Файл: Кормилицын, В. С. Рудные формации и процессы рудообразования (на примере Забайкалья).pdf

сульфидных полимеров с цепным строением больших молекул. Иначе говоря, ликвация сводилась к обособлению жидких фаз, обладавших резко различным составом и строением больших молекул.

Сульфидный полимерный раствор был весьма концентрирован­ ным, почти не содержал компонентов жильных минералов и, ве­ роятно, был бедеп летучими веществами (пластификаторами). Такой раствор обладал некоторой текучестью и подвижностью и был спо­ собен к перемещению из родоначальных магм во вмещающие породы, но эти расстояния обычно были незначительными и нередко раствор оставался в местах ликвации. Примечательно, что во многих слу­ чаях медно-никелевые руды оказываются расслоенными с обособле­ нием сульфидов меди от сульфидов железа в виде мономинеральных полос, линз, гнезд и т. д. [36]. Эти явления в принципе ничем не отличаются от тех неоднородностей, которые постоянно наблюдаются в сульфидных рудах многих гидротермальных месторождений.

Приведенные данные порождают предположение: не слишком ли мы усложняем дело промежуточными комплексными соединениями, если рудоносные растворы изначально, т. е. с момента своего зарожде­ ния, могли бы быть просто концентрированными полимерными раство­ рами различных типов?

Из теории и практики изучения полимеров известно, что концен­ трированные растворы высокомолекулярных веществ приобретают свойства высокой текучести и подвижности при наличии пластифи­ каторов, т. е. низкомолекулярных растворителей. В рудоносных полимерных растворах таковыми могли быть щелочи, газы, галогены, обычные соли и вода, не способные к образованию самостоятельных больших молекул. К числу солей относятся также различные карбо­ наты и флюорит. В условиях больших температур и давлений, при которых зарождались рудоносные растворы, некоторые низко­ молекулярные растворители, очевидно, находились в диссоцииро­ ванном виде, поэтому сами растворы представляли собой газовожидкие флюиды.

Растворы неорганических полимеров и их поведение в меняю­ щихся термодинамических условиях изучены еще очень слабо. О свой­ ствах природных рудоносных растворов и их структуре, если под­ ходить к ним как к особым полимерным системам, вообще почти ничего не известно. Существующие представления о температурах образования месторождений, а также о начальных температурах рудоносных растворов и вытекающие отсюда выводы фактически остаются почти ничем не подтвержденными, кроме исследований остаточных газово-жидких включений, значение которых, по-види­ мому, во многом преувеличивается.

Трудности в изучении полимерных рудоносных растворов объяс­ няются еще и тем, что если эти растворы даже и удается получить экспериментальным путем, то наблюдать их структуры и определять свойства практически чрезвычайно сложно. Такие растворы, как гомогенные системы, существуют лишь при очень высоких темпе­ ратурах и давлениях, снижение которых сопровождается всевозмож-

302

ными перестройками, выпадением полимерной фазы и образованием кристаллических полимеров. Поэтому восстановить, как развиваются разнообразные рудоносные системы от их флюидного состояния до образования кристаллических руд — дело очень сложное и в насто­ ящее время почти невозможное. Все же некоторые интересные моменты и особенности в развитии таких систем улавливаются при геологи­ ческих исследованиях, и на этих особенностях мы и сосредоточим в основном внимание.

Геологические данные позволяют выделить в первом приближе­ нии два класса рудоносных систем, из которых образовались эндо­ генные месторождения Забайкалья и других рудных регионов.

Вещественный состав руд систем I класса, с которыми связаны редкометальные месторождения вольфрама, олова, бериллия, лития и других элементов, представлен в основном кварцем, полевыми пша­

каркасного строения. При этом во многих случаях перечисленные минералы образуют тесные парагенетические ассоциации друг с дру­ гом. Отсюда можно сделать вывод, что рудоносные растворы в систе­ мах I класса представляли собой качественно весьма выдержанные и в общем не очень сложные полимерные растворы, в которых пласти­ фикаторами, по-видимому, являлись диссоциированная вода и щелочи. Об этом, в частности, свидетельствует наиболее распространенный вид околорудных изменений, выражающийся в грейзенизации вме­ щающих пород.

