Сопутствующие аргиллизации изменения пород

05.01.2017

Гидротермальный глинистый метасоматоз сопровождается образованием неглинистых минералов вследствие ряда причин: 1) избыточное, освобожденное при глинистом метасоматозе вещество обособляется в виде окислов (кварц, бёмит, гидраргиллит, лейкоксен, гематит) или связывается с анионами раствора (пирит); б) не входящие в состав глинистых минералов компоненты связываются с анионами раствора (карбонаты, флюорит) или входят в состав силикатов (альбит, эпидот, цеолиты, тоберморит); в) неблагоприятные для образования глинистых минералов условия в центральной части ореола приводят к появлению серицита вместо гидрослюды (при температуре выше 400° С), адуляра и альбита вместо гидрослюд (высокие значения pH, избыток Si, К, Na); г) повышение кислотности растворов вблизи поверхности (pH < 4) приводит к образованию вместо глинистых минералов кварца и сульфатов.
Отмеченные причины вызывают сопутствующие аргиллизации окварцевание и опализацию, гематитизацию и пиритизацию, карбонатизацию, альбитизацию, адуляризацию, цеолитизацию, серицитизацию какой-либо части ореола аргиллизированных пород. Сопутствующее гидротермальному глинистому метасоматозу минералообразование обусловлено относительной «закрытостью» линейных ореолов аргиллизации. В открытых, хорошо промываемых растворителем метасоматических системах, например в корах выветривания, сопутствующее глинистому метасоматозу минералообразование проявляется реже, либо выражается в форме более «продвинутого» метасоматоза — в образовании гидроокислов.
Необходимо специально рассмотреть взаимоотношение аргиллизированных пород со вторичными кварцитами и пропилитами, так как многие исследователи включают аргиллизированные породы в состав этих метасоматических образований.
Аргиллизиты и вторичные кварциты

Кислые эффузивные породы, гидротермально измененные в агрегат глинистых минералов и кварца и ассоциирующие с нацело окварцованными породами, обычно относятся ко вторичным кварцитам.
Высокоглиноземистые минералы вторичных кварцитов — андалузит и корунд — являются высокотемпературными и, вероятно, образуются в гидротермальную или пневматолитовую стадию, предшествующую аргиллизации. Например, в случае, описанном Г.В. Ициксон, андалузит образуется в ранний период гидротермальной деятельности в прикровельной части интрузии; впоследствии андалузит замещается глинистыми минералами. И.П. Ратман и Г.В. Александров обнаружили андалузитовые метасоматиты в эндо- и экзоконтактах интрузий диоритов и гранитов. В некоторых -случаях андалузит и корунд, слагающие внутреннюю зону, замещаются более низкотемпературными серицитом и диаспором. Таким образом, в этих случаях андалузит является минералом приконтактового ореола высокотемпературной стадии изменения пород. К такому же выводу приходят исследователи других районов. Обращает на себя внимание тот факт, что андалузитсодержащие породы Коунрадского месторождения, являющиеся, по данным Н.И. Наковника, внутренней фацией вторичных кварцитов по эффузивным породам, расположены в прикровельной части интрузии гранодиорит-порфиров и гидротермальное глинистое изменение по отношению к ним является, вероятно, более поздним.
С другой стороны, такие минералы вторичных кварцитов, как кварц, алунит, диаспор, теснейшим образом связаны с аргиллизированными эффузивными породами. Диаспор образуется, например, при аргиллизации известняков.
Широко распространены вторичнокварцитовые «сольфатарные шляпы» над ореолами аргиллизированных пород сульфидных месторождений. Примером пространственных соотношений аргиллизированных пород и вторичных кварцитов являются измененные породы Беганского барит-полиметаллического месторождения в Закарпатье. Более глубинный ореол аргиллизированных туфов имеет симметричную боковую зональность, сольфатарная шляпа вторичных кварцитов — вертикальную зональность. От поверхности до глубины 50 м залегают монокварциты, сменяющиеся далее по вертикали кварц-каолинит-алунитовыми породами, которые в свою очередь подстилаются каолинизированными породами. Близ нижней границы сольфатарной шляпы в барит-сульфидных жилах встречается диаспор в ассоциации с кварцем и алунитом. На соседнем Береговском полиметаллическом месторождении наблюдаются такие же соотношения: на поверхности залегают монокварциты, под ними алунитизированные и каолинизированные породы до глубины около 200 м. Под шапкой этих пород около полиметаллических жил вскрыты окварцованные и адуляризированные породы, сменяющиеся в сторону от жил измененными породами со значительным количеством глинистых минералов, в распределении которых наблюдается симметричная горизонтальная зональность.
