Фациальные особенности мусковитовых пегматитов Сибири: Северо-Байкальская и Восточно-Саянская провинции

Затопление слюдяных шахт Северной Карелии и ликвидация горных предприятий, которые вели разработку мусковитовых месторождений на СевероБайкальском нагорье и в Бирюсинском районе Сибири, обращают на себя внимание не только как факт современной истории производительных сил России, но и как события, определенно влияющие на развитие научных исследований, направленных на изучение слюдоносных пегматитов вообще — этих специфических и во многих отношениях уникальных геологических образований.

Невольно вспоминается, что такая участь постигла пегматитовые месторождения мусковита в России второй раз. Впервые такое случилось в конце ХУШ века, когда слюдяное дело в Карелии, на Урале и в Сибири было свернуто из-за падения спроса на «оконную» слюду. Промысел мусковита, масштабы которого в то время по оценке И. И. Гинзбурга (1920) были достаточны для покрытия мировой потребности в этом материале, основывался на опыте практических поисков и разработки слюдоносных пегматитов, накопленном многими поколениями «рудознатцев». Забвение этого опыта в последствии было столь глубоким, что когда в конце XIX века вновь возникла потребность в слюде уже как в электроизоляторе, новым исследователям пришлось начинать все заново вплоть до поисков разрабатываемых в прежние годы слюдоносных объектов. Это сказалось на темпах становления отечественной слюдяной отрасли промышленности — потребовались десятилетия на создание школы геологов-слюдяников и организацию слюдяной горнодобывающей отрасли в СССР, позволившей отказаться от дорогостоящей импортной слюды.

С горечью приходится сознавать всю неестественность произошедшего со слюдяной отраслью геологоразведочного и горного производства в наше время, так как добыча и потребление этого вида сырья в других странах мира практически не снижается. Меняется лишь номенклатура потребляемых слюдяных изделий и области их использования в связи с прогрессивными изменениями промышленных технологий. В нашей стране, обладающей уникальными по запасам высококачественного мусковита пегматитовыми месторождениями и передовыми научными разработками, обеспечивающими их успешное освоение, промышленность переходит на потребление исключительно импортной слюды как в начале века, когда Россия импортировала дорогостоящую индийскую слюду из Германии, Англии и других стран (Гинзбург, 1920).

Очевидно, что с улучшением экономической ситуации в стране потребность в отечественном слюдяном сырье возрастет и слюдяная отрасль будет восстанавливаться. Скепсис в отношении такого прогноза вряд ли оправдан даже если признать закономерным падение мирового спроса на слюду как на электроизоляционный материал. Слюдоносные пегматиты с их гигантских размеров кристаллами и мономинеральными обособлениями кварца, полевых шпатов, слюд являются своего рода «чудом природы», которое вот уже дважды в истории вызывало значительный практический интерес. Совершенно невероятно, что в будущем такой интерес к ним не возобновится на новой научной и технологической основе. Сейчас же важно задуматься о цене, которую придется заплатить за восстановление разрушенной отрасли.

История освоения слюдяных месторождений в СССР в 30−50-х годах, запечатленная в правительственных решениях, документах производственных организаций и в научной литературе, убеждает, что кроме материальных затрат важнейшей составляющей этой цены будет научное геологическое обеспечение работ. Геология пегматитовых месторождений чрезвычайно сложна и специфична, требует от геологов глубоких специальных научных знаний, поэтому затраты интеллектуальных сил и времени могут оказаться при этом весьма значительными. Восприятие накопленного опыта научных исследований вновь создаваемыми геологическими коллективами во многом будет определяться полнотой отражения этого опыта в современной научной литературе.

В этом отношении особую ценность приобретают многие публикации, особенно крупные монографические работы последнего времени (Гинзбург и др., 1979; Слюдоносные., 1990; Гордиенко, 1996; Основы металлогении ., 1984 и др.), в которых обобщен, систематизирован и подвергнут критическому анализу огромный фактический материал, накопленный коллективами исследователей за длительный период научного изучения, прогнозирования, поисков, разведки и разработки пегматитовых месторождений. Значителен круг рассмотренных в них тем, идей, понятий, относящихся к геологии, минералогии и геохимии пегматитов. Представлен обзор современных взглядов на саму проблему генезиса пегматитов, которая остается остро дискуссионной. Безусловно указанные публикации несут в известной степени и функции учебной литературы.

Все сказанное определило решимость автора данной работы обратиться к результатам и опыту своих геологических и минералогических исследований, проводимых в течении более 20 полевых сезонов на территориях двух крупнейших мусковитовых провинций Сибири — Северо-Байкальской (Мамско-Чуйской) и

Восточно-Саянской (Бирюсинской): 'Тштиэ" .

На фоне вышеуказанных публикаций данная работа по тематике и задачам является значительно более узкой. Она посвящена разработке одной из малоизученных проблем геологии и минералогии пегматитов, в основном слюдоносных и направлена на изучение характера и причин их внутриформационной изменчивости.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Бэр — калиевые полевые шпаты (калишпаты);

Ог — ортоклазМ — микроклин

Р1 — плагиоклаз- 01 — олигоклазАЬ — альбит

С) — кварц

В! — биотит

Ми — мусковит:

Вег — берилл Ар — апатит Gr — гранат Pi — пирротин Sill — силлиманит Di — дистен (кианит) St — ставролит

Ти — турмалин (шерл)

Mui — кварц-мусковитового комплексаMull — пегматоидныйMulli — яблочно зеленый

И мы были (лат.)

Россия обладает уникальными по масштабу пегматитовыми месторождениями слюды-мусковита. Основные запасы этого ценного минерального сырья, спрос на которое в мире остается высоким, сосредоточены на территориях крупнейших пегматитовых провинций Сибири — Северо-Байкальской и Восточно-Саянской. Восстановление отечественной слюдяной отрасли промышленности неизбежно потребует развертывания геологоразведочных работ на этих объектах, в связи с чем необходима дальнейшая разработка вопросов геологии, минералогии и генезиса пегматитов, составляющих основу решения прикладных поисковых задач.

Чрезвычайно широкое разнообразие форм залегания, непостоянство состава и строения — все то, что понимается под изменчивостью геологических тел — является характерной чертой мусковитовых пегматитов. Во многих работах, посвященных вопросам геологии, минералогии и геохимии пегматитов, эта их черта составляет предмет особого рассмотрения.

