Геология месторождений драгоценных камней


Раздел: Полезные ископаемые


   

МЕСТОРОЖДЕНИЯ ДРЕВНИХ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ

  

 

Месторождения благородного опала, связанные с древними корами выветривания осадочных пород, впервые были найдены в Австралии, в Новом Южном Уэльсе в конце первой половины XIX в. немецким геологом Менге. Они расположены в восточной части материка среди так называемого Большого артезианского бассейна — области распространения отложений мела и палеогена ( 13),

 Меловые породы подразделяются на группы Блисездейл (Сп) и Рол- линг-Дауне (Сгрг—Сг2), суммарная мощность которых составляет 1500 м. Породы группы Роллинг- Даунс, в коре выветривания которых и залегают промышленные опа- лоносные слои, разделяются на три формации: Рома — Criap, Тамбо — Сгр и Уйнтон — СГ2.

К первой формации отнесены алевролиты, аргиллиты и глинистые сланцы с прослоями песчаников и известкови-, стых пород. Формация Тамбо объединяет из- вестковистые глины и песчаники, формация Уинтон представлена осадками лагунно-озер- ного происхождения: глинами и песчаниками с редкими прослоями песчанистых известняков, галькой и валунами кварцитов и большим количеством скоплений известковистых раковин. Местами меловые породы перекрыты маломощным покрЬвом песчаников и гравелитов формации Эйрйан (Pg2)> которые нередко частично или полностью силицифицированы. Породы мела и палеогена смяты в пологие складки с углами падения не более 20° [62].

В Австралии очень широко развита кора выветривания различных изверженных, метаморфических и осадочных пород. Она, несомненно, образовалась в-миоцене, так как самые молодые породы, затронутые процессами выветривания, имеют олигоце- новый возраст и перекрыты несогласно залегающими неизмененными/лигнитами : нижнего плиоцена. По классификации И. И. Гинзбурга, австралийская кора выветривания относится к типу остаточных (элювиальных), возникающих на пенеплене платформ.

В коре выветривания осадочных пород мела и палеогена, развитой в районах опаловых месторождений, многими австралийскими геологами выделяются три зоны [60,, 62]. Нижняя (блёдноокрашенная) ?она представлена серыми й белыми као- линитовыми глинами, постепенно замещающими матёринские породы. Ее видимая мощность до 30 м. Она сменяется пестро- окрашенной зоной — каолинитовым материалом, окрашенным окислами железа в красные и желтые цвета, мощность ее от 5 до 25—30 м. Верхняя зона коры выветривания — окремиеи» ные породы до 15—20 м, образующие крепкие шляпы на вершинах холмов. В низах зоны —это фарфоровидные породы, выше они становятся более грубозернистыми, приобретают сфероидальную текстуру со следами переотложения кремнезема в результате климатической силицификации. Суммарная мощность коры выветривания колеблется от 6—15 до 50—60 м.

Большинство скоплений опала находится в самых низах коры в сравнительно слабо выветрелых материнских породах — серых и буроватых глинах монтмориллонитового состава, а также в глинистых и известковйстых песчаниках, иногда с прослоями гипса и кварцевых конгломератов, и лишь на некоторых месторождениях (Уайт-Клифс, Ироманга) они располагаются в бледноокрашенной каолиновой зоне.

Наиболее крупные месторождения опала известны на территориях штатов Новый Южный Уэльс, Квинсленд и Южная Австралия. Месторождения лишь в деталях отличаются друг от друга, что свидетельствует об их едином генезисе. Из Общего количества добываемого опала благородными разновидностями представлено не более 4—5%. Это главным- образом желваки и тонкие прожилки, а также псевдоморфозы по раковинам, костям рептилий, кальциту и гипсу.

Новый Южный Уэльс. В этом опалоносном районе главными являются месторождения Лайтинг-Ридж й Уайт-Клифс.

