленностью, переходящей в акцессорный хромшпинелид вмещающего дунита. В других случаях значительные сгущения сплошных руд отсутствуют, но среди широкого поля редкой вкрапленности появляются узловидные скопления зерен

•128

хромшпинелида, более мощные и значительные цепочки его зерен. Иногда редкая вкрапленность рассеяна более или менее равномерно, местами же наблюдается чередование прослоев, ею обогащенных, с практически безрудными дунитами. Переход от участков рудных сгущений к дунитам с акцессорным хромпшинелидом очень постепен­ ный. Помимо рассмотренных двух морфологических типов встре­ чаются рудные прожилки различной протяженности и мощности, обычно не превышающей несколько сантиметров.

З а к о н о м е р н о с т и р а з м е щ е н и я х р о м и т о в ы х р у д в м а с с и в е сводятся к следующему. Между качеством руд, объемом рудных тел и их структурным положением в массиве существует несомненная связь. Ранее предполагалось, что эта связь генетическая [102, 219, 170, 172], вследствие чего каждый из типов руд связывался с определенным типом магм. Так, по мнению Н. В. Па­ влова [172], наиболее высококачественные руды приурочены к дон­ ным частям массива, возникшим из дунитового расплава, а менее качественные — к более высоким горизонтам, образованным из перидотитовой, габбровой и других магм. Детальными съемочными и буровыми работами это утверждение не подтвердилось, так как в пределах всех рудных полей было установлено, что дуниты и гарцбургиты не сменяют друг друга снизу вверх, а согласно переслаи­ ваются друг с другом, образуя круто наклоненные полосы. Оказа­ лось также, что крупные тела наиболее высококачественных руд залегают не только в дунитах, но и в гарцбургитах. Кроме того, было установлено, что лерцолиты, диаллагиты, габбро, рассматри­ вавшиеся как продукт кристаллизации самостоятельных магм, из остаточных расплавов которых возникают низкосортные хроми­ товые руды, формируются в процессе метасоматической переработки дунитов и гарцбургитов [133, 141, 144, 172] после образования хромитовых руд. Все это свидетельствует о том, что существовавшая ранее концепция образования хромитовых руд, положенная в основу их прогноза, в настоящее время пришла в противоречие с накопив­ шимся фактическим материалом. В связи с этим возникла необходи­ мость пересмотра существующих представлений и поиска более надежных факторов, определяющих закономерность размещения рудных хромитовых залежей в гилербазитовых телах.

Материалы по месторождениям Кемпирсайского пояса показы­ вают, что, несмотря на одинаковую ориентировку элементов прото­ тектоники внутри двух рассмотренных морфологических типов руд­ ных тел, залегание этих двух типов тел резко различается. Прости­ рание линзовидных тел согласно только зонам дробления, в то время как ареалы вкрапленности рассекаются этими зонами. На этом осно­ вании возникает предположение о том, что либо хромиты разновре­ менны, как и полагают некоторые геологи [171,172], либо существуют особые причины, обусловливающие несогласное залегание линзо­ видных рудных тел с элементами прототектоники гипербазитов, рассеянной в них мелкой вкрапленности хромита и его мелких ско­ плений. Если принять зоны нарушений, вдоль которых расположены

139

линзы рудных тел, за путепроводы рудного расплава [102, 170, 172], то можно было бы предположить, что формирование крупных хроми­ товых концентраций по времени оторвано от образования дунитов. Тогда стало бы объяснимым расположение хромитов не только среди материнских дунитов, но и среди гарцбургитов. Однако при этом решении возникает ряд вопросов.

1. Почему рудный расплав размещается только внутри гипербазитового тела и не выходит за его пределы?

2. Почему внедрение высокотемпературного рудного расплава не оказывает ни термального, ни химического воздействия на вме­ щающие его породы?

3. Почему, наконец, линейность внутри рудного тела, как пра­ вило совпадающая с элементами прототектоники массива, резко несогласна простиранию рудных линз, залегание которых контроли­ руется поведением ведущих разломов?

