Файл: Петраченко, Р. И. Вторичные кварциты, пропилиты и оруденение в мезозойских и кайнозойских эффузивах Приморья.pdf

To + Zu + Pyr+Q+Dk

■/* F

Рис. 43. Диаграмма нарагенсзмсоп метасоматптои с галогемсодсржащмми минералами.

Линии моповариантиых равновесий трех минеральных пара­ генезисов разграничивают поля устойчивости биминералышх парагенезисов. В области наименьших потенциалов воды и наи­

более высоких значений pf основной устойчивый парагенезис представлен To+Q, но возможен парагенезис Zu-f-To (поле П).

При меньших значениях рг- и низких рн,о возникают пара­ генезисы Zu-f-To; То+Руг и Pyr+Q (поле I). При дальнейшем повышении потенциалов воды и достаточных потенциалах фто­ ра топазовые парагенезисы замещаются только цуниитовыми в силу большего содержания воды в решетке цуниита по сравне­ нию с топазом и, вероятно, более низкотемпературного характе­ ра цуниита (поля III—VII). В направлении увеличения потенциа­ ла воды пирофиллит уступает место диккиту (поле VI), но в определенном интервале потенциалов воды возможен устойчивый парагенезис пирофиллита и диккита (поле VII). Данных об аб­ солютных значениях температур, давления, общей кислотности растворов, из которых выпадают цуниит и топаз, нет, но отдель­ но для топаза температурный интервал очень широк — от 310 до 500°С (по результатам определения температур гомогенпза-

156

ции включении в топазах Волыни, проведенного Н. П. Ермако­ вым (цит. по В, П, Логинову, 1951), Учитывая данные по пиро­ филлиту и диккиту, принимаем температурный диапазон раз­ вития описанной системы от 400 до 200е'С. О значениях pH можно судить косвенно, используя данные по синтезу пирофил­ лита и диккита: растворы были кислыми, с рН = 3—4. Изучение зависимости парагенезисов системы Zu+To+Pyr+Q от общей кислотности раствора и активности фтора показывает только общую тенденцию к смене высокофтористых парагенезисов (то- паз-цуниитовых) пнрофиллит-кварцевыми с цуниитом. Диаграм­ ма lgflF — pH для этой системы не наглядна и поэтому не при­

водится.

На рис. 44, а дается диаграмма lgaF — pH для ассоциации

Zu-j-Mu+Pyr-j-Q, Видно, что кислотностью-щелочностью опре­ деляется смена пирофиллитовых парагенезисов мусковитовыми, а цуниит устойчив во всех полях диаграммы. Следовательно, при формировании метасоматитов подобного рода наиболее кислотными высокотемпературными образованиями были топазцуниитовые породы с пирофиллитом и кварцем. Повышение по­ тенциалов воды, увеличение концентрации калия или общее повышение щелочности растворов приводили к образованию диккптовых и мусковитовых пород с цуниитом. Смена парагене­ зисов мусковитовых диккитовыми в системе Zu-(-Mu+Dk+Q ил­ люстрируется диаграммой pH — рн о (см. рис. 44, б).

Рис. 44. Диаграммы парагенезисов цунита: а — в зависимости от lga F- и pH

б — от pH и р, Иа0.

С помощью диаграмм химических потенциалов или активно­ сти К, воды и водородных ионов удается выявить условия су­ ществования еще одной характерной ассоциации минералов вторичных кварцитов: алунит, каолинит, серицит, кварц. Она широко распространена на Майском участке Евстафьевского поля, установлена также на Ольгинском проявлении алунита и слабо выражена на Самаргпнско-Едннском поле. Состав алу­ нита условно принят калиевым, так как изоморфный компонент Na не существен при построении диаграммы. Более того, в дейст­ вительности в массивах Приморья преобладает калиевый алунит. Инертными компонентами в системе Alu—Бег—К1—Q по-преж­ нему являются А1 н Si, вполне подвижными — К, Н2О, S03, хотя подвижность калия, несомненно, уже меньшая, чем в выше рассмотренных системах. На диаграмме lgfiK+— pH (см.