Геологические исследования, проводившиеся в период интенсивного ведения геологоразведочных работ на территориях мусковитовых провинций, привели к накоплению обширных геолого-минералогических материалов по изменчивости пегматитов. Не удивительно, что тема изменчивости стала все чаще звучать в контексте формулировок многих проблем, которые входят в учение о пегматитах. В них заостряется внимание на фациальных переходах в пегматитах и разделении этих пород по признакам минералого-геохимической зональности, проявленной в пегматитовых полях (Гродницкий, Полин, 1975; Слюдоносные ., 1976; Гинзбург и др., 1979; Слюдоносные., 1980; Гордиенко, 1996). Представляется, что в этом обнаруживается естественное стремление увидеть в разнообразии форм, строения и состава пегматитов то общее, что позволило бы внутри каждой формации выделить совокупности пегматитовых тел, объединенных исходя из единых для всех формаций принципов анализа изменчивости составляющих их пегматитов. Таким образом, возникает проблема по созданию системы внутриформационного разделения гранитных пегматитов по геолого-минералогическим признакам. По существу это проблема перехода от накопления данных о реально наблюдаемом разнообразии пегматитов к системному пониманию их различий. Решение указанной проблемы в значительной степени подготовлено фундаментальными разработками по вопросам геологического контроля мусковитовых пегматитов (Мусковитовые ., 1975, и др.).

Мусковитовые провинции Сибири являются вполне подходящими объектами для такого рода исследований. Важность разработки этой проблемы очевидна. Ее актуальность в настоящее время вызвана необходимостью вовлечения в процесс научного анализа накопленной информации о внутриформационной изменчивости пегматитов на новой методической основе, соответствующей современному уровню знаний о пегматитах. Ее решение открывает новые возможности в изучении пегматитовых систем, так как в ходе геологического картирования пегматитовых полей, выполнения внутриформационных реконструкций и генетических построений можно будет оперировать совокупностями пегматитовых тел, в морфологическом, вещественно-структурном и генетическом сходстве которых отражаются некоторые типичные черты развития пегматитового процесса в реальных геологических условиях.

С разработкой данной проблемы открываются перспективы совершенствования системы поисковых критериев и методики локального прогноза пегматитовых месторождений. Прежде всего это относится к прогнозу и поискам крупноразмерного низкодефектного мусковита — особо ценного слюдяного сырья, которое в прежних экономических условиях хоть и считалось дефицитным, но практически не учитывалось при разработке северо-байкальских месторождений. С ним можно связывать надежды возобновления работ на этих объектах, так как изменения мировой конъюнктуры на мусковит свидетельствуют об увеличении спроса именно на такое слюдяное сырье.

Целью исследований являлась разработка и геолого-минералогическое обоснование фациального анализа мусковитовых пегматитов как перспективного направления в изучении внутриформационной изменчивости этих образований и использовании полученной минералогической информации для решения задач локального прогнозирования на высококачественный мусковит.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

1. Разработка принципов фациального анализа мусковитовых пегматитов.

2. Выделение, типизация и геолого-минералогическая характеристика пегматитовых фаций, развитых на территории крупнейших мусковитовых провинций Сибири.

3. Углубленное минералогическое изучение фациальной изменчивости пегматитов в масштабе пегматитовых полей и узлов.

4. Геологическое картирования пегматитовых фаций, развитых в пегматитовых полях и узлах, и выявление закономерностей локализации слюдоносных зон в пегматитовых телах разных фаций.

5. Выявление эффективных критериев локального прогноза слюдоносных зон в пегматитовых телах с высококачественным крупнокристаллическим мусковитом.

В основу работы положены материалы авторских исследований, проведенных на Северо-Байкальском нагорье и в Восточных Саянах в период с 1969 по 1991 гг. (23 полевых сезона) при выполнении хоздоговорных тематических работ с Иркутским ТГУ, ПГО «Иркутскгеология», Мамско-Чуйской и Ангарской геологоразведочными экспедициями. Автор начинал исследования под руководством проф. В. Д. Никитина (1969 г.), затем их продолжил, работая в составе исследовательской группы ЛГИ вместе с проф. С. А. Руденко.

В соответствии с научными традициями, заложенными проф. В. Д. Никитиным в проводимые исследования, тематические работы были нацелены на решение конкретных прогнозно-поисковых задач и совершенствование методики прогнозирования. Теоретические разработки по проблеме геологии, минералогии и генезиса пегматитов, требующие углубленного изучения особенностей геологической позиции, формы, состава, строения и генетических особенностей этих образований, являлись базой для решения указанных задач. Такой характер работ определил содержание, объем и условия сбора первичного фактического материала. Его основу составляют наблюдения, накопленные при изучении около 5000 разведанных, разрабатываемых и затронутых только старательской разработкой слюдоносных жил Северо-Байкальской провинции, сосредоточенных в 200 км полосе от участка Заозерный (Чуя) до гольцов Барчихинский и Надежный (Максимиха), и 45 жил Восточно-Саянской провинции участков Тёпса, Нерой-I, II, Березовый, Решет. Фонд авторской документации наблюдений насчитывает сотни детальных зарисовок, блок-диаграмм, погоризонтных планов и разрезов, около 10 000 фотоснимков.

Первичная геологическая информация получена при детальном геологическом картировании ряда слюдоносных узлов в масштабах 1:1000, 1:2000 и передокументации керна скважин поискового бурения. Общая площадь съемки: на

Северо-Байкальском нагорье — 25 км² (гольцы Медвежий, Олений, БерезовыйЛуговксг, Перевал, Дудинский, Снежный, Голый, Кошмелевский, Рудничный, Пеледуй, Противорудничный, Еремиха — КолотовкаРезервный, Гремучий, Попутный, Рудничный — Большой СеверныйЗапасный, Заманчивый — Максимиха) — в Восточных Саянах — 5 км² (Tenca, Нерой-I, Березовый). На отдельных участках, где плотность поисковых и разведочных выработок достигала 1000 на 1 км² (участки Луговского и Максимихинского полей, Нерой-I) карты фактического материала составлялись на основе выполненной автором теодолитной (тахеометрической) съемки.