Фактический материал, имеющийся в настоящее время по место­ рождениям, позволяет подойти к решению этих вопросов.

На месторождении Шестом Геофизическом непосредственно вме­ щающими породами рудных линз являются сильно серпептинизированные дуниты, интенсивно, но неравномерно рассланцовапные и будинированные. Руды (средне-, густовкрапленные и сплошные), как и дуниты, рассланцованы, трещиноваты, брекчированы, будинированы в том же субмеридиональном направлении, в котором ориен­ тированы сложенные ими линзы. Контакт руды с дунитом резкий, согласный. Вдоль него обе породы раздроблены, перетерты, имеют следы зеркал скольжения, т. е. контакт отчетливо тектонический. При этом тектоническому воздействию и позднейшему метаморфи­ ческому изменению подверглись не только ультраосновные породы, но и лежащие среди них руды. По-видимому, тектонические наруше­

к трещиноватым дунитам. Наиболее сильное дробление, рассланцевание, милонитизация, разрыв сплошности и плоскости смещения в вертикальном и горизонтальном направлениях и здесь ориентиро­ ваны субмеридионально. Контакт рудных тел с согласно облекающими их дунитами резкий. Обе породы в зоне контакта раздроблены, милонитизированы. Присутствие зеркал скольжения свидетельствует об их перемещениях. Внутри рудных тел многочисленны разорван­ ные и смещенные жилки серпентинита.

Таким образом, и на этом месторождении контакты руды с вмеща­ ющими гипербазитами тектонические. Породы всего участка место­ рождения интенсивно нарушены, разбиты на блоки; хромитит внутри блоков в свою очередь раздроблен и смещен. Все это свидетельствует о неоднократности его тектонических нарушений.

Месторождения Миллионное и Объединенное сложены серией субмеридиональных линзовидных рудных тел. Контакт руды с вмеща­ ющими породами отчетливо тектонический. В руде особенно четко

140

выражены зеркала скольжения, проходящие по контакту и вдоль трещин внутри рудных тел. Рудная масса также интенсивно рассланцована, раздроблена, милонитизирована до образования местами тончайшей дресвы и пыли. По трещинам в ней развивается гематит, поэтому тонко раздробленная руда почти полностью гематитизирована. Рудные тела представляют собой серию тектонических блоков, сдвинутых как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении (см. рис. 24—27), в результате чего они оторваны от материнского дуиита и вдвинуты в чуждые им гарцбургиты. Таким образом, находится ответ на вопрос о причине залегания некоторых рудных тел не в дунитах, а в гарцбургитах.

Амплитуда вертикальных смещений здесь достигает 1000 м, гори­ зонтальных — 100 м. Дроблению и смещениям подвергаются не только целые рудные тела, но и их отдельные части, вследствие чего рудные тела иногда состоят из серии массивных блоков, сцементированных тонкораздробленной массой такой же руды или иногда пустой по­ родой. Таким образом, и на этих месторождениях рудных тела пред­ ставляют собой тектонические блоки, оторванные и перемещенные во время динамометаморфизма.

Соотношения руды с вмещающей ультраосновной породой, аналогичные вышеописанным, наблюдаются также на месторожде­ нии Спорном, № 21, 20 лет КазССР (см. рис. 25), 40 лет КазССР, Молодежном, Первомайском и других, где отчетлива многоступен­ чатость смещений, вследствие которых части одного и того же рудного тела залегают в гипербазитах разного состава.

Приведенные примеры с полной очевидностью свидетельствуют о том, что линзовидиые рудные тела самых разных месторождений Кемпирсайского массива представляют собой тектонические блоки. Каждый из блоков является частью более крупного тела, разбитого тектоническими нарушениями и растащенного. Такая природа внедрения рудных масс обусловливает их резкий контакт с боковой породой, полное отсутствие переходных зон, обычных для ненарушен­ ных участков. Этим же вызвано залегание многих рудных тел не в материнских дунитах, а в чуждых им гарцбургитах, а также дисконформность рудной прототектоники относительно контактов рудного тела. Однако остается неясным, почему же такие рудные тела имеют столь специфичную для них форму линз, согласно обле­ каемых рассланцованиымигипербазптами, в результате чего создается иллюзия конкордантного залегания рудных тел в массивах? Этот вопрос в последние годы поднимался многими исследователями. Было установлено, что линзовндная форма характерна не только для альпинотипных гипербазитов [322, 316, 386], но причина ее воз­ никновения установлена не была.

