Вулканогенные пояса и их золото-серебряная минерализация

Вулканические структуры

Вулканические структуры, изучению которых я уделял особое внимание, имеют прямое отношение к пониманию эволюции субаэрального известково-щелочного вулканизма, сформировавшего системы вулканогенных поясов; ими характеризуются особенности вулканической деятельности, проявившейся в той или иной геологической ситуации; с ними связаны метасоматические преобразования вулканических пород; они являются локализаторами рудной минерализации, ими, наконец, определяются типы вулканогенных рудных месторождений / 24,25,30,31,34,37 /.

В пределах Тихоокеанской системы вулканогенных поясов выделяются следующие типы вулканоструктур: положительные; отрицательные; отрицательные, ассоциированные с эпизональными и субвулканическими интрузиями; вулкано-тектонические.

К положительным вулканоструктурам относятся: вулканические конусы, имеющие простое или сложное строение; гряды или цепочки вулканических конусов, трассируемые разломами прямолинейной или овально-дуговой формы, контролируемые бортами кальдерных депрессий; базальтовые плато; куполовидной или овальной формы поднятия, возникшие при внедрении магматических масс в земную кору, в приповерхностную ее зону. Сходные положительные формы возникают при поднятии блоков фундамета, на котором происходило формирование вулканогенных толщ.

К отрицательным вулканоструктурам относятся широко развитые кальдерные структуры оседания, часто образующие депрессии обрушения, просадки, сложенные одной фацией вулканитов или имеющие полифациальное (гетерогенное) строение. К отрицательному типу структур также относятся кольцевые грабены, иногда возникающие по периферии крупных структур оседания или обрушения; кальдеры; прикальдерные депрессии. К отрицательным вулканоструктурам, ассоциированным с эпизональными и субвулканическими интрузиями, относятся простые прикупольные депрессии или сложные депрессии, связанные с интрузиями внешней кольцевой зоны развития магматических масс плутогенной природы.

К вулкано-тектоническим структурами, имеющим положительные и отрицательные формы и довольно широко развитым в пределах различных звеньев вулканогенного пояса, относятся простые грабены и приразломные прогибы; горсты; моноклинали; сложные ассоциации вулканоструктур, имеющих отрицательные формы, выраженные в виде прогибов; грабен-синклинали; приразломные вытянутые линейные депрессии, сформировавшиеся при опускании отдельных блоков складчатого основания вулканитов.

Привлекают внимание развивавшиеся вокруг вулканов оседания; они обнаружены на периферии действующих вулканов на Камчатке и Гавайских островах. Их связывают с магматическими очагами, находящимися на глубинах 4-5 км. Точные измерения в районе Авачинского вулкана и на Гавайях показали, что эта периферия вулканов испытывает плавное и равномерное оседание, не сопровождающееся землетрясениями. Изучение этих обширных плавных просадок в различных звеньях Тихоокеанского вулканогенного пояса заставляет предполагать, что площади указанных отрицательных структур примерно соответствуют размерам магматического очага вулканов или группы сближенных эруптивных аппаратов.

Разумеется, этим перечнем вулканоструктур не ограничивается их разнообразие. Часто они с трудом распознаются из-за наложенной складчатости или эрозионного разрушения поверхности развития субаэрального вулканизма Тихоокеанского обрамления. Реконструкцию истории развития весьма распространенных кальдерных структур, с которыми чаще всего связана золото-серебряная минерализация, можно продемонстрировать на примере хорошо изученной Карамкенской палеовулканической структуры / 39 /.

Ее заложение относится к сеноман-туронскому времени, когда на пересечении разломов возник ряд вулканических центров, образовавших толщу дацитовых лав и туфов. Накопление вулканитов привело к обрушению поверхности и образованию овальной просадки длиной до 10 км и шириной до 6 км. Обрушение сопровождалось излиянием игнимбритов и выбросами пирокластов, сменившихся потоками базальтовых лав, которые и заполнили образовавшийся овальный прогиб. В конце мела по возникшим на периферии прогиба трещинам произошло излияние липаритов и кислых игнимбритов, за ними последовало внедрение субвулканических интрузий пестрого состава. Внедрение субвулканических интрузий сопровождалось гидротермальной деятельностью, образовавшей поле пропилитизированных пород размером 10х2 км. В нижней части пропилитизированной толщи образовались породы хлорит-эпидотового состава (глубина 1200-800 м), а в верхней (глубина 800-200м) - низкотемпературных пропилитов хлорит-карбонатного и хлоритового состава.

По образовавшимся в пропилитах радиальным трещинам усилилась гидротермальная деятельность, с которой связывается образование на глубинах 600-300 м зоны, сложенной кварц-адуляровыми и кварц-гидрослюдисто-адуляровыми породами, а на глубинах 300-200 м возникли кварциты гидрослюдисто-кварцевого состава с линзами каолинит-алунитовых метасоматитов. В самой верхней части сформировался пласт вторичных кварцитов.

