Постмагматические изменения базальтов острова Американ-Хая и у залива Кириэс-Хомо

УДК 552.31

Е.Д. Акимова, К.К. Стручков

ПОСТМАГМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ БАЗАЛЬТОВ ОСТРОВА АМЕРИКАН-ХАЯ И У ЗАЛИВА КИРИЭС-ХОМО

В результате комплексного петрографического и петрохимического исследования установлены гидротермально-метасоматические изменения палеозойских базальтов, уточнены их петрохимические особенности.

При петрохимической характеристике базальтов палеозойского возраста многими исследователями [1, 2, 3, 4] используются стандартные диаграммы соотношения содержаний кремнезема, щелочных элементов (натрия, калия), железа, магния. За основу берется представление о том, что концентрация главных породообразующих окислов остается неизменной с момента излияния базальтов и до современности. Однако степень вторичных изменений может быть значительной, и оценить их воздействие, а также определить влияние их на петрохимическую классификацию многие исследователи не пытаются.

Предыдущими исследователями [2] среднепалеозойские базальты, обнажающиеся в устьевой части реки Лены, по химическому составу были отнесены к умеренно-щелочной натриево-калиевой и умеренно-щелочной натриевой сериям: средние содержания окислов - TiO2 (2,2), MgO (5,1), CaO (7,3), Na20 (3,41), K2O (0,91), P2O5 (0,31). Проведенные нами исследования позволяют уточнить петрохимические особенности описываемых базальтов.

Верхнедевонская осадочно-вулканогенная толща в пределах современной структуры Хара-Улахского поднятия обнажается в районе дельты реки Лены на острове Аме-рикан-Хая и у залива Кириэс-Хомо.

Возраст осадочно-вулканогенной толщи определен как низы франского яруса (новосибирский горизонт) на основе находок окаменелых брахиопод [1] в карбонатных породах, подстилающих и залегающих в лавовой части разреза.

На восточной части крупного острова Американ-Хая наблюдается следующий разрез осадочно-вулканогенных пород видимой мощностью 185-200 м. (снизу вверх):

1. Известняки зеленовато-серые, светло-серые с сиреневым оттенком, переслаивающиеся с пестроцветными терригенно-карбонатными породами - 30 м;

2. Известняки хлоригизированные бледно-зеленого цвета , тонкоплитчатые - 2 м;

3. Известняки темно-зеленого цвета, массивные, с двумя прослоями с обилием фаунистических остатков - 0,5 м;

4. Поток базальтов серых с зеленоватым оттенком с редкими миндалинами. В подошве потока 15-сантиметровая зона брекчированных лав, а затем базальты с обилием миндалин, заполненных хлоритом и карбонатом (0,5 м). Выше количество миндалин резко уменьшается. В центральной части потока наблюдаются зоны эпидотизации, распределенные неравномерно. На кровле потока 60-сантиметровый горизонт базальтов со слабовыраженной шаровой отдельностью. Общая мощность потока - 45 м;

5. Известняки пепельно-серые, пестроцветные, среднекристаллической структуры - 0,6 м;

6. Поток базальтов миндалекаменных серовато-зеленого цвета. Размер миндалин от 1-2 до 5 мм. Миндалины выполнены вторичными минералами: хлоритом, эпидотом, карбонатом. На кровле потока базальты со слабовыраженной шаровой отдельностью. Размеры шаров до 30-40 см в поперечнике. Общая мощность потока - 25 м;

7. Поток базальтов серовато-зеленого итемно-зелено-го цветов, наблюдаются участки сильноэпидотизирован-ных пород. В центральной части потока отмечены зоны с обилием порфировых выделений плагиоклаза. На кровле потока присутствуют базальты со слабовыраженной шаровой отдельностью. Размеры шаров до 30-40 см в поперечнике. Мощность потока - 40 м;

8. Поток базальтов серовато-зеленого цвета с обилием миндалин выполненных хлоритом, кальцитом. Средняя и верхняя части потока закрыты дерном и осыпью. Мощность потока - 15 м;

9. Поток базальтов серого и темно-серого цветов, плотных с ясно выраженной призматической отдельностью. Кровлю этого потока установить не удалось, т. к. далее следуют высыпки щебня и дресвы базальтов, и начинается кочковатая тундра. Ориентировочная мощность потока - 75 м;

Видимая мощность осадочно-вулканогенных пород около 185-200 м.

