Relation between chemistry and ore content of ultrabasites in the Kalna massif (Western Sayan).pdf Калнинский гипербазитовый массив располагается в пределах Западно-Саянского офиолитового пояса, в северо-восточном окончании Куртушубинской ветви и относится к иджимскому комплексу [1-3] (рис. 1). Он имеет субизометричную форму, его площадь составляет примерно 65 км2. Массив тектоническим нарушением разделен на Северный и Восточный блоки [4], объектом наших исследований являлся Северный блок (35 км2) субизометричной формы. Калнинский массив относится к Верхнеамыльскому потенциально хромитоносному району, где помимо него расположен Эргакский гипербазитовый массив; перспективы этих массивов на оруденение и история поиска руд подробно рассмотрены в ряде предыдущих исследований [2, 4-6 и др.]. В Калнинском массиве вкрапленные хромитовые руды также содержат повышенные концентрации платиновых минералов - изофер-роплатины, тетраферроплатины и туламинита [5] . Массив сложен метаморфическими перидотитами и окружен тектоническим серпентинитовым меланжем. Перидотиты представлены породами реститово-го дунит-гарцбургитового комплекса. Северовосточная часть исследуемого блока сложена главным образом дунитами. В юго-западной части массива наблюдается чередование дунитов и гарцбургитов, имеющее полосчатое строение северо-западного простирания. В гарцбургитах наблюдается струйчатость ортопироксена северо-западного простирания, которая является согласной с внутренней структурой исходного полосчатого дунит-гарцбургитового субстрата. Струйчатость ортопироксена и гарцбургитов часто подчеркивается трещинками кливажа, который прослеживается также и в дунитах. Гарцбургиты и дуниты обычно имеют средне-, крупнозернистую структуру. Они в различной степени претерпели пластические деформации трансляционным скольжением в оливине и синтектонической рекристаллизацией с образованием порфирокласто-вых структур. Среди них можно выделить слабо, умеренно и интенсивно деформированные разновидности. В слабо деформированных дунитах и гарцбурги-тах зерна оливина имеют субизометричную, неправильную, реже удлиненную форму с размерами от 2 до 5-6 мм, отмечаются единичные индивиды до 810 мм и крупнее. Наиболее крупные индивиды имеют ксеноморфную форму с округлыми плавными, иногда заливообразными очертаниями. Для них характерно преимущественно однородное либо слабо выраженное неоднородное волнистое и субблоковое погасание, редко наблюдаются полосы пластического излома и отмечается их дезинтеграция на отдельные субблоки. Зерна средних размеров обычно имеют субизо-метричную либо вытянутую форму и нередко ориентированы субпараллельно, отражая направление ди-рективности породы. С дальнейшим уменьшением размеров отмечается возрастание степени деформации зерен оливина, в них появляется неоднородное, волнистое, в различной степени выраженное от слабого до резкого, встречаются полосы пластического излома, нередко ориентированные под острым углом к удлинению индивидов. По границам отдельных пластически деформированных индивидов и их внутренних частей отмечаются признаки порфирокласте-за, обусловленные синтектонической рекристаллизацией с образованием мелкозернистых агрегатов и зо-нок, при этом в мелких зернах сохраняется неоднородное погасание. В умеренно деформированных дунитах и гарцбур-гитах с признаками порфирокластеза оливин представлен зернами с широкими вариациями размеров от долей миллиметра до 10 мм, иногда и более. Крупные зерна имеют округлые очертания, а средние и мелкие в зонах порфирокластеза приобретают резкие очертания. Форма их субизометричная и неправильная, часто вытянутая, линзовидная. Удлиненные индивиды вытягиваются субпараллельно и отражают директив-ность породы. Зерна оливина интенсивно пластически деформированы, для них характерно отчетливо выраженное неоднородное субблоковое и волнистое погасание. Характерны многочисленные полосы пластического излома, которые нередко ориентированы диагонально, под острым углом к удлинению зерен, что свидетельствует об их интенсивно пластической деформации в условиях сдвига. Крупные индивиды часто дезинтегрированы на мелкие субблоки. Отмечается расчленение отдельных зерен на строго параллельные пластинчатые индивиды при ширине до 1,5 мм. Вероятно, что такие пластинчатые индивиды образовались в результате расчленения зерен вдоль полос пластического излома. Наблюдаются трещинки кливажа, ориентированные согласно директивности породы, вдоль которых отмечаются линейные зонки интенсивного порфирокластеза, часто секущие средние и крупные зерна. В таких зонках происходит интенсивное дробление оливина с образованием мелко-и тонкозернистых агрегатов с размером индивидов обычно менее 0,5 мм, реже встречаются более крупные. В интенсивно деформированных дунитах и гарц-бургитах с порфирокластовой структурой выделяются два морфологических