Типизация и распространение магматических формаций с цветными камнями

НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2013, №2

УДК 552.3+553.8

Типизация и распространение магматических формаций

с цветными камнями

В.Г. Гадиятов, В.В. Багдасарова

Дана характеристика ультрамафических, мафических и салических магматических формаций с цветными камнями. Для каждой формации приведены тектоническая позиция, область распространения, комплекс пород, их химический состав, парагенезиз минералов, основные цветные камни и месторождения.

Ключевые слова: формация, ультрамафическая, мафическая, салическая, драгоценные камни, минерализация, щелочность, активизация, платформы, щиты, рифтовые зоны, офиолитовые пояса.

A characteristic of ultramafic, mafic and Salic magmatic formations with coloured gemstone is given. Each formation is described with regard to its tectonic position, distribution area, complex of breeds, chemical composition, paragenesis of minerals, main coloured gemstones and deposits.

Key words: formation, ultramafic, mafic, salic, gemstones, mineralization, alkalinity, activation, platforms, panels, rift zones, ophiolite belts.

Основу классификации магматических формаций составляют структурно-тектонический принцип и вещественный состав пород [1,2]. Магматические формации с цветными камнями генетически являются интрузивными, вулканическими и вулкано-интрузивными. Они подразделяются по вещественному составу на ультрамафические, мафические и салические.

С ультрамафическими формациями связаны многие ценные драгоценные камни - изумруд, рубин, демантоид, хризолит, жадеит, хризопраз, нефрит и др. Выделяются ультрамафические формации с нормальной щелочностью пород -дунит-гарцбургитовая, дунит-клинопироксенит-габбровая, пироксенит-перидотитовая и щелоч-но-ультрамафитовые, щелочно-ультрамафито-вая с карбонатитами, кимберлитовая (таблица).

Ультрамафические формации с нормальной щелочностью пород приурочены к зонам суб-дукции, офиолитовым поясам, рифтовым зонам, как правило, контролируются зонами глубинных региональных разломов.

Магматические образования дунит-гарцбур-гитовой формации представлены интрузивами ультрамафитов, ассоциирущих с вулканитами, иногда сопровождаются телами габброидов [3]. На контакте с последними в результате кальциевого метасоматоза, проявляющегося при их

ГАДИЯТОВ Виталий Галияскарович - д.г.-м.н., проф. Воронежского государственного архитектурно-строительного университета; БАГДАСАРОВА Валентина Васильевна - к.г.-м.н., доцент Воронежского государственного университета.

внедрении, происходят амфиболизация пород и формирование жадеитсодержащих родингитов. Ультрабазиты характеризуются высокой магне-зиальностью, недосыщены кремнезёмом и содержат пониженное количество щелочей и алюминия.

В породах с жадеитовой минерализацией повышены содержания F, С1, Ве, Сг и V. Проявления нефрита приурочены к зонам сопряжения региональных разломов с участками рассланце-вания и катаклаза, сопровождавшегося внедрением пород основного и кислого составов. В нефритсодержащих породах повышены концентрации Ва, Sг, Zn, Сг и №.

Дунит-клинопироксенит-габбровая формация перспективна на месторождения изумруда, рубина, хризолита, демантоида. В зоне контакта ультрабазитов с гранитоидами образуются благородный корунд и изумруды, хризолит формируется в серпентинизированных гипербазитах с прожилками антигорита, уваровит характерен для хромитоносных дунитов.

К данной формации относится группа месторождений изумруда Сандавана в Зимбабве. Месторождения изумруда формируются в пласто-образных и линзовидных интрузиях ультраосновного состава, которые интенсивно серпенти-низированы и метаморфизованы. Вмещающие породы обычно превращены в амфиболовые, тальковые, хлоритовые и другие сланцы, залегающие на контакте с гранитами, пегматитами, кварцевыми и кварц-полевошпатовыми породами. Ультрабазиты представлены эффузивами коматиит-базальтовой формации. В последних содержатся многочисленные, относительно не-

Магматические формации, содержащие цветные камни

Магматические формации Тектоническая позиция Область распространения Комплекс пород Парагенезис минералов Химический состав пород, % Основные цветные камни Месторождение