Месторождение Лайтинг-Ридж (Воллангулла) эксплуатируется с 1903—1905 гг. до настоящего времени. Район месторождения представляет собой равнину, закрытую аллювиальными образованиями, с невысокой грядкой холмов, сложенных осадочными породами мелового возраста. В них во многих местах встречен благородный опал.

Меловые породы относятся к формации Уинтон, в их разрезе выделяются следующие три слоя (сверху):

1)        аргиллиты Кукорэн — тонкозернистые белые или кремовые породы као- линитового состава с зернами кварца. Там, где аргиллиты выходят на дневную поверхность, они сцементированы халцедоновым или опаловым 'кремнеземом и поэтому очень прочны. Их видимая мощность до 5 м;

2)        песчаники Воллангулла, представляющие собой тонкозернистые белыо глинистые породы с округлыми катышами белых аргиллитов. Состав зерен (50 % от объема пород) — кварц, халцедон, измененные полевой шпат и вулканическое стекло. Цемент — непрозрачная глинистая масса. Близ поверхности песчаники иногда силицифицированы. Истинная мощность не установлена, видимая колеблется от 4 до 20 м;

3)        аргиллиты Финч — серые и буроватые глины монтмориллонитового состава, мягкие, без примеси песка, иногда окрашенные окислами железа в красный цвет. Глины легко впитывают воду, становятся очень пластичными, но при "высушивании рассыпаются. Слагают несколько невыдержанных:по про-, стиранию, не всегда горизонтальных пластов мощностью 1,3—7цс-В- глинах отмечено от двух до пяти горизонтов (на глубине от 12 до 30 м),, ч?од;ер,жащих благородный опал.

Скопления благородного опала тяготеют к контакту с вышележащими глинистыми песчаниками. Опал встречается главным образом в виде желваков эллипсоидальной формы, а также представлен тонкими прослойками и прожилками. Иногда опал замещает остатки флоры и фауны.

На месторождении Лайтинг-Ридж добывается черный опал, который больше нигде не образует промышленных скоплений. Благодаря редкой встречаемости и необычайной красоте этот камень ценится значительно выше белого опала. Игра черных опалов — красного, зеленого и темно-синего цвета.

Месторождение Уайт-Клифс открыто в 1884 г., его интенсивная эксплуатация, начатая в 1889 г., продолжается и сейчас. Опалоносная территория представляет собой пологую равнину площадью в сотни квадратных километров с редкими невысокими холмами, сложенными лагунно-озерными крупно- и грубозернистыми песчаниками мелового возраста и перекрывающей их мощной толщей белых каолинитовых глин. Глины состоят главным образом из каолинита (55 %) и свободного кремнезема (20%) и образовались скорее всего за счет аркозов, которые перед тем были частично замещены и сцементированы обыкновенным опалом. Иногда среди глин встречаются слои рыхлых песков и включения гипса. Вверх по разрезу они сменяются силицифицированным поверхностным слоем кремнистого кварцита, иногда имеющим текстуру конгломерата.

Опал встречается в каолинитовых породах в виде тонких прожилков, согласных с напластованием, а также представлен желваками и псевдоморфозами по животным и растительным остаткам (двустворчатым раковинам, брахиоподам, криноидеям, белемнитам, костям позвоночных и др.). Известна находка аммонита диаметром около 15 см, полностью замещенного благородным опалом. Конкреции, заключающие опализированные организмы, часто рассечены очень тонкими опаловыми прожилками. Здесь же обнаружены так называемые «окаменелые ананасы» — радиальнолучистые агрегаты из заостренных четырехгранных призм опала, представляющие собой псевдоморфозу по глаубериту.

Основная масса опала приурочена к опалоносному горизонту, перекрытому тонким слоем силицифицированного песчаника. Опал распределен неравномерно, его прослойки не прослеживаются на большие расстояния. Благородный опал образует прожилки в обыкновенном опале и в отличие от опала месторождения Лайтинг-Ридж окрашен только в белый цвет [62].

