КАЛЬЦИТОНОСНЫЕ ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ФОРМАЦИИ
Наиболее распространенные месторождения халцедон-цеолит-кальцитовой формации локализованы непосредственно в базальтах, андезитах или в сопровождающих их вулканогенно-обломочных породах и субвулканических долеритах. Генетическое родство месторождений исландского шпата и базальтоидов находит объяснение в благоприятном составе летучих компонентов основной магмы,обогащенном углекислотой и хлором, сравнительно высоком содержании кальция в базальтоидах, а также в общности структурно-тектонических условий их образования. И те, и другие относятся к единой фации глубинности, формируясь в приповерхностной или в близкой к ней обстановке. Узкая петрохимическая специализация комплексов основных вулканических пород особого значения не имеет, очевидно, ввиду достаточного сходства их химического состава и однотипности поствулканических эманаций.
Кальцитоносные вулканические формации характеризуются рядом особенностей.
1. Они имеют относительно молодой, преимущественно мезозойский или третичный, реже средне- и позднепалеозойскийвозраст. Многими исследователями отмечалось чрезвычайно широкое развитие в мезозой-каинозое процессов траппового,андезитового и трахибазальтовоговулканизма, охвативших Сибирскую, Африканскую, Индийскую идругие древние платформы, а также многие области завершенной складчатости. Интерестно ,что познечетвертичные и современные лавы, находящиеся на поверхности, практически не минерализованы. Это свидетельствует о более поздней минерализации эффузивов по сравнению с формированием покрова и о гидротермальной поствулканической природе кальцитобразую-щих растворов.
2. Кальцитоносные вулканические формации как на древних платформах, так и в складчатых областях всегда слагают верхнюю часть стратиграфического разреза. Кальцитоносные туфы и лавовые покровы слабо дислоцированы. Они ложатся на подстилающие породы с угловым или структурным несогласием, заполняя прогибы или впадины грабен-синклинального типа. Отклонения от горизонтального или очень пологого залегания обусловлены в большинстве случаев неровным рельефом субстрата или внутри-формационнымивулкано-тектоническими подвижками.
3. Эффузивная деятельность обычно осуществлялась в наземных условиях, о чем можно судить по прослоям континентальных. или мелководных осадочных пород среди туфов и лав. Этому не противоречит наличие в толщах лавовых покровов горизонтов шаровых лав, которым обычно приписывается подводное морское происхождение. Шаровые базальты Сибирской платформы, Тимана и Прибайкалья слагают нижние части лавовых покровов и образовались при излиянии лавы в мелкие пресноводные бассейны или на заболоченную поверхность.
Осадочно-вулканогенные толщи формировались в течение длительного времени, соответствовавшего одной или даже нескольким геологическим эпохам. Эффузивная деятельность обычно начиналась эксплозивными выбросами пирокластического материала из вулканических аппаратов центрального типа и завершалась трещинными излияниями лав. В дальнейшем при возобновлении вулканических процессов возможно появление новых центральных вулканов вдоль закупоренных лавой выводных разломов. Все отмеченные стадии вулканизма сопровождаются образованием на различной глубине комагматическихинтрузивных тел.
Кальцитоносные вулканические формации соответствуют трем основным геотектоническим и петрохимическим типам: 1) трапповым формациям древних платформ 2) поздним андезито-базальтовым формациям складчатых областей, 3) трахибазальтовым формациям областей тектоно-магматической активизации. Трапповые формации древних платформ характеризуются огромными масштабами накопления вулканических продуктов. Так, раннемезозойские траппы Сибирской платформы распространены на площади более 1,5 млн. км2.Сопоставимые размеры имеют трапповые области Африканской, Индийской и других докембрийских платформ. По химическому составу Сибирская трапповая формация типично толеитовая с присутствием как пересыщенных кремнеземом кварцевых толеитов, так и недосыщенныхоливиновых. Широко распространены нормальные траппы известково-щелочного ряда, при этом базальты обычно более насыщены кремнеземом, чем интрузивныедолериты.
Главные фазы траппового вулканизма в Сибири датируются ранним триасом, в Южной Африке - юрой, в Индии - концом позднего мела - началом эоцена. Поражает удивительное однообразие структурного положения, условий залегания и состава всех главных трапповых формаций мира.
Посторогенныеандезито-базальтовые формации образовались в последние стадии развития геосинклинальных систем вслед за основными фазами складчатости. Они в основном соответствуют стадиям формирования межгорных прогибов и брахисинклинальных впадин, знаменующим постепенный переход к платформенному режиму. Выделяются, кроме того, протяженные вулканические пояса приокеанического типа, образующиеся вдоль границ оформившихся складчатых областей с зарождающимися геосинклиналями (Восточно-Азиатская вулканическая провинция), в которых также присутствуют базальтовые лавы.