Отбор минералов для исследований сопровождался схемами отбора проб и их описанием. Число отобранных минеральных проб составляет более 5000, из них проанализировано количественным спектральным методом (лаб. ВСЕГЕИ. аналитик д.г.-м. наук В.В.Хохлов) — 800, количественным рентгенофлуоресцентным методом (установка СПАРК-1, лаб. СПГТИ, аналитик С.С.Руденко) — 300, рентгеноструктурным методом (дифрактометры ДРОН-0,5, 2, лаб. СПГТИ, аналитики М. А. Иванов и И. А. Самусиналаб. СПГУ, аналитик проф. И. Е. Каменцев, Д.Ю.Попов) — 700, количественным пламенно-фотометрическим методом (лаб. ПГО «Севзапгеология») -450. Кроме того использованы результаты оптико-микроскопических, спектроскопических (спектрофотометр Beckman Acta М IV), интерференционно-микроскопических (интерференционный микроскоп MPI-5) и микрозондовых (электронный микроскоп с микроанализатором Jeol IXA-8600) исследований минералов в лабораториях СПГТИ. При приготовлении проб для исследований использовались методы ориентированной резки и сверхчистой алмазной полировки кристаллов. Обработка числовых аналитических данных велась по компьютерным программам расчета статистических параметров.

Итоги разработки генетических и методических основ локального прогнозирования слюдоносных объектов в Мамско-Чуйском районе вошли в материалы сессии НТС Мингео СССР «Дальнейшее направление геологоразведочных работ на мусковит в Мамско-Чуйском районе и методы оценки сырья» (1986 г). Разработанные приемы геологического прогнозирования и практические рекомендации по направлению поисковых работ на изученных площадях приняты к внедрению в практику работ Мамско-Чуйской комплексной ГРЭ (решения НТС МЧ КГЭ № 6 от 24.08.79, № 13 от 5.12.85, № 18 от 17.12.85). Данные геологических исследований вошли в материалы Ангарской ГРЭ и ПГО «Иркутскгеология» по оценке перспектив выявления новых слюдоносных объектов в Восточно-Саянской мусковитовой провинции (1988;89 гг). Материалы проведенного геологического картирования использованы при составлении сводной геологической карты 1:50 ООО северо-восточной части Северо-Байкальской провинции (1990;91 гг).

В первых главах дается краткая геологическая характеристика мусковитовых провинций, дается обзор современных представлений об изменчивости состава, строения и морфологии мусковитовых пегматитов, определяются принципы решения поставленных задач. Основные разделы работы посвящены разработке фациального анализа мусковитовых пегматитов — выделению пегматитовых фаций, их характеристике, изучению минералов. Заключительные разделы содержат сведения об использовании результатов исследований в прикладных целях.

Своим интересом к исследованию пегматитов Сибири автор обязан своим учителям: неистовому в стремлении познать тайны пегматитогенеза проф. В. Д. Никитину и знатоку минералов пегматитов, терпеливому• и великодушному наставнику — проф. С. А. Руденко.

Своему учителю проф. Д. П. Григорьеву автор глубоко благодарен за уроки минералогии и постоянную поддержку в научном творчестве.

Особую благодарность автор выражает доценту В. А. Романову и профессору В. Н. Мораховскому за школу полевых экспедиционных работ и помощь в исследованиях, особенно на начальных этапах.

Работа выполнялась при тесном творческом взаимодействии с геологами-слюдяниками Сибири: Е. В. Тарасовым, Ю. Г. Гарником, Г. А. Галкиным, В. К. Дорохиным, А. С. Давидюком, В. А. Мишиным, В. В. Савиным, С. К. Фирисановым, А. А. Швецовым, В. С. Некрасовым,

A.П.Суворовым, А. М. Атгынниковымт Г. Е.Мицук, А. И. Ажимовой, В. И. Пшеничным и многими другими. Плодотворным было общение с ведущими геологами-съемщиками слюдоносных провинций: В. Н. Чесноковым, П. С. Максютой, А. В. Спиридоновым, А. П. Кочневым,

B.М.Тюриковым. Практическую помощь в работе оказывали ученые ВСЕГЕИ, ИГГД, Clll У, института геологии Карельского филиала РАН и других организаций: Ю. Е. Рыцк, А. С. Никаноров, В. В. Хохлов, И. Е. Каменцев и другие. Всем им автор выражает глубокую признательность, храня добрую память об ушедших учителях и коллегах — Ю. М. Соколове, Л. Л. Гродницком, Б. И. Зорине, Г. С. Низамове, В. Ю. Эшкине. Своим спутникам по экспедициям М. Н. Мурашко, Д. Т. Сосину, А. М. Ручьеву автор благодарен за плодотворное сотрудничество. Профессору П. С. Воронову автор особо признателен за помощь в опубликовании материалов и важные наставления.

Автор благодарит всех преподавателей и сотрудников кафедры, где выполнена работа, особенно профессора Ю. Б. Марина, за помощь на заключительном этапе исследований.

Выводы

1. Современные представления о изменчивости мусковитовых пегматитов сложились благодаря исследованиям, в процессе которых была установлена зависимость вариаций состава и строения пегматитов от разных факторов: 1) физико-химических, которые определили эволюцию минералообразования в условиях направленного фракционирования химических элементов, закономерного изменения кислотно-щелочных свойств растворов и другие изменения среды при понижении температуры и давления- 2) геологических, которые влияли на условия развития пегматитового процесса в разной геологической обстановке, определяемой неоднородностью состава и строения вмещающих пегматиты пород, зональностью проявления регионального метаморфизма и другими геологическими причинами.

2. Изменчивость, обусловленная физико-химическими факторами является как бы эволюционной. Она выражена в изменении состава, структуры и текстуры пегматитов, обусловленном перемещением фронта кристаллизации и кристаллизационных остатков, направленным просачиванием растворов и другими векториальными (трендовыми) изменениями состояния системы пегматитообразования. Она достаточно глубоко изучена и как генетический признак пегматитов использована при моделировании пегматитового процесса многими исследователями (Шмакин, 1975; Слюдоносные ., 1976; Гордиенко, 1988, 1996, и др.).

