Лекции_Общая геохимия. Геохимия как наука
 Скачать 6.86 Mb.
|
|
16.2 . Вулканические возгоны Генетический тип минеральных видов при вулканических возгонах (эксга- ляциях) связан с деятельностью летучих компонентов, отделившихся от магмы и покинувших место ее кристаллизации. Это происходит в местах тектонических трещин и областях активного вулканизма, когда магматический очаг связан через трещины с земной поверхностью. Летучими компонентами вулканических возгонов являются H 2 O, HCl, NH 4 Cl, H 3 BO 3 , H 2 S, CO 2 , P 2 O 5 и др. При выходе на поверхность они частично оседают на стенках трещин жерл в виде возгонов (эксгаляций), образуют конусы и трубы. Главную функцию здесь выполняет процесс окисления 16 H 2 S + 16 O 2 → 16 H 2 O + 8 SO 2 + 4 S 2 ↓; 16 H 2 S + 8 SO 2 → 16 H 2 O + 3 S 8 ↓. Происходит взаимодействие паров хлорного железа с водой 2 FeCl 3 + 3 H 2 O → Fe 2 O 3 ↓ + 6 HCl. Аналогично образуются NaCl, KCl, NH 4 Cl, H 3 BO 4 , ряд сульфатов, сульфидов, квасцы, алуниты. Отложения минералов представлены в виде корок, налетов, друз, натеков. С современным вулканизмом связано образование залежей серного колчедана, железных руд, ртутносурьмяных и металлоносных осадков в подводных рифтах. Формирование многих рудных месторождений некоторые авторы объясняют палеовулканизмом. В осаждении руд участвует термодинамический кислородный (на суше) и щелочной (на дне океанов) геохимические процессы. 16.3. Пегматитовый процесс При раскристаллизации магмы часть легколетучих компонентов не имеет возможности уйти из расплава и постепенно отжимается в незакристаллизо- вавшуюся часть расплава и насыщает его обычно в конце процесса. Такой расплав, перенасыщенный летучими компонентами, называется остаточным, асам процесс – пегматитовым. Кристаллизация такого расплава протекает иначе. Геохимические исследования пегматитов были начаты А. Е. Ферсманом (1942). Пегматитовый процесс он разделил на пять этапов и одиннадцать гео- фаз. Завершающее место этого процесса показано в общем процессе эволюции магматизма B (800–700 °C) – в контактной зоне с породой удерживает гранит или магнетит C (700–600 °C) – пегматитовая зона с прорастанием кварца и полевого шпата D–E (600–500 °C) – образование породы с пегматитовыми жилами, удерживает шерл, мусковит, берилл F–G (500–400 °C) – флюидно-гидротермальные условия, образующие пневматолитовые минералы – зеленые слюды, альбит, литиевые соединения и др. H–I–K–L (400– 50 °C) – гидротермальные процессы с образованием зеленых слюд (жильбертит, кукеит), сульфидов, карбонатов, цеолитов. 194 В пегматитах химические элементы распределены контрастно с перемешиванием легких и тяжелых. Ведущие элементы пегматитов H, Li, Be, O, Si, Al, Na, K, Rb,Cs, Tr; главные B, F, Sc, P, Sn; запрещенные Ne, Co, Ni, As, Se, Br, Kr, Ru, Rh, Pd, In, Os, Ir, Pt, Hg, Xe. Другие элементы относятся к случайным. Таким образом, пегматиты обогащены редкими, преимущественно литофильными и летучими компонентами. Преобладают элементы нечетных порядковых номеров с нечетной валентностью, особенно одно- и трехвалентные. Наиболее распространены гранитные пегматиты как источники Ta, Li, Cs, оптического флюорита, ювелирных камней, полевого шпата, слюды, пьезокварца и другого ценного сырья. Пегматиты щелочной магмы содержат руды Nb и TR. Менее распространены пегматиты основных и ультраосновных пород. Все они формируются на глубинах от 2 до 15 км и более. Элементы гранитных пегматитов, как правило, образуют ионы, аналогичные природным газами представляют собой системы низкого энергетического уровня с малыми величинами энергии решеток минералов. Пегматиты более характерны для докембрийских гранитов, их меньше – в палеозойских и мезозойских. Известны их образования как на щитах, таки в складчатых поясах. Главные особенности пегматитового процесса в минералообразовании, показанные на рис. 16.1, рассмотрим более подробно. Рис. 16.1. Зональность замкнутого пегматитового тела (И.