К вопросу петрографии габбро-сиенитового комплекса на Шалымском участке Кондомского железорудного района

ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ _ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 177 1971

К ВОПРОСУ ПЕТРОГРАФИИ ГАББРО-СИЕНИТОВОГО КОМПЛЕКСА НА ШАЛЫМСКОМ УЧАСТКЕ КОНДОМСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО РАЙОНА

Г. М. ИВАНОВА

Шалымский участок охватывает водоразделы рр. Шалым, Б. Ка-менушка, Таенза и занимает среднее положение между Таштагольским и Шерегешевским участками Кондомского железорудного района в Горной Шории.

Интрузивные образования габбро-сиенитового комплекса этого участка представлены двумя крупными массивами сиенитового состава — Шалымским и Таензинским и рядом штокообразных тел габбро и габбро-порфиритов. Вмещающими породами комплекса являются эф-фузивно-осадочные породы мундыбашской свиты среднего кембрия. Литологически они представлены альбитофирами и их туфами с линзами и прослоями известняков и песчаников. Довольно часто эти эффу-зивно-туфогеновые образования бывают сильно изменены в результате динамометаморфизма до порфироидов и метаморфических сланцев. В структурном отношении вмещающие породы среднего кембрия на участке слагают II структурный этаж и образуют антиклинальную складку, вблизи сводовой части которой расположено Шалымское месторождение.

Интрузивные образования габбро-сиенитового комплекса на данном участке формировались в три последовательные фазы: I фаза — габбро, габбро-порфириты пироксеновые; II фаза — сиениты различных разновидностей; III фаза — жильные образования (дайки—диабазы, диориты, кварцевые порфиры).

Породы I интрузивной фазы. I интрузивная фаза представлена штокообразным телом габбро, встреченным на Черничном участке скважинами 186, 291, 299, 283, 272 и штоками пироксеновых габбро-порфиритов, прослеженных до глубины 250 м скважинами 250, 252. Наиболее крупными являются два тела (0,35—0,4 км2), имеющих в плане несколько вытянутое субмеридиональное и субширотное простирание и располагающихся в верховьях кл. Суммарного и р. Б. Каме-нушки в непосредственном контакте с сиенитами Шалымского массива в его северной части.

Интрузивный характер этих порфиритов прослеживается здесь довольно четко, а именно, они прорывают эффузивно-осадочные образования среднего кембрия и, в свою очередь, рвутся интрузией сиенитов. Это же самое наблюдается и в отношении пород габбрового состава. Контакты габроидных тел с вмещающими породами чаще всего

Заказ 7323 33

четкие с зонами закалки, лишь иногда наблюдается незначительное ороговикование.

Г а б б р о на участке встречается двух разновидностей — порфировое и крупнозернистое. Причем порфировидное габбро тяготеет в основном к краевым частям тела, крупнозернистое к центральным.

Крупнозернистое габбро имеет панидиоморфнозернистую структуру и следующий минералогический состав: моноклинный пироксен --40%, основной плагиоклаз — 60%. Пироксен представлен широкими табличными бесцветными зернами со следующими оптическими константами: ^= 1,695+0,002; Ыт = 1,627+0,002; Ыр = 1,672 + 0,032; CNg = 48°; 2У — +60°, что соответствует авгиту. Плагиоклаз обычно имеет удлиненно-таблитчатую форму и двойниковое строение. По оптическим" свойствам 1,567 + 0,002; Мт = 1,562 + 0,002; N¡3 1,559 + 0,002; 2У = +80°) он относится к Лабрадору № 60. Плагиоклаз и пироксен обладают примерно равной степенью идиоморфизма по отношению друг к другу, что говорит об их одновременном выпадении и:< магматического расплава в момент кристаллизации породы. Из акцессорных минералов в породе наблюдаются магнетит, апатит, реже сфен.

В габбро порфировой структуры выделения представлены зернами плагиоклаза того же состава, что и в крупнозернистых вышеописанных разностях. Основная масса породы имеет сидеронитовую структуру и слагается плагиоклазом № 60, пироксеном-авгитом и магнетитом. Количественный минералогический состав порфировидного габбро следующий: плагиоклаз — 35%, пироксен — 40%, магиетш --25%. Магнетит, представленный мелкими зернами, как правило, ксено-морфен по отношению к плагиоклазу и пироксену, при этом отчетлив:) видно, что он занимает промежутки между зернами указанных минералов, как бы цементируя их. Тогда как зерна плагиоклаза и пироксена обладают одинаковой степенью идиоморфизма по отношению друг к другу. Из вторичных постмагматических минералов встречаются ак-тинолит, биотит, серицит, соссюрит. По пироксену, как правило, развивается вторичный амфибол-актинолит с оптическими свойствами: ^ = 1,667 + 0,002; N171 = 1,658 + 0..002; Мр = 1,647 + 0,002; С^ == 14°; 2У = —64°, а также биотит. По плигиоклазу обычно развиваются серицит и соссюрит. Наиболее интенсивные вторичные изменения в габбро проявились под воздействием внедрения сиенитов, что отчетливо можно наблюдать по скважинам № 286, а также № 299. Здесь габбро на контакте с сиенитами подвергаются полному метасоматическому замещению с образованием породы, почти полностью сложенной кали-шпатом.