Посторогенные, послескладчатые вулканические формации обычно имеют смешанный базальто-андезито-риолитовый состав. Базальтовые представители этого ряда, как правило, относятся к толеитовой ассоциации контаминированных“коровых” магм и являются самыми ранними продуктами вулканических процессов.
Очень важен вопрос о формах связи месторождений исландского шпата с вулканическими породами. Мы уже отмечали, что месторождения халцедон-цеолит-кальцитового состава располагаются среди основных эффузивных и субвулканических пород и, вероятно, имеют общие с ними магматические источники.
В оливино-базальтовом расплаве при температуре 900° С и давлении 1000 атм растворяется 2,4% воды, а при температуре 1000° С и давлении 3000 атм этот расплав может содержать уже 5,4% воды. Следовательно, каждые 10 м3 базальтовой магмы могли сбросить при своем движении в земной коре около 1 т ювенильной воды. Большая часть растворенной воды отделяется от сохраняющего температуру расплава еще при высоких давлениях (до 1000 атм), т. е. ниже земной поверхности на 3-4 км. Эти экспериментальные данные хорошо согласуются с геологическими наблюдениями, свидетельствующими о том, что главная масса летучих компонентов опережала восходящую основную магму, давая начало экспозивным выбросам пирокластического материала. По этой же причине излияния лав всегда бывают практически “сухими” и гидротермальная минерализация вулканогенных толщ осуществляется поствулканическими термальными водами.
Месторождения исландского шпата могут формироваться также в толщах и прослоях карбонатных пород на путях движения таких вод. На Сибирской платформе, в Прибайкалье, на Малом Кавказе, в Горном Крыму, Прибалхашье и в других местах известны многочисленные мономинеральные месторождения в известняках, подстилающих кальцитоносныеэффузивы. Пространственная ассоциация месторождений исландского шпата с мономинеральной кальцитовой-халцедон-цеолит-кальцитовой минерализацией подчеркивается общностью региональных рудоконтролирующих структур и одинаковой приповерхностной фацией глубинности минеральных тел.
В соответствии с формацией вулканических пород и региональной геотектонической структурой выделяются три типа провинций исландского шпата.
1. Провинции древних платформ с проявлением траппового магматизма. К этому типу относятся провинции исландского шпата в позднепалеозойских-раннемезозойскихтрапповых формациях Сибири и Карру в Южной Африке, позднедевонских траппах Тимана (Русская платформа), а также в позднемезозойских - палеогеновых платобазальтах Декана (Индийская платформа) и Северо-Атлантического базальтового поля.
Кальцитоносные траппы лучше всего изучены на примере Сибирской провинции, где месторождения исландского шпата находятся как в базальтах нидымской свиты нижнего триаса, так и в вулканогенно-обломочных породах нижнекорвучанской свиты и субвулканических долеритах. В подавляющем большинстве случаев они представлены халцедон-цеолит-кальцитовым типом минерализации и только на Оленекском поднятии в известняках и доломитах синия и кембрия известны проявления исландского шпата мономинерального кальцитового типа, тяготеющие к полям развития долеритовыхдаек и вулканических брекчий.
2. Провинции областей завершенной складчатости с проявлением позднего андезито-базальтового вулканизма. Такие провинции распространены довольно широко и по возрасту главных фаз складчатости и формирования кальцитоносных вулканических комплексов подразделяются на герцинские (в основном позднепалеозойские) и альпийские (мезозойские и палеоген-неогеновые). Характерно наличие исландского шпата непосредственно в вулканических породах, а также в известняках складчатого субстрата вулканогенныхтолщ.
3. Провинция областей автономной тектоно-магматической активизации с проявлением трахибазальтового вулканизма.Пример провинции этого типа - широкая полоса байкало-каледонских консолидированных складчатых структур Прибайкалья и Восточного Саяна, которая вместе с примыкающей к ней краевой юго-западной частью Сибирской платформы испытала мезозой-кайнозойскую активизацию с обильными излияниями андезито-базальтовых и трахибазальтовых лав. Кальцитовая минерализация, как и в большинстве предыдущих случаев, наблюдается не только в неогеновых эффузивах, но и в толщах верхнепротерозойских и нижнекембрийских известняков. На западном продолжении этой провинции в Туве среди протерозойских мраморизованных известняков находятся кальцитоносные поля Сангиленскогосинклинория. Тувинские месторождения ассоциируются с молодымидайкамидолеритов и имеют послемеловой возраст.