ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.09.2020
Просмотров: 4275
Скачиваний: 7
81
Рис. 10. Геохимическая классификация элементов (по А.Е. Ферсману)
(1 – элементы кислых магм и пневматолитов, 2 – сульфидных месторождений,
3 – средних магм, 4 – основных и ультраосновных магм)
Таблица 9
Геохимические типы базальтоидов (Л.В. Таусон)
Геохимиче-
ские типы
Na
K
Rb Ba
Sr
Ni
Co
V
Cr
Cr
V
Sr
Ba
K
%
г/т
Толеитовый
2,0
0,2
2
15
110
100
30
350
300 0,2
Андезитовый 2,7
1,3
30
270
385
18
24
125
55
2,8
Латитовый
2,7
2,5
70
1470 1220 40
22
185
70
10,5
В складчатых областях породы протокристаллизации слагают узкие и
длинные "офиолитовые пояса" – комплекс эффузивных и интрузивных пород ши-
рокого диапазона по составу в типичных проявлениях магматизма геосинкли-
нальной стадии развития складчатых областей. Это тихоокеанский пояс (Кали-
форния. Япония, Австралия); Альпийский (Италия, Суматра); Урал. Они имеются
в зонах спрединга срединно-океанических структур Атлантического и Индийско-
го океанов. Офиолитовые пояса материков считаются реликтами океанической
земной коры (А.И.Перельман, 1989).
82
Рис. 11. Химические элементы щелочных магм (А.И. Перельман, 1989)
Рис. 12. Характерные элементы протокристаллизации (1) и гранитных магм (2)
(А.И. Перельман)
Минералы ультраосновных (оливин, пироксен) и основных (оливин, пи-
роксен, основной плагиоклаз) пород обладают наибольшей изоморфной емкостью
с разнообразными примесями элементов по законам изоморфизма.
83
Средние породы или мезиты
содержат 53 – 64%
SiO
2
. Представлены ассо-
циацией роговой обманки (частично биотита), средних плагиоклазов, образующих
диориты и сочетания роговой обманки, пироксена, калиевого полевого шпата в
составе сиенита.
Содержание
Al
2
O
3
в диоритах 16 – 17%,
FeО + Fe
2
O
3
9 – 10,
Mg
4,5 – 6,0,
CaO
8 – 8,5,
K
2
O + Na
2
O
до 5%.
Химический состав сиенитов следующий:
SiO
2
52 – 65%,
Al
2
O
3
12 – 18, со-
держание щелочей повышенное –
Na
2
O + K
2
O
10 – 15,
FeO + Fe
2
O
3
4– 5,
CaO
2 –
4,
MgO
1 – 2% (см. рис. 10).
Средние магмы занимают небольшой объем от общего объема магмы.
Кислые породы или ацидиты (граниты, гранитоиды и др.)
с содержанием
SiO
2
более 64 %. Гранитоиды относятся к полигенетическим породам. Магма кис-
лых пород формируется за счет "былых биосфер" (В.И. Вернадский), дифферен-
циации основных или средних магм, путем "гранитизации" (Д.С. Коржинский).
По Ф.А. Летникову, трансмагматические растворы гранитизируют гнейсы.
Однако, как бы ни образовались кислые породы, к какому геохимическому
типу ни относились, они имеют ряд общих геохимических черт. В отличие от по-
род протокристаллизации в кислых породах накапливаются нечетные элементы,
ионы с валентностью I и III (
Na
+
, K
+
, Rb
+
, Cs
+
, Cl
–
, F
–
, Al
3
+
и др.). Характерны
большие радиусы ионов, низкие энергии решеток минералов. Минералы гранито-
идов имеют низкую изоморфную емкость, содержат меньше примесей, чем мине-
ралы основных пород.
По В.В. Ляховичу, носителем и концентратором большинства редких и
рудных элементов в гранитоидах является биотит, кислые плагиоклазы. Биотит
помогает выяснить генезис гранитоидов. В них редкие элементы изоморфно вхо-
дят в решетки главных минералов и образуют включения собственных минералов
(
U, Th, Tr, Zn, Ti, Fe, Sn
и др.). Олово в биотите может изоморфно замещать
Fe, Ti
.