Т. Бакуменко и др, 2001) 1-занорыш, кварцевое ядро, 3- блоковая (полевошпатовая зона, пегматитовая зона, 5 – графическая зона 6 – аплитовая зона. Расплав с обилием летучих компонентов менее вязкий и снижает температуру кристаллизации. Состав расплава становится эвтектическим (ко- тектическим), когда идет совместная кристаллизация двух или более минералов из гранитного остаточного расплава, например, полевой шпат и кварц (при обычной кристаллизации полевой шпат образуется раньше кварца. Это приводит к образованию закономерных графических письменных срастаний минералов, которые первоначально получили название пегматит (см. рис. 16.1). По мере снижения температуры эвтектическая кристаллизация графических агрегатов сменяется образованием крупных индивидов полевого 195 шпата и кварца. Эти агрегаты называются пегматоидными. Дальнейшее остывание остаточного расплава приводит к смене пегмато- идной кристаллизации на образование блоковых агрегатов, иногда по несколько тонн весом, либо с образованием чисто полевошпатовой зоны. Кристаллы другого минерала вытесняются. После исчерпания материала для кристаллизации блокового полевого шпата остающийся в избытке кварц завершает кристаллизацию, образуя кварцевое ядро с участием постмагматического процесса. Если этот процесс протекает в замкнутой полости внутри гранита, тов пегматитовом теле возникает зональность (см. рис. 5). Если же остаточный расплав переместился по тектоническому нарушению во вмещающие гранитный массив породы, то может возникнуть жильное тело пегматита стой же зональностью и дополнительным формированием внешней зоны – апли- товой. Она обычно сложена мелкозернистым кварц-полевошпатовым агрегатом, который кристаллизуется вдоль стенок трещины с более низкой температурой. В жильных телах кварцевое ядро называют кварцевой осью жилы. К зоне кварцевого ядра (кварцевой оси) бывают приурочены полости (за- норыши), стенки которых усажены кристаллами дымчатого кварца, топаза, берилла, турмалина. Летучие компоненты удерживаются в остаточном расплаве наиболее долго и принимают участие в формировании слюды (мусковита, топаза, турмалина, флюорита, апатита. 7. Постмагматические растворы могут взаимодействовать с минералами, образовавшимися на предшествующих этапах, выщелачивать, изменять их, вызывая метасоматические замещения, и усложнять состав пегматитового тела образование слюды, берилла, сподумена (Li), танталит- колумбита (Ta – Nb), касситерита (Sn)]. Пегматиты как продукт кристаллизации остаточного расплава могут реже образовываться при кристаллизации любых пород габбропегматитов, дунит-пегматитов, сиенит-пегматитов, пегматитов нефелиновых сиени- тов. Образование пегматитов происходит на разных, но небольших глубинах 1,5 – 3,5 км – камерные (хрусталеносные и флюоритоносные); 3,5 – 7 – редкометалльные 7 – 11 – мусковитовые; более 11 км – редкометалльные и керамические. С гранитными пегматитами связаны промышленные месторождения Li, Be, Nb, Ta, Sn, U, Th, Cs, Rb, редких земель (TR), слюд и керамического сырья. Пегматиты нефелиновых сиенитов и сиенитпегматиты концентрируют Zr, Hf, U, Th, Nb, Ta, TR, Ti. Пегматитовые занорыши дают драгоценные камни берилл, турмалин, топаз, хризоберилла также пьезокварц, оптический флюорит и турмалин. 