Введите номер документа
Ru
10:00 - 19:00
Рабочие дни:
Понедельник - Пятница
с 10:00 до 19:00
Суббота и Воскресенье
лаборатория не работает

Хризопраз

Методические указания Хризопраз

I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 3
1. Свойства камня 3
2. Область применения и технические требования к качеству сырья 8
3. Размещение месторождений и добыча 11
4. Представление о генезисе хризопраза 13
II. ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТИПЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ХРИЗОПРАЗА 16
III. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОИСКОВ И ПОИСКОВЫЕ ПРИЗНАКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ХРИЗОПРАЗА 32
1. Геологические предпосылки поисков 32
2 Поисковые признаки 38
IV. МЕТОДИКА ПОПУТНЫХ ПОИСКОВ И ПЕРСПЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА ПРОЯВЛЕНИЙ ХРИЗОПРАЗА 41
1. Проектирование и проведение попутных поисков хризопраза 41
2. Принципы перспективной оценки проявлений и площадей 44
Литература 46

I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1. Свойства камня

Название "хризопраз" происходит от греческих слов "хризос" — золотой и "празос" — лук-порей. По Дж. и Э.С.Дэна и К.Фронделю (1966), хризопраз представляет просвечивающую разновидность халцедона микроволокнистой или тонкозернистой структуры, окрашенную в зеленый цвет рассеянными частицами гидратированного силиката никеля. Оттенки окраски минерала варьируют от яблочно-зеленой, травяно-луково-зеленой до изумрудно-зеленой. Благодаря просвечиваемости обнаруживается эффект игры окраски, заключающейся в смене интенсивности и оттенка цвета минерала в пределах одного куска (или изделия).

Блеск хризопраза может быть матовым или восковым, стеклянным, полустеклянным и смолистым.

Микроструктура хризопраза весьма разнообразна: от микроволокнистой и радиально-лучистой до микрозернистой.

На примере хризопраза с отечественного месторождения Сарыкулболды электронно-микроскопическим способом устанавливается четкое различие в микроструктуре образцов хризопраза разной прозрачности, просвечиваемости и степени окраски (рис.1). Слабопросвечивающий хризопраз из прожилка голубовато-зеленой окраски (низкокачественный) представляет собой разнозернистый агрегат с относительно крупным максимальным размером зерен кварца (0,006-0,007 мм); в нем часто встречаются выделения кварца четкой огранки, широко развиты зерна с признаками перекристаллизации, иногда встречаются выделения радиально-лучистого кварца с приз­наками геометрического отбора. Хризопраз луково-зеленый с хорошей просвечиваемостью и прозрачностью из крупного куска (кондиционный) имеет равномернозернистую структуру, хорошо образованных кристаллов в нем не обнаружено. Включения и в том, и в другом

Рис. 1. Хризопраз месторождения Сарыкулболды (Центральный Казахстан); увел.7000. Составлен Н.И.Морозовой по материалам Е.Г.Павлова

Хризопраз низкокачественный из прожилка: а – протравленная поверхность; б – скол; хризопраз высококачественный из крупного куска: в – скол; г – протравленная поверхность; 1 – кварц; 2 – чешуйчатый минерал (парагонит?); 3 – границы между зерен, трещины; 4 – скрытые дислокации и включения в зернах кварца

из рассматриваемых образцов составляют около 5-10% от массы хризопраза; большая часть из них представлена чешуйчатым минералом с совершенной спайностью. Микродифракционным способом этот минерал определен как слоистый силикат типа парагонита (?)

В результате травления в хризопразе образуется большое количество ямок травления по границам зерен, что свидетельствует о различной кристаллографической ориентировке кварца в соседних зернах. Мелкие ямки травления возникают внутри зерен за счет газово-жидких и твердых включений, а также на месте дислокаций и других дефектов решетки кварца. Исследования проведены в лаборатории МГРИ Е.Г.Павловым в 1974 г.

Исследованиями ИК-спектров установлено, что отдельные образцы хризопраза месторождения Сарыкулболды представлены низкотемпературной разностью кварца (α-кварц) с примесью низкотемпературного α-тридимита и молекулярной воды. Отмечается некоторая амортизация его структуры (Никольская и др., 1975). В других случаях (месторождение Шкляры, Польша) в хризопразе устанавливается только структура α-кварца (Drzymala, Serkies, 1973).

Твердость хризопраза, по шкале Моооа, 6,5-7,0, удельный вес 2,5-2,6, спайность отсутствует или весьма несовершенная. Характер излома может быть ровным или неровным, занозистым или раковистым.

Теоретический химический состав хризопраза, согласно его формуле SiО2, следующий: кремния — 46,7%, кислорода — 53,3%. Однако за счет примесей содержание кремнезема обычно ниже. Обязательной примесью хризопраза является окись никеля, содержание которой колеблется в различных месторождениях от 3,3 до 0,29% (табл.1).

Таблица 1

Химический состав хризопразов

Сарыкулболды, СССР

Черемшанское. СССР

Марльборо-крик, Австралия

Шкляры, Польша

 

1

2

3

4

5

6

7

8

SiO2

94,71

96,56

96,90

94,60

97,18

94,82

97,86

96,17

Аl2O3

2,10

1,32

0,45

1,98

0,15

0,08

Fe2O3

1,07

0,99

0,23

1,92

Не обн.

FeO

0,11

0,08

CaO

0,05

0,02

0,03

0,18

0,83

MgO

0,26

0,07

0,29

0,21

0,42

MnO

0,02

0,01

0,02

0,02

0,01

Na2O

0,30

0,27

0,22

0,15

0,08

K2O

0,19

0,07

0,25

0,17

Следы

MgO

0,53

0,39

0,37

0,29

1,05

3,30

0,85

1,0

CoO

0,02

0,01

Следы

Следы

Cr2O3

0,03

0,01

Следы

Следы

Следы

ZnO

0,01

Следы

Следы

CuO

0,02

0,03

0,02

0,02

H2O

0,2

0,02

0,12

0,16

0,10

П.П.П.

0,56

0,28

0,76

0,12

0,84

1,6

0,90

1,83

Сумма

100,02

100,04

99,52

99,63

100,02

99,88

99,71

99,99

1 – луково-зеленый, по 3 анализам; 2 – яблочно-зеленый; 3 – травяно-зеленый; 4 – голубовато-зеленый, (1-4 по П.В.Осипову, 1974); 5 – хризопраз по Д.А.Гузовскому, 1973; 6 – яблочно-зеленый; 7 – бледно-зеленый (6-7 по J.H.Brooks, 1964); 8 – хризопраз по G.Т.Faust, 1966.

Как правило, наиболее интенсивно окрашенные разности хризопраза имеют и наибольшие для данного месторождения содержания указанной примеси, хотя, как это установлено для хризопразов месторождения Сарыкулболды, качество сырья (интенсивность окраски, просвечиваемость) зависит и от степени упорядоченности структуры. При равных содержаниях окиси никеля образцы с равномерно волокнистой структурой и с наименьшими размерами сферолитов будут обладать более интенсивной окраской и наибольшей просвечиваемостью.

Предполагается, что в хризопразе окись никеля находится в виде никельмагниевых гидросиликатов: пимелита (Faust, 1966), никельсапонита (?) (М.Д.Дорфман, П.В.Осипов и др. устное сообщение, 1974). Е.Г.Павлов считает, что возможным окрашивающим минералом является установленный им чешуйчатый минерал (парагонит?). В хризопразе, встреченном на одном из месторождений никель-силикатных руд Урала (Ульянов и др., 1937), был установлен гарниерит в виде тонких пленок то обволакивающий сферолиты халцедона, то замещаемый этим последним.

Однако в ряде случаев присутствие окрашивающих минералов в хризопразе обнаружить не удается (Гузовский, 1973; Brooks, 1964).

Окраска хризопраза в естественных условиях может быть устойчивой или слабо блекнет на солнечном свету. При полировке из-за перегрева и потери поровой(?) воды окраска может изменяться до серой и восстанавливаться затем только после помещения образца во влажную среду (Schwahn-Procopowicz, 1955). На мировом рынке был известен такой хризопраз из месторождения Шкляры (Польша) под названием "Прусский серый".

Агат, окрашенный солями никеля или хрома, имитирует хризопраз. Искусственная окраска устойчива к свету и теплу, но имеет более глухой тон. Через цветной фильтр Челси она распознается благодаря остаточному коричневато-красному цвету, в то время как настоящий хризопраз выглядит зеленым. Хризопраз может быть имитирован также стеклом, которое, однако, содержит много пузырьков (Webster, 1962).

В естественных выходах (элювий, делювий и пролювий) хризопраз бывает покрыт буроватой коркой, под которой часто наблюдается непрозрачная белесоватая или белая зона толщиной до нескольких миллиметров, образовавшаяся вследствие выщелачивания. Это делает хризопраз труднораспознаваемым на фоне бурых и желто-бурых обломков cилицифицированных серпентинитов, в которых он обычно залегает. Иногда хризопраз бывает преобразован и в сыпучую массу, напоминающую маршаллит.

Следует различать хризопраз и празопал (никельсодержащий опал), у которых одинаковый цвет; празопал имеет раковистый излом, меньшую твердость и более тусклый блеск.