1 2 3 4 5 6 7 8

Дунит-гарц- бургитовая Зоны суб- дукции, офиолито- вые пояса, рифтовые зоны Урал, Алтае-Саянская область, Вер-хоянье, Камчатка Дуниты, гарцбургиты, лерцолиты, редко габбро Оливин ^а5-10), ортопироксен (FSl0-12), хромшпинели-ды, серпентин SiO2 = 40-38 Al20з=1,5-6, MgO=40-48 Сг203=0,3-0,5 Na20+K20 = =- 0,1-0,3 Нефрит, жадеит, хризолит, хризопраз, лиственит, серпентин Борусское, Уланходинское, Пусьерское , Селенняхское, Мунилканское

Дунит-клинопи-роксенит-габбровая Зоны глубинных разломов Урал, Корякское нагорье, Аляска Дуниты, верли-ты, клинопирок-сениты, габбро, диориты Диопсид, оливин

Пироксе-нит-пери-дотитовая Складчатые структуры Алтае-Саян-ская область, Урал, Камчатка, Казахстан Лерцолиты, вебстериты, оливины Оливин, пироксен, роговая обманка Si02=45-50 MgO= 20-30 А1203=1-2 Деман-тоид, хризопраз Бобровское, Пол-дневское, Чечатва-ямское, Тамватней-ское, Сарыкулбол-ды

Щелочно-ультрама-фитовая с карбона-титами Зоны активизации платформ, рифтовые зоны континентов Карело-Кольский регион, Алданский щит, Урал Оливиниты, перидотиты, пирок-сениты, уртиты, йолиты, щелочные пикриты, скарны, карбона-титы Оливин, диоп-сид, эгирин, нефелин, флогопит, щелочной амфибол, нефелин SiO2=30-52 MgO=35-4 А1203=2,5-18 Na2O =0,8-9,0 К20= 0,2 -2,5 Хризолит, хромдиоп-сид, циркон, флюорит Инаглинское

Кимберли-товая Зоны активизации платформ Сибирская и ВосточноЕвропейская платформы Кимберлиты оли-виновые, слюдяные, мелилито-вые, туфобрек-чии, пикритовые порфириты Оливин, энста-тит, флогопит, кальцит, серпентин, пироп, хромит SiO2=34-35 TiO2=1,2-1,6 Mg0=30-35 Na20=30-35 К20=1,0-1,4 Алмаз, хризолит, пироп Тр. Удачная, Мир

Андезит-базальтовая Орогенные зоны складчатых структур Алтае-Са-янская область, Камчатка, Кавказ, Урал Базальты, андезит-базальты, андезиты, дациты Авгит, гиперстен, амфиболы, плагиоклаз SiO2=50-58 Ti02=0,6-0,8 А1203=15-16 MgO=5-7 Na2O=2,5-4 К20=0,9-1,5 Агат, сердолик исландский шпат Бурундинское, Норское

Базальт-до-леритовая Зоны активизации платформ

Щелочных базальто-дов и щелочных габброидов Эпиоро-генный рифтогенез, зоны глубинных разломов Карело-Кольский регион, Кузнецкий АлаТау, Алдано-Становой щит Тералиты, тефриты, ортокла-зовое габбро, эсекситы Диопсид, титан-авгит, анортит, битовнит, ортоклаз, микроклин, нефелин,эгирин SiO2=51-53 TiO2=3-5 А1203=12-21 Mg0=3-11,0 Na20=1,0-7,0 К20=0,5-5,0 Хризолит, сапфир, циркон Токское

Дацит-ли-паритовая Складчатые области Охотско-Чу-котский пояс, Восточно-Си-хоте-Алинь-ский вулканический пояс, Кавказ Андезит-дациты, дациты, липариты гранодиорит-порфиры, кварцевые порфиры Кварц, санидин, анортоклаз, оли-гоклаз Si02=70-78 А1203=13-14,0 №20= 3,0-3,5 К20 = 3,0-4,0 Лунный камень, агат, сердолик, розовый кварц Мустахское

ГАДИЯТОВ, БАГДАСАРОВА

Окончание таблицы

1 2 3 4 5 6 7 8

Липарито-вая Складчатые области, оро-генная стадия тектоно-маг-матической активизации Восточный Сихоте-Алинь, Чукотско-Охотский пояс и др. Липариты, игнимбриты, перлиты, гранит-порфиры, кварцевые порфиры Кварц, санидин, анортоклаз, альбит, олигоклаз, обсидиан БЮ2=70-74 А1203= 13-14 Са0=0,5-1,5 Ыа20= 3,0-3,5 К20=4,0-4,5 Обсидиан, перлит, лунный камень, агат, сердолик, аметист Паялпан, Но- сичан, Кедон