16.4. Пневматолитово - гидротермальные процессы Магматогенные, постмагматические, метасоматические процессы протекают 196 путем замещения одних минералов другими после кристаллизации магматического расплава и образования твердых магматических пород. Среди них имеют значение только два процесса альбитизация и грейзенизация. Альбитизация – процесс образования метасоматических апогранитов от греч. «апо» – (далеко отв результате постмагматического изменения (альби- тизация) гранитов, гранитоидов под воздействием высокотемпературных щелочных растворов с летучими компонентами, отщепившимися при кристаллизации этих гранитоидов. Привносится большое количество Na, который вытесняет из его соединений. Альбитизирующие растворы, насыщенные летучими компонентами, устремляются в верхнюю часть массива области пониженного давления. Альбитизация затрагивает в первую очередь калишпат и плагиоклаз K[AlSi3O8] + Na + → Na[AlSi3O8] + K + ; Ca[Al2Si2O8] +2 Na + + 4 SiO2 → 2 Na[AlSi3O8] + Биотит замещается мусковитом или хлоритом, Ca связывается сиз раствора и образуется флюорит. Получается осветленная порода (альба), состоящая из альбита и кварца. Альбитизация сопровождается уменьшением зернистости породы. Кроме Na альбитизирующие растворы несут с собой Li, Rb, Be, Nb, Ta, Zr, Hf, Tr, которые накапливаются в апогранитах и дают крупные промышленные месторождения, а также пирохлор (NaCaNb 2 O 6 F), циркон Zr[SiO 4 ], гадолинит Y 2 FeBe 2 {O[SiO 4 ]}. Калий уходит за пределы с раствором во вмещающие породы, где увеличивается количество слюды. Часть его накапливается в растворе по мере связывания Na в виде альбита, а также может образовываться амазонит – калишпат с высоким содержанием Rb (до 1,89 % Rb 2 O) зеленого цвета. Грейзенизация (от слова грей – серый) приводит к образованию метасоматических постмагматических пород при воздействии пневматолитово- гидротермальных растворов, отделившихся при кристаллизации гранитной магмы, на алюмосиликатные породы. В первую очередь образуются гранитои- ды при температуре 600–375 Си кислой реакции среды. Нередко грейзены накладываются на апограниты и общую последовательность рассмотренных магматогенных процессов можно выразить так кристаллизация гранитов → пегматиты → апорганиты → грейзены → гидротермальный процесс. Эта последовательность отвечает общему снижению температуры. Отличие грейзенизации от альбитизации состоит в следующем часть реакции может идти под воздействием газообразных летучих компонентов, которые образуют сильнокислую среду, что приводит к растворению и выносу кварца SiO 2 + 4HF → SiF 4 ↑ + 2H 2 O; грейзенизация протекает при высокой активности калия, поэтому возникает иная ассоциация минералов (калишпат замещается мусковитом, топазом свозрастанием SiO 2 ). самым чувствительным минералом гранита является биотит, который как и полевые шпаты, замещается мусковитом. Гранит превращается в квар- 197 цево-мусковитовый агрегат, содержащий минералы с летучими компонентами с F – топаз, флюорит, мусковит с B – турмалин с летучими привносятся Sn, W, Be, Mo, Bi, Ta, Nb и образуются их минералы при грейзенизации иногда возникают штокверки – сплетение кварцевых жил (бывшие трещины, по которым двигались растворы, в них образуются минералы грейзенов – топаз, берилл, флюорит, турмалин и др грейзенизация связана с тектоническими явлениями. Грейзен образуется в куполовидных выступах гранитных интрузивов за счет гранитов из жильных дериватов, кислых эффузивов и осадочнометаморфических пород под воздействием постмагматических растворов. В породе увеличивается количество Si, Fe, Mg, Mn, привносятся Li, F, H 2 O, Sn, W, Mo, Bi, As. 16.5. Контактно - метасоматические процессы При внедрении магмы вмещающие породы испытывают прогрев, и при различии их химизма, по законам термодинамики между ними происходит обмен компонентами путем метасоматоза, те. реакции замещения на контакте двух сред. При анализе рудоносных формаций важное значение придается геохимическим барьерам. Метасоматоз. Он характерен Д. С. Коржинским и его ученики (В. А. Жа- риков, Л. Л. Перчук и др. Физическую сущность