Как было показано выше, для Кемпирсайского массива чрезвы­ чайно типичны явления мегабудпнажа, при котором массивные будины гппербазнта, облекаемые топко раздробленной и рассланцованпой массой того же состава образуют линзы субмеридионального простирания. Судя по наблюдениям в карьерах, многие линзы будин,

141

смещенные в горизонтальном направлении и образующие цепочки, сохраняют свойственную ненарушенным породам ориентировку про­ тотектоники. Это дает право полагать, что образование четковидных цепочек, по-видимому, обязано процессу растяжения или бокового сдавливания гипербазитовой массы. Все тектонические нарушения, затрагивающие гипербазиты, рассекают и рудные тела. Последние во всех случаях являются тектонически перемещенными блоками, длинные оси которых также вытянуты субмеридиональио в напра­ влении преобладающего перемещения. Как уже отмечалось, массив­ ные плотные рудные блоки облекаются раздробленной и рассланцованной массой более пластичного серпентинита. Вследствие именно этого процесса возникают структуры, по своей форме и механизму образования отвечающие представлениям о будинаже. Основываясь на этом, мы полагаем, что субмеридиональные зоны рудных тел, сложенные четковиднымп цепочками линз, представляют собой области будинажа не только гипербазитов, но и залегающих среди них хромитовых руд. Иными словами, рудные линзы являются будинами рудной массы, и именно будинажем объясняется их линзовидная форма.

Если справедлив этот вывод, то возникает новый вопрос: почему же линзы-будины сложены только богатыми рудами, а участки бедной вкрапленности имеют нормальные постепенные переходы к гипербазиту и лежат согласно с его прототектоникой?

Исследования петрофизических свойств хромитовых руд и гипер­ базитов (табл. 2), в различной мере обогащенных хромитовой вкрап­ ленностью, на примере массивов Южного Урала (Крана, Кемпирсайского, Халиловского, Хабарнинского и др.) показывают, что разли­ чия в форме, ориентировке и характере контактов этих двух типов рудных тел вполне закономерны и обусловлены различием в их фи­ зических свойствах. Так, установлено, что породы из участков бед­ ной рудной вкрапленности по своей плотности близки безрудному

142

дуниту, а средне- и густовкрапленные и особенно сплошные руды обладают значительным избытком плотности по сравнению с вме­ щающими дунитами.

Известно, что будинаж способствует разделению вещества по плот­ ности и компетентности, причем более плотные образования обосо­ бляются в линзовидные блоки, облекаемые породами меньшей плотности. Естественно, что на участках сосуществования различных по плотности сред (богатых руд и гипербазитов) этот процесс проя­ влен очень ярко. В участках же широкого развития бедной и убогой хромитовой вкрапленности, т. е. пород, по плотности равных безрудным дунптам, обособление руды от безрудной массы при той же тектонической нагрузке не произойдет и убогие руды будут участво­ вать в тектонических движениях в своей прежней форме и наравне с боковыми породами.

Таким образом, различия форм залегания, ориентировки рудных тел и характера их контактов с боковыми породами при невыдержан­ ности состава боковых пород — все это следствие различной реакции разных по физическим свойствам и компетентности масс на одно­ типные и (в пределах конкретных массивов) одновременные тектони­ ческие нагрузки.

Если полученный вывод справедлив, то можно подойти к решению вопроса о соотношениях сегрегационного и гистеромагматического типов хромитовых руд.