Квинсленд. Благородный опал встречается на обширной территории Юго-Западного Квинсленда от южной границы этого штата до Уинтона на севере. Опалоносные породы располагаются в виде полосы шириной около 400 км, протягивающейся западнее Чарлвилла и Лонгрича на 850 км. С ее южным продолжением, по-видимому, связаны и месторождения Нового Южного Уэльса. На юго-западе Квинсленда насчитывается бо-

лее 40 в разное время эксплуатировавшихся месторождений однако сейчас добыча опала производится только на четырех» пяти объектах.

Месторождения благородного опала контролируются границами распространения горных пород группы Дезерт-Сендстоун, залегающих горизонтально и с несогласием на нижнемеловых породах группы Роллинг-Даунс. Мощность верхнемеловых пород 30—60 м, они слагают низкие гряды, а также столовые и плосковершинные холмы высотой до 60 м. Среди них выделяются две пачки: нижняя, состоящая из рыхлых песчаников и глин, и верхняя, представленная очень твердыми, кремнистыми породами мощностью 5—17 м; они сохранились в виде останцов на поверхности холмов.

Горные породы группы Дезерт-Сендстоун повсеместно она- лизированы. Широко распространен обыкновенный опал, а его благородные разновидности встречаются эпизодически, главным образом в глинах, подстилающих кремнистый покров. По условиям залегания различают галечниковый и песчаниковый опалы. Так называемые гальки или «валуны» представляют собой желваки (конкреции) кремнисто-железистой породы размером до 3 м, включающей благородный опал; они встречаются по всему разрезу опалоносных глин и песчаников. Опалоносный горизонт обычно расположен на глубине 4—8 м.

На месторождениях Квинсленда добываются разнообразные благородные опалы, в том числе черный. Некоторые из них различаются как по рисунку (точечно- и пламенно-огненный), так и по общему фону цветовой игры, например, арлекин-опалы, в которых выделяются различно окрашенные участки [62, 71].

Месторождение Иовах — уникально по количеству опалоносных стяжений, сконцентрированных в виде четких прослоев. В настоящее время оно считается одним из~ самых богатых месторождений благородного опала Квинсленда. Схематический разрез пород в районе месторождения следующий (сверху):

1)        кремнистые, очень твердые породы мощностью до 15 м и реже более;

2)        мягкие глинистые песчаники и глины мощностью до 15 м, верхняя граница которых маркируется тонким слоем ожблезненного кремнистого песчаника.

Опал на месторождении встречается в ядрах небольших желваков (конкреций) кремнистой железистой породы («орешках Иова»). Опалоносный прослой залегает на глубине 8—9 м и сложен конкрециями, сцементированными мягким глинистым песчаником. Мощность прослоя 0,15—0,6 м. Диаметр конкреций 0,6—20 см; форма сферическая или эллипсоидальная; окраска бурая и шоколадная; строение зональное, концентрическое и выражается в чередовании зон темно-серого и светло-бурого цвета. В химическом составе оболочки конкреций преобладают кремнезем (27,5 %) и глинозем с окислами железа (67 %). Центральные части (ядра) часто сложены благородным опалом. Иногда встречаются выделения опала между поверхностями близлежащих конкреций и ветвящиеся прожйлкй в йх основной массе. Ядра конкреций кроме драгоценного опала могут быть сложены обыкновенным опалом разного цвета, тем же материалом, что и периферические части конкреций (в этом случае они могут быть рассечены прожилками благородного опала), тонкозернистой белой массой, состоящей главным образом из кремнезема, а также содержать небольшое количество водных растворов. Некоторые конкреции пустотелые и вообще не имеют ядер.

Благородный опал месторождений Иовах — светло-молочный и голубовато-белый с игрой голубого, зеленого и красного цвета [71].

Месторождение Хейрикс. Эксплуатация этого месторождения позволила в последние годы стабилизировать добычу благородного опала в Квинсленде. Скопления опала относятся к смешанному песчанико-галечниковому типу и встречаются на приподнятых до 50—60 м над окружающей равниной столовых возвышенностях, представляющих собой останцы той же опалоносной толщи, что и на месторождении Иовах.