По текстурно-структурным особенностям базальты разделяются на миндалекаменные, порфировые плагио-базальты и долерито-базальты.

Потоки базальтов острова Американ-Хая трещиноваты, катаклазированы, претерпели различную степень по-стмагматического гидротермально-метасоматического изменения. Участками в покровах сохранились неизмененные базальты с порфировой и интерсертальной структурой. В этих породах в интерстициях между крупными удлиненно-призматическими зернами полисинтетически сдвойникованного плагиоклаза (Ап65-70) размером до 0,60,8 мм заключены редкие мелкие призматические зерна слегка буроватого авгитас:М^41е, двупреломление = 0,023-

0,027), бесцветного энстатита (с:^=0е, двупреломление =

0,012) и черное изотропное вулканическое стекло с редкими мелкими зернами эпидота и чешуйками зеленого хлорита, ожелезненного карбоната. Лейсты плагиоклаза замещены тонкозернистыми агрегатами слабо зеленоватого хлорита. В основной части выделяются мелкие микролиты плагиоклаза (Ап55-60) - 40-65%, спорадически наблюдаются изотропные зерна титаномагнита (2-5%), иногда окаймленные лейкоксеном.

Гидротермально-метасоматический процесс в базальтах под воздействием кислотно-щелочных водных растворов сопровождался привносом натрия, калия, кальция, окислением железа и выносом кремнезема. Вследствие чего вторичные изменения выразились в хлоритизации, эпидо-тизации, альбитизации, окварцевания, карбонатизации, се-рицитизации, цеолитизации пород. В целом, по развитию вторичных минералов и по процентному соотношению их в базальтах наблюдается постепенное развитие метасома-тического процесса. При этом по основной массе базальтов наблюдается развитие метасоматического процесса, выраженного хлоритизацией, эпидотизацией пород. Породы при этом преобразованы в апабазальтовые эпидот-хло-ритовые метасоматиты.

Наиболее интенсивный метасоматоз проявился в виде зон и гнезд выщелачивания, развитого по зонам сильного катаклаза, милонитизации в базальтах. В них развиты аль-бит-кварц-эпидот-хлоритовые, кварц-карбонат-серицит-эпидот-хлоритовые, кварц-карбонат-серицитовые, кварц-эпидотовые метасоматиты.

В апобазальтовых эпидот-хлоритовых метасоматитах сохранились первичные текстурно-структурные особенности пород (миндалекаменная текстура и гломеро-порфиро-вая, порфировая структуры). Крупные выделения и микролиты основного плагиоклаза псевдоморфно и по тонким микротрещинкам замещены тонкозернистыми агрегатами хлорита, эпидота (рис. 1). В интерстициях между плагиоклазами вулканическое стекло замещено волокнистыми, зернистыми агрегатами хлорита с аномальной синей интерференционной окраской (пеннин) и серовато-желтой (клинох-лора) и радиально-призматическими агрегатами клиноцои-зита, цоизита и эпидота (c:Ng=30e). Редкие изотропные зерна титаномагнетита, участками окаймляются лейкоксеном. В породах сохранились реликтовые, единичные зерна авгита.

На участках усиления катаклаза микротрещинки расширяются и по ним перераспределяются агрегаты хлори-

та, эпидота, цоизита, реже - зеленовато-бурого биотита (рис. 2). Первичная порфировая структура затушевывается и едва улавливается при скрещенных николях. Структура пород становится бластопорфировой, бластокатаклас-тической, лепидогранобластовой. Микротекстура пород прожилковая. В породах бластопорфировые зерна основного плагиоклаза почти целиком пронизаны микропрожилками хлорита и ярко-табачно-зеленого эпидота. Участками зерна плагиоклаза резорвированы, не имеют четких ограничений, а иногда остаются в виде реликтовых «глазков» различной конфигурации. Волокнистые агрегаты зеленого хлорита, развитого в основной массе, трассированы вдоль микротрещин, в которых заключены скопления изометричных зерен бурого сфена (рис. 3). Эпидот кристаллизуется в виде радиально-призматических агрегатов с яркой интерференционной окраской выделяющихся на фоне зеленых хлоритов.

