ГЕОХИМИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ТИПИЧНЫХ ЗАБОЕВ
При посещении мною зимой 1924/25 г. Изумрудных копей на них работало 20 артелей на делянках в разных частях меридиональной полосы. Привожу наиболее типичные данные по некоторым забоям, так как они будут служить примерами для геохимического анализа месторождения.
Мариииский прииск. На самом северном, Старо-Мариинеком прииске несколько артелей проходило шахты и два открытых разреза для добычи плавикового шпата (очень чистого, светло-фиолетового цвета).
В открытом разрезе плавиковый шпат или входил в кварцево-подево-шпатовые жилы с оторочками из Маргарита или мусковитовой слюды, или же располагался прекрасно образованными октаэдрами на поверхности столбчатых зон мусковита. См. анализ VII (стр. 399).
Метрах в 250 от Старо-Мариинского прииска расположены шахты Крестовика, знаменитого своими густо-зелеными камнями. Здесь наблюдается необычайно запутанная картина простирания сланцевой свиты, причем мощных пегматитов нет, а имеются только остатки пегматитовых про-слоечек по простиранию кристаллических сланцев. Очень часты совершенно самостоятельные желваки, как бы отторженцы, полевого шпата и кварца, окруженные изумрудным сланцем.
В бытность мою здесь на шахтах работало 20 человек (до глубины 10—14 м), которые частью расчищали старые французские забои с довольно большим количеством изумрудной породы. Изумрудный сланец наблюдался в виде очень неправильных скоплений, темный, черный, раздувами до 0,5 м (см. анализы II и III). К западу от забоя — тальковый сланец, к востоку (висячий бок) — сверкающий при свете рудничного фонаря светло-зеленый хлоритово-актинолитовый сланец («ширловый» — по местному обозначению, анализ V), местами переходящий в чистый актинолитовый (анализ VI). Надо сказать, что последовательность: тальковый сланец (а) — изумрудный сланец (б) — хлоритово-актинолитовый сланец (в) — тальковый сланец (г) наблюдается во всех четырех забоях этой выработки, причем в этом направлении всегда породы следуют от лежачего бока к висячему, т. е. актинолитовый сланец лежит в висячем. Изредка
Номенклатура пород по оригиналу: 1 — амфиболит; 2 — диоритовый сланец; з — лучистый камень; 4 — жила слюдяного сланца; 5 — тальк; 6 — полевой шпат; 7 — дымчатый кварц; * — голубоватый кварц; 9 — места открытия иаумрудов
в 1841 и 1842 гг. между тальковым сланцем (а) и изумрудным (б) находится белая про-слоечка каолина, очевидно, замещающего полевой шпат. Скопления кварца и полевого шпата с изумрудами и без них никогда не наблюдаются внутри актинолитового сланца или талькового; наоборот, всегда они тесно связаны с изумрудным черным сланцем. Характерно постоянное выклинивание пегматитов и обогащение хлоритово-актинолитовыми породами висячего бока.
В июле-августе 1924 г. в делянке Скутина (самой южной из группы Мариинских копей, в 241-м квартале) была сделана совершенно исключительная находка гнезда изумрудов, причем из 1 м3 породы было получено ограночного материала очень высокой марки на несколько сотен тысяч рублей. Характерной чертой этих изумрудов является их густой и ровный тон и почти полное отсутствие включений биотитовых листочков. Последнее объяснялось тем, что главные массы изумрудов встречены были не в обычной биотитовой зоне, а в своеобразной мягкой зеленой породе, которая оказалась хлоритово-биотитово-актинолитовым сланцем. По зарисовкам Сигова и данным М. Гордиенко, а также моим наблюдениям, месторождение рисуется в виде очень крутой складки, опрокинутой на запад, образующей ясно выраженное седло, или «гриву», по местному выражению. Ось этой складки состояла из массы сильно разрушенного и каолинизиро-ванного пегматита, богатого плавиковым шпатом; к ней только в западной части примыкал настоящий биотитовый сланец или слюда типа «звездаря»; к востоку (т. е. в висячем боку складки) шли породы в такой последовательности: каолин, хлоритово-актинолитовая порода с пятнами биотита (называвшаяся у рабочих «серпентином»), содержащая лучшие камни, далее — слюдяно-тальковый и просто тальковый сланец. Камни находились и в слюдяно-тальковом сланце, причем основное его количество было встречено к востоку от вершины складки, в верхней части ее висячего бока. Генетически это месторождение мною изучается на основе многочисленных анализов.