Пироксе новые габбро-порфирит ы имеют порфировую структуру с выделениями пироксена размером до 7—8 мм, составляющими 35—40% от общей массы породы. Оптические свойства пироксена: ^ = 1,698 + 0,002; Ыт = 1,678 +0,002; Ыр =1,675 + 0,002; = 48°; 2У=44°. Основная масса имеет гипидиоморфнозернистую, иногда габбровую структуру с зернами плагиоклаза № 60—63 и пироксена. Большей частью она бывает забита вторичными минералами — биотитом, актинолитом, эпидотом, карбонатом, иногда развивается большое количество хлорита. Пироксен порфировых выделений часто замещается амфиболом-актинолитом со следующими оптическими свойствами: N8= 1,663+0,002; №п= 1,648 +0,002; Ыр = 1,643 + 0,002; 14°, 2У = — 64°. Кроме актинолита, развивается также биотит в виде мелкочешуйчатого агрегата.

Породы II интрузивной фазы, (сиенитоиды). Основной составной частью комплекса на Шалымском участке являются сиениты, представленные двумя параллельными массивами: западным --Шалымским и восточным — Таензинским. Расстояние между ними

в среднем составляет 0,9—1,2 км. Оба выхода сиенитов, по всей вероятности, на глубине соединяются, образуя одно тело штокообразной формы. Данное предположение подтверждается петрографическим, петро-химическим составом их, а также структурным положением. Так в при-контактовой части западного (Шалымского) выхода сиенитов наблюдаются мелкозернистые щелочные сиениты. Подобные же сиениты встречены на глубине 300 м в скважине № 252, расположенной в 850 м восточнее этого контакта. У западного контакта восточного — Таензинского выхода сиенитов также присутствуют мелкозернистые щелочные сиениты. Таким образом, между двумя крупными выходами сиенитов наблюдается, видимо, как бы чашеобразной формы кровля сиенитового тела. Общее падение тела и большинства апофиз восточное, с углами от 60 до 90°. Таким образом, внедрение магмы сиенитового состава, вероятно, шло по 'направлению с востока на запад.

В плане западный — Шалымский массив имеет сложноочерченную форму субмеридионального простирания общей площадью в 8,2 км2 при максимальной длине 5,5 км и ширине 2,5 км. Гребенчатая кровля этого массива особенно четко видна в районе Шалымского месторождения, расположенного вблизи северо-западной оконечности Шалымского массива. Железорудное месторождение здесь подстилается на глубине 150—250 м интрузией -сиенитов с отходящими вверх от нее апофизами, с которыми обычно ассоциируют рудные тела, подчиненные тем же структурам. Таензинский массив располагается восточнее Шалымского на водоразделе рр. Таенза и Б. Каменушка. Он имеет несколько неправильную форму также субмеридионального простирания с общей площадью в 3,7 км2 при максимальной длине 4,5 км и ширине 3 км.

Контакты сиенитов с вмещающими породами встречаются различные: как четкие закаленные, так и расплывчатые с неровными границами за счет калиевого метасоматоза. Довольно часто наблюдается скар-нирование, при этом встречаются как экзоскарны, так и эндоскарны. Судя по положению контактов сиенитовых массивов и их отпрысков, видно, что внедрение сиенитовой массы подчинено в основном восточным и широтным трещинным зонам дробления.

Внутреннее строение тела сиенитов находится в соответствии с его внешней формой. В частности, в приконтактовых частях, как правило, находятся мелкозернистые щелочные сиениты, с удалением от контакта постепенно увеличивается размерность зерен, а также несколько меняется соста в — появляется плагиоклаз и роговая обманка. Структура породы становится крупнозернистой, иногда порфировидной. Таким образом, на контакте с вмещающими породами происходило быстрое остывание расплава и закалка сиенитов. Западный и восточный (Шалымский и Таензинский) массивы несколько отличаются по разновидностям сиенитов, слагающих их. Так, Шалымский массив сложен в основном щелочными и известково-щелочными роговообманковыми сиенитами, тогда как Таензинский массив представлен главным образом лейко-кратовьши известково-щелочными сиенитами, в поле которых в виде пятен встречаются роговообманковые известково-щелочные разности. Кроме этих разновидностей здесь присутствуют также, правда в незначительном количестве, щелочные сиениты.