Развитие таких систем происходило в условиях медленного осты­ вания интрузивных тел при весьма близких значениях температуры и давления в растворах и окружающей среде. Поэтому превращения надмолекулярных форм полимерных веществ в молекулярные, а затем в кристаллические совершались медленно, последовательно, при равномерной отдаче тепла всей системой. В результате в рудах таких месторождений мы обычно не встречаем четких признаков распада растворов, неоднородностей в составе и строении рудной массы, колломорфных метаколлоидных образований и т. д. Отделение растворителей от полимерной массы в этих условиях протекало также медленно и спокойно и совершалось в тех же местах, где находились растворы и кристаллизовались полимерные минералы. Пульсирую­ щая подача растворов в таких месторождениях почти не проявлена.

Образование кристаллических полимеров в системах первого типа в какой-то мере можно проиллюстрировать на примере полу­ чения синтетического мусковита в лабораторных условиях. В опубли­ кованных работах этот процесс описан следующим образом. Синте­ тический мусковит получают путем сплавления в огнеупорных тиг­ лях стехиометрических количеств окисей магния, алюминия, кремния, ортоклаза и кремнефтористого калия при температуре свыше 1400° С. Из такого расплава, выдержанного при 1400° С, а затем медленно охлажденного до 1300—1250° С, образуются пла­ стины мусковита размером до 150 см2 . Процесс непосредственного

303

превращения расплава в мусковит, так же как и строение этого расплава и наличие в нем больших молекул, практически не наблю­ дались. Однако, руководствуясь теорией полимерных растворов, можно с известной уверенностью полагать, что сначала в расплаве возникали надмолекулярные формы упорядоченности в виде пачек цепей больших молекул, которые при выдерживании расплава при 1400° С переходили в слоистую структуру мусковита во всей массе расплава. Медленное охлаждение такого однородно структу­ рированного расплава способствовало получению крупных высоко­ качественных кристаллов мусковита.

В отличие от первых рудоносные системы I I класса, из которых возникли месторождения золота, молибдена, олова, свинца, цинка, сурьмы, ртути, флюорита и т. д., характеризуются значительно большей сложностью и разнообразием состава, пульсирующим механизмом подачи растворов и, как следствие этого, прерывистостью процессов минералообразования. Кроме специфического состава особенностью систем второго класса является то, что они зарождались в глубинных магматических очагах, но отлагали рудное вещество на небольших глубинах или в приповерхностных условиях. Развитие таких систем происходило в меняющихся условиях геологической среды — ее состава, степени проницаемости, температурного режима и т. д. В результате мы сталкиваемся здесь с величайшим разно­ образием текстурных и структурных разновидностей руд, с много­ численными генерациями одних и тех же минералов, с различными метаколлоидными образованиями, структурными и вещественными неоднородностями, с признаками взрывных явлений и т. д.

Судя по вещественному составу руд и околорудным изменениям вмещающих пород, рудоносные растворы в системах второго класса, по-видимому, представляли собой ни что иное как сложные растворы одних полимеров в других и в низкомолекулярных растворителях различного состава. На основании преобладающего состава руд главных стадий минерализации, проявленных в перечисленных выше месторождениях, можно предварительно наметить несколько типов конкретных рудоносных растворов, перечень которых при­ веден в табл. 12.

По соотношению полимерных и низкомолекулярных веществ рудоносные растворы, перечисленные в табл. 12, подразделены на три группы. Развитие их сопровождалось определенными явлениями, характерными для растворов только одной из этих групп.