метасоматоза изучал ГЛ. Поспелов. Он разработал понятие функциональные микросистемы метасоматоза, обосновал их микрозональность. Е. В. Плющев подчеркивал значение кларков и кларков концентрации для характеристики гидротермалитов. При метасоматозе реакция носит обменный характер, порода находится в твердом состоянии, ее объем не изменяется. Например, при образовании турмалиновых грейзенов в Казахстане в породе Na, K, Si, H 2 O метасоматически замещались Различают метасоматоз по месту образования (гипергенный, гидротермальный) и по механизму миграции (инфильтрационный и диффузный. Гидротермальный метасоматоз протекает при температуре 40– 500 С. Он часто предваряет рудообразование. Основную роль выполняет инфильтрационный метасоматоз, захватывая толщу до 8 км. Диффузный метасоматоз действует обычно в пределах нескольких метров, чаще эти виды метасоматоза совмещаются. Реакция метасоматоза экзотермическая и сопровождается связыванием воды в силикатах (хлоритизация, серици- тизация, каолинитизация). На метасоматоз влияет реакция среды, поэтому выделяют кислотное выщелачивание и щелочной метасоматоз. Гидротермально измененные породы называют гидротермалитами. Кислые растворы формируются в гидротермах при средних температурах с содержанием HCl, HF, H 2 S, CO 2 и других кислотных компонентов. Сними связаны грейзенизация, березитизация, пропилитизация. Для высоких и низких температур характерна щелочная среда, которая вызывает альбитизацию, нефелинизацию, магнезиальный метасоматоз. Эти процессы протекают в средних и основных породах. Метасоматоз образует вертикальную зональность с резким контактом между зонами. Отдельные метасоматиты (зональная колонка) объединяются в метасоматическую фацию. Совокупность фаций по вертикали создает метасоматическую формацию. Фенитизация – это метасоматическое изменение гранитов, гнейсов, песчаников и других горных пород «гранитоидного» состава в экзоконтактовых зонах интрузий щелочных пород. Иногда наблюдается в зонах тектонических нарушений, контролирующих размещение массивов щелочных пород. Изменение горных пород при фенитизации выражается в замещении кварца, плагиоклаза и слюдистых минералов исходных пород альбитом, калинатро- вым полевым шпатом, нефелином, щелочными пироксеном и амфиболами. Процесс может сопровождаться анатексисом измененных пород в контактах с интрузивными породами. При внедрении щелочной магмы в силикатные и алюмосиликатные породы (гнейсы, граниты, песчаники и др) происходит вынос из кристаллизующегося расплава большого количества щелочей (K 2 O, Na 2 O), которые активно воздействуют на вмещающие породы, изменяя их особенно при резко различном составе. В результате вокруг массива щелочных пород возникает ореол кон- тактно-метасоматических пород, которые и получили название фенитов. Этот ореол имеет обычно зональное строение первая зона представлена внедряющимся щелочным массивом (нефелином, щелочным пироксенэгирином, калишпатом); вторая зона состоит из контактно-метасоматических пород (эги- рин-авгит, альбит, тонкоигольчатый эгирин третья зона – это реликты первичных минералов вмещающих пород. Фениты в значительной степени являются продуктами натриевого метасоматоза, сопровождающего процессы автометаморфизма и контактового метаморфизма. Установлено, что ширина экзоконтактовых ореолов развития фенитов пропорциональна размерам интрузивных тел, причем наиболе мощные ореолы характерны для собственно щелочных интрузий. При фенитизации нередко во вмещающие породы выносятся Nb, Ta, Tr, Zr, Hf. В фенитах они дают скопления минералов пирохлор (Nb, Ta, TR, U, Th), циркон (Zr + Hf), бастензит (TR). Скарнообразование приводит к формированию скарнов – известково- магнезиально-железистых силикатов, которые возникают метасоматическим