ГлавнаяВ результате преобразования рудных залежей изменяются структурные условия их локализации, форма рудных тел, текстурно-структурные особенности руд, упругие свойства руд и их минеральный состав, появляются новые минералы, иногда относимые к другим металлогеническим процессам, происходит мобилизация рудных компонентов, сопровождающаяся их перегруппировкой и переотложением. Процесс преобразования руд протекает не одноактно, а в несколько этапов и стадий, отвечающих изменениям термодинамических и тектонических условий метаморфизма. Стадийное преобразование руд на прогрессивном этапе метаморфизма происходит в условиях относительно устойчивых температур и давлений при постоянном режиме серы, в восстановительных условиях, при меняющейся кислотности метаморфических флюидов. Регенерация руд на регрессивном этапе метаморфизма совершается в открытой системе в обстановке меняющихся режимов серы и кислорода на фоне постепенно снижающихся температур и давлений. Под воздействием тепловых и гидротермальных потоков руды преобразуются в условиях термоградиентных полей.
С нарастанием степени метаморфизма увеличивается степень пере-отложения рудного вещества, однако даже в экстремальных условиях метаморфизма консервируются черты первичного рудонакопления: общее согласное залегание руд с вмещающими их толщами, приуроченность к трансформированным палеотектоническим структурам, реликты первичных текстур и структур руд, закономерное первичное распределение промышленных и попутных компонентов, унаследованность изотопного состава рудного свинца и серы сульфидов.
На ранних стадиях прогрессивного метаморфизма перемещение сульфидного вещества ограничивается главным образом контурами стратиформных тел. Остаточные высококонцентрированные растворы (а возможно, и рудные расплавы) поздней стадии формируют пластообразные и жильные тела как в контурах пластовых залежей, так и на их флангах.
На регрессивном этапе метаморфизма происходит регенерация сульфидного вещества с образованием прожилково-вкрапленных рудных залежей в узких тектонических зонах. Процесс регенерации первичных сульфидных концентраций наиболее ярко протекает на стратиформных свинцово-цинковых месторождениях в карбонатных породах и сопровождается формированием новых рудных тел в субпластовых срывах, в полостях отслоения и послойного брекчирования. При этом возможен дополнительный привнос рудного вещества с рудотрансформирующими флюидами.
Выявление особенностей метаморфического преобразования стратиформных месторождений, а также рудоформирующих процессов, сопряженных с метаморфизмом, имеет прикладное значение, так как при этом возникают новые или сочетающие первичные и вновь образованные обстановки нахождения месторождений, представляющие большой практический интерес при прогнозно-поисковых работах. Особенно важен в указанном аспекте анализ трансформаций структур месторождений и формы рудных залежей, обусловливающих усложненные обстановки проведения поисковых работ. Что касается преобразования текстурно-структурных особенностей руд и их минерального состава, то при этом возникают дополнительные поисковые признаки: зоны развития переотложенной рассеянной прожилково-вкрапленной минерализации, нерудных металлов, связанных с метаморфизмом сульфидных залежей (ганит, цинксодержащий ставролит и др.) и т. д.
Особенности трансформации структур месторождений и формы рудных залежей при метаморфизме. В зависимости от интенсивности регионального метаморфизма и тектонических деформаций первичные структуры месторождений испытывают изменения в различной степени: от самых незначительных (месторождение Мак-Артур, Австралия) до полностью преобразованных. К числу последних, например, принадлежат месторождения Брокен-Хилл (Австралия), Белоусовское, Филизчай, рудные тела которых, накопившись в узких линейных прогибах, расположены сейчас в антиформных структурах, залегая в разрезе рудовмещающих пород, имеющих крутое залегание или падения, обратные последовательности их стратиграфического напластования.
Сочетание преобразованных конседиментационных и новообразованных рудовмещающих структур в пределах одного месторождения приводит к резкому усложнению условий локализации стратиформных залежей — нарушению их согласного залегания с вмещающими породами и наращиванию стратиформных рудных тел в новообразованных секущих структурах регенерированными рудами. Эти процессы могут происходить в таких масштабах, что от первичной в целом стратиформности рудных тел могут сохраниться отдельные признаки, распознаваемые только при детальном исследовании метаморфизованных месторождений.
Преобразование формы рудных тел с нарастанием степени регионального метаморфизма осуществляется двумя путями. С одной стороны, увеличение степени метаморфизма и тектонических деформаций приводит к значительному упрощению рудных залежей. Например, первичные пласто- и линзообразные рудные тела Белоусовского месторождения в результате перегруппировки вещества в процессе формирования Иртышской зоны смятия были преобразованы в серию узких, сравнительно маломощных, но протяженных лентообразных тел с многочисленными раздувами, пережимами и апофизами. В целом по структуре месторождения уменьшение мощности отложений и рудных тел при изоклинальной складчатости оценивается в 1,5 раза. Процессы метаморфизма и изоклинальной складчатости приводят также к смятию и уплощению секущих трубообразных тел хлорит-серицитовых и кварц-серицитовых метасоматитов, расположенных в лежачем боку пластообразных рудных залежей.
