Эндогенные месторождения связанные с магматическими комплексами кислого состава

Эндогенные месторождения, связанные с магматическими комплексами кислого состава Пегматитовые месторождения

Эндогенные месторождения, связанные с магматическими комплексами кислого состава пространственно и генетически связанные с проявлениями кислого и среднего магматизма и формировавшиеся в континентальнои коре, представлены четырьмя группами: пегматитовым, скарновым, альбитит грейзеновым и гидротермальным (плутоногенный класс). • Они могут формироваться в течение одной минерагенической стадии, формируя единый эволюционный ряд. •

Пегматитовые месторождения • Выделяются два семейства магматогенное и метаморфогенное. • Магматогенные пегматиты представляют собой позднемагматические образования, имеющие близкий родоначальным интрузиям состав. Большинство их ассоциирует с гранитоидными комплексами средней и поздней стадии развития мобильных погясов. • От материнских пород отличаются: • 1) повышенной кислотностью или щелочностью; • 2) полной дифференцированностью; • 3) многофазностью внедрения.

• Пегматиты известны, но не типичны для перидотитовой, габбровой и плагиогранит сиенитовойформаций. • В условиях платформенной активизации они связаны с основной, гранитной и щелочной формациями. • Пегматитовые тела имеют форму: плит, жил, гнезд, труб. Их размеры варьируют от мелких до гигантских длиной 5 6 км, мощностью 100 400 м и протяженностью до 800 700 м.

• Выделяют пять типов: гранитные чистой линии, гибридные, десилицированные, щелочные и ультраосновные. • 1. Гранитные пегматиты чистой линии состоят: калишпата (ортоклаз, микроклин), кварца, плагиоклаза (альбит, олигоклаза) и биотита. Дополнительно : сподумен, мусковит, турмалин, гранат, топаз, берилл, лепидолит, флюорит, апатит, минералы редких, редкоземельных и радиоактивных элементов. • Вьщеляют два подтипа: простые недиференцированные и сложные дифференцированные

• Простые только калишпат и кварц. • Сложные имеют зональное строение: • 1. Внешняя зона тонкозернистая мусковит кварц полевошпатовая оторочка (см) • 2. Кварц полевошпатовая масса с письменными и гранитными структурами; блоки микроклина; • 3. Кварцевое ядро; • 4. Скопления кварца, альбита, сподумена, минералов редких металлов и марганца. На границе кварцевого ядра и второй зоны.

• С возрастанием степени дифференциации число зон от 1 до 5; усиливается метасоматоз, появляются рудные металлы, минералы укрупняются, больше минералов, сокращается размер зон с гранитной и письменной структ. 1 и 2 типы часты, 3 редок, а 4 и 5 очень редки. • Ореолы метасоматического преобразования и геохимического рассеяния элементов до 20 м, вкрест простирания 1 О м, по восстанию 50 м. • Внутренняя зона окварцевание и микроклин. ; Внешняя хлориты, амфиболы, цеолиты; • Геохимические ореолы: барий, рубидий, литий, бериллий.

• 2. Гибридные пегматиты. • Два подтипа: глиноземистый и карбонатный. • Глиноземистый возникает при ассимиляции глинистых сланцев и основных пород. Развиты: андалузит, кианит и сuллиманит. • Карбонатный образуется по карбонатным Ca Mg Fe породам и характеризуется повышенным содержанием роговой обманки, пироксенов, скаполита и других минералов. • 3. Десилицированные пегматиты при ассимиляции ультраосновных и карбонатных пород. Возникают плагиоклазиты (от альбититов до анортозитов). При пересыщении глиноземом корундовые плагиоклазиты.

• 4. Щелочные пегматиты связаны со щелочными комплексами. Развиты: микроклин, ортоклаз, нефелин, содалит, эгирин, натролит, арфведсонит с примесью апатита, анальцима, минералов циркония, титана, ниобия и редких земель; • 5. Пегматиты ультраосновных магм • Сложены: плагиоклазами (анортит битовнит, лабрадор андезит), ромбическим пироксеном (бронзитом). Реже оливин, амфибол, биотит; примесь апатита, граната, сфена, циркона, магнетита, сульфидов.

• Метаморфогенные пегматиты • 1. Не связаны с интрузиями. • 2. Контролируются мобильными поясами и глубинными разломами. • 3. Развиты в областях протоактивизации. • 4. Состав коррелируется с фациями метаморфизма. Главные минералы: амфиболы, кианит, андалузит, сuллиманит, гранат. • Объем пегматитов всех типов возрастает к юным эпохам, но запасы полезных ископаемых снижаются.

• Геологические структуры • 1. Региональные пояса сотни и тыс. км (Мамский, Забайкальский, Кольско Карельский, Россия; Бихарский Индия; Аппалачский С. Америка; Ю. Африкански. Й). • Докембрийские содержат метаморфогенные пегматиты и контролируются трогами с метаморфизованными базальтами. • Фанерозойские развиты: • а. вдоль осевых поднятий геосинклиналей, • б. вдоль крупных разломов поздней стадии мобильных поясов, • в. в разломах активизированных платформ, где развиты редкометальные пегматиты, ассоциирующие с альбитит грейзеновыми и гидротермальными м ниями олова, вольфрама и других редких металлов.