Одной из главных особенностей боридных, силоксаново-боридных, силоксаново-сульфидных, сульфидно-окисных и других концентри­ рованных полимерных растворов группы А является то, что их раз­ витие на подходах к местам последующего рудоотложения часто сопровождалось взрывами чрезвычайно большой интенсивности. Геологически они документируются в виде трубчатых, сетчатых, грибообразных, послойных и жилообразных взрывных брекчий, пучков жил и рудных штокверков, фокусирующихся и выклини­ вающихся на значительных глубинах по принципу взрывных воро-

304

Т А Б Л И Ц А 12

Состав руд некоторых главных стадий минерализации мезозойских месторождений Забайкалья и отвечающие им типы растворов *

нок. Эти своеобразные структурные формы нередко являются местами сосредоточения больших количеств турмалина, кварца, а также молибденита, различных сульфидов тяжелых металлов, касситерита, самородного золота и т. д.

В практике геологических исследований такие структуры учи­ тываются, но обычно им не придается особого генетического зна­ чения, поскольку принято считать, что каналы для проникновения рудоносных растворов и всевозможные «структурные ловушки» для руд подготавливает тектоника. Полимеры позволяют трактовать происхождение указанных структур совершенно иначе — как след­ ствие взрывных явлений. Причиной взрывов и взрывным веществом, очевидно, служили сами рудоносные растворы, которые при про­ никновении в верхние части земной коры теряли свою термодинами­ ческую устойчивость и разлагались с выделением больших коли­ честв тепла.

Тепловые взрывы могли вызываться двумя обстоятельствами: переходом некоторых низкотемпературных растворителей (главным образом воды) из диссоциированного состояния в молекулярное

(синтез растворителей) или быстрым превращением одних структур­ ных форм полимеров в другие, т. е. спонтанной полимеризацией растворов. Возможно, что оба эти процесса протекали одновременно. В результате низкомолекулярные растворители большей частью превращались в пар или газ, покидали рудоносные системы и в виде волны уходили вперед по восстанию ослабленных зон земной коры, создавая воронки, зоны трещиноватости будущих штокверков и т. д. Одновременно они же вызывали предрудные гидротермальные изме­ нения в окружающих породах. Оставшиеся в местах отделения летучих конденсированные полимерные растворы продолжали свое движение вперед вслед за растворителями, но качественно они, вероятно, становились уже совершенно иными.

В результате утери большей части пластификаторов (а их в слож­ ных системах может быть несколько) многокомпонентные растворы начинали разделяться на более простые, в соответствии со строением больших молекул каждого полимера; некоторые дифференциаты загустевали, превращались в аморфное состояние и т. д. Темпы движения распавшихся растворов все время уменьшались, вплоть до полной остановки. Именно такой ход событий подтверждается изучением морфологии рудных тел и строения рудного вещества многих месторождений золото-молибдено-свшщово-цинковой, оло- вянно-свинцово-цинковой, молибдено-вольфрамовой и других рудных формаций.

С этих позиций становится ясным, почему пропилитизация, серицитизация, карбонатизация и другие виды гидротермального метаморфизма вмещающих пород в районах развития месторождений перечисленных формаций, как правило, всегда предшествуют про­ цессам рудоотложения, а площади их развития далеко не всегда пространственно совпадают с рудными телами. Получают объясне­ ние и некоторые специфические особенности строения рудных полей таких месторождений, а именно: широкое развитие рудных штоквер­ ков, оруденелых взрывных брекчий, пучковое расположение рудных жил и т. д. Появляется реальная возможность ответить на вопрос, почему рассматриваемые месторождения располагаются не в зонах глубинных разломов, а на некотором удалении от них, в оперяющих трещинах.

Глубинные разломы, по-видимому, часто служили подводящими

этих разломов. Кроме того, сами руды с их бесконечными вариациями всевозможных неоднородностей, расслоенных, сгустковых, колломорфных и других надмолекулярных текстур становятся более понятными, а в генетическом отношении значительно более важными и интересными.

Карбонатно-сульфидные, сульфидно-фторо-кальциевые и силокса- ново-фторо-кальциевые полимерные растворы примечательны прежде всего тем, что в них главными пластификаторами являлись соли плавиковой и угольной кислот, а также, по-видимому, вода. Судя

306