Эндогенная серия Скарновые месторождения Скарнами называют породы известково

Эндогенная серия Скарновые месторождения Скарнами называют породы известково силикатного состава, образовавшиеся метасоматическим путем чаще всего, в приконтактовой области интрузивов среди карбонатных, реже силикатных пород. Выделяют экзоскарны, располагающиеся за пределами интрузий и эндоскарны, находящиеся внутри последних.

• Скарны разделяются на три типа: известковый, магнезиальный и силикатный. • Известковые наиболее распространены в природе и образуются по известнякам. Их состав: гранаты ряда гроссуляр-андрадит и пироксены ряда диопсид-геденбергит. Иногда развиты везувиан, волластонит, скаполит, амфиболы и эпидот. • Магнезиальные более редки. Они возникают при замещении доломитов и состоят из диопсида, форстерита, шпинели, флогопита, монтичеллита, гумита, серпентинита, паргасита, людвигита и других минералов. • Силикатные редки; формируются по гранитоидам, порфирам и их туфам, траппам, аркозовым песчаникам и алевролитам. Типоморфный минерал скаполит.

• Обобщенная модель залежи : • 1 2 – гранитоиды (эндоскарны): 1) неизмененные, 2) осветленные мусковитизированные; • 3) гранаты с эпидотом и плагиоклазом; • 4) экзоскарны пироксен гранатовые; • 5 6 скарны: 5) гранатовые, 6) пироксеновые; • 7 8 известняки: 7) мраморизованные и 8) неизмененные. • Скарновые породы обладают пятнистой, полосчатой, массивной текстурами и гранобластовыми, порфиробластовыми, волокнистыми структурами.

• Известны с раннего докембрия. Характерны для платформ, мобильных поясов и областей тектоно-магматической активизации. • Ассоциируют с: плагиогранитами, плагиосиенитами, траппами; гранодиоритами батолитов и гранитоидами малых интрузий. • Дайки: 1 доскарновые комагматичные гранодиорит порфиры, гранит порфиры, аплиты и т. п. и некомагматичные спессартиты, порфириты, диабазы; 2) интраскарновые кислого и основного состава; 3) постскарновые диабазы, лампрофиры.

Физико-химические условия образования Скарны образуются при воздействии тепла интрузий и горячих газово жидких х растворов. При становлении интрузива вмещающие породы испытывают термальный изохимический метаморфизм. По сланцам образуются роговики, по песчаникам кварциты, по известнякам мраморы. Возникает ореол метасоматитов вокруг интрузий. Под влиянием поздних флюидов в эндо и экзоконтактах интрузии протекали аллохимические метасоматические процессы, образовавшие скарны. Это происходило на глубинах, где внутреннее флюидное давление превышало литостатическую нагрузку. Оптимальный диапазон скарнообразования - 0, 5 -2, 5 км.

• Скарны начали образовываться при температуре около 900°С, а завершили при гидротермальном режиме (около 300°С). • Фациальная смена минеральных ассоциаций при снижении температуры обусловлена возрастанием кислотности процесса, регулирующего химические потенциалы кальция, магния и железа (по В. А. Жарикову). Происходит вытеснение кальция магнием, а затем магния железом. Возникает ряд: волластонит-диопсид-салит-геденбергитандрадит.

Происхождение скарнов и скарновых месторождений • Три гипотезы: • 1. Биметасоматическая инфильтрационно-диффузионная (Д. С. Коржинский); • 2. Стадийная (П. Пилипенко) и • 3. Стратиформная метаморфогенноэксгаляционная (А. А. Ковалев)

• 1. Биметасоматический вариант • На примере медно скарновых месторождений Турьинской группы • 1. На контакте силикатных и карбонатных пород возникает неравновесная химическая система и начинается встречно-диффузионный отток элементов; возникают известково силикатные минералы. • 2. Снижение концентраций элементов в растворах в связи с разной их подвижностью будет происходить с различной скоростью. Это причина зональности минеральных парагенезисов. • 3. Относительная подвижность элементов зависит от температуры процесса. В начальный момент, когда температуры высокие, общий парагенезис определяют три инертных компонента: Са, Si, Al. Остальные элементы либо вполне подвижны: Н 2 О, СО 2, К, Na, 02, Mg, Fе, либо индеферентны: Ti, Р.