Гидротермально-метасоматическая переработка пород в вулканогенных поясах

Вулканизм и метасоматическая деятельность в Тихоокеанской системе вулканогенных поясов сопровождались переработкой вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород; гидротермальным метасоматозом затронуты также и толщи основания пород, хотя именно эта сторона его проявления устанавливается не всюду из-за глубокого залегания фундамента.

Считается, что до сих пор не получено убедительных доказательств непосредственной связи образования метасоматитов и рудообразующих послемагматических процессов, особенно когда поиски фактов генетического родства между этими явлениями ограничиваются конкретными рудными объектами и комагматичными интрузиями в вулканогенных толщах, практически проявленными во всех вулканогенных поясах как в Восточно-Азиатской ветви, так и в Западно-Американской. Но это скорее кажущееся, чем в действительности существующее явление, и его смысл становится понятным, если проблему рассматривать в общем виде. Плодотворной идеей для такого подхода является гидротермальная кислотно-щелочная дифференциация пород -концепция, в свое время рассматривавшаяся Д.С.Коржинским / 12 /.

Изучение взаимоотношений формирования вулканических толщ, внедрения в них комагматичных интрузий, образования метасоматитов и отложения рудного вещества в отдельных вулканогенных поясах показывает, что в целом здесь ярко проявляются два класса гидротермального метаморфизма: региональный и околорудный / 24,34 /. Каждый из них отличается многостадийностью, разнообразием фаций, сложным соотношением с оруденением в зависимости от условий его проявления, но в общем, пожалуй, один и другой повторяют классические схемы образования метасоматитов / 18 /в областях современного активного наземного вулканизма.

В классе гидротермальных фаций регионального метаморфизма заметная роль принадлежит интрузиям и контролирующим их разломам и оперяющим нарушениям; иногда такие метасоматиты приурочены к вулканструктурам оседания. Как в первом, так и во втором случаях гидротермальной переработке подвергаются разного состава интрузии и вулканиты, ассоциированные в одних и тех же структурах. Этот тип метаморфизма распространен также в экзоконтактовых зонах, в которых развиваются типичные для гипабиссальных зон минералы: кварц, мусковит, хлорит, эпидот, альбит, карбонаты, цеолиты и др. Их количественные соотношения меняются от фаций пропилитов внутренней зоны к внешней. Во многих вулканогенных поясах фиксировались случаи, когда гидротермальный метаморфизм накладывается как на гранитоиды, так и на обрамляющие их поля ороговикованных пород, что указывает на более позднее послемагматическое его проявление. В подобных примерах характерно увеличение магнетита по мере удаления от интрузий.

Процессы гипабиссальной (среднетемпературной) пропилитизации протекают при активном привносе кремнезема в фации внутренней зоны и выносе его из внешних зон; при этом заметно возрастает роль трехвалентного железа, тогда как двухвалентное убывает. Направленность процесса подчеркивается выносом калия и кальция при некотором обогащении пород натрием, что и приводит к заметному изменению соотношения калия и натрия, которое меньше единицы (0,2-0,5), тогда как для неизмененных пород этот показатель колеблется в пределах единицы и более. Рассматриваемый тип пропилитизации сопровождается также увеличением количества сульфидной серы.

Среди метасоматитов, обычно относимых к гиабиссальным фациям / 36/, часто присутствуют кварциты, которые ассоциируются с интрузиями гранитоидов; можно предположить, что конечной формой именно этого типа гидротермального метаморфизма является образование вторичных (гидротермальных) кварцитов за счет метасоматической переработки вулканитов. Этот тип гидротермальных метасоматитов обнаружен во многих районах вулканогенных поясов, но особенно хорошо он изучен в Охотско-Чукотском поясе и в чилийском отрезке Перуанско-Чилийского пояса. При полном внешнем сходстве с рассматриваемыми ниже метасоматитами, с которыми тесно связана золото-серебряная минерализация, они имеют и некоторые отличия, на которых вкратце следует остановиться.