типа зерен оливина. Порфиро-кластовые индивиды имеют преимущественно удлиненную, лейстовидную форму с размерами по длине до 10 мм, иногда больше, при ширине до 4 мм. Они ориентированы субпараллельно, отражая директивность породы. Границы зерен неровные с резкими изгибами, зазубренные. Для них характерно резко выраженное неоднородное волнистое погасание, отмечаются многочисленные полосы пластического излома, обычно ориентированные диагонально к удлинению зерен. Основная масса породы сложена более мелкими рекри-сталлизованными зернами, часто имеющими удлиненную форму и ориентированными согласно директивно-сти породы. Их размер обычно не превышает 2 мм. Границы их также неровные, зазубренные. В них сохраняется волнистое погасание и полосы пластического излома, по границам которых они часто дезинтегрируются на отдельные индивиды. Часто в рекристалли-зованных зернах отмечается перистое расположение полос пластического излома по отношению к дирек-тивности породы, что свидетельствует об их образовании при высокой скорости пластического течения и при сравнительно низких температурах, при этом релаксация напряжений начинает реализовываться в виде образования многочисленных полос пластического излома в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Породы нередко рассекаются многочисленными трещинками и зонками, вдоль которых наблюдается порфирокластез с образованием тонкодробленых мелко- и тонкозернистых агрегатов оливина. Рис. 1. Схема расположения Калнинского массива в структурах Западного Саяна [3] 1 - гипербазиты, 2 - основные тектонические нарушения П Рис. 2. Характер распределения дискриминатора хромитоносности в гипербазитах Калнинского массива (n = 35). n - число анализов, штриховкой выделены неперспективные (тонкая косая штриховка, Z3 < 0), благоприятные (Z3 > 0) и наиболее благоприятные для оруденения (горизонтальная штриховка, Z3 > 10) значения дискриминатора хромитоносности. То же для хромитоносных уральских серпентинитов (n = 116) -5 0 +5 +10 +15 +20 +25 +30 +35 +40 (Zs) Дуниты массива представляют наибольший ме-таллогенический интерес. На желтых корочках выветривания в дунитах постоянно отмечается заметная акцессорная вкрапленность хромшпинелидов, ее содержание достигает 5%, а в рудных зонах их содержание возрастает. Нередко зерна хромшпинелидов обнаруживают цепочечное и струйчатое расположение в северо-западном направлении согласно внутренней полосчатой структуре массива. В зонах оруде-нения количество хромшпинелидов существенно возрастает и может значительно варьировать от 10 до 5070% с образованием от убоговкрапленных до густов-крапленных руд. Зоны оруденения имеют линейное северо-западное простирание, их мощность, как правило, не превышает 10-15 м. Для них характерно полосчатое строение, обусловленное различной концентрацией хромшпинелидов в дунитовом субстрате. Ширина отдельных полосок обычно менее 10 см, нередко внутри них отмечается согласное директивное расположение как отдельных зерен хромшпинелидов, так и их агрегатов. Полосчатость в рудных зонах согласна внутренней структуре массива. Среди полосчатых вкрапленных рудных зон иногда встречаются маломощные жилки массивных хромититов (до 1,5 см), полностью сложенные хромшпинелидами, которые обнаруживают как согласное, так и несогласное расположение с полосчатостью и, очевидно, являются более поздними образованиями. Непосредственно в Калнинском массиве выделено 7 рудоносных зон протяженностью 900-3000 м и мощностью 70-500 м. Состав хромшпинелидов высокохромистый (55,08-65,33% Cr2O3) и относительно невысоко глиноземистый 3,95-16,02% (в среднем 9,41%). Содержание же в рудах трехокиси хрома 2,73-37,83%, в среднем 17,4% [2]. Формирование хромитового оруденения, очевидно, осуществлялось в дунитах в зонах интенсивного высокотемпературного пластического течения вдоль полосчатости дунит-гарцбургитового субстрата массива. В процессе пластического течения происходила сегрегация хромшпинелидов в отдельные параллельные полосы, которая сопровождалась «выдавливанием» из них пластического оливина. В результате неравномерного «выдавливания» оливина сформировались хромитовые рудные образования от убого вкрапленных до густо вкрапленных. На последующих стадиях в локальных участках наибольших деформаций сформировались маломощные мономинеральные хромитовые жилки с массивной текстурой, из которых оливин был полностью удален. Полученные результаты позволяют предположить, что в Калнинском массиве хромитовое оруденение представлено преимущественно вкрапленными рудами с широкими вариациями содержаний хромшпинелидов. Для оценки перспектив рассматриваемой площади нами был использован метод оценки потенциальной хромитоносности гипербазитовых массивов по их химическому составу [7]. Данный метод позволяет выделять наиболее перспективные объекты для детальных работ на основании