Изменчивость, отражающая влияние геологических условий на эволюцию пегматитового минералообразования — фациальная — изучена главным образом в отношении ее связи с метаморфическим и литологическим факторами. Фациальная изменчивость пегматитов, определяемая условиями регионального метаморфизма, детально изучена в связи с разработкой положений теории метаморфогенного происхождения пегматитов (Соколов, 1970; Соколов, Салье, 1983). Изменчивость, связанная с влиянием литологического фактора, использована с целью моделирования пегматитового процесса и в качестве генетического признака лишь при исследовании продуктивных пегматитов одной из возрастных групп Северной Карелии (Геологические ., 1972; Гродницкий, Полин, 1975). Очевидно, что современные модели и схемы процесса образования мусковитовых пегматитов характеризуются неполнотой в отношении учета влияния на фациальную изменчивость пегматитов тектонического фактора.

3. Изменчивость морфологии пегматитов, трактуемая по-разному с позиций гипотез о магматическом и перекристализационно-метасоматическом образовании этих пород, а также разных оценок тектонофизических условий развития пегматитового процесса, в общем случае рассматривается как следствие переходов одних типов контролирующих пегматиты деформаций в другие. Она также связывается с особенностями проявлений деформаций в условиях неоднородного поля давления и в горных породах с разной анизотропией и физико-механическими свойствами. В этих отношениях изменчивость морфологии выступает как характеристика тектонической структуры пегматитовых полей и признак фациальности развития определивших эти структуры деформаций. В случаях, когда устанавливается соответствие между изменениями морфологии пегматитов и вариациями их состава и строения, обусловленных тектонофизическими условиями развития пегматитового процесса, изменчивость морфологии пегматитов может рассматриваться как признак, отражающий влияние фациальности развития деформаций пород на условия минералообразования в пегматитах.

ГЛАВА 3

ПРИНЦИПЫ ФАЦИАЛЬНОГО АНАЛИЗА ПЕГМАТИТОВ

ЗЛ. Основы фациального анализа пегматитов

Как известно (Наливкин, 1956), понятие «фация» (facies — лицо, облик, видлат.) в геологию ввел Гресли в 1838 г. при сравнении изменчивых по составу и условиям образования одновозрастных осадков. Из геологии осадочных пород в конце XIX в. оно было перенесено на магматические породы Д. Райером и Ф.Ю.Левинсон-Лесингом, затем на метаморфические породы в 1921 г. П. Эскола, а позднее на метасоматитыД.С.Коржинским (1957). Столь широкое использование этого понятия закрепляет за ним значение общего классификационного или описательного признака горных пород, охватывающего как особенности их состава: строения, форм залегания, так и условия их образования. Поэтому в настоящее время, если рассматривать это понятие в широком геологическом аспекте, оно трактуется по-разному: одни исследователи под фацией понимают комплекс условий (обстановку) в которых происходило образование пород, другие — сами горные породы (или их совокупности), особенности которых зависят от определенных условий образования. Такое разграничение в известной мере условно, так как фация — это не только горная порода, т. е. понятие петрографическое или литологическое (вещественное), но и определенная геологическая среда образования горной породы, т. е. понятие в этом смысле генетическое. Поэтому термин «фация» — это термин свободного пользования, содержание которого в том или ином значении (вещественном или генетическом) определяется смыслом изложения (контекстом).

Но все же указанное разграничение закрепилось в некоторых ставших общепринятыми понятиях. Так под «фацией геологической (осадочной)» и «фацией метаморфизма» понимаются определенные условия соответственно осадконакопления и метаморфизма горных пород. Под фациями магматических, метаморфических и метасоматических пород понимаются сами породы соответствующего происхождения, особенности которых определяются условиями их образования. Для характеристики фациальной изменчивости минерального и химического состава пород используется понятие «фация минеральная» и «фация минерально-геохимическая» (осадочных, магматических, метаморфических пород) (Геологический ., 1973). Понятие «фации» предложено использовать в приложении и к отдельным минералам горных пород (Григорьев, 1949; Руденко и др., 1991).

Из такого рассмотрения следует, что применительно к пегматитам понятие фации также допускает трактовки в соответствии с «вещественным» и «генетическим» подходами к анализу фациальности пегматитогенеза. Выбор варианта, естественно, определяется целями и содержанием решаемых задач. Так как одновозрастные пегматиты могут существенно различаться составом, строением и формами залегания в зависимости от условий геологической среды, понятие фации к ним в принципе применимо.

В реальности практического осуществления фациального деления пегматитов убеждает представленный выше (глава 2) обзор разных видов изменчивости мусковитовых пегматитов, особенно два содержащихся в этом обзоре примера исследований. Имеются в виду опыт классификации пегматитов северной Карелии (Гродницкий, 1969) с последующим развитием минералогических и геохимических исследований на основе этой классификации (Гродницкий, Полин, 1975; Слюдоносные., 1976) и разработка представлений о пегматитовых фациальных сериях областей зонально проявленного регионального метаморфизма (Соколов и др., 1975; Гинзбург и др., 1979).

Первый пример показывает, что обращение к понятию фации облегчает характеристику пегматитов конкретных регионов и наполняет их геологическую типизацию новым содержанием, позволяющим рассматривать на генетической основе наблюдаемое разнообразие этих пород. Отчетливо проявленная в Северо-Карельском регионе закономерная зависимость состава мусковитовых пегматитов от химизма и строения вмещающих пород, отмечаемая многими исследователями, в интерпретации Л. Л. Гродницкого была выражена в форме, позволяющей, с одной стороны, отразить ее в классификации пегматитов, а с другой подчеркнуть генетический характер этой зависимости. Отмечая существенные различия основных черт мусковитовых пегматитов, залегающих в разных породах, и объясняя вслед за другими исследователями эти различия разницей состава и строения вмещающих пород, Л. Л. Гродницкий выстроил пегматиты в генетически единый ряд и выделил в нем «фациальные группы» пегматитов, отражающие влияние литологического фактора на минеральный состав пегматитов. Понятие «фация» связано при этом и с характеристикой условий пегматитообразования, определяемых литологическим фактором, и выражено этим исследователем как «фация пегматитогенеза» .