Этот, я бы сказал, высокотемпературный тип метасоматитов почти всегда контролируется разломами, имеющими продольное или поперечное направление по отношению к структурам вулканогенных толщ. Среди этих метасоматитов во многих случаях присутствуют серицит-кварцевые, каолинит-кварцевые, алунит-кварцевые и монокварцевые (пористые кварциты) породы. Они всегда ассоциированы с небольшими интрузиями гранитов, гранодиоритов, диоритов и образуют мощные (свыше 300 м) толщи гидротермально измененных вулканических пород. Гидротермальному изменению подвергаются и сами интрузии, с которыми ассоциированы эти вторичные кварциты. В латеральном направлении вторичные кварциты почти всегда обрамляются зонами эпидот-хлоритовых пород. В составе метасоматических зон иногда выделяются алунитовые, алунит-диаспор-каолинитовые, топазовые и монокварцевые породы; нередко присутствуют гидрослюды, рутил, пирит, зуниит, самородная сера. Иногда этим породам свойственен разнообразный набор высоко - и среднетемпературных минералов, среди которых, наряду с высокоглиноземистыми минералами (диаспором, андалузитом, алунитом, корундом, пирофиллитом), обычны типичные минералы грейзенов (топаз, зуниит, турмалин, флюорит), свидетельствующие о широком участии в метасоматических преобразованиях пород летучих компонентов. Роддер, Берзина, Сотников, Наибородин, Еремин и другие / 4 / считают, что при образовании этих пород в около интрузивных зонах существовали определенные режимы с высококонцентрированными растворами, высокими температурами минералообразования, разгрузкой гидротерм преимущественно в пределах субвулканических тел. Для них характерно медно-молибденовое порфировое оруденение.

Гидротермальный метаморфизм, связанный с субвулканическими фациями вулканогенных поясов, проявлен очень широко и наблюдается в разных их зонах; он довольно детально изучался в Охотско-Чукотском поясе. В своем пространственном размещении субвулканические фации в значительно большей степени подчиняются вулканоструктурам или контролирующим именно эти формы вулканической деятельности обширным разломам и оперяющим их дизъюнктивным структурам. Фациальное разнообразие метасоматитов субвулканического гидротермального вулканизма включает такие образования, как гидротермальные кварциты, являющиеся типичными продуктами кислотной переработки вулканитов, так и аргиллизиты, пропилиты, пропилитизированные породы, ортоклазовые метасоматиты и др.

Метасоматиты этого класса относятся, в общем, к низкотемпературным образованиям, развивающимися в разнообразных по составу породах как субвулканического, так и вулканического ряда. Они встречаются в отрицательных вулканоструктурах в виде больших залежей мощностью в несколько сотен метров; часто вдоль разломов формируются линейные зоны длиною в десятки или даже сотни километров; иногда на поверхности выделяются осветленные или ярко окрашенные в бурые тона окислами железа аргилиты, кварциты и т.д.

Не все типы низкотемпературных метасоматитов с одинаковой интенсивностью образуются по одним и тем же породам; в проявлении этого процесса наблюдается некоторая избирательность, вероятно, обусловленная щелочно-кислотным показателем растворов, кислородным потенциалом и термодинамической обстановкой. Гидротермальные кварциты возникают преимущественно в кислых породах: липаритах, туфах, игнимбритах, реже в андезитах и еще реже в базальтах. Аргиллизиты обычно занимают верхнюю зону наиболее интенсивного выщелачивания кислых вулканитов; они связаны различными переходами с кварцитами и пропилитами. В качестве внешней фации многих рудных полей последние возникают в связи с андезитами, базальтами, в виде обособленных массивов проявляются и в вулканитах более кислого состава. В некоторых районах вулканогенных поясов прослеживаются зоны гидротермально измененных пород, в верхней части которых залегают аргиллизиты, затем ниже идут кварциты, под ними находятся пропилиты, нередко наложенные на среднетемпературные (гипабиссальные) пропилиты с эпидотом. Ортоклазовые метасоматиты образуются за счет пород андезитового состава, а также на субвулканических липаритах и дацитах.

Минеральный состав низкотемпературных метасоматитов разнообразен. Для аргиллизитов характерны алунит, каолинит, диккит; в них иногда присутствуют сульфаты железа, ассоциированные с сульфидами. Низкотемпературные кварциты слагаются кварцем с гидрослюдами, адуляром, хлоритами, но встречаются и такие сравнительно редкие минералы, как топаз, флюорит, апатит. Список минералов в пропилитах, особенно когда в них проявляются черты ксенотермальности, несколько расширяется; эти породы слагаются кварцем, гидрослюдами, хлоритами, карбонатами с адуляром, эпидотом, цеолитами. Наконец, сравнительно редкие ортоклазовые метасоматиты характеризуются ортоклазом, биотитом, в меньшей степени альбитом .

Детали механизма образования широкой гаммы метасоматитов, замещающих вулканиты как кислого состава, так и среднеосновного, освещены в работах многих отечественных и зарубежных исследователей, где раскрывается сущность этого сложного процесса и крайне важного для понимания близповерхностного золото-серебряного рудообразования / 10,11,32,35 /. Поэтому отмечу лишь главнейшие тенденции его развития, основываясь на материалах различных исследователей и своих личных наблюдениях /24,26,33/.