Щелочные кварцевые сиениты под микроскопом обнаруживают структуру, близкую к аплитовой. Минералогический состав их следующий: калишпат — 80—85%, кварц—10—15% плагиоклаз — 0—5%. Калиевый шпат представлен таблитчатыми зернами размером 2—3 мм с оптическими свойствами: Ng= 1,527 + 0,002; Nm— 1,525 + 0,002; Np = 1,521 + 0,002; 2*4 = — 83°, что соответствует калиево-натро-

вому составу с содержанием около 25% альбитовой молекулы. Плагиоклаз, присутствующий в некоторых разностях сиенитов от 2 до 5%, имеет следующие оптические константы: = 1,543+0,002; Ыр = 1,535+0,002; 2У= +80°, что соответствует альбиту № 10. Из акцессорных минералов обычными являются магнетит, сфен, реже апатит. Вторичные ¡изменения проявились в интенсивном замещении плагиоклаза серицитом. Калиш-пат, в свою очередь, приобретает бурый цвет за счет пелита, альбита и карбоната.

Разновидностями описанного выше кварцевого щелочного сиенита являются, с одной стороны, разности, не содержащие совершенно свободной кремнекислоты, а с другой — сиениты, переходящие в лейкокра-товые граносиениты с содержанием кварца до 20—25%. Бескварцевые сиениты в пределах Шалымского участка встречаются в ничтожном количестве. Граносиениты наблюдаются в основном на некоторых периферических участках Шалымского сиенитового массива. Калиевый полевой шпат в этих разновидностях того же состава, что -и в ранее описанных кварцевых щелочных сиенитах.

Из в ест.ков о-щ елочные лейкократовые кварцевые сиениты пользуются развитием на площади 'Гаензинского массива и слагают здесь большую часть его. Средний минералогический состав их: калишпат — 60%, плагиоклаз — 30%, кварц — 7—10%. Под микроскопом обнаруживается гипидкоморфнозернистая структура со следующей последовательностью идиоморфизма — плагиоклаз, калиевый шпат, кварц. Плагиоклаз образует удлиненно-таблитчатые кристаллы размером до 7—8 мм. Многие из зерен плагиоклаза обрастают каймой калишпата. Оптические свойства плагиоклаза следующие: — 1,546 + 0,002; N01— 1,542 + 0,002; Ыр = 1,537 + 0,002; 2У = + 80°, что соответствует олигоклазу № 13. Калиевый полевой шпат представлен удлиненно-таблитчатыми ксеноморфными по отношению к плагиоклазу зернами с оптическими свойствами: ^=1,527+0,002; Ыт= 1,525+0,002; Ыр = 1,521+0,002; 2У = —83°, что соответствует минералу с содержанием 25% альбитовой молекулы. Кварц обычно ксеноморфен по отношению к плагиоклазу и калишпату и, как правило, выполняет промежутки между ними. Из акцессорных минералов обычными являются сфен, магнетит, апатит, иногда циркон. Вторичные изменения в породе выразились в серицитизации, альбитизации, пелитизации и слабой карбона-тизации.

Известков о-щ елочные рогообманковые кварцевые сиениты составляют значительную часть площади Шалымского массива и небольшой участок в центральной части Таензинского массива, располагаясь здесь в поле известково-щелочных лейкокра-товых сиенитов. Средний минералогический состав породы: калиевый шпат — 50%, плагиоклаз — 30%, кварц— 10%, роговая обманка — 8—10%. Структура породы гипидкоморфнозернистая со следующей последовательностью идиоморфизма: роговая обманка, плагиоклаз, калиевый полевой шпат, кварц. Роговая обманка обыкновенная, представлена короткопризматическими кристаллами с ромбовидным поперечным сечением, плеохроирует она от светло-зеленого цвета по Ng до бесцветного по Ыр. Оптические свойства ее следующие: 1,660 + 0,002; Ыт = 1,651 + 0,002; Ыр = 1,643 + 0,002; СЫ§ = 25°; 2У = —80°. Плагиоклаз встречается в виде удлиненно-таблитчатых кристаллов величиной до 6—7 мм с полисинтетическим двойниковым строением. Плагиоклаз обычно бывает интенсивно замещен серицитом и соссюритом, так что сохраняется лишь внешняя кайма зерен, очевидно существенно раскисленная, показывающая оптические свойства: Ы§; = 1,544 + 0,002; Ыш = 1,541 + 0,002; Ыр — 1,538 + 0,002; 2У —