• Локальные структуры представлены полями, пучками, узлами. • а) Магматогенные приурочены к цепочкам интрузий; контролируются: • 1) прикровельной прототектоникой, • 2) строением верхнего экзо и эндоконтакта. Распространены внутрь массивов на 2 3 км и в кровлю до 2 км. • б) Метаморфогенные контролируются дизъюнктивной тектоникой и фациями регионального метаморфизма.

• Магматогенные пегматиты две генетические разновидностями: • Сингенетическая внутри интрузий (шлировые и камерные). Особен ности: отсутствие резких контактов, нет аплитовой оторочки, овальная форма, обилие миароловых пустот. • Эпигенетическая внутри и за пределами интрузий. Особенности: тектонический контроль; жильная форма и резкие контакты; наличие аплитовидных оторочек и слабое развитие миароловых пустот. • Мощные зональные эпигенетические пегматиты формируются в спокойной тектонической обстановке.

• Физико химические условия образования • Пегматиты формируются в диапазоне глубин: от 1, 5 2, 0 км до 16 20 км, при литостатическом давлении 800 50 МПа. • Температурный режим. Фактические данные. • 1. Ранняя раскристаллизация расплава 1200 900 0 С. • 2. Застывание гранита 1000 8000 С; в присутствии флюидов 730 6400 С. • 3. Образование гранитной эвтектики 700 650 0 С. • 4. Наличие β кварца 573 0 С. • Таким образом, начальная температура пегматитового расплава 800 7000 С (по А. Ферсману).

• Дальнейшая эволюция по данным газово жидких включений в минералах пегматитов (по Н. Ермакову). • Последовательный ряд (в ОС): Биотит (760 435) кварц (600 540) мусковит (500 435) берилл (400 400) кварц и топаз (510 300) аметист (300 130) халцедон (90 55). • Основной облик пегматитов при 600 200 0 С. Пегматитовый расплав раствор содержал до 50% Si 02 и был насыщен водой (> 10%).

Генезис • Пять основных гипотез: • 1. Магматогенно гидротермальная одноэтапная(по А. Ферсману); • 2. Магматогенно пневматолито гидротермальная двухэтапная(американских геологов); • 3. Метасоматическая(по А. Заварицкому); • 4. Ликвационная(по Е. Н. Граменицкому и А. А. Маракушеву); • 5. Метаморфогенная(по В. Н. Мораховскому).

1. Магматогенно гидротермальная одноэтапная (А. Ферсман) • Пегматиты продукты обособления остаточной магмы. Эволюция от расплава до гидротермального раствора. Выделяются этапы: • 1. Магматический (900 8000 С); • 2. Эпимагматический (800 7000 С); • 3. Пневматолитовый (700 4000 С); • 4. Гидротермальный (400 500 С); • 5. Гипергенны. Й. • Они в свою очередь расчленяются на 11 фаз или стадий. Эволюция расплава происходила в обстановке закрытой физико химической системы при неограниченной растворимости Н 2 О в силикатном расплаве (по А. Гинзбургу).

• • Геохимическая эволюция (роль щелочей) 1. Кальций натровый метасоматоз с образованием плагиоклазов; 2. Калиевый метасоматоз с образованием микроклина; 3. Натровый метасоматоз с образованием альбита. Недостатки гипотезы: 1) недоучет ограниченной растворимости воды; 2) нужны большие открытые полости (проблема пространства); 3) сложно объяснить смену калиевых полевых шпатов натриевыми за счет автометасоматоза.

2. Магматогенно пневматолитово гидротермальная двухэтапная • • (американские геологи Р. Джонс, Е. Камерон и др. ) Выделяется два этапа: магматический и пневматолито гидротермальный. Первый этап система закрыта (или только вынос вещества), при фракционной кристаллизации образуются пегматиты простого состава; Второй полностью раскрытая система, метасоматическая переработка раствором, поступавшим из глубин, ранних простых пегматитов. Образуются сложные по составу тела. Недостатки: незначительны следы выноса и привноса веществ за пределы пегматитовых тел.

3. Метасоматическая (гипотеза А. Заварицкого) • Двухэтапное преобразованuе любой породы, близкой по составу к граниту. Первый этап – остаточные газоводные растворы в условиях химического равновесия преобразуют породы без изменения состава. В закрытой системе возникают простые пегматиты. • Второй этап. В результате фракционной дистилляции раствора меняется его состав. Начинается растворение простых пегматитов и замещение их новообразованиями. Возникают сложные пегматиты в открытой системе. • Недостатки. Трудно объяснить формирование пегматитов в негранитного состава породах, отсутствие значительных геохимических и метасоматических ореолов и др.