Гранитовая Глубинные разломы в складчатых областях Забайкалье, Якутия, Кавказ, Урал, Казахстан Нормальные двуполевошпа-товые граниты, гранодиориты, аплиты, пегматиты, грейзены, скарны Кварц, олигок-лаз, микроклин, ортоклаз, биотит, мусковит БЮ2=71-72 А1203= 14-14,9 Са0=1,4-2,0 Ыа20=3,6-3,8 К20= 3,7-4,7 Топаз, берилл, турмалин, горный хрусталь, морион, аметист Мурзинское, Ватиха, Хаса-варка, Шай-танское, Адун-Челон-ское

Гранитов-рапакиви Докембрий-ские платформы, протооро-генная стадия Карелия (Выборгский, Салминский массивы). Забайкалье, Украинский щит Порфировид-ные граниты-рапакиви, мелкозернистые граниты, гранит-порфиры, аплиты, сиениты, грейзены Микроклин, ортоклаз, кварц, олигоклаз, биотит, роговая обманка БЮ2=70,3-71 А1203 =14,1-15 Ыа20=3,8-3,3 К20=3,9-4,5 Са0=1,3-1,8 Флюорит, горный хрусталь, морион, аметист, топаз, берилл Возрождение, Мустовара

Лейкогра-нитовая Орогенный режим складчатых областей. В составе вулкано-плуто-нических ассоциаций Алтае-Саян-ская складчатая область, Восточно-Азиатский вулканогенный пояс, Забайкалье, Урал Порфировид-ные граниты, аплиты, пегматиты, грейзены Альбит, олигок-лаз, калиевые полевые шпаты, кварц, биотит, циркон, монацит, ксенотим, флюорит, касситерит, лепидолит, кле-веландит БЮ2= 75-71 А1203=12,6-14 Ыа20=2,4-3,7 К20=4,1-4,6 Са0=0,5-1,4 Турмалин, топаз, флюорит, горный хрусталь Малханское, Жила Моховая и др.

Аляскито-вая Орогенный режим складчатых областей. Вулкано-плутонические ассоциации Горный Алтай, Охотско-Чукотский пояс, Центральный Казахстан Аляскиты, лей-кократовые порфировид-ные граниты, пегматиты, щелочные граниты, грейзены Кварц, ортоклаз, альбит, ксено-тим, пирохлор, пирит, касситерит, вольфрамит, турмалин БЮ2=73-75 А1203=13-15 Ыа20=3,5-4,0 К20=4,7-6,0 Са0=0,4-1,2 Горный хрусталь, топаз, берилл, турмалин -

Щелочно-гранитовая Зоны активизации жестких архейских блоков Карело-Кольский регион, Алданский, Анабарский щиты, Восточное Забайкалье, Саяны Щелочные граниты, апли-ты, щелочные пегматиты Альбит, микроклин, ортоклаз, щелочной амфибол, эгирин БЮ2=73-75 А1203=11,0- 13,5 Ыа20=4,5- 4,7 К20=4,3-4,5 ТЮ2=0,38-0,16 Циркон, флюорит, шпинель -

Лейцито-фиров, нефелиновых, псевдолей-цитовых и щелочных сиенитов Посторогенные рифтовые структуры, зоны тектоно- магматической активизации жёстких блоков Алдано-Ста-новой щит, Байкало-Ви-тимское нагорье, Кавказ Эпилейцито-вые порфиры, тахифонолиты, лецитофиры, щелочные и псевдолейци-товые сиениты Нефелин, микроклин, альбит, лейцит, псевдолейцит, флогопит, щелочные амфиболы, диоп-сид БЮ2=50-58 А12023=20-22 Ыа20=1,0-4,5 К20= 1,0-1,4 №02==0,3-0,7 Чароит, циркон, аметист Сиреневый камень, Обман

большие по размеру пегматитовые тела. Вблизи контактов с поздними гранитоидами ультраба-зиты пронизаны дайками гранитов, бериллонос-ных пегматитов, кварцевыми и кварц-полевошпатовыми жилами, содержат биотит-флого-питовые слюдиты с изумрудом.

Изумруды встречаются в зоне контактов пегматитов с ультраосновными породами, причем

концентрируются в карманах, где пегматиты интенсивно перемяты. Наиболее благоприятным фактором изумрудной минерализации является наличие прожилков актинолитовых сланцев в пегматите и пегматитовых жилок в смежных актинолитовых сланцах [4].