На хризопраз похож зеленый или зеленовато-голубой халцедон с примесью хризоколлы, который был встречен на медных рудниках округа Хила, шт.Аризона (США). В начале XX в. он продавался наряду с настоящим хризопразом под названием "голубой хризопраз" (Minerals resources , 1912).

Хризопраз можно спутать с пренитом — минералом зеленого и желтовато-зеленого цвета, который кристаллизуется в ромбической системе и, в отличие от хризопраза, обычно встречается в сплошных массах почковидных агрегатов с радиалъно-волокнистым строением в пустотах среди изверженных основных горных пород.

Встречающиеся совместно с хризопразом моховой халцедон, сапфирин, празопал, кахолонг могут представлять интерес как ценное поделочное сырье, извлекаемое попутно.

2. Область применения и технические требования к качеству сырья

Хризопраз принадлежит к ювелирным (драгоценным) камням четвертого порядка и используется в традиционной для таких камней форме кабошона, бус и камей. Изделия из хризопраза были особенно популярны в ХVII-ХVIII вв.

Хризопраз широко применялся для производства предметов роскоши, украшения предметов церковного ритуала в некоторых странах Западной Европы, мозаики, а также для инкрустаций мелких поделок. (Urban Jan, 1971). Так, в Оружейной палате (Марты­нова, 1973) хранятся медальон и табакерка, в отделке которых наряду с золотом, драгоценными и полудрагоценными камнями использовался хризопраз.

Наша промышленность вырабатывает мелкие украшения из хризопраза главным образом потому, что крупные куски встречаются редко: кабошоны овальной формы размером 18x7, 7x7,3 мм, вставки для перстней — 17x14x4,5 мм, а также круглые кабошоны 10x5, 13x7, 15x7 мм. Из хризопраза бледной окраски изготавливаются плоские вставки для перстней.

При обработке хризопраза следует учитывать, что это хрупкий камень и легко раскалывается, приобретая занозистость по краям сколов. При шлифовке его нужно предохранять от слишком большого нагревания, так как он обесцвечивается вследствие обезвоживания.

Технологические испытания показывают, что камень хорошо режется алмазным инструментом с охлаждающими жидкостями — водой или соляровым маслом. Шлифуется на чугунной планшайбе шлифпорошками №3, 10 и микропорошками марки М-40, М-20 и М-10; доводка производится микропорошками М-5. Полируется зеленым крокусом на войлоке, принимая зеркальную полировку. При полировке хризопраза политурой достигается очень красивый блеск минерала.

Технические требования к сырью определяются отраслевым стандартом ОСТ 41-25-72 Министерства геологии СССР от 2 ноября 1972 г. (табд.2).

Таблица 2

Технические требования к хризопразу в сырье

Типовая разновидность

Краткая характеристика

Минимальный размер камня, мм

Сорт

1

2

3

4

Сарыкулболдинский

а) Окраска изумрудно-зеленая интенсивная, равномерная. Полупрозрачный, сохраняет интенсивность окраски в тонких сколах

20x20x20

Экстра

— " —

б) Качественная характеристика по п. "а"

10x10x10

Высший

— " —

в) Зеленый, травяно-зеленый, яблочно-зеленый, интенсивно равномерно-окрашенный, полупрозрачный

30x20x20

I

— " —

г) Качественная характеристика по п. "в"

15x10x10

II

— " —

д) Окраска зеленая различных оттенков и интенсивности, равномерная или пятнистая

30x20x20

III

Допускается для всех сортов присутствие тонких дендритов гидроокислов марганца и "корок" вмещающих пород толщиной не более 5 мм

Обычными дефектами хризопраза являются трещиноватостъ, кавернозность, наличие обесцвеченных участков, примеси гидроокислов железа и др.

Цены на хризопраз на мировом рынке всегда остается относительно высокими. Так, в начале XX в. стоимость хризопраза, добытого на ныне отработанных месторождениях в Калифорнии и Аризоне, составила в среднем 168,4 долл. за 1 кг (Minerals resources, 1912). При средней стоимости I кг сырья, добытого в 1968-1970 гг. на австралийском месторождении Марльборо-Крик,от 5 до 9 долл. (Queensl. Gov. Min. journal 1970-1971) коммерческие цены в зависимости от качества и блочности сырья составляли (по данным Lapidary journal, 1973 г.) в долл. за I кг:

- за хризопраз нодульного типа в кусках весом до 400 г— 176;

- за зеленый хризопраз прекрасного качества и голтованный хризопраз — 141;

- за хризопраз яблочно-зеленый с минимумом включений или голубовато-зеленый, в некоторых кусках прозрачный до полупрозрачного — 105,8;

- за хризопраз хорошего качества стандартного цвета с редкими пятнышками в пластинках толщиной 8-15 ми — 60;

- за хризопраз яблочно-зеленый отборный, разрезанный на отдельные куски — 50.

Несортовое по размерам и декоративным показателям сырье используется в качестве коллекционного материала и голтовок. В кустарном производстве за рубежом охотно применяется хризопраз с жилками и пятнами коричневого цвета за счет окрашивания железом из боковых пород (Schwahn-Procopowicz, 1955).

Дефицит камня приводит к тому, что на мировой рынок поступает некоторое количество искусственно окрашенного хризопраза (Webster, 1962).

3. Размещение месторождений и добыча

Несмотря на сравнительно широкое распространение хризопраза совместно с минералами силикатного никеля, месторождения его, имеющие промышленное значение, встречаются довольно редко.

Самыми древними, известными с ХIV в., ныне уже отработанными, были европейские месторождения близ Франкенштейна в Судетах, в Нижней Силезии (Польша). Ранее они назывались по имени близлежащих деревень Коземютц, Глезендорф, Каплистнер, а ныне известны под общим названием Шкляры. По данным Р.Вебстера, они дали огромное количество минерала.

Вторыми по времени открытия были четыре месторождения в округе Туларе близ Портервилла, Визалии, Венис-Хилла и Линдсея (шт.Калифорния, США), а также в округе Мохав (шт.Аризона). Они отрабатывались вплоть до 1912 г., когда легко извлекаемые запасы сырья истощились. За период с I908-I9I2 гг. эти месторождения дали 930 кг хризопраза. В других штатах США (Колорадо, Нью-Йорк, Северная Каролина, Орегон, Пенсильвания) известны проявления хризопраза.

В 1913 и в 1921 гг. были упоминания о находках хризопраза в Австралии (Центральный Квинсленд). В 1963 г. здесь близ ст. Марльборо было открыто месторождение Марльборо-Крик, являющееся ныне основным поставщиком этого камня на мировой рынок. В 1968-1970 гг. здесь добыто 64 т сырья. Ранее небольшое количество хризопраза добывалось в Спарнвилле (Западная Австралия).

Хризопраз добывается также в Бразилии. Об открытии нового месторождения хризопраза вблизи развивающегося горнорудного района на севере шт.Гояс сообщалось в 1962 г. (Gemmologlst, 1962).

В СССР находки хризопраза в Казахстане и на Алтае были отмечены В.Л.Драверток (1936). В 1962 г. Х.Д.Косубаев, в связи с разведкой месторождения силикатных никелевых и кобальтовых руд на массиве Сарыкулболды в Центральном Казахстане, упоминает о наличии хризопразовых жил. Позднее специализированными работами, здесь было открыто промышленное месторождение хризопраза. Проявления хризопраза на месторождениях никельсиликатных руд Урала А.Б.Ферсманом (1962) оценивались как малоперспективные. Однако, по данным Л.А.Гузовского (1973), на Черемшанском месторождении силикатного никеля возможно попутное извлечение хризопраза.

4. Представления о генезисе хризопраза

Хризопраз является довольно распространенным минералом в корах выветривания ультраосновных пород, однако крупные его выделения, представляющие промышленный интерес, тяготеют как правило к зонам интенсивной силицификации дунитов, гарцбургитов и развитых по ним серпентинитов.

Существуют две гипотезы образования зон силицифицированных серпентинитов. Согласно первой гипотезе, силицифицированные серпентиниты и связанный с ними хризопраз представляют собой типичные гипергенные образования, сформировавшиеся в корах выветривания на ультраосновных породах. Она разработана Н.И.Гинзбургом и И.А.Рукавишниковой (1951) и поддерживается большинством геологов (Косубаев, 1962; Киевленко и др., 1974; Менчинский, Самсонов, 1975). Считается, что наиболее благоприятный профиль кор выветривания для образования месторождений хризопраза — охристо-кремнистый.

В коре выветривания необходимые для образования хризопраза компоненты — кремнезем и заключенные в нем тонкие частицы гидратированного силиката никеля — возникают за счет разложения и переотложения минерального вещества никельсодержащих серпентинитов под воздействием метеорных вод, обогащенных кислородом, органическими и неорганическими кислотами. Никель извлекается ив ультраосновной породы при разложении оливина или серпентина и попадает в водный раствор в форма бикарбоната иди сульфата, реже гидрата. Никельсодержащие растворы просачиваются в нижние горизонты коры выветривания, куда мигрирует также кремнезем и где из растворов при рН около 6-7 выпадают никелевые и никельмагниевые водные силикаты. Минералы свободного кремнезема образуются как в кислой, нейтральной, так и в умеренно щелочной среде. В последнем случае они сорбируют никель еще в коллоидной массе, образуя все переходы от гарниерита к хризопразу и халцедону.