Второй пример раскрывает аналитические возможности фациального метода при изучении внутриформационной структуры пегматитовых систем — пегматитовых полей и провинций. А. И. Гинзбург, И. Н. Тимофеев и Л. Г. Фельдман (1979), увязывая закономерности локализации пегматитов разных формаций с метаморфической зональностью вмещающих пород, рассмотрели данные о строении пегматитовых полей с позиций петрологии метаморфических комплексов. В центре рассмотрения находилась представленная Ю. М. Соколовым, К. О. Кратцом и В. А. Глебовицким (1975) закономерность: поля редкометальных пегматитов ассоциируют с фациальными сериями метаморфических пород, характеризующимися высокими геотермическими градиентами (интенсивным тепловым потоком), а поля типичных мусковитовых пегматитов локализуются в породах фациальных серий с умеренным температурным градиентом (с тепловым потоком меньшей интенсивности). Авторы пришли к выводу, что поскольку между вмещающими метаморфическими породами и минеральным составом пегматитов существует известное соответствие*, то, по аналогии с метаморфическими фациальными сериями пегматитовых полей и провинций, возможно выделение пегматитовых фациальных серий. Каждая из таких пегматитовых серий характеризуется закономерной приуроченностью к метаморфической серии фаций, а также определенным набором и последовательной сменой типов пегматитов, различающихся по комплексу породообразующих и акцессорных минералов. «Такие элементы пегматитовой фациальной серии (или просто пегматитовой серии) удобно именовать минеральными фациями пегматитов» (Гинзбург и др., 1979, стр. 139).

Таким образом, предложение рассматривать пегматитовые поля и провинции, приуроченные к зональным метаморфическим комплексам, как пегматитовые фациальные серии, а в качестве единиц этих серий выделять пегматитовые минеральные фации, позволяет найти способ вещественного выражения зависимости минерального состава пегматитов больших и средних глубин от условий регионального метаморфизма.

Если сопоставить между собой оба примера, выделив в них лишь теоретическую основу решений по зопросу о фациях, то можно увидеть принципиальное сходство позиций авторов в этом вопросе. Несмотря на то, что в первом случае принят «генетический», а во втором — «вещественный» подход к определению фации, авторы едины в стремлении использовать это понятие для

Авторы цитируемой работы имели в виду фациальное соответствие пегматитов и вмещающей см. стр. 52) выражения зависимости внутриформационной изменчивости состава пегматитов от проявлений определенных факторов геологического контроля. Так или иначе, но под пегматитовой фацией в том и другом случае подразумевается и пегматит как горная порода (минеральный состав принят за главную характеристику), и геологическая среда, в которой образование пегматитов оценивается в одном случае литологическим, а в другом — метаморфическим фактором. Следовательно, в обоих примерах в понятие фации вкладывается общепринятое значение (Наливкин, 1956; Коржинский, 1957).

Таким образом, теоретической основой фациального анализа пегматитов могут служить общие положения учения о фациях, определяющие как само понятие фации, так и его свойства. Следуя этим положениям, можно в самых общих чертах определить некоторые наиболее очевидные особенности пегматитовых фаций.

Главнейшим свойством фации является ее однородность как геологической единицы. Это значит, что пегматитовая фация должна объединять пегматиты в достаточной мере сходные по петрографическим или другим признакам. Это сходство должно отражать и определенный комплекс условий образования этих пород. Условия — физико-химические или геологические — могут иметь качественное или количественное выражение.

Границы фаций — это контуры, в которых сохраняется однородность пегматитов и условий их образования в заданных пределах колебаний. Характер перехода одних фаций в другие может быть постепенным и резким.

Существенным критерием равнозначности осадочных фаций, как известно (Наливкин, 1956), является сходство их геологической истории. Это положение в принципе соответствует и понятию фации пегматитов. Рассматривать фацию в ее развитии — непременное условие фациального анализ. При этом большое значение может иметь изучение пегматитов в плане исследований онтогенеза пегматитовых фаций, т. е. выяснение индивидуальной истории их формирования и составление схем последовательности процессов образования. В этом убеждают примеры приложения онтогенетического подхода к изучению рудных месторождений (Рундквист и др., 1979).

Важнейшей характеристикой изменчивости гранитных пегматитов, как было среды как результат сохранения остаточного температурного поля в зонах метаморфизма. показано выше (глава 2), являются вариации их минерального состава. Очевидно, эта особенность пегматитов может часто выступать в качестве ведущего признака пегматитовых фаций. Поэтому в соответствии с современными представлениями о видах фаций к пегматитам наиболее применимо понятие «минеральной фации» (Геологический ., 1978).

Геологические условия, определяющие фациальность развития пегматитогенеза в конкретных пегматитовых полях и провинциях, создаются комплексом причин, которые связываются с проявлениями магматизма, метаморфизма, тектоники и другими процессами и явлениями, действующими во взаимосвязи. В настоящее время по общему мнению исследователей (Мусковитовые ., 1975; Генезис ., 1983) невозможно какой-либо одной из таких причин достаточно полно объяснить наблюдаемое внутриформационное разнообразие пегматитов. Следовательно нет оснований полагать, что фации пегматитов можно выразить с помощью одного универсального геологического, минералогического или геохимического признака этих пород или проявления определенного геологического процесса. Пегматитовые фации могут отражать лишь некоторые особенности пегматитогенеза и поэтому пегматиты конкретных объектов могут составлять фации разного типа. Такой принцип используется при выделении фаций магматических пород, когда, например, в одном комплексе интрузивных тел выделяются фации глубинности и краевые фации.

Условие, согласно которому фации выделяются лишь среди одновременно образующихся пегматитов, изменчивость которых обусловлена влиянием факторов внешней среды, ограничивает приложение фациального анализа к интерпретации региональной минералогической и геохимической зональности полей редкометальных и мусковитовых пегматитов. Имеются в виду объекты, в которых в направлении восстания жильных серий (снизу вверх) и по латерали от материнского источника (массива материнских гранитов или других) наблюдается закономерное изменение состава пегматитов. Минералого-геохимическая зональность таких объектов связывается с пространственно-временной эволюцией пегматитового процесса, которая обусловливает изменчивость состава пегматитов в масштабах жильных серий (Ферсман, 1940; Солодов, 1962; Беломорский ., 1962; Гродницкий, Полин, 1975; Слюдоносные ., 1976, Гордиенко, 1983, 1988, 1996). В связи с этим вычленение из комплекса причин такой изменчивости составляющих отдельных геологических факторов затруднительно, а использование принципа фаций для анализа условий пегматитообразования сопряжено с трудностями методического порядка.

