Файл: Осипов М.А. Контракция гранитоидов и эндогенное минералообразование.pdf

Фиг. 29. Схема расположения трещин контракции вблизи ксенолита в интрузиве

1 - интрузив; 2 - ксенолит; 3 - трещины

Фиг. 30. Трещинные жилоподобные пегматиты вблизи верхней части ксе­

происходить в основном в начальный период их взаимодействия, т.е. при охлаждении еще жидкого (дисперсного) расплава и в процессе его кристаллизации. После выравнивания температур магмы и ксенолита (видимо, это будет иметь место в посткристаллизационный период) вследствие'идентичности составов интрузива и ксенолита термические изменения их объемов будут однозначны и синхронны.

Если 1,91% изменения объема некоторого тела соответствует ли­ нейному изменению его в виде появления "трещин" общим зиянием -'S м, то соответственно объемные изменения того же тела на 6,472%

должны обусловить появление "трещин" зиянием 6,77 м ^ 7 м . Следо­ вательно, общий избыток пространства вдоль любого ребра принятого ксенолита в период до полного отвердевания расплава составит при­ мерно 2 + 7 м.

Таким образом, можно схематично представить, что по нормали к каждому из ребер (и граней) кубического ксенолита в стороны от не­ го образуются трещины (системы трещин) шириной вблизи ксенолита

твердевшей или почти затвердевшей магмы, то указанные трещины или ослабленные микроразрывами зоны также будут простираться лишь на незначительное расстояние от ксенолита, затухая в менее дисперсном, жидком расплаве. Поэтому все новообразования, связанные с этими трещинами, могут наблюдаться только в непосредственной близости от ксенолита (фиг. 28, 30).

93

Если ксенолит и вмещающий его интрузив имеют разные составы, то их механическое взаимодействие будет прдолжаться и после за ­ твердевания всего массива и даже до его полного охлаждения. Следо­ вательно, высчитанный объем трещин не будет пределом. Причем, если коэффициент термического изменения объема пород ксенолита меньше, чем у вмещающих гранитов, то и в этом периоде инородное тело явит­ ся жестким упором, причиной образования радиальных трещин, кото­ рые могут служить продолжениями радиальных трещин, возникших еще в стадию жидкостного, пластичного состояния окружающего расплава. Ксенолиты пород, обладающие термическим изменением объема, боль­ шим, чем у гранитов, будут после уравнивания температур и затвер­ девания вмещающего расплава сокращаться в объеме быстрей, чем гранитоиды. Более быстрое сокращение ксенолита обусловит появление вокруг него (но преимущественно сверху) концентрических трещин

(фиг. 29,6).

Реальное расположение треишн вследствие наложения температур­ ных полей интрузива в системы ксенолита, неправильной конфигурации ксенолитов, воздействия гравитационных сил, даже в интрузивах, фор­ мирующихся в спокойной тектонической обстановке, будет чаще более сложным, что обусловит и столь же сложное распределение вещест­ венных новообразований.

Ксенолиты с термическим сокращением, большим, нежели у вме­ щающих пород, после затвердевания массива окажутся в зоне понижен­ ного давления целиком, поэтому проникновение подвижных фаз будет происходить и в сам ксенолит. Это вызовет образование минеральных агрегатов по трещинам в ксенолите, образование порфиробласт в его породах (калишпата, биотита, апатита и др.) и т.п.

Описанные трещиноватость, минеральные новообразования вблизи и внутри ксенолитов практически можно наблюдать в разной степени вы­ разительности около любого более или менее крупного ксенолита.Боль­ шое число таких ксенолитов разного состава в различных гранитоидах автору приходилось видеть во многих районах: Казахстан, Алтай, Урал, Кавказ, Забайкалье.

