Геология и петрография проявления талькового камня «Озерки-1» (Костомукшское рудное поле, Карелия). Климовская Е. Е. // Металлогения древних и современных океанов–2008. Рудоносные комплексы и рудные фации. Миасс: ИМин УрО РАН, 2008.

 

На основе петрографического исследования выделены две разновидности тальксодержащих пород, слагающие тело талькового камня проявления «Озерки-1» в Костомукшской зеленокаменной структуре. Сделаны выводы о многостадийной последовательности в процессе образования пород.

 

Табл. 1. Библ. 3.

(научный руководитель В. В. Щипцов)

 

Месторождения и проявления тальксодержащих пород Карелии, характеризующиеся различными обстановками формирования и направлениями использования полезного ископаемого, представлены апоультрамафитовым и апокарбонатным типами [Щипцов и др., 2006]. Залежи тальксодержащих пород, образовавшихся по ультрабазитам, распространены в ультрамафитах перидотит-пикритового, дунит-перидотитового и коматиитового состава в архейских зеленокаменных поясах. Залежи представлены железистыми тальковыми рудами и тальковыми камнями. Проявления маложелезистых тальковых руд апокарбонатного типа приурочены к доломитам ятулийского надгоризонта протерозоя. В пределах Карельского кратона выявлены крупные проявления талькового камня апоультрамафитового типа в Каменноозерской, Рыбозерской, Хаутаваарской структурах.

Тальковый камень обладает ценными для ряда производств свойствами: щелоче- и кислотоупорность, высокая огнеупорность, теплоемкость, легкая обрабатываемость. Природный камень можно использовать в электротехнической (реостаты, электрораспределительные щиты и пр.), целлюлозно-бумажной (щелочеупорные кирпичи для печей Вагнера), пищевой (плиты для пода конвеерных печей в хлебопекарнях) отраслях промышленности, в качестве строительного и облицовочного материала, для изготовления каминов, бытовой посуды и др. При термообработке тальковый камень приобретает новые свойства – высокую пористость и прочность, более значительную морозостойкость и стойкость к воздействию агрессивных сред, которые позволяют использовать его в футеровке, для изготовления обожженных прессованных изделий и в других направлениях. Измельченную породу можно использовать в качестве наполнителя для силикатных красок, битума при изготовлении мягкой кровли, основы для сургуча и инсектофунгицидов, при создании композиционных материалов – керамика, бетон.

В настоящее время Институт геологии КарНЦ РАН проводит поисково-оценочные работы в Костомукшском рудном районе по договору с ЗАО «ИНКОД»,
и в статье приводятся результаты геолого-петрографических исследований.

Костомукшская структура расположена в Западной Карелии и сложена верхнеархейскими лопийскими супракрустальными комплексами: преимущественно вулканитами в «западной полосе», а также осадочными породами в восточной дугообразной ветви. Супракрустальные породы исследуемой площади по составу, пространственному положению и данным абсолютного возраста разделяются на три толщи: базальтовую, ультраосновную и железисто-кремнистую сланцевую. Выделенные толщи относятся к двум стратотектоническим ассоциациям – мафической и вулканогенно-осадочной, которые были сформированы в различных геодинамических обстановках: океанического мафического плато – базальтовая и ультраосновная толщи; вулканической дуги – кислые вулканогенные породы; окраинно-конти­нен­тального бассейна – железисто-кремнистые осадки сланцевой толщи [Кожевников, 2000].

Породы базальтовой толщи представлены массивными, подушечными, лаво­брекчиевыми, вариолитовыми, редко – миндалекаменными толеитовыми базальтами, преобразованными в процессе метаморфизма в амфиболиты, среди которых наиболее распространены полевошпат-амфиболовые (роговообманковые) и кварц-полевошпат-эпидот-амфиболовые минеральные разновидности.

Ультраосновная толща сложена хлорит-серпентиновыми, тремолитовыми, актинолитовыми, тальк-хлоритовыми, карбонат-хлорит-тальковыми и другими разностями пород с сохранившимися реликтами структурно-текстурных особенностей вулканических горных пород: подушечными и шаровыми лавами, автобрекчиями, спинифекс структурами, слоистыми туфами и туфобрекчиями. В составе ультраосновной толщи отмечаются массивные и дифференцированные потоки метакоматиитов.