• 4. Зональная структура с резкими границами создается диффузионным потоком. При переходе от авангардных к тыловым уменьшается число минералов до мономинеральной последней зоны. • Состав зон устойчивых при определенных температурах, отвечает ступеням равновесия: • Д. С. Коржинский выделил 10 таких ступеней: • 1. пироксен гранатовая } высокотемператуpные • 2. пироксен эпидотовая II • 3. актинолит эпидотовая} среднетемператvpные • 4. хлорит эпидотовая II • 5. пренитовая 5 10 низкотемпературные • 6. пумпеллиитовая • 7. кальцит альбитовая • 8. кальцит кварц серицит хлоритовая • 9. кальцит кварц серицит доломитовая • 10. цеолитовая

Поведение железа • Сначала Fе выносится и вместо салита возникает безжелезистый волластонит. Содержание в скарнах Fe нарастает в направлении внешней границы контакта. Меняется состав гранатов от гроссуляра в эндоскарнах до андрадита с высоким Fе в экзоскарнах. Понижается подвижность Fе. В результате накапливается магнетит. • На поздних (низкие Т) стадиях Fe инертный элемент, а среди подвижных появляются сера и медь. Взаимодействуя с выделившимся магнетитом, они формируют пирит и халькопирит в зонах концентрации Fе по экзогранице скарнов.

• Недостатки • 1. Для образования скарновых минералов в гранитоидах и в известняках не соблюдается баланс Si 02 и Са. О. Необходим дополнительный источник привноса этих соединений. • 2. Нельзя объяснить образование скарнов, залегающих исключительно среди силикатных или карбонатных пород или вообще удаленных от интрузий. • Инфильтрационно-диффузионный вариант гипотезы Д. С. Коржинского (дополнение к теории биметасоматоза)

• Месторождения формируются вблизи границы силикатных и карбонатных пород в связи с циркуляцией горячих растворов с химическими соединениями, выносимыми как из глубинных магматических очагов, так и заимствованных из пород на путях движения этих растворов. • В точке входа в систему преобладают привносuмые соединения. Далее роль их сокращается и процесс осуществляется за счет встречной диффузии элементов силикатных и карбонатных пород.

• Основной вывод. Преобладающие массы скарнов бuметасоматические, но среди оруденелых наиболее ценные контактовоинфильтрационные, связанные с мощным воздействием постмагматическux растворов, циркулирующих по трещинным зонам. • Недостатки и этого варианта: • 1. Не объяснены причины разнообразия рудных минералов в скарнах. • 2. Нет увязки со стадийностью формирования скарнов и руд.

Стадийная гипотеза П. Пилипенко • Главная масса вещества скарнов и руд привносится извне растворами внешнего происхождения. • При снижении температуры состав растворов меняется, обусловливая зональное строение и разнообразие скарнов и руд. • В рудноскарновом процессе вьщелено два этапа: сухой безводный и водный. • I. Сухие скарны формируются в течение четырех стадий: • 1) Кремневая. Высокая температура, привнос силиция (Si), диопсидовые породы (светлые роговики). • 2) Алюмосuликатная. Привносится Si и Al, возникают железистые гранаты (андрадит) и пироксены (темные железистые скарны).