Во многих гранитоидах повышено содержание рудных элементов, поэтому они
получили название редкометалльных, оловоносных, вольфрамоносных и т.д. Гра-
ниты местами обогащаются
Pb, Ni, Co, V, Zn, F, Se, Cr, Ti, Zr, Y, Yb, Sn, Mo, Ga, Li,
Rb, Cs
(рис. 10).
Л.В. Таусон при оценке потенциальной рудоносности гранитоидов основ-
ное значение придает особенностям эманационной дифференциации элементов.
Щелочные породы
имеют высокое содержание
Na
2
O + K
2
O
, а по содержа-
нию
SiO
2
могут быть от кислых до ультраосновных (с преобладанием
SiO
2
53 –
64%).
Породы агпаитового ряда образуются, если
Na
2
O + K
2
O
больше или равно
Al
2
O
3
, если меньше
Al
2
O
3
– миаскитового ряда с невысоким содержанием химиче-
ских элементов. По Л.Н. Когарко, с появлением щелочного магматизма на грани-
це архея – протерозоя связывают резкую смену геодинамического режима Земли.
Происходит субдукция окисленной океанической коры, содержащей повышенные
концентрации летучих компонентов. Появление окисленной флюидной фазы спо-
собствует началу крупномасштабных метасоматических процессов и генезису
щелочных магм, обогащенных рудными литофильными элементами.
Все вулкано-магматические образования Беларуси позднего девона при-
надлежат к щелочному ряду. Преобладающими являются породы калиевой серии.
84
Геохимические особенности этих образований позволяют их идентифицировать
как континентальную рифтогенную вулкано-магматическую формацию (Н.В. Ве-
ретенников и др.).
Крупнейший в мире щелочной массив находится в Хибинах. Меньшие
площади встречаются на Урале, в Восточной Сибири, Гренландии, Южной и Во-
сточной Африке и других регионах.
В щелочной магме содержание
Na
и
K
достигает 15% против 5 – 7% в ба-
зальтах. Количество
SiO
2
понижено, могут отсутствовать кварц, полевые шпаты,
основные породы нефелинового ряда. По содержанию
SiO
2
одни щелочные поро-
ды относятся к ультраосновным, другие – к основным и средним. В них могут
концентрироваться
Li, Rb, Сs, Сa, Sr, Ti, Zr, Hf, Th,. Nb, Ta, U, Ga, Tl, P, F, Cl
(см.
рис. 11).
В некоторых видах щелочной магмы господствует окислительная или вос-
становительная обстановки. Амфотерные элементы образуют комплексные анио-
ны с большим радиусом и пониженной энергией кристаллической решетки, по-
этому
кристаллизация начинается с бесцветных минералов и заканчивается
цветными, что противоположно порядку кристаллизации других магм
. В щелоч-
ных магмах высокая концентрация летучих
F, Cl, CO
2
, S, P
и др., а также они да-
ют большое разнообразие минералов (в Ловозерском массиве около 300). Главные
минералы – нефелин, пироксен, апатит, полевые шпаты – содержат изоморфные
редкие элементы (
Sr, РЗЭ, Rb, Cs, Gа, Nb, Ta
). Щелочные породы относятся к по-
лигенетическим.
С щелочными породами генетически связаны карбонатиты – карбонатные
породы состоящие из кальцита, доломита и анкерита. Иногда они занимают жерла
древних вулканов. Такой расплав формируется при насыщение его
CO
2
и щело-
чами (А.И.Перельман, 1989).
Карбонатиты характерны для зон глубинных разломов платформ и щитов,
рифтовых зон Восточной Африки. Полагают, что химические элементы мигриро-
вали в щелочных растворах из мантии с глубины 100 – 150 км. В этих условиях
возникали ионные комплексы
Nb, Ta, Zr, U, Ce, Ti
. В карбонатитах и их производ-
ных установлено свыше 70 минералов. Генезис карбонатитовой магмы дискусси-
онный: восстановительные флюиды из верхней мантии окислялись на небольших
глубинах (
CO → CO
2
; H
2
→ H
2
O
) (Ф.А. Летников); это продукт дифференциации
кимберлитовой магмы (С.М. Кравченко, И.Т. Расс); вместе с магматическими су-
ществуют и гидротермальные карбонатиты.
