ГЕОХИМИЯ ПОСТМАГМАТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Постмагматический процесс – образование этапов, следующих после кристаллизации самого расплава и часто от него пространственно и хронологически обособленные (поствулканический): 1. Вулканические возгоны 2. Пегматитовый процесс 3. Пневматолитово- гидротермальный процесс; 4. Контактово- метасоматический процесс 5. Гидротермальный процесс Перенос химических элементов: По двум направлениям: Критериями, позволяющими определить формы переноса, служат: - Химический состав минералов наблюдаемой парагенетической ассоциации: Fe3O4 + CO2 ↔ Fe2O3 +FeCO3
магнетит гематит сидерит - Характер и интенсивность изменения вмещающих пород.
- Состав газово-жидких включений в минералах рассматриваемого генезиса.
- Физико-химические свойства соединений, в форме которого возможен перенос рассматриваемого элемента. Они должны соответствовать реальности нахождения именно такого соединения в физико-химических условиях рудообразования:
- Щелочные элементы - виде элементарных ионов K + , Na + , Ba 2+
- Галогениды -в виде элементарных анионов F – , Cl – , B – , I– и тд.
Вулканические возгоны Летучими компонентами вулканических возгонов являются H2O, HCl, NH4Cl, H3BO3, H2S, CO2, P2O5 - Генетический тип минеральных видов при вулканических возгонах (эксгаляциях) связан с деятель-ностью летучих компонентов, отделившихся от магмы и покинувших место ее кристаллизации.
- Происходит в местах тектоничес-ких трещин и областях активного вулканизма, когда магматический очаг связан через трещины с земной поверхностью.
Пегматитовый процесс 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 - При раскристаллизации магмы часть легколетучих компонентов не имеет возможности уйти из расплава и постепенно отжимается в незакристаллизовавшуюся часть расплава и насыщает его обычно в конце процесса.
- Такой расплав перенасыщенный летучими компонентами называется остаточным, а сам процесс – пегматитовым.
- Кристаллизация такого расплава протекает иначе, чем в собственно магматическом теле
- Расплав с обилием летучих компонентов менее вязкий и снижает температуру кристаллизации
- 2. По мере снижения температуры эвтектическая кристаллизация «графических» агрегатов сменяется образованием очень крупных индивидов полевого шпата и кварца. Эти агрегаты называются пегматоидными.
- 3. Дальнейшее остывание остаточного расплава приводит к смене пегматоидной кристаллизации на образование блоковых агрегатов, иногда с образованием чисто полевошпатовой зоны. Кристаллы другого минерала вытесняются.
- 4. После исчерпания материала для кристаллизации блокового полевого шпата остающийся в избытке кварц завершает кристаллизацию, образуя кварцевое ядро с участием постмагматических процессов. При этом в пегматитовом теле часто возникает зональность.
- 5. К зоне кварцевого ядра приурочены полости (занорыши), стенки которых усажены кристаллами дымчатого кварца, топаза, берилла, турмалина.
- 6. 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, усложнять состав пегматитового тела (образование слюды, берилла, сподумена (Li), танталит-колумбита (Ta – Nb), касситерита (Sn).
- 8. 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.
- 9. 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 сиенит-пегматиты концентрируют Zr, Hf, U, Th, Nb, Ta, TR, Ti. Пегматитовые занорыши дают драгоценные камни: берилл, турмалин, топаз, хризоберилл, а также пьезокварц, оптический флюорит и турмалин
Пневматолитово-гидротермальные процессы - В данной группе процессов выделяются два : альбитизация и грейзенизация.
Альбитизация Альбитизация затрагивает в первую очередь калишпат и плагиоклаз: K[AlSi3O8] + Na+ → Na[AlSi3O8] + K+ Ca[Al2Si2O8] +2Na+ + 4SiO2 → 2Na[AlSi3O8] + Ca2+ Получается осветленная (альба) порода, 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 - Альбитизация – процесс образования метасоматических апогранитов (греч. «апо» – от (далеко от)) в результате постмагматического изменения (альбитизация) гранитов, гранитоидов под воздействием высокотемпературных щелочных растворов с летучими компонентами, отщепившихся при кристаллизации этих гранитоидов.
- Привносится большое количество Na, который вытесняет K из его соединений.
- Альбитизирующие растворы, насы-щенные летучими компонентами, устремляются в верхнюю часть массива области пониженного давления.
Грейзенизация Нередко грейзены накладываются на апограниты и общую последовательность уже рассмотренных магматогенных процессов можно выразить так: кристаллизация гранитов → пегматиты → апорганиты → грейзены → гидротермальный процесс. Эта последовательность отвечает общему снижению температуры. - Грейзенизация (от "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 гранитоиды при температуре 600 – 375˚С и кислой реакции среды.
Отличие грейзенизации от альбитизации следующее:
- Часть реакции может идти под воздействием газообразных летучих компонентов (HF, HCl, B2O3), которые образуют сильнокислую среду, что приводит к растворению и выносу даже кварца: SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O.
- Грейзенизация протекает при высокой активности калия, поэтому возникает иная ассоциация минералов (калишпат замещается мусковитом, топазом с возрастанием SiO2).