С другой стороны, при перераспределении рудного вещества оно нагнетается в ядерные части складок, что приводит к резким раздувам мощности тел на отдельных участках либо придает телам в целом факоидальную (чечевицевидную) форму.
Одной из примечательных особенностей залегания рудных тел регионально метаморфизованных стратиформных месторождений является совпадение их пространственной ориентировки с элементами залегания осевых поверхностей складок, сланцеватости и линейности, возникающих на ранних этапах деформации. В частности, на месторождении Брокен-Хилл рудные линзы располагаются параллельно осевым поверхностям складок и их склонение контролируется ориентировкой линейности.
Формы рудных тел испытывают резкие изменения также в результате тектонического разлинзовывания и будинажа, которые особенно широко проявлены на месторождениях, залегающих среди метаморфизованных гетерогенных слоистых осадочных и вулканогенно-осадочных толщ. Если будинаж захватывает только отдельные слои руд в пределах пластообразных залежей, то тектоническое разлинзовывание может охватывать целиком всю залежь, расчленяя ее на серию линзовидных блоков различной протяженности и мощности. Иногда тектонические рудные линзы, часто с блоками вмещающих пород, отделены друг от друга зонами развития метаморфогенно-метасоматических амфибол-плагиоклазовых пород или кварц-мусковитовых сланцев. Интенсивность тектонического разлинзовывания, размеры тектонических линз и амплитуда их смещения друг относительно друга зависят от конкретной геологической ситуации, в первую очередь от степени анизотропии рудовмещающего разреза. В частности, усиление степени тектонического разлинзовывания рудных тел на Холоднинском месторождении установлено именно там, где в рудовмещающем разрезе увеличивается доля мощных жестких тел колчеданных руд.
По данным Ю.И. Демина и других исследователей, условия переработки ранее существующих рудных образований при контактовом метаморфизме определяются конкретной геологической обстановкой, режимом и динамикой развития теплового поля интрузивных массивов. Выделяются следующие основные обстановки преобразования.
1. Месторождение находится на значительном расстоянии от гранитного массива, который создает температурное поле на месторождении с небольшими температурами и незначительным градиентом. Поле вызывает перекристаллизацию руд и трансформацию их минерального состава.
2. Месторождение располагается в области воздействия крупного интрузива с мощным и неоднородным тепловым полем, которое вызывает почти полную переработку месторождения с миграцией рудных элементов на расстояние до первых километров и формирование новой зональности рудного поля и месторождения.
3. Месторождение локализовано в поле близко расположенного, но небольшого по размерам интрузива. Его тепловое поле вызывает радикальную переработку существующих руд без значительного перемещения рудного вещества.
Указанные обобщенные обстановки трансформации месторождений под воздействием тепловых полей модифицируются, а масштабы миграции рудного вещества и условия последующей концентрации и рассеивания мобилизованного вещества зависят от конкретных геолого-структурных условий интрузивного массива и развития теплового поля.
В относительно закрытых структурах масштабы миграции и степень распыленности вещества значительно меньше по сравнению с хорошо проницаемыми структурами. Сочетание в разной степени дислоцированных дометаморфических рудных залежей, непосредственно наращивающихся переотложенным веществом на флангах, с вновь образованными рудными телами, обычно приуроченными к секущим тектоническим нарушениям разного ранга и механизма образования, и формирует новые обстановки проведения прогнозно-поисковых работ.
В некоторых рудных районах (Центральный Казахстан, Западное Забайкалье, Рудный Алтай и др.), характеризующихся развитием карбонатных или карбонатсодержащих рудоносных горизонтов в зонах экзоконтактов гранитоидных массивов, образуются скарнированные свинцово-цинковые месторождения. По данным Г.Н. Щербы, Э.Г. Дистанова, А.Г. Натарова и других исследователей, а также по нашим наблюдениям на скарнированных свинцово-цинковых проявлениях Монголии и Швеции, они отличаются от типовых свинцово-цинковых скарновых объектов наличием догранитных рудных тел, претерпевших перекристаллизацию и перераспределение, наложенпостыо скарнов на первичные руды, приуроченностью к деформированным конседиментационным структурам и характерным литолого-стратиграфическим уровням, вмещающим в этих районах не затронутые метаморфизмом свинцово-цинковые или ассоциирующиеся с ними гематитовые с повышенным количеством свинца и цинка месторождения. В рудных телах среди скарнов и контактовых роговиков в большинстве случаев сохраняются реликтовые текстуры и структуры руд, отражающие первичные условия их накопления. Наблюдается также сочетание этих реликтовых форм выделения сульфидов с вновь образованными при метаморфизме и перераспределении первичного вещества. На скарнированных месторождениях сохраняется также зональность, свойственная нескарнированным объектам, на фоне которой участки богатых свинцово-цинковых руд в скарнах формируют секущие рудные столбы. Они приурочены только к тем участкам месторождений, которые подвергались непосредственному воздействию гранитоидов.
Существенные преобразования структур и формы рудных залежей стратиформных свинцово-цинковых месторождений в карбонатных толщах происходят в процессе поздних складчатых и разрывных дислокаций, когда формируются мощные зоны трещиноватости, полости отслоения и другие структурные элементы, по которым могут циркулировать гидротермальные растворы.