Х.Д.Косубаев для хризопразов массива Сарыкулболды отмечает следующие особенности условий образования:

1) связь с формированием кор выветривания охристо-кремнистого профиля, характеризующегося наличием следующих зон (сверху вниз) — железистых окремненных серпентинитов и охр, обохренных и окремненных серпентинитов, карбонатизированных серпентинитов; причем хризопразовые жилы залегают только в первой зоне;

2) хризопраз образуется при продвижении границы коры выветривания вниз; когда никель, отложившийся выше горизонта карбонатных пород, вновь переходил в раствор и переносился в низины, где частью сорбировался гелем кремнезема, а частью выпадал в ви­де гарниерита и керолита при рН 6,8-7,0.

Вторая гипотеза, высказанная австралийским геологом Дж.Бруксом (Brooks, 1964), предполагает, что хризопраз образуется в процессе химического выветривания силицифицированных серпентинитов, причем процесс силицификации является одновременным с региональной гидротермальной серпентинизацией гипербавитов. Ранее подобный взгляд на образование протяженных (до 1,5 км) зон силицифицированных серпентинитов, с которыми пространственно ассоциируют жилки хризопраза в окрестностях Франкенштейна, высказывали немецкие геологи Ф.Бейшлаг и П.Круш (Beyschlag, Krusch, 1913). В пользу этой гипотезы свидетельствует значительная распространенность и протяженность зон силицифицированных серпентинитов, приуроченных к тектоническим зонам; форма выделения кварца и халцедона в них типа выполнения трещин. Допускается, что кремнезем в эти зоны был привнесен снизу гидротермальными растворами из боковых пород или более молодых кислых интрузий, которые почти всегда присутствуют в ближайшем экзоконтакте хризопразоносных ультраосновных массивов. По данным Дж.Брукса, скопления хризопраза на месторождении Марльборо-Крик сформировались в зоне латеритного выветривания силицифицированных серпентинитов. Хризопраз хорошего качества здесь добывается в основном на вершинах плато, где наблюдается и наибольшая мощность латеритов. Там, где латеритный покров смыт или не мог образоваться (на крутых склонах), сырья добывается значительно меньше и худшего качества. В начальные стадии выветривания хризопраз образует жилы, иногда сложной решетчатой формы, в силицифицированных серпентинитах. Затем с продвижением границы коры выветривания вниз силицифицированные серпентиниты замещаются рыхлыми железистыми латеритами, в которых жилы хризопраза как наиболее устойчивые сохраняют свою первоначальную форму и залегание.

Таким образом, Дж.Брукс допускает наложение гипергенной хризопразовой минерализации на зоны гидротермальной силицификации ультраосновных пород.

Кроме рассмотренных гипотез, геологами, изучающими отечественное месторождение Сарыкулболды в Центральном Казахстане (П.В.Осиповым, С.Н.Аккерманцевым, и др.), в настоящее время высказывается представление о гидротермальном происхождении не только зон силицификации серпентинитов, но и самого хризопраза. Это мнение основано на тесной пространственной связи жил и прожилков хризопраза с зонами силицификации серпентинитов и дунитов, которые имеют много общих черт в своем строении с таковыми на зарубежных месторождениях Шкляры и Марльборо-Крик. Кроме того, отмечается, что хризопраз и сопутствующие ему минералы образуют несколько стадий выделения с температурой гомогенизации газово-жидких включений в кварце на одной из последних стадий минерализации порядка 60-90°С* (* Данные лаборатории ИГ и Г СО АН СССР.), с дроблением отложившегося материала и цементацией брекчий хризопраза и халцедона тальково-халцедоновым материалом. Тан, где указанная многостадийность не установлена, хризопраз обнаружен не был.

Источником гидротермальных растворов, по мнению П.В.Осипова, могли быть более поздние гранитоиды, развитые в непосредственной близости от массива Сарыкудболды, на что указывает, по данным спектрального анализа, специфический состав элементов-примесей в хризопразе, халцедоне и опале месторождения таких, как олово, свинец, цинк, ниобий, цирконий, иттрий, иттербий, бор, ртуть, серебро, висмут, вольфрам.

II. ГЕОЛОГОПРОМЫШЛЕННЫЕ ТИПЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ХРИЗОПРАЗА

Геологические материалы по месторождению Сарыкулболды с привлечением имеющихся данных по известным зарубежным месторождениям Польши, США и Австралии устанавливают принадлежность месторождений хризопраза к одному типу, а именно к месторождениям, залегающим в корах выветривания линейного или смешанного типа, развитых на серпентизированных и силицифицированных ультраосновных породах.

Месторождение САРЫКУЛБОЛДЫ является пока единственным промышленным месторождением ювелирно-поделочного хризопраза в СССР. Оно расположено в Карагандинской области и залегает в древней (мезозойской) открытой коре выветривания аподунитовых серпентинитов охристо-кремнистого профиля смешанного типа (площадного и линейного). Массив аподунитовых серпентинитов Сарыкулболды входит в состав восточной части Тектурмасского габбро-перидотитового пояса нижнепалеозойских интрузий, прослеживаемых в субширотном направлении вдоль протяженного глубинного разлома (Михайлов, Иняхин, 1971).

Массив имеет несколько вытянутую в северо-западном направлении форму и размеры 2,2x1,4 км (рис.2). В его строения

Рис. 2. Схема геологического строения месторождения хризопраза Сарыкулболды. Составил П.В.Осипов

1 – четвертичные отложения; 2 – средне-верхнекарбоновые ороговикованные андезитовые порфириты; 3 – средне-верхнедевонские ороговикованные песчаники, гравелиты, мраморизованные известняки; 4 – ордовикские (?) яшмы, яшмо-кварциты, метаморфизованные диабазовые порфириты; 5 – Топарский интрузивный комплекс: а – дайки гранит-порфиров, б – диориты, грано-диориты, реже — граниты, ордовикский интрузивный комплекс; 6а – массивы , штоки и б – дайки габбро и габбродиабазов; измененные серпентиниты и дуниты: 7 – силицифицированные; 8 – оталькованные и лимонитизированные; 9 – карбонатизированные; 10 – серпентиниты; 11 – дуниты; 12 – разломы; 13 – хризопразовые жильные штокверкообразные тела; 14 – контур месторождения магнезита; 15 – контур распространения силикатно-никелевых руд

участвуют аподунитовые серпентиниты, в которых преобладает лизардит, во многих местах прорванные несколько позднее внедрившимися дайками и штокообразными телами габбро и габбро-диабазов. За пределами массива Сарыкулболды габброидные породы слагают довольно крупное интрузивное тело. Из других жильных пород известны пироксениты, плагиоклазовые, амфиболовые, кварц-амфибол-эпидотовые тела, а также пдаглогранитпорфиры, плагиоклазиты, альбититы и кварц-турмалиновые жилы. Контакты массива с боковыми породами почти повсеместно прямолинейные, тектонические.

Наиболее древними (ордовик?) боковыми породами являются яшмокварциты, яшмы, микрокварциты с линзами кремнистых алевролитов, диабазовые порфирит. Повсеместно они пересечены тонкими прожилками кварца, придающими окраске пород более светлый тон. К западу и севернее массива развиты преимущественно терригенные нерасчлененные образования среднего-верхнего девона, а в юго-восточном и южном его экзоконтактах распространены андезитовые и реже дацитовые порфириты среднего-нижнего карбона.

Описанные разности пород в той или иной мере испытали контактовые воздействия интрузии гранодиоритов, гранитов, кварцевых диоритов и диоритов топарского (средний-верхний карбон) комплекса, выразившиеся в окварцевании, эпидотизации (особенно вдоль зон тектонических разломов) и ороговиковании. Гранитоиды этого комплекса широко развиты в районе и в виде полукольца окружают ультраосновной массив Сарыкулболды.

Тектонические нарушения, многочисленные как во вмещающих породах, так и в пределах самого массива, подразделяются на древние, имеющие субширотную ориентировку, согласную с направлением основных структур района, и более молодые — северо-западного и северо-восточного направлений (последние — наиболее поздние).

Х.Д.Косубаев (1962) рассматривает комплекс измененных пород массива Сарыкулболды как площадную открытую кору выветривания (от 50-60 до 90 м мощностью) с силицифицированным профилем; он выделил следующие зоны коры выветривания (сверху вниз):

Мощность, м

1) зона железистых окремненных серпентинитов и охр (охристо-кремнистая) 5-15

2) зона обохренных и окремненных серпентинитов 10-40

3) зона карбонатизированных серпентинитов 10-20

В охрах первой зоны Х.Д.Косубаевым установлены промышленные скопления кобальтовых руд, а на границе второй и третьей зон — никель-керолитовых. С зоной карбонатизированных серпентинитов связано месторождение магнезита.