В образованиях пироксенит-перидотитовой формации, развитых в складчатых структурах,

содержатся демантоид и хризопраз. Демантоид образует ассоциации с магнетитом, серпофитом, кальцитом в серпентинизированных ультраба-зитах или среди хризотил-асбеста. Ультрабази-ты обеднены магнием и отличаются повышенным содержанием кремнезёма, железа и кальция.

В Бобровском месторождении демантоид локализуется в серпентинитах, залегающих среди дунитов и пироксенитов, в Чечатваямском и Тамватнейском - соответственно, в серпентини-зированных гарцбургитах и пироксенитах. В корах выветривания рассматриваемых образований содержится хризопраз.

Щелочно-ультраосновные формации распространены на щитах, в краевых частях древних платформ, в зонах их активизации и в рифтовых зонах континентов.

В породах щелочно-ультрамафитовой формации с карбонатитами основное значение принадлежит хризолиту и хромдиопсиду. Для формации характерно высокое содержание щелочей, А1, Т1, Са, Р, Fe наряду Сг, Mg в оливи-нитах и пироксенитах. Акцессорная минерализация представлена сфеном, цирконом, апатитом, эвдиалитом.

В кимберлитовой формации вмещающими алмазоносными породами являются кимберлиты, туфобрекчии, пикритовые порфириты. Породы формации недосыщены кремнезёмом, глинозёмом, Fe, обогащены Mg, Сг. Кимберлиты Якутской алмазоносной провинции кроме алмазов содержат пироп и хризолит.

Мафические формации (андезит-базальтовая, базальт-долеритовая, щелочных базальтоидов и щелочных габброидов) содержат менее ценные самоцветы. С ними связаны агат, сердолик, исландский шпат, аметист. Породы недосыщены кремнеземом и обогащены щелочами. По набору цветных камней выделяется формация щелочных базальтоидов и щелочных габброидов, распространенных в Карело-Кольском регионе, Кузнецком Алатау, на Алдано-Становом щите. В щелочных базальтах локализуются месторождения и проявления хризолита, сапфира, циркона. Оливин встречается в породах с высоким содержанием магния, сапфир - в базальтах, обогащенных алюминием. Примером описываемой формации может служить Токское месторождение хризолита (Алдано-Становой щит). Хризолит генетически связан со щелочными нодуль-содержащими оливиновыми базальтами и базальтовыми эруптивными брекчиями.

Салические формации (дацит-липаритовая, липаритовая, гранитовая, гранитов-рапакиви, лейкогранитовая, аляскитовая, щелочно-грани-товая, лейцитофиров, нефелиновых, псевдолей-цитовых и щелочных сиенитов) объединяет ас-

социация кислых эффузивов и интрузивных пород, пересыщенных кремнеземом.

Среди салических формаций более продуктивными являются гранитовая, лейкогранитовая и формация лейцитофиров, нефелиновых, псев-долейцитовых и щелочных сиенитов. В состав гранитовой формации, распространенной в зонах глубинных разломов, развитых в складчатых областях, входят нормальные двуполевошпато-вые граниты, гранодиориты, аплиты, пегматиты, грейзены, скарны. С породами формации генетически связаны многие постмагматические месторождения, локализованные в грейзенах (берилл, топаз), пегматитах (горный хрусталь, топаз, берилл, рубеллит), кварцевых жилах (горный хрусталь, аметист) и в скарнах (эпидот, гранат, везувиан). Среди них - Мурзинское (топаз), Ватиха (аметист), Адун-Челонское (берилл, топаз), Шерловогорское (берилл) и др.

В зависимости от исходного состава вмещающих пород и постмагматических растворов минеральный состав грейзенов может быть кварц-слюдистым, кварц-слюдисто-турмалино-вым или кварц-топазовым.

Специализация пегматитов зависит от активизации складчатых систем и состава гранитов. На платформах развиты бериллиевые и литиевые редкометальные пегматиты, в складчатых областях и поясах тектоно-магматической активизации встречаются пегматиты с горным хрусталем, топазом и другими цветными камнями, часто обогащенными фтором. В корунд-полевошпатовых пегматитах, локализованных в щелочных породах, содержатся сапфир и лунный камень.

С лейкогранитовой формацией, распространённой в складчатых областях с орогенным режимом, связаны турмалин, топаз, флюорит, горный хрусталь. В Забайкалье расположено крупное Малханское месторождение турмалина, относящееся к типу редкометальных миароловых полнозональных микроклин-альбитовых пегматитов, интенсивно замещенных лепидолитом и клевеландитом [5]. Здесь же размещаются проявления турмалина Жила Моховая, Савватеев-ская и Гремячинская Копи, представленные похожими миароловыми пегматитами, но слабо замещенными лепидолитом и клевеландитом.