8.3.
Процессы магматического минералообразования
В ходе кристаллизации магмы выделяют ряд процессов, которые приводят
к формированию минеральных видов. Ниже рассмотрим эти процессы.
Кристаллизационная дифференциация
– неоднократное отделение все бо-
лее поздних и более кислых продуктов от более ранних основных и ультраоснов-
ных.. Геохимические данные остаются неизменными даже в расплаве и свиде-
тельствуют об их родственном образовании, что подтверждают изотопные отно-
шения некоторых элементов.
Формат:
Список
85
Гравитационная дифференциация –
процесс расслоения неоднородного
магматического расплава под влиянием гравитации определяется по вязкости
магмы. При прочих равных условиях, минералы гравитационной дифференциа-
ции более характерны для ультраосновных, основных и средних щелочных магм.
Ликвационная дифференциация
– разжижение, разделение единого распла-
ва на две несмешивающиеся жидкости в результате неоднородности охлаждения
и гравитации. Например, разделение сульфидного и силикатного расплава. Из-за
разности их свойств дальнейшая дифференциация может вызвать явление грави-
тационной дифференциации. Сульфиды, как тяжелые минералы, могут осаждать-
ся и формировать рудную залежь.
Ассимиляция
и
контаминация
. При внедрении магмы во вмещающие поро-
ды происходит поглощение и растворение обломков этих пород в магматическом
расплаве, т.е.
ассимиляция
. Если ассимилировано большое количество породы,
заметно отличающейся по химическому составу от расплава, происходит его "за-
грязнение", т.е.
контаминация
. Например, ассимиляция магмой известняков, но
контаминация магмы известняками. Эти явления впоследствии при кристаллиза-
ции расплава будут сказываться на составе минералов, характере парагенной ас-
социации химических элементов. Например, известняки будут формировать не
кислый плагиоклаз, а основной.
Десиликация
– внедрение расплава богатого кремнеземом в породы бедные
кремнеземом (известняки, ультраосновные породы) и извлечение
SiO
2
из расплава
за счет связывания его
Mg, Ca, Fe
вмещающих пород. Это обедняет расплав
SiO
2
,
в избытке появляется
Al
2
O
3
, который выделяется с образованием корунда. Высво-
бождающийся кремнезем выпадает, образуя опал и халцедон.
Автометаморфизм
(самоизменение, самопревращение) – группа процес-
сов, происходящих при застывании магмы. Воздействие на продукты магматиче-
ской кристаллизации более поздних (остаточных) порций расплава той же магмы
или обособившихся из этой магмы летучих компонентов, гидротермальных рас-
творов. Выделяют собственно магматическую (Т > 600
о
С), пневматолическую (Т
600–375
о
С) и гидротермальную (< 375
о
С) стадии. Сюда входят серпентинизация
перидотитов, альбитизация спилитов, грейзенизация аляскитов, пропилитизация
вулканических пород основного и среднего состава.
Таким образом, геохимические процессы и термодинамический геохими-
ческий барьер, которые сопровождают магматическое минералообразование,
участвуют в формировании промышленно важных минералльных месторожде-
ний:
Месторождения, связанные с ультраосновными породами – алмазы в ким-
берлитах и перидотитах; хромиты в дунитах; платина и платиноиды в хро-
митоносных дунитах.
Месторождения, связанные с основными породами – ильменит–титано-
магнетит;
Cu – Ni
– сульфидные ликвационно-магматические; платина и
палладий.
Месторождения, связанные со щелочными, ультраосновными, щелочными
породами и карбонатитами – апатит; комплексные (магнетит, слюда-
флагопит); аппатит, а также минерализация на
Tr, Nb, Ta, Zr, Ti, U
в кар-
бонатитах.