По данным геологоразведочных работ последних лет, породы первой и второй зон вышеприведенного разреза коры выветривания объединяются в одну зону силицифицированных пород, которая через зону тальково-лимонитовых пород переходит в зону карбонатизированных серпентинитов. Мощность каждой из зон колеблется от 3-10 до 30-40 м. Эта зональность выдерживается как по вертикали (сверху вниз), так и по горизонтали, располагаясь симметрично относительно зон тектонических нарушений. В последнем случае центральную часть измененных пород слагают силицифицированные ультрабазиты и серпентиниты, прослеживаемые до глубины 25-30 м. В поперечном сечении линейные зоны имеют клиновидную форму.

Во всех указанных разностях пород в незначительных количествах постоянно присутствуют магнетит, хлорит, реликтовые хромшпинелиды, довольно часто магнетизированные. Структура пород петельчатая, волокнистая или гребенчатая. Текстура массивная и пористая, в силицифицированных серпентинитах нередко сетчато-сотовая.

Химические анализы пород месторождения Сарыкулболды (табл.3)

Таблица 3

Химический состав пород массива Сарыкулболды ($)

 

1

2

3

4

5

SiO2

40,28

47,86

38,78

67,94

83,75

TiO2

0,03

0,06

0,06

0,04

0,06

Аl2O3

0,34

0,47

0,69

1,68

1,59

Fe2O3

5,83

5,33

6,11

13,56

6,17

FeO

1,68

1,86

0,61

0,57

0,18

MnO

0,09

0,17

0,09

0,13

0,15

MgO

37,83

30,27

27,32

10,57

2,47

CaO

0,63

0,76

2,71

0,82

0,53

Na2O

0,09

0,12

0,06

0,09

0,15

K2O

0,02

0,01

0,01

0,03

0,15

NiO

0,22

0,32

0,23

0,29

0,37

CoO

0,01

0,02

0,01

0,04

0,03

Cr2O3

0,51

0,35

0,31

0,41

0,41

ZnO

Не обн.

Не обн.

Не обн.

Не обн.

Следы

CuO

То же

То же

То же

То же

0,006

SO3

0,03

0,01

0,01

0,02

0,02

P2O5

0,02

0,04

0,03

0,03

0,006

H2O-

0,42

0,86

0,11

0,16

0,02

Hг2O+

3,18

6,95

1,83

0,89

0,49

П.П.П.

8,81

4,69

21,21

2,72

3,23

Сумма

100,02

100,15

100,18

99,99

99,78

1 – серпентинизированный дунит, по 3 анализам; 2 – серпентинит, по 2 анализам; 3 – карбонатизированный серпентинит, по 4 анализам; 4 – тальк-лимонитовая порода, по 5 анализам; 5 – силицифицированный серпентинит, по 19 анализам, по П.В.Осипову, 1974 г.

показывают относительно стабильное (около 40%) содержание кремнезема в серпентизированных дунитах, серпентинитах и карбонатизированных серпентинитах и резкое его возрастание до 68-84% в тальково-лимонитовых породах и силицифицированных серпентинитах. Содержание окиси магния (примерно 30% в среднем) в перечисленных выше первых трех разновидностях пород резко убывает в тальково-лимонитовых и особенно резко (до 2,5%) — в силицифицированных серпентинитах. Содержание окиси кальция наибольшим является в карбонатизированных серпентинитах и наменьшим — в силицифицированных. Но в них, в свою очередь, возрастает содержание щелочей — окиси натрия и калия (0,15%).0кисное железо обогащает тальк-лимонитовые породы (13,6%), а закисное — имеет наивысшие значения в серпентинизированных дунитах и серпентинитах. Содержание окиси никеля (0,22%) одинаково в серпентинизированных дунитах и карбонатизированных серпентинитах, но повышается до 0,32 и 0,37% в серпентинитах и силицифицированных серпентинитах, соответственно. Обогащенность зоны силицифицированных серпентинитов кремнокислотой и никелем явилась определяющим фактором для локализации в них тел хризопраза.

Силицифицированные серпентиниты в центральной наиболее эродированной и наиболее изученной части месторождения образуют удлиненные в плане тела северо-западного простирания мощностью от 3-5 до 30 м и длиной от первых сотен метров до километра, часто пространественно сближенные с телами и штоками габбро. На северном и юго-западном флангах месторождения они имеют площадное развитие, что, возможно, связано с меньшей эродированностью массива в этих участках месторождения или с очень слабой обнаженностью.

В зоне силицифицированных серпентинитов, с которой связаны промышленные скопления хризопраза № 7-22, по всей ее длине наблюдается протяженная кварцевая жила с турмалином. В ряде мест устанавливается смещение тел силицифицированных серпентинитов по разломам северо-восточного простирания с развитием зеркал скольжения и зон брекчирования.

В силицифицированных серпентинитах хризопраз образует два типа скоплений, иногда имеющих пространственную приуроченность к дайкам габбро:

1) Штокверковые тела с видимой мощностью 10-20 м, длиной от 20 до 100 м, вытянутые в северо-западной направлении; на глубину они прослеживаются до 20 и при крутом (до вертикального) падения (рис.3). Выделения хризопраза представлены прохилками и жилками неправильной изменчивой формы, невыдержанными по простиранию длиной от 0,2 до 3-5 м и мощностью от 0,5-1,0 см до 15-20 см. Они различно ориентированы в пространстве и имеют падение от пологого до крутого (рис.4). Эти тела являются основными промышленными объектами на месторождении.

2) Линзовидные тела имеют брекчиевую структуру, мощность и протяженность их незначительны; хризопраз наблюдается в обломках остроугольной или овальной формы размером от 2-3 мм до 7 см, сцементированных очень крепкой лимонито-кремнистой массой (рис.5). Из-за низких содержаний сортового хризопраза, незначительного распространения этих тел и трудности извлечения из них мелких обломков хризопраза этот тип скоплений не имеет практического значения.

Внутреннее строение хризопразовых жил и прожилков довольно сложное: краевые их части обычно сложены опалом или кварцем, центральные — хризопразом. В некоторых жилах отмечается чередование двух, трех и более зон опала и хризопраза, напоминающее чередование слоев в агате. Очень часто опал и хризопраз постепенно переходят друг в друга.

Краевые зоны жил по контакту с вмещающими породами, как правило, выщелочены (рис .6). На участках интенсивного выщелачивания

Рис. 3. Поперечный разрез продуктивного тела. Составил П.В.Осипов

1 – силицифицированные серпентиниты; 2 – тальково-лимонитовые породы; 3 – карбонатизированные серпентиниты; 4 – измененные габбро; 5 – обломки кварца с зеленый турмалином; 6 – зона оталькования и халцедонизации; 7 – жилы хризопраза; 8 – тектонические нарушения; 9 – геологические границы: а – прослеженые, б – предполагаемые; 10 – горные выработки: а – карьер и шурф, б – скважины

Рис. 4. Характер распространения хризопразовых прохилков в силицифицированных серпентинитах. Зарисовка стенки траншеи П.В.Осипова.

1 – почвенно-растительный слой; 2 – делювиально-элввиальные отложения; 3 – силицифицированные серпентиниты; 4 – тальково-лимонитовые породы; 5 – тектонические нарушения; 6 – прожилки хризопраза.

Рис. 5. Брекчия хризопраза и силицифицированных серпентинитов; натур. вел.; рис. П.В.Осипова

1 – силицифицированный серпентинит: а – в основной массе, б – в обломках; 2 – хризопраз; 3 – хризопраз выщелоченный

Рис. 6. Форма выделения хризопраза в силицифицированных серпентинитах; уменьш. в 2 раза; рис. П.В.Осипова

Условные обозначения те же, что и на рис.5

от хризопраза сохраняются лишь скелетные образования. Обычно нижние горизонты хризопразовых тел чаще затрагиваются процессами выщелачивания, чем верхние.

На месторождении выделено пять разновидностей хризопраза по степени и оттенкам окраски: изумрудно-зеленая — редкая и более распространенные травяно-зеленая и луково-зеленая, яблочно-зеленая нередко с включениями дендритов марганца, усиливающими ее декоративные свойства, бледно-зеленая до голубовато-зеленой. Просвечиваемость почти всех упомянутых разностей составляет не более 1,0-2,0 см. Исключение представляет луково-зеленая разновидность с просвечиваемостью не более 1,0 см. Наилучшие изумрудно-зеленые разности по своему составу являются халцедоновыми с равномерномикроволокнистым строением.

Примесь опала сникает прозрачность и уменьшает интенсивность окраски хризопраза.

Месторождение МАРЛЬБОРО-КРИК (Центральный Квинсленд, Австралия) является самым крупным в настоящее время поставщиком хризопраза на мировой рынок. Оно находится в 80 км северо-западнее Рокхэмптона и в 17,3 км юго-западнее ж.д. ст.Марльборо. Месторождение расположено на водоразделе рек Марльборо-Крик и Деведин-Крик, ориентированном в запад-северо-западном направлении и возвышающейся над уровнем р.Марльборо-Крик на 450 м. Рельеф района представляет собой высокие хребты с острыми гребнями и короткими рассеченными вершинами, расчленяющими плоские плато.