Формация лейцитофиров, нефелиновых, псев-долейцитовых и щелочных сиенитов приурочена к посторогенным рифтовым зонам в выступах древних блоков. Основными цветными и коллекционными камнями формации являются чароит, аметист, циркон.

Щелочные породы данной формации слагают крупные дифференцированные лакколитооб-разные тела или входят в состав вулкано-интру-

ДРОЗДОВ

зивных комплексов. Эффузивная фация представлена трахиандезитами, трахитами, лейцито-выми фонолитами, интрузивная - нефелин-псевдолейцитовыми сиенитами, монцонитами, щелочными пироксенитами, сиенитами.

К центральной части Трансбайкальского глубинного разлома в осевой части Байкало-Ви-тимского поднятия приурочены Сыннырский, Якшинский массивы псевдолейцит-нефелин-сиенитового состава. К этой же формации отнесены массивы мурунского и сакунского щелочных мезозойских комплексов, расположенные в Алдано-Становой складчатой области.

Со щелочными мезозойскими комплексами формации связаны месторождения чароита Сиреневый камень и аметиста Обман [6], расположенные в западной и центральной частях Алда-но-Станового щита.

Литература

1. Кузнецов Ю. А. Избранные труды/ Ю.А. Кузнецов. - Новосибирск: Наука, 1989. - Т. II. - 279 с.

2. Магматические формации СССР / Под ред. В.Л. Мосайтиса, В.Н. Москалёвой и др. - Л.: Недра, 1979. - Т. I. - 318 с.; Т. II. - 279 с.

3. Татаринов А.В. Камнесамоцветные минеральные формации Сибири // Геология и геофизика. -1992. - №.11. - С. 116-125.

4. Zwaan J.C. Update on Emeralds from the Sandawana Mines, Zimbabwe // Gems & Gemology. Summer, 1997. - V. 33, № 2. - Р. 80-100.

5. Юргенсон Г.А. Ювелирные и поделочные камни Забайкалья. - Новосибирск: Наука, 2001. - 390 с.

6. Гадиятов В.Г.,Маршинцев В.К. Цветные камни Якутии и их месторождения. - Екатеринбург: Банк культурной информации, 2000. - 328 с.

Поступила в редакцию 27.02.2013

УДК 556.3:551.98

Гидроминеральные запасы Якутии: состав, особенности, возможность использования

А.В. Дроздов

Рассмотрены условия существования огромного потенциала гидроминерального сырья в Якутии, представленного минеральными, лечебными и промышленными водами. Исследованы состав подземных вод, его особенности, возможность применения разных типов рассолов для извлечения определенных химических элементов и бальнеологических целей. В пределах отдельных криогидрогеологиче-ских структур осадочного чехла оценены запасы промышленных вод, которые рентабельно извлекать одновременно с алмазодобычей при отработке месторождений или как сопутствующие стоки на нефтегазовых промыслах без значительного ущерба окружающей среде.

Ключевые слова: гидроминеральные запасы, подземные воды, рассолы, химический состав, концентрация, алмазодобывающие предприятия.

Conditions of the existence of great potential of hydromineral raw material in Yakutia represented by mineral, therapeutic and industrial waters are considered. Groundwater composition, its specific features, possibility of applying various brine types for recovery of definite chemical elements and balneological purposes are investigated. Within individual cryohydrogeological structures of sedimentary cover the reserves of industrial waters are assessed, which are profitable for extraction simultaneously with diamond mining when developing deposits, or as attendant drainage on oil-and-gas fields without significant damage to environment.

Key words: hydromineralogical reserves, ground waters, brines, chemical composition, concentration, diamond mining enterprises.

Якутия обладает значительным потенциалом гидроминерального сырья, включая минеральные, лечебные и промышленные воды, однако для народного хозяйства республики и страны используется весьма ограниченный их объем [1-3]. Следует отметить, что в данной статье

ДРОЗДОВ Александр Викторович - к.г.-м.н., зав. лаб. института «Якутнипроалмаз», АК «АЛРОСА», drozdovav@alrosa.ru.

будут рассматриваться только высокоминерализованные воды и рассолы, характер их распространения, качество, состав и особые физические свойства, которые проявляются при изучении и отработке многих месторождений, а также оказывают влияние на формирование гидрогеохимической и геоэкологической обстановок на территории Якутского региона, в большей части в промышленных районах [4].

Основные проблемы у большинства специа-