- Биотит и полевые шпаты замещаются мусковитом. Гранит превращается в кварцево-мусковитовый агрегат, содержащий минералы, богатые 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, 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 осадочно-метаморфических пород под воздействием постмагматических растворов. В породе увеличивается количество Si, Fe, Mg, Mn, привносятся Li, F, H2O, Sn, W, Mo, Bi, As
Контактно-метасоматические процессы - При внедрении магмы вмещающие породы испытывают прогрев и, при различии их химизма, по законам термодинамики, происходит обмен компонентами между ними путем метасоматоза, т.е. реакции замещения на контакте двух сред.
- При метасоматозе реакция носит обменный характер, порода находится в твердом состоянии, ее объем не изменяется.
- Различают метасоматоз по месту образования (гипергенный, гидротермальный) и по механизму миграции (инфильтрационный и диффузный).
- На метасоматоз влияет реакция среды, поэтому выделяют кислотное выщелачивание и щелочной метасоматоз.
Дополнительная зональность возникает в случаях, когда при переходе от одной зоны колонки к другой возможна больше, чем одна реакция раствора с породой. - Метасоматоз образует зональность с резким контактом между зонами. Отдельные метасоматиты («зональная колонка») объединяются в метасоматическую фацию. Совокупность фаций создает метасоматическую формацию.
- В пределах инфильтрационных метасоматических зон состав породы и растворов остаются постоянными, на границах зон происходят скачкообразное изменение состава породы и раствора;
- Фенитизация – процесс метасоматического изменения гранитов, гнейсов, песчаников и других горных пород «гранитоидного» состава в экзоконтактовых зонах интрузий щелочных пород.
- вынос из кристаллизующегося расплава большого количества щелочей (K2O, Na2O), которые активно воздействуют на вмещающие породы
- фениты являются продуктами в значительной степени натриевого метасоматоза
- рри фенитизации нередко во вмещающие породы выносятся Nb, Ta, Tr, Zr, Hf
- Скарнообразование приводит к формированию скарнов – известково-магнезиально-железистых силикатов, которые возникают метасоматическим путем на контакте карбонатных вмещающих пород с перегретыми (чаще кислыми гранитоидами) породами с летучими компонентами.
- Скарны - это пироксен–гранатово-эпидотовая порода;
- Образуются на глубине 3–7 км;
- В зависимости от состава вмещающих карбонатных толщ образуются скарны двух типов: магнезиальные (доломит, мрамор) и известковые (известняки):
Гидротермальные процессы - Магматогенные процессы заканчиваются проявлением гидротермальной деятельности, т.е. происходит образование минералов под воздействием нагретых вод, которые отделяются от магмы по мере снижения ее температуры в ходе кристаллизации.
- Магматогенные воды с летучими HСl и HF образуют кислые гидротермы, которые создают условия для формирования типичных минералов Si (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. Форма отложения минералов в виде жил.
Глеевые термы по составу углекислые, азотные и др. Хлоридные растворы с pH 2,0–3,5 и выщелоченными из пород элементами Fe, Mn, Sr, Ba, Pb, Zn, Cu и др. Азотно-углекислые термы, обогащенные As, B, Li, Rb, местами Sb, Hg и др. Aзотные термы сульфатногидрокарбонатно-натриевого состава и обогащены SiO2, Ge, Be, F, W и Mo. Eh местами отрицательный (от –0,08 до –0,1 В). Сероводородные и сульфидные гидротермы содержат H2S, HS– , S2– , возможны CO2 и CH4. Воды хлоридно-гидрокарбонатно-натриевые с азотом. - Гидротермы формируют жильные тела. Отложения минералов связано с двумя типами жил (заполнение открытых трещин, метасоматическое образование)
- Жилы делят на:
- высокотемпературные (гипотермаль-ные, 300–400°С),
- средне-(мезотермальные, 150–300°С);
- низкотемпературные (эпитермаль-ные, менее 150°С).
- По источникам растворов и области минералообразования все гидротермальное минерало-образование делят на плутоногенное, вулканогенное, телетермальное
- При плутоногенном типе минералообра-зования гидротермы связаны с глубокими магматическими очагами, часто вблизи от материнской интрузии (плутона). Они формируют высокотемпературную минерализацию. К этому типу относятся высокотемпературные кварцевые жилы. Они имеют минерализацию: касситерит, вольфрамит, молибденит, берилл, висмутин, жильный кварц, флюорит, иногда топаз, в зальбандах жил часто мусковит, калишпат.
- При среднетемпературной плутоногенной минерализации образуются карбонатные и кварц-карбонатные жилы с минералами Ag, Co, Ni, Bi, U; полиметаллические месторождения (Zn, Cu, часто Ag).
- Вулканогенная гидротермальная ассоциация минералов формируется за счет низкотемпературных гидротерм, связанных с магматическими очагами вблизи поверхности, иногда с выходами на поверхность (вулканы). Часто 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 метасоматитов: - для кислых пород при средней и низкой температуре – окремнение, серицитизация, березитизация;
- для средних и щелочных пород при низкой температуре – пропилитизация, лиственитизация, магнезиализация, карбонатизация, фосфатный метасоматоз, хлоритизация;
- для ультраосновных пород – серпентинизация, отальковывание, нефелинизация, алунитизация.
Сделать конспект по данным типам гидротермальных метасоматитов!!! |
Скачать 1.22 Mb.