В структурном отношении (Kirkegaard и др., 1970, Malone и др.,1969) район расположен в восточной части Тасманской герцинской ортогеосинклинали, осложненной серией разломов с различной амплитудой перемещения пород вдоль них, обусловивших мозаично-блоковое строение описываемой территории.

Месторождение приурочено к северной части массива ультраосновных пород (гарцбургиюв), внедрение которых в среднедевонское время происходило по системе сбросов (надвиг Яррол), которая отделяет породы раннего палеозоя, развитые на востоке, от осадочных и вулканогенных пород девон-пермского периода, расположенных западнее. Все ультраосновные породы района, входящие в Центральный серпентинитовый пояс Квинсленда, связаны с породами раннего палеозоя серии Неронлаф-Фернвалл или с их аналогами, имеющими мощность 18 км и отложившимися в ранние этапы развития Тасманской геосинклинали. Среди пород этой серии отмечаются кварцево-слюдистые, роговообманково-кварц-слюдистые и тальковые сланцы, кварциты и пироксениты, развитые к востоку и северо-востоку от массива. В большинстве случаев контакт этих пород с ультраосновными интрузиями тектонический, но иногда устанавливаются признаки интрузивного контакта гипербазитов. В отдельных тектонических блоках к югу от массива распространены туфы основного состава, лавы, туфопесчаники и алевролиты условно верхнедевонского возраста.

На западе, юго-западе и частично юге массив имеет тектонические контакты с нижнепермскими терригенными осадочными и вулканогенными породами среднего состава, в которых наблюдаются опрокинутые пережатые складки и разрывные нарушения типа сбросов. В других местах установлено, что эти породы перекрывают серпентиниты.

Более молодые интрузивы пермского и верхне-пермского возраста (абсолютный возраст 240-235 млн.лет) обнажены к северу и востоку от массива Марльборо и представлены габбро и роговообманково-биотитовым адамеллитом. От ультраосновных пород их отделяет участок полосчатых амфиболовых роговиков, образование которых связывают с внедрением ультрабазитов, а жилы пренита, залегающие в роговиках, — с процессом серпентинизации. Подобные роговики, пересеченные жилами плагиоклаз-пренит-эпидотового состава встречаются внутри массива в виде останцов и ксенолитов.

Массив Марльборо (Murray, 1969) площадью свыше 600 км, в основном сложен в различной степени серпентизированными в краевых частях гарцбургитамя и меньше — дунитами. Породы большей частью массивны, но встречаются слоистые или полосчатые разности, обусловленные однообразной ориентировкой кристаллов оливина или пластин пироксена. Во многих случаях в краевых частях массива серпентинизированные гарцбургиты рассланцованы. Местами наблюдается чередование массивных и сланцеватых гарцбургитов.

В массиве ультраосвовных пород отмечаются дайки долеритов, габбро и реже — небольшие тела гранитных пегматитов. Дайки основных пород наиболее часто встречаются в северной части массива. В юго-восточной его части серпентиниты прорваны небольшим интрузивом гранодиорита с образованием на контакте тонкозернистой однородной бурой породы с множеством тонких почти параллельных жил магнезита, а также жилок бледно-зеленого кристаллического талька (порода сильно выветрена).

В серпентинитах Марльборо-Крик (в которых часто наблюдается присутствие антигорита) отмечается повышенное по сравнению с другими серпентинитами данного района содержание никеля от 0,12 до 0,63%.

По мнению Дж.Брукса (Brooks, 1964) и Дж.Матесона (Matheson, 1967), серпентинизация сопровождалась региональной силицификацией с привносом кремнезема из боковых пород и более молодых интрузий. Другие авторы (Murray, 1969) связывают этот процесс с верхнетретичным выветриванием, приведшим к образованию кремнистых и латеритных покровов по ультраосновным породам. Тот факт, что не затронутый выветриванием серпентинит встречается только в глубоких лощинах, говорит о том, что третичная кора выветривания была сильно эродирована.

Хризопразовая минерализация, по Дж.Бруксу и Дж.Матесону, наиболее интенсивно развита среди силицифицированнызс серпентинитов в полосе длиной 2,4 км запад-северо-западного простирания, согласного с общей вытянутостью водораздельного плато, где мощность латеритного покрова, развитого по указанным породам, достигает нескольких десятков метров. В местах, где латеритный профиль смыт или не мог достаточно развиться, было встречено мало жил с хорошим хризопразом (в жилах преобладал белый кварц, халцедон или ржаво-бурая яшма).

По данным бурения на одном из участков месторождения устанавливается, что хризопраз образуется не только в узкой приповерхностной зоне латеритного профиля, но и встречается на глубине 55 м, что, однако, можно объяснить формированием этого профиля на склоне холма.

Самый высококачественный хризопраз здесь добывается в силицифицированных зонах латеритного профиля, имеющих зеленовато-серую окраску, в периферических частях этих зон сменяющуюся на черную благодаря присутствию тонкораспыленных окислов марганца. Эти зоны прослежены на равном расстоянии одна от другой в разрезе, имеющем мощность около 85 м.

Буровой скважиной вскрыт следующий разрез пород (сверху вниз):

Мощность, м

1) "коробчатые" латериты с бурыми кремнистыми желваками 0-19,5

2) зона развития низкокачественного хризопраза 1,5

3)  рыхлые образования с кремнистыми желваками 1,5

4) зона распространения качественного хризопраза и желваков халцедона 4,5

5) латеритные породы и рыхлые продукты их изменения 16,5

6) зона развития хризопраза и бурых кремнистых желваков в рыхлой породе1,5

7) латеритные породы 6,0

8) белый халцедон, магнезит в серпентинитах 19,5

Далее до глубины 73 м — серпентиниты.

Зоны, обогащенные хризопразом, располагаются на глубине 19,5-21, 22,5-27 и 43,5-45 м.

Хризопраз всегда залегает в латеритном покрове только в виде жил, в то время как сопутствующие халцедон и опал встречаются и в виде желваков. Жилы следуют общему направлению полосы хризопразовой минерализации, но иногда отклоняются на север-северо-запад. Падение жил крутое на северо-восток. Мощность от 5 до 20 см (в раздувах). Хризопраз часто выполняет сравнительно мощную центральную жилу, от которой лучами в силицифицированные серпентиниты отходят маломощные (толщиной не более 2,5 см) боковые жилки, которые образуют решетку, отходящую от центральной жилы по обе стороны на расстояние до 5 м.

Наряду с хризопразом в жилах присутствуют халцедон и опал, кварц, моховой халцедон. Соотношение хризопраза с другими минералами изменяется от 1:4 до 1:8. На участках, где кварц и халцедон образуют густую решетчатую систему жил, серпентинитовые минералы выщелочены, и породы напоминают гейзерит.

В районе рассматриваемого месторождения известны небольшие разрабатываемые месторождения магнезита и хромита. Магнезит обычно высокосортный и встречается в виде жил различного размера. Было замечено, что магнезит часто располагается вблизи габбровых даек.

Кроме того, были проанализированы на окись никеля два образца измененных серпентинитов из латеритного профиля. Пробы показали, что содержание этой окиси в верхней части профиля составляет 0,19%, а в более глубокой — 0,63%. Однако открытия коммерческого месторождения силикатного никеля в данном районе не ожидается.

Сравнивая геологические данные по описанным месторождениям и данные по геологическому строению других месторождений хризопраза возможно выделить некоторые общие их черты.

1. Месторождения хризопраза всегда пространственно связаны с массивами ультраосновных пород (дунитов, гарцбургитов и развитых по ним серпентинитов), отличающихся повышенным содержанием никеля за счет изоморфной примеси его в оливине.

В пределах месторождений хризопразовые тела тяготеют к линейным зонам интенсивной силицификации ультраосновных пород.

2. Хризопраз всегда образует только жилы (простые и сложные, небольшой мощности) и штокверки. Наблюдается устойчивый парагенезис хризопраза с кварцем, халцедоном и опалом.

3. За счет процессов выветривания силицифицированные породы разрыхлены, дезинтегрированы, обохрены, в результате чего добыча хризопраза, более устойчивого к выветриванию, существенно облегчается.

4. Вблизи месторождений хризопраза, а иногда в пределах их границ известны месторождения других полезных ископаемых: мелкие месторождения хромита (Марльборо-Крик, Шкляры), магнезиты (Марльборо-Крик, Шкляры, Сарыкулболды), крупное месторождение природно-легированных железных руд, ныне отработанное (Шкляры), силикатно-никелевых руд (все месторождения, кроме Марльборо-Крик) и кобальтовые (типа асболана — Сарыкулболды).

Силикатно-никелевые руды, как правило, характеризуются низким содержанием окиси никеля и повышенной кремнистостью.

На промышленных месторождениях руд силикатного никеля встречается хризопраз низкого качества. Одно из таких проявлений хризопраза на Среднем Урале на Черемшанском месторождении силикатно-никелевых руд (Гузовокий, 1973) приурочено к зоне окремнения в тектонически нарушенном контакте серпентинитов и мраморов. Оно представлено прожилками неправильной формы мощностью от 1-3 мм до 3-4 см, залегающими в кремнистых брекчиях. Цвет хризопраза голубовато-зеленый и ярко-зеленый. Структура тонкозернистая, представленная агрегатом халцедоновидного кварца. Размер отдельных зерен не более 0,03 мм. Форма зерен неправильная, зазубренная. Часто наблюдается сферическое погасание. Химический анализ этого хризопраза представлен в табл.1. Запасы неизвестны.