Троицкий прииск. Зимой 1925 г. в бортах разреза можно было наблюдать много поучительного; привожу лишь одно наблюдение.
В северном борту северного разреза — несколько рассыпчатая гнейсо-видная прожилка плагиоаплита (кварц, плагиоклаз, немного биотита), далее — 1 см биотитовой зоны с черными турмалинами, постепенно переходящей в актинолит с черной слюдой, а затем и чистый; за актинолитом следовал чистый тальк. Такие мелкие рассыпчатые жилки аплита с турмалиновыми скоплениями рабочие называют «пепельниками» и пе считают их признаком на изумруд (что, конечно, совершенно правильно). См. анализ VIII.
Люблинский прииск. Знаменитый прииск с прекрасными камнями, очень хорошо изученный Миклашевским и прекрасно вскрытый новыми работами. Хотя все осмотренные шахты пройдены не глубже 12—14 м и оставались, таким образом, над уровнем грунтовых вод, т. е. в зоне гипергенеза, тем не менее ряд квершлагов, пробитых вкрест меридиональной полосы, обнаруживал весьма типичное строение (с запада на восток).
Все забои имели почти сходную картину, но в некоторых случаях кристаллический сланец замещался актинолитово-хлоритовым, особенно в частях, соприкасающихся с изумрудным сланцем.
Сретенский прииск. Наиболее внимательно мною был изучен Сретенский прииск, в котором соотношения изумрудных сланцев с пегматитами выступают необычайно резко.
В забоях наблюдается необычайно резкая смена красок: почти белоснежный пегматит, совершенно черный сланец и искристый хлоритово-актинолитовый сланец. Так как в этом районе главные стволы пегматитов идут от гранитного массива к востоку, нередко с падением на запад градусов на 20, т. е. вкрест простирания сланцевой свиты, то квершлаги, пробиваемые с запада на восток, обычно наталкиваются на пегматит в лежа1 чем боку, затем пересекают его, и пегматит уходит в висячий бок. Это очень рельефно видно на пяти шахтах Сретенского прииска на глубинах 14—18 м. В делянке Куткина (1924 г.) привлекало к себе внимание скопление апатита в изумрудном сланце, но только непосредственно у самой границы его с белым полевым шпатом.
Привожу еще несколько типичных забоев в районе Троицкого прииска (по данным Гордиенко 1923 г.):
1. Разведочная канава 1 (на параллели Троицкого прииска, в 250 м
к северу от квершлага просеки 290/264 и в таком же расстоянии к западу
от просеки 264/265).
Запад Восток
Гранит Кварцево-пегматитовая Слюдяной сланец Хлоритово-актиноли-
жила (дресва) то вый сланец
простирание СЗ 315—320° падение на запад 80°
В другой части к западу:
Висячий бок Лежачийбок
Тальк Кварцевая Слюдяной Пегматит Хлоритово-актинолито-
жила сланец (альбитит) вый (оталькованный
сланец)
2. Разведочная канава 3 (в 100 м к югу от широтной просеки 265/291 и к востоку от дороги на Троицкий прииск). Ряд пегматитовых жил в оталькованных сланцах, падающих на запад 75—80°; всегда только в висячем боку гранитного пегматита имеется тонкая оторочка из биотитового сланца.
3. Разведочная канава 4 (в 100 м к югу от широтной просеки 265/291 и к западу от дороги на Троицкий прииск).
Запад. Лежачийбок Восток
Гранит Жила Слюдяной Оталькованная Пегматит и Слю- Хлорито-
кварца сланец порода пегматито- дяной во-акти-
вая дресва ела- нолито-нец вая порода
Общие результаты изучения отдельных забоев
Совокупность всех наблюдений над свежими забоями дает нам достаточно ясную морфологическую картину месторождения.