4. Ликвационная гипотеза (по • • Е. Н. Граменицкому и А. А. Маракушеву) Только о гранитных пегматитах чистой линии. Такая связь на примере шлировых пегматитов доказывается: а) близостью химизма биотитов (железистость, глиноземистость, фтористость и др. параметры); б) преемственностью режим кислорода и фтора при формировании биотитов гранитоидов и пегматитов. Особая роль отводится вязким концентрированным средам, промежуточным между растворами и расплавами. Они являются продуктами более полной дифференциации (ликвации магмы). Пегматитоносность массивов связана с их расслоенностью. Шлировые пегматиты концентрируются в прикровельных частях массивов. Из этих же расплавов отщепляются помимо пегматитов сuлекситы и орбикулярные граниты.

• Формы тел: слои, лепешки, капли, колбы, гантели. • Пегматиты по сравнению с гранитами более лейкократовые. Они обеднены Fe, Mg, Мп и Са. Состав: кварц полевой шпат. • Для разных массивов в гранитах и пегматитах соотношения кварца, альбита и ортоклаза неодинаковы, а для одного они выдержаны. • Процесс отделения пегматитового расплава фиксируется в образовании меланократовых оторочек. • Вывод. Пегматитообразование представляет собой самостоятельный петрогенетический процесс, который заключается в отщеплении от остаточной магмы особого флюидного расплава по механизму жидкостной несмесимости и подготовке к расслоению гранитного плутона.

5. Метаморфогенная гипотеза (В. Н. Мораховски. Й) Пегматитовые поля ассоциирует с шестью основными этапами Pcm очаговых структур : • 1) Под действием ротационных сжимающих сил Земли и денудационной разгрузки в центре изометричных блоков возникает обстановка растяжения. Образуются трещинные матричные деформации в объеме пород. Направление растяжения субширотное и вертикальное. Происходит центростремительное движение флюидов в очаговые структуры. В полостях трещин отрыва понижаются температура и давление и происходит кристаллизация вещества из растворов.

• 2) Интенсивные процессы автометасоматоза (собирательная перекристаллизация) при участии КОН и Na. OH - первая ранняя волна щелочности. Образуются микроклины. • 3) Хрупкие деформации образуются трещины поясного типа; возникают стержневые сегрегации (ихтиоглипты) кварца; образуются шерл, берилл, апатит. Вторая волна, но уже кислотная - растут крупные блоки кварца; намечается зональность пегматита. • 4) Развиваются поясовые трещины и в них пром. слюды. • 5) Этап хрупких и пластических деформаций. Образуются серицит, альбит, кварц, хлорит, затем кальцит, пирит, магнетит, ортит. Температуры -300 - 4000 С • 6) Возникают протяженные диаклазовые нарушения, поздние дайки гранитов и кварцевые жилы.

• Во всех рассмотренных гипотезах отмечается расхождение взглядов по 5 пунктам. • 1. Роль особого расплава. • 2. Роль метасоматоза. • 3. Источники преобразования растворов. • 4. Степень закрытости системы. • 5. Степень растворимости летучих соединений, в том числе воды. • Из этих факторов наибольшее значение для формирования полезных ископаемых в пегматитах имеет метасоматический процесс.

Полезные ископаемые пегматитов Образование м ний зависит от двух факторов степени дифференциации магматического вещества и масштабов метасоматоза ранних фаций пегматитов. С этих позиций В. И. Смирновым выделено три класса : 1) простые, 2) перекристаллизованные и 3) метасоматически замещенные. Эта классификация не удовлетворяет промышленно генетическому принципу систематики. Лучше разделять по ведущему типу полезного компонента. В связи с таким подходом предлагается выделить четыре класса месторождений : 1) керамический, 2) мусковитовый, 3) редкометальный и 4) цветных камней.

• 1. Керамические месторождения относятся магматогенным и метаморфогенным простым и перекристализованным пегматитам, сложенным полевыми шпатами и кварцем. Обладают письменной, гранитной и гигантозернистой структурой. Отношение кварца и полевых шпатов составляет 1 : 3. • 2. Мусковитовые м ния развиты в магматогенных и метаморфогенных (дистен силлиманитовая фация) перекристаллизованных пегматитах. Промышленное значение имеют тела, в м 3 которых произведение среднеи площади мусковитовых пластин на их массу будет больше 10 20 кг. см 2 Запасы крупных м ний достигают тысяч тонн. Наиболее значительные мусковитовые провинции располагаются в России (Карелия и Забайкалье), Индии и Бразилии.

• 3. Редкометальные месторождения ассоциируют с магматогенными и метаморфогенными метасоматически замещенными пегматитами. • В магматогенных разностях помимо тантала и ниобия, из них добывают олово, вольфрам, уран, торий, редкие земли. • В метаморфогенных пегматитах, образовавшихся в при андалузит сuллиманитовой фации возникают тантал ниобиевые и редкоземельные м ния. Они широко развиты в фундаментах древних платформ, в фанерозойских складчатых поясах и в областях тектоно магматической активизации (Бразилия, Австралия; Россия Урал, Сибирь, Карелия и др. ).

• 4. Месторождения цветных камней связаны с магматогенными сингенетическими метасоматически замещенными пегматитами. Особенно перспективны гранитные пегматиты. Им свойственны крупные (до 200 м 3) открытые полости с друзами кристаллического сырья. • Из этих месторождений добывают значительную часть горного хрусталя, оптического флюорита, топазов, аквамарина и других минералов.