Автор считает рентабельной отработку указанного проявления на поделочный хризопраз попутно с извлечением никелевых руд.

III. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОИСКОВ И ПОИСКОВЫЕ ПРИЗНАКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ХРИЗОПРАЗА

1. Геологические предпосылки поисков

Анализ геологической обстановки и условий локализации месторождений хризопраза, известных в СССР и за рубежом, позволяет установить основные поисковые предпосылки и поисковые признаки: петролого-литологические, структурно-тектонические и геоморфологические.

Петролого-литологические предпосылки поисков месторождений хризопраза следуют из приуроченности этих месторождений к таким породам, которые содержат достаточное количество окиси никеля и кремнекислоты, необходимое для образования хризопраза.

Окись никеля извлекается из дунитов, гарцбургитов в разной степени серпентинизированных, где отмечается повышенное — от 0,19 до 0,36% (реже больше) ее содержание в виде изоморфной примеси в оливине (0,1-0,4%, по Соловьеву, 1970). Затем она переходит в гидратированные силикаты никеля и магния, которые в виде тончайшей примеси окрашивают хризопраз.

Кремнекислота также может заимствоваться из указанных выше пород, в которых ее содержание достигает 40%. Однако для формирования значительных скоплений хризопраза, по-видимому, необходим привнос кремнезема извне.

Остановимся подробнее на характеристике указанной предпосылки. Ультраосновные породы, принадлежащие к дунит-гарцбургитовой формации, имеют на разных месторождениях хризопраза различный возраст (от нижнего палеозоя — Сарыкулболды — до верхней юры — месторождения Калифорнии), слагают массивы различных размеров, из которых наибольшим (около нескольких сотен квадратных километров) обладает массив Марльборо-Крик. Массивы контролируются глубинными разломами, образуя пояса ультраосновных массивов (в СССР — Тектурмасский, в Австралии — Центральный серпентинитовый пояс Квинсленда).

Так как ультраосновные породы этого типа обычно ассоциируют с интенсивно складчатыми и метаморфизованными эффузивно-осадочными раннегеосинклинальными осадками, то они могут, по-видимому, быть отнесены к так называемым алъпинотипным интрузиям. Так, в СССР это — раннеордовикские (?) кремнистые породы: яшмокварциты, яшмы, микрокварциты с линзами кремнистых алевритов, диабазовые порфирит уртынджальского комплекса Тектурмасского горстантиклинория. В Австралии — метаморфические породы (гнейсы и кристаллические сланцы) и осадочные (кварцевые граувакки) нижнего палеозоя (досреднедевонское). Контакты массивов с указанными породами, как правило, тектонические.

В непосредственной близости от массивов ультраосновных пород, с которыми связаны месторождения хризопраза, располагаются интрузии более молодых гранитоидов, иногда значительно превосходящие по площади выходы ультраосновных пород. На месторождении Сарыкулболды — это диориты и гранодиориты, реже граниты, а также дайки топарского интрузивного комплекса (средне-верхнекарбоновый); Марльборо-Крик — адамеллит, гранодиорит (нижняя пермь), в Шклярах — дайки сиенит-диоритов, кварцполевошпатовых пород ("сахаритов") и аплитов — герцинского возраста. В Визалии и других калифорнийских месторождениях непосредственно с серпентинитами залегает мелкозернистый диорит, по-видимому, принадлежащий невадской позднеюрской орогении. Для этого района установлено, что роговообманковые диориты и роговообманковые габбро предшествовали главным гранитным интрузиям массива Сьерра-Невада (Ирдли, 1954). Во внутренних частях массивов нередко наблюдаются жильные образования кислых пород: гранодиоритов, аплитов, гранитных пегматитов, "сахаритов". Внедрение этих пород оказало определенное влияние на вмещающие ультраосновные породы, выразившееся, в частности, в серпентинизации.

При формировании скоплений хризопраза решающую роль играли зоны силицификации дунитов, гарцбургитов и развитых по ним серпентинитов.

На ультраосновных массивах Тектурмасского пояса замечено, что силицификация ультрабазитов наблюдается лишь на тех из них, которые непосредственно контактируют с более молодыми гранитоидами.

Для массива Сарыкулболды установлено, кроме того, что для образования хризопраза наиболее благоприятны зоны силицификация, сформировавшиеся в результате неоднократного брекчирования пород и последующей их цементации тальковым и халцедоновым материалом.

Как упоминалось ранее, мнения о происхождении таких зон и хризопраза в них являются спорными. Но необходимо еще раз подчеркнуть, что существование таких зон, в которых концентрация кремнекислоты достигает 80% и которые в силу своей пористости одинаково благоприятны для действия как ювенильных, так и поверхностных вод, является необходимым условием для формирования крупных промышленных выделений хризопраза.

Возможно, что в формировании таких скоплений определенную роль играет и состав вмещающих ультрабазиты пород. Для всех рассмотренных нами хризопразоносных массивов гипербазитов характерен прежде всего существенно кремнистый состав боковых пород.

Попутно заметим, что обязательное наличие силицификации ультраосновных пород исключает возможность совместного нахождения хризопраза и месторождений руд силикатного никеля промышленной значимости. Как правило, месторождения хризопраза залегают в непосредственной близости от месторождений руд силикатного никеля и природно-легированных железных руд (Бразилия, Польша), за пределами контура забалансовых руд (содержание NiO 0.9% — Сарыкулболды) или там, где такие руды неизвеатны и открытие их месторождений не ожидается (Марльборо-Крик).

Таким образом, петрологический и литологический факторы сводятся к обязательному наличию массивов силицифицированных пород ультраосновного состава с первоначальным повышенным содержанием окиси никеля. Последующее наложение на них процессов выветривания (или, возможно, гидротермальных низкотемпературных процессов) приводит к образованию месторождений хризопраза.

Структурно-тектонические предпосылки определяют, с одной стороны, положение ультраосновных массивов (региональные), а, с другой — зон силицификации в них (более локальные).

Как отмечалось, крупные месторождения хризопраза приурочены к поясам (альпинотипных?) ультраосновных пород, контролируемых крупными региональными разломами. В Центральном Казахстане глубинный разлом, с которым связан Тектурмасский пояс ультраосновных пород, располагается на стыке Джунгаро-Балхашского и Чингиз-Тарбагатайского мегантиклинориев.

В Австралии глубинный разлом северо-западного простирания, амплитуда вертикальных перемещений по которому составляет 12 км, в среднедевонское время контролировал внедрение ультраосновных пород Центрального серпентинитового пояса Квинсленда, а в более позднее (пермское) — гранитоидных интрузий, в верхнемеловое — трахитов.

В Польше — это подновленные в каледонскую эпоху складчатости многочисленные тектонические сбросы, проявленные в докембрийской гнейсовой глыбе.

Для ультрабазитов Тектурмасского пояса, кроме того, характерно залегание в сводовых частях одноименного горстантиклинория, характеризующихся интенсивным развитием зон трещиноватости и дробления.

Мобильные зоны, в пределах которых были локализованы массивы ультраосновных пород, испытали затем устойчивую тенденцию к поднятию, завершившуюся выводом массивов и прилегающих к ним толщ вмещающих пород на дневную поверхность и их последующей пенепленизацией. Однако в последующие эпохи, уже после сформирования коры выветривания, имели место молодые блоковые подвижки, выразившиеся в смещении границ латеритного профиля, частичной его эрозии (Марльборо-Крик), развитии брекчий и в ряде случаев зеркал скольжения в силицифицированных серпентинитах, что наблюдалось на месторождении Сарыкулболды. Благодаря этим молодым подвижкам и последующей эрозии месторождения хризопраза оказались выведенными на поверхность.

В пределах месторождений хризопраза структурами, благоприятными для развития силицификации серпентинитов и связанной с ней хризопразовой минерализации, являются ослабленные долгоживушие зоны тектонической трещиноватости и дробления, как правило однообразно ориентированные в пределах месторождения. В таких зонах локализованы тела габбро, кварц-турмалиновая жила, что отмечалось на месторождении Сарыкулболды. На месторождении Шкляры к ним приурочены тела сиенит-диоритов и "сахаритов".

Решающее значение в локализации проявлений хризопраза Среднего Урала имеет наличие тектонически нарушенного контакта серпентинитов и мраморов, подвергавшегося затем процессам химического выветривания с образованием зон окремнения.

Таким образом, к региональным структурам локализации массивов ультрабазитов следует отнести глубинные протяженные разломы на стыке сложноскладчатых геосинслинальных областей, а также сводовые части горстантиклинориев. К локальным, контролирующим размещение силицифицированых зон и связанной с ними хризопразовой минерализации, следует отнести однообразно ориентированные долгоживущие ослабленные зоны дробления и трещиноватости в массивах ультраосновных пород. Благоприятно наличие новейших блоковых подвижек, обеспечивающих вывод на поверхность хризопразовой минерализации. В отдельных случаях для локализации скоплений хризопраза, промышленная значимость которых еще неизвестна, благоприятны тектонические контакты серпентинитов и мраморов.

