Закономерности выделения самородного серебра в жильном кварце Селезнёвского угленосного района Донбасса

Автор: Крисак О. С., Купенко В. И.
Источник: Проблеми теоретичної і прикладної мінералогії, геології, металогенії гірничодобувальних регіонів: матеріали IX Міжнародної науково-практичної конференції (27–29 листопада). – Кривий Ріг: Видавничий центр Криворізького національного університету, 2014. – С. 34–38.

Участок исследований находится между городом Зоринском и селом Малоивановка Перевальского района Луганской области, относится к южной части поля шахты «Никанор-Новая». Горные породы участка относятся к верхней части разреза каменской свиты среднекаменноугольного возраста – С₂⁵. Выход толщи осложнен тремя разрывными нарушениями типа чешуйчатых надвигов – Южным надвигом, спутником Южного надвига и апофизом Южного надвига (рис. 1). Простирание разломов северо-восточное, согласное с простиранием пластов горных пород. Углы падения сместителей от 25^о до 60^о, амплитуда смещения 15–75 м.

Жилы кальцита с кристаллами кварца имеют мощность до 45 см, приурочены к трещинами межпластового расслоения известняков пласта К₇ в сорокаметровой зоне развития надвиговых структур. В изредка встречающихся раздувах жил присутствуют друзы кальцита. В непосредственной близости от надвигов встречаются брекчиевидные образования с зеркалами скольжения. Состав обломков известняковый, форма резко угловатая, удлиненная; преобладающий размер от 5 до 15 мм. Структура жильных образований – крупно-среднезернистая. Крупные кристаллы кальцита (до 6 см) формируют призальбандовые части жил, более мелкие (1–2 см) – центральные.

По данным полевых наблюдений и лабораторных микроскопических исследований с использованием бинокулярного, петрографического и минерагрфического микроскопов, был определен минеральный состав жильного материала. Главными минералами являются кальцит и кварц. В незначительном количестве отмечены гематит, пирит, оксиды марганца и самородное серебро. В продуктах выветривания материала жил присутствуют гидроксиды железа, в незначительном количестве – хлорит. В связи с многостадийностью процесса минералообразования и локальным проявлением некоторых стадий, количественное соотношение минералов изменяется в широких пределах. Среднее их содержание в составе жил приведено в табл. 1.

Рис. 1. Участки распространения кристаллов кварца и средний объем газа в газово-жидких включениях

Показатели: а – серого кварца; б – горного хрусталя

Кристаллы кальцита І характеризуются ромбоэдрическим габитусом, цвет их молочно-белый с желтоватым оттенком, реже красный в связи с примесью гематита.

По морфологии и размеру кристаллов, структуре агрегатов выделены 4 генерации кварца.

Кварц I. Широко развит в пятиметровой зоне вблизи надвигов, иногда заполняет полости их сместителей [1]. Кварц молочно-белый, длина кристаллов от 1–5 мм до 10 см, иногда до 18 см. Кристаллы кварца с индукционными гранями кристаллов кальцита, что свидетельствует об их совместном росте. Кристаллы идиоморфные, реже ксеноморфные, обычно трещиноватые, трещины заполнены мелкозернистым кальцитом II генерации. В редких случаях отмечается корродирование кристаллов кварца кальцитом II генерации.

Таблица 1. Среднее содержание минералов в составе жил

Кварц II серого цвета, длина кристаллов от 3 до 20 мм редко достигает 10 см. Грани местами с индукционными гранями кальцита. Кристаллы ксеноморфные, реже идиоморфные, изредка с трещинами, заполненными кальцитом II генерации.

Кварц III. Представлен горным хрусталем, встречается в раздувах жил. Длина кристаллов от 1 мм до 8 см, в редких случаях до 14 см. Кристаллы идиоморфные, индукционные грани наблюдаются только у одной из головок кристалла.

Кварц IV. Дымчатый кварц, пространственно приурочен к тем же участкам жил, что и кварц III генерации. Окраска зональная. Размер кристаллов от 5 мм до 6 см. Кристаллы идиоморфные, индукционные грани наблюдаются очень редко, только у одной из головок кристалла.

Морфологически кристаллы горного хрусталя и дымчатого кварца сходны с «мармарошскими диамантами» Карпат [2].

Пирит относится к минералам-примесям жил, встречается очень редко. Размер обычно гипидиоморфных индивидов до 0,5 мм.

Самородное серебро представлено, в основном, неправильной формы выделениями размером от 0,01 до 0,03 мм, обычно в ассоциации с кристаллам кварца I, II, III генерации, причем наибольшее содержание самородного серебра наблюдается в индивидах кварца III генерации. Здесь размеры его выделений изменяются от 0,01 до 0,2 мм. Их расположение в кристаллах кварца неравномерное, иногда они образуют скопления размером до 5 мм. В ассоциации с кальцитом отмечается редко.