• 3) Галоидная. Привносится хлор, образуется скаполит. • 4) Железная. Закисное и окисное железо магнетит и гематит, железистые алюмосиликаты геденбергит, ильваит, андрадит и др. • II. Водные скарны. Две метасоматическux стадии: • 1)Флюидно-водная. Н 20 и СО 2. Роговая обманка, эпидот, шеелит и кальцит. • 2) Сульфидная. Низкие температуры, привнос Н 20, H 2 S и металлов. Сульфиды и сульфосоли. • Недостатки: нет различий продуктов скарнообразования для существующих изверженных пород и условий их внедрения. •

3. Стратиформная метаморфогенноэксгаляционная (А. А. Ковалев) • Формируются в геодинамической обстановке спрединговых окраинных морей над астеносферными камерами в связи с трансформными разломами на глубинах океана больше 3500 м. • Скарноидные месторождения представляют собой стратиформные пластовые рудные залежи горизонтальные во время образования. Залегают среди базальтов, слагающих нижний ярус земной коры. Иногда на поверхность выходят клинья и пластины офиолитов, которые являлись фундаментом продуктивной толщи. Базальтоиды при метаморфизме превращаются в зеленые сланцы.

• Вертикальная зональность толщ (снизу вверх): а) амфиболовые или биотитовых роговики; б) металлоносные скарноиды; в) хемогенные известняки или доломиты • Часто оруденелые скарноиды подстилаются биотитовыми, реже биотит роговообманковыми или биотит пироксеновыми роговиками, а перекрываются известняками.

• Общепринятая концепция рудно-скарнового процесса. • С учетом рассмотренных гипотез можно для большинства рудных объектов, связанных со скарнами, наметить три главные стадии: • 1. Контактовый метаморфизм, 900 500 С, процесс изохuмический, связан со всеми типами интрузий. Образуются сплошные ореолы светлых, бедных железом известково-силикатных пород. Возникают мрамора и диопсидовые роговики. Метасоматический чехол более мощный на глубине. Он хрупкий и безрудный.

• 2. Ранняя скарновая, 650 -4000 С, возникают отдельные тела, покрывающие 1/10 периметра интрузий. Формируются сухие безводные темные экзо и эндоскарны: железистые пироксены, гранаты искаполит; магнетит, гематит и геденбергит. • З. Поздняя флюидно-водная, ретроградная, 450 ЗОООС. Активное участие Н 20, СО 2, хлоридов, H 2 S, комплексных соединений металлов. Возникают: роговая обманка, эпидот, актинолит, кальцит, шеелит, сульфиды и сульфосоли. • Таким образом, в рудно скарновом процессе повсеместно выделяют две стадии раннюю • прогрессивную и позднюю регрессивную.

• • Скарны и руды. Три типа взаимоотношений: 1. Образуются одновременно. Рудные тела совпадают с залежами скарнов. Для магнетитов (Fe) и датолитов (В). 2. Сопровождающее скарны оруденение. Рудные тела занимают часть объема скарнов. Характерно для магнетитов (Fe) и шеелитов (W). З. Наложенное оруденение. Связано с поздней стадией. Основная масса месторождений. Рудные тела не совпадают с очертаниями скарновых залежей.

Подразделение скарновых месторождений • • • 1. По составу замещаемых пород: 1) известковые, 2) магнезиальные, 3) силикатные. 2. По стадиям образования: 1) ранних стадий безводные ( железо, вольфрам); 2) поздних водно силикатные, (сульфиды, полиметаллы). По формациям магматических пород: плагиогранит сиениты производные базальтовой магмы; железо, медь; гранитные батолиты вольфрам; малые интрузии диоритового состава полиметаллы. По положению относительно контакта: эндоскарны, 2) экзоскарны. Главная систематика. По составу полезного ископаемого: 1) железо, 2) вольфрам – молибден, 3)мeдь, 4) олово, 5) свинец – цинк и др.

Месторождения железа • По геологическим условиям три типа: островодужный орогенный и трапповый. • 1. Островодужный развит в дугах, сложенных вулканогенно осадочными толщами; ассоциирует со штоками диоритов и граносиенитов; представлен известково скарновыми и скаполит альбит скарновыми магнетитовыми залежами. Большой объем эндоскарнов и натровый метасоматоз. В рудах кобальт и никель. • Ранняя стадия: эндоскарны эпидот пироксен гранат • экзоскарны гранат пироксен (диопсид геденбергит), магнетит, сульфиды; • Поздняя -ильваит, актинолит, хлорит, кальцит, кварц. • Пластовые руд. тела и ассоциируют с гранатовыми зонами. • Месторождения: Песчаное, Гороблагодатское, Дашкесан(Азербайджан), Сарбайское, Эмпайр(Канада).