Площадное развитие вторичных кварцитов сольфатарной шляпы и ее вертикальная зональность обусловлены режимом резко возрастающей по вертикали кислотности вследствие окисления H2S до серной кислоты вблизи поверхности в условиях высокой активности кислорода. Вместе с тем ореол вторичных кварцитов контролируется разрывными нарушениями. По раствороподводящим трещинам алунит прослеживается до значительно большей глубины, чем вдали от них (вплоть до верхней части полиметаллических руд на Беганьском месторождении). Золотоносная кварц-алунитовая центральная зона в аргиллизированных породах месторождения Голдфилд в Неваде (США) является, вероятно, частью размытой сольфатарной шляпы. Площадное развитие алунитизированных и окварцованных пород в пространственной связи с узкими зонами аргиллизации известны в районе Мэрисвейл, США.
В рудных полях малосульфидных месторождений во вторичных кварцитах обычно отсутствует зона алунитизированных пород и их ореол состоит из верхней зоны окварцованных пород и нижней зоны каолинизированных пород. Под вторичными кварцитами находятся линейные ореолы аргиллизированных пород с симметричной боковой зональностью. Такие соотношения измененных пород наблюдаются на Балейском золоторудном месторождении.
Аргиллизиты и пропилиты

По определению Н.И. Наковника, «пропилиты — это продукты гидротермального изменения в неглубокой зоне преобладающе основных и средних, главным образом вулканогенных пород, возникающие часто в связи с формированием рудных тел и жил». Д.С. Коржинский понимает под про-пилитизацией гидротермальное зеленокаменное изменение пород, вулканогенных формаций в пределах полей проявления магматической деятельности и выделяет высокотемпературные (актинолит-эпидот-альбитовые), среднетемпературные (эпидот-хлорит-альбитовые) и низкотемпературные (хлорит-карбонатные) пропилиты. Эти парагенезисы пропилитов образуются соответственно в гипабиссальных, субвулканических и приповерхностных условиях.
Содержание термина «пропилит» и изменение смысла этого понятия рассмотрено М.М. Василевским, пришедшим к выводу, что под пропилитизацией следует понимать региональный дорудный гидротермальный метаморфизм средних и основных пород вулканогенных формаций.
Тезис о региональности средне-низкотемпературной пропилитизации не обоснован и базируется на работах, не ставивших целью тщательное изучение эффекта изменения. Пропилитизация отмечалась, главным образом в крупных рудных полях, где при большом количестве сближенных разрывных нарушений и жил остаются лишь, единичные блоки неизмененных пород. По традиции сильные изменения вблизи трещин и жил, выраженные часто осветлением пород, называются околотрещинными (околорудными), а эффект слабого-изменения (собственно пропилитизации) — площадным, так как внешние хлоритсодержащие зоны изменения основных пород всегда более обширные, чем ореолы сильного изменения. При этом степень однородности эффекта пропилитизации обычно не оценивается.
Пропилитизация пород является дорудной в такой же степени, как и продукты раннего периода аргиллизации. Имеются наблюдения, свидетельствующие о синхронности пропилитизации и аргиллизации пород. В районе месторождения Кэстл Доум отмечена разная устойчивость биотита при аргиллизации и пропилитизации. Во внешней пропилитовой зоне измененных монцонитов биотит всегда замещен (редко нацело) хлоритом с примесью эпидота, тогда как в соседней более внутренней зоне глинистого изменения биотит часто свежий и даже слабое замещение его или плагиоклаза хлоритом наблюдается редко, в породе вообще нет эпидота и кальцита. Изменение биотита в пропилитах и свежесть его в аргиллизированных породах нельзя объяснить, если исходить из предположения о том, что глинистое изменение наложено на предшествующее ему пропилитовое.