Кальцит II. Образует мелкозернистые агрегаты прозрачных кристаллов размером менее 0,2 мм. Кристаллизовался после кварца I и II генерации, часто залечивает трещины в их индивидах.

Гематит присутствует в виде тонких прожилков между кристаллами кальцита, придает им яркокрасный цвет. Наблюдается только в плоскостях надвигов.

Оксиды марганца образуют дендриты чёрного цвета, размер агрегатов до 2 см.

Гидроксиды железа являются гипергенным образованием, присутствуют в виде тонких пленок яркого оранжевого цвета, покрывающих поверхность кристаллов кальцита, реже кварца.

Хлорит также образуется в зоне выветривания первичных минералов. Представлен тонкими налетами, реже вкраплениями размером до 1 см. Цвет яркозеленый. Пространственно тяготеет к надвиговым структурам. Выделения хлорита постоянно наблюдаются между кристаллами кальцита и кварца I и II генераций.

Проводилось изучение газово-жидких включений в кристаллах кварца. Объема газа [3] был определен для 140 двухфазовых включений в кристаллах серого кварца и горного хрусталя. Для молочно-белого и дымчатого кварца определение не проводилось, поскольку молочно-белый кварц является наиболее высокотемпературным минералом участка исследований, содержит большое количество мелких не диагностируемых включений. В кристаллах дымчатого кварца присутствуют только однофазовые включения.

На рис. 1 показаны участки распространения серого кварца и горного хрусталя, а также средний объем газа в составе газово-жидких включений. Было выявлено постепенное уменьшение объема газа во включениях с отдалением от места соединения Южного надвига и апофиза Южного надвига. Уменьшение объема газа наблюдается также в направлениях падения сместителей надвигов. Например, в месте соединения надвигов средний объем газа во включениях серого кварца составляет 17,78 объемн.%, а в 100 м к востоку этот показатель снижается до 9,11%. В кристаллах горного хрусталя также наблюдается тенденция к уменьшению количества газа во включениях в восточном направлении (от 7,68% до 5,43%).

Минимальное объемное содержание газа во включениях серого кварца составляет 8,5%, а максимальное во включениях горного хрусталя – 7,68%. Это может свидетельствовать о постепенном уменьшении температуры кристаллизации минералов и плавном переходе генераций кварца с постепенным понижением температуры кристаллизации.

Выводы

По результатам полевых работ, изучения структуры и текстуры жильных образований, микроскопических исследований жильного материала, количественных минералогических расчетов, определения морфологии кристаллов и последовательности их образования, а также изучения включений минералообразующей среды было выявлено следующее.

1. Образование минералов в жилах, выполняющих трещины межпластового расслоения в толще карбонатных пород, происходило в обстановке сжатия с последующей активизацией надвиговых структур.

2. Присутствие кристаллов кварца в жилах кальцита отмечается только в непосредственной близости от надвигов, что может свидетельствовать о привносе кремнезема из глубоких горизонтов.

3. Выделены 4 генерации кварца, формирование которых происходило с постепенным снижением температуры кристаллизации в связи с затуханием активности надвигов.

4. Самородное серебро пространственно связано с кварцем, максимальное его содержание характерно для горного хрусталя.

5. По результатам изучения газово-жидких включений в кристаллах кварца, выявлено уменьшение объема их газовой составляющей с удалением от зоны соединения надвигов и, таким образом, от уменьшения амплитуды смещений.

6. На основании сравнения с подобными гидротермальными месторождениями мира, а также с учетом результатов определения температуры кристаллизации кварца изученного участка методом гомогенизации, можно предположить, что молочно-белый кварц образовался при температуре более 200^оС, серый кварц – при температуре 190–140^оС, горный хрусталь – при температуре 135–120^оС, дымчатый кварц, содержащий только однофазовые включения, – при температуре менее 90^оС.

ЛИТЕРАТУРА

1. Крисак О. С. Привалов В. А. Новый механизм локализации жильной минерализации в надвиговых структурах / Актуальні проблеми геології. Матеріали наукової конференції // Донецьк: Донецький національний технічний університет, 2013. – С. 49–52.
2. Крисак О. С., Купенко В. И. Типоморфные особенности кристаллов кварца Селезневского угленосного района / Современная геологическая наука и практика в исследованиях студентов и молодых ученых. Материалы научной конференции // Кривой Рог: Криворожский национальный университет, 2013. – С. 24–28.
3. Ермаков Н. П. Термобарогеохимия // Москва: Недра, 1979. – 328 с.