2. Орогенные (кордильерский тип). • Развиты в магматических дугах; связаны с обедненными железом кварцевыми монцонитами; приурочены к пачкам доломитов; ассоциируют с гипабисс. штоками и представлены экзоскарнами. В рудных телах магнезиально известковистые силикаты с форстеритом, тальком, серпентенитом и сульфидами. • а) Ранняя стадия. Около плyтона диопсид шпинель (Мg. Al 2 O 4). На удалении - форстерит кальцит в доломитах. • б) Поздняя стадия: флогопит, серпентин, людвигит (бораты), магнетит. • Месторождения: Тейское(РRз, Красноярск), Шерегeшское(Сm, Горная Шория), Игл Маунтин (Pz, Калифорния).

3. Трапповый Широко развит на Сибирской платформе в двух зонах: 1. Западная окраина трапповой области и 2. ЮВ окраина Тунгусской синеклизы. Вознили магнезиально силикатные скарновые ассоциации (диопсид, актинолит, флогопит, роговая обманка, тальк, хлорит, эпидот, гранат и др. ) и низкотемпературные хлоритсерпентин-карбонатные метасоматиты. Месторождения (Коршуновское, Абаканское, Рудногорское и др. ) приурочены к СЗ и СВ глубинным разломам; залегают в Pz терригенно-карбонатных толщах и ассоциируют с силлами и дайками габбродолеритов и диабазов пермо-триассовой трапповой формации. Ангаро Илимская провинция. Рудные тела –магномагнетит- в занах вкрапленности, пластах и трубках взрыва.

• • • Месторождения вольфрама и молибдена. С известковыми скарнами и со штоками и батолитами (Рzз Сrз) гранодиорит порфиров, гранитов и кварцевых монцонитов; дайки и линзы аплитов и пегматитов, локализованными в терригенно карбонатных толщах (РСm Т). Выделяют два типа восстановленный и окисленный. 1. Восстановленный с интрузивами в обстановке растяжения, на больших глубинах. Нет брекчий и узкая зона эндоскарнов. Рудные тела пластовые шеелит и молибдошеелит. 1) Ранняя стадия(500 6000 С), Р > 1. 0 1. 5 кбар, геденбергит (в 2 10 раз больше), альмандин. 2) Поздняя стадия (450 3000 С), флюиды 10 15 экв. % Na. CI; эпидот, биотит, плагиоклаз, актинолит, роговая обманка, кварц, кальцит, шеелит. Месторождения: Сангдонг (Ю. Корея), Майхура (Киргизия), Сало (Франция), Мак Миллан Пасс(Канада).

• 2. Окисленный в некарбонатных или гематитовых породах на умеренных глубинах. Мелкие и средние местор. , экзоскарны. Стадии: • Ранняя андрадит, эпидот. Поздняя - две ассоциации: а) эпидот, хлорит, кальцит, кварц; б) актинолит, кварц, рудный, кальцит. • Месторождения: Кинг Ай Ленд (Австралия), Эль Жаралито (Мексика) • • • Месторождения молибдена ( редки. ) Уникальный тип, не характерный для скарновых месторождений, рудный район Тырны-Ауз (С. Кавказ). В экзоскарнах малоглубинных лейкократовых гранитов и гранит-порфиров образовались жильные, пластовые и штокверковые тела с молибденитом, шеелитом, халькопиритом, висмутином и др. Ранняя стадия геденбергит, гроссуляр, волластонит. Поздняя роговая обманка, актинолит, эпидот, флюорит, хлорит, молибденит, шеелит. Весь молибден позднескарновы. Й. Месторождения: Тырны Ауз (с. Кавказ), Азгур (Марокко).