рис. 45, а) видно, что равновесие алунита и кварца с каолини­ том возможно только при определенных взаимно обусловленных значениях кислотности раствора и концентрации в нем К (поле I). Из относительно кислых растворов, но содержащих много К, выпадают только алунит и кварц. Линия моновариантного рав­ новесия 4Ser+6H20 = 3Kl+4K+ разделяет поле серицнт-каоли- нитовых парагеиезисов на два: в одном (поле I) равновесны парагенезисы Kl-f-Alu и K1+Q; а в другом (поле III), в котором более высоки значения pH и lgaK+,возможно устойчивое суще­

ствование серицита в парагенезисе с алунитом или кварцем.

Рис. 45. Диаграммы парагеиезисов алунита: а — в зависимости от lg сб к и pH; б — от pH и цНг0.

158

ла воды (понижением температуры). Общей щелочностью раст­ воров определяется равновесие серицита и каолинита, серицита

и алунита. В опытах по получению алунитов интервал темпера­ тур 200— 100° С и даже 50° С (Stringham, 1952; Kerr, 1951),

причем алунит признается большинством исследователей мине­ ралом кислой среды. Возможно, что парагенезис алунита с серицитом образуется в менее кислой среде с рН2>5. Основным реагентом, создающим кислую среду па этапе алунитообразоваиия, была серная кислота. По С. И. Набоко (1963), алунит

Таким образом, по сравнению с рассмотренными ранее си­ стемами высокоглнноземнстых минералов ассоциация алунита, каолинита, серицита и кварца формировалась в иных услови­ ях— более низких температур, меньшей кислотности и при других кислотных реагентах. Происхождение самой серной кис­ лоты может быть связано с окислением ювенильного H2S при реакциях в гидротермальных растворах, а при смешивании их с вадозовыми водами — за счет атмосферного кислорода.

Для получения количественных данных о возможных темпе­ ратурах образования метасоматитов нами определялись ТДЭС пиритов. Этот метод дал значения температур от 290 до 370° С, что соответствует результатам других методов по синтезу ми­ нералов.

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВТОРИЧНЫХ КВАРЦИТОВ ПРИМОРЬЯ

Вторичные кварциты Приморья широко развиты в пределах вулканических поясов Сихотэ-Алиня, и, естественно, вулканиче­ ская деятельность оказывала влияние на особенности вторичных кварцитов и пропилитов. Преимущественно внутрикоровый кис­ лый характер магматических очагов, развитие их на различных уровнях земной коры и внедрение разноглубинных интрузий создавали разнообразные условия кислотного выщелачивания. Оно проявилось как в непосредственном контакте с интрузиями образованием грейзеноподобных вторичных кварцитов, так и на удалении от очагов гидротерм, вне видимой связи с экстру­ зиями и интрузиями. Различия физико-химических условий (тем­ пературы, давления, кислотности растворов) привели к форми­ рованию в Сихотэ-Алине разнообразных комплексов вторичных кварцитов — от высокодо низкотемпературных фаций. Сбли­ жение уровней кислотного выщелачивания — эндогенного (в свя­ зи с выделением кислых, богатых фтором и хлором газо-гидро-

терм из магматических очагов) и экзогенного (в связи с окисле­ нием серы поверхностным кислородом) вызвало образование вторичных кварцитов, совмещающих в себе черты галогеннокислотного высокоглиноземистого и сернокислотного кремнезе­

лотного метасоматоза. По геологическому положению, строению и минералогическим особенностям среди вторичных кварцитов Приморья выделяется два генетических типа.

Первый тип — сложные по составу и строению проявления вторичных кварцитов — продуктов галогенно- и сернокислотного выщелачивания, формирующихся в широком интервале темпе­ ратур и кислотности с образованием высокоглиноземистых, галогенсодержащих и сульфатных фаций. Развиты они среди по­ лей нгнимбритов н туфов в зонах крупных разломов или в непосредственной близости к интрузиям гранитоидов и связаны с деятельностью близповерхностных магматических очагов.

Второй тип — сравнительно простые по составу и строению проявления вторичных кварцитов средне- и низкотемпературного характера. Это — продукты преимущественно углекислотного метасоматоза со слабо выраженными признаками сернокислот­ ного выщелачивания, наблюдаются среди туфов, лав и экстру­ зий липарито-дацитового состава. Связаны, вероятно, с древни­ ми вулканическими аппаратами и экструзиями.