В своей основе месторождение состоит из четырех злементов, закономерно связанных между собой:
1) пегматит (альбитит, плагиоклазит, крупнозернистый гранофировый
гранит, гнейсовидный пегматит);
2) изумрудный биотитовый сланец;
3) хлоритово-актинолитовый сланец;
4) серия тальковых, тальково-слюдяных и других сланцев.
К этим основным элементам присоединяются еще следующие морфологические элементы:
5) мелкозернистые аплиты (плагиоаплиты) или мелкозернистые турмалиновые граниты;
6) темные, обычно неслоистые бесструктурные породы диоритового типа;
7) инъецированные мигматические гнейсовидные породы.
Установить различие этих типов пород нелегко, и только детальные
химические анализы позволяют правильно расшифровать всю свиту.
Поэтому полевые названия нередко совершенно не отвечают действительности, а старые зарисовки не могут быть использованы для геохимического анализа. Наиболее резко, однако, отличаются цветом первые три элемента: белый 1, темный, искристый, почти черный 2 и зеленый 3 (при окислении ярко-желтый).
Первое основное положение, которое бросается в глаза,— это закономерное взаимное расположение четырех первых зон, причем их последовательность нормальная:
1) пегматит до 2 м;
2) биотитовый сланец до 1,5 м;
3) хлоритово-актинолитовый сланец до 1 м;
4) тальковый сланец до 3 м и более.
При этом может изредка выпадать третья зона, которая иногда разбивается на:
За) биотитово-актинолитовый сланец;
36) хлоритово-актинолитовый сланец, например анализ V; Зв) актинолитовый сланец, например анализ VI.
Граница между 1 и 2-й зонами нормально очень резка, между 2 и 3-й имеются переходы, но иногда и здесь граница в достаточной степени очевидна; наиболее мягки и постепенны переходы между 3 и 4-й зонами.
Очень важно и довольно постепенно различие между лежачим и висячим боком; если мы будем идти от лежачего к висячему боку, то нормально должны были бы получить:
4 3 2 1 2 3 4
В действительности же мы нередко наблюдаем 4 1 2 3 4, или 4 3 (тонкая), 1 2 3 4, или 4 2 (очень тонкая), или 1 2 3 4. Это весьма важное и, как мы видели, довольно постоянное явление сопровождается и изменением изумрудоносности, всегда меньшей в лежачем боку.
Перейдем к краткой морфологической характеристике отдельных зон.
Пегматитовая и аплитовая зона.
Морфологически весьма разнообразна. В одних случаях представляется в виде очень крупнозернистого гранита, легко рассыпающегося в дресву, частью каолинизированного, частью богатого кварцем. В этих случаях наблюдается мало изумрудов. В других месторождениях пегматиты носят чисто полевошпатовый характер, с редким, частично обсосанным и растворенным дымчатым кварцем. В этих случаях мы имеем дело с кислым альбитом или с олигоклазом; в самом альбите сидят колумбиты, а в пу-стотках — кристаллики альбита. Такие жилы служат хорошими проводниками на изумруд. Гораздо реже полевошпатовые жилы переходят в крупнозернистые породы из синеватого олигоклаза, кварца и биотита. Весьма часты и мелкозернистые жилки аплитового или, вернее, плагио-аплитового характера; часть из них как будто бы более раннего возраста, чем типичные пегматиты, часть же, несомненно, более позднего. Вокруг них наблюдается лишь в весьма слабой мере образование биотитовых и актинолитовых оторочек, за исключением тех моментов, когда они богаты турмалином: вокруг таких турмалиновых аплитов биотитовая зона сплошь переполнена черненькими кристалликами шерла, но и в этом случае оторочка не богата изумрудом.
Весьма редки настоящие пегматитовые жилы с письменной структурой. В Троицком прииске наблюдаются интересные флюидальные пегматиты с ленточными выделениями кварца вдоль зальбандов.