4-80°, что соответствует олигоклазу № 13. Калиевый полевой шпаг представлен коротко-таблитчатыми зернами буроватого цвета за счет пелитизации, оптические константы его: Ng = 1,527 + 0,002; Nm = 1,525 +,0,002; Np = 1,521 + 0,002; 2V = — 80°, что соответствует минералу с содержанием 25% альбитовой молекулы. Кварц является обычно ксеноморфным по отношению к другим минералам >и представлен зернами неправильной формы, выполняющими промежутки между ними. IIa контакте с калишпатом кварц образует иногда пегматитовые срастания. Вторичные изменения в роговообманковом известково-щелоч-ном сиените выразились в замещении роговой обманки хлоритом, биотитом и эпидотом. По плагиоклазу в изобилии развиваются серицит, соссюрит и карбонат. Калиевый полевой шпат замещается часто альбитом с образованием микропертита и антипертита, а также карбонатом. Акцессорные минералы представлены апатитом, магнетитом, сфеном, цирконом.

Контакты между отдельными разновидностями сиенитов в основном постепенные, незаметные.

Породы III интрузивной ф а з ы (дайки). Среди дайковых образований на участке можно выделить дорудные и пострудные дайки. К первым относятся дайки щелочных микросиенитов, ко вторым — бу-ророговообманковых диоритов, диабазов и диабазовых порфиритов, а также горнблендитов.

Щелочные микросиениты пользуются сравнительно небольшим распространением и представлены обычно дайками мощностью 0,4— 0,5 м, реже до 1 м. Простирание их колеблется довольно в широких пределах — от субширотного до субмеридионального, падение крутое. Встречаются они в основном в пределах Шалымского рудного поля, в частности, на рудничном карьере, по кл. Черничному и р. Б. Каме-нушке.

Щелочные микросиениты имеют таблитчатозернистую структуру, представленную беспорядочно расположенными зернами калишпата размером 1 —1,5 мм. Оптические свойства калишпата: 2V = — 82°; Ng= 1,528 + 0,002; Nm = 1,525 .±0,002; Np = 1,522 + 0,002, что соответствует минералу с содержанием 26% альбитовой молекулы. Иногда порода имеет порфировую структуру с немногочисленными порфировыми выделениями зерен калиевого полевого шпата размером 2— 3 мм с тем-и же свойствами, что и в основной массе. Вторичные минералы представлены серицитом, альбитом, реже карбонатом. Из акцессорных минералов в изобилии втречаются магнетит, апатит.

Из пострудных жильных образований наибольшим распространением пользуются дайки буророговообманковых диоритов. Наблюдаются они на всей площади Шалымского участка, но особенно многочисленны в пределах рудного поля, где они секут рудные тела. Простирание их субширотное, падение крутое, мощность от 0,5 до 10—15 м.

Диориты имеют-гипидиоморфнозернистую структуру и следующий количественный минералогический состав: плагиоклаз — 40%, роговая обманка — 40%, калиевый полевой шпат—10%, кварц—10%. Роговая обманка представлена удлиненно-призматическими зернами с четким идиоморфизмом по отношению к другим минералам. Размер зерен ее 2—3 мм. Плеохроизм роговой обманки хорошо выражен от темно-бурого цвета по Ng до светло-желтого по Np. Минерал имеет следующие оптические свойства: CNg = 26°; 2V = —80°; Ng= 1,665 + 0,002; Nm = 1,652+ 0,002; Np = 1,645 + 0,002. Плагиоклаз образуе"г удлиненные таблитчатые зерна размером 1,5—2 мм с полисинтетическим двойниковым строением. Определение у него оптических констант затруднено из-за почти полного замещения его постмагматическими мине-

ралами. Так, очень часто от зерен плагиоклаза остаются лишь реликтовая форма и обрывки по периферии зерна. Калиевый шпат является резко ксеноморфным по отношению к предыдущим минералам. Оптические свойства его следующие: 2У = — 79°; 1,526+ 0,002; 1,525 +

0,002; Ыр=1,521+0,002, что соответствует минералу -с содержанием 23% альбитовой молекулы. Кварц выделяется из расплава последним, о чем свидетельствует ксеноморфная форма его зерен. Он имеет обычно неправильные очертания и располагается в промежутках между кристаллами других минералов. Вторичные изменения диорита проявились весьма активно. Так, роговая обманка в значительной степени замещена хлоритом и эпидотом. По плагиоклазу в изобилии развиваются серицит, эпидот, соссюрит. Наиболее сохранившимся из породообразующих минералов является калиевый полевой шпат, он подвергается лишь частичной аль-битизации и пелитизации. Из акцессорных минералов присутствует много лейкоксена, встречается магнетит.