путем на контакте карбонатных вмещающих пород с перегретыми (чаще кислыми гранитоидами) породами часто богатыми летучими компонентами. Этот геохимический процесс происходит при замещении обеих пород (биметасо- матоз по Д. С. Коржинскому) . Скарном шведские рудокопы называли пироксен – гранатово-эпидотовую породу (это название сохранилось в геологической литературе. Они образуются на глубине 3–7 км, чему способствуют возникающие трещины контракции усадки объема при остывании магматических пород. В зависимости от состава вмещающих карбонатных толщ скарны формируются двух типов магнезиальные (доломит, мрамор) и известковые (известняки. Породы содержат повышенное содержание кальция и магния. 199 По характеру рудной специализации выделяют скарны железорудные (г. Магнитогорск – Урал меднорудные (Хакасия вольфрамоносные (Средняя Азия полиметаллические (Тетюхе – Дальний Восток кобальтовые (Дашкесан – Азербайджан золоторудные (Горная Шория – Алтай бороносные (Горная Шория, Якутия. 16.6. Гидротермальные процессы Магматогенные процессы заканчиваются проявлением гидротермальной деятельности, те. происходит образование минералов под воздействием нагретых вод, которые отделяются от магмы по мере снижения ее температуры входе кристаллизации. Магматогенные воды с летучими Си образуют кислые гидротермы, которые создают условия для формирования типичных минералов (кварц, халцедон, Cu, Pb, Zn, Hg, Au, Fe, Co, Ni, As, Sb, Bi, Sn, W, Mo, U, реже Mn, характерны минералы N, K, Ca, Mg, Ba. Форма переноса рудных элементов ионная, коллоидная, комплексная. Основные причины отложения минералов из гидротермальных растворов температура, давление, щелочно-кислотные и окислительно-восстановительные условия. Минералы отлагаются в форме жил. АИ. Перельман приводит систематику гидротерм (табл. 2). Кислородные гидротермы (I–IV классы) сернокислые и солянокислые с pH 0,5–3,5, богатые Fe, Al, местами Cu, Zn, Pb (Тихоокеанский пояс, Камчатка и др. Воды содержат O 2 , иногда H 2 S, Eh достигает 1 В и более за счет HF, HCl. Глеевые термы (V–VIII классы) известны в альпийской зоне, по составу углекислые, азотные и др. Классы V и VI представлены хлоридными растворами си выщелоченными из пород элементами Fe, Mn, Sr, Ba, Pb, Zn, Cu и др. К классу VII относятся азотно-углекислые термы, обогащенные As, B, Li, Rb, местами Sb, Hg и др. К VIII классу принадлежат азотные термы суль- фатно-гидрокарбонатно-натриевого состава и обогащены SiO 2 , Ge, Be, F, W и Mo. Eh местами отрицательный (от –0,08 до –0,1 В. Таблица 16.1 Систематика современных гидротерм (АИ. Перельман, 1989) Щелочно Окислительно-восстановительные условия кислотные условия окислительные восстановительные глеевые восстановительные с сероводородом Сильнокислые Сильнокислые кислородные Сильнокислые глеевые Сильнокислые сероводородные Слабокислые Слабокислые кислородные Слабокислые глеевые Слабокислые сероводородные Нейтральные и слабощелочные Нейтральные и слабощелочные кислородные Нейтральные и слабощелочные глеевые Нейтральные и слабощелочные сероводородные сульфидные (источники Карловы Вары) Сильнощелоч- ные Сильнощелочные кислородные Сильнощелочные азотные термы Сильнощелочные серо- водородно-сульфидные Тбилисские термы) Сероводородные и сульфидные гидротермы (IX–XII классы) содержат H 2 S, 200 HS – , S 2– , возможны CO 2 и CH 4 . Воды хлоридно-гидрокарбонатно-натриевые с азотом. Отложения минералов связаны с двумя типами жил заполнение открытых трещин, метасоматическое образование. По первому типу жилы образуются путем заполнения открытых трещин минералами, которые отлагаются из растворов (секреционные отложения на стенках. Возможно возникновение полосчатых жил, когда образование одних минералов сменяется во времени отложениями других. Если нарастание