Подводя итоги, подчеркнем следующее.

1. Теоретической основой разработки фациального анализа пегматитов является современное учение о фациях, а непосредственной предпосылкой — исследования фациальности пегматитогенеза, выразившейся во влиянии на изменчивость состава пегматитов литологического и метаморфического факторов.

2. Так как учение о фациях в общем геологическом аспекте охватывает вопросы об изменениях пород в объемах геологических структур и во времени, а также о тех условиях образования, которые эти изменения обусловливают, геологической основой фациального анализа пегматитов могут служит данные о изменчивости состава, строения и форм залегания пегматитов, ее природе и зависимости от факторов геологического контроля.

3. Фациальный анализ пегматитов можно определить как комплекс приемов и специальных методик, применяемых для выяснения конкретных геологических (и, соответственно, физико-химических) обстановок пегматитогенеза по соответствующим этим обстановкам проявленноюменчивости пегматитов.

4. Главным требованием при фациальном анализе является учет всего комплекса установленных в процессе исследований явлений и процессов, участвующих в образовании пегматитов. Так как направленность любых исследований зависит от методического подхода к выявлению и изучению фактического материала, разработка фациального анализа не может не учитывать теоретические положения разных гипотез генезиса пегматитов, влияющие не методику исследований.

3.2. Рациональный подход к выделению пегматитовых фаций

Рассмотрение примеров использования принципа фаций при изучении пегматитов и вытекающий из этого рассмотрения вывод о наметившемся подходе к выделению пегматитовых фаций, в значительной степени предопределяют ответ на поставленный вопрос. Поскольку под фацией горных пород, как это принято вообще в петрологии, понимается совокупность одновозрастных пород, возникших в сходных условиях, становится очевидным, что при выделении пегматитовых фаций следует принимать во внимание такую изменчивость состава, строения и форм залегания пегматитов, которая обусловлена главнейшими факторами их геологического контроля (метаморфическим, литологическим и др.).

Однако при столь широком толковании вопроса невозможно сразу перейти к рассмотрению конкретных фаций и, тем более, к их типизации. Примеры фациальных исследований, рассмотренные выше, относятся к пегматитам лишь некоторых формаций и учитывают изменчивость этих пород, обусловленную отдельными геологическими факторами. Ясно, что результаты таких исследований освещают только часть общей проблемы фациального анализа пегматитов, которая еще требует разработки. Это значит, что без определения общих принципов фациального анализа пегматитов разных формаций невозможно достаточно полно такой анализ осуществить применительно к интересующим нас мусковитовым пегматитам.

Все приведенные выше данные, как будто, определенно говорят о необходимости обращения в этом вопросе к анализу закономерностей, наблюдаемых в отношениях изменчивости пегматитов конкретных геологических объектов. Но для определения принципов фациального анализа в широком аспекте, думается, можно отойти от эмпирического метода изучения пегматитов, основанного на выявлении повторяемости признаков, и обратится к теоретическому анализу явлений пегматитообразования для того чтобы исследовать причинно-следственные отношения между геологическими условиями, влияющими на внутриформационную изменчивость пегматитов, и реально наблюдаемым разнообразием этих пород на конкретных объектах.

При таком условии становится возможным выделить основные понятия, соответствующие принципам фациального анализа пегматитов.

Фациальныеусловия образования пегматитов определяются, исходя из влияния на изменчивость пегматитов, составляющих формации, геологических факторовметаморфического, литологического, тектонического и других, отражающих изменения физико-химических условий пегматитообразования в реальных геологических обстановках.

Фациальные особенности пегматитов — это особенности их морфологии, вещественного (химического и минерального) состава, структуры и текстуры, изменчивость которых определяется изменениями в пространстве геологических условий, в которых происходило формирование пегматитов определенной (какой-либо) формации.

Фация пегматитов — это совокупность пегматитовых тел определенной формации, обладающих устойчивым комплексом особенностей форм залегания, состава и строения, возникновение которого в каждом конкретном случае достаточно четко коррелируется с решающим влиянием какого-либо геологического фактора.

Ведущий геологический фактор, обусловивший комплекс фациальных особенностей пегматитов, определяет тип фаций пегматитов. Анализ этих особенностей, отражающих морфологическую и вещественно-структурную изменчивость пегматитов, обусловленную ведущим геологическим фактором, позволяет выделить виды фаций.

Известно, что условия пегматитообразования в реальной геологической обстановке определяются совместным действием многих факторов, причем применительно к разным формациям пегматитов и даже к одним и тем же формациям, но разных регионов, устанавливается несколько разная значимость этих факторов (Гинзбург и др., 1975; Основы ., 1984; Руденко, 1985). Поэтому в свете данных определений следует ожидать, что для пегматитов разных формаций целесообразно будет выделять пегматитовые фации разного типа. Остановимся на этом вопросе. Для краткости изложения типы фаций пегматитов, выделенные по выбранному в качестве ведущего метаморфическому фактору, обозначим как «метаморфофации», соответственно магматическому — «магматофации», литологическому -" литофации «, тектоническому — «тектонофации «.

Метаморфофации. В настоящее время никем не оспаривается связь керамических и мусковитовых пегматитов с процессами регионального метаморфизмадля редкометальных пегматитов такая связь рассматривается как более опосредованная, а для хрусталеносных (внутригранитных), естественно, этот вопрос не ставился. Метаморфический фактор определяет оптимальные РТ-условия развития пегматитового процесса в глубинных условиях, хотя трактуется по-разному. Исследователи, признающие генетическую связь пегматитообразования с метаморфизмом, закономерное сонахождение пегматитов определенного минерального состава и метаморфических пород отдельных ступеней (субфаций) метаморфизма рассматривают как следствие изофациальности метаморфогенного и пегматитового минералообразования (Соколов, 1959, 1970; Соколов и др., 1975; Основы 1984).