Процесс альбитизации начинается еще в апобазальтовых эпидот-хлоритовых метасоматитах, где крупные выделения основного плагиоклаза хлоритизированы, эпидоти-зированы, корродированы и замещены альбитом различной сложной конфигурации.

Интенсивная серицитизация, альбитизация и окварце-вание проявились в сильнотрещиноватых, катаклазирован-ных базальтах. Породы потеряли первичный облик, приобрели бластокатакластическую, лепидогранобластовую структуры, в которых участками сохранились реликтовая порфировая, интерсертальная структуры. В этих зонах базальты замещены кварц-альбит-карбонат-серицит-эпидот-хлоритовыми метасоматитами. В породах характерно развитие многочисленных микротрещин, залеченных кварц-альбит-серицит-хлорит-эпидот-карбонатовыми агрегатами. Микротрещины сопровождаются черными пелитоморф-ными агрегатами гипергенных минералов. Эпидот и серицит при этом слагают радиально-зернистые и радиальночешуйчатые агрегаты (рис. 4). Спорадически в этих породах появляются мелкие округлые образования бесцветного, радиально-волокнистого цеолита, выделяющиеся среди хлоритовой массы.

В наиболее интенсивных участках развития метасоматоза базальты в виде гнездовых зон кислотного выщелачивания замещены мелкозернистыми кварц-эпидотовыми, кварц-карбонат-серицитовыми метасоматитами. В кварц-эпидотовых метасоматитах (эпидозитах) с лепидогранобластовой структурой спорадически наблюдаются реликты карбоната и хлорита (рис. 5).

Для кварц-карбонат-серицитовых метасоматитов характерны реликты раздробленного порфирового плагиоклаза, псевдоморфно замещенного тонкочешуйчатыми агрегатами серицита (рис. 6) и мелкозернистыми агрегатами кварца в ассоциации с хлоритом и карбонатом. В этих породах среди карбонат-кварцевых агрегатов также выделяются реликтовые зерна пироксена, псевдоморфно замещенного мелкозернистыми карбонат-кварцевыми агрегатами. Кроме того, окварцевание выразилось замещением

в пустотах кислотного выщелачивания новообразованиями кварца округлой формы, развитыми по порфировым выделениям плагиоклаза, и прожилковым замещением основной массы микрогранобластовыми агрегатами кварца в ассоциации с карбонатом, хлоритом и редкими зернами пирита. Нередко кварц-карбонат-хлоритовые прожилки имеют извилистые, нечеткие контуры, тем самым потверждаюг метасоматический характер замещения. Иногда в эпидот-кварцевых микропрожилках отмечается ритмично-полосчатая микротекстура. Мощность микропрожилков составляет 0,05-0,7 мм. Карбонатизация получила незначительное развитие и наблюдается в псевдоморфном замещении плагиоклазов, пироксена и в девитрификации вулканического стекла и в микропрожилковом и в гнездовом замещении основной массы в ассоциации с кварцем и хлоритом.

На южном берегу Быковской протоки у залива Кириэс-Хомо описан следующий разрез осадочно-вулканогенных пород (снизу вверх):

1. Известняки сургучно-красного цвета, плитчатой отдельности - 3 м;

2. Доломиты зеленовато-серого цвета, плитчатые -1,2 м;

3. Поток базальтов серого цвета с зеленоватым оттенком. В нижней части потока обилие миндалин размером от 1-2 мм до 3-5 см в поперечнике, выполненных карбонатом, хлоритом и эпидотом. В средней части потока - базальты с порфировыми выделениями плагиоклаза с прожилками и линзами эпидота. Количество миндалин уменьшается. На кровле потока - сильно выветрелые сиренево-фиолетового цвета, перекрытые базальтами со слабовыраженной отдельностью. Общая мощность потока базальтов - 140 м;

4. Поток базальтов серого цвета с вкрапленностью пирита и с обилием миндалин, выполненных хлоритом, эпидотом. В кровле потока - брекчированные базальты. Общая мощность потока базальтов - 20 м;

5. Доломиты сиреневого цвета, плитчатые - 1,6 м;

6. Поток базальтов серого цвета с редкими миндалинами. В средней части потока - брекчированные базальты с ксенолитами серых доломитов. В кровле потока - миндалекаменные базальты. Миндалины выполнены хлоритом, реже кварцем. Мощность потока базальтов - 60 м;

7. Поток базальтов серого цвета с голубоватым оттенком. Породы сильно выветрелые. Миндалин мало, выполнены они хлоритом. В кровле потока залегают брекчированные базальты, сильно выветренные, с обилием миндалин. Мощность потока базальтов - 90 м;

8. Известняки серые, желтовато-серые, плитчатой отдельности - 3,0 м;

Видимая мощность осадочно-вулканогенных пород -310-318,8 м.