Массивы вторичных кварцитов первого типа могут быть сло­ жены андалузитовой, диаспоровой, пирофиллитовой, мусковитовой, диккитовой, каолиннтовой, серицитовой, алуиитовой, дюмортьеритовой, цуннитовой фациями. Реже встречаются корун­ довая, гипсовая, баритовая минерализации. Сочетание высоко­ глиноземистых и галогенсодержащих фаций в осевых или близ­ ких к ним зонах говорит о преобладании галогеновых кислот в раннюю стадию максимального кислотного выщелачивания. Сульфаты в основной массе развиваются по периферии мас­ сивов (где падение концентрации НС1 и температуры допускает диссоциацию H2S и окисление серы до серной кислоты) или как наложенные минералы в осевых зонах. Последнее обуслов­ лено изменением во времени характера поступающих гидротерм

стадии. Местоположение первой — срединные, а иногда и осевые зоны, второй — краевые или наложенные зоны в любой части массива вдоль поздних нарушений. С вторичными кварцитами первого типа ассоциируют среднетемпературные пропилиты эпи- дот-хлорит-гидрослюдистого состава, часто сильно окварцованные. Пропилиты располагаются во внешнем ореоле участков вторичных кварцитов или среди них в случае неоднородного со­ става эдуктов и появления более основных разностей. Пропили-

160

ты большей частью связаны с теми же растворами, которые в центральных частях ореолов производят кислотное выщела­ чивание.

С вторичными кварцитами первого типа сингенетичны пири­ тизация и гематптизация. Пирит встречается практически во всех зонах, а гематит предпочтительнее развивается среди, высокоглиноземистых более высокотемпературных фаций. Это объяс­ няется (Иваненко, Мелентьев и др., 1962) выделением окисных соединений железа из кислых растворов при высоких темпера­ турах и меньшей устойчивостью сульфидов железа в этих ус­ ловиях.

Олово, вольфрам, мышьяк, ртуть, сурьма, медь, полнметаллы, обнаруженные среди описываемых вторичных кварцитов, пред­ ставляют собой продукты поздних стадий кислотного выщелачи­ вания или выделяются при нейтрализации и ощелачивании растворов.

Диапазон температур образования комплекса фаций вторич­ ных кварцитов первого типа — от 500 до 200— 150° С, pH — от 2—3 до 5—6. Кварциты формируются в приповерхностных усло­ виях открытых систем с активным перемещением вещества, в том числе и летучих, что отличает их от типичных грейзенов, образующихся в более глубинных условиях при накоплении большого количества летучих в апикальных частях интрузий. Есть различия в поведении А120 3 и Si02: в грейзенах более ти­ пично образование обогащенных кварцем пород, в описываемом типе вторичных кварцитов — высокоглиноземистых. Причины этого кроются, вероятно, в формах переноса соединений А1 и Si

иустойчивости их в условиях различных температур, давлений

икислотности (в частности, в большей летучести фторидов крем­ незема). Глинозем дает цифры привноса до 138%, а содержание

кремнезема обычно изменяется в пределах 10— 15%. Характе­ рен большой прнвнос летучих: HF, НС1 в ранние стадии, H2S, S02, S 0 3— в поздние при образовании каолинит-алунит-серици- товых кварцитов.

Образование алунита в описываемых телескопированных массивах вторичных кварцитов в Приморье можно связать с сер­ нокислотной стадией магматического процесса двойственного происхождения. Ювенильное происхождение серной кислоты и алунита логичнее предположить для случаев тесного простран­ ственного совмещения и очень близкого по времени отложения алунита, андалузита и диаспора (Майский участок), алунита в парагенезисе с цуниитом (Самаргинское поле). Другое проис­ хождение имеют богатые алунитовые породы Майского и Самаргинского участков, Ольгинского поля, участка «Космос», где они развиваются в виде метасоматических брекчий, причем алунит как бы цементирует обломки более ранних вторичных кварцитов. Образование такого алунита, вероятнее всего, происходило в поздние стадии процесса вдоль молодых наложенных тектониче­ ских нарушений, в условиях эродированное™ массивов и досту­ па атмосферного кислорода. Иначе говоря, значительная часть

161