В строении железисто-кремнистой толщи участвуют, в основном, нерасчлененные вулканогенно-осадочные образования кислого состава, с которыми ассоциируют углеродсодержащие сланцы и железисто-кремнистые породы.

На территории Костомукшского рудного поля основное внимание уделено золоторудному участку Таловейс, где широко развиты метакоматииты, прорываемые более поздними интрузиями гранитоидов. По керну старых скважин на площади зафиксированы тальковые проявления. Эти данные, включая проведенный валунный поиск, легли в основу поисково-оценочных работ на тальковый камень. В результате было выявлено несколько перспективных участков, к одному из которых относится проявление «Озерки-1».

Проявление талькового камня «Озерки-1» приурочено к толще метаморфизованных и в значительной степени метасоматически преобразованных коматиитов, залегающих согласно среди метабазальтов. Оно представляет собой дифференцированное крутопадающее пластообразное с апофизами тело мощностью 100–130 м, протяженностью до 300 м северо-восточного простирания (40–45°).

По результатам петрографического изучения шлифов, отобранных из керна поисковых скважин, выделяются две разновидности тальксодержащих пород: карбонат-хлорит-тремолит-тальковая и карбонат-хлорит-тальковая. Наиболее распространенной является карбонат-хлорит-тремолит-тальковая разновидность, для которой характерна окраска от светло-серой до темно-серой в зависимости от содержания хлорита, присутствие тальковых, карбонатных и тальк-карбонатных прожилков размером от 2–3 мм до первых сантиметров. Среднее содержание минералов: карбонат – 10–15 %, хлорит – 25–30 %, амфибол – 25–30 %, тальк – 30 %, рудные – 5–10 %.
Карбонат с полисинтетическими двойниками и тонкой вкрапленностью рудного минерала представлен доломитом и развит в виде ксенобластов размером до 1–2 мм, а также в виде зернистых масс с размером минеральных индивидов 0.05–1 мм и прожилков. Тальк в шлифах бесцветный, беспорядочно ориентированный мелкочешуйчатый и листоватый, реже спутанно-волокнистый, образующий в срастании с хлоритом и амфиболом основную тканьпороды. Выявлены две генерации талька: мелкочешуйчатая – размером 0.01–0.1 мм и более крупные перекристаллизованные пластинки размером 0.2–0.35 до 1 мм. Хлорит в виде пятнистых выделений и прожилков имеет бледно-зеленый цвет, плеохроирует до желтого, желтовато-бурого, представлен двумя разновидностями – мелколистоватый размером сотые доли миллиметра и крупнопластинчатый (до 1 мм). По результатам микрозондового анализа (таблица) с использованием классификации Hey [Дир и др., 1966] минерал относится к тальк-хлориту. Амфибол представлен преимущественно тремолитом и магнезиальным куммингтонитом  (в единичных  случаях  наблюдается замещение тальком), образует

Таблица

Примечание. Анализы выполнены автором на микроанализаторе Tescan в
ИГ КарНЦ РАН.

 

бесцветные мелкочешуйчатые, призматические, игольчатые, волокнистые агрегаты с размером минеральных индивидов от сотых долей миллиметра до 0.7 мм. Структура пород порфиробластовая (зерна карбоната), структура основной ткани – лепидобластовая, фибробластовая, гранонематофибробластовая, нематолепидобластовая.
Текстура преимущественно сланцеватая, реже – массивная.