Базальты у залива Кириэс-Хомо по текстурно-структурным особенностям делятся на миндалекаменные, порфировые плагиобазальты. Все базальты претерпели пост-магматическое гидротермально-метасоматическое изменение. Вторичные минералы псевдоморфно замещают плагиоклазы, пироксены, девитрифицируют вулканичес-

кое стекло и заполняют гнезда и прожилки. Вторичными минералами являются: эпидот, хлорит, альбит, кварц, карбонат, сфен, сульфиды. В измененных базальтах характерны микропрожилковая текстура, бластопорфировая, лепи-догранобластовая структуры, в сильноизмененных разностях появляются структуры: гранолепидобластовая, реликтовая бластопорфировая. В измененных базальтах выделяются апобазальтовые эпидот-хлоритовые метасоматиты, а в сильноизмененных разностях выделяются альбит- эпи-дот-хлоритовые, кварц-карбонат-эпидотовые метасоматиты. Нередко базальты пронизаны микропрожилками зеленого хлорита, альбит-карбонат-хлорит-эпидот-кварцевого состава. Полиминеральные прожилки имеют ритмичнополосчатую микротекстуры, характерные для гидротермального процесса. Микроритмы обусловлены поперечным расположением минералов к стенкам прожилков и чередованием альбита, карбоната, эпидота, кварца (рис. 7). В полиминеральных кварцевых жилах спорадически появляются кубики, вкрапленники неправильной формы пирита. Здесь в отличие от базальтов острова Американ-Хая катаклаз пород развит слабее, и поэтому серицитиза-ция пород незначительная, широко развиты альбит-хлорит-эпидотовые метасоматиты с моно- и полиминеральными прожилками альбита и кварца.

Таким образом, базальты острова Американ-Хая и у залива Кириэс-Хомо под воздействием восходящих кислотно-щелочных гидротермальных растворов, постепенно за -мещаясь парагенетическими ассоциациями минералов, переходят от слабоизмененных апобазальтовых эпидот-хлоритовых метасоматитов в сильноизмененные альбит-карбонат-эпидот-хлоритовые, хлорит-эпидот-кварц-карбонат-серицитовые, а затем в кварц-карбонат-серицитовые, кварц-карбонат- эпидотовые, кварц-эпидотовые (эпидози-ты) метасоматиты. Визуально только эпидозиты хорошо диагностируются в брекчированных базальтах в виде зон эпидотизации благодаря фисташково-зеленому цвету.

В результате петрографического исследования и пет-рохимического изучения базальтов нами установлено, что:

1. Базальты острова Американ-Хая и у залива Кириэс-Хомо катаклазированы и испытали постмагматическое гидротермально-метасоматическое преобразование, которые по степени и яркости изменения и по минеральным парагенезисам относятся к региональной, среднетемпературной эпидот-хлоритовой субфации пропилитов [5]. Такие зоны пропилитизации, по мнению Гамянина Г.А. [6], являются дорудными и не имеют поисковый интерес.

2. Широкое развитие вторичных гидротермально-мета-соматических минералов: альбита, серицита, реже биотита - существенно повлияло на повышенное содержание окислов натрия и калия в базальтах.

Таким образом, по первичному составу породы, ранее классифицированные какумеренно-щелочные натриево-калиевой серии (остров Американ-Хая), умереннощелочные натриевой серии (Кириэс-Хомо), относятся к нормальным субщелочным, двупироксеновым базальтам.