На участке Грин-Шоу можно видеть следующий разрез (сверху):

1)        песчаники с обильными опализированными остатками древесины и молочным опалом;

2)        железистый пропласток мощностью до б см с опаловыми прожилками;

3)        белый тонкозернистый глинистый песчаник — «опаловый гравий» мощностью 15—20 см;

4)        светло-бурая мягкая глина;

5)        хрупкая светлоокрашенная глина.

Благородные опалы встречаются в виде прожилков или трубок в тонкозернистых песчаниках вблизи контакта с подстилающими глинами (песчаниковый опал) или в виде жилок в трещинах железистых конкреций, залегающих среди песчаников выше железистого пропластка (галечниковый опал). Форма конкреций несколько уплощенная, часто с остро закругленными краями; длина их.0,6—3 м; толщина 0,3—1,2 м. Опал, в том числе и благородный, отлагался в многочисленных коротких и тонких радиальных и концентрических трещинах в нижних, периферических и центральных частях конкреций. Степень выполнения трещин различна, иногда они пустые: чем меньше в них опала, тем лучше его качество. Благородный опал обычно находится в периферических трещинах.

В опаловом гравии опал встречается в вертикальных и горизонтальных трубках, а также в пропластках. Трубки располагаются по оси светло-бурых сталактитоподобных образований окислов железа, возникших в железистом пропластке и проникших вниз в слой опалового гравия. Диаметр трубок достигает 5 см, длина 0,3 м. Сердцевина их пустотелая или выполнена опалом примерно на четверть диаметра.

Большинство благородных опалов на месторождении Хейрикс зеленого цвета.

Южная Австралия. В шт. Южная Австралия в 1915 г. было открыто месторождение, Кубер-Педи. В 1930 г. благородны А опал обнаружен северо-восточнее оз. Торренс (месторождение Андамука), а в 1946 г. на месторождении Купер-Педи выявлена богатейшая залежь опала Эйт-Майлс.

Добыча опалов на обоих месторождениях велась спорадически до 1958—1960 гг., когда ее размеры резко увеличились. Кроме этих двух крупных месторождений в Южной Австралии известно Несколько небольших опалоносных полей.

Месторождение Кубер-Педи расположено в районе плато Стюартс-Рендж и занимает площадь 180 км2. Практический интерес на месторождении представляет железистый каолинито- вый песчаник розового или бурого цвета с опаловыми прожилками и псевдоморфозами по раковинам пелеципод, выше которого залегает светлая кремнеземистая глинистая порода с про- пластками волокнистого гипса и розовая или кремово-пятнистая глина с рассеянными чешуйками селенита. Разрез венчается серой или бурой кварцитовидной породой.

Мощность прожилков опала от 2—3 мм до 5—6 см, форма неправильная. Они ориентированы главным образом согласно со слоистостью песчаника и простираются на значительные расстояния, но иногда пересекают ее и проникают в ниже- и вышележащие глинистые породы. Такие прожилки обычно сложены обыкновенным опалом, который местами резко сменяется благородным. Благородные опалы на месторождении Кубер-Педи представлены бледноокрашенными разновидностями.

Месторождение Андамука сравнительно небольшое, опал добывается на восьми-девяти участках. Район месторождения представляет собой расчлененную столовую страну с невысокими холмами. Благородный опал встречается в нижнемеловых породах, сходных с породами района месторождения Лайтинг- Ридж.