Большинство исследователей решающую роль в образовании месторождений хризопраза отводит процессам выветривания ультраосновных пород. Необходимо подчеркнуть значение некоторых условий образования кор выветривания, благоприятных для образования и сохранения меоторождений хризопраза в них.

1. Наличие длительного пенеплена, охватывающего мезозойский (для массива Сарыкулболды) и третичный периоды (Шкляры, Марльборо-Крик, месторождения округа Туларе в Калифорнии) в условиях влажного теплого климата при последующей сиене его более сухим. При этом для формирования охристо-кремнистого (силицифицированного) профиля кор выветривания благоприятна не только смена палеоклимата, но и наличие зон тектонических нарушений и контактов разнородных пород в пределах массивов ультрабазитов и серпентинитов, по которым развивается линейная силицифицированная кора выветривания.

2. Наличие проявлений новейших движений, приведших к интенсивной эрозии кор выветривания, развитию молодых врезов водотоков на глубину иногда до нескольких сотен метров и выводу на поверхность тех горизонтов кор выветривания, где локализуется хризопраз.

Понижение уровня грунтовых вод ведет к продвижению границы коры выветривания вниз, вследствие которого происходит замещение зон силицифицированных серпентинитов железистыми охрами, в которых сохраняются более устойчивые жилы хризопраза (Марльборо-Крик).

Локальным геоморфологическим признаком является характер микрорельефа, развитого на поверхности кор выветривания, когда силицифицированные серпентиниты слагают грядообразные, реже округлые возвышенные гривки. Сводные данные по геологическим предпосылкам приведены в табл.4.

2. Поисковые признаки

В отличие от геологических предпосылок прямые признаки хризопразоносности указывают прямо или косвенно на присутствие полезного ископаемого и поэтому используются непосредственно при поисках и открытии месторождений.

Пряные находки жил и прожилков хризопраза в коренном залегании имеют особо важное значение, так как они могут привести к открытию месторождения. Обломки хризопраза в элювиальных, делювиальных и пролювиальных отложениях свидетельствуют о близости коренного источника сноса, который может быть обнаружен путем прослеживания ореола рассеяния. Косвенные поисковые признаки указывают на возможность обнаружения хризопразовой минерализации.

Назовем косвенные признаки, на которые можно опираться при поисках месторождений хризопраза.

1. Сопутствующие хризопразу парагенетические минеральные ассоциации: хризопраз тесно ассоциирует с кварцем и халцедоном, реже — с опалом и празопалом, минералами силикатного никеля, магнезитом. Минералы кремнезема весьма устойчивы при выветривании и хорошо сохраняются в россыпях, поэтому по их ореолам возможны поиски не вскрытых эрозией скоплений хризопраза.

Таблица 4

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОИСКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ХРИЗОПРАЗА

Петролого-литологические

Структурно-тектонические

Геоморфологические

Региональные

Силицифицированные ультраосновные породы дунит-гарцбургитовой формации и серпентиниты по ним с повышенным (0,2-0,36%) содержанием никеля, залегающие в существенно кремнистых вмещающих породах, с наличием более молодых кислых интрузивных пород в ближайшем экзоконтакте, а также даек этих пород внутри массивов ультрабазитов

Региональные глубинные разломы на стыке геосинклиналей и консолидированных глыб, меньше — в самих глыбах, сводовые части антиклинориев

Развитие линейных кор выветривания охристо-кремнистого профиля в условиях длительного пенеплена, последующая их эрозия с сохранением реликтовых форм древнего рельефа на отдельных участках

Локальные

Зоны интенсивно силицифицирован-ных ультрабазитов и серпентинитов, в том числе с признаками многостадийной минерализации, иногда совмещенные пространственно с кварцевыми жилами

Зоны трещиноватости и тектонического дробления и рассланцевания долгоживущие

Грядо- и гривообразные возвышенности, сложенные силицифицированными серпентинитами в бортах блюдцеобразных углублений

2. Силицифицироваиныв серпентиниты, развитые по зонам тектонических нарушений и содержащие обильные выделения талька и брекчии указанных пород, сцементированные тальком и халцедоном. Отличительным признаком линейных зон силицификации, развитых по тектоническим нарушениям, от зон силицификации площадного развития может служить присутствие в первых прожилков с крутым падением, сложенных кварцем и халцедоном, в то время как во вторых развиваются, по преимуществу, опаловые прожилки с пологим залеганием (Корин, 1952).

3. Комплекс измененных пород: карбонатных (магнезит), тальково-лимонитовых, силицифицированных (развитых по серпентинизированным оливинсодеркащим ультрабазитам), руд силикатного никеля, а также охр.

4. Участки осветления в перечисленных выше породах (серого, светло-зеленого цвета), возможно связанные с местными скоплениями минералов силикатного никеля.

5. Если по условиям обнаженности наличие вышеперечисленных пород установить бывает трудно, то в качестве косвенного поискового признака должно рассматриваться наличие тектонических нарушений на площадях, где установлено развитие хотя бы одной из перечисленных разностей продуктов изменения серпентинита.

Косвенными региональными поисковыми признаками могут быть интенсивные магнитные аномалии, фиксирующие массивы серпентинитов, пониженные значения ΔТ и отрицательные магнитные аномалии на телах и дайках габбро; повышенные плотности габбро.

Косвенным локальным поисковым признаком зон интенсивной трещиноватости и силицификации с хризопразовой минерализацией могут быть аномальные зоны повышенных сопротивлений на картах изоом по данным электропрофилирования методом срединного градиента.

IV. МЕТОДИКА ПОПУТНЫХ ПОИСКОВ И ПЕРСПЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА ПРОЯВЛЕНИЙ ХРИЗОПРАЗА

Главной целью попутных поисков является обнаружение непосредственных проявлений хризопраза или его прямых признаков.

1. Проектирование и проведение попутных поисков хризопраза

Проявления хризопраза могут быть выявлены попутно при геологической съемке, а также при поисковых и разведочных работах на различные виды полезных ископаемых, в первую очередь, связанных с корами выветривания гипербазитов: силикатный никель, кобальт, железные руды (природно-легированные), магнезит. Для этого при проектировании геологосъемочных и геологоразведочных работ должны быть намечены потенциально хризопразоносные площади с благоприятными геологическими предпосылками.

В связи с приуроченностью хризопразовых тел к зонам развития силицифицированных серпентинитов и сопутствующих им кварц-халцедоновых жил вдоль зон разломов и тектонической трещиноватости, а также зон выщелачивания известняков на контакте с серпентинитами благоприятные для хризопразовой минерализации площади могут быть намечены по результатам дешифрирования аэрофотоснимков и в ходе маршрутных геологических исследований. Для оценки хризопразоносности такие площади и участки тщательно прослеживаются вкреот простирания и по простиранию с целью выявить наличие жилок и прожилков хризопраза, а также празопала. Такие зоны прослеживаются на поверхности кор выветривания (обычно развитых на этих массивах) по развалам глыб и обломков бурых, желто-бурых сливных и сетчато-сотовых силицифицированных серпентинитов с охрами в ячейках, а также связаны с обилием обломков опала, халцедона и реже кварца. В ряде случаев такие зоны образуют слабовыраженные в рельефе гривки. По бортам врезов молодых водотоков они выходят в виде скалистых обнажений. Обломки силицифицированных серпентинитов, а также охры могут фиксироваться даже в том случае, если коренные обнажения скрыты под слоем рыхлых отложений мощностью в 2-3 м (Никитин, 1962).

Благоприятным признаком хризопраза в таких породах является наличие на свежем сколе породы гнезд и линзовидных скоплений талька.

Надежным признаком хризопразоносности является обнаружение хризопраза и празопала. Следует помнить, что обломки хризопраза могут быть покрыты бурой пленкой гидроокислов железа, глинистыми корочками и белесоватыми продуктами или иногда могут быть разрушены вследствие процессов выщелачивания на глубине и иметь вид сыпучей белой массы, напоминающей маршаллит.

На участках, где обнаружены прямые признаки хризопразоносности, необходимо провести дополнительные исследования — сгустить маршруты для прослеживания зон силицифицированных серпентинитов и выявления новых проявлений хризопраза и коренных выходов по элювиальным развалам.

Наиболее перспективные участки зон силицификации вскрываются легкими горными выработками (расчистками, закопушками, канавами) с целью обнаружить скопления хризопраза и определить качество этого минерала. Количество выработок не регламентируется, но, учитывая небольшие размеры жил (чаще всего несколько метров) и мощность (около 5 см) и крайне неравномерное распределение их во вмещающих породах, а также значительный разнос обломочного материала по площади, в 5-7 раз превышающей площадь коренного источника, требуется значительное сгущение выработок — вплоть до расстояния 10-20 и между ними. Глубину выработок можно указать тоже лишь приблизительно: 4-6 м достаточно для прослеживания характера минерализация и стабильности качества сырья. Проходка выработок может быть оправдана комплексностью их назначения, так как известно, что хризопраз наиболее высокого качества тяготеет к локальным скоплениям никелевых силикатов с высоким содержанием никеля на фоне разубоженных высококремнистых руд или при отсутствии последних.