Фотоиллюстрации шлифов, отображающих метасоматические замещения в базальтах. Вид 0,82 мм

Рис .1. Николи + Апобазальтовые эпидот-хлоритовые метасоматиты

Рис. 3. Николи + Апобазальтовые эпидот-хлоритовые метасоматиты с изометричными выделениями сфена

Рис. 5. Николи || Эпидозит

Рис. 2. Николи + Апобазальтовые эпидот-хлоритовые метасоматиты с прожилками хлорита, биотита

Рис. 4. Николи || Кварц-альбит-серицит-эпидот-хлоритовые метасоматиты

Рис. 6. Николи + Кварц-карбонат-серицитовые метасоматиты. Катаклазированный серицитизированный плагиоклаз

Рис. 7. Николи ||Полиминеральные микропрожилки. Ритмично-полосчатая микротекстура

Литература

1. Булгакова М.Д., Колодезников И.И. Среднепалеозойский рифтогенез на Северо-Востоке СССР (Литология и вулканизм). М.: Наука, 1990. 250 с.

2. Колодезников И.И., Стручков К.К. Магматизм Хара-Улаха. Якутск: Изд-во ЯГУ, 1981. 96 с.

3. Олейников Б.В. Геохимическая типизация платформенных базитов. // Геохимия и минералогия ультрабазитов Сибирской платформы. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1984. С. 4-22.

4. Сурнин A.A. Среднепалеозойский магматизм Омулевского поднятия (Северо-Восток СССР) // Магматические комплексы Северо-Востока СССР. Якутск, 1980. С. 62-89.

5. Омельяненко Б.И. Околорудные гидротермальные изменения пород. М.: Недра, 1978. 220 с.

6. Гамянин Г.Н. Пропилиты и вторичные кварциты югозападной части Охотско-Чукотского вулканического пояса // Вулканизм и интрузивные формации Приохотья. М.: Наука, 1976. С. 143-165.

E.D. Akimova, К.К. Struchkov

Postmagmatic changes of basalts of the American-Khaya islands and at the Kiries-Khomo creek

As a result of complex pétrographie and petrochemical study there have been determined hydro-thermal-metasomatic changes of Palaeozoic basalts, their petrochemical features have been clarified.

УДК 622.1

А.Н. Петров

ОСОБЕННОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ МАЛООБЪЕМНЫХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЯКУТИИ

Проведен обзор и анализ современного состояния, изучены горно-геологические условия залегания и горно-технические условия разработки небольших по запасам рудных месторождений, отработанных и разрабатываемых подземным способом на территории РС (Я). Проведена систематизация данных и выделены типы рудных тел, близких по горно-техническим условиям отработки. Для каждого выделенного типа установлены возможные варианты технологии очистной выемки, наиболее реально и эффективно соответствующие конкретным условиям. Определен ряд задач, которые необходимо решить при проведении дальнейших исследований по совершенствованию подземной разработки малообъемных рудных месторождений Якутии.

На территории Якутии отработаны и в настоящее время разрабатывается ряд небольших (менее 10 т золота) по запасам золоторудных месторождений. Так, на территории Усть-Майского улуса были отработаны месторождения Оночалах, Булар, Юрское, Дуэт, Задержнинское. На территории Оймяконского улуса известно более 20-ти золоторудных, золотосеребряных и золотосурьмяных месторождений. Известны и отрабатывались месторождения в Верхоянском и Усть-Янском улусах.

Месторождения представлены кварцевыми жилами, минерализованными зонами дробления сложного строения с чередованием пережимов, апофизов и разветвлений, изменением залегания рудоконтролирующих структур. Мощность жил колеблется от 0,2 до 3,0 м, угол падения 0...90°

Участки месторождений вскрываются штольнями или наклонными стволами. Часто в качестве вскрывающих выработок используются геолого-разведочные штольни и другие выработки, некоторые в ряде случаев расширяют-

ся до необходимых размеров под самоходное оборудование. В основном, применяется рудная подготовка очистных горизонтов и блоков. Объемы подготовительно-нарезных работ при этом значительно выше нормативных. Это вызвано необходимостью уточнения в ходе подготовительно-нарезных работ элементов залегания рудного тела и содержания в нем полезного ископаемого, а также малой мощностью рудного тела.

Для ведения горно-проходческих работ применяют переносное оборудование: ручные перфораторы и скреперные лебедки, комплексы самоходного оборудования. Разубоживание руды в проходческих забоях достигает 5080%.

При отработке жил с пологим залеганием применяется, как правило, сплошная (столбовая) система разработки, при крутом и наклонном - различные варианты системы разработки с магазинированием руды, а при изменчивом угле падения жилы в пределах этажа - комбинация сплошной системы и магазинирования.