Акцессорные минералы Балахчинского гранитоидного массива кузнецкого алатау II
Вблизи кварцево-золоторудных жил в березитизированных диоритах кристаллы циркона становятся трещиноватыми, непрозрачными, с неровными гранями. На них наблюдаются фигуры травления (выщелачивания). Количество циркона, как и сопутствующих магнетита, ильменита, апатита, в березитах резко сокращается. Кристаллы апатита из этих же березитизированных пород становятся матовыми, шероховатыми, корродированными, без хорошо проявленных граней.
В жильных пегматитах и аплитах распространен циркон двух разновидностей: циркон 1 - непрозрачный, бурый и циркон II - прозрачный мелкокристаллический. Циркон 1 в шлифах в проходящем свете изотропен. Размеры отдельных кристаллов достигают 2-2,5 мм. Форма кристаллов призматическая с хорошо развитыми гранями призм {110} и бипирамид {111}. Содержание бурого циркона 1 в пегматитах и аплитах 3-5 г/т. Циркон II встречается редко и его количество в породах не превышает 0,5 г/т.
К другим акцессорным минералам массива, имеющим важное петрологическое и геохимическое значение для выяснения генезиса пород, относятся муассанит*, гранат* и пирит.
* Минералы исследованы на рентгеновском микроанализаторе JXA-50 в Институте геологии Якутского филиала СО РАН.
Первые два минерала - типичные протомагматические фазы кристаллизующихся магм. Акцессорный муассанит найден во всех типах пород массива в единичных зернах и относится к политипу 6Н гексагональной модификации. По экспериментальным данным он образуется при температуре 1500шС. Поэтому обнаружение гексагонального муассанита политипа 6Н, возможно, свидетельствует о высокотемпературных условиях эволюции исходного расплава и косвенно указывает на его подкоровое происхождение.
Акцессорный гранат выявлен в большинстве изученных проб из пород массива и характеризуется бледно-розовой окраской. Он встречается в единичных зернах изометричной формы с плохо оформленными гранями {110} и {211}. Размер отдельных зерен обычно 0,1-2 мм, реже 5 мм. Вокруг выделений граната наблюдаются оторочки кристаллов плагиоклаза N 30-47. В гранате отмечаются включения магнетита и апатита. Преобладание альмандиновой молекулы в гранате до 50% и значительной примеси пироповой составляющей (14,5%), вероятно, свидетельствует о возникновении минерала в результате протокристаллизации магматического расплава. По составу граната (альмандина 50%, гроссуляра 22%, пиропа 14,5%, спессартина 8,8%) можно судить о значительном общем давлении при его образовании. Согласно экспериментальным данным, минимальное давление, необходимое для кристаллизации граната данного состава, оценивается в 5х10 в степени 2 МПа, а максимальное - в (10-15)хв степени 2 МПа.
Из позднемагматических и автометасоматических акцессорных минералов наиболее распространен пирит. Для этого минерала установлена общая тенденция - сокращение его количества от пород ядерных частей массива к породам апикальных. Кристаллы пирита просты и образованы гранями {100}, {210}, {III}. Чаще они представлены комбинациями данных форм. На большинстве кристаллов преобладают грани {100}, а грани {210} и {111} встречаются в 2-3 раза реже. Эпизодически на кристаллах обнаруживаются слаборазвитые грани {321} и {211}.
По распространенности граней в комбинациях и их развитости можно выделить 15 морфологических типов кристаллов пирита, среди которых главные - кубы, комбинации куба с октаэдром, пентагондодекаэдром или пентагондодекаэдром и октаэдром. Среди акцессорного пирита резко преобладает морфологический тип 1, а суммарное содержание типов кристаллов 1- 4 достигает 85-90% от общего их количества.
Кристаллы пирита хорошо огранены, субизометричны. Нередко обнаруживаются уплощенные или вытянутые (псевдотетрагональные) индивиды с коэффициентом удлинения 1,1-5 и более. Размеры кристаллов в ребре от 0,01 до 2 мм, реже более. В породах центральной части массива кристаллы пирита крупнее, чем в породах эндоконтакта.
Габитус кристаллов пирита кубический (90% и более), реже куб-пентагондодекаэдрический ( 5-10%). Спорадически встречаются пириты куб-октаэдрического габитуса. Пириты из ядерных частей массива чаще образованы формами {100} и {III}, а в пиритах эндоконтактовых пород заметную роль играют грани {210}. В породах апикальных частей массива кристаллы пирита более разнообразной морфологии по сравнению с таковыми ядерных частей. Это связано с интенсивным проявлением в апикальных частях автометасоматических процессов калишпатизации, альбитизации, березитизации пород и возникновением пирита II гидротермально-метасоматического генезиса наряду с позднемагматическим пиритом 1.