В целом, развитие метасоматитов сопровождается выносом петрогенных элементов и перераспределением металлов. Даже кремнекислота, количество которой в монокварцитах достигает 80% и более, играет некоторую роль в балансе выщелачиваемого вещества, хотя кремний, так же как и алюминий, составляющий сущность низкотемпературной кислотно-щелочной переработки вулканогенных толщ, обладает наименьшей относительной подвижностью, по сравнению со всеми другими элементами. Это и понятно, так как процесс протекает в таком температурном интервале, когда активность аниона СО2 резко возрастает, а аниона SiO2 - снижается, определяя тем самым и подвижность Аl. Вспомним в связи с этим, что в последней стадии образования даже среднетемпературных кварцевых жил увеличивается их карбонатный компонент. Алюминий в основном подвергается перераспределению.

В развитии низкотемпературного метасоматоза важную роль играет калий, который в некоторых случаях, подавив подвижность алюминия, выносится (монокварциты), а в других - накапливается, что подчеркивается развитием адуляризации. В целом же его баланс, вероятно, должен быть положительным, и именно поэтому низкотемпературный гидротермальный метаморфизм вулканических толщ следует рассматривать как калиевый метасоматоз со всеми вытекающими отсюда последствиями. Однако это утверждение действительно только для последней стадии развития процесса, когда перераспределение кремния и алюминия в основном произошло, иными словами, когда кислотное выщелачивание ослабевает и кислая среда сменяется на щелочную.

Натрий, кальций и магний подвергаются активному выносу и перераспределяются между отдельными фациями метасоматитов, например при развитии карбонатизации, хлоритизации.

Для низкотемпературного гидротермального метаморфизма практически во всех Тихоокеанских вулканогенных поясах в целом характерен положительный баланс воды, и эта тенденция ярко выражена в новообразованных минералах, содержащих ее в своих решетках (гидрослюды и др.).

Гидротермальный метасоматоз в собственно рудную стадию его развития и формирующиеся при этом гидротермально измененные породы прежде всего обладают вертикальной зональностью и характеризуются пространственно-временными соотношениями с оруденением; на золото-серебряных месторождениях рассматриваемых поясов с удивительным постоянством выделяются три зоны метасоматических образований: нижняя пропилитовая подрудная с эпидот-альбитовой подзоной, околожильная кварц-пропилитовая рудной минерализацией и надрудная аргиллитовая.

Подрудная зона, как правило, слагается эпидот-карбонат-хлоритовыми породами, обычно развивающимися по вулканитам средней основности; книзу она сменяется эпидот-альбитовыми породами, характеризующими более высокие температуры ее образования, чем у собственной рудной зоны.

Залегающие на этих породах кварц-пропилитовые породы являются рудной зоной, вмещающей золото-серебряное оруденение; пределах описываемых поясов подобная зона является вмещающей и для ряда других рудных формаций, от рассмотрения которых я намеренно уклоняюсь в связи с задачей, которую поставил перед собой. Почти всегда наиболее продуктивной частью этой рудной зоны является подзона гидротермальных кварцитов или гидрослюдисто-кварцевых пород. В этих метасоматитах качестве типоморфных минералов присутствуют гидрослюды со структурой 1М, 1М+2М1 и ЗТ. В околожильных метасоматических образованиях, кроме гидрослюд, широко распространен адуляр, а в периферических частях - глинистые минералы; иногда появляются пирит, ярозит, рутил, лейкоксен, гидроокислы железа.

Надрудная верхняя зона почти всегда слагается каолинитом и кварцем, хотя в некоторых случаях развивается алунит существенно калиевой разновидности, с соотношением К2О/Nа2 равным 20-45. Такие минералы, как диккит, накрит, галлуазит, монтмориллонит, имеют второстепенное значение, хотя именно по ним можно судить о среде накопления кварца и о характере минералообразующих растворов. В ассоциации с названными минералами иногда появляются пирит, марказит, антимонит, киноварь /39,42/.

Золото-серебряная минерализация Тихоокеанской системы вулканогенных поясов

В пределах Тихоокеанской системы вулканогенных поясов золото-серебряная минерализация проявлена чрезвычайно ярко и в высшей степени мощно, значительно сильнее, чем любой другой типоморфный для этих структур металл (олово, медь, вольфрам, молибден, ртуть), - встречающийся в Тихоокеанских вулканогенных поясах в различных по характеру и размерам месторождениях. Промышленные концентрации указанных элементов часто образуют и обширные линейно вытянутые зоны, но, тем не менее, проявляются локально. К ним, например, можно отнести медный Чилийско-Перуанский пояс или оловоносную зону Сихотэ-Алиня, или ртутоносные зоны Северо-Востока Азии и т.д.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5