Исследователи, проводившие детальное картирование аргиллизированных пород в других районах, отмечают, что пропилитизация пород проявляется локально, как внешняя зона ореолов аргиллизации. Примером локального проявления пропилитового эффекта являются измененные породы среднетемпературного месторождения Карибу в Передовом хребте, США. Пропилитизация в штоке монцонита выражается в образовании хлорита, эпидота, кальцита и пирита по темноцветным минералам и проявляется в зоне мощностью от нескольких сантиметров до 0,6 м, сменяясь, с одной стороны, неизмененными породами, а с другой — аргиллизированными.
В рудных полях, сложенных кислыми и основными породами, выявляется генетическая общность продуктов пропилитового и собственно глинистого изменения пород, так как: а) эффект пропилитизации и глинистого изменения неоднороден на участках с разной степенью рудонасыщенности и мощностью ореолов; в узких ореолах как пропилитизированные, так и аргиллизированные породы переходят в неизмененные; б) эффекту пропилитизации в основных породах соответствует монтмориллонитовое изменение в кислых породах на безрудных участках и гидрослюдяно-монтмориллонитовое или гидрослюдяное на рудоносных участках; в) глинистое изменение, характерное для внешних зон ореолов, может проявляться столь же регионально, как и изменение во внешних зонах основных пород (пропилитизация).
Некоторые геологи называют пропилитами весь комплекс измененных пород, если в их внешней зоне присутствуют хлорит, карбонаты, пирит. Т.В. Иваницкий называет пропилитами породы с гидрослюдой, каолинитом и монтмориллонитом, а Г.М. Власов относит к пропилитовой формации измененные породы Балейского золоторудного месторождения, где пропилитизированные породы вообще неизвестны. Подобных примеров много.
Разногласия в отнесении качественно одинаковых по минеральному составу пород к разным формациям объясняются тем, что исследователи следуют известному правилу: продукты низко-среднетемпературного изменения кислых эффузивов — вторичные кварциты, основных — пропилиты вне зависимости от состава внутренних и промежуточных зон ореола измененных пород, который может быть одинаковым в кислых и основных породах. Минералы, считающиеся характерными для пропилитового парагенезиса (альбит, карбонаты пирит, хлорит), столь же обычны для аргиллизированных пород.
Альбитизация плагиоклаза во внешних зонах ореолов аргиллизации производна от глинистого изменения и выражается в образовании футляровидных монокристаллов альбита с ядром из глинистых минералов. В одних случаях в альбитовом футляре глинистые минералы ассоциируют с карбонатами и хлоритом (например, с шамозитом на участке Первом), в других случаях, как, например, в аргиллизированных породах месторождения Большой Шаян в Закарпатье, в футляре заключен каолинит-монтмориллонитовый, каолинитовый или каолинит-кристобалитовый агрегат. Карбонаты содержатся в глинистом веществе внешних и промежуточных зон почти любого разреза аргиллизированных пород; при аргиллизации основных пород их образуется больше, так как катионная часть карбонатов заимствуется из материнских пород.
Реальный состав дисперсной части минеральных ассоциаций пропилитов обычно не соответствует традиционным представлениям о нем. Хлорит почти всегда ассоциирует с монтмориллонитом, часто с некоторым количеством каолинита, смешанно-слойных минералов и гидрослюды. Нередко оказывается, что минерал из внешней части ореолов измененных пород, принимавшийся ранее за хлорит, является смешанно-слойным минералом типа хлорит-монтмориллонит или хлорит-вермикулит, что подчеркивает генетическую общность обычных глинистых минералов и хлорита. Обнаружен также смешанно-слойный хлорит-каолинит, принимавшийся ранее за дафнит. Хлорит-вермикулит является главным новообразованием в пропилитовой зоне измененных пород месторождения Голдфилд. Он найден также в аргиллизированных андезитах и монцонитах в рудном районе Кочити, шт. Нью-Мексико, США. Интересно сообщение Т.С. Лавринга и А.О. Шепард об аргиллизации в зоне контакта кварцевых латитов и доломитов. Во внешней части аргиллизированных доломитов развиваются смешаннослойный монтмориллонит-хлорит и хлорит в ассоциации с каолинитом, а во внешней зоне измененных латитов обнаружены гидрослюда, смешанно-слойный гидрослюда-монтмориллонит и небольшое количество хлорита. Таким образом, гидрослюдяно-монтмориллонитовому изменению в латитах соответствует хлорит-монтмориллонитовое в доломитах.