Мощность и внешний вид этих гранитных интрузий весьма разнообразны: часть крупных жил до 4—5 м мощности сечет свиту вкрест простирания, выделяя отторженцы и отпрыски в стороны по сланцеватости свиты. Именно вокруг этих апофиз, а не вокруг поперечных стволов главным образом и концентрируется образование биотитовых зон с изумрудом. Эти 'апофизы могут утончаться до 1 см и менее, так что в конце концов наблюдается их полное выклинивание, причем, однако, сопровождающие их биотитовые зоны продолжаются дальше. Местами, особенно в областях сильных тектонических нарушений, имеются полевошпатовые и кварцевые отторженцы или линзы, не связанные, по-видимому, с главными стволами жильных выделений. Интересно отметить, что описанные выше зоны встречены только вокруг тонких, конечных апофиз, тогда как вокруг более мощных стволов наблюдается типичная мигматизация с образованием настоящих гнейсовидных пород. Это различие, связанное, очевидно, с различием в температуре и активности газовых компонентов, необычайно резко наблюдается на северном разрезе Троицкого прииска.
Как указано, в практическом отношении наиболее заслуживают внимания пегматитовые апофизы, идущие по простиранию свиты в виде самостоятельных жил. Нередко, однако, наблюдается, что подобная жила, как говорят рабочие,— «разбивается», т. е. разделяется на многочисленные апофизы и вздутия и заканчивается в виде «кочана капусты». В этих случаях старатели хорошо знают (и я это мог наблюдать на Троицком прииске), что камни делаются светлее, «пропадают» в черном сланце, а вместо изумрудов обнаруживаются светлые бериллы в самом полевом шпате. Как мы увидим в дальнейшем, этот процесс теоретически вполне понятен (вследствие большей скорости охлаждения пегматита).
Кварцевые скопления
В то время как в самих пегматитах, характерных своим белым цветом, кварцевые линзы сравнительно редки, мы наблюдаем их весьма часто как в биотитовой, так и в хлоритово-актинолитовой зонах. В них нередки хорошие изумруды. Кварц в них серый или дымчатый.
Биотитовая зона (см. анализы I, II, III)
Как указано выше, биотитовая зона, черная и сверкающая при определенном положении глаза, непосредственно прилегает к полевошпатовой. Ее характерные черты — гибкость, серебристый блеск, мелкая чешуйча-тесть; в Красноболотском районе чешуйки намного крупнее и ориентированы более беспорядочно. Листоватые массы биотита располагаются перпендикулярно боковому давлению (стрессу), как бы обтекая полевой шпат и линзы кварца. В противоположность этому типу черного биотитового сланца, известно образование «звездаря» из более крупных кристалликов слюды, •ориентированных в самых разнообразных направлениях и потому при любом положении глаза или освещении сверкающих отдельными блестками. Эти зоны «звездаря» образуют как бы линзы, нередко подальше от полевошпатовых скоплений и, как показывает опыт, камней не содержат.
Иногда биотитовые листочки или отдельные пачки встречаются и внутри полевошпатовых жил, но это явление скорее редкое. В противоположную от пегматита сторону, а практически чаще всего в сторону висячего бока, биотитовая зона нередко без очень резких переходов начинает обогащаться хлоритом я актинолитом и этим создавать переход в следующую зону.
Актинолитовая и хлоритово-актинолитовая зона (см. анализы V и VI)
Эта зона очень характерна своим резко зеленым цветом, нри -обилии актинолита — ярко-яблочным, при преобладании хлорита — синевато-зеленым. Рабочие эту зону называют «ширловой» из-за обилия сильно вытянутых кристаллов актинолита, или «синюхою» (в случае мелкокристал-личиости). Она подвержена сильным изменениям вследствие накопления вторичного хлорита или сильного оталькования, которое дает типичные псевдоморфозы талька по актинолиту. В забое чисто актинолитовые скопления сверкают и ярко блестят. В частях, прилегающих ко второй зоне, наблюдается обогащение листочками биотита, в -обратную сторону зона переходит без резких скачков в типичные тальковые или глинисто-тальковые сланцы. В отличие от чисто тальковых сланцев, эта зона характеризуется довольно высоким содержанием железа, из-за чего при сильном гипергенном изменении полосы, богатые актинолитом, окрашиваются в ярко-ржавые цвета.