В 1962 г. в карьерах Магнитогорского месторождения нами изуча­ лись ксенолиты мраморизованных известняков в массиве гранитоидов. Интересно, что в участках ксенолитов, расположенных в стороне от трещин, минеральные новообразования очень незначительны. Вокруг ксенолитов образуются лишь маломощные (до 1 см) реакционные кай­ мы существенно гранатового скарна. Оруденению такие ксенолиты не подвергаются. Большие объемы минеральных (скарновых и железоруд­ ных с сульфидами) новообразований возникают только около тех ксе­ нолитов или их частей, где располагаются трещины. Вблизи сравни­ тельно крупных тектонических нарушений ксенолиты мраморов заме­ щаются целиком.

Закономерная приуроченность минерализаций к ксенолитам извест­ няков или их участкам, захваченным процессами трещинообразования, отмечалась многими исследователями, в частности Ф.И. Вольфсоном

(1955).

94

Эти примеры свидетельствуют о том, что химическое взаимодейст­ вие даже такой активной породы, как известняк (или мрамор), с ин­ трузивами гранитоидов малых глубин, в том числе в магматическую стадию их становления, не приводит к существенным изменениям. За­ метную роль играет лишь термическое воздействие, превращающее из­ вестняк в мрамор. Следовательно, перемещение вещества в магме не

проникновения минералообразующих растворов и вместилищ минераль­ ных новообразований.

Близкая картина возникает при взаимодействии интрузивов с вме­ щающими породами в случае неровной поверхности контакта. Такая по­ верхность обеспечивает необходимое сцепление интрузива и пород об­ рамления.

Мы говорили (ч. II, гл. 3 ), что наглядными объектами такого взаи­ модействия являются выступы кровли в тело интрузива. В этом слу­ чае магматический расплав, а позже затвердевшие гранитоиды, со­ кращаясь в объеме, встречают сопротивление выступа, поэтому долж­ ны испытывать растяжение. Породы выступа, разогреваясь, в свою оче­ редь расширяются. Сложение этих двух противоположно направленных движений, а также гравитационное оседание магмы приводят к воз­ никновению разрывов в магматическом теле. Принципиально возмож­ но развитие радиальных и концентрических конформных линий контак­ та разрывов. Разрывы могут распределяться относительно равномерно вблизи выступа, но в силу разных причин они чаще локализуются в наиболее благоприятных сечениях. Поэтому вышеописанные жилопо­

тественно, что степень механического взаимодействия между интру­ зивом и вмещающими породами будет больше в случав глубоких выс­ тупов.

Изложенное позволяет считать, что неровйости кровли перекрываю­ щих интрузивы пород, как и ксенолиты,являются благоприятными участ­ ками для возникновения минерализаций. Вследствие длительности взаи­ модействия интрузива и вмещающих пород минерализации могут воз­ никать в течение продолжительного времени и в соответствии с изменением физико-химической обстановки быть различными. Так, на­ ряду с вышеописанными жилопоцобными пегматитами, образующимися в магматическую стадию становления интрузивов, в соответствующих участках могут позже возникать скарны, грейзены, гидротермальные жилы и т.д. Метасоматические процессы еще больше усложнят карти­ ну минералообразования, увеличат размеры минеральных тел.

Примеры таких взаимоотношений хорошо известны (фиг. 31). Подоб­ ная картина описана, например, Н .Д . Ушаковым (1952). На основании многолетнего изучения месторождений он пришел к выводу, что при наличии протяженных контактов гранитоидов даже с такими химичес­ ки активными породами, как мраморы и доломиты, скарны, грейзе­

95

Фиг. 31. Выступы вмещаю­ щих пород 11; в тело инт­ рузива гранитоицов( 2) .вбли­ зи которых локализуются рудные месторождения (3)

(Эммонс, 1933)

Фиг. 32. Локализация скар­ нов, грейэенов и рудных тел в прогибах поверхности инт­ рузивов гранитоидов в мес­

том, что скарно-, грейэено-, и рудообразующие растворы не могутсвободно проникать сквозь интрузивы гранитоидов по всей их массе в жидкостный период их существования. Ведь, если предположить, что растворы вследствие диффузии или гравитационного подъема свободно поступали из глубины магматических тел к верхним контактам, то они не могли бы концентрироваться в вогнутостях поверхности контакта, а были бы распространены более равномерно. Мы снова приходим к выводу, что для перемещения растворов внутри интрузива и выхода их за пределы магматического тела необходимы тектонические нару­ шения - проводники. Поскольку последние возникают только с момен­ та приобретения расплавом свойств твердообразной среды (ч. I, л) и

позже, то и подобные перемещения минералообразующих растворов воз­ можны в заметных масштабах только после начала отвердевания плу­ тонов.