Тщательный анализ взаимоотношений минералов в измененных по типу пропилитизации андезитах района Кочити свидетельствует о том, что эпидот и хлорит в псевдоморфозах по плагиоклазу образуются одновременно с монтмориллонитом, а возможно, и позже ого. Опережающее хлорит образование монтмориллонита и гидрослюды отмечается и в пропилитах Токайских гор. К.В. Барнхэм рассматривает подобные пропилиты как внешнюю зону «глинистой фации», аргументируя это следующими данными: 1) пропилитовое изменение, сопутствующее аргиллизации, всегда проявляется локально, а не регионально; 2) поля устойчивости эпидота, хлорита, монтмориллонита и каолинита близки к совпадению; 3) химические особенности пропилитового и глинистого изменений сходны.
В большинстве известных случаев несомненно, что породы, называемые средне-низкотемпературными пропилитами, являются внешней зоной ореолов аргиллизированных пород среднего — основного состава, имеют во многом общий минеральный состав с аргиллизированными породами и формируются одновременно с ними. Высокосреднетемпературные пропилиты (эпидот-хлорит-биотитовая ассоциация), вероятно, предшествуют главному периоду глинистого изменения.
Аргиллизиты и средне-низкотемпературные околожильные метасоматиты

Многие сопутствующие глинистым метасоматические минералы локализуются около жил. Распространенными сопутствующими аргиллизации прижильными изменениями пород являются окварцевание и окремнение, карбонатизация, альбитизация, адуляризация, серицитизация, хлоритизация, пиритизация и гематитизация. Окварцевание и гематитизация внутренней части ореола глинистого изменения описаны в разделе о Верхне-Олекминском рудном, поле, адуляр-кварцевые метасоматиты — как внутренняя часть ореола аргиллизированных пород Береговского месторождения, альбитизированные породы — во внутренней, рудовмещающей части аргиллизированных пород редкометального рудного поля, обогащение карбонатами характерно для внутренней части ореолов аргиллизации основных пород.
Встречающиеся иногда во внутренних, околожильных зонах аргиллизированных пород минералы группы алунита представляют собой, вероятно, «корни» уничтоженной эрозией сольфатарной шляпы. На месторождении Голдфилд сольфатарная шляпа вторичных кварцитов местами сохранилась, была она, по-видимому, и на месторождении Большой Шаян, во внутренней зоне аргиллизированных пород которого содержится небольшое количество ярозита. На Беганьском месторождении по разрывным нарушениям алунит прослеживается до глубины более 250 м. Присутствие минералов группы алунита во внутренних зонах аргиллизированных пород обычно свидетельствует о небольшой величине эрозионного среза.
Соотношения аргиллизированных пород с наиболее известными по литературным материалам околорудными метасоматитами — березитами, «серицитизированными», хлоритизированными породами во многом еще не ясны; нет уверенности в том, что в более внешних частях ореолов этих метасоматитов нет гидротермально-метасоматических глинистых минералов.
В минералогической практике «серицитом» обычно называется мелкочешуйчатый мусковит, тогда как исследователи рудных месторождений именовали серицитом и дисперсные агрегаты светлых слюдоподобных калийсодержащих минералов околорудных пород, в большинстве случаев являющихся глинистой гидрослюдой. Часто не указывается, является ли «серицит» гидрослюдой или тонкочешуйчатым мусковитом. В публикациях по аргиллизированным породам серицитом условно называется относительно крупночешуйчатый минерал, оптически напоминающий мусковит и замещающий глинистые агрегаты во внутренней части ореола аргиллизации. В средненизкотемпературных ореолах аргиллизированных пород (Передовой хребет, шт. Бьютт, США) слюдоподобный минерал, называемый серицитом, образуется вблизи жил; «...серицит как будто пронизывает и замещает глинистые агрегаты в виде тонких жилок и почти не образуется каким-либо другим путем».