Другое объяснение этой закономерности дают сторонники иной трактовки метаморфического контроля пегматитов. Они считают, что в генетическом смысле (как фактор, генерирующий само вещество пегматитов) такой контроль имеет ограниченное значение и относится лишь к мигматитоподобным образованиям, составляющим незначительную часть от всей массы пегматитов, а их формирование происходило в период развития процессов метаморфизма регрессивной стадии. Возникновение в пегматитах слюд и других минералов, определяющих специализацию пегматитов, объясняется сближением температуры и давления летучих в очагах пегматитообразования этих минералов. Следовательно для пегматитов действие метаморфического контроля заключается в создании параметров состояния среды, позволяющих пегматитовому процессу достигать определенных уровней своего развития и приводить к образованию значительных количеств тех или иных минералов (Ферсман, 1940; Гинзбург, Родионов, 1960; Рыцк, 1969; Никаноров, 1979; Гинзбург и др., 1979; Иванов и др., 1987; Сосин и др., 1992 и др.).

Очевидно, что отчетливое проявление метаморфического контроля в полях керамических, мусковитовых и редкометальных пегматитов позволяет согласиться с выводами А. И. Гинзбурга, И. Н. Тимофеева и Л. Г. Фельдмана (1979) о принципиальной возможности выделения минеральных пегматитовых фаций — метаморфофаций, причем вне зависимости от трактовки контролирующей роли метаморфизма.

Литофации. Литологический фактор определяет зависимость многих особенностей (состава, строения, форм залегания, характера контактов) пегматитов от состава и структурно-текстурных особенностей вмещающих пород. При всей многогранности этой зависимости и разноречивости конкретных ее трактовок сторонниками разных гипотез пегматитогенеза сам факт взаимодействия пегматитов с вмещающими породами никем не оспаривается.

Так как практическая ценность пегматитов определяется их составом, именно зависимости состава этих пород от химизма вмещающих и подстилающих пород уделяется главное внимание (Бунтин, 1940; Никитин, 1950, 1952; Шуркин и др., 1962; Геологические ., 1974; Бабошин, 1973; Гродницкий, Полин, 1975; Слюдоносные ., 1976; Гинзбург, и др., 1979; Шмакин, Макрыгина, 1969). Подчеркивается, что чем значительнее отличие пегматитов и вмещающих пород по содержанию щелочей, железа и некоторых других сидерофильных элементов, тем это взаимодействие ощутимее (Ферсман, 1940; Слюдоносные 1976). При этом его интенсивность для гранитных пегматитов разных формаций различна. Она ослабевает по мере перехода от глубинных (керамических) пегматитов к пегматитам формации малых глубин (редкометальным), что объясняется изменением с глубиной вязкости растворов, вызывающих обмен пегматитов и вмещающих пород химическими компонентами, и локальности путей миграции летучих в породах (Коржинский, 1953). Этим в какой-то степени объясняется то, что изменчивость состава пегматитов, обусловленная влиянием химизма вмещающих и подстилающих пород, наиболее обычна для пегматитов мусковитовой формации. Литофации характерны именно для таких пегматитов.

Магматофации. Роль магматического фактора в пегматитогенезе и его сущность являются в настоящее время центральным вопросам дискуссии по проблеме генезиса пегматитов и представляют наименее изученную ее сторону. Важнейшим является вопрос о связи пегматитов с гранитами. Разносторонний и достаточно объективный анализ предлагаемых решений, проведенный авторами известной работы (Гинзбург и др., 1979), показывает, что признаки генетической и пространственной связи пегматитов с гранитами проявлены тем сильнее, чем меньше глубинность формирования пегматитов, ослабевая в направлении от формации хрусталеносных пегматитов малых глубин к формациям пегматитов больших глубин. Если для хрусталеносных пегматитов прямая генетическая связь с конкретными гранитными интрузивами установлена, то для слюдоносных пегматитов она одними исследователями, как известно, доказывается, а другими, особенно сторонниками концепции метаморфогенного происхождения пегматитов, решительно отрицается. Вместе с тем признается, что по мере перехода от формаций малых глубин к более глубинным формациям затушевывается значение магматического фактора в контроле размещения пегматитов.

Таким образом, мусковитовые пегматиты являются своего рода «камнем преткновения» в данном вопросе. Даже если рассматривать проблему с тех позиций, которых придерживается автор (см. главу 1), и допустить возникновение промышленно ценных слюдоносных пегматитов в генетической связи с каждой последовательно проявляющейся фазой магматических гранитных комплексов рассматриваемых провинций, то и в этом случае прогнозировать возможность выделения магматофаций пегматитов в этих объектах затруднительно. Дело в том, что материнские" для мусковитовых пегматитов граниты, в составе и строении которых запечатлены фациальные (магматогенные) особенности становления, большей частью в периоды, предшествующие возникновению пегматитов каждой возрастной группы, преобразованы в пегматоидные граниты. По этой причине выявление надежных признаков магматической дифференциации, взаимодействия гранитного расплава с вмещающими породами и других явлений, которые позволили бы связать образование минеральных или других фаций этих магматических пород с фациальной изменчивостью генетически связанных с ними пегматитов, пока что не удается. С этой целью воспользоваться данными о изменчивости пегматоидных гранитов, которую изучали А. Г. Бушев (1974, 1975), В. М. Макагон (1977), A.B.Спиридонов (1983) и другие исследователи, принимающие такие породы за магматические образования, вряд ли возможно. Изменчивость таких пород явно отражает специфику процессов преобразования вещества на постмагматическом этапе и в значительной степени затушевывает проявления изменчивости первично магматической природы.

Таким образом, есть основания полагать, что выделение магматофаций мусковитовых пегматитов даже в провинциях Сибири, где связь таких пегматитов с гранитами устанавливается достаточно надежно, представляет собой трудно разрешимую задачу. Для формаций редкометальных и тем более хрусталеносных пегматитов малых глубин выделение магматофаций вполне возможно.