Для района месторождения типичен следующий разрез (сверху):

1) кварцитовидные породы и песчаники;

2)        кремнеземистый глинистый сланец с прожилками лимонита;

3)        глины кремового и бледно-розового цвета и пористые песчаники с чешуйками и горизонтальными пропластками гипса, в глине спорадически встречаются гальки кварцитов;

4)        твердый полосчатый песчаник бурого цвета, являющийся маркирующим горизонтом, иногда подстилающийся пропластками массивного гипса;

5)        опалоносный горизонт («уровень»), состоящий из белой слюдистой глины монтмориллонитового состава, на которой лежит пласт конгломерата с кварцитовой галькой до 20—25 см в диаметре. Мощность горизонта 0,3— 0,4 м, он расположен на глубине 20 м ниже поверхности плато и обнажается на склонах холмов.

Благородный опал месторождения Андамука разнообразен по цвету и обычно темнее опалов, добываемых на Кубер-Педи. Некоторые образцы настолько темные, что их можно сравнить с черными опалами месторождения Лайтинг-Ридж [77].

Как указывалось, часть австралийских геологов считают, что экзогенные месторождения опала возникают в ходе современной силицификации, поскольку они находятся только в пустынных и полупустынных районах, для которых характерен этот процесс [87, 91]. Дж. Милло, Ж. Лукас и Р. Вей [84] изучили современные процессы окремнения и опализации обнаженных горных пород в Сахаре. Они установили, что горные породы, особенно песчаники, в результате выветривания на поверхности хорошо дренируемых плато превращаются в кварциты. У основания склона, в депрессиях и вблизи зеркала грунтовых вод силицификация пород выражается в образовании халцедона, если просачивающиеся воды чистые, и опала, когда они более минерализованы. Следует напомнить, что в Африке благородные опалы неизвестны.

Т. Дэвид и У. Браун [62] полагают, что все залежи опалов в Австралии образовались в процессе формирования коры выветривания в миоценовое время из кремнезема, высвободившегося из полевых шпатов при их преобразовании в каолины и бокситы. Т. X. Коннэ и Дж. Д. Хаббл [60] относят благородный опал месторождений Западного Квинсленда к продуктам латеритизации. Латеритизация ими рассматривается как длительный процесс субаэрального интенсивного выветривания горных пород в условиях спокойного рельефа, умеренно высоких температур и достаточного количества атмосферных осадков, обеспечивающих высокий постоянный уровень грунтовых вод. Химизм процесса заключается в разложении алюмосиликатов с выносом щелочей, щелочных земель и кремнезема и с последующим осаждением железа и кремнезема.

По этой концепции благородный и обыкновенный опал возникали главным образом в нижних горизонтах коры выветривания (опаловая зона в результате замещения кремнеземом различных минеральных агрегатов материнской породы: конкреций, септарий и галек известняков, галек и валунов, скоплений целестина и глауберита, известковистых раковин и др.). По мере заглубления коры опал, как устойчивый в этих условиях минерал, сохранялся и в существенно глинистых зонах. О древнем образовании опалоносных горизонтов свидетельствует отсутствие какой-либо их связи с современным рельефом. Скопления опалов встречаются по всему разрезу коры, а не только под кремнистым панцирем, как это должно было следовать из гипотезы пустынного окремнения. Кремнистый панцирь, вероятно, формировался значительно позднее, уже в условиях аридного климата. На наш взгляд, гипотеза о генетической связи опалов Австралии с корой выветривания песчано-глинистых пород более обоснована.

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Геология месторождений драгоценных камней

 

Смотрите также:

 

Опал. Опалы отличаются от большинства разновидностей...

Выделяются четыре типа благородного опала, среди них наиболее высоко ценится черный опал...

 

Опалы. Крупнейший опал Нониуса...

1) Благородный Опал отличается красивой игрой цветов. Окраска, большей частью, молочно-белая или желтоватая, голубая и даже черная.

 

Семейство кремнезема включает в себя удивительно...

Однако наиболее высокоценимый и захватывающий воображение драгоценный камень семейства кремнезема — благородный опал...

 

Классификация драгоценных камней. Как выбирать камни....

...гелиодор, розовый турмалин, фенакит, демантоид (уральский хризолит), аметист, альмандин, пироп, уваровит, хромдиопсид, циркон, гиацинт, благородный опал.