Грани кристаллов пирита часто покрыты грубой комбинационной штриховкой, интенсивность которой увеличивается в породах приконтактовых частей массива. В пиритах из пород центральных частей наряду с комбинационной штриховкой появляется и послойная штриховка роста, морфология которой обычно отвечает симметрии грани кристалла: квадратная штриховка характерна для кубических кристаллов пирита, четырехугольная - для кристаллов комбинаций куба с пентагондодекаэдром, а полигональная (восьмиугольная) - для кристаллов в комбинациях куба с октаэдром. С глубиной к подошве массива интенсивность штриховки на гранях кристаллов пирита уменьшается, при этом грани становятся гладкими и блестящими. Кроме штриховки роста, на гранях кристаллов пирита наблюдаются отпечатки окружающих минералов пород или индукционные грани от совместного роста двух соседних минералов. На крупных кристаллах нередко встречаются субиндивиды. Морфология последних, как правило, определяется морфологией минерала-хозяина.
Судя по резко преобладающему кубическому габитусу кристаллов пирита 1, можно полагать, что его рост происходил в условиях высоких - средних температур, возможно, в позднемагматическую или раннеметасоматическую стадию.
В пределах массива широко развиты кварцевые жилы с околорудными березитами, в которых распространены пириты II и III. Как и у пирита 1, преобладающий габитус их кристаллов кубический, но в них больше доля кристаллов с разнообразной морфологией. Именно в пиритах II и III появляются кристаллы с хорошо развитыми гранями {321}, {211} и особенно {III}, в результате чего они приобретают куб-октаэдрический и октаэдрический габитусы (15-25%). Кристаллы пиритов из кварцевых жил часто искажены за счет неравномерного развития одноименных граней в комбинациях кристаллов. Набор элементов-примесей в пирите 1 и рудных пиритах II и III примерно одинаков. Однако концентрация этих элементов в 2-10 раз ниже, чем в пиритах кварцевых жил (пириты III) и сопровождающих березитов (пириты II). И тем и другим свойственны такие элементы, как цинк, свинец, медь, висмут, теллур, серебро, золото, платина, палладий, мышьяк. Все это свидетельствует о генетической связи магматических и рудно-метасоматических процессов в рудном поле.
2. Распределение золота в минералах интрузивных и контактово-метасоматических пород Балахчинского массива*
* Нейтронно-активационный анализ выполнен В.Л.Чесноковым в НИИ ЯФ при Томском политехническом университете; чувствительность 10 в степени -10 -10 в степени -11%, воспроизводимость 90%.
В акцессорных минералах интрузивных пород Балахчинского массива содержится неодинаковое количество золота. При этом все акцессорные минералы более основных пород приконтактовых частей массива содержат больше золота, чем сиенит-диориты и монцониты его центральных частей. Доля золота, заключенного в акцессорных минералах габбро-диоритов и диоритов, составляет 4,3% от общего его количества в породах, а сиенит-диоритов и монцонитов - всего 2,3% (за исключением наложенного золотоносного пирита). Коэффициент накопления золота в акцессорных минералах из габбро-диоритов и монцонитов 2,6 и 1,36 для магнетитов, 3 и 1,77 для сфенов, 8,4 и 4,5 для цирконов соответственно.
Итак, продуктивным габбро-диорит-монцонитовым интрузиям свойственны акцессорные минералы трех возрастных групп: 1) докамерной протокристаллизации расплава - муассанит, феррит, альмандин-пироп; 2) внутрикамерной закристаллизации расплава - циркон 1, апатит, магнетит, ильменит, сфен 1, дистен, циртолит, цинк, свинец, золото 1; 3) автометасоматической перекристаллизации пород - пирротин, пирит, рутил, шеелит, халькопирит, молибденит, золото II, свинец, цинк.
Наличие протокристаллов альмандин-пиропа, муассанита, в также феррита, пирротина 1, самородных золота, свинца, цинка, олова и других минералов восстановительной обстановки минералообразования, вероятно, указывает на широкое участие глубинных флюидов в формировании интрузивов.
Для всех типов пород массива характерны акцессорные цирконы четырех основных разновидностей. Из них самый распространенный - циркон II с включениями корродированных кристаллов раннего циркона 1. Перекристаллизация акцессорных цирконов, наличие сульфидов (прежде всего, пирита) свидетельствуют о широком проявлении в породах диорит-монцонитовых тел автометасоматических процессов сининверсионной (орогенной) гранитоидной интрузии раннепалеозойского возраста (-О).
Акцессорные минералы габбро-диоритов, диоритов, сиенит-диоритов, монцонитов характеризуются многократно повышенными содержаниями золота по сравнению с основными породообразующими минералами тех же пород. Максимальные концентрации золота установлены в цирконах и пиритах - коэффициент накопления 4-34. Это говорит о широком участии при их формировании магматогенных золотоносных флюидов.
Приведенные минералогические материалы свидетельствуют о интрузивной глубинной природе изученного массива и широком проявлении процессов магматического замещения пород, особенно автометасоматоза. Все это может служить надежными признаками потенциальной продуктивности габбро-диоритмонцонитовых интрузии в регионе. Возможно, мантийные магмо-флюидные источники и обеспечили формирование нетрадиционного комплексного золото-платиноидного оруденения в рудном поле.