С изложенных позиций скопления ксенолитов в интрузивах могут являться еще более благоприятными участками для возникновения ми­ неральных новообразований. Например, в случае развития вытянутых цепочек ксенолитов, что легко достижимо вследствие частых линей­ ных структур залегания вулканогенно-осадочных слоистых толщ и внед­ рения магмы по трещинам, общее вероятное направление зоны трещи­ новатых пород интрузива будет совпадать с направлением цепочек ксе­ нолитов. Таким образом может возникнуть тектоническая зона, сум­ марный объем освобождающего пространства которой сопоставим с объемом промышленных рудных тел.

96

Если возникающая система трещин не выходит за пределы интру­ зива, то воздействие собирательного механизма ограничивается втя­ гиванием в образующееся пространство лишь продуктов самого интру­ зива и ксенолитов. В таких (наиболее многочисленных) случаях и воз­ никают вышеописанные «дайки пород близкого к материнским состава, пегматиты и т.п. Если трещины выходят за пределы интрузива, то в них могут возникать новообразования, генетически не связанные сдан­ ным интрузивом. Обычно при наличии в интрузивах крупных вытянутых скоплений ксенолитов в этих зонах фиксируются как продукты самого интрузива и ксенолитов, так и продукты более глубинных источников (руды, дайки). Это обусловлено еще и тем , что интрузивы сами внед­ ряются по разломам, и ксенолиты фиксируют их направление. После­ дующие тектонические подвижки охотнее реализуются в виде подновле­ ния старых ослабленных зон.

Примерами зон развития вытянутых скоплений ксенолитов и приу­ роченного к ним оруденения в интрузивах гранитоидов могут служить месторождения Малый Куйбас (Магнитогорское рудное поле), Каменское (Кличкинское рудное поле) и др. Подробные описания таких взаи­ моотношений можно найти в литературе (Мазурин, 1956; Штейнберг, 1958; Архангельская, 1963).

В целом необходимо контатировать, что наличие ксенолитов и выс­ тупов кровли в интрузивах весьма благоприятный поисковый признак на рудную минерализацию, что эмпирически было установлено уже дав­ но и с успехом использовалось в добывающей промышленности.

Глава седьмая

М ЕХАН И ЗМ ОБРАЗОВАН ИЯ Н ЕК О ТО РЫ Х ТИПОВ ГИ Д РО ТЕРМ А Л ЬН Ы Х Ж ИЛ

В И Н Т Р У З И В А Х ГРАНИ ТОИДОВ

Выше мы рассматривали процессы, связанные с термической усад­ кой интрузивов в основном в период до их полного отвердевания, т.е. в магматическую стадию. Но охлаждение плутонов и уменьшение объе­ ма продолжается и после стадии их магматического развития вплоть до окончательного остывания. Соответственно и в этот период возни­ кают свои структурные изменения и минеральные новообразования. Так как остывание и отвердевание интрузивов происходят постепенно, то соответственно постепенно изменяются характер элементов структур и минерализаций. После отвердевания плутона деформациям подвергают­ ся уже хрупкие породы, поэтому в них образуются типичные трещины. Многие из них минерализуются и представляют практический интерес. Они бывают превращены в зоны грейзенизации, гидротермальные руд­ ные жилы и т.п.

Мы рассмотрим формирование лишь некоторых трещин и выполняю­ щих их минеральных новообразований этого периода, а именно - поло­ гих обычно замкнутых прикупольных внутригранитных трещин и срав-

97

874 7