Карбонат-хлорит-тальковые породы варьируют по содержанию основных породообразующих минералов: карбонат – 15–20 %, хлорит – 20–25 %, тальк – 45–50 %, рудные – 5 %. Представляют собой мелко- и тонкозернистые разновидности от светло- до темно-серого цветов с тальковыми, карбонатными и тальк-карбонатными прожилками мощностью от 2–3 мм до первых сантиметров. Породы данной группы образуют узкие (мощностью 5–10 м) «прослои» в толще карбонат-хлорит-тремолит-тальковых пород и наиболее мощное (мощностью до 30 м) вытянутое (протяженностью до 150 м) тело в северо-восточной части участка. Карбонат представлен магнезитом (брейнеритом), доломитом и кальцитом, между которыми наблюдаются постепенные переходы. Кальцит развивается по трещинам в брейнерите. Иногда в карбонат-хлорит-тальковых породах появляется магнезиальный куммингтонит (до 1–2 %). В шлифах бесцветен, имеет высокий рельеф и длиннопризматическую форму зерен размером до 1 мм. Структура пород – порфиробластовая по зернам карбоната, структура основной ткани – лепидобластовая, лепидогранобластовая. Текстура – массивная, сланцеватая. Рудные минералы, представленные ильменитом и магнетитом, являются постоянными компонентами тальксодержащих пород. Форма их выделения – мелкие зерна и кристаллы, неравномерно распределенные в породе.

Вмещающими для тальксодержащих образований являются тонкозернистые и массивные серпентин-хлорит-тремолитовые, карбонат-хлорит-тремолитовые породы серого и темно-серого цвета, местами с зеленоватым оттенком. Структура – фибробластовая, нематолепидобластовая, порфиробластовая. Серпентин в шлифах бесцветный, иногда зеленоватый, плеохроизм не наблюдается. Форма выделения – чешуйки, волокна, пластинки размером от 0.01 мм до 0.4 мм. Наблюдается замещение серпентина тремолитом и развитие карбоната и талька по тремолиту.

Все разновидности пород полностью утратили свой первичный минеральный состав и в значительной степени первичные структуры. В некоторых шлифах наблюдаются псевдоморфозы по оливину, границы зерен которого подчеркиваются цепочками тонкораспыленного магнетита. Встречаются реликтовые кумулятивные и спинифекс-структуры.

Для метасоматически измененных ультрамафитов характерна бедная сульфидная медно-никелевая минерализация (пирит, халькопирит, пентландит, миллерит).
Из акцессорных минералов встречается апатит, в единичных случаях – циркон.

В северо-восточной и северо-западной частях тела отмечаются дайки метагаббро, расположенные согласно вмещающим породам. Они представлены зеленовато-серыми сланцеватыми амфибол-плагиоклазовыми, хлорит-плагиоклаз-амфиболо­выми, карбонат-амфиболовыми породами. Протяженность тел 50–120 м, мощность 2–20 м. На контакте метагаббро с метаморфизованными коматиитами развиты полосы тальк-хлоритовых пород.

Все породы участка рассечены разломами – субширотными (СВ 80°), северо-во­сточ­ным (СВ 40°) в центральной части и субмеридиональным в южной части проявления.

Таким образом, по результатам петрографических исследований наблюдается определенная многостадийная последовательность в процессе образования пород:
1) формирование дифференцированных потоков перидотитовых коматиитов; 2) серпентинизация ультрамафитов в процессе автометаморфизма; 3) образование серпентин-хлорит-тремолитовых и карбонат-хлорит-тремолитовых пород по серпентинитам; 4) возникновение хлорит-карбонат-тальковых пород в условиях повышенного химического потенциала углекислоты.

Значительным фактором локализации залежей тальксодержащих пород является тектоническая проработка участка, обусловливающая образование каналов для циркуляции растворов. Оталькование развивается в зонах наложенных деформаций, разрывных нарушений, вблизи контактов пород.

Исследования проводились при финансовой поддержке проекта TACIS CBC SPF (N 061-188/038) Kosstone Project.

1.  Дир У. А., Хауи Р. А., Зусман Дж. Породообразующие минералы. М.: Мир, Т. 3. 1966. 320 с.

2. Кожевников В. Н. Архейские зеленокаменные пояса Карельского кратона как аккреционные орогены. Петрозаводск, 2000. 223 с.
3.  Щипцов В. В., Фролов П. В., Климовская Е. Е. Тальксодержащее сырье Карелии (геолого-экономическая оценка) // Значение промышленных минералов в мировой экономике: месторождения, технология, экономическая оценка, 2006. С. 60–62