Тектонофации. Признавая за тектоникой значение одного из главных геологических факторов контроля пегматитов и отмечая усиление роли этого фактора при переходе от формации хрусталеносных пегматитов к формации пегматитов средних и больших глубин, исследователи трактуют его по-разному. Сторонники магматической гипотезы образования пегматитов роль тектоники ограничивают влиянием на размещение и форму пегматитовых тел, а также на распределение в телах пегматитов минералов метасоматической стадии, объем которых, по их мнению, в пегматитах невелик. Последователи представлений о перекристаллизационно-метасоматическом образовании пегматитов считают, что тектоника определяет не только место локализации и форму пегматитовых тел, но и является одной из причин развития процесса пегматитообразования, так как определяет условия физически напряженного состояния пород и минералов при развитии перекристаллизации и метасоматоза и поступление растворов, необходимых для осуществления роста минералов.

Значительны расхождения взглядов и в вопросе о связи пегматитогенеза с тем или иным тектоническим процессом. Для мусковитовых пегматитов диапазон мнений весьма велик — от признания ведущей роли трещин, которые возникали и раскрывались при изгибе пластов горных пород в период смятия толщи (Родионов, 1959; Горлов, 1973 и др.), до отстаивания представлений о чередовании пластичных и хрупких деформаций в процессе эволюции складчатости и проявлений сдвиговой тектоники (Геологические ., 1972; Чесноков, 1975; Кочнев, 1993; Иванов, 1997), а также модели очагового некинематического тектоногенеза (Мораховский, 1990).

Затруднения, окружающие обсуждение всего этого сложного комплекса вопросов, очевидны. Нерешенность этой «тектонической» части проблемы генезиса пегматитов ставит постановку задачи по выделению тектонофаций в зависимость от трактовки разных сторон этой проблемы. Но в принципе такая задача может быть решена.

Как уже отмечалось в главе 2, многие вариации морфологии пегматитовых тел, а также их состава и строения, устанавливаемые в мусковитовых провинциях, вполне надежно увязываются с тектоническим фактором и могут быть рассмотрены как проявления фациальности данного типа. Надежной основой фациального анализа пегматитов в отношении проявлений тектонического фактора может служить рассмотрение пространственных и генетических соотношений структурных элементов вмещающей толщи и совокупности пегматитовых тел, объединенных общностью формы, характера залегания, особенностей состава и строения.

Подводя общие итоги проведенного обзора, заметим, что предложенный принцип выделения фаций пегматитов может быть применен к пегматитам разных формаций (табл. 3). Мусковитовые пегматиты выделяются характерными для них мета-, литои тектонофациямимагматофации более характерны для формаций, связь которых с гранитами проявлена достаточно четкоредкометальной и, особенно, хрусталеносной.

Сущность предлагаемого фациального анализа пегматитов сводится к разработке приемов и методов выделения фациальных типов и видов этих образований, исходя из принципа отражения в выделяемых фациях характера связи изменчивости пегматитов с главнейшими геологическими факторами их контроля. Очевидно, что такой вид исследований нельзя отрывать, а тем более

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования показывают, что фациальный подход к изучению разнообразия пегматитов, намеченный в работах А. Е. Ферсмана, Г. Н. Бунтина, Д. С. Коржинского, позволяет рассматривать картину геолого-минералогической изменчивости этих пород многомерно в аспекте развития пегматитообразования в геологическом времени, пространстве и взаимосвязи с другими геологическими явлениями и процессами, что отвечает актуальным задачам обобщения имеющихся данных о пегматитах и разработки представлений о пегматитовых системах. Предлагаемые в данной работе принципы фациального анализа пегматитов и методические приемы его осуществления вполне приложимы к исследованию внутриформационного разнообразия не только мусковитовых, но и редкометальных^и хрусталеносных пегматитов. В этом плане фациальный анализ следует рассматривать как составную часть формационного анализа гранитных пегматитов.

Применительно к пегматитам мусковитовых провинций Сибири выбранный путь минералогических исследований привел к открытию тектонофаций этих породпринципиально новых подразделений, рассмотрение которых с другими ранее намеченными подразделениями пегматитов (метаморфои литофаций) придает всей системе пегматитовых фаций определенную целостность. Становится возможным заключить, что пегматиты крупнейших мусковитовых провинций Сибири представлены сочетаниями пегматитовых тел, разнообразие геолого-минералогических особенностей которых обусловлено решающим влиянием на процесс их формирования определенного геологического фактора (метаморфического, литологического и тектонического), что позволяет рассматривать пегматиты мусковитовой формации как совокупность пегматитовых метаморфо-, литои тектонофации.

Минералогическое изучение пегматитов в таком плане практически только начато и явно перспективно. В частности, оно отвечает задачам тектонофациального анализа горных пород — нового, перспективного пути развития структурного анализа (Тектонофациальный анализ ., 1991). Проведенными минералогическими исследованиями доказывается, что фациальными особенностями пегматитов нельзя пренебрегать при дальнейшей разработке вопросов типоморфизма минералов пегматитов, моделирования пегматитового процесса, развитии представлений о пегматитообразующих системах. Важно учитывать зависимость минералообразования от тектонического фактора, что составляет суть следующего положения: пегматитовые тектонофации (А — объемного сжатия, Б — направленного сжатия, В — растяжения) характеризуются закономерной изменчивостью примесного состава, А ^¡—упорядоченности, онтогенических особенностей породообразующих минералов, обусловленной различиями условий образования и преобразования пегматитов, формировавшихся вне зон динамически активных разрывных структур (тектонофация А) и в их пределах (тектонофации Б, В).

Очевидны перспективы использования полученных результатов в прикладных целях. Представления о метаморфои литофациях по существу уже давно включены в систему важнейших понятий, используемых при разработке поисковых и оценочных критериев мусковитовых пегматитов на высококачественную крупноразмерную слюду. Теперь эта система понятий дополнена данными о тектонофациях пегматитов. Перспективы использования выявленных поисковых признаков и предпосылок крупноразмерного высококачественного мусковита при дальшейшем развитии геологоразведочных работ в данных регионах подтверждаются положительным опытом прогнозно-поисковых работ, базирующихся на фациальном анализе пегматитов. Практическая значимость проведенных исследований определяется следующим положением: установленная связь крупнокристаллического низкодефектного

174 мусковита с пегматитами тектонофации растяжения позволяет использовать выявленные геолого-минералогические признаки таких пегматитов в качестве поисковых и оценочных критериев на высококачественный мусковит, обеспечивающих совершенствование методики его локального прогноза.