В ранних сообщениях метасоматическая алюмосиликатная составляющая околорудных пород этих месторождений, содержащих также карбонаты и пирит, называлась серицитом, а породы — серицитизированными. Впоследствии в околорудных породах Передового хребта было выявлено следующее: а) в некоторых ореолах серицит слагает только внутреннюю зону, во внешней части ореолов развит гидротермальный глинистый метасоматоз; б) минерал, описанный Т.С. Лаврингом как серицит, по последним данным является гидрослюдой; в) на золоторудных, полиметаллических месторождениях ореолы аргиллизированных пород образуют ряд от существенно монтмориллонит-каолинитовых с маломощной центральной зоной гидрослюды через ореолы со сквозным развитием гидрослюды-монтмориллонита или гидрослюды до ореолов гидрослюдяного состава от внутренних зон до внешних. С этих позиций ореолы сплошной околорудной «серицитизации» пород можно рассматривать как случай максимального рудосопровождающего преобразования каолинит-монтмориллонитового ореола, выражающийся в гидрослюдизации (средне-низкотемпературный вариант) или серицитизации пород (высоко-среднетемпературный вариант).
В крупном поле аргиллизированных пород наблюдается непрерывный ряд ореолов, в составе которых происходит последовательное увеличение доли гидрослюдяного компонента от безрудных каолинит-монтмориллонитовых до наиболее рудонасыщенных гидрослюдяных. В ореолах сплошной гидрослюдизации (от рудного тела до внешней зоны включительно) породы, содержащие маловодные формы гидрослюд, именовались некоторыми исследователями березитами.
Во многих публикациях эффузивные породы, преобразованные в околорудном ореоле в гидрослюду с примесью пирита и карбонатов, называются березитами, хотя по составу и условиям формирования такие метасоматиты имеют мало общего с березитами Березовского рудного поля на Урале. Эталонные березиты являются высокосреднетемпературными метасоматитами, и главный компонент этих пород — серицит — является мусковитом. Как отмечают Н.И. Бородаевский и М.Б. Бородаевская, режим березитизации по-существу соответствует режиму грейзенизации и был обособлен в ранге самостоятельной стадии, следующей за грейзенизацией, условно.
Эталонные листвениты, существенно серицитовые породы, являются аналогами березитов в ультраосновных породах. В последнее время термин лиственит применяется и по отношению к низкотемпературным метасоматитам, в частности, не содержащим серицита. По данным Г.А. Саркисяна, листвениты кварц-тальк-карбонатного состава около золотоносных сульфидных жил в серпентинизированных ультрабазитах являются аналогами аргиллизированных габброидов. На алтайских месторождениях ртути помимо собственно лиственитов в ореолах изменения ультраосновных пород образуются синхронные лиственитам зоны глинистого изменения. Сульфидные жилы в ультрабазитах Югославии приурочены к ореолам аргиллизированных серпентинитов, в которых выделены зоны: галлуазитовая, каолинитовая, гидрослюдяная, монтморилло-нитовая (волконскоитовая). Все глинистые минералы этого ореола являются хромсодержащими; хром компенсирует недостаток алюминия в структурах глинистых минералов. Образование этих ореолов связано с внедрением молодых интрузий гранитного состава. Хромсодержащий гидротермально-метасоматический каолинит образуется совместно с магнезитом, кварцем и пиритом при замещении серпентинита в околорудном ореоле ртутного месторождения Маунт-Джексон, шт. Калифорния.
Эти материалы свидетельствуют о том, что в аргиллизацию могут быть вовлечены и ультрабазиты. Ультраосновные породы аргиллизируются в том случае, если растворы содержат алюминий, выщелоченный из алюмосиликатных пород по пути их фильтрации. Аргиллизация карбонатных пород наблюдается лишь в тех случаях, когда вступающие в карбонатную среду растворы содержат глинозем и кремнезем, а при гидрослюдизации и калий, заимствованные из нижележащих алюмосиликатных пород. Если растворы содержат преимущественно кремнезем, то в тех же температурных условиях происходит серпентинизация и сапонитизация (замещение магнезиальным монтмориллонитом) доломитов, а также и известняков, если в растворах есть магний.
Аргиллизиты и карбонатиты

Карбонатиты образуются за счет щелочных и ультраосновных пород под действием щелочных и углекислых растворов в гипабиссальных и субвулканических условиях в температурном интервале 600—100° С. В относительно низкотемпературных доломит-анкерит-сидеритовых карбонатитах обычны хлорит, гидрослюды, каолинит, монтмориллонит, вермикулит, цеолиты, являющиеся гидротермально-метасоматическими. Закономерности пространственного распределения глинистого вещества в карбонатитах не изучались.