идет вокруг обломков породы в трещине, образуются крустификационные (crust – корка) жилы. При многократном дроблении вмещающих пород с образованием жильного материала и последующем новом отложении минералов возникают брекчиевидные жилы. В строении жил различают внутреннюю осевую часть и боковые наросты – зальбанды. При метасоматическом образовании гидротермальных жил растворы, просачиваясь вдоль тонких капиллярных трещин, взаимодействуют с минералами вмещающих пород, растворяют, разъедают (ре- зорбируют) их, и на месте отлагаются другие минералы. Жилы бывают на высоко- (гипотермальные, 300–400 С, средне- (мезотермальные, 150–300 Си низкотемпературными (эпитермальные, менее 150 С. По источникам растворов и области минералообразования все гидротермальное минералообразование делят на плутоногенное, вулканогенное, телетермальное. При плутоногенном типе минералообразования гидротермы связаны с глубокими магматическими очагами, часто вблизи от материнской интрузии (плу- тона. Они формируют высокотемпературную минерализацию (рис. 16.2). К этому типу относятся высокотемпературные кварцевые жилы. Пространственно и генетически они тесно связаны с грейзенами и имеют аналогичную минерализацию касситерит, вольфрамит, молибденит, берилл, висмутин, жильный кварц, флюорит, иногда топаз, в зальбандах жил – часто мусковит, калиевый шпат. Рис. 16.2. Схема минерализации жил по мере их удаления от источника гидротермальных растворов и снижения их температуры (И.Т. Бакуменко и др, 2001) 201 При среднетемпературной плутоногенной минерализации образуются карбонатные и кварц-карбонатные жилы с минералами Ag, Co, Ni, Bi, U; полиметаллические месторождения (Zn, Cu, часто Ag). Полиметаллическая минерализация в гидротермальной стадии местами накладывается на скарны. Золото- кварцевые месторождения Якутии формировались при средне-и высокотемпературной минерализации. Вулканогенная гидротермальная ассоциация минералов формируется за счет низкотемпературных гидротерм, связанных с магматическими очагами вблизи поверхности, иногда с выходами на поверхность (вулканы. Участвуют ювенильные и метеорные воды. Нередко образуется халцедон, имеется вольфрамит, касситерит. Телетермальные низкотемпературные гидротермы представляют собой растворы, далеко ушедшие от источника их образования. Приурочены к зонам глубинного разлома, где локализуются мелкие магматические тела. Формируются месторождения ртути, сурьмы, мышьяка с включением серебра. Гидротермальное минералообразование сопровождается интенсивным изменением вмещающих пород (околожильное, околорудное изменение) и характеризуется следующими основными типами гидротермальных метасомати- тов: для кислых пород при средней и низкой температуре – окремнением, се- рицитизацией, березитизацией; для средних и щелочных пород при низкой температуре – про- пилитизацией, лиственитизацией, магнезиализацией, карбонатизацией, фосфатным метасоматозом, хлоритизацией; для ультраосновных пород – серпентинизацией, оталькованием, нефели- низацией, алунитизацией. У некоторых метасоматитов строгая приуроченность к определенному типу пород отсутствует. Известны переходные типы метасоматитов, а также наложением одних типов на другие (рис. 16.3). Вторичные кварциты (окремнение) образуются при взаимодействии кислых растворов, богатых летучими компонентами (SO 2 , HF, HCl), с алюмосиликатными породами у поверхности с выносом щелочей и концентрацией кремнезема, глинозема и оксида титана. В порядке понижения температуры образуются корунд, андалузит, диаспор, алунит, каолинит, серицит, пирофиллит. Серицитизация протекает при низкой температуре с образованием мелко- чешуйчатого мусковита – серицита («серикос» – шелковистый) во вмещающих полевошпатовых породах вокруг гидротермальных жил. Это