Подток горячих растворов по каналам, контролируемым тектоническими зонами, формирует вдоль них локальные ореолы пропаривания, отчетливо фиксируемые декрептометрическими методами. Выделяется несколько морфологических типов ореолов пропаривания.
Наиболее существенное значение в преобразовании рассматриваемых месторождений принадлежит послойным и субсогласным ореолам, связанным с продвижением гидротермальных растворов по контактам рудных залежей с вмещающими породами и субсогласными зонами рассланцевания и дробления. Как правило, они представляют собой лентообразные зоны, выходящие за пределы рудных тел лишь на первые метры вкрест простирания. Иногда несколько сближенных ореолов формируют зону мощностью до сотен метров, в которой полосы пропаренных и не затронутых этим процессом пород и руд чередуются между собой. В случае сочетания субсогласных ореолов с секущими создаются блоковые и мозаичноблоковые ореолы, захватывающие достаточно обширные и сложнопостроенные зоны пронаривания.
Совпадая в пространстве с положением рудных залежей, локальные ореолы пропаривания определяют разномасштабную трансформацию ранее образованных рудных концентраций: их метаморфическую перекристаллизацию, интенсивное перераспределение, переотложение и вынос сульфидного вещества.
Переотложенное рудное вещество образует в пределах ореолов пропаривания зоны развития брекчиевых и прожилково-вкрапленных галенит-сфалерйтовых руд. Преобразование руд сопровождалось развитием субпластовых зон внутрислойного брекчирования рудовмещающих пород. Уплощенные обломки доломитов цементируются субпараллельными прожилками крупнозернистого доломита, что в целом придает породе грубополосчатый облик («зебра-доломиты»). Процесс преобразования заканчивается формированием нерудной прожилковой минерализации, которая сопровождается, в свою очередь, частичным переотложением свинцово-цинковых руд в виде поздней рассеянной вкрапленности.
В процессе преобразования рудных залежей трансформируется их форма. Анализируя распределение реликтовых первичных руд по простиранию рудовмещающих толщ месторождений Сарданского рудного района, можно прийти к заключению, что они имели формы рудных лент или рудных линз. За счет наращивания переотложенной минерализации рудные тела приобретают наиболее распространенную на месторождениях форму столбообразных и таблицеобразных залежей промышленных свинцово-цинковых руд.
Типовые модели обстановок нахождения трансформированных месторождений. Изложенные материалы вскрывают наиболее характерные изменения структур месторождений и формы рудных залежей, искажающие в той или иной степени первичные условия локализации месторождений в зависимости от интенсивности и характера метаморфизующих факторов, их сочетания по формам проявления при различной сохранности первичных обстановок. Из максимально возможного сочетания первичных и образованных обстановок нахождения месторождений, определяющих условия проведения прогнозных и поисковых работ, выделяются только семь обстановок, представляющих интерес при прогнозно-поисковых работах (см. рисунок):
1) характеризующиеся низкой интенсивностью изменения структур месторождений, формы рудных залежей, состава и текстурно-структурных особенностей руд, т. е. наиболее близкие первичным условиям локализации месторождений (месторождения Озерное, Юбилейное, Мак-Артур и др.);
2) возникшие в результате динамометаморфических преобразований в пределах локальных зон рассланцевания и смятия в условиях метаморфизма зеленосланцевой фации, с наклонными и крутопадающими рудными телами (месторождения Текелийское, Учалинское, Сибайское и др.);
3) связанные с низким уровнем преобразования состава и текстурноструктурных особенностей руд в условиях метаморфизма от зеленосланцевой до эпидот-амфиболитовой фаций метаморфизма с крутопадающими, субвертикальными, опрокинутыми и сложнодислоцированными рудными телами (месторождения Филизчайское, Белоусовское, Мауят-Айза, Розбери и др.);
4) вызванные контактовым метаморфизмом вмещающих пород и руд со слабой дислоцированностью рудных тел, но с интенсивным преобразованием вмещающих толщ, преотложением и регенерацией рудного вещества (месторождения 50 лет Октября, Ново-Березовское, Маинское и др.);
5) характерные для зон преобразования рудных тел п вмещающих пород в условиях интенсивного контактового и регионального метаморфизма в фациях роговиков, эпидот-амфиболитовой, амфиболитовой и гранулитовой со сложно- и многоэтапнодеформированными рудными телами (месторождения Холоднинское, Дегтярское, Брокен-Хилл и др.);
6) обусловленные контактовым метаморфизмом свинцово-цинковых руд, залегающих в карбонатных средах, придающие месторождениям характеристики скарновых контактово-метасоматических объектов (месторождения Карагайлинское, Назаровское, Ульзутуй, Гарпенберг и др.);
7) вызванные переотложением и регенерацией рудного вещества с локализацией его в новообразованных структурах под воздействием регионального и контактового метаморфизма рудных тел и их переработки гидротермальными растворами в ореолах пропаривания (месторождения Capданское, Уруйское, Старковское и др.).