Тальковые сланцы, вместе с другими сланцами разных типов, морфологически весьма разнообразны и до 'полного и детального их петрографического исследования не могут быть охарактеризованы сколько-нибудь точно. Здесь наблюдается ряд переходов от чистейшего талька с весьма небольшим содержанием железа до железистых лимонитовых прослоек, сильно окрашенных. Морфологически — это мягкие рассыпчатые тальковые сланцы, то с более плотными прослойками инъецированного типа, то с вторично измененными зонами с накоплением кремня, кварца или халцедона.
Диоритовые жилы
В некоторых частях месторождения имеются типичные диоритовые или кварцево-диоритовые жилы, частью разорванные или смещенные последующими тангенциальными движениями. Их плотная, мелкозернистая структура, полное отсутствие сланцеватости, темно-серый цвет дают возможность выделить их, еще при 'полевых наблюдениях, из разнообразных жильных тел сланцевой свиты. Иногда затруднительно отличить их от плагиоаплитов или гнейсовидных мигматитов. Рабочие называют их «звонарь» или «серяк».
Помимо этих общих данных, вытекающих непосредственно из полевых наблюдений, мы можем наметить еще ряд фактических положений, которые базируются как на моих наблюдениях над месторождением в 1921, 1924 и 1925 гг., так и на богатом опыте некоторых старателей, много десятков лет работавших на «Изумрудах»:
1. Изумруды связаны исключительно с черной сланцеватой породой, называемой изумрудным сланцем, или с полевошпатовыми, кварцевыми линзамя1. Изредка они приурочены к тальковым или актинолитово-таль-ковым породам.
2. Наиболее густо окрашенные изумруды наблюдаются в изумрудном сланце; в полевых шпатах они носят характер бериллов; в кварце, когда он залегает в сланце, встречаются и изумруды, неплохой окраски.
3. Черные изумрудные сланцы почти все без исключения связаны с полевошпатовыми или кварцево-полевошпатовыми пегматитами, внедренными по простиранию СЕПТЫ (ССЗ—ЮЮВ, падение чаще всего крутое на восток). См. пункт 8.
4. Если изумрудный сланец не сопровождается полевошпатовой или гранитной породой, то по его краю можно наблюдать тоненькую кайму — еще сохранившуюся или совершенно каолинязированную прослойку полевого пшата.
5. Линзы и скопления полевого шпата и кварца очень редко встречаются внутри тальковых или актинолитовых сланцев, но преимущественно в изумрудном сланце, обволакивающем их со всех сторон.
6. Прослойки изумрудного сланца нередко сопровождаются кварцевыми жилами и жилками.
7. Скопления актинолитовых и хлоритово-актинолитовых сланцев наблюдаются постоянно в связи с пегматитом, по другую сторону от биоти-тового сланца, и служат обычно наведением при поисках изумрудных скоплений.
8. Последовательность зон: пегматит, биотит, хлорит, актинолит и тальк — выдерживается с достаточной резкостью, причем лишь в лежачем боку зоны биотита и актинолита могут или утончаться или совсем выпадать. С этим закономерно связано и накопление больших количеств и лучших изумрудов в висячем боку месторождений.
9. Из двух типов пегматитов — пластовых и ветвистых — первый приводит чаще к скоплениям темноокрашенных камней, тогда как второй дает большие количества светлоокрашенного берилла.
10. До 15—20 м глубины все месторождение сильно изменено гипергенными процессами, приводящими к каолинизации полевых шпатов и оталькованию актинолита, биотита и хлорита.
11. Скопления пегматитов и изумрудных сланцев приурочены по преимуществу к западному контакту с гранитным массивом, хотя отдельные пегматиты и изумрудные месторождения могут и повторяться на расстоянии до 250 м от гранита.
12. Нахождение минералов с летучими компонентами, как-то плавика и турмалина, служит вообще хорошим признаком, за исключением турмалина в биотитовом сланце, окаймляющем аплитовые или микрогранитные прожилки. Сильно дислоцированные и сильно сжатые или смятые участки отвечают наибольшему обогащению изумрудами.
Зарисовки забоев и приведенные выше наблюдения дают возможность построить прилагаемые схематические чертежи (см. фиг. 13), которые позволяют судить о пространственном соотношении главнейших пород. На них базируются и приводимые далее выводы о происхождении изумрудных сланцев.