частный случай пропилитизации, нов породах, которые мало содержат Ca и Mg, Березитизация, или сульфидная грейзенизация» протекает при средних температурах с преобразованием кислых пород (граниты, гранодиориты, гра- нит-порфиры, кварцевые порфиры) под влиянием перегретых сульфидных растворов с HS – , H 2 S. Происходит разложение цветных минералов и части полевых шпатов с образованием светлых слюд, кварца и пирита. Выносятся Mg, Ca, Na, в мусковите фиксируется калий. Формируются золоторудные месторождения, 202 W, Mo, Cu, ассоциации серицита, кварца, пирита, анкерита. Рис. 16.3. Схема развития метасоматоза в системе интрузив – надинтрузивная зона в контрастных средах (по В. А. Кудряшову и др – известняки, 2 – доломиты, 3 – скарны, 4 – граниты, 5 – 7 – продукты метасоматических процессов (5 – калишпатизированные граниты и калишпаты, 6 – альбитизирован- ныеграниты, 7 – грейзенизированные породы, 8 – 16 – грейзены (8 – слюдяно- кварцевый, 9 – кварцевый, 10 – топазовый и топаз-кварцевый, 11 – слюдяной, турмалин- слюдяной, 12 – топаз-флюоритовый, 13 – слюдяно-флюоритовый, 14 – флюоритовый, 15 – слюдяно-селлаит-флюоритовый, 16 – селлаитфлюоритовый), 17 – жилы выполнения Пропилитизация – метасоматическое гидротермальное изменение основных и средних вулканических пород (андезиты, дациты, базальты) в зоне малых и средних глубин. В областях активного вулканизма гидротермальные растворы могут быть от кислых до щелочных. Происходит замещение пироксена, роговой обманки, плагиоклаза, биотита и ортоклаза на хлорит, серицит, эпидот, альбит, кальцит, пирит, одуляр, цеолиты. Реакцию преобразования плагиоклаза и пироксена под действием газообразной и перегретой воды с образованием важнейших минералов пропилита можно представить следующим образом 4 [NaAlSi 3 O 8 · CaAl 2 Si 2 O 8 ] + 5 (Mg, Fe)SiO 3 + 5 H 2 O → лабрадор пироксен → 2 Ca 2 Al 3 Si 3 O 12 (OH) + (Mg, Fe) 5 Al 2 Si 3 O 10 (OH) 8 + 4 NaAlSi 3 O 8 + 4SiO 2 203 Эпидот хлорит альбит кварц Образуются разнообразные месторождения, связанные с гидротермальным рудоотложением. Лиственитизация – процесс изменения основных и ультраосновных пород под влиянием перегретых углекислых растворов. Происходит разложение оливина, пироксенов, роговых обманок с образованием талька, кварца и магнези- ально-железистых карбонатов – доломита, анкерита, брейнерита и др. Полевые шпаты превращаются в мусковит или серицит, реже в хромовую слюду – фук- сит. При высоких парциальных давлениях CO 2 разложение идет до частичного образования пирофиллита Al 2 Si 4 O 10 (OH) 2 . Типичным для этого процесса является образование талька и карбонатов магнияи железа. При магнезиальном метасоматозе в основных породах пироксен и амфибол замещается оливином. В эндоконтактной зоне гранитов происходит отложение биотитов, роговой обманки и других магнезиальных минералов, при понижении температуры – хлоритизация алюмосиликатных минералов. Карбонатизация – взаимодействие пород с известняками и их преобразование. В результате могутпротекать следующие процессы. Доломитизация известняков происходит в результате воздействия растворов, содержащих в повышенных концентрациях ионы Mg 2+ и SO 4 2– : 2 CaCO 3 + Mg(SO 4 )+ 2 H 2 O → CaMg(CO 3 ) 2 + CaSO 4 · 2 H 2 O известняк доломит гипс Под воздействием растворов с Fe 2+ или Mn 2+ процесс протекает полнее с образованием сидерита FeCO 3 или родохрозита MnCO 3 . В результате этого могут образовываться крупные промышленные месторождения железных и марганцевых руд. Взаимодействие с известняками гидротермальных сульфидных растворов приводит к образованию в известняках богатых метасоматических сульфидных месторождений, например, свинцово-цинковых руд. Они отлагаются в известнякеза счет выноса части Карбонатный метасоматоз с силикатным связывает