Принято считать, что бедные вкрапленные руды, постепенно пере­ ходящие в боковые породы и залегающие согласно их прототектонике, возникли в наиболее раннюю стадию кристаллизации гипербазитов, вследствие чего они относятся к сегрегационным месторождениям. Крупные же промышленные скопления густовкрапленных и сплош­ ных руд, представленные четковидными цепочками линзовидных тел, имеющими резкие контакты с боковой породой, ориентирован­ ные часто вкрест прототектонике гипербазитов, обычно рассматри­ ваются как гистеромагматические месторождения, кристаллизую­ щиеся из остаточных рудных расплавов после затвердевания гипер­ базитов. Основой такого разделения служит главным образом раз­ личный характер соотношений бедных и богатых руд с боковыми породами, а также их различная пространственная ориентировка. Между тем общеизвестно, что бедная рудная вкрапленность через серию переходов сменяется сплошной рудой. Точно так же многими авторами убедительно доказано, что не только бедные, но и богатые

[405, 230, 67].

Материалы, изложенные выше, полностью подтверждая этот вывод, дополняют его, свидетельствуя о том, что разная форма руд­ ных тел обусловлена не различными условиями их образования, а реа­ кцией на условия преобразования пород, и, следовательно, нет никаких данных для разделения хромитовых руд на сегрегацион­ ные и гистеромагматические, т. е. разновременные образования.

143

полос, мы предполагаем существование в данном блоке не одного, как устанавливалось до сих пор, а, скорее всего, трех хромитовых горизонтов, склоненных к югу и ступенчато к югу погружающихся.

Анализируя весь изложенный выше материал, мы считаем возмож­ ным сделать следующие выводы.

1. Рудные тела, обнаженные в Кемпирсайском массиве в виде разрозненных месторождений, не лежат in situ, а представляют собой реликтовые части и блоки хромитовых масс, разорванных и смещенных во время складчатости. Их линзовидная форма является следствием будинажа при субмеридиоиальном растяжении.

2.Основываясь на насыщенности Главного рудного поля массива скоплениями будпиированных рудных тел, можно предположить, что в этом районе вскрыт мощный рудоносный участок, полное выя­ вление которого возможно лишь на основании комплекса детальных структурных исследований по установлению закономерностей текто­ нических нарушений, их последовательности и амплитуды.

3.Область к югу и юго-востоку от Главного рудного поля, представляющая собой менее нарушенный дунит-гарцбургйтовый субстрат, покрытый чехлом докембирийскпх плагиогранитов, несом­ ненно, содержит в себе значительные запасы хромитовых проя­ влений.

Итак, на примере месторождений Кемпирсайского массива вы­ является, что современное размещение наиболее промышленно­ ценных линзовидных рудных тел (или их частей) обусловлено поструд­ ными смещениями. Наиболее ранним из них является будинаж в направлении ориентировки уральских структур; позднее следуют локальные глыбовые смещения, причем амплитуда их становится меньшей в каждом последующем цикле.

Все эти закономерности, установленные на месторождениях Кемпирсайского массива, подчеркиваются существованием их и в дру­ гих массивах Кемпирсайского пояса, содержащих хромитовые рудопроявления и месторождения. Так, в Хабарнинском массиве, напри­ мер, наиболее концентрированные руды образуют лиизовидные тела с резкими тектоническими контактами, ориентированными согласно зонам тектонических нарушений, вкрест простирания прото­ тектоники. Бедные и убогие же руды образуют согласные с прото­ тектоникой полосы и широкие ареалы с постепенными переходами

кбоковой породе и являются ее неотъемлемой частью.

ВХалиловском массиве Главное рудное поле имеет меридиональ­ ное простирание и состоит из серий также меридионально вытянутых линзовидных тел длиной до 50, редко до 100—150 м. Гудные линзы

срезкими тектоническими контактами залегают как среди дуннтов, так и среди гарцбургитов. Бедиовкрапленные же рудные тела залегают только среди дунитов, образуя полосы, ориентированные согласно простиранию дунитовых тел; переходы от руды к боковой породе в этом случае постепенны. Таким образом, и в Халиловском массиве линзовидные хромитовые тела также представляют собой тектонические блоки, а их удлинение и смещение ориентированы