Несколько меньшим распространением по сравнению с диоритами на Шалымском участке пользуются дайки диабазов и диабазовых пор-фиритов. Простирание их широтное, падение крутое, мощность колеблется от 0,5 м до 8 м. Диабазовые п о р ф и р -и т ы и диабазы имеют порфировую или офитовую структуры и массивную текстуру. В случае диабазовых порфиритов порфировые выделения размером до 3—3,5 мм и составляющие от общей ма-осы 15—25% представлены плагиоклазом. Под микроскопом у таких пород обнаруживается следующий минералогический состав: . плагиоклаз—50%, пироксен — 40%, кварц— 10%, что соответствует кварцевому диабазу. Плагиоклаз-лабра-дор интенсивно изменен вторичными процессами. Так, из постмагматических минералов по нему в изобилии развиваются эпидот, серицит, соссюрит. Пироксен представлен мелкими зернами, обычно зажатыми между кристаллами плагиоклаза. Оптические свойства пироксена следующие: С^ = 38°; 2У= + 44°; ^= 1,690 + 0,002; Ыш= 1,674 + 0,002;

1,667 + 0,002, что соответствует авгиту. Из вторичных минералов по нему развиваются эпидот, актинолит, хлорит. Кварц обычно встречается в виде мелких изометричной формы зерен, ксеноморфных по отношению к плагиоклазам и пироксенам. Акцессорные минералы представлены магнетитом, лейкоксеном и апатитом.

Горнблендиты встречены на водоразделе рек Б. Каменушка и Тельбес. Порода имеет порфировидную структуру с выделениями роговой обманки размером 2—2,5 мм. Нередко эти зерна имеют как бы обломанные расщепленные концы. Оптические свойства роговой обманки следующие: СЫд = 24°; 2У = —80°;^ = 1,661 + 0,002; = 1,653 + 0,002; Кр = 1,642 + 0,002. Необходимо отметить четко наблюдаемый у нее плеохроизм от зеленого цвета по до светло-желтого по Нр. Основная масса породы имеет обычно таблитчатозернистую структуру и слагается роговой обманкой с теми же оптическими свойствами, что и роговые обманки в порфировых выделениях. Кроме этого, в основной массе встречается до 10% плагиоклаза. Вторичные изменения породы выразились в частичном замещении роговой обманки хлоритом и карбонатом. Плагиоклаз изменен значительно сильнее, по нему в изобилии развиваются серицит и соссюрит. Эпидот образует небольшие гнездооб-разные скопления, в которых он обычно представлен столбчатыми зернами желтоватого цвета.

В заключение необходимо отметить, что дайкозые образования Шалымского участка как дорудные, так и пострудные имеют обычно четкие контакты с зонам-и закалки, иногда наблюдаются случаи незначительного ороговикования. При этом значительная часть даек, большей частью пострудных (роговообманковых диоритов, диабазов), раз-

вита непосредственно в рудной зоне Шалымского месторождения, а также вблизи ее. Эти дайки довольно часто пронизывают как скарнозые образования, так и руды. Возможно, что данные пострудные дайки возникли в тектонически активной унаследованной зоне, которая ранее служила участком локализации железооруденения. Таким образом, наличие даек буророговообманковых диоритов и диабазов, по всей вероятности, может быть использовано как поисковый признак для выявления новых участков железооруденения.

Таким образом, в пределах Шалымского участка Кондомского железорудного района довольно четко выделяется габбро-сиенитовый магматический комплекс, становление которого происходило в три последовательных этапа, каждый из которых связан с внедрением в виде последовательных порций в различной степени дифференцированной базальтовой магмы. Первая фаза внедрения — габброидная — связана с образованием на участке тел габбро и габбро-порфиритов. Вторая фаза — сиенитоидная — привела к формированию двух крупных сиенитовых массивов — Шалымского и Таензинского, с которыми непосредственно связано железооруденение участка. И, наконец, последней третьей фазой, характеризующейся внедрением жильных образований — даек, завершилось развитие рассматриваемого нами комплекса, после чего связь с материнским магматическим очагом уже прекратилась.