Месторождения олова • • Оловоносные граниты, обогащенные кремнеземом и калием. Могут быть как посттектоническими, так и синтектоническими. Формировались в конечную стадию орогенических циклов энсиалических дуг или в кратонах. 80% м ний находится в фанерозойских складчатых поясах и связаны с посторогенными гранитами. В субдукционных зонах с гранодиорит-гранитными сериями (Малайзии). Выделяется два типа: магнезиальный и известковый. Магнезuальный 1)ранняя стадия шпинель, пироксен (фассаит) Ca(Mg, Fe, AI(Si, AI))206, форстерит, _+кальцит. Нет F, B и Sn. Вторая подстадия флогопит, магнетит, Mg бораты ( c Sn). 2) Поздняя стадия: касситерит, флюобарит, слюды. Месторождения: Кличкинское (Забайкалье), Кливленд (Австралия). .

Известковый • 1) Ранняя стадия: андрадит (Sn), волластонит, везувиан, магнетит (Sn), флюорит, аксинит (Sn) амфибол (Sn). • 2) Поздняя стадия: малайяит (Ca. Sn. Si. Os), данбурит (Ca. B 2 Si 206), турмалин, датолит. Малайяит распадается на кальцит, кварц и касситерит. • Месторождения: Мойна (Австралия), Ушкошкон (Киргизия), Куга (Япония). • К комплексному известково-магнезиальному типу относится м ние Теджи (Китай), где юрские яншаньские биотитовые гранит-порфиры прорывают триасовые карбонатные. толщи. Запасы олова здесь больше 2 млн. тонн и значительные количества Си, РЬ, Zn, W, Ag, Мо, Bi, Ве, Ga, In, Cd и др. элементов.

• Медь • В орогеническux поясах окраин континентов; возникли в Mz Tr время; ассоциируют со штоками известково щелочных гранодиоритов и кварцевых монцонитов с медно порфировым оруденением. Самостоятельного экономического значения не имеют. • Характерна ассоциация: андрадит-диопсид-магнетит-гематитсульфиды(гранатов>> пироксенов). Формируются известковые и магнезиальные экзоскарны. • Известковые • 1) Ранняя стадия: андрадит, волластонит , диопсид геденбергит, пирит, борнит, магнетит. В эндоскарнах гранат и халькопирит. • 2) Поздняя стадия: тремолит актинолит, карбонаты, гематит, сульфиды. • Магнезuальные • 1) Ранняя стадия форстерит, . серпентин, магнетит, халькопирит. • 2) Поздняя стадия тальк, серпентин, магнетит, мало сульфидов, пирит халькопирит. • Месторождения: Кристмас, Мишен (Аризона), Бингем (Юта), Саяк 1 (Казахстан)

• Свинец и цинк. • Особенности: 1) удаленность от интрузий гранодиоритов лейкогранитов (экзоскарны); 2) контроль структурными элемен тами; 3 ) отсутствие ореолов вокруг скарнов; 4) широкое развитие пироксенов и тесная их ас социация с сульфидами. • Систематика по связи с интрузuями. Четыре типа: 1) батолитовый, 2) малых интрузий; 3) дайковый и 4) удаленный от интрузий. • . • Продуктивны три последние типа. Для них характерны: • 1) Ранняя стадия: геденбергит, родонит и везувиан, пироксены (йохансенит), гранаты (андрадит), бустамит (Мn, Са)Si. Оз • 2) Поздняя стадия: а) ильваит Mn(Ca. Fe 2 Fe. Si 208[OH]), амфиболы, хлорит, б) серицит-аргиллит, серицит-топаз, в) родонит (с Mn), ильваит, куммингтонит, хлорит. • Рудная зональность (сверху вниз): РЬ - Zn - Си. • Месторождения: • Минерал Кинг (Калифорния) • Симапан (Мексика), Карамазар (Ср. Азия) • Трепча (Косово), Алтын Топкан (Узбекистан) • Бен (Австралия), Камиока (Япония), Тетюхе (Приморье)