между собой процесс скарнообразования. Например, отложение в известняке форстерита Mg 2 SiO 4 , шпинели MgAl 2 O 4 , гроссуляра или везуавина. Фосфатный метасоматоз – образование апатита в богатых известью породах при участии фтора и хлора Хлоритизация – процесс гидротермального изменения пород при низкой температуре с образованием хлоритаза счет биотита. Серпентинизация, оталькование – гидротермальное изменение ультраосновных пород с образованием соответственно серпентина и талька. Нефелинизация – процесс привноса натрия, вызывающий извлечение гли- ноземов из пироксенов и амфиболов с возможным образованием нефелина. Алунитизация – протекание в условиях окисления и присутствия вводе с образованием серной кислоты. При этом сера осуществляет алунитизацию алюмосиликатных пород с образованием алунита KAl 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 и с выносом сульфатов щелочей и Месторождения гидротермального генезиса дают до 70 % мировой добычи Mo, W, до 100 % олова и 50 % меди. 204 Взаимодействие термальных поровых растворов с породой приводит к формированию метасоматической зональности – последовательной смене ме- тасоматитов (гидротермалитов) от наиболее измененной внутренней зоны к внешней и неизменной породе. Совокупность одновременно образовавшихся метасоматитов (зональная колонка) называют метасоматической фацией. Совокупность фаций, возникшая в результате одного петрогенетического или генетически единого геологического процесса, представляет собой метасоматическую формацию (В. А. Жариков). В. И. Рехарский (цит. по АИ. Перельману, 1989) выделил гидротермально- метасоматические формации, расположенные сверху вниз от ранних высокотемпературных к поздним низкотемпературным I. Гидротермально-метасоматические формации, связанные преимущественно с гранитоидными породами Магнезиально-скарновая −Fe, B, флогопит Известково-скарновая −Fe,Cu, Co, V, Mn Фельдшпатовая −Ta, Nb, TR, U, Th, Ti, Be, Li, Полевошпат-кварцевая −Mo, W, Sn, Cu Грейзеновая −W, Mo, Sn, Be, Li, Bi Турмалин-кварцевая −Sn, Cu, W, Bi, Au, As (турмалин-хлоритовая) Пропилитовая −Au, Ag, Cu, As, Pb, Zn Вторично-кварцитовая −Cu, Zn, Pb, Au, Ag Кварц-серицитовая −Cu, Mo, Zn, Pb Березитовая –Pb, Zn, Au, Ag, U, Mo, Bi, Sn, W, Be, Co, As, Sb, Hg Ар- гиллизитовая –Hg, Sb, Sn, Au, Ag, As, U, Mo, Zr, Pb, Zn, Cu II. Гидротермально-метасоматические формации, связанные преимущественно с ультраосновными и основными породами Серпентинитовая −Cr, асбест Уралитовая −Ni,Cu, Pt, флогопит Тальк-карбонатная −Ni,Cu, Au, тальк, магнезит Брусит-валлериитовая −Cu, Ni, Co, Pt Лиственитовая −Hg, Au, Cu, Zn, Pb III. Гидротермально-метасоматические формации, связанные преимущественно с ультраосновными щелочными породами Альбититовая −Zr, Hf, Nb, Ta, TR, Th, U Камафоритовая (апатит, Ti, P, Zr, Ta, Nb, Cu магнетитовая) Карбонатитовая −Nb, Ta, Zr, TR Карбонат-флюоритовая флюорит Оруднение часто накладывается на метасоматиты или развивается одновременно с ним. Поэтому многие авторы рассматривают рудообразование как часть общего процесса метасоматоза (рудоносные метасоматиты»). Согласно ГЛ. Поспелову, гидротермальные месторождения возникают в застойных или полузастойных условиях. Проблема источника рудных элементов является дискуссионной. Метасоматические процессы всегда связаны с химическими реакциями, направленными на выравнивание состава горными породами метаморфизи- рующих растворов. Так как эти растворы часто несут с собой полезные (рудные) компоненты, то характер изменения горных пород широко используется как геохимический критерий при поисках месторождений полезных ископаемых. Интенсивность метасоматических процессов тем выше, чем контрастнее состав раствора и породы и вышепористость и трещиноватость изменяющейся породы. |