имеющихся петрохи-мических данных по различным массивам региона, а также определить перспективные участки для поиска хромитовых руд в пределах гипербазитового массива. Для этого необходимы силикатные анализы ги-пербазитов, выполненные по сравнительно равномерной сетке опробования, с соответствующей привязкой точек отбора проб. Параметры сети опробования определяются масштабом работ и размером объекта. В идеальном случае, при наличии проб по профилям скважин и (либо) расчлененном рельефе (наличии третьей координаты точки), возможно прогнозирование перспективных участков на глубину. Краткое описание методики прогнозной оценки по петрохимическим данным. В каждой пробе силикатным химическим анализом определяются содержания SiO2, MgO, FeO, Fe2O3 (упрощенная схема) и дополнительно TiO2, Al2O3, MnO, Cr2O3, 111111 (полный вариант). Далее рассчитывается комплексный показатель Z: 1) Z1 = y:M - y2h - y3; 2) Z2 = xjM - x2h - x3SiO2 - x4TiO2 + x5Al2O3 -X6Fe2O3 + xvFeO - x8MnO + x9MgO + x^C^ - X„, где yi_3, xi_n - константы, M = MgO/SiO2, h = Fe2O3 / (Fe2O3 + FeO), содержание окислов даны в массовых процентах. Положительные величины свидетельствуют о наличии хромитоносных (вмещающих хромовые руды) пород. Построение изолиний параметра (как для двухмерного, так и для трёхмерного опробования) позволяет выделить перспективные участки по положительным аномалиям [8]. Вышеуказанные уравнения рассчитаны методом линейных дискрими-нантных функций по данным более чем 300 полных силикатных анализов Уральской складчатой области. Эффективность методики 90-95% (теоретическая ошибка 5-10%). Для оценки северной части Калнинского массива обработаны 35 силикатных анализов из более чем 50 имеющихся разных авторов [5] и А.И. Чер-нышова. Часть анализов отбракована по причине отсутствия раздельного определения окисного и закисного железа. Из опыта предыдущих работ установлено, что наиболее оптимальным («контрастным») является суммирование упрощенного и полного показателя (Z3 = Zi + Z2). Характер его распределения по данному объекту приведен на рис. 2. Как видим, преобладающими являются положительные значения показателя, что свидетельствует о перспективности массива в целом. Полученный тип распределения дискриминатора близок к таковому в рудных выборках серпентинитов Урала (рис. 2) [9]. Отличием являются лишь значения Z3, большие 30, что нами объясняется присутствием силикатных анализов наименее выветрелых пород скважины с глубин, больших 100 м. Это можно рассматривать как благоприятный фактор для прогноза оруденения на глубину. Построение изолиний дискриминатора хромитоносности (Z3) на площади северного окончания массива (рис. 3) показывает, что имеющиеся рудоносные зоны [4] попадают в выделенные по изоли-нями потенциально благоприятные площади. Удлинение аномальных зон дискриминатора близко к простиранию прототектонической отдельности ду-нитов Аз. 295-335° (угол падения 60-70° на ЮЗ), вдоль которой залегают хромитовые тела [6]. Более того, наиболее перспективные участки (Z3 > 10) находятся южнее известных рудоносных площадей, где детальные поисковые работы не проводились. Это позволяет предполагать их продолжение по простиранию. Полученные результаты подтверждают связь особенностей химизма гипербазитов с наличием в них хромового оруденения, что позволяет рекомендовать разработанную методику для поисковых работ. Рис. 3. Оценка хромитоносности северной части Калнинского массива по петрохимическим данным. 1-5 - известные рудопроявления хромититов по С.Г. Катанову (2003 г.): 1 - пласты, линзы, шлиры, эшелонированные по падению и простиранию, 2 - отдельные линзы, шлиры (вне масштаба), 3 - единичные шлиры, «струйки», 4 - аллювиальные гальки, валуны, 5 - рудоносные горизонты вкрапленных хромитов; 6 - горные вершины; 7 - перспективные площади на хромититы, выделенные по комплексному петрохимическому показателю; 8 - наиболее перспективные площади (Z3 > 10); 9 - изолинии дискриминатора хромитоносности; 10 - северная граница массива. Построение изолиний дискриминатора хромито- носности (Z3) на площади северного окончания массива (рис. 3) показывает, что имеющиеся рудо- носные зоны [4] попадают в выделенные по изолинями потенциально благоприятные площади. Удли- нение аномальных зон дискриминатора близко кпростиранию прототектонической отдельности ду- нитов Аз. 295-335° (угол падения 60-70° на ЮЗ), вдоль которой залегают хромитовые тела [6]. Более того, наиболее перспективные участки (Z3 > 10) находятся южнее известных рудоносных площадей, где детальные поисковые работы не проводились. Это позволяет предполагать их продолжение по простиранию. Полученные результаты подтверждают связь осо- бенностей химизма гипербазитов с наличием в них хромового оруденения, что позволяет рекомендовать разработанную методику для поисковых работ.

Скачать электронную версию публикации