Если площади геологосъемочных и геологоразведочных работ включают участки, ранее оцененные на руды силикатного никеля, то проведение попутных поисков на хризопраз должно заключаться в следующем. В стадию подготовительных работ и проектирования по материалам предшествующих работ уточняются места находок хризопраза и геологические условия его залегания, особенно по данным документации горных выработок и дешифрирования аэрофотоматериалов.

Проявления силикатного никеля обычно покрыты достаточно густой сетью выработок (шурфов, канав, скважин колонкового бурения) и обеспечены детальными геологическими планами и картами. Однако, как показывает опыт работ на хризопраз, находки хризопраза на таких планах не отображены, хотя и отмечены в полевой документации выработок. Кроме того, эти карты и планы не содержат необходимых данных о дизъюнктивных нарушениях, которыми контролируются зоны силицификации, вмещающие хризопраз. Потенциально перспективными на хризопраз должны считаться площади, расположенные в непосредственной близости от участков развития силикатных никелевых руд.

В полевой этап осуществляются расчистка, подновление горных выработок с находками хризопраза и в случае необходимости проходка дополнительных выработок с целью вскрыть коренные выходы хризопразовых тел и их опробования.

При проведении поисковых и геологоразведочных работ на силикатный никель специализированными организациями попутные поиски хризопраза должны проводиться на участках разубоженных руд, на которых, однако, имеются мелкие участки, обогащенные никелем), где установлено развитие силицифицированных серпентинитов вдоль зон тектонических нарушений с прямыми или косвенными признаками хризопразоносности.

При добычных работах должны быть подвержены ревизии породы, идущие в отвал или используемые как флюс, для обнаружения в них выделений хризопраза.

Для определения качества хризопраза опробуются все обнаруженные минерализованные им участки. Способ отбора проб — валовый. Отбор проб производится вручную с помощью зубил, клиньев и другого легкого горнопроходческого инструмента. Применение взрывчатых веществ недопустимо, так как из-за хрупкости минерала при этом теряется часть сырья, ухудшается его качество за счет растрескивания при взрыве. В валовую пробу включается весь хризопраз, извлеченный из горной выработки. Разбраковка и обогащение материала (обкалывание дефектных частей) не производится. Отобранная проба (пробы) документируется и направляется на исследование в соответствии с "Инструкцией по проведению попутных поисков месторождений цветных камней (ювелирных, ювелирно-поделочных, поделочных и декоративно-облицовочных)" м. 1973.

2. Принципы перспективной оценки проявлений и площадей

Для оценки перспектив обнаруженных проявлений хризопраза необходимо установить: наличие или возможность наличия качественного сырья, интенсивность развития хризопразовой минерализация, масштаб проявления и характер проявления.

Качество сырья, его соответствие требованиям отраслевого стандарта, сортность хризопраза и способность к обработке выясняются в результате исследования проб. Главными признаками качества хризопраза являются цвет, просвечиваемость и размер кондиционных областей. Следует отметить, что на первом этапе изучения проявлений отсутствие кондиционного сырья еще не говорит о полной бесперспективности изучаемого объекта.

Об интенсивности развития хризопразовой минерализации можно судить по частоте встречаемости жилок хризопраза, по количеству и качеству встреченного сырья.

Масштабы проявлений хризопраза определяются размерами зон силицифицированных серпентинитов с прямыми признаками наличия сырья, а характер — формой выделения полезного ископаемого, взаимоотношением его с вмещающими породами и другими данными.

Проявления хризопраза, получившие положительную оценку по совокупности перечисленных признаков, передаются специализированной организации для дальнейшего изучения в порядке, установленном упомянутой инструкцией по попутным поискам.

После проведения попутных поисков целесообразно оценить перспективы хриэопразоносности исследуемого района. Эта оценка должна учитывать наличие на площади проявлений хризопраза и степень их перспективности, а также благоприятные геологические условия и косвенные признаки хризопразоносности.

К наиболее перспективным должны быть отнесены площади, на которых обнаружены проявления хризопраза хорошего качества.

Дополнительными признаками хризопразоносности могут быть данные о развитии минеральных ассоциаций, сопутствующих хризопразу (опал, празопал, халцедон, минералы силикатного никеля, магнезит, керолит и др.), а также наличие на площади месторождений природно-легированных железных руд, небогатых (забалансовых) месторождений силикатного никеля.

ЛИТЕРАТУРА

Гинзбург И.И., Рукавишникова И.А. Минералы древней коры выветривания Урала. Изд-во АН СССР, 1951.

Гузовокий Л.А. Поделочные хризопразы Среднего Урала. В сб.: Неметаллические полезные ископаемые гипербазитов, М., "Наука", 1973.

Дэна Дж., Дана Э.С., Фрондель К. Система минералогии, том III. Минералогия кремнезема. М., "Мир", 1966.

Драверт В.Д. Хризопраз в Карагандинской области Казахстана. В сб., посвященной 50-летию научной и педагогической деятельности акад. В.И.Вернадского, т.п. Изд-во АН СССР, 1336.

Инструкция по проведению попутных поисков месторождений цветных камней (ювелирных, ювелирно-поделочных, поделочных и декоративно-облицовочных), М., 1973.

Ирдли А. Структурная геология Северной Америки. М., ИЛ, 1954.

Киевленко Е.Я., Сенкевич Н.Н., Гаврилов А.П. Геология месторождений драгоценных камней. М., "Недра", 1974.

Корин И.З. Окремненные змеевики в коре выветривания. Кора выветривания, вып.1. Изд-во АН СССР, М., 1962.

Косубаев Х.Д. Силикатные никель-кобальтовые месторождения Центрального Казахстана. В кн.: Материалы по геологии и полезным ископаемым Центрального Казахстана, вып.2. М., 1962.

Мартынова М.В., Драгоценный камень в русском ювелирном искусстве ХII-ХVIII веков. М., "Искусство", 1973.

Менчинский В.В., Самсонов Я.П., Геологическое строение и условия образования месторождения хризопраза Сарыкулболды в Казахстане. В сб.: Неметаллические полезные ископаемые кор выветривания. М., "Наука", 1975.

Никольская Л.В., Самсонов Я.П. и др. О природе окраски и структурных особенностях хризопраза. — Зап.Всес.минерал.об-ва, вып.1, Л., 1975.

Соловьев С.П. Химизм магматических горных пород и некоторые вопросы петрохимии. Л., "Наука", 1970.

Ульянов Д.Г., Грицаенко Г.С., Крутов Г.А. и др. Местосождения силикатно-никелевых руд Орско-Халиловского района. — Труды ВИМС, вып.118, 1937

Ферсман А.Е. Драгоценные и цветные камни. Избранные труды, т.VII. М., Иэд-во АН СОР, 1962.

Beyschlag F. Krusch P. Die Erzlagerstatten von Frankenstein und Reichenstein in Schlesien. A. Die Nickelerzla-gerstatten von Frankenstein. Abhandlungen der Koniolich Preuuischen Geologischen Landesanstalt — Neue Folge.  Berlin, 1913. H. 73.

Brooks J.H. Marlborough Creek Chrysoprase Deposits Rock-hampton District, Central Queensland. Queensl. Gov. Mining Journal 1964, 65, 749.

Drzуmala J., Serkies J. On the Lechosos Opals and Cnrysoprases In the Weathering Zone of Serpentinltes from Szklary (Lower Silesia). Bulletin de L'Akade'mie Polonaise Des Sciences Serie des Sciences de la Terre. 1973, vol.XXI, №2.

Faust G.T. The hydros nickel-magnesium silicates — the garnierite group. — The American Mineralogist. 1966, vol.51, №3-4

Gemmologist. June 1962 , vol.31, №371.

Hotz P.E. Hickelferous laterites in Southwestern Oregon and Northwestern California. Economic Geology. 1964, vol.59, №3.

Kirkegaard A.G., Shaw R.D., Murray C.G. Geology of the Rockhampton and Port Clinton 1:250000  Sheet Areas Geological Survey of Queensland, Report №38. Brisban, 1970.

Malone E.J. Olgers F, Kirkegaard A.G. The Geolooy of the Duaringa and Saint Lawrence 1:250000. Sheet Areas Queensland. Queensland Rep. Bur. Miner Kesours. Austr 1969, vol.121.

Matheson J.D. Notes on the formation and oeoJooical setting of chrysoprase in the Marlborough deposits. Queensl. Gov. Mining Journal. 1967, vol.68, №793.

Minerals resources of the USA, p.II Nonmetals. Washington. 1912.

Murray C.G. The petrology of the ultramafic rocks of the Rockhampton district Queensland, 1969.

Queensland Government Mining Journal. 1970, 1971.

Schwahn-Procopowicz.  Edelsteinkunde. 1955. VEB Karl Marhold Verlag Halle (Saale).

Urban Jan. Die Edelsteine in der St. Wenzels Kapelle zu Prag. Aufschluss. 1971, vol.22, №1.

Webster R. Gems: Their